生理相干與自主平衡系統(tǒng)不同測(cè)試時(shí)間對(duì)HRV的影響①

楊秀蓮 朱琳

(廣州體育學(xué)院 廣東廣州 510500)

生理相干與自主平衡系統(tǒng)不同測(cè)試時(shí)間對(duì)HRV的影響①

楊秀蓮 朱琳*

(廣州體育學(xué)院 廣東廣州 510500)

目的 為了使生理相干與自主平衡系統(tǒng)(SPCS)在運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中能夠更高效率地測(cè)試HRV,探討生理相干與自主平衡系統(tǒng)不同測(cè)試時(shí)間對(duì)HRV的影響。方法 選取25名年齡在19～46歲的人員,通過(guò)生理相干與自主平衡系統(tǒng)(SPCS)進(jìn)行10 min的基線測(cè)評(píng)。測(cè)試時(shí)要求測(cè)試環(huán)境安靜,研究對(duì)象保持靜坐休息狀態(tài)。測(cè)試后,研究者通過(guò)儀器自帶軟件導(dǎo)出10 min測(cè)試數(shù)據(jù),并截取3 min、5 min的測(cè)試數(shù)據(jù)。采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)3個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。結(jié)果 3 min、5 min、10 min的HRV各指標(biāo)之間均無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。結(jié)論 生理相干與自主平衡系統(tǒng)心率變異性的測(cè)試可以采取3 min、5 min或者10 min的測(cè)試時(shí)間。

心率變異性 測(cè)試時(shí)間 生理相干與自主平衡系統(tǒng)

心率變異性(Heart Rate Variability，HRV)指逐次心跳RR 間期(瞬時(shí)心率)不斷波動(dòng)的現(xiàn)象，HRV在臨床上常用于評(píng)價(jià)自主神經(jīng)功能。在健康人群中，交感和副交感神經(jīng)系統(tǒng)之間的相互作用，產(chǎn)生了心率變化的不規(guī)則性，使得心血管系統(tǒng)具有某種應(yīng)變的潛力。HRV分析是反映自主神經(jīng)活動(dòng)的敏感且無(wú)創(chuàng)性的常用定量指標(biāo)。自主神經(jīng)功能紊亂與一些常見(jiàn)慢性病(肥胖、高血壓和糖尿病等)有關(guān)，目前HRV廣泛應(yīng)用于糖尿病、高血壓等疾病的診斷、病況評(píng)定、預(yù)后估計(jì)、療效評(píng)價(jià)之中。王玉等[1]研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者的心臟自主神經(jīng)功能有不同程度的損傷；有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病患者受損的心臟自主神經(jīng)功能有一定的改善作用，其機(jī)制可能與有氧運(yùn)動(dòng)提高糖尿病患者血漿NO水平有關(guān)。利用HRV指標(biāo)合理控制運(yùn)動(dòng)量，評(píng)價(jià)機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)的應(yīng)激反應(yīng)程度，評(píng)定運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練水平、體能狀態(tài)、機(jī)能狀態(tài)、心理應(yīng)激狀態(tài)，評(píng)定不同運(yùn)動(dòng)療法對(duì)某些慢性疾病的治療效果等，將是未來(lái)研究的方向[2]。

表1 研究對(duì)象基本情況

表1 研究對(duì)象基本情況

?

表2 SPCS不同測(cè)試時(shí)間HRV時(shí)域指標(biāo)和頻域指標(biāo)比較

表2 SPCS不同測(cè)試時(shí)間HRV時(shí)域指標(biāo)和頻域指標(biāo)比較

?

生理相干與自主平衡系統(tǒng)(SPCS)可以設(shè)置基線測(cè)評(píng)的時(shí)間，基線測(cè)評(píng)要求使用者保持靜坐休息狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試。在運(yùn)動(dòng)前后和運(yùn)動(dòng)過(guò)程的實(shí)際測(cè)試中，特別是測(cè)試樣本量大和測(cè)試儀器有限時(shí)，測(cè)試時(shí)間對(duì)于測(cè)試人員來(lái)說(shuō)非常寶貴，特別是運(yùn)動(dòng)后，過(guò)長(zhǎng)的測(cè)試時(shí)間可能會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。該文通過(guò)生理相干與自主平衡系統(tǒng)(SPCS)對(duì)HRV不同測(cè)試時(shí)間進(jìn)行研究，為以后采用生理相干與自主平衡系統(tǒng)(SPCS)測(cè)試HRV的研究提供指導(dǎo)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

隨機(jī)選取25名19～46歲健康成年人作為研究對(duì)象，要求近期無(wú)發(fā)熱等不良健康狀態(tài)。研究對(duì)象基本情況見(jiàn)表1。

1.2 研究方法

1.2.1 測(cè)試儀器

心理健康管理系統(tǒng)即生理相干與自主平衡系統(tǒng)(Self-generate Physiological Coherence System)，簡(jiǎn)稱SPCS系統(tǒng)，采用美國(guó)HeartMath研究院的最新科研成果。該系統(tǒng)采用紅外光點(diǎn)傳感器獲得人體的心率變異信號(hào)，通過(guò)USB接口與電腦連接，利用生物反饋技術(shù)和計(jì)算機(jī)的計(jì)算技術(shù)，通過(guò)考察心率變異性(HRV)并計(jì)算其功率譜來(lái)監(jiān)測(cè)生理變化(心率變異性HRV、脈搏波形、頻譜分布)、協(xié)調(diào)比例變化及協(xié)調(diào)分?jǐn)?shù)變化。測(cè)試時(shí)間超過(guò)64 s時(shí)，系統(tǒng)才能給出分析。測(cè)試后可通過(guò)儀器自帶軟件系統(tǒng)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行不同時(shí)間截取和測(cè)試數(shù)據(jù)導(dǎo)出。在使用SPCS系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，需保持環(huán)境安靜，無(wú)噪音干擾。

1.2.2 使用指標(biāo)及指標(biāo)含義

HRV的時(shí)域和頻域共14個(gè)指標(biāo)。時(shí)域數(shù)據(jù)的具體含義：MHRT(bpm)心率的平均值，SD-HRT(bpm)心率的標(biāo)準(zhǔn)差，SDNN (ms)NN間期的標(biāo)準(zhǔn)差，RMS-SD(ms)相鄰NN間期差值的均方根，M-SD(ms)相鄰NN間期差值的均值，SDSD(ms)相鄰NN間期差值的標(biāo)準(zhǔn)差，PNN50(%)相鄰NN間期差值大于50毫秒的百分比。頻域數(shù)據(jù)的具體含義：TP(ms2)HRV信號(hào)頻域上小于0.4 Hz的能量總和，VLF(ms2)HRV信號(hào)頻域上在0.003 3 Hz和0.04 Hz之間的能量總和，LF(ms2)HRV信號(hào)頻域上在0.04 Hz和0.15 Hz之間的能量總和，HF(ms2)HRV信號(hào)頻域上在0.15Hz和0.4 Hz之間的能量總和，LF/HF LF頻段和HF頻段的能量比，LFnorm(nu)歸一化的LF頻段能量LFnorm=100 * LF / (TP - VLF)，HFnorm(nu)歸一化的HF頻段能量HFnorm=100 * HF / (TP - VLF)。以上數(shù)據(jù)是中華醫(yī)學(xué)會(huì)HRV研究分會(huì)提出的短時(shí)HRV分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.2.3 測(cè)試方法

要求研究對(duì)象靜坐5 min后進(jìn)行10min的基線測(cè)評(píng)，要求測(cè)試環(huán)境安靜且研究對(duì)象保持靜坐休息狀態(tài)。

1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計(jì)

用系統(tǒng)自帶軟件對(duì)10 min測(cè)試時(shí)間進(jìn)行3 min、5 min的時(shí)間截取。采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)3個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，所有數(shù)據(jù)均用(χ±S)表示，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

表2中，3 min和5 min為SPCS自帶軟件對(duì)10 min基線測(cè)評(píng)的時(shí)域指標(biāo)和頻域指標(biāo)進(jìn)行截取的兩個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)，10 min為10 min基線測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)。如表2所示，HRV各項(xiàng)指標(biāo)雖有差異，但是差異非常小，均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

3 分析和討論

HRV是指心率快慢的差異性，是指逐個(gè)心動(dòng)周期的細(xì)微時(shí)間變化，其發(fā)生基礎(chǔ)是自主神經(jīng)對(duì)心率的調(diào)節(jié)作用。心臟接受迷走神經(jīng)和交感神經(jīng)的雙重支配，是兩者之間復(fù)雜的相互作用的結(jié)果[3]，反映了自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)，其分析方法分為時(shí)域分析和頻域分析兩種。HRV在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，長(zhǎng)期以來(lái)，人們認(rèn)為運(yùn)動(dòng)時(shí)心率的增加是由于副交感神經(jīng)活動(dòng)的下降和/或交感神經(jīng)活動(dòng)的增強(qiáng)。張麗娟、劉麗敏、謝燕等[4]通過(guò)選取時(shí)域指標(biāo)SDRR、心率和頻域指標(biāo)TP、LF、HF、LF/HF作為觀察指標(biāo)，表明運(yùn)動(dòng)后迷走神經(jīng)的張力增高，而交感神經(jīng)的張力變化并不顯著。正常情況下，心臟同時(shí)受交感和迷走雙重神經(jīng)支配，心率變異性頻域分析中的高頻部分代表著迷走神經(jīng)的張力，心率變異性頻域分析中的低頻部分代表著交感神經(jīng)的張力，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可明顯提高安靜時(shí)的心率變異性，提高心迷走神經(jīng)張力，減低心臟性猝死的可能性[5]。劉凌等[6]通過(guò)測(cè)量摔跤運(yùn)動(dòng)員在大運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練期間心率變異性各指標(biāo)的變化發(fā)現(xiàn)，伴隨交感神經(jīng)張力增加，以迷走神經(jīng)功能加強(qiáng)為主導(dǎo)的自主神經(jīng)功能提高是人體對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生適應(yīng)的表現(xiàn)。應(yīng)用心率變異性對(duì)自主神經(jīng)功能進(jìn)行測(cè)定是理想的評(píng)定人體運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性的方法。

基于運(yùn)動(dòng)的特殊性，運(yùn)動(dòng)前后HRV測(cè)試選擇的測(cè)量方法大多是短時(shí)心率變異性測(cè)試。SPCS可以設(shè)置不同時(shí)間的狀態(tài)測(cè)評(píng)，當(dāng)選擇設(shè)置狀態(tài)測(cè)評(píng)時(shí)間后，狀態(tài)測(cè)評(píng)從開(kāi)始至到達(dá)系統(tǒng)設(shè)置的時(shí)間會(huì)自動(dòng)停止。但是，所設(shè)置的時(shí)間需要大于64s，軟件才能給出反饋結(jié)果，也就是說(shuō)測(cè)試的最短時(shí)間為1 min以上。然后，關(guān)于在不同時(shí)間測(cè)試所獲得的HRV是否存在差異，測(cè)試時(shí)間短是否能夠有效地反映被試者的HRV，我們尚不得而知。因此，該研究選取25名成年人，通過(guò)SPCS選取3 min、5 min、10 min的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)HRV進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，3 min、5 min、10 min不同測(cè)試時(shí)間的HRV數(shù)據(jù)均無(wú)顯著性差異。說(shuō)明在測(cè)試時(shí)間不足的情況下，其他測(cè)試條件不變，可以減少測(cè)試時(shí)間，可以選擇3 min的測(cè)試模式。這將節(jié)約大量的測(cè)試時(shí)間，為科研人員采用SPCS測(cè)試HRV提供有利的證明。

4 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用生理相干與自主平衡系統(tǒng)，可以采取3 min、5 min和 10 min的測(cè)量時(shí)間獲得心率變異性數(shù)據(jù)。

[1]王玉，任艷，宋曉紅.有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病患者心率變異的影響[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志，2006，25(4)：404-406.

[2]宋淑華，劉堅(jiān)，高春剛.心率變異性指標(biāo)在體育研究領(lǐng)域中的應(yīng)用(綜述)[J].山西師大體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，25(5)：125-128.

[3]吳志奇，蘭啟防，張敏.原發(fā)性高血壓合并糖尿病患者心率變異性與自主神經(jīng)功能的關(guān)系[J].中國(guó)臨床康復(fù)，2003，7(9)：1386-1387.

[4]張麗娟，劉麗敏，謝燕，等.定量體育運(yùn)動(dòng)后心率變異性指標(biāo)的變化特征[J].中國(guó)臨床康復(fù)，2005，9(8)：138-139.

[5]趙敬國(guó)，馮玉娟，朱玉珍，等.優(yōu)秀散打運(yùn)動(dòng)員的心率變異性[J].中國(guó)臨床康復(fù)，2005，9(44)：121-123.

[6]劉凌，曹佩江，徐巖，等.心率變異性各指標(biāo)在運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性評(píng)定中的應(yīng)用[J].體育與科學(xué)，2008，29(6)：60-62.

The Research On Effect of Testing Time on HRV by Self-Generate Physiological Coherence System

Yang Xiulian Zhu Lin*

(Guangzhou Sport University, Guangzhou Guangdong, 510575, China)

Objective: The research aimed to enhance the detection efficiency of HRV and analysis the effects of different testing timeofHRVbySelf-generate Physiological Coherence System (SPCS) in application of exercise. Methods The study selects randomly 25 adults aged from 19～46years oldas the subjects.All the subjects were testedthe 10 minutes baseline assessment by SPCS.The testing require a quiet environment and subjects must keep reststation.The researcher derived the 10 minutes data and captured respectively the 3 minutes dataand 5 minutesdataby the software of SPCS.The researcher analyzed the data by one-way factor variance of SPSS 17.0. Results: the HRV’s data of 3 minutes, 5 minutes and 10 minutes are not significant difference (P＞0.05). Conclusion: The researcher can take the test methods of 3 minutes, 5 minutes or 10 minutesto get the HRV bySPCS.

HRV; Test time; Physiological coherence and autonomic balance system

G804

A

2095-2813(2017)01(b)-0009-03

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.02.009

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2015A020219010)；廣州市科技廳子課題(亞健康及不同慢病人群(脂肪肝和糖尿病)運(yùn)動(dòng)處方研究)資助。

楊秀蓮(1990—)，女，苗族，貴州東南人，碩士研究生在讀，研究方向：運(yùn)動(dòng)與健康促進(jìn)。

朱琳(1975—)，女，漢，黑龍江人，博士，教授，研究方向：體質(zhì)健康與健康促進(jìn)、運(yùn)動(dòng)員生理機(jī)能評(píng)定，E-mail：40848567 @qq.com。