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SPCS系統(tǒng)不同測試時間對心率變異性的作用分析論文
摘 要：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。
關(guān)鍵詞：心率變異性 測試時間 生理相干與自主平衡系統(tǒng)。
Abstract: Objective: The research aimed to enhance the detection efficiency of HRV and analysis the effects of different testingtimeofHRVbySelf-generate Physiological Coherence System （SPCS） in application of exercise. Methods The study selectsrandomly 25 adults aged from 19~46years oldas the subjects.All the subjects were testedthe 10 minutes baseline assessmentby SPCS.The testing require a quiet environment and subjects must keep reststation.The researcher derived the 10 minutesdata and captured respectively the 3 minutes dataand 5 minutesdataby the software of SPCS.The researcher analyzed the databy one-way factor variance of SPSS 17.0. Results: the HRV's data of 3 minutes, 5 minutes and 10 minutes are not significantdifference （P>0.05）。 Conclusion: The researcher can take the test methods of 3 minutes, 5 minutes or 10 minutesto get theHRV bySPCS.
Key Word: HRV; Test time; Physiological coherence and autonomic balance system.
心率變異性（Heart Rate Variability,HRV）指逐次心跳R-R 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].
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-gener-ate 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：M-HRT（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)。
參考文獻：
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[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.
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[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.
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