生物反馈训练技术对不同焦虑特质飞行人员心理训练效果的比较研究

戚菲 项瑛 阮源 许兢

飞行活动是现代社会中最复杂的劳动类型之一，在飞行过程中，飞行人员需要具有良好的生理和心理状态。长时间续航、高载荷状态、高加速度变化、昼夜节律的改变等，这些因素会导致他们有些人易处于焦虑、紧张状态，可能增加空中操作中判断失误的可能性，甚至引发严重的飞行事故[1]。所以，训练飞行人员学会自我缓解焦虑、紧张情绪成为重要任务。通过呼吸调整训练、渐进式肌肉放松训练、自律训练、意向放松训练、深思松弛训练等放松训练方法，帮助飞行人员学习、掌握并能综合运用所学的身心放松方法，进行有效的身心自我控制，进而提高训练者的自我控制能力，面对紧张状态能够做到及时有效的调整[2-3]。

生物反馈技术已经成为常用的一种放松训练手段[4]。通过系统地、规范地示范教学、反馈训练与综合训练后，使飞行人员最终能脱离训练仪器，灵活地运用所学的放松方法控制自己的情绪，进而达到身心放松，调节情绪，缓解飞行疲劳的目的[5]。

放松训练是以暗示语集中注意、调节呼吸，使肌肉得到充分放松，从而调节中枢神经系统的方法[6-7]。放松训练不仅作为一种相对独立的心理训练方法被广泛应用于运动实践中，而且现在也成为一种重要的治疗手段。放松训练实际上是调节情绪的有效训练方法，是心理训练的基本功。因此，进行心理训练，往往从放松训练开始。本研究旨在关注不同焦虑特质的飞行人员对于不同放松方式的生物反馈技术的效果有无差异。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象 2014年6月至2018年12月到某鉴定训练中心的飞行人员212例，身体健康，均为男性。其中已婚134例，未婚78例；年龄23～56岁，平均年龄(34.32±7.54)岁。按年龄分为30岁及以下(低年龄组，119例)和31岁及以上(高年龄组，93例)两组；按照飞行人员心理健康量表结果中焦虑性因子分为3分及以下(非焦虑组，56例)和7分及以上(焦虑组，34例)(焦虑因子分4～7分122例未入组)；按照不同放松方法分为三组，渐进式肌肉放松组125例、意向放松组54例及呼吸调整放松组33例。

1.2 研究方法

1.2.1 训练前期 采用飞行人员心理健康量表(mental health inventory of Chinese pilot，简称 MHI)评估飞行人员性格特点和心理健康水平，并结合临床诊断确定训练方法，包括呼吸调整训练、渐进式肌肉放松训练、意向放松训练等三大类放松训练方法。

1.2.2 训练中期 首先，运用设备智能身心反馈训练系统示范教授受训者学习不同的放松训练。其次，飞行人员在无系统指导的情况下自行复习放松方法，感受刚才学习过的放松过程。最后，进入三维动画实践应用场景。同时戴上指夹传感器采集受训者的训练前期、中期、后期的脉搏、压力指数和PNN50的数值。

1.2.3 训练后期 训练结束后，记录飞行人员的各项生理指标，包括脉搏、压力指数和PNN50，并对其进行统计学分析。

1.3 研究工具 MHI是由宋华淼等编制[8]，该量表由4个维度和12种因子构成。该量表的同质性信度显示12个因素均达到0.85以上的水平，从结构效度看，相关系数除Em.An；Em.O；Eg.O；An.O；An.N稍高外，其余各因素均在0.49范围内。

1.4 使用仪器 上海惠城咨询有限公司生产的惠城智能身心反馈控制训练系统V2.0(HC-SXZ-BZ)。

1.5 统计学方法 采用SPSS 18.0软件进行数据统计与分析，对描述性数据用(±s)表示，主要统计方法为独立性样本t检验和配对样本的t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 研究结果

2.1 飞行人员生物反馈训练各项生理指标比较(表1) 飞行人员的脉搏在生物反馈训练后期、训练中期与训练前期差异无统计学意义(t＝1.052～1.461，P＝0.145～0.294)；飞行人员的压力指数训练中期与训练前期差异无统计学意义(t＝1.259，P＝0.209)，训练后期与训练前期差异具有统计学意义(t＝-2.287，P＝0.023)；飞行人员的PNN50在训练后期与训练前期差异具有统计学意义(t＝-5.673，P＜0.05)。

表1 飞行人员生物反馈训练各项生理指标比较(±s)

表1 飞行人员生物反馈训练各项生理指标比较(±s)

注：与训练前期比较，*P＜0.05，**P＜0.001。

时间 脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50前期 68.92±9.17 204.72±55.76 0.17±0.16中期 68.31±10.55 202.97±54.18 0.17±0.16后期 68.72±9.275 198.70±52.35* 0.22±0.18**

2.2 不同训练方法对不同焦虑特质飞行人员生理指标影响的比较 通过独立样本t检验，结果显示意向放松训练对不同焦虑特质的飞行人员的脉搏、压力指数、PNN50等生理指标的影响差异无统计学意义(t＝-1.730～1.700，P＝0.097～0.954)；经过配对样本t检验，结果显示焦虑组与非焦虑组的脉搏和压力指数训练中期、训练后期与训练前期比较差异无统计学意义，焦虑组的飞行人员的PNN50指数训练后期与训练前期相比差异具有统计学意义(t＝-2.974，P＝0.021)，非焦虑组的PNN50指数训练后期与训练前期相比差异具有统计学意义(t＝-2.433，P＝0.026，表2)。

表2 意向放松训练对不同焦虑特质飞行人员的影响(±s)

表2 意向放松训练对不同焦虑特质飞行人员的影响(±s)

注：与训练前期比较，*P＜0.05。

组别 例数 前期中期脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50 脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50焦虑组 34 68.87±6.49 218.39±44.78 0.14±0.12 67.50±8.32 216.13±49.39 0.15±0.13非焦虑组 56 67.47±9.68 202.26±57.65 0.26±0.18 67.26±10.11 207.16±53.29 0.26±0.19 t值 -0.373 -0.704 1.700 -0.580 -0.407 1.626 P值 0.712 0.488 0.101 0.954 0.687 0.117组别焦虑组非焦虑组t值P值例数34 56后期脉搏脉搏/(次·min-1)68.50±8.83 67.26±10.29-0.296 0.769压力指数233.13±35.64 200.00±62.87-1.730 0.097 PNN50 0.23±0.18*0.31±0.21*0.908 0.373

通过独立样本t检验，结果显示渐进式肌肉放松训练在训练后期对不同焦虑特质的飞行人员脉搏的差异具有统计学意义(t＝-2.115，P＝0.038)，其余各项生理指标的差异均不具有统计学意义；经过配对样本t检验，结果显示焦虑组的脉搏、压力指数和PNN50在训练中期、训练后期与训练前期比较差异均无统计学意义(t＝-1.381～1.156，P＝0.186～0.796)，非焦虑组的压力指数在训练中期与训练前期的差异具有统计学意义(t＝2.759，P＝0.008)，非焦虑组的PNN50指数训练后期与训练前期相比差异具有统计学意义(t＝-4.014，P＜0.05，表3)。

表3 渐进式肌肉放松训练对不同焦虑特质飞行人员的影响(±s)

表3 渐进式肌肉放松训练对不同焦虑特质飞行人员的影响(±s)

注：与焦虑组相比，①P＜0.05；与训练前期相比，②P＜0.01，③P＜0.001。

后期脉搏/(次·min-1)69.19±18.60 62.00±18.60①-2.115 0.038压力指数194.94±56.37 186.11±56.74-0.556 0.580 PNN50 0.19±0.16 0.20±0.19③0.004 0.997组别焦虑组非焦虑组t值P值例数34 56组别 例数 前期中期脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50 脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50焦虑组 34 68.82±9.21 265.29±49.57 0.14±0.16 69.25±8.86 200.71±52.27 0.15±0.13非焦虑组 56 67.29±9.95 192.61±64.67 0.17±0.13 67.12±10.19 184.29±61.4② 0.17±0.17 t值 -0.581 -0.738 0.580 -0.832 -0.988 0.462 P值 0.563 0.463 0.564 0.409 0.327 0.646

通过独立样本t检验，结果显示呼吸调整放松训练对不同焦虑特质的飞行人员的脉搏、压力指数、PNN50等生理指标的影响差异无统计学意义(t＝-0.618～0.705，P＝0.489～0.969)；经过配对样本t检验，结果显示焦虑组的脉搏、压力指数和PNN50在训练中期、训练后期与训练前期比较差异均没有统计学意义(t＝-0.769～2.118，P＝0.063～0.715)，非焦虑组的PNN50指数训练后期与训练前期相比差异具有统计学意义(t＝-2.144，P＝0.039，表4)。

表4 呼吸调整放松训练对不同焦虑特质飞行人员的影响(±s)

表4 呼吸调整放松训练对不同焦虑特质飞行人员的影响(±s)

注：与训练前期比较，*P＜0.05。

组别 例数 前期中期脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50 脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50焦虑组 34 66.72±4.71 218.20±56.80 0.21±0.15 65.36±5.66 208.10±52.66 0.19±0.11非焦虑组 56 65.50±8.52 213.45±51.41 0.24±0.17 63.90±9.20 207.20±51.88 0.20±0.12 t值 -0.414 -0.201 0.504 -0.444 -0.039 0.108 P值 0.684 0.843 0.620 0.662 0.969 0.915后期脉搏/(次·min-1)65.36±6.07 63.40±9.28-0.579 0.569压力指数202.00±52.52 187.54±54.47-0.618 0.544 PNN50 0.24±0.12 0.28±0.11*0.705 0.489组别焦虑组非焦虑组t值P值例数34 56

2.3 不同训练方法对不同年龄组飞行人员生理指标影响的比较 通过独立样本t检验，结果显示意向放松训练对不同年龄组飞行人员的脉搏的差异在训练前期和训练后期差异均具有统计学意义(t＝2.592，P＝0.013；t＝2.262，P＝0.028)，对不同年龄组的PNN50在训练前期、训练中期和训练后期的差异均具有统计学意义(t＝-4.431，P＜0.05；t＝-4.501，P＜0.05；t＝-4.997，P＜0.05)；经过配对样本t检验，结果显示低年龄组的压力指数和PNN50在训练后期与训练前期比较差异均具有统计学意义(t＝-2.072，P＝0.047；t＝-3.765，P＝0.001)，高年龄组的PNN50指数训练后期与训练前期相比差异具有统计学意义(t＝-4.014，P＝0.001，表5)。

表5 意向放松训练对不同年龄组飞行人员的影响(±s)

表5 意向放松训练对不同年龄组飞行人员的影响(±s)

注：与高年龄组相比，①P＜0.05，②P＜0.001；与训练前相比，③P＜0.05。

组别 例数 前期中期脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50 脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50高年龄组 93 70.83±10.16 205.37±48.93 0.11±0.12 70.53±10.61 215.00±39.84 0.12±0.12低年龄组 119 65.35±4.88① 214.70±53.61 0.31±0.18② 64.48±5.81 211.65±52.46 0.32±0.19②t值 2.592 -0.660 -4.431 2.652 0.262 -4.501 P值 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＜0.05后期脉搏/(次·min-1)70.27±10.29 64.78±6.14①2.262＜0.05压力指数217.47±45.93 205.87±55.93③0.829＞0.05 PNN50 0.16±0.14③0.41±0.21②③-4.997＜0.05组别高年龄组低年龄组t值P值例数93 119

通过独立样本t检验，结果显示渐进式肌肉放松训练对不同年龄组飞行人员的脉搏的差异在训练前期和训练后期均具有统计学意义(t＝2.087，P＝0.039；t＝1.984，P＝0.049)，对不同年龄组的PNN50在训练前期、训练中期和训练后期的差异 均 具 有 统 计 学 意 义 (t＝-2.750，P＝0.007；t＝-3.082，P＝0.003；t＝-4.590，P＜0.05)；经过配对样本t检验，结果显示低年龄组的脉搏、压力指数和PNN50在训练中期、训练后期与训练前期比较差异均没有统计学意义(t＝-1.412～1.927，P＝0.057～0.953)，高年龄组的压力指数在训练中期与训练前期的差异具有统计学意义(t＝2.852，P＝0.007)，高年龄组的PNN50指数训练后期与训练前期相比差异具有统计学意义(t＝-3.913，P＜0.05，表6)。

表6 渐进式肌肉放松训练对不同年龄组飞行人员的影响(±s)

表6 渐进式肌肉放松训练对不同年龄组飞行人员的影响(±s)

注：与高年龄组相比，①P＜0.05，②P＜0.01，③P＜0.001；与训练前期相比，④P＜0.01，⑤P＜0.001。

组别 例数 前期中期脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50 脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50高年龄组 93 70.76±9.99 199.97±59.37 0.13±0.15 70.03±12.34 195.23±57.55④ 0.13±0.15低年龄组 119 66.91±7.95① 207.72±56.48 0.21±0.16② 66.84±8.22 197.27±56.69 0.22±0.15②t值 2.087 -0.681 -2.750 1.449 -0.183 -3.082 P值 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＜0.05后期脉搏/(次·min-1)70.92±9.82 67.29±7.95①1.984＜0.05压力指数192.86±52.13 199.46±55.86-0.637＞0.05 PNN50 0.14±0.16⑤0.28±0.15③-4.590＜0.05组别高年龄组低年龄组t值P值例数93 119

通过独立样本t检验，结果显示呼吸调整放松训练对不同年龄组的飞行人员的脉搏、压力指数等生理指标的影响差异无统计学意义，对不同年龄组在训练前期、训练中期和训练后期的PNN50指数的比较差异具有统计学意义(t＝0.534，P＝0.008；t＝0.700，P＝0.012；t＝0.241，P＜0.05)；经过配对样本t检验，结果显示低年龄组的脉搏、压力指数和PNN50在训练中期、训练后期与训练前期比较差异均没有统计学意义(t＝-1.677～1.155，P＝0.106～0.954)，高年龄组训练中期和训练前期的脉搏和压力指数差异具有统计学意义(t＝-2.356，P＝0.025；t＝2.464，P＝0.020)，高年龄组的PNN50指数在训练后期和训练前期差异具有统计学意义(t＝-2.531，P＝0.017，表7)。

表7 呼吸调整放松训练对不同年龄组飞行人员的影响(±s)

表7 呼吸调整放松训练对不同年龄组飞行人员的影响(±s)

注：与高年龄组相比，①P＜0.05，②P＜0.01，③P＜0.001；与训练前期相比，④P＜0.05。

组别 例数 前期中期脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50 脉搏/(次·min-1) 压力指数 PNN50高年龄组 93 68.12±9.22 268.31±46.56 0.13±0.15 64.50±15.90④ 206.42±48.59④ 0.13±0.15低年龄组 119 66.33±7.42 210.33±54.64 0.24±0.16① 65.00±8.35 202.93±53.99 0.22±0.14②t值 0.801 0.148 -0.534 -0.150 0.253 -0.700 P值 ＞0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＜0.05后期脉搏/(次·min-1)67.77±9.52 65.13±7.85 1.135＞0.05压力指数202.27±51.31 197.00±52.32 0.379＞0.05 PNN50 0.15±0.16④0.31±0.13③-0.241＜0.05组别高年龄组低年龄组t值P值例数93 119

3 讨论

3.1 生物反馈训练各项生理指标比较 放松是一个使身体和精神由紧张到松弛的、多维度的动态过程，是一个无关认知活动逐渐消失，注意集中，情绪稳定，心情舒畅，行为和生理唤醒水平降低的过程，这个过程应当是人的意识主动控制的过程。放松状态下迷走神经张力增强，PNN50增加，心率和压力指数下降[9]。有研究显示，以生物反馈技术为核心结合其他放松训练方法，训练前后各种生理反应差异显著[10]。

本研究通过三种不同的训练模式，结合脉搏、压力指数和PNN50三项生理指标，反映飞行人员对于放松训练的效果，结果表明，放松训练对于飞行人员的生理指标具有显著的影响，尤其是压力指数和PNN50这两项生理指标。经分析发现，差异尤其以训练的后半段更好，压力指数和PNN50两项生理指标变化显著。训练的前半段，放松效果欠佳，只有PNN50具有显著变化。这可能与受训者开始不能很快进入放松状态，易受外部环境因素干扰等原因有关。提示我们在训练的前半段要注意强化反馈诱导，使得受训者更容易进入到放松状态，摆脱外界感染，以加强训练效果。

3.2 不同训练方法对不同焦虑特质飞行人员生理指标影响的比较 本研究分别采用渐进性肌肉放松、呼吸调整放松和意向放松等三种方法对飞行人员进行生物反馈训练。三种训练方法各有优点，然而在实际应用中，哪种方法效果更好，如何进行选择，是众多研究者比较关心的问题。既往研究比较了几种不同训练方法的生理指标变化[11-12]。

在本研究中，实验结果表明呼吸调整训练方法对PNN50指数训练后期与训练前期相比差异具有统计学意义(t＝-2.144，P＝0.039)，意向放松和渐进式肌肉放松对不同焦虑特质的飞行人员的心率、压力指数等生理指标在训练前期、中期、后期数值变化的差异均不具有统计学意义。其原因可能是由于呼吸调整放松更容易掌握，通过调整呼吸的频率达到放松状态，有明确的指导语让训练者逐步进入放松状态，同时也有可能是个体差异造成的，并没有对同一个个体进行不同放松方式训练进而进行差异比较。但明确的具体原因有待设计更完善的实验加以验证。

通过对每次放松训练前期、训练中期和训练后期结果的比较，本研究发现生物反馈放松训练和音乐放松能够有效降低被试疲劳感和躯体状态焦虑水平，显著提高平静感程度。特质焦虑作为一种稳定的人格倾向，本研究探讨了训练方式可能对它的影响，而且重点考察不同焦虑特质的受训者对于放松训练的效果是否具有差异[12]。

然而，本研究结果显示，根据飞行人员心理健康量表中焦虑因子分组，不同训练方法对不同焦虑特质的飞行人员的心率在训练前期、中期、后期数值变化的差异均无统计学意义，渐进式肌肉放松的训练方法对非焦虑组的训练中期和训练前期的压力指数差异具有统计学意义(t＝2.759，P＝0.008)，不同训练方法对不同焦虑特质的飞行人员的心率、压力指数和PNN50指数的训练前期、中期、后期的变化差异均具有统计学意义。PNN50指数的差异具有统计学意义可能是因为PNN50是心率变异性(HRV)分析的时域指标，反映自主神经系统对心血管系统的调控及该系统对各种因素的应答，PNN50指数较为敏感。而在脉搏和压力指数这两项生理指标的差异不具有统计学意义，其原因可能是由于对受训者进行的放松训练次数过少，导致对心率和压力指数的差异变化不明显，因而不同焦虑特质的受训者的训练效果之间没有显著差异。有研究表明，训练次数对心理特质存在显著影响[13]。生物反馈放松训练干预后，干预组随着干预次数的递增，飞行人员的心率水平均较干预前有一定的降低，说明放松训练对缓解紧张情绪是有效的[14]。原因在于生物反馈放松训练是通过有意识地控制自身的心理生理活动，以改善机体功能紊乱，表现为呼吸频率和心率减慢，呼吸平缓，全身骨骼肌张力下降，心情轻松愉快，紧张程度降低。

3.3 不同训练方法对不同年龄组飞行人员生理指标影响的比较 既往关于不同年龄组对于放松训练的效果的研究，实验结果表明不同年龄组的生物反馈放松训练对脉搏、压力指数和PNN50指数等各项生理指标的变化差异均具有统计学意义，尤其是PNN50指数的变化[14-15]。本文对两个年龄组在3种放松方法的各项指标比较发现，意向放松训练和渐进式肌肉放松训练期间的训练前期和后期中，高低两个年龄组在脉搏和PNN50两项指标差异具有统计学意义；训练中期，两个年龄组在PNN50差异具有统计学意义(P＜0.05，P＜0.01)。呼吸调整训练在训练前、中、后期，两个年龄组在PNN50指标中具有统计学意义。通过统计结果总结发现，3种训练结果在PNN50指标呈高年龄组低于低年龄组的趋势明显。结果表明，低年龄组的训练效果要好于高年龄组。这一现象与研究的假设以及观察是一致的，年轻群体处于事业的起步期，具有精力旺盛的特点，思想、心理单纯，生活工作压力相对较小，平时放松方式较多，易于接受训练方法，训练依从性强，具有对训练的兴趣和感悟能力强、对放松要领理解掌握较快的特点；而高年龄组人群正处于事业的上升期或平台期，同时肩负家庭、社会和工作的责任，同时多担负一定的领导职务，生活和工作压力大，对自我情绪状态的关注度不够，平时的放松时间少和缓解压力方式单一，因此在训练中较难放松下来，训练效果一般[16]。

组内比较发现，意向放松对低年龄组的放松训练效果显著，尤其是对训练后期和训练前期的压力指数和PNN50指数的差异具有统计学意义(t＝-2.072，P＝0.047；t＝-3.765，P＝0.001)；渐进式肌肉放松对低年龄组的差异无统计学意义，但对高年龄组的训练后期和训练前期的压力指数和PNN50指数的差异具有统计学意义(t＝2.852，P＝0.007；t＝-3.913，P＜0.05)；呼吸调整放松对低年龄组的差异无统计学意义，但对高年龄组的训练后期和训练前期的脉搏、压力指数和PNN50指数的变化差异均具有统计学意义。其原因可是因为高年龄组与低年龄组相比，高年龄组的心率、压力指数的基础值均高于低年龄组，而PNN50随着年龄增加呈逐渐下降趋势，即高年龄组的PNN50低于低年龄组的PNN50，同时，不同训练方法对PNN50的影响效果最为显著，说明各生理指标反映放松效果的敏感程度不同，心率指标变化评价心理训练效果更具有客观性和可靠性，在训练效果的生理指标检测中应以心率变化为主[17]。

综上所述，在飞行人员心理训练采用生物反馈放松训练通过客观指标验证显示效果较好，训练后飞行人员对此种训练主观体验反馈良好。