SPCS训练对军人飞行员心率和HRV的影响

　　摘    要：　目的:探讨SPCS生物反馈训练对军人飞行员情绪稳定、注意力集中、放松调节等心理能力的影响。方法:选择在我院疗养的军人飞行员32例, 采用生理相干和自主平衡系统 (SPCS) 进行生物反馈训练, 测试其心率及心率变异性 (HRV) , 比较SPCS生物反馈训练前后心率、HRV指标和心理调节训练分数等指标。结果:与静息状态相比, 反馈训练后与自主神经调节反馈状态的平均心率 (M-HRT) 、LF、LF/HF均显着或非常显着降低 (P<0.05, P<0.01) , SDNN、PNN50、HF、TP均非常显着升高 (P<0.01) ;自主神经调节反馈状态的M-HRT、LF/HF、LF显着或非常显着低于反馈训练后 (P<0.05, P<0.01) , SDNN、PNN50、HF、TP非常显着高于反馈训练后 (P<0.01) 。反馈训练后、自主神经调节反馈状态的协调指数、稳定指数、评价分数均非常显着高于静息状态 (P<0.01) ;自主神经调节反馈状态的协调指数、稳定指数、评价分数均非常显着高于反馈训练后 (P<0.01) 。结论:SPCS生物反馈训练能够改善军人飞行员自主神经功能活性状况, 增强军人飞行员心理稳定性及心理放松能力。

　　关键词：　SPCS; 生物反馈训练; 军人飞行员; 心理训练; 心率变异性;
 

　　现代战场环境的复杂性要求训练和参战的官兵具有较好的心理素质, 以便在训练和战场上将自主神经系统的兴奋性调节到适宜状态, 较好地发挥自身的技战术水平, 并合理处理作训中遇到的突发情况[1,2]。随着我国军事变革步伐的不断迈进, 飞机机型不断更新换代、性能不断提升, 飞行训练任务不断加重, 除了既往常规训练科目外, 大部分飞行人员还要进行频繁的军事演练。高性能战斗机具有高载荷、高载荷增长率、高角加速度及长续航时间等特点, 新军事飞行训练大纲要求飞行员开展高性能战斗机飞行训练的强度、密度均有所增加, 高强度的飞行训练对军人飞行员的身心素质提出了更高要求。高空飞行时军人飞行员会受到低气压、缺氧和加速度等因素的影响, 既要承受来自躯体的应激, 又要承受精神紧张、恐惧、孤独等心理应激[3,4,5]。在长年训练周期中, 飞行员训练过程的单调和艰苦远远超出一般人的想象, 高应激状态可能造成严重心理压力, 进而损害心理健康, 心理疲劳及恢复问题由此而生[6,7,8]。为了预防外界因素引起的心理问题和身体疾病, 飞行人员需要通过放松训练来提高对情绪和心理反应的控制能力。心率变异性 (HRV) 是评价自主神经功能的重要指标, 目前已广泛用于与自主神经系统功能相关生理心理活动的评估[9,10,11,12]。生理相干与自主平衡系统 (SPCS) 是利用生物反馈技术监测HRV等生理指标的变化, 并通过控制呼吸等训练手段, 平衡自主神经系统, 同时采集心电指标并进行分析。为探究生物反馈训练对情绪稳定、注意力集中、放松调节等心理能力的影响, 2017年8月, 我们结合主观心理感受和评价, 观察SPCS训练对军人飞行员心率和HRV的影响, 旨在为航空心理训练提供参考。现分析报告如下。

　　1、 对象和方法

　　1.1、 对象

　　选择2017年8月来我院疗养的军人飞行员32例, 均为男性;年龄22~47岁, 平均31岁;身高1.63~1.82cm, 平均172.3cm;体质量55~100kg, 平均75.2kg;文化程度:均为本科学历。所有受检者均经全面体格检查, 确定身体健康。

　　1.2、 方法

　　1.2.1、 仪器

　　SPCS生物反馈训练仪为北京豪峰科技有限公司研制。该系统基于美国心脏数理研究所开发的自主平衡技术[13], 采用红外光电传感器测量记录受试者的耳脉搏波信号, 自动计算平均心率 (M-HRT) 和HRV, 包括时域指标 (SDNN、PNN50) 和频域指标 (LF、HF、TP、LF/HF) , 并进行分析。同时, 该系统还根据生理心理参数计算出心理调节训练分数, 包括协调指数、稳定指数和评价分数等。

　　1.2.2 SPCS生物反馈训练方法

　　按照SPCS要求进行。受试者须将注意力集中于心, 并想象积极的情感。训练过程中将心理状态与动画场景的变化相关联, 受试者可在电脑上看到自主平衡前后的心率变化、协调状态的变化及相关场景显示, 通过调节人体交感神经与副交感神经之间的和谐与平衡, 达到增强心理调节的能力、提高生理心理健康水平的目的。

　　1.2.3、 测试过程

　　受试者进入房间安静休息5min后, 进行第一次基线测试, 记录5min静息状态下的生理指标数值;而后进行自主神经调节反馈训练, 根据多媒体画面所反馈的心理状态, 通过自主呼吸三步法进行调节, 快速进入心理协调状态并在协调状态下保持心理稳定性, 测量放松状态下的生理指标数值;反馈训练结束后继续记录5min生理指标数值。按照此方法每周2次, 共进行4周。每次训练结束后记录受试者主观感受及训练效果。

　　1.3、 统计学处理

　　采用SPSS 13.0软件进行统计学处理, 计量资料采用单因素方差分析, 以P<0.05为差异显着。

　　2、 结果

　　2.1、 SPCS生物反馈训练前后M-HRT和HRV指标比较

　　与静息状态相比, 反馈训练后与自主神经调节反馈状态的M-HRT、LF、LF/HF均显着或非常显着降低 (P<0.05, P<0.01) , SDNN、PNN50、HF、TP均非常显着升高 (P<0.01) ;自主神经调节反馈状态的M-HRT、LF/HF、LF显着或非常显着低于反馈训练后 (P<0.05, P<0.01) , SDNN、PNN50、HF、TP非常显着高于反馈训练后 (P<0.01) 。见表1。

　　2.2、 SPCS生物反馈训练前后心理调节训练分数比较

　　反馈训练后、自主神经调节反馈状态的协调指数、稳定指数、评价分数均非常显着高于静息状态 (P<0.01) ;自主神经调节反馈状态的协调指数、稳定指数、评价分数均非常显着高于反馈训练后 (P<0.01) 。见表2。

　　3、 讨论

　　自主神经系统 (ANS) 控制和调节人体内脏器官的活动, 当人体的心理状态协调和平静时, 自主神经系统中的交感神经和与其作用相反的副交感神经相互作用和抑制, 使内脏器官的活动满足当前生理活动的需求。有文献[14]报道, 正、负性情绪都可以诱发心率、血压、HRV、皮肤电、皮温等生理指标发生改变。其主要原因是ANS和内分泌系统伴随人体心理状态和情绪的变化, 支配着内脏器官功能活动的改变[15]。而生物反馈训练就是将这种连续性的生理信号的变化, 通过仪器反馈给受试者, 训练受试者对这些信息的认知, 并在一定范围内通过大脑的中枢神经系统调控ANS来改变内脏器官的活动, 使机体处在协调的心理状态下。相关[16,17]研究表明, 生物反馈训练能改善ANS的功能, 提高情绪调控能力。HRV是重要的生理心理指标, 反应自主神经系统的活性和平衡程度。深呼吸是最有效和常用放松方法之一, 能有效抑制呼吸加快、心率加快等压力反应。呼吸与HRV关系密切, 吸气时, 迷走神经被抑制, 心率加快;呼气时, 迷走神经抑制取消, 心率变慢。本研究结果显示, 军人飞行员通过SPCS生物反馈训练, 自主神经调节反馈状态与静息状态及反馈训练后数值相比, M-HRT、LF、LF/HF数值显着或非常显着降低, SDNN、PNN50、HF及TP数值非常显着升高;自主神经调节反馈状态与静息状态、反馈训练后相比, 心理调节协调指数、稳定指数、评价分数均非常显着高于反馈训练后及静息状态。军人飞行员M-HRT降低, HRV指标TP增大, 心理放松能力加强。经过训练能有意识地控制降低交感神经系统的活性, 降低交感神经系统与副交感神经系统的平衡比, 即对自主神经系统的调节能力增强。迷走神经功能状态整体提高, 交感神经与迷走神经活动趋于平衡, 自主神经系统的双重支配能力增强, 即心理稳定性增强, 这与某些研究[18,19,20]结果类似。在生物反馈训练结束后, SDNN、PNN50、HF、TP非常显着高于静息状态基线值, M-HRT、LF、LF/HF非常显着低于静息状态基线值, 还提示训练尽管已经停止, 但在改善军人飞行员自主神经功能活性状况方面仍有一定的后续效应。

　　表1 SPCS生物反馈训练前后心率、心率变异性指标比较 (x±s)

　　注:与静息状态比较, *P<0.05, **P<0.01;与反馈训练后比较, △P<0.05, △△P<0.01

　　表2 SPCS生物反馈训练前后心理调节训练分数比较 (分, x±s)

　　注:与静息状态比较, **P<0.01;与反馈训练后比较, △△P<0.01

　　心理协调分数是心理调节能力、心理适应能力、心理稳定能力的综合评价, 反映了在当前评价标准下的生理、心理协调水平, 也能够反映在训练过程中协调状态变化的趋势, 可以让受试者更容易了解自身在不同情况下协调状态的变化[21,22,23]。本研究结果提示, 生物反馈训练可以提高军人飞行员的心理协调分数, 即能提高心理调节能力、心理适应能力和心理稳定能力。

　　经过随访军人飞行员主观心理感受与评价, 有超过88.9%认为此训练有助于心理放松、集中注意力和提高情绪稳定, 93.6%以上认为能使整体身心状态得到改善, 98.6%能够较好地掌握此心理训练方法。

　　综上所述, 本研究采用深呼吸结合HRV生物反馈的自主神经调节反馈训练方法, 将SPCS反馈训练直接融于心理干预, 既能够改善军人飞行员生理心理指标, 又能够对情绪改善起到积极作用, 但需要军人飞行员长期开展生物反馈训练来掌握此种方法, 并多次重复, 以获得持久性的心理调适能力, 进而增强心理生理储备能力。因此, 我们认为, SPCS生物反馈训练与军人飞行员心理训练的有效对接, 对保障军人飞行员心身健康和飞行安全具有重要意义。

　　参考文献：

　　[1]马强, 王洪飞, 陶成玉.SPCS生物反馈训练对实弹射击坦克乘员心率振荡的影响[J].成都医学院学报, 2012, 7 (1) :11-14.
　　[2]马强, 王洪飞, 周荣河, 等.两柄装甲部队卫勤人员登陆演习心理应激状况分析[J].解放军预防医学杂志, 2007, 25 (1) :42-43.
　　[3]祝筱姬, 胡德忠, 褚海波.飞行应激对飞行员生理和心理的影响[J].中华航空航天医学杂志, 2011, 22 (12) :1447-1449.
　　[4]肖支仁, 王煜蕙, 刘玉华, 等.军事飞行人员心理承受力与心理健康状况的研究[J].中华航空航天医学杂志, 2011, 22 (3) :172-177.
　　[5]胡乃鉴, 田建全, 王洪芳.心理训练对战斗机飞行员军事应激损伤防护效果的研究[J].中国健康心理学杂志, 2015, 23 (8) :1161-1163.
　　[6]王勇.生物反馈在放松运动训练中的运用[J].内蒙古体育科技, 2006, 19 (72) :72-73.
　　[7]陈勇, 王琪瑞.军事飞行疲劳综合评定与快速消除对策[J].海军医学杂志, 2012, 33 (3) :152-155.
　　[8]陈宏, 王萍, 魏冰倩, 等.陆航部队飞行人员疲劳及心理健康分析[J].解放军预防医学杂志, 2017, 35 (9) :1114-1117.
　　[9] Montano N, Porta A, Cogliati C.Heart rate variability explored in the frequency domain:A tool to investigate the link between heart and behavior[J].Neurosci Biobehav Rev, 2009, 33 (2) :71-80.
　　[10]Rajendra AU, Paul JK, Kannathal N, et al.Heart rate variability:A review[J].Med Bio Eng Comput, 2006, 44 (12) :1031-1051.
　　[11]Kleiger RE, Miller JP, Bigger JT Jr, et al.Decreased heart rate variability and its association with increased mortality after acute myocardial infarction[J].Am J Cardiol, 1987, 59 (4) :256-262.
　　[12]阎克乐, 张文彩, 张月娟, 等.心率变异性在心身疾病和情绪障碍研究中的应用[J].心理科学进展, 2006, 14 (1) :261-265.
　　[13]McCraty R.Enhancing emotional, social and academic learning with heart rhythm coherence feedback[J].Biofeedback, 2005, 33 (4) :130-134.
　　[14]易欣, 葛列众, 刘宏艳.正负性情绪的自主神经反应及应用[J].心理科学进展, 2015, 23 (1) :72-84.
　　[15]朱大年, 王庭槐.生理学[M]北京:人民卫生出版社, 2013:346-353.
　　[16]殷恒婵, 丁雪琴, 陈勇嘉.生物反馈技术在运动员心理训练过程中的应用[J].体育与科学, 2000, 124 (3) :44-47.
　　[17]李丽, 王淑珍, 王庭槐, 等.腹式呼吸辅助肌电生物反馈中的心率变异性[J].中国神经精神疾病杂志, 2010, 36 (6) :370-372.
　　[18]王磊, 苏倩, 王珊珊, 等.海军特勤疗养员心率变异性调查及其压力反应的相关[J].中国健康心理学杂志, 2014, 22 (3) :373-374.
　　[19]马罕, 王洪芳.生物反馈训练对疗养飞行员心理健康及心率变异性的影响[J].中国健康心理学杂志, 2014, 22 (4) :580-581.
　　[20]王洪芳, 田建全, 胡乃鉴.短程心率变异性评估疗养飞行员生物反馈训练效果的研究[J].中国健康心理学杂志, 2015, 23 (1) :36-37.
　　[21]王洪芳, 田建全, 胡乃鉴.生物反馈训练对飞行员心率变异性的影响[J].人民军医, 2016, 59 (9) :876-877.
　　[22]刘庆峰, 宋华淼, 陈勇胜, 等.自主神经调节反馈训练对高原驻训军事人员心率、心率变异性及血压的影响[J].中华航空航天医学杂志, 2013, 24 (4) :268-273.
　　[23]曾辉, 蔡静怡, 王静.不同年龄和性别短程心率变异性对比分析[J].临床心电学杂志, 2008, 17 (2) :108-110.