生理相干与自主平衡系统不同测试时间对HRV的影响①

杨秀莲 朱琳

(广州体育学院 广东广州 510500)

生理相干与自主平衡系统不同测试时间对HRV的影响①

杨秀莲 朱琳*

(广州体育学院 广东广州 510500)

目的 为了使生理相干与自主平衡系统(SPCS)在运动应用中能够更高效率地测试HRV,探讨生理相干与自主平衡系统不同测试时间对HRV的影响。方法 选取25名年龄在19～46岁的人员,通过生理相干与自主平衡系统(SPCS)进行10 min的基线测评。测试时要求测试环境安静,研究对象保持静坐休息状态。测试后,研究者通过仪器自带软件导出10 min测试数据,并截取3 min、5 min的测试数据。采用SPSS 17.0统计软件对3个时间段的数据进行单因素方差分析。结果 3 min、5 min、10 min的HRV各指标之间均无显著性差异(P＞0.05)。结论 生理相干与自主平衡系统心率变异性的测试可以采取3 min、5 min或者10 min的测试时间。

心率变异性 测试时间 生理相干与自主平衡系统

心率变异性(Heart Rate Variability，HRV)指逐次心跳RR 间期(瞬时心率)不断波动的现象，HRV在临床上常用于评价自主神经功能。在健康人群中，交感和副交感神经系统之间的相互作用，产生了心率变化的不规则性，使得心血管系统具有某种应变的潜力。HRV分析是反映自主神经活动的敏感且无创性的常用定量指标。自主神经功能紊乱与一些常见慢性病(肥胖、高血压和糖尿病等)有关，目前HRV广泛应用于糖尿病、高血压等疾病的诊断、病况评定、预后估计、疗效评价之中。王玉等[1]研究发现，糖尿病患者的心脏自主神经功能有不同程度的损伤；有氧运动对糖尿病患者受损的心脏自主神经功能有一定的改善作用，其机制可能与有氧运动提高糖尿病患者血浆NO水平有关。利用HRV指标合理控制运动量，评价机体对运动的应激反应程度，评定运动员运动训练水平、体能状态、机能状态、心理应激状态，评定不同运动疗法对某些慢性疾病的治疗效果等，将是未来研究的方向[2]。

表1 研究对象基本情况

表1 研究对象基本情况

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表2 SPCS不同测试时间HRV时域指标和频域指标比较

表2 SPCS不同测试时间HRV时域指标和频域指标比较

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生理相干与自主平衡系统(SPCS)可以设置基线测评的时间，基线测评要求使用者保持静坐休息状态进行测试。在运动前后和运动过程的实际测试中，特别是测试样本量大和测试仪器有限时，测试时间对于测试人员来说非常宝贵，特别是运动后，过长的测试时间可能会影响测试结果。该文通过生理相干与自主平衡系统(SPCS)对HRV不同测试时间进行研究，为以后采用生理相干与自主平衡系统(SPCS)测试HRV的研究提供指导。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

随机选取25名19～46岁健康成年人作为研究对象，要求近期无发热等不良健康状态。研究对象基本情况见表1。

1.2 研究方法

1.2.1 测试仪器

心理健康管理系统即生理相干与自主平衡系统(Self-generate Physiological Coherence System)，简称SPCS系统，采用美国HeartMath研究院的最新科研成果。该系统采用红外光点传感器获得人体的心率变异信号，通过USB接口与电脑连接，利用生物反馈技术和计算机的计算技术，通过考察心率变异性(HRV)并计算其功率谱来监测生理变化(心率变异性HRV、脉搏波形、频谱分布)、协调比例变化及协调分数变化。测试时间超过64 s时，系统才能给出分析。测试后可通过仪器自带软件系统对测试数据进行不同时间截取和测试数据导出。在使用SPCS系统测试时，需保持环境安静，无噪音干扰。

1.2.2 使用指标及指标含义

HRV的时域和频域共14个指标。时域数据的具体含义：MHRT(bpm)心率的平均值，SD-HRT(bpm)心率的标准差，SDNN (ms)NN间期的标准差，RMS-SD(ms)相邻NN间期差值的均方根，M-SD(ms)相邻NN间期差值的均值，SDSD(ms)相邻NN间期差值的标准差，PNN50(%)相邻NN间期差值大于50毫秒的百分比。频域数据的具体含义：TP(ms2)HRV信号频域上小于0.4 Hz的能量总和，VLF(ms2)HRV信号频域上在0.003 3 Hz和0.04 Hz之间的能量总和，LF(ms2)HRV信号频域上在0.04 Hz和0.15 Hz之间的能量总和，HF(ms2)HRV信号频域上在0.15Hz和0.4 Hz之间的能量总和，LF/HF LF频段和HF频段的能量比，LFnorm(nu)归一化的LF频段能量LFnorm=100 * LF / (TP - VLF)，HFnorm(nu)归一化的HF频段能量HFnorm=100 * HF / (TP - VLF)。以上数据是中华医学会HRV研究分会提出的短时HRV分析的基础数据。

1.2.3 测试方法

要求研究对象静坐5 min后进行10min的基线测评，要求测试环境安静且研究对象保持静坐休息状态。

1.2.4 数理统计

用系统自带软件对10 min测试时间进行3 min、5 min的时间截取。采用SPSS 17.0统计软件对3个时间段的数据进行单因素方差分析，所有数据均用(χ±S)表示，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

表2中，3 min和5 min为SPCS自带软件对10 min基线测评的时域指标和频域指标进行截取的两个时间段的数据，10 min为10 min基线测评数据。如表2所示，HRV各项指标虽有差异，但是差异非常小，均无统计学意义(P＞0.05)。

3 分析和讨论

HRV是指心率快慢的差异性，是指逐个心动周期的细微时间变化，其发生基础是自主神经对心率的调节作用。心脏接受迷走神经和交感神经的双重支配，是两者之间复杂的相互作用的结果[3]，反映了自主神经系统的功能状态，其分析方法分为时域分析和频域分析两种。HRV在运动领域已得到广泛应用，长期以来，人们认为运动时心率的增加是由于副交感神经活动的下降和/或交感神经活动的增强。张丽娟、刘丽敏、谢燕等[4]通过选取时域指标SDRR、心率和频域指标TP、LF、HF、LF/HF作为观察指标，表明运动后迷走神经的张力增高，而交感神经的张力变化并不显著。正常情况下，心脏同时受交感和迷走双重神经支配，心率变异性频域分析中的高频部分代表着迷走神经的张力，心率变异性频域分析中的低频部分代表着交感神经的张力，运动训练可明显提高安静时的心率变异性，提高心迷走神经张力，减低心脏性猝死的可能性[5]。刘凌等[6]通过测量摔跤运动员在大运动量训练期间心率变异性各指标的变化发现，伴随交感神经张力增加，以迷走神经功能加强为主导的自主神经功能提高是人体对运动负荷产生适应的表现。应用心率变异性对自主神经功能进行测定是理想的评定人体运动适应性的方法。

基于运动的特殊性，运动前后HRV测试选择的测量方法大多是短时心率变异性测试。SPCS可以设置不同时间的状态测评，当选择设置状态测评时间后，状态测评从开始至到达系统设置的时间会自动停止。但是，所设置的时间需要大于64s，软件才能给出反馈结果，也就是说测试的最短时间为1 min以上。然后，关于在不同时间测试所获得的HRV是否存在差异，测试时间短是否能够有效地反映被试者的HRV，我们尚不得而知。因此，该研究选取25名成年人，通过SPCS选取3 min、5 min、10 min的测试数据对HRV进行分析。结果显示，3 min、5 min、10 min不同测试时间的HRV数据均无显著性差异。说明在测试时间不足的情况下，其他测试条件不变，可以减少测试时间，可以选择3 min的测试模式。这将节约大量的测试时间，为科研人员采用SPCS测试HRV提供有利的证明。

4 结语

运用生理相干与自主平衡系统，可以采取3 min、5 min和 10 min的测量时间获得心率变异性数据。

[1]王玉，任艳，宋晓红.有氧运动对糖尿病患者心率变异的影响[J].中国运动医学杂志，2006，25(4)：404-406.

[2]宋淑华，刘坚，高春刚.心率变异性指标在体育研究领域中的应用(综述)[J].山西师大体育学院学报，2010，25(5)：125-128.

[3]吴志奇，兰启防，张敏.原发性高血压合并糖尿病患者心率变异性与自主神经功能的关系[J].中国临床康复，2003，7(9)：1386-1387.

[4]张丽娟，刘丽敏，谢燕，等.定量体育运动后心率变异性指标的变化特征[J].中国临床康复，2005，9(8)：138-139.

[5]赵敬国，冯玉娟，朱玉珍，等.优秀散打运动员的心率变异性[J].中国临床康复，2005，9(44)：121-123.

[6]刘凌，曹佩江，徐岩，等.心率变异性各指标在运动适应性评定中的应用[J].体育与科学，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

广东省科技计划项目(项目编号：2015A020219010)；广州市科技厅子课题(亚健康及不同慢病人群(脂肪肝和糖尿病)运动处方研究)资助。

杨秀莲(1990—)，女，苗族，贵州东南人，硕士研究生在读，研究方向：运动与健康促进。

朱琳(1975—)，女，汉，黑龙江人，博士，教授，研究方向：体质健康与健康促进、运动员生理机能评定，E-mail：40848567 @qq.com。