警察心率變異性非線性分析的研究

1、警察心率變異性非線性分析的研究*【摘要】目的運(yùn)用非線性分析指標(biāo)探討警察心率變異性的特點(diǎn)，并考察指標(biāo)對(duì)檢測(cè)不同警種崗位警察精神負(fù)荷的敏感性。方法選取145名剛參加公 安工作的新警和263名有公安工作經(jīng)歷的在職警察，對(duì)其進(jìn)行心率變異性(hrv) 測(cè)量，應(yīng)用北京豪峰數(shù)碼娛樂(lè)科技有限公司與美國(guó)心臟數(shù)理研究所合作開發(fā)的生 理相干與自主平衡系統(tǒng)(sclf-gcncratc physiological coherence system, spcs),對(duì)得到的i1rv數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性分析，并對(duì)輸出的協(xié)調(diào)指數(shù)、穩(wěn)定指數(shù)、 評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)的評(píng)分進(jìn)行顯著性差異檢驗(yàn)(*p<0.05, *p<0.01)o結(jié)果 靜息

2、狀態(tài)下， 不同年齡的警察在這三個(gè)指標(biāo)上存在非常顯著差異(p<0.01),評(píng)分隨年齡上升而 降低；不同年齡有無(wú)公安經(jīng)騎的警察在這三個(gè)指標(biāo)上存在不同情況，30歲以下 沒(méi)有顯著差異，31歲到40歲存在顯著差異(p<0.05)；不同警種崗位的警察在這 三個(gè)指標(biāo)上存在顯著差異(pv0.05),交通警察的評(píng)分明顯低于監(jiān)管、社區(qū)、偵查、 綜合等警種。結(jié)論 運(yùn)用spcs提供的協(xié)調(diào)指數(shù)、穩(wěn)定指數(shù)、評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)等指標(biāo)對(duì) 警察的hrv進(jìn)行非線性分析，在檢測(cè)警種崗位差異對(duì)警察精神負(fù)荷的影響上，指 標(biāo)具有敏感性，并且隨著公安工作時(shí)間的延長(zhǎng)，指標(biāo)的敏感性加強(qiáng)。【關(guān)鍵詞】警察；心率變異性；非線性分析；精神負(fù)荷心率變

3、異性(hrv)是近年來(lái)比較受關(guān)注的無(wú)創(chuàng)性心電監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一，可用于 評(píng)價(jià)健康者自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的變化，因此，hrv在臨床及其它許多領(lǐng)域有著廣 泛的應(yīng)用。1irv的檢測(cè)分析方法分為線性分析和非線性分析，線性分析包括時(shí)域分析和 頻域分析。吋域分析(簡(jiǎn)稱時(shí)域法)計(jì)算簡(jiǎn)單，指標(biāo)意義直觀，但靈敏度較低，不 能直接反映交感神經(jīng)活動(dòng)和交感、迷走神經(jīng)活動(dòng)的均衡性。頻域分析(簡(jiǎn)稱頻域 法)是將復(fù)雜的心率波動(dòng)信號(hào)分解為不同能量的各種周期波動(dòng)成分，有快速傅里 葉變換(fast fourier transform, fft)和自回歸模型兩種譜估計(jì)法。即使在分 析儀器及軟件方面均已達(dá)到完善的程度，線性分析方法仍不能揭示i

4、1rv的全部?jī)?nèi) 涵，如在頻域分析中高頻(hf)及低頻(if)的和僅占總功率譜(total power, tp)的5%-10%,對(duì)其余90%的極低頻(vlf)、超低頻(ulf)成分的認(rèn)識(shí)至今尚展空 白。在此背景下應(yīng)運(yùn)而生的非線性分析的方法為iirv的研究和應(yīng)用開辟了一個(gè)嶄 新的局面，它的理論基礎(chǔ)是混沌學(xué)說(shuō)(chaos theory)和分形代數(shù)(fractal methem atics)0非線性分析彌補(bǔ)了線性分析的一些不足。hrv在心理領(lǐng)域的應(yīng)用一直受到普遍關(guān)注。有研究表明，在加載精神負(fù)荷時(shí), hrv將減??；精神負(fù)荷越大，hrv越低。因此hrv被看作是精神負(fù)荷量的一項(xiàng)指 標(biāo)。警察一直是被公認(rèn)為精神

5、負(fù)荷較大的職業(yè)群體，運(yùn)用非線性分析的手段對(duì) 警察的心率變異性進(jìn)行研究，能夠?yàn)檎莆站斓木褙?fù)荷狀況提供更多的客觀依 據(jù)。1對(duì)象與方法1.1對(duì)象在上海公安高等?？茖W(xué)校對(duì)參加培訓(xùn)的警察隨機(jī)抽樣408名警察。其中，各 年齡段中有無(wú)公安工作經(jīng)驗(yàn)的分布情況見(jiàn)表1,其中145人無(wú)公安工作經(jīng)歷的包 括大學(xué)畢業(yè)正在培訓(xùn)期間的新警以及“軍轉(zhuǎn)干”(剛從軍隊(duì)轉(zhuǎn)業(yè)正在培訓(xùn)期間)； 263名在職警察的警種崗位分布情況見(jiàn)表2。所有受測(cè)者均自訴心功能無(wú)異位搏 動(dòng)。表1公安經(jīng)驗(yàn)和年齡分布30歲以下31-40歲41-50歲51-60歲total;valid無(wú)855280145有671245913263total15217667

6、13408表2警種崗位frequencypercentvalid監(jiān)管3513. 3交通7026.6社區(qū)5721.8偵查5922.4綜合4215.9total263100.01.2方法在實(shí)驗(yàn)室條件下，使用北京豪峰數(shù)碼娛樂(lè)科技有限公司與美國(guó)心臟數(shù)理研究 所合作開發(fā)的心率變異性檢測(cè)和訓(xùn)練系統(tǒng)一一生理相干與自主平衡系統(tǒng) （self-generate physiological coherence system, spcs）,對(duì) 408 名警察進(jìn) 行檢測(cè)。毎次檢測(cè)10名，被試進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后先坐下休息5分鐘，然后主試說(shuō)統(tǒng) 一的指導(dǎo)語(yǔ)。被試各自所處位置相對(duì)獨(dú)立，以免互相干擾。hrv數(shù)據(jù)的檢測(cè)時(shí)間 為5分鐘。該

7、系統(tǒng)采用紅外光電掃描傳感器連接于耳垂，采樣受檢對(duì)象的心跳，通過(guò)考 察心率變異性（hrv）并計(jì)算其功率譜，監(jiān)測(cè)牛理變化（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?jǐn)?shù)變化，進(jìn)行菲線性分析之后系統(tǒng)給 出“協(xié)調(diào)指數(shù)”、“穩(wěn)定指數(shù)”、“評(píng)價(jià)指數(shù)”各項(xiàng)指標(biāo)，各指標(biāo)評(píng)分范圍從0分到 100分，分?jǐn)?shù)越高評(píng)價(jià)越好。2結(jié)果2.1不同年齡警察iirv非線性指標(biāo)的比較如表3所示，不同年齡警察的hrv非線性指標(biāo)結(jié)果經(jīng)f檢驗(yàn)，存在非常顯著 的差異（pv0.01）,評(píng)分隨年齡上升而降低。表3不同年齡警察hrv非線性指標(biāo)比較（i ±s）項(xiàng)冃30歲以下 (1) (n=152)31 到 40(2)(

8、n=176)41 到 50(3) (n=67)51 到 60(4)(n=13)f協(xié)調(diào)指數(shù)51.25±28. 26944. 54±26. 91235. 28±24. 63125. 03±20. 608& 049*穩(wěn)定指數(shù)53. 83±28. 26147. 52±26. 52538. 56±25. 81626. 83±20. 6097. 804*評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)65. 056±18. 30360. 549±18. 94753. 084±18. 04746. 813±14. 578

9、9.085*注：*pv0.012.2 30歲以下不同公安經(jīng)驗(yàn)者h(yuǎn)rv非線性指標(biāo)比較如表4所示，30歲以下共有152人，其中有公安經(jīng)驗(yàn)者為67人，無(wú)經(jīng)驗(yàn)的 新警為85人，兩者的hrv非線性指標(biāo)結(jié)果經(jīng)t檢驗(yàn)，無(wú)顯著性差異。表4 30歲以下（152人）不同公安經(jīng)驗(yàn)者h(yuǎn)rv非線性指標(biāo)比較g ±s）項(xiàng)目(1) (n=67)(2) (n=85)(1)和(2)協(xié)調(diào)指數(shù)50. 59 ±27. 44751. 78±29. 052-0. 257穩(wěn)定指數(shù)52. 91 ±27. 15654. 55±29. 241-0. 354評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)63. 787±17.8

10、8166. 056±18. 673-0.7582. 3 31歲到40歲不同公安經(jīng)驗(yàn)者i1rv非線性指標(biāo)比較如表5所示，31歲到40歲共有176人，其中有公安經(jīng)驗(yàn)者為124人，無(wú)經(jīng) 驗(yàn)的新警為52人，兩者的hrv非線性指標(biāo)結(jié)果經(jīng)t檢驗(yàn)，協(xié)調(diào)指數(shù)、穩(wěn)定指數(shù) 存在顯著性差界(pvo.o5),評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)無(wú)顯著性差界，無(wú)公安經(jīng)騎者各指標(biāo)評(píng)分都 高于有公安經(jīng)驗(yàn)者。表5 31到40歲(176人)不同公安經(jīng)驗(yàn)者h(yuǎn)rv非線性指標(biāo)比較g 土s)項(xiàng)目有(1) (n=124)無(wú)(2) (n=52)t和協(xié)調(diào)指數(shù)41.644±25. 0451.432±30. 069-2. 226 *穩(wěn)定指數(shù)4

11、4. 588±24. 71154. 522 ±29. 508-2. 294 *評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)59. 096±17. 67164. 015±21.48-1.578注：*p<0.052.4不同警種崗位警察hrv非線性指標(biāo)比較如表6所示，263名不同警種崗位警察的iirv非線性指標(biāo)結(jié)果經(jīng)f檢驗(yàn)存在顯著差異(pvo.o5),交通警察的評(píng)分明顯低于監(jiān)管、社區(qū)、偵查、綜合等警種。表6不同警種崗位警察hrv非線性指標(biāo)比較g ±s)項(xiàng)目監(jiān)管(1) (n=35)交通(2) (n=70)社區(qū)(3) (n=57)偵查(4) (n=59)綜合(5) (n=42)f協(xié)調(diào)

12、45. 86032. 990 ±42. 130 ±45. 670 ±44. 290 ±2.671*指數(shù)±23.04724.78427. 3162& 18623. 727穩(wěn)定48. 55035. 370 ±45. 260 ±4& 120 ±47. 260 ±2.818 *指數(shù)±22. 24125.48127. 15027.99123. 534評(píng)價(jià)62. 17952. 325 ±58.928 ±60. 636 ±59. 845 ±2. 674*

13、分?jǐn)?shù)±15. 8281& 00355382817. 678注：*p<0053討論近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者對(duì)于國(guó)內(nèi)健康人群hrv與年齡是否具有相關(guān)性進(jìn)行了很 多研究，結(jié)果顯示hrv各參數(shù)隨年齡的增長(zhǎng)而有顯著的變化她。本研究基于spcs 提供的hrv非線性指標(biāo)也發(fā)現(xiàn)，隨著年齡上升，評(píng)分下降。提示本研究中用spcs 所提供的i1rv非線性指標(biāo)能檢測(cè)出年齡對(duì)i1rv的影響。hrv在健康人群中的應(yīng)用廣泛，例如估計(jì)各種有害因素對(duì)人體的影響她。本 研究中，雖由于40歲以上無(wú)公安工作經(jīng)驗(yàn)者數(shù)量過(guò)少（表1）而未進(jìn)行差異檢 驗(yàn)，但發(fā)現(xiàn)有無(wú)公安工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)30歲以下被試的spcs結(jié)果的影響不顯著（表4

14、）, 而對(duì)31到40歲的影響顯著（表5）。提示隨著年齡的上升，公安工作對(duì)于個(gè)體 的iirv狀況的影響越來(lái)越大。這可能因?yàn)楣补ぷ鲏毫Υ?、?fù)荷高，警齡越長(zhǎng)、 在這種工作環(huán)境越久，導(dǎo)致個(gè)體交感神經(jīng)越是容易長(zhǎng)期處于興奮狀態(tài)。也提示隨 著公安工作時(shí)間的延長(zhǎng)，spcs提供的hrv非線性指標(biāo)的敏感性加強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)交通民警的spcs指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果顯著低于其他警種崗位（表6）,這 可能因?yàn)榻煌窬ぷ鳝h(huán)境噪音大、干擾多，導(dǎo)致交感神經(jīng)興奮性明顯增高。劉 萍等的研究交通警察心理健康狀況調(diào)查顯示，交通警察所在路口平均機(jī)動(dòng)車 流量為每小吋3055-4908輛，平均等效聲級(jí)為75. 9-77.3db（a）,氮氧化物和懸

15、浮顆粒物濃度超過(guò)大氣環(huán)境質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。其用scl-90進(jìn)行的調(diào)查結(jié)果顯示， 交通警察陽(yáng)性癥狀項(xiàng)目數(shù)為36. 56,其他警種警察為28. 82,兩者有非常顯著差 異（p<0.01）o多元回歸分析發(fā)現(xiàn)，9組陽(yáng)性癥候群與警種有關(guān)，交通警察得分 均高于其他警種。提示在檢測(cè)警種崗位差異對(duì)警察精神負(fù)荷的影響上，spcs提 供的hrv非線性指標(biāo)指標(biāo)具有敏感性。4結(jié)論運(yùn)用生理相干與自主平衡系統(tǒng)提供的協(xié)調(diào)指數(shù)、穩(wěn)定指數(shù)、評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)等指標(biāo) 對(duì)警察的心率變異性進(jìn)行非線性分析，證實(shí)心率變異性的非線性指標(biāo)在檢測(cè)警種 崗位差異對(duì)警察精神負(fù)荷的影響上具有敏感性，并且隨著公安工作時(shí)間的延長(zhǎng)， 指標(biāo)的敏感性加強(qiáng)。參考文獻(xiàn)1 廖旺才，等.精神負(fù)荷對(duì)心率變異性影響的非線性動(dòng)力學(xué)分析航天醫(yī)學(xué)與醫(yī) 學(xué)工程j, 1996, 9(2)： 118.2 劉芳，等.正常人心率變異性的年齡