[发明专利]一种心率变异生物反馈锻炼系统方法和设备

说明书

本发明涉及一种心率变异生物反馈锻炼系统方法，包括一整套自主神经心肺系统调控状态和谐度度量，和引导受训者进入和谐状态的方法。本发明的一种心率变异生物反馈锻炼设备，实时采集受训者的心率和呼吸信号，分析和计算其自主神经心肺系统调控状态和谐度度量，引导受训者调节心绪和呼吸，进入和谐状态。心率变异生物反馈锻炼能有效地调节自主神经调控状态，降低心肺系统危险系数；能有效缓解竞技心理压力，提高成绩。因此，本发明对于人们的保健、提高生活质量具有重要意义。

技术领域

本发明属于生物反馈康复技术领域，特别是涉及一种穿戴式自主神经调控状态监测和生物反馈康复系统。

背景技术

自主神经系统有其自主运行的节律。它控制着人们的心肺系统、消化系统和泌尿系统三大系统活动的运行与协调。如果自主神经系统发生功能失调，则容易导致相关的调节系统的功能失衡。中国传统的坐禅、气功、打太极等，也都想通过自我调节，达到内在的平衡，改善人体三大系统的运行状态。虽然这已经被证明是行之有效的养生方法，但是，坐禅、气功和打太极所达到的内在平衡状态，无从客观评价；各人各自努力，其方向是否正确、方法是否有效，也只能见仁见智，“修行在个人”了。

自主神经调控着人们的心肺系统、消化系统和泌尿系统三大系统。从系统辨识的角度出发，我们可以从这三大系统的运行状态来推断自主神经系统的状态。在这三个系统中，心肺系统有其独特的运行规律。其运行节律易于测量，呼吸节律可以控制。这就为我们治疗和预防心血管疾病提供了一个思路：既然自主神经主导着心肺系统的活动，通过监测和评估心肺系统的节律可以推断自主神经调控状态，那么我们可以通过调节呼吸，把自主神经的调控节律往规律的方向上引导，从而从根本上改善和治疗因自主神经失调所引起的心肺疾病和其它相关病。

根据中国心血管疾病中心发布的《2012中国心血管病报告》，我国心血管病患者人数2.9亿，每10秒就有1人死于心血管病。调查发现，心血管疾病和自主神经系统（AutonomicNervous System, ANS）功能失调和异常有关。自主神经心血管系统的调控保证了心脏输出和血液循环，以及代谢的最佳状态。心脏和血管分布的交感神经是激励性的，它的活动使血管收缩、心率增加、心脏收缩增强。反之，副交感神经是抑制性的，它的活动导致心率降低和心脏收缩变缓。交感神经必须充分激励以便应对紧急事件。当神经紧张血压升高时，副交感神经应该活动起来，使心脏平静。这种一张一弛，形成了心血管系统的平衡。如果交感和副交感神经的平衡被打破，交感神经持续活跃，而副交感神经处于抑制状态，心血管系统则处于严重失调的病态，住院率和死亡率上升。

心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）是指连续心搏间瞬时心率的涨落，是一项定量评价心脏自主神经调控功能的无创性检测手段。当心房没有有效地收缩时会导致血液瘀滞和凝聚，临床上经常用HRV作为脑卒中和冠心病等高致死率心脑血管病的早起预警指标。相当多的研究证明，心率变异性与冠心病等疾病有紧密联系。研究表明，产生心率波动的因素包括脑的神经活动、呼吸活动以及由压力、化学感受器传入的心血管反向活动等，这些因素最终通过交感神经和副交感神经的调节作用表现出来。因此，HRV信号中包含了大量与心血管调节作用有关的信息，对这些信息的提取和分析可以定量评估心脏交感神经和副交感神经活动的均衡性、紧张性，评估两者对心血管系统的影响。

生物反馈的研究，既有理论意义又有实用价值：它打破了传统的学习理论认为植物性神经系统所支配的器官不能进行学习、不能随意控制的限制，开辟了“内脏学习”的新领域；它综合了心理学、生理学、临床医学与现代电子学等诸多学科，突破了传统治疗学的局限。它最大的特点就是针对性强，在心身疾病的致病原因的层次上进行治疗。此外，生物反馈以其无损伤、无痛苦、无药物副作用的特点而广受关注，成为治疗许多疾病提供了新的手段和方法。HRV生物反馈1975年由俄国Vaschillo创立，后由美国Lehrer教授在美国和欧洲发扬光大。美国NIH、加拿大多伦多大学、意大利Pavia大学、日本帝京大学、我国中山大学等的研究都证明，心率变异性生物反馈能对哮喘、高血压、心衰、冠心病、病人情绪低落等有明显疗效，对竞技心理压力，有缓解和提高成绩的效果。