心率變異性在運動性疲勞監(jiān)測中的進展研究

任笑影

摘 要：心率變異性（Heart Rate Variability）作為一種監(jiān)測運動性疲勞的心電指標(biāo)，能夠有效地表示心臟對各種生理和環(huán)境刺激做出反應(yīng)的能力。近些年來，國內(nèi)外學(xué)者通過大量實驗不斷探究其在運動性疲勞監(jiān)測中的可用性。

關(guān)鍵詞：心率變異性;運動性疲勞;監(jiān)測

中圖分類號：F24 文獻標(biāo)識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.36.037

心率與交感神經(jīng)之間的協(xié)調(diào)性能夠為心臟正?；顒犹峁┍ＷC，心率變異性（Heart Rate Variability）是特定時間段各心跳周期間的時間變異數(shù)。HRV能夠反映自主神經(jīng)平衡、血壓、心臟和血管張力的調(diào)節(jié)等指標(biāo)。由于HRV能夠反映應(yīng)激水平，應(yīng)激水平又與機體疲勞有關(guān)，因此在一定條件下可用HRV來反映疲勞水平。

1 HRV分析方法

常見的HRV分析方法分為線性分析法和非線性分析法。其中，線性分析法包括時域、頻域和時頻分析法，線性分析是目前較為普遍簡單、得出結(jié)論較為一致的方法。但由于健康心臟的振蕩是復(fù)雜且非線性的，線性方法無法全方位地分析出內(nèi)在本質(zhì)，非線性分析更能快速應(yīng)對HRV隨環(huán)境變化而產(chǎn)生的變化，隨著非線性科學(xué)的發(fā)展，非線性動力學(xué)分析工具也將更深入地應(yīng)用于HRV信號的研究中。目前的非線性分析方法還是存在指標(biāo)不統(tǒng)一、測量過程易受噪聲干擾導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確的情況。要客觀地分析機體的HRV信號所包含的信息，還是需要將線性與非線性方法結(jié)合，對其進行綜合探究。國外研究表明基于線性和非線性分析方法結(jié)合所開發(fā)的HRV分析軟件，能為探究HRV信號提供方便有效的途徑。

2 運動性疲勞

目前對疲勞最為普遍的認(rèn)識是，“由于腦力活動或體力活動引起的，而非因為工作能力或身體機能等其他原因，比如藥品、營養(yǎng)、疾病等引起的身體機能暫時性降低的現(xiàn)象，且通過休息調(diào)整可以得到恢復(fù)”。運動性疲勞指的是機體不能將其機能維持在某一特定的運動強度，其具有多因素性的特點。運動性疲勞時，人的呼吸、心跳及血乳酸等指標(biāo)都會發(fā)生改變，在發(fā)生運動性疲勞時，一種或多重指標(biāo)結(jié)合均可以用來判定疲勞的產(chǎn)生及發(fā)生的程度。HRV的監(jiān)測目前已廣泛應(yīng)用于臨床實驗，其能夠為運動性疲勞預(yù)警提供可靠的手段。楊珊珊等在對運動員HRV指標(biāo)進行監(jiān)控時發(fā)現(xiàn)其能夠有效地進行運動性疲勞診斷。HRV信號與機體心血管調(diào)節(jié)之間具有密切關(guān)系，提取和分析人體HRV信號來評定自主神經(jīng)活動的變化，可以為避免運動性疲勞提供參考。根據(jù)運動性疲勞發(fā)生的部位不同，可以將其分為運動性生理疲勞和運動性心理疲勞。

運動性心理疲勞是指人們在進行需要長時間持續(xù)注意力集中的認(rèn)知活動時，生理與心理上所發(fā)生的變化。HRV是反映精神疲勞生理變化指標(biāo)的一種，這是由于HRV受交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)的調(diào)節(jié)，當(dāng)出現(xiàn)心理疲勞時，心率和心率變異性都會產(chǎn)生變化，許多研究結(jié)果表明人在清醒狀態(tài)與精神疲勞狀態(tài)下的HRV具有明顯差異。趙曉靜等通過睡眠剝奪來誘導(dǎo)被試者出現(xiàn)腦力疲勞，根據(jù)被試者完成注意力任務(wù)的結(jié)果和HRV變化情況來評定腦力疲勞變化趨勢。程珊等從生理學(xué)指標(biāo)、心理學(xué)指標(biāo)、生化指標(biāo)和作業(yè)績效測量四個方面闡述了精神疲勞的測定方法，其中指出睡眠剝奪時HRV和與困倦相關(guān)的PVT表現(xiàn)能力的下降具有良好相關(guān)性。國外研究表明，HRV信號在一定程度上能夠反映機體的認(rèn)知負(fù)荷，加重精神負(fù)荷會使得HRV信號降低，對HR信號無顯著影響。

運動性生理疲勞是指由于在短時間內(nèi)進行強度較高的運動或長時間內(nèi)進行強度較低的運動所導(dǎo)致的機體疲勞，生理表現(xiàn)為肌肉酸痛無力的情況，體力疲勞的個體其過勞性骨骼肌損傷的風(fēng)險更高。體力疲勞可以通過制定合理的運動強度與休息時間來進行恢復(fù)，但如果得不到及時的緩解就有可能出現(xiàn)意外損傷。

3 HRV的應(yīng)用

HRV廣泛應(yīng)用于臨床、醫(yī)療康復(fù)等工作中，HRV在臨床方面是許多心腦血管疾病的有效參考依據(jù)，這一公認(rèn)的評估自主神經(jīng)活性的指標(biāo)，早在20世紀(jì)70年代就有其對冠心病患者死亡率有預(yù)測依據(jù)的研究，同時，HRV也可作為早期預(yù)警糖尿病自主神經(jīng)病變的可靠信號。其在運動性疲勞監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用也較為成熟，通過獲取HRV這一指標(biāo)或結(jié)合其他生理指標(biāo)來判斷機體運動性疲勞狀態(tài)，已成為公認(rèn)的方法。在運動員競技訓(xùn)練中，通過對機體在安靜時和運動過程中HRV信號的測量，來監(jiān)測運動性疲勞的生理變化和恢復(fù)過程，這種方法能夠避免運動員出現(xiàn)過度疲勞，也能幫助制定合理的訓(xùn)練計劃和休息時間，為提高運動員耐力和狀態(tài)提供參考。研究成果表明，HRV能夠反映運動的健康效益，對運動員的HRV監(jiān)測可作為判定其身體機能狀態(tài)的指標(biāo)。還有研究表示，隨著運動強度的不斷加大，交感神經(jīng)活動也逐步加強，通過對運動后HRV的即刻監(jiān)測和對休息期HRV的監(jiān)測，能夠反映出心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)在運動及恢復(fù)過程中的自適應(yīng)性。在日后的研究中，還會出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的HRV測量方法體系，以及將HRV與其他生理指標(biāo)結(jié)合得更完善測量手段。

參考文獻

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