立位平衡功能在飛行任務(wù)負(fù)荷所致疲勞評(píng)估中的作用.pdf

1、眾所周知，飛行活動(dòng)是一種非常復(fù)雜的任務(wù)活動(dòng)，不僅有腦力上的負(fù)荷，還有體力上的負(fù)荷。當(dāng)這種負(fù)荷超出飛行人員所能代償?shù)姆秶?，機(jī)體會(huì)表現(xiàn)出一系列的疲勞狀態(tài)，會(huì)使生理心理功能明顯下降，導(dǎo)致飛行任務(wù)績(jī)效下降，甚至影響飛行安全。以往研究表明，很多的生理心理方法都可以用來評(píng)估機(jī)體的疲勞狀態(tài)，但它們也存在著一些不足。近年來，立位平衡功能在疲勞評(píng)估中的作用受到越來越多研究者的重視，而且某些立位平衡功能指標(biāo)已經(jīng)被證實(shí)在疲勞后明顯變差，并與某些測(cè)驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)

2、一定的相關(guān)性。而飛行任務(wù)負(fù)荷導(dǎo)致的疲勞狀態(tài)也有可能對(duì)立位平衡功能產(chǎn)生一定的影響，因此我們假設(shè)，立位平衡功能在飛行任務(wù)負(fù)荷所致的疲勞狀態(tài)評(píng)估中也會(huì)起到一定的作用。本課題從三部分對(duì)此假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證：
　　第一部分：靜態(tài)立位平衡功能在飛行任務(wù)負(fù)荷所致疲勞評(píng)估中的作用
　　目的:研究機(jī)體在不同站立姿勢(shì)下，4小時(shí)任務(wù)負(fù)荷對(duì)靜態(tài)姿勢(shì)控制能力的影響；通過敏感參數(shù)計(jì)算靜態(tài)立位平衡綜合指數(shù)與任務(wù)負(fù)荷水平之間的相互關(guān)系。
　　方法:從某院校

3、男性學(xué)員中選取符合條件的被試30名，要求其持續(xù)進(jìn)行4小時(shí)的模擬飛行任務(wù)負(fù)荷，并同時(shí)在0h、1h、2h、3h與4h末，測(cè)試4種不同站立姿勢(shì)下的靜態(tài)立位平衡參數(shù)數(shù)據(jù)及任務(wù)成績(jī)；而后，本實(shí)驗(yàn)通過比較任務(wù)成績(jī)?cè)谌蝿?wù)負(fù)荷前后的差異，來驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)中的任務(wù)負(fù)荷水平給被試造成了一定程度的疲勞狀態(tài)。其次，通過重復(fù)測(cè)量方差分析研究任務(wù)負(fù)荷所致的疲勞狀態(tài)對(duì)不同站立條件靜態(tài)姿勢(shì)控制能力的影響，對(duì)挑選出的敏感姿勢(shì)下的敏感參數(shù)通過主成分分析法構(gòu)建靜態(tài)立位平衡指數(shù)。

4、最后，分析此功能指數(shù)與任務(wù)負(fù)荷水平之間的相互關(guān)系。
　　結(jié)果:在4小時(shí)任務(wù)負(fù)荷結(jié)束后，被試者的多重任務(wù)成績(jī)發(fā)生了明顯的下降（F=4.658，P=0.008），雙重任務(wù)成績(jī)同樣發(fā)生了明顯的下降（F=18.428，P<0.001）。模擬飛行任務(wù)績(jī)效的下降證實(shí)了4h的任務(wù)負(fù)荷水平可以給被試造成一定程度的疲勞狀態(tài)。
　　隨著任務(wù)負(fù)荷時(shí)間的持續(xù)，4種站立姿勢(shì)下，被試重心晃動(dòng)的時(shí)域指標(biāo)，如有效值面積（F=3.974,P=0.005）、前

5、后方向上偏離中心的程度（F=2.761，P=0.032），及左腳跟（F=5.612，P<0.001）、左腳掌（F=5.446，P=0.001）部位的重力分布等發(fā)生了不同的變化趨勢(shì)。其中，只干擾下肢本體感覺的站立姿勢(shì)（PO）晃動(dòng)程度變化最為明顯，并呈現(xiàn)出身體重心向左前傾斜的變化趨勢(shì)，可能因?yàn)橄轮倔w感覺對(duì)任務(wù)負(fù)荷所致的疲勞狀態(tài)較為敏感；根據(jù)最遲至第3h變化的7個(gè)敏感指標(biāo)，通過主成分分析方法構(gòu)建了一個(gè)靜態(tài)立位平衡指數(shù)（SUBI），其數(shù)學(xué)表達(dá)

6、式為SUBI=3.065F1+5.346F3+13.161F4+21.954F6+37.446WD2+115.454EVA+114.183SDy+23.746；此靜態(tài)立位平衡指數(shù)與任務(wù)負(fù)荷持續(xù)時(shí)間呈線性遞增關(guān)系（F=29.260，P<0.001）。而且被試者的任務(wù)成績(jī)和任務(wù)負(fù)荷水平之間的曲線關(guān)系與任務(wù)成績(jī)和靜態(tài)立位平衡功能之間的曲線關(guān)系是一致的。
　　結(jié)論:只干擾下肢本體感覺的站立條件對(duì)模擬飛行任務(wù)負(fù)荷所致的疲勞狀態(tài)最為敏感，且身

7、體可能會(huì)代償性的向左前傾斜。靜態(tài)立位平衡功能在某種程度上可以反映任務(wù)負(fù)荷水平的大小，從而能夠?qū)θ蝿?wù)負(fù)荷水平進(jìn)行一定的預(yù)警判斷。此兩者關(guān)系的闡述為下一步進(jìn)行靜態(tài)立位平衡功能的應(yīng)用策略研究打下基礎(chǔ)。
　　第二部分:靜態(tài)立位平衡功能在飛行任務(wù)負(fù)荷所致疲勞評(píng)估中的應(yīng)用性研究
　　目的:探索靜態(tài)立位平衡功能敏感參數(shù)及綜合指數(shù)在正常負(fù)荷被試人群中的數(shù)據(jù)分布形態(tài)，為疲勞狀態(tài)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的制定提供策略支持。
　　方法:從某院校男性學(xué)員中抽

8、取108名符合條件的被試者，采集其正常負(fù)荷狀態(tài)下的敏感姿勢(shì)（PO姿勢(shì)）下的7個(gè)敏感參數(shù)；對(duì)搜集到的有效敏感指標(biāo)數(shù)據(jù)及計(jì)算的靜態(tài)立位平衡功能指數(shù)，采用Kolmogorov–Smirnov分析方法檢驗(yàn)其分布形態(tài)（檢驗(yàn)水平α=0.1）。若數(shù)據(jù)分布符合正態(tài)分布，則可以采用正態(tài)分布法制定不同標(biāo)準(zhǔn)的參考值范圍，若為偏態(tài)分布，則須采用百分位數(shù)法制定相應(yīng)的參考值范圍。
　　結(jié)果:剔除敏感參數(shù)與靜態(tài)立位平衡指數(shù)的離群值后，頻域指標(biāo)F4，時(shí)域指標(biāo)WD

9、2及靜態(tài)立位平衡指數(shù)(SUBI)的數(shù)據(jù)分布形態(tài)符合正態(tài)性分布，而其他5個(gè)敏感指標(biāo)的數(shù)據(jù)分布形態(tài)則為偏態(tài)分布。對(duì)符合正態(tài)分布的3個(gè)敏感參數(shù)F4，WD2及SUBI可以采用正態(tài)分布法制定80％、90%、95%及99%等不同標(biāo)準(zhǔn)的參考值范圍，而偏態(tài)分布的5個(gè)敏感參數(shù)數(shù)據(jù)F1、F3、F6、EVA與SDy則必須采用百分位數(shù)法制定相應(yīng)的參考值范圍。
　　結(jié)論:結(jié)合本實(shí)驗(yàn)正常負(fù)荷下敏感參數(shù)的參考標(biāo)準(zhǔn)制定策略，我們就可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)分布形態(tài)采用合

10、適的方法制定相應(yīng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，被測(cè)者的靜態(tài)立位平衡功能水平就比較容易判斷。若被測(cè)者的靜態(tài)立位平衡指數(shù)超出正常范圍越多，那么預(yù)示著此被測(cè)者處于的任務(wù)負(fù)荷水平越大，疲勞狀態(tài)可能越嚴(yán)重。
　　第三部分:動(dòng)態(tài)立位平衡功能在飛行任務(wù)負(fù)荷所致疲勞評(píng)估中的作用
　　目的：研究模擬飛行任務(wù)負(fù)荷所致的疲勞狀態(tài)對(duì)不同傾斜方位動(dòng)態(tài)姿勢(shì)調(diào)節(jié)能力的影響，并篩選出對(duì)任務(wù)負(fù)荷敏感的姿勢(shì)調(diào)節(jié)方位與指標(biāo)。
　　方法：從某院校男性學(xué)員中選取符

11、合條件的42名被試者，隨機(jī)均分任務(wù)負(fù)荷組與對(duì)照組，每組21人。任務(wù)負(fù)荷組被試持續(xù)進(jìn)行2個(gè)小時(shí)的任務(wù)負(fù)荷操作，而對(duì)照組則不進(jìn)行此操作任務(wù)。所有被試在任務(wù)開始前與結(jié)束后進(jìn)行主觀疲勞感評(píng)分、反應(yīng)能力測(cè)試、靜態(tài)立位平衡及不同方位的動(dòng)態(tài)姿勢(shì)調(diào)節(jié)能力測(cè)試；本實(shí)驗(yàn)將通過比較主觀疲勞感評(píng)分、反應(yīng)任務(wù)成績(jī)與靜態(tài)立位平衡功能的變化，來說明任務(wù)負(fù)荷水平是否給被試造成了一定程度的疲勞狀態(tài)。而后，本實(shí)驗(yàn)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較兩組被試者在不同傾斜方向上動(dòng)態(tài)姿勢(shì)調(diào)節(jié)

12、能力相關(guān)指標(biāo)的差異。
　　結(jié)果：2小時(shí)的任務(wù)負(fù)荷后，被試者對(duì)操作任務(wù)負(fù)荷的主觀疲勞感明顯升高（F=14.094，P=0.001），反應(yīng)任務(wù)的單位時(shí)間正確率明顯下降（F=23.716，P<0.001）,而單位時(shí)間的錯(cuò)誤率卻明顯升高（F=18.134，P<0.001）。另外，可以用來反映任務(wù)負(fù)荷水平的靜態(tài)立位平衡功能指數(shù)也在2小時(shí)任務(wù)負(fù)荷后明顯增大（F=13.006，P=0.002），這表明2小時(shí)的任務(wù)負(fù)荷給被試造成了一定程度的疲勞狀

13、態(tài)。
　　在模擬飛行疲勞作用下，機(jī)體在向前傾位點(diǎn)調(diào)節(jié)的精確度明顯變差（t=2.117，P=0.040）,而向左前傾位點(diǎn)調(diào)節(jié)時(shí)，不僅調(diào)節(jié)的精度明顯變差（t=3.982，P=0.001）,姿勢(shì)穩(wěn)定能力也明顯下降（t=3.288，P=0.002），而所需的調(diào)節(jié)時(shí)間卻明顯減少（t=2.460，P=0.018）。與對(duì)照組相比，被試將身體移動(dòng)到左傾位點(diǎn)、左后傾位點(diǎn)及右傾位點(diǎn)時(shí)，其姿勢(shì)穩(wěn)定性同樣明顯下降，但姿勢(shì)調(diào)節(jié)的精度與時(shí)間并沒有明顯的改變。

14、另外，本實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了被試向其他目標(biāo)點(diǎn)調(diào)節(jié)時(shí)，其相關(guān)指標(biāo)并沒有出現(xiàn)明顯的變化。
　　結(jié)論：機(jī)體向左側(cè)區(qū)域相關(guān)位點(diǎn)的調(diào)節(jié)穩(wěn)定性指標(biāo)對(duì)模擬飛行認(rèn)知操作任務(wù)負(fù)荷所致疲勞狀態(tài)最為敏感。因此，本實(shí)驗(yàn)證實(shí)了動(dòng)態(tài)立位平衡功可以為任務(wù)負(fù)荷所致的疲勞狀態(tài)評(píng)估提供一種新的手段。
　　綜上所述，本課題中的模擬飛行任務(wù)負(fù)荷給被試者造成了一定程度的疲勞狀態(tài)，而干擾下肢本體感覺條件下的機(jī)體靜態(tài)立位平衡功能對(duì)此疲勞狀態(tài)最為敏感，姿勢(shì)控制能力的下降也最為明顯

15、。根據(jù)敏感姿勢(shì)條件下相關(guān)敏感指標(biāo)計(jì)算的靜態(tài)立位平衡指數(shù)又能夠反映出任務(wù)負(fù)荷水平的大小。結(jié)合敏感指標(biāo)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的制定策略，被測(cè)者的疲勞狀態(tài)很容易被衛(wèi)勤保障人員及時(shí)準(zhǔn)確地判斷出來，從而及時(shí)采取有效措施提高被測(cè)者的作業(yè)能力。另外，本課題還發(fā)現(xiàn)了機(jī)體在向左側(cè)區(qū)域相關(guān)位點(diǎn)調(diào)節(jié)時(shí)的姿勢(shì)穩(wěn)定性指標(biāo)對(duì)模擬飛行疲勞最為敏感。借鑒靜態(tài)立位平衡功能敏感指標(biāo)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的制定策略，動(dòng)態(tài)姿勢(shì)調(diào)節(jié)能力的相關(guān)敏感指標(biāo)同樣可以判斷出飛行人員的疲勞狀態(tài)。因此，本課題基本驗(yàn)證了