低壓飛行對心理壓力的危害范文

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作者：馬進馬如夢文治洪王濤李曉京胡文東單位：第四軍醫(yī)大學(xué)航空航天醫(yī)學(xué)系醫(yī)學(xué)裝備教研室教育部重點實驗室陜西西安第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院實驗外科陜西西安

1對象與方法

1.1（略）

1.2實驗方法和步驟

飛行環(huán)境模擬時間為2010年3月21日-2010年3月25日，每天的實驗人數(shù)為4人，從早上8點半到下午3點。要求受試者于實驗前兩天正常休息，禁用茶、煙、酒、咖啡及中樞興奮或者抑制性藥物，保證實驗前一天無學(xué)習(xí)或生活等異常情緒影響。實驗中要求被試配戴由我科室自行研制的手表式生理心理記錄儀。上午9點半第一次進艙，進艙前將對所有的測試項目進行測量，模擬2400m高空飛行，持續(xù)時間1.5小時；第一次出艙，并檢測相應(yīng)的測試項目，時間30min；午飯時間，30min；第二次進艙前，檢測測試項目，時間30min；模擬2400m高空飛行，持續(xù)時間1.5小時；第二次出艙，檢測所有的測試項目，時間1小時，實驗結(jié)束。模擬2400m高空過程中，要求受試者大腦保持工作狀態(tài)，可以看電影或者玩游戲等活動，并有1或2名主試負(fù)責(zé)監(jiān)督。

1.3測試項目

（1）雙手協(xié)調(diào)、雙手任務(wù)（心理運動測試與心理訓(xùn)練軟件），每項測試均為5min；在每次測試后，用《NASA-TLX量表》進行自我評價；

（2）NASA-TLX是由美國航空航天局開發(fā)的，是一個多維腦力負(fù)荷評價量表。涉及到六個負(fù)荷因素(維度)，即腦力需求、體力需求、時間需求、業(yè)績水平、努力程度和受挫程度，各維度均有詳細(xì)文字說明，并用一條20等分的直線表示，采用10分制，直線分別以低、高字樣示標(biāo)。首先調(diào)查對象根據(jù)自己所完成任務(wù)的實際情況，分別在代表各維度的直線上相應(yīng)的位置標(biāo)記，再將6個維度對總負(fù)荷的貢獻進行排序，確定該維度對總腦力負(fù)荷的權(quán)重。總腦力負(fù)荷值為六個緯度的加權(quán)平均值，分值越大，表示腦力負(fù)荷越大。原始的評價方法TLX0為：六個條目的權(quán)重分別為O、1/15、2/15、3/15、4/15、5/15；TLX1的記分方法為：避免有一條目權(quán)重為O，六個條目的權(quán)重分別為1/21、2/21、3/21、4/21、5/21、6/21。

（3）心率變異性HRV，使用北京超思公司生產(chǎn)的OEM模塊CSN808，可以用來測量和監(jiān)控心電波、心率、無創(chuàng)血壓（收縮壓、舒張壓、平均壓）、血氧飽和度、呼吸和體溫的模塊。用主CPU和模塊共同完成所有的計算函數(shù)、相關(guān)計算和控制函數(shù)。模塊通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)到主機并接收主機傳送的數(shù)據(jù)。為了演示的目的，PC會執(zhí)行一個程序來顯示所有的數(shù)據(jù)。設(shè)備由計算機、超思模塊、電極和個泡沫ECG導(dǎo)電性黏著性電極片構(gòu)成。

測試時間從早上9點到下午3點，在受試者的左手腕、左腳踝、右腳踝、右手腕上各貼一張電極片，并一一對應(yīng)電極，在計算機上能實時檢測到受試者的心率變化曲線和呼吸波的變化曲線。計算機實時進行采集數(shù)據(jù)。指標(biāo)有時域指標(biāo)SDNN、RMSSD、TINN，頻域指標(biāo)有TP、VLF、LF、HF、LFnu、HFnu、LF/HF，此外還有心率HR、呼吸頻率RR。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS13.0軟件，實驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析；對于不滿足正態(tài)性的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)變換，滿足正態(tài)分布后再行統(tǒng)計處理。

2結(jié)果

2.1雙手協(xié)調(diào)和雙重任務(wù)

雙手協(xié)調(diào)(F左手=1.24、F右手=2.29,P＞0.05)和雙重任務(wù)(F正確答案=0.02、F左手=0.44、F跟蹤距離=2.60,P＞0.05)各成績指標(biāo)，在低壓艙模擬飛行前后無顯著性差異(見表1)。

2.2NASA-TLX

結(jié)果顯示，模擬飛行前后，TLX0和TLX1均有顯著性增加，TLX0和TLX1在個人得分上相關(guān)達(dá)到顯著性水平（R2=0.988，P<0.001）；NASA-TLX的6個維度上在模擬飛行前后均有不同程度的增加，但未達(dá)到顯著性水平。

2.3HRV

從表4中可以看出，HR（F=8.3000，P=0.013）較實驗前的變化具有統(tǒng)計學(xué)意義，在實驗后顯著增加。SDNN（F=6.139，P=0.028）、TINN（F=5.220，P=0.040）、HR（F=8.300，P=0.013）較實驗前的變化均具有統(tǒng)計學(xué)意義，且結(jié)果顯著增加。而RMSSD（F=1.953，P=0.186）與實驗前的差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義。LF（F=12.134，P=0.001）、LFnu（F=16.754，P=0.001）、HFnu（F=16.754，P=0.001）、LF/HF（F=11.356，P=0.005）較實驗前的變化均具有統(tǒng)計學(xué)意義，其中LF、LFnu、LF/HF在實驗后的結(jié)果較實驗前顯著增加，而HFnu較實驗前結(jié)果顯著降低，但是VLF（F=0.079，P=0.783）與實驗前的差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義。

3討論

國內(nèi)外關(guān)于低壓艙對認(rèn)知能力影響的大量研究表明，在相對低負(fù)荷的任務(wù)中，那些以體力為主、簡單和熟練的任務(wù)極少受腦力疲勞的影響，而那些更為復(fù)雜的認(rèn)知任務(wù)受腦力疲勞影響較大。

本研究中，在低壓艙模擬飛行前后兩次完成模擬任務(wù)(雙手協(xié)調(diào)、雙重任務(wù))時，成績無明顯變化，考慮因為模擬飛行時間相對較短，腦力疲勞程度相對較輕，任務(wù)相對簡單所致。同時任務(wù)可提高被試者的興趣或內(nèi)在動力，提高覺醒水平，從而一定程度上抵抗低壓艙模擬飛行的不良影響。同時，在實驗前后兩次完成模擬任務(wù)(雙手協(xié)調(diào)、雙重任務(wù))時，雖然該兩任務(wù)的成績無明顯下降，但通過NASA-TLX評分的增加，說明被試者在完成任務(wù)過程中的付出的努力明顯增加，也就是說需要付出更多的腦力勞動才能保持原有的操作水平，這也正提示了被試者在低壓艙模擬飛行后的工作績效下降。人體心臟受交感神經(jīng)系統(tǒng)(SPS)和迷走神經(jīng)系統(tǒng)(PNS)雙重支配。在安靜的條件下，PNS興奮性占優(yōu)，相反，人們在疲勞、激動、緊張的狀態(tài)下，SPS興奮性占優(yōu)。年齡、性別、運動、睡眠、體位變化、缺氧等因素對HRV各時域和頻域參數(shù)均有影響。心率變異性表征心跳之間的變化情況，反映了輸入竇房結(jié)的自主波動，可用來表征自主功能水平。心率變異性的功率譜分析可以用來評估健康樣本的交感與迷走神經(jīng)興奮性對自主功能的影響，而且作為定量指標(biāo)廣泛應(yīng)用于臨床實踐，其能量譜主要由低頻成分(LF:0.04~0.15Hz)和高頻成分(HF:0.15~0.4Hz)組成，前者主要受交感神經(jīng)的調(diào)節(jié)，后者主要受迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)。其比值LF/HF可反映交感、迷走神經(jīng)活動的均衡性。一般認(rèn)為，中樞神經(jīng)系統(tǒng)在產(chǎn)生心率變異方面起了重要作用，Pazrali等的研究發(fā)現(xiàn)，血壓短期變化值和心率變化平行，他們認(rèn)為這種平行說明了中樞性平穩(wěn)機制同時決定了心臟和血管方面的變化。同時，HRV去評估各種每日節(jié)律變化模式的非常有意義，如晝夜周期性變化、晝夜循環(huán)的顛倒(如夜班工作)和時差反應(yīng)等。本實驗結(jié)果顯示，HRV的時域指標(biāo)SDNN和TINN在模擬飛行環(huán)境及負(fù)荷后顯著增加，反映了在實驗后受試者的植物神經(jīng)系統(tǒng)總體調(diào)控水平增加，調(diào)動了機體對抗即將產(chǎn)生的疲勞狀態(tài)，以維持機能水平。而作為衡量迷走神經(jīng)對心率的調(diào)控作用大小的指標(biāo)RMSSD，在實驗前后的變化不明顯，說明迷走神經(jīng)對心率的調(diào)控作用不明顯。HRV的頻域指標(biāo)LF和LF/HF在實驗結(jié)束后顯著增加，LF主要是受交感神經(jīng)的調(diào)節(jié)，LF/HF反映機體的交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的平衡性，綜合來說，機體的HRV較實驗前的安靜情況下應(yīng)有所改變，可能是與受試者所處的環(huán)境有關(guān)，在實驗中，低壓艙內(nèi)模擬的飛行高度雖然只有2400m，不會對受試者產(chǎn)生缺氧的狀況，但是艙內(nèi)的噪音很大，同時長時間（約3h）的實驗過程，也會對受試者產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致心率的顯著升高。總而言之，在本實驗的結(jié)果中，受試者在經(jīng)過模擬飛行環(huán)境后交感神經(jīng)活動增強，同時交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的平衡性有所變化，表現(xiàn)為交感神經(jīng)活動性亢奮。綜上所述，腦力疲勞指的是一種缺乏動機與警覺的主觀感覺，其主要表現(xiàn)為注意力不易集中，思考困難，記憶減退，工作績效下降且易出差錯等。低壓艙模擬高空缺氧是一個被廣泛認(rèn)可的腦力疲勞的模型。本實驗通過對低壓艙模擬飛行前后的部分心理生理變化的研究表明，心理運動能力以及HRV的時域和頻域指標(biāo)在腦力疲勞后發(fā)生明顯的變化，提示生理心理多種指標(biāo)的變化能夠反映腦力疲勞的增加，為今后進一步的量化關(guān)系的研究打下基礎(chǔ)。