低压飞行对心理压力的危害范文

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作者：马进马如梦文治洪王涛李晓京胡文东单位：第四军医大学航空航天医学系医学装备教研室教育部重点实验室陕西西安第四军医大学唐都医院实验外科陕西西安

1对象与方法

1.1（略）

1.2实验方法和步骤

飞行环境模拟时间为2010年3月21日-2010年3月25日，每天的实验人数为4人，从早上8点半到下午3点。要求受试者于实验前两天正常休息，禁用茶、烟、酒、咖啡及中枢兴奋或者抑制性药物，保证实验前一天无学习或生活等异常情绪影响。实验中要求被试配戴由我科室自行研制的手表式生理心理记录仪。上午9点半第一次进舱，进舱前将对所有的测试项目进行测量，模拟2400m高空飞行，持续时间1.5小时；第一次出舱，并检测相应的测试项目，时间30min；午饭时间，30min；第二次进舱前，检测测试项目，时间30min；模拟2400m高空飞行，持续时间1.5小时；第二次出舱，检测所有的测试项目，时间1小时，实验结束。模拟2400m高空过程中，要求受试者大脑保持工作状态，可以看电影或者玩游戏等活动，并有1或2名主试负责监督。

1.3测试项目

（1）双手协调、双手任务（心理运动测试与心理训练软件），每项测试均为5min；在每次测试后，用《NASA-TLX量表》进行自我评价；

（2）NASA-TLX是由美国航空航天局开发的，是一个多维脑力负荷评价量表。涉及到六个负荷因素(维度)，即脑力需求、体力需求、时间需求、业绩水平、努力程度和受挫程度，各维度均有详细文字说明，并用一条20等分的直线表示，采用10分制，直线分别以低、高字样示标。首先调查对象根据自己所完成任务的实际情况，分别在代表各维度的直线上相应的位置标记，再将6个维度对总负荷的贡献进行排序，确定该维度对总脑力负荷的权重。总脑力负荷值为六个纬度的加权平均值，分值越大，表示脑力负荷越大。原始的评价方法TLX0为：六个条目的权重分别为O、1/15、2/15、3/15、4/15、5/15；TLX1的记分方法为：避免有一条目权重为O，六个条目的权重分别为1/21、2/21、3/21、4/21、5/21、6/21。

（3）心率变异性HRV，使用北京超思公司生产的OEM模块CSN808，可以用来测量和监控心电波、心率、无创血压（收缩压、舒张压、平均压）、血氧饱和度、呼吸和体温的模块。用主CPU和模块共同完成所有的计算函数、相关计算和控制函数。模块通过串口发送数据到主机并接收主机传送的数据。为了演示的目的，PC会执行一个程序来显示所有的数据。设备由计算机、超思模块、电极和个泡沫ECG导电性黏着性电极片构成。

测试时间从早上9点到下午3点，在受试者的左手腕、左脚踝、右脚踝、右手腕上各贴一张电极片，并一一对应电极，在计算机上能实时检测到受试者的心率变化曲线和呼吸波的变化曲线。计算机实时进行采集数据。指标有时域指标SDNN、RMSSD、TINN，频域指标有TP、VLF、LF、HF、LFnu、HFnu、LF/HF，此外还有心率HR、呼吸频率RR。

1.4数据处理

采用SPSS13.0软件，实验结果进行统计分析；对于不满足正态性的数据进行数据变换，满足正态分布后再行统计处理。

2结果

2.1双手协调和双重任务

双手协调(F左手=1.24、F右手=2.29,P＞0.05)和双重任务(F正确答案=0.02、F左手=0.44、F跟踪距离=2.60,P＞0.05)各成绩指标，在低压舱模拟飞行前后无显著性差异(见表1)。

2.2NASA-TLX

结果显示，模拟飞行前后，TLX0和TLX1均有显著性增加，TLX0和TLX1在个人得分上相关达到显著性水平（R2=0.988，P<0.001）；NASA-TLX的6个维度上在模拟飞行前后均有不同程度的增加，但未达到显著性水平。

2.3HRV

从表4中可以看出，HR（F=8.3000，P=0.013）较实验前的变化具有统计学意义，在实验后显著增加。SDNN（F=6.139，P=0.028）、TINN（F=5.220，P=0.040）、HR（F=8.300，P=0.013）较实验前的变化均具有统计学意义，且结果显著增加。而RMSSD（F=1.953，P=0.186）与实验前的差异不具有统计学意义。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）较实验前的变化均具有统计学意义，其中LF、LFnu、LF/HF在实验后的结果较实验前显著增加，而HFnu较实验前结果显著降低，但是VLF（F=0.079，P=0.783）与实验前的差异不具有统计学意义。

3讨论

国内外关于低压舱对认知能力影响的大量研究表明，在相对低负荷的任务中，那些以体力为主、简单和熟练的任务极少受脑力疲劳的影响，而那些更为复杂的认知任务受脑力疲劳影响较大。

本研究中，在低压舱模拟飞行前后两次完成模拟任务(双手协调、双重任务)时，成绩无明显变化，考虑因为模拟飞行时间相对较短，脑力疲劳程度相对较轻，任务相对简单所致。同时任务可提高被试者的兴趣或内在动力，提高觉醒水平，从而一定程度上抵抗低压舱模拟飞行的不良影响。同时，在实验前后两次完成模拟任务(双手协调、双重任务)时，虽然该两任务的成绩无明显下降，但通过NASA-TLX评分的增加，说明被试者在完成任务过程中的付出的努力明显增加，也就是说需要付出更多的脑力劳动才能保持原有的操作水平，这也正提示了被试者在低压舱模拟飞行后的工作绩效下降。人体心脏受交感神经系统(SPS)和迷走神经系统(PNS)双重支配。在安静的条件下，PNS兴奋性占优，相反，人们在疲劳、激动、紧张的状态下，SPS兴奋性占优。年龄、性别、运动、睡眠、体位变化、缺氧等因素对HRV各时域和频域参数均有影响。心率变异性表征心跳之间的变化情况，反映了输入窦房结的自主波动，可用来表征自主功能水平。心率变异性的功率谱分析可以用来评估健康样本的交感与迷走神经兴奋性对自主功能的影响，而且作为定量指标广泛应用于临床实践，其能量谱主要由低频成分(LF:0.04~0.15Hz)和高频成分(HF:0.15~0.4Hz)组成，前者主要受交感神经的调节，后者主要受迷走神经调节。其比值LF/HF可反映交感、迷走神经活动的均衡性。一般认为，中枢神经系统在产生心率变异方面起了重要作用，Pazrali等的研究发现，血压短期变化值和心率变化平行，他们认为这种平行说明了中枢性平稳机制同时决定了心脏和血管方面的变化。同时，HRV去评估各种每日节律变化模式的非常有意义，如昼夜周期性变化、昼夜循环的颠倒(如夜班工作)和时差反应等。本实验结果显示，HRV的时域指标SDNN和TINN在模拟飞行环境及负荷后显著增加，反映了在实验后受试者的植物神经系统总体调控水平增加，调动了机体对抗即将产生的疲劳状态，以维持机能水平。而作为衡量迷走神经对心率的调控作用大小的指标RMSSD，在实验前后的变化不明显，说明迷走神经对心率的调控作用不明显。HRV的频域指标LF和LF/HF在实验结束后显著增加，LF主要是受交感神经的调节，LF/HF反映机体的交感神经和迷走神经的平衡性，综合来说，机体的HRV较实验前的安静情况下应有所改变，可能是与受试者所处的环境有关，在实验中，低压舱内模拟的飞行高度虽然只有2400m，不会对受试者产生缺氧的状况，但是舱内的噪音很大，同时长时间（约3h）的实验过程，也会对受试者产生一定的影响，导致心率的显著升高。总而言之，在本实验的结果中，受试者在经过模拟飞行环境后交感神经活动增强，同时交感神经和迷走神经的平衡性有所变化，表现为交感神经活动性亢奋。综上所述，脑力疲劳指的是一种缺乏动机与警觉的主观感觉，其主要表现为注意力不易集中，思考困难，记忆减退，工作绩效下降且易出差错等。低压舱模拟高空缺氧是一个被广泛认可的脑力疲劳的模型。本实验通过对低压舱模拟飞行前后的部分心理生理变化的研究表明，心理运动能力以及HRV的时域和频域指标在脑力疲劳后发生明显的变化，提示生理心理多种指标的变化能够反映脑力疲劳的增加，为今后进一步的量化关系的研究打下基础。