心率變異研究：從健康養生到疾病診療

心率變異 (HRV)是兼具方便與正確的自律神經量測技術，可作為身心壓力與心血管等疾病的指標。隨著穿戴式儀器的盛行，愈來愈多電機資訊的學者與業者開始研究並應用心率變異監測工具，不只是醫療與照護單位，國防與警消也引進了相關技術。本書以心率變異為技術核心，前半部從自律神經的量測工具出發，探討生理與心理兩大因素對自律神經功能的影響；後半部進入臨床醫學領域，探討各臨床專科與心率變異的關聯。內容涵蓋了工程、基礎與臨床醫學等領域，不論是心臟科、新陳代謝科、免疫科、泌尿科、神經內科、精神科、睡眠專科與中醫養生等各科醫療人員，以及自律神經相關臨床研究學者或是檢測儀器業者，甚至是只對自律神經與醫學工程感到好奇者，都能從本書得到知識與啟發。

序言一：從醫學研究到醫療器材 (郭博昭)
心率變異(heart rate variability, HRV) 不一定等同於自律神經，但是心率變異的確是現今難得兼具方便與正確性的自律神經量測技術，其重要性逐漸為更多人所認同。在五十多年前，科學家發現心跳中存在著微弱但是明確的變動，將之定義為心率變異，並發現心率變異跟生命的延續有重要的關聯。在二十多年前，本實驗室 (K&Y Lab) 與全世界更多的科學家開始研究心率變異，但是當時還沒有現成的儀器可予以偵測，大部分研究人員的量測設備必須自製。在十多年前，我們開始跟臺灣廠商開發心率變異的專業儀器，並進行各類跨領域的醫療與保健研究。在2016 的今天，心率變異已經不只是生物醫學研究人員的興趣，隨著穿戴式儀器的興盛，已經有越來越多資訊產業的專家開始研究並應用它。甚至連國防單位也引進了這種先進的技術，用來評估軍人的身心壓力。
 
為了因應研究與產業上日益增加的需求，也為了給同好們一本方便的參考書，本實驗室在兩年前開始動員整個實驗室的力量，撰寫這一本「心率變異研究」。主要的作者群是先後前來本實驗室進修的各領域學者專家，而內容也是以實驗室的成果為引子，同時參考全世界相關的研究加以衍生，是一本頗具特色的研究集，也可以視為本實驗室的集體研發成果。
 
本書的前半部以保健的角度來探討自律神經功能，從自律神經的量測工具出發，探討生理與心理兩大因素對自律神經功能的影響，深入研究職場壓力、文明病、保健、養生等議題；後半部進入臨床醫學領域，包括中醫學、免疫學、新陳代謝學、生殖醫學、精神醫學、神經醫學、心血管醫學、腸胃醫學、急重症醫學、癌症、高山症、睡眠醫學等涉及自律神經功能的領域，都在探討之列。
 
本書的內容有很大的比例為本實驗室所原創，包含學術相關的 「研究(research) 」與產業相關的 「發展 (development)」 兩大部份，並經過種種的審查及認證。於研究方面，許多原創論文已經發表在經同儕審查的國際「SCI」 期刊，獲得不少的認同與引用。於發展方面，許多原創產品已經通過國內食品藥物管理署 (TFDA)、中國國家食品藥品監督管理局 (CFDA)、歐洲合格認證 (CE)，或是美國食品藥物管理局 (FDA) 相關的認證，並在醫療與保健市場上流通與應用。
 
本書是一本跨領域的書，涵蓋工程、基礎醫學與臨床醫學。適合於自律神經與心率變異專業領域的讀者，包括基礎研究人員、臨床研究人員、儀器開發人員，以及醫療保健服務相關人員。本書也努力將艱澀的專業術語，轉換為一般讀者所能理解的描述方式，即使只是對醫學或工程好奇的朋友，也希望能從這本書得到幫助與啟發。
 
除了本書的作者群之外，也要感謝威今公司董事長兼總經理盧崑山、副總經理蕭嘉福、前董事長林秀霞、前總經理魏誠佑，與曾經一起努力的鄧俊男、關國宏、李美宣、黃瑛華、劉淑惠等。雖然整體的學術與產業環境並不輕鬆，仍然感謝所有參與人員在超過16 年接力式的付出。感謝父母包容我的任性，雖然沒能順從您們的心願擔任前線的臨床醫師，但仍然堅守醫學研究與發展的領域，成為醫護與保健服務的後援。本書的創作是在陽明大學完成，許多的作者也是陽明大學的校友或合作夥伴，在此感謝所有作者的參與及貢獻，這本不算薄的心率變異專書得以順利完成，感謝陽明大學提供良好的環境，能夠孕育這套科學與技術，回饋給這塊生育與養育我們的土地。
 
郭博昭
序言二：追求太極平衡的健康人生
 
「心率變異檢測儀」此一產品，是在 2006 年威今公司的花蓮辦公室裡與兩位工程師首次接觸討論，體驗由生理訊號轉換成醫療器材的分析數值，且以太極圖的呈現方式，對此感到濃厚的興趣，並寄予其未來在醫學界上的發展空間。
產品技術起源來自於郭博昭教授與楊靜修教授的K&Y Lab研究室，而後在陽明大學腦科學研究所有了多項目的技術開發，如: 自律神經分析儀、享翔一號、多頻道生理訊號紀錄儀、名片型心率變異分析儀、藍芽心電圖機、神農模組、心率變異分析儀模組等，使我從神經醫學踏入了醫療電子尤為感動。身為學術型的公司，深受郭教授、楊教授的薰陶，奠定高級醫療產品的形象，透過歷年的產品推廣，深知在醫療市場需有深度的學術成就及豐富的臨床經驗，方能使產品在未來有大鳴大放的厚實本錢。
 
過往威今篳路襤褸推廣心率變異技術與自律神經的觀念，常遇到的是「自律神經」一詞其實大多數人是不了解的，甚至臨床醫師也需要威今的相關培訓技術、知識與產品的應用，在台灣各大小醫院、診所、學校及研究單位，約已超過 300 多場的演講，不知不覺公司已經成為該技術的傳道者，體驗苦幹實幹的精神，太極圖的呈現概念也給予莫大的影響力，在人生、世事、生意即如太極，當兩極平衡、好運將至，心情與志向更是清澈明白。
 
在醫療市場中，心率變異將是未來在健康檢測上的重要趨勢，自律神經與我們的生活是密不可分，所牽涉到範圍是全身性的，患者常常為了頭痛、胸悶等症狀所苦，去醫院檢查後卻查無病因，往往都與壓力脫不了關係，神經、精神科等門診病患也與日俱增。企業關心自身員工的身心健康，因工作所產生的身心壓力、疲勞、情緒與失眠等影響到生活品質，心率變異逐漸成為各大醫院的健康檢測重點推廣項目。近年，威今參與了漸凍人、僵直性脊椎炎、糖尿病、壓力症候群、失智症、失眠等各醫院的臨床醫師研究案，更能體會該產品是受到醫院所重視。
 
本書是由許多優秀醫師與研究人員所撰寫，當中對自律神經有詳細的介紹亦包含了心率變異技術、自律神經失調與疾病的相關性，以及保健與養生的相關知識。其專業性可以成為臨床醫師與研究人員的專業工具，也希望能透過本書讓大眾了解自律神經的重要性，注重生活中的小細節來自我調節，讓人們都能擁有最寶貴的健康，為人類的健康福祉貢獻一份心力。
蕭嘉福
威今基因科技股份有限公司
副總經理

前　言　自律神經系統及自律神經失調........ 1
part1健康與養生
第一章　軟硬體技術................... 17
第一節　硬體技..........18
第二節　分析技術 .............21
第三節　儀器操作注意事項.......28
第四節　心率變異與自律神經功能及測量注意事項........49
附件一　享翔1 號(SS1C) 操作疑問解答.........64
附件二　簡易健康調查表.........67
附件三　健康調查表.........69
第二章　生理因素對自律神經功能之影響......... 83
第一節　日出到日落─生命的歷程........84
第二節　 亞當與夏娃 ( 男女大不同) ─性別差異........90
第三節　「腹」擔與負擔─談肥胖的影響........97
第四節　 身心的協奏曲─談身體姿勢與心率變異相關研究 .........103
第五節　 阿波羅 ( 太陽神) 指揮下的律動─日夜節律影響......108
第三章　心理變化與自律神經功能之關係....... 121
第一節　淺談情緒與自律神經的關係........122
第二節　人格特質與自律神經的關係........127
第四章　職場壓力、文明病與自律神經失調 .......... 135
第一節　壓力所造成的自律神經失調─狂飆與煞車失靈生活..........136
第二節  那些年，我們一起不眠的夜晚─醫療工作環境的實證........146
第三節　深夜遇見南丁格爾............161
第四節  21 世紀的「每日精神病理學」─科技產品症候群........172
第五章　自律神經功能之保健........ 191
第一節　冬季低溫與心血管疾病........192
第二節　無所不在的隱形殺手─噪音........198
第三節  「食」在很重要！淺談食物對自律神經的影響.........204
第四節　吸菸與飲酒對自律神經的影響.........206
第五節　 巧克力、咖啡與茶飲品中咖啡因的影響........210
第六節　重金屬對自律神經功能的影響........211
第六章　自律神經功能之養生.............. 221
第一節　運動...............222
第二節　音樂對自律神經功能的影響...........227
第三節　禪坐、呼吸控制、冥想的影響.........236
第四節　生物回饋控制...............238
part2自律神經失調有關疾病及治療
第七章　全身性疾病與自律神經功能........... 253
第一節　 中醫陰陽虛實體質與心率變異..............255
第二節　免疫功能與心率變異..............271
第三節　 糖尿病及代謝功能障礙與心率變異........277
第四節　更年期與心率變異...........288
第五節　男性性功能障礙與心率變異...........294
第六節　癌症與心率變異.............300
第八章　神經科疾患........... 311
第一節　高血壓.........312
第二節　中風........319
第三節　癲癇............322
第四節　巴金森氏症........329
第九章　精神科疾病與自律神經功能之關係.......... 337
第一節　焦慮疾患..............339
第二節　情緒疾患...........346
第三節　精神分裂症.............349
第四節　物質成癮疾患............356
第五節　兒童注意力不足過動症與干擾性行為疾患 ...............362
第六節　老年失智症............365
第十章　自律神經功能與睡眠............. 377
第一節　好眠，好難—自律神經系統與睡眠及失眠..........378
第二節　心理壓力與睡眠障礙................387
第三節　自律神經系統於健康睡眠及問題睡眠的角色.........390
第四節　精神科藥物及安眠藥對自律神經及睡眠的影響 …....397
第十一章　其它科別疾病與自律神經功能之關係............ 407
第一節　心臟科與自律神經功能的關係............408
第二節　大腦與胃腸道之間的對話：自律神經功能角色 …..414
第三節　心率變異與高山症................421
第四節　心率變異在加護病房之應用...........428
總　結　心率變異分析用於醫療保健的展望......... 441