Heart Rate Variability Biofeedback in Substance Use Disorder: Emerging Evidence from a Randomized Clinical Trial and Contextual Review

Heart Rate Variability Biofeedback in Substance Use Disorder: Emerging Evidence from a Randomized Clinical Trial and Contextual Review

Highlights

  • Second-generation wearable HRVB reduced negative affect and craving, and lowered alcohol and other drug (AOD) use by 64% compared with usual care in a robust randomized clinical trial of adults with SUD.
  • HRVB disrupted the typical craving-AOD use cascade, moderating within-person risk of relapse following craving episodes, indicating a mechanistic pathway for clinical benefit.
  • Complementary studies support HRVB’s efficacy in mitigating craving, anxiety, and depression across substance types (e.g., methamphetamine, alcohol) and populations, with additional benefits on autonomic function and sleep quality.
  • Limitations include modest sample sizes in prior studies and heterogeneity in intervention duration and technologies; however, the latest phase 2 trial underscores feasibility and impact of second-generation, outpatient HRVB delivered virtually.

Background

Substance use disorder (SUD) remains a global public health challenge characterized by chronic relapsing patterns and a high burden of morbidity and mortality. Craving and negative affect are established proximal triggers of relapse, yet conventional psychosocial and pharmacologic treatments have variable efficacy. Heart rate variability biofeedback (HRVB), a noninvasive intervention leveraging autonomic nervous system modulation through paced breathing and biofeedback, has gained interest for its potential to reduce craving, anxiety, and negative affect. While early studies have suggested HRVB’s therapeutic promise, comprehensive clinical trials assessing its impact on substance use outcomes, particularly using advanced wearable technology, have been lacking.

Key Content

Chronological Development of Evidence for HRVB in SUD

Initial investigations (circa mid-2010s) focused on alcohol-dependent inpatient populations, demonstrating that short-term HRVB training could reduce craving and anxiety, and improve autonomic parameters such as heart rate variability and vasomotor function (NCT DRKS00004618) (Paul et al., Neuropsychiatr Dis Treat, 2015; Jung et al., BMC Psychiatry, 2017). Follow-up studies highlighted a trend toward improved long-term abstinence, though power was limited.

Parallel research extended HRVB applicability to methamphetamine use disorder (Wang et al., Int J Environ Res Public Health, 2022) showing significant craving and dependence severity reductions with HRVB adjunctive treatment in outpatient settings. Additional trials explored HRVB as a modality to enhance sleep quality and mitigate depressive symptoms in this population (Liu et al., J Psychiatr Res, 2023).

Nonrandomized and randomized controlled trials in various SUD populations, including college recovery housing residents (Zucker et al., J Subst Abuse Treat, 2018) and alcohol use disorder in inpatient rehabilitation (Jaidee et al., Psychol Res Behav Manag, 2019), consistently reported decreases in craving and stress metrics, underscoring HRVB’s translational utility.

Second-Generation Wearable HRVB: A Phase 2 Multisite Randomized Clinical Trial (Eddie et al., JAMA Psychiatry, 2025)

This landmark phase 2 clinical trial is the first to assess second-generation wearable HRVB technology’s efficacy in a large, virtually recruited, and racially and gender-diverse outpatient SUD cohort across the US (N=120). Participants were randomized to 8 weeks of HRVB plus treatment-as-usual (TAU) versus TAU only.

Primary ecological momentary assessments revealed statistically significant reductions in negative affect (b = -0.01; P = .001) and craving (b = -0.01; P < .001) among the HRVB group over 8 weeks, contrasting with increases in the control group. No difference emerged in positive affect.

Critically, HRVB was associated with a 64% reduction in AOD use days (OR, 0.36; 95% CrI, 0.25-0.54). The intervention moderated the craving-to-use relationship (OR, 0.84; 95% CrI, 0.73-0.97), indicating HRVB’s possible mechanistic benefit by decoupling craving from subsequent substance use.

Complementary Evidence and Mechanistic Insights

Studies have shown that HRVB enhances parasympathetic activity, improving cardiac autonomic balance and emotional regulation (Lehrer et al., J Altern Complement Med, 2018). Improvements in stress resilience may mediate craving reduction, thereby diminishing relapse risk. Studies in pregnant smokers (Roos et al., Addict Behav, 2024) and patients with fibromyalgia (Gioscia et al., Pain Manag Nurs, 2020) further attest to HRVB’s versatility in stress and symptom management, supporting its broader psychophysiological utility.

Emerging protocols integrating HRVB with adaptive physical activity programs in cancer survivors (NCT03356171) highlight potential synergistic benefits in quality of life and psychological well-being, suggesting possible applications in complex comorbid populations.

Expert Commentary

The recent phase 2 trial by Eddie et al. represents a significant advancement, leveraging second-generation wearable HRVB devices that afford accessibility, real-time feedback, and outpatient implementation, thus enhancing ecological validity. The robust reduction in AOD use days and craving mediated by disrupted craving-use association underscores HRVB’s therapeutic value beyond symptom relief, suggesting modification of relapse pathways.

However, limitations warrant consideration. The durability of intervention effects beyond 8 weeks requires confirmation in longer-term phase 3 trials. Positive affect remained unchanged, indicating HRVB’s effects may be more selective for negative valence states. Blinding and placebo effects remain methodological challenges in HRVB research. Additionally, heterogeneity across substances, severity spectra, and co-occurring psychiatric conditions may moderate responsiveness.

Clinical integration calls for standardized protocols, training, and adherence monitoring. HRVB’s low risk profile, affordability, and feasibility promote its candidacy as an adjunctive tool to existing behavioral and pharmacological treatments. Future research should elucidate biological markers predictive of response and delineate mechanisms linking autonomic regulation with craving modulation.

Conclusion

Heart rate variability biofeedback, particularly through advanced wearable technology, emerges as a promising, noninvasive adjunctive intervention in SUD management. The evidence trajectory from early inpatient studies to the recent robust phase 2 trial confirms HRVB’s capacity to reduce craving, negative affect, and substance use, with mechanistic mediation through disruption of craving-induced relapse pathways.

Pending validation in larger phase 3 trials, HRVB may be poised to enhance personalized recovery strategies, reduce relapse rates, and improve quality of life in individuals with SUD. Multimodal integration, longer follow-up, and mechanistic biomarkers represent key avenues for future investigation.

References

  • Eddie D, Nguyen M, Zeng K, Mei S, Emery N. Heart Rate Variability Biofeedback for Substance Use Disorder: A Randomized Clinical Trial. JAMA Psychiatry. 2025 Oct 1. doi:10.1001/jamapsychiatry.2025.2700. PMID: 41032322.
  • Wang S, et al. A Pilot Randomized Control Study on Effect Brief Heart Rate Variability Biofeedback as a Complementary Treatment in Men with Methamphetamine Use Disorder. Int J Environ Res Public Health. 2022 Apr 25;19(9):5230. doi:10.3390/ijerph19095230. PMID: 35564623.
  • Liu Y, et al. Effects of heart rate variability biofeedback (HRVBFB) on sleep quality and depression among methamphetamine users. J Psychiatr Res. 2023 Jun;162:132-139. doi:10.1016/j.jpsychires.2023.05.029. PMID: 37149922.
  • Paul G, et al. Heart rate variability biofeedback in patients with alcohol dependence: a randomized controlled study. Neuropsychiatr Dis Treat. 2015 Oct 9;11:2619-27. doi:10.2147/NDT.S84798. PMID: 26557753.
  • Jaidee W, et al. Stress and craving reduction under treatment with heart rate variability biofeedback and the Phramongkutklao model among patients with alcohol use disorder. Psychol Res Behav Manag. 2019 Aug 6;12:619-627. doi:10.2147/PRBM.S199762. PMID: 31496846.
  • Lehrer P, Eddie D. Current Evidence on Heart Rate Variability Biofeedback as a Complementary Anticraving Intervention. J Altern Complement Med. 2018 Nov;24(11):1039-1050. doi:10.1089/acm.2018.0019. PMID: 29782180.

物質使用障害における心拍変動バイオフィードバック:無作為化臨床試験と文脈レビューからの新規証拠

ハイライト

  • 第二世代のウェアラブルHRVBは、通常ケアに比べて、SUDを持つ成人においてネガティブな感情と欲求不満を軽減し、アルコールやその他の薬物(AOD)使用を64%削減しました。
  • HRVBは、欲求不満-AOD使用の連鎖を中断し、欲求不満エピソード後の個人内の再発リスクを調整することで、臨床的な利益のメカニズム経路を示唆しています。
  • 補完的な研究では、メタンフェタミンやアルコールなど異なる物質タイプと集団において、HRVBが欲求不満、不安、うつ病の軽減に効果的であることが確認され、自律機能と睡眠品質に対する追加的な利点も報告されています。
  • 制限点としては、過去の研究でのサンプルサイズが小さく、介入期間や技術に異質性があることですが、最新の第2相試験では、第二世代の外来患者向けウェアラブルHRVBの実現可能性と影響が強調されています。

背景

物質使用障害(SUD)は、慢性的な再発パターンと高い死亡率・疾患負担を特徴とする世界的な公衆衛生上の課題です。欲求不満とネガティブな感情は再発の確立された近接トリガーであり、従来の心理社会的および薬理学的治療法は効果がまちまちです。心拍変動バイオフィードバック(HRVB)は、ペースドブリーフィングとバイオフィードバックを通じた自律神経系の調整を活用する非侵襲的介入であり、欲求不満、不安、ネガティブな感情を軽減する可能性から注目を集めています。初期の研究では、HRVBの治療効果が示唆されていましたが、先進的なウェアラブル技術を使用した物質使用結果への影響を評価する包括的な臨床試験が不足していました。

主要な内容

SUDにおけるHRVBの証拠の時系列的発展

初期の研究(2010年代中頃)では、アルコール依存症の入院患者を対象とし、短期間のHRVBトレーニングが欲求不満と不安を軽減し、心拍変動や血管運動機能などの自律パラメータを改善することが示されました(NCT DRKS00004618)(Paul et al., Neuropsychiatr Dis Treat, 2015; Jung et al., BMC Psychiatry, 2017)。後続の研究では、長期的な禁断の傾向が示唆されましたが、検出力は限られていました。

並行して、メタンフェタミン使用障害(Wang et al., Int J Environ Res Public Health, 2022)へのHRVBの適用が研究され、外来設定でのHRVB補助治療により、欲求不満と依存度の重症度が有意に低下することが示されました。追加の試験では、この集団における睡眠品質の向上と抑うつ症状の軽減に対するHRVBの効果が探索されました(Liu et al., J Psychiatr Res, 2023)。

さまざまなSUD人口、大学の回復住宅住民(Zucker et al., J Subst Abuse Treat, 2018)や入院リハビリテーションにおけるアルコール使用障害(Jaidee et al., Psychol Res Behav Manag, 2019)での非無作為化および無作為化比較試験では、一貫して欲求不満とストレス指標の低下が報告され、HRVBの翻訳的有用性が強調されました。

第二世代ウェアラブルHRVB:第2相多施設無作為化臨床試験(Eddie et al., JAMA Psychiatry, 2025)

この画期的な第2相臨床試験は、米国全体で大規模な、オンラインで募集された、人種的に多様で性別が多様な外来SUD患者コホート(N=120)において、第二世代ウェアラブルHRVB技術の効果を初めて評価したものです。参加者は、8週間のHRVBと標準治療(TAU)または単独のTAUに無作為に割り付けられました。

主要な生態学的瞬間評価では、8週間の間にHRVB群ではネガティブな感情(b = -0.01; P = .001)と欲求不満(b = -0.01; P < .001)が統計的に有意に低下し、対照群では増加しました。ポジティブな感情には差異は見られませんでした。

重要なのは、HRVBがAOD使用日の64%の減少(OR, 0.36; 95% CrI, 0.25-0.54)に関連していたことです。介入は欲求不満から使用への関係を調整し(OR, 0.84; 95% CrI, 0.73-0.97)、欲求不満から物質使用への結合を解消することにより、HRVBの可能メカニズム的利益を示唆していました。

補完的な証拠とメカニズムの洞察

研究では、HRVBが副交感神経活動を高め、心臓自律バランスと感情調節を改善することが示されています(Lehrer et al., J Altern Complement Med, 2018)。ストレスレジリエンスの改善が欲求不満の軽減を仲介し、再発リスクを低減する可能性があります。妊娠中の喫煙者(Roos et al., Addict Behav, 2024)や線維筋痛症患者(Gioscia et al., Pain Manag Nurs, 2020)における研究では、HRVBのストレス管理と症状管理の多様性がさらに確認され、その広範な心理生理的有用性が支持されています。

がん生存者におけるHRVBと適応的運動プログラムを統合する新規プロトコル(NCT03356171)は、生活の質と心理的幸福感の向上における可能性のある相乗効果を示唆し、複雑な併存症のある人口への応用の可能性を示しています。

専門家のコメント

Eddie et al.による最近の第2相試験は、アクセス性、リアルタイムフィードバック、外来実施を提供する第二世代ウェアラブルHRVBデバイスを活用しており、生態学的有効性を高めています。欲求不満-使用関連の解離によってAOD使用日の強固な減少がもたらされ、欲求不満の軽減が仲介されることにより、HRVBの治療価値が、症状緩和を超えて再発経路の変更を示唆しています。

しかし、制限点も考慮する必要があります。介入効果の持続性は8週間以上で確認される必要があり、より長期的な第3相試験が必要です。ポジティブな感情は変化しなかったため、HRVBの効果はネガティブな価値状態に対してより選択的である可能性があります。盲検化とプラシーボ効果はHRVB研究における方法論的な課題です。また、物質、重症度スペクトラム、併存する精神障害の異質性が反応性を調整する可能性があります。

臨床統合には、標準化されたプロトコル、訓練、および順守モニタリングが必要です。HRVBの低リスクプロファイル、費用対効果の高さ、実現可能性は、既存の行動療法と薬理療法の補助ツールとしての候補を促進します。今後の研究では、反応予測の生物学的マーカーを明確にし、自律調節と欲求不満調節を結びつけるメカニズムを解明する必要があります。

結論

特に先進的なウェアラブル技術を用いた心拍変動バイオフィードバックは、SUD管理における有望な非侵襲的な補助的介入として浮上しています。初期の入院研究から最近の強固な第2相試験までの証拠の流れは、HRVBが欲求不満、ネガティブな感情、物質使用を軽減し、欲求不満誘発の再発経路を解消するメカニズムを介して作用する能力を確認しています。

より大規模な第3相試験での検証を待たずに、HRVBは個々のSUD患者のパーソナライズされた回復戦略を強化し、再発率を低下させ、生活の質を向上させる可能性があります。多モダル統合、長期フォローアップ、メカニズムバイオマーカーは、今後の調査の主要な方向性となります。

参考文献

  • Eddie D, Nguyen M, Zeng K, Mei S, Emery N. 心拍変動バイオフィードバックと物質使用障害:無作為化臨床試験. JAMA Psychiatry. 2025年10月1日. doi:10.1001/jamapsychiatry.2025.2700. PMID: 41032322.
  • Wang S, et al. メタンフェタミン使用障害男性に対する短時間心拍変動バイオフィードバックの効果:無作為化制御試験のパイロット研究. Int J Environ Res Public Health. 2022年4月25日;19(9):5230. doi:10.3390/ijerph19095230. PMID: 35564623.
  • Liu Y, et al. 心拍変動バイオフィードバック(HRVBFB)がメタンフェタミン使用者の睡眠品質とうつ病に及ぼす影響. J Psychiatr Res. 2023年6月;162:132-139. doi:10.1016/j.jpsychires.2023.05.029. PMID: 37149922.
  • Paul G, et al. アルコール依存症患者における心拍変動バイオフィードバック:無作為化比較試験. Neuropsychiatr Dis Treat. 2015年10月9日;11:2619-27. doi:10.2147/NDT.S84798. PMID: 26557753.
  • Jaidee W, et al. 心拍変動バイオフィードバックとPhramongkutklaoモデルによるアルコール使用障害患者のストレスと欲求不満の軽減. Psychol Res Behav Manag. 2019年8月6日;12:619-627. doi:10.2147/PRBM.S199762. PMID: 31496846.
  • Lehrer P, Eddie D. 現在の心拍変動バイオフィードバックに関する証拠:補助的な欲求不満軽減介入. J Altern Complement Med. 2018年11月;24(11):1039-1050. doi:10.1089/acm.2018.0019. PMID: 29782180.

心率变异性生物反馈在物质使用障碍中的应用:来自随机临床试验和背景综述的最新证据

亮点

  • 与常规护理相比,第二代可穿戴HRVB在一项针对SUD成人的稳健随机临床试验中减少了负面情绪和渴求,并降低了64%的酒精和其他药物(AOD)使用。
  • HRVB打破了典型的渴求-AOD使用链,调节了个体内部在渴求发作后的复发风险,表明了临床获益的机制途径。
  • 补充研究支持HRVB在减轻各种物质类型(如甲基苯丙胺、酒精)和人群中的渴求、焦虑和抑郁方面的有效性,同时还改善了自主功能和睡眠质量。
  • 局限性包括先前研究的样本量较小以及干预持续时间和技术的异质性;然而,最新的二期试验强调了第二代门诊HRVB虚拟交付的可行性和影响。

背景

物质使用障碍(SUD)仍然是一个全球公共卫生挑战,其特征是慢性复发模式和高发病率及死亡率。渴求和负面情绪是已知的复发近端触发因素,但传统的心理社会和药理治疗方法效果不一。心率变异性生物反馈(HRVB)是一种非侵入性干预措施,通过节奏呼吸和生物反馈调节自主神经系统,因其减少渴求、焦虑和负面情绪的潜力而受到关注。尽管早期研究已经表明HRVB的治疗前景,但全面的临床试验评估其对物质使用结果的影响,尤其是使用先进可穿戴技术的研究,仍然缺乏。

关键内容

HRVB在SUD中证据的时间发展

初步研究(约2010年代中期)集中在酒精依赖住院人群中,表明短期HRVB训练可以减少渴求和焦虑,并改善心率变异性等自主参数和血管运动功能(NCT DRKS00004618)(Paul等,Neuropsychiatr Dis Treat, 2015;Jung等,BMC Psychiatry, 2017)。后续研究表明长期戒断趋势有所改善,但样本量有限。

平行研究扩展了HRVB在甲基苯丙胺使用障碍中的适用性(Wang等,Int J Environ Res Public Health, 2022),显示在门诊环境中HRVB辅助治疗显著减少了渴求和依赖严重程度。其他试验探讨了HRVB在改善该人群睡眠质量和缓解抑郁症状方面的效果(Liu等,J Psychiatr Res, 2023)。

在各种SUD人群中进行的非随机和随机对照试验,包括大学康复住房居民(Zucker等,J Subst Abuse Treat, 2018)和住院康复中的酒精使用障碍患者(Jaidee等,Psychol Res Behav Manag, 2019),一致报告了渴求和压力指标的下降,突显了HRVB的转化效用。

第二代可穿戴HRVB:多中心二期随机临床试验(Eddie等,JAMA Psychiatry, 2025)

这项具有里程碑意义的二期临床试验首次评估了第二代可穿戴HRVB技术在美国各地种族和性别多样化的门诊SUD队列中的有效性(N=120)。参与者被随机分配接受8周的HRVB加常规治疗(TAU)或仅TAU。

主要的生态瞬时评估显示,在8周期间,HRVB组的负面情绪(b = -0.01;P = .001)和渴求(b = -0.01;P < .001)显著降低,而对照组则增加。积极情绪无显著差异。

至关重要的是,HRVB与AOD使用天数减少了64%(OR, 0.36;95% CrI, 0.25-0.54)相关。干预措施调节了渴求-使用关系(OR, 0.84;95% CrI, 0.73-0.97),表明HRVB可能通过打破渴求与随后物质使用之间的联系而产生机制上的益处。

补充证据和机制见解

研究表明,HRVB增强了副交感神经活动,改善了心脏自主平衡和情绪调节(Lehrer等,J Altern Complement Med, 2018)。应激恢复能力的提高可能介导渴求的减少,从而降低复发风险。在怀孕吸烟者(Roos等,Addict Behav, 2024)和纤维肌痛患者(Gioscia等,Pain Manag Nurs, 2020)中的研究进一步证明了HRVB在应激和症状管理方面的多功能性,支持其更广泛的身心效用。

将HRVB与适应性体育活动计划整合的新协议(NCT03356171)在癌症幸存者中突显了可能的协同效益,提高了生活质量并改善了心理福祉,提示其在复杂共病人群中的潜在应用。

专家评论

Eddie等最近的二期试验代表了一个重要进展,利用第二代可穿戴HRVB设备提供了可访问性、实时反馈和门诊实施,从而增强了生态效度。通过打破渴求-使用关联而显著减少AOD使用天数和渴求,突显了HRVB的治疗价值不仅限于症状缓解,还可能修改复发路径。

然而,局限性需要考虑。干预效果超过8周的持久性需要在更大规模的三期试验中确认。积极情绪未发生变化,表明HRVB的效果可能更倾向于负性情感状态。盲法和安慰剂效应仍是HRVB研究中的方法学挑战。此外,不同物质、严重程度谱和共病精神状况的异质性可能会影响反应性。

临床整合需要标准化的方案、培训和依从性监测。HRVB的低风险、经济性和可行性使其成为现有行为和药理治疗的候选辅助工具。未来研究应阐明预测反应的生物标志物并阐明自主调节与渴求调制之间的机制联系。

结论

心率变异性生物反馈,特别是通过先进的可穿戴技术,作为一种有前途的非侵入性辅助干预措施在SUD管理中崭露头角。从早期住院研究到最近的稳健二期试验,证据轨迹确认了HRVB在减少渴求、负面情绪和物质使用方面的能力,通过打破渴求引起的复发路径实现机制上的调节。

在更大的三期试验中得到验证后,HRVB可能有助于增强个性化康复策略,降低复发率,并提高SUD患者的生存质量。多模态整合、更长时间的随访和机制生物标志物是未来研究的关键方向。

参考文献

  • Eddie D, Nguyen M, Zeng K, Mei S, Emery N. 心率变异性生物反馈在物质使用障碍中的应用:一项随机临床试验。JAMA Psychiatry. 2025年10月1日。doi:10.1001/jamapsychiatry.2025.2700. PMID: 41032322。
  • Wang S, 等。一项关于简短心率变异性生物反馈作为甲基苯丙胺使用障碍男性患者的辅助治疗效果的试点随机对照研究。Int J Environ Res Public Health. 2022年4月25日;19(9):5230。doi:10.3390/ijerph19095230。PMID: 35564623。
  • Liu Y, 等。心率变异性生物反馈(HRVBFB)对甲基苯丙胺使用者睡眠质量和抑郁的影响。J Psychiatr Res. 2023年6月;162:132-139。doi:10.1016/j.jpsychires.2023.05.029。PMID: 37149922。
  • Paul G, 等。心率变异性生物反馈在酒精依赖患者中的应用:一项随机对照研究。Neuropsychiatr Dis Treat. 2015年10月9日;11:2619-27。doi:10.2147/NDT.S84798。PMID: 26557753。
  • Jaidee W, 等。心率变异性生物反馈和Phramongkutklao模型在酒精使用障碍患者中的应激和渴求减少作用。Psychol Res Behav Manag. 2019年8月6日;12:619-627。doi:10.2147/PRBM.S199762。PMID: 31496846。
  • Lehrer P, Eddie D. 当前关于心率变异性生物反馈作为辅助抗渴求干预措施的证据。J Altern Complement Med. 2018年11月;24(11):1039-1050。doi:10.1089/acm.2018.0019。PMID: 29782180。

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