心率變異性在運動性疲勞監測中的進展研究

任笑影

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

關鍵詞：心率變異性;運動性疲勞;監測

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

心率與交感神經之間的協調性能夠為心臟正常活動提供保證，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。HRV能夠反映自主神經平衡、血壓、心臟和血管張力的調節等指標。由于HRV能夠反映應激水平，應激水平又與機體疲勞有關，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、得出結論較為一致的方法。但由于健康心臟的振蕩是復雜且非線性的，線性方法無法全方位地分析出內在本質，非線性分析更能快速應對HRV隨環境變化而產生的變化，隨著非線性科學的發展，非線性動力學分析工具也將更深入地應用于HRV信號的研究中。目前的非線性分析方法還是存在指標不統一、測量過程易受噪聲干擾導致結果不準確的情況。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合所開發的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、疾病等引起的身體機能暫時性降低的現象，且通過休息調整可以得到恢復”。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都會發生改變，在發生運動性疲勞時，一種或多重指標結合均可以用來判定疲勞的產生及發生的程度。HRV的監測目前已廣泛應用于臨床實驗，其能夠為運動性疲勞預警提供可靠的手段。楊珊珊等在對運動員HRV指標進行監控時發現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節之間具有密切關系，提取和分析人體HRV信號來評定自主神經活動的變化，可以為避免運動性疲勞提供參考。根據運動性疲勞發生的部位不同，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注意力集中的認知活動時，生理與心理上所發生的變化。HRV是反映精神疲勞生理變化指標的一種，這是由于HRV受交感神經與副交感神經的調節，當出現心理疲勞時，心率和心率變異性都會產生變化，許多研究結果表明人在清醒狀態與精神疲勞狀態下的HRV具有明顯差異。趙曉靜等通過睡眠剝奪來誘導被試者出現腦力疲勞，根據被試者完成注意力任務的結果和HRV變化情況來評定腦力疲勞變化趨勢。程珊等從生理學指標、心理學指標、生化指標和作業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和與困倦相關的PVT表現能力的下降具有良好相關性。國外研究表明，HRV信號在一定程度上能夠反映機體的認知負荷，加重精神負荷會使得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進行強度較高的運動或長時間內進行強度較低的運動所導致的機體疲勞，生理表現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，但如果得不到及時的緩解就有可能出現意外損傷。

3 HRV的應用

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

參考文獻

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