楊秀蓮 朱琳

(廣州體育學院 廣東廣州 510500)

生理相干與自主平衡系統(tǒng)不同測試時間對HRV的影響①

楊秀蓮 朱琳*

(廣州體育學院 廣東廣州 510500)

目的 為了使生理相干與自主平衡系統(tǒng)(SPCS)在運動應(yīng)用中能夠更高效率地測試HRV,探討生理相干與自主平衡系統(tǒng)不同測試時間對HRV的影響。方法 選取25名年齡在19～46歲的人員,通過生理相干與自主平衡系統(tǒng)(SPCS)進行10 min的基線測評。測試時要求測試環(huán)境安靜,研究對象保持靜坐休息狀態(tài)。測試后,研究者通過儀器自帶軟件導(dǎo)出10 min測試數(shù)據(jù),并截取3 min、5 min的測試數(shù)據(jù)。采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對3個時間段的數(shù)據(jù)進行單因素方差分析。結(jié)果 3 min、5 min、10 min的HRV各指標之間均無顯著性差異(P＞0.05)。結(jié)論 生理相干與自主平衡系統(tǒng)心率變異性的測試可以采取3 min、5 min或者10 min的測試時間。

心率變異性 測試時間 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(瞬時心率)不斷波動的現(xiàn)象，HRV在臨床上常用于評價自主神經(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)活動的敏感且無創(chuàng)性的常用定量指標。自主神經(jīng)功能紊亂與一些常見慢性病(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、病況評定、預(yù)后估計、療效評價之中。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；有氧運動對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，其機制可能與有氧運動提高糖尿病患者血漿NO水平有關(guān)。利用HRV指標合理控制運動量，評價機體對運動的應(yīng)激反應(yīng)程度，評定運動員運動訓(xùn)練水平、體能狀態(tài)、機能狀態(tài)、心理應(yīng)激狀態(tài)，評定不同運動療法對某些慢性疾病的治療效果等，將是未來研究的方向[2]。

表1 研究對象基本情況

表1 研究對象基本情況

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表2 SPCS不同測試時間HRV時域指標和頻域指標比較

表2 SPCS不同測試時間HRV時域指標和頻域指標比較

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生理相干與自主平衡系統(tǒng)(SPCS)可以設(shè)置基線測評的時間，基線測評要求使用者保持靜坐休息狀態(tài)進行測試。在運動前后和運動過程的實際測試中，特別是測試樣本量大和測試儀器有限時，測試時間對于測試人員來說非常寶貴，特別是運動后，過長的測試時間可能會影響測試結(jié)果。該文通過生理相干與自主平衡系統(tǒng)(SPCS)對HRV不同測試時間進行研究，為以后采用生理相干與自主平衡系統(tǒng)(SPCS)測試HRV的研究提供指導(dǎo)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

隨機選取25名19～46歲健康成年人作為研究對象，要求近期無發(fā)熱等不良健康狀態(tài)。研究對象基本情況見表1。

1.2 研究方法

1.2.1 測試儀器

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)，簡稱SPCS系統(tǒng)，采用美國HeartMath研究院的最新科研成果。該系統(tǒng)采用紅外光點傳感器獲得人體的心率變異信號，通過USB接口與電腦連接，利用生物反饋技術(shù)和計算機的計算技術(shù)，通過考察心率變異性(HRV)并計算其功率譜來監(jiān)測生理變化(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)分數(shù)變化。測試時間超過64 s時，系統(tǒng)才能給出分析。測試后可通過儀器自帶軟件系統(tǒng)對測試數(shù)據(jù)進行不同時間截取和測試數(shù)據(jù)導(dǎo)出。在使用SPCS系統(tǒng)測試時，需保持環(huán)境安靜，無噪音干擾。

1.2.2 使用指標及指標含義

HRV的時域和頻域共14個指標。時域數(shù)據(jù)的具體含義：MHRT(bpm)心率的平均值，SD-HRT(bpm)心率的標準差，SDNN (ms)NN間期的標準差，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間期差值的標準差，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信號頻域上小于0.4 Hz的能量總和，VLF(ms2)HRV信號頻域上在0.003 3 Hz和0.04 Hz之間的能量總和，LF(ms2)HRV信號頻域上在0.04 Hz和0.15 Hz之間的能量總和，HF(ms2)HRV信號頻域上在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)學會HRV研究分會提出的短時HRV分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.2.3 測試方法

要求研究對象靜坐5 min后進行10min的基線測評，要求測試環(huán)境安靜且研究對象保持靜坐休息狀態(tài)。

1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計

用系統(tǒng)自帶軟件對10 min測試時間進行3 min、5 min的時間截取。采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對3個時間段的數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，所有數(shù)據(jù)均用(χ±S)表示，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

表2中，3 min和5 min為SPCS自帶軟件對10 min基線測評的時域指標和頻域指標進行截取的兩個時間段的數(shù)據(jù)，10 min為10 min基線測評數(shù)據(jù)。如表2所示，HRV各項指標雖有差異，但是差異非常小，均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。

3 分析和討論

HRV是指心率快慢的差異性，是指逐個心動周期的細微時間變化，其發(fā)生基礎(chǔ)是自主神經(jīng)對心率的調(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)，其分析方法分為時域分析和頻域分析兩種。HRV在運動領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，長期以來，人們認為運動時心率的增加是由于副交感神經(jīng)活動的下降和/或交感神經(jīng)活動的增強。張麗娟、劉麗敏、謝燕等[4]通過選取時域指標SDRR、心率和頻域指標TP、LF、HF、LF/HF作為觀察指標，表明運動后迷走神經(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，運動訓(xùn)練可明顯提高安靜時的心率變異性，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]通過測量摔跤運動員在大運動量訓(xùn)練期間心率變異性各指標的變化發(fā)現(xiàn)，伴隨交感神經(jīng)張力增加，以迷走神經(jīng)功能加強為主導(dǎo)的自主神經(jīng)功能提高是人體對運動負荷產(chǎn)生適應(yīng)的表現(xiàn)。應(yīng)用心率變異性對自主神經(jīng)功能進行測定是理想的評定人體運動適應(yīng)性的方法。

基于運動的特殊性，運動前后HRV測試選擇的測量方法大多是短時心率變異性測試。SPCS可以設(shè)置不同時間的狀態(tài)測評，當選擇設(shè)置狀態(tài)測評時間后，狀態(tài)測評從開始至到達系統(tǒng)設(shè)置的時間會自動停止。但是，所設(shè)置的時間需要大于64s，軟件才能給出反饋結(jié)果，也就是說測試的最短時間為1 min以上。然后，關(guān)于在不同時間測試所獲得的HRV是否存在差異，測試時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SPCS選取3 min、5 min、10 min的測試數(shù)據(jù)對HRV進行分析。結(jié)果顯示，3 min、5 min、10 min不同測試時間的HRV數(shù)據(jù)均無顯著性差異。說明在測試時間不足的情況下，其他測試條件不變，可以減少測試時間，可以選擇3 min的測試模式。這將節(jié)約大量的測試時間，為科研人員采用SPCS測試HRV提供有利的證明。

4 結(jié)語

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

[1]王玉，任艷，宋曉紅.有氧運動對糖尿病患者心率變異的影響[J].中國運動醫(yī)學雜志，2006，25(4)：404-406.

[2]宋淑華，劉堅，高春剛.心率變異性指標在體育研究領(lǐng)域中的應(yīng)用(綜述)[J].山西師大體育學院學報，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.定量體育運動后心率變異性指標的變化特征[J].中國臨床康復(fù)，2005，9(8)：138-139.

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

[6]劉凌，曹佩江，徐巖，等.心率變異性各指標在運動適應(yīng)性評定中的應(yīng)用[J].體育與科學，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

廣東省科技計劃項目(項目編號：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)運動處方研究)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：運動與健康促進。

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、運動員生理機能評定，E-mail：40848567 @qq.com。