基于藏象學(xué)說的疲勞客觀指標(biāo)與量表的模型建立及分析

符美虹，王軍良，徐莞菁，劉廣濤，劉堂義，李少雄*

（1.上海中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院，上海 201203；2.上海榮泰健康科技有限公司，上海 201713）

疲勞是主觀上感覺軀體倦怠、力量不足或精神疲憊、注意力不集中，行為上表現(xiàn)為體力或腦力活動(dòng)的下降，可分為精神疲勞和軀體疲勞［1］，近年來，因精神疲勞導(dǎo)致的各類事故時(shí)有發(fā)生，如疲勞駕駛導(dǎo)致事故發(fā)生率增加、飛行人員疲勞飛行引發(fā)飛行安全隱患、因過度疲勞導(dǎo)致心臟驟停事件等［2-4］，嚴(yán)重影響人們的日常生活、工作及身心健康。當(dāng)前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)疲勞進(jìn)行了深入研究，并提出了許多測(cè)量疲勞的方法和指標(biāo)［5-6］，最常用的是主觀評(píng)定量表的形式，但存在一些局限性，其種類多樣評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，量表題量多，耗時(shí)長(zhǎng)，易受個(gè)體因素的影響［7-8］。而客觀生理指標(biāo)測(cè)量疲勞可以有效排除人的主觀感受對(duì)疲勞檢測(cè)的影響，但一般采用單個(gè)指標(biāo)，會(huì)出現(xiàn)不同指標(biāo)之間結(jié)果不一致、同一檢測(cè)方法誤差較大等問題。到目前為止，中醫(yī)學(xué)對(duì)疲勞的診斷主要以患者的主觀癥狀為主，缺乏對(duì)疲勞的診斷客觀化方面的研究及檢測(cè)儀器。

本研究基于自主研發(fā)的“人體疲勞檢測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)”，將中醫(yī)藏象學(xué)說中“心主神志”“心之所藏，在內(nèi)者為血，在外者為汗”等理論，結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)疲勞的有效檢測(cè)指標(biāo)，選取皮電、心率變異率（HRV）及血氧飽和度作為檢測(cè)指標(biāo)，避開繁瑣的數(shù)學(xué)求解步驟，探究一個(gè)適用于評(píng)估疲勞的多元線性回歸模型，并對(duì)模型進(jìn)行分析及檢驗(yàn)。以期建立“藏象-生理指標(biāo)-疲勞”中西醫(yī)結(jié)合的疲勞檢測(cè)新模式，為疲勞的檢測(cè)、診斷及評(píng)估提供更加便捷、可靠的方法。

1 臨床資料

1.1 一般資料

選取上海中醫(yī)藥大學(xué)及上海榮泰健康科技有限公司2021年1月—2021年5月的185 名志愿者。本試驗(yàn)已通過中國臨床試驗(yàn)注冊(cè)中心審核（臨床注冊(cè)號(hào)：ChiCTR2100042475）。并已通過上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批件號(hào)：2020-886-95-01）。志愿者基本情況見表1。

表1 志愿者基本情況

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)

參照2019年中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì)《疲勞的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)疲勞的診斷標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)精神疲憊、注意力不集中的感覺，可伴有做事興趣、警覺性及記憶力等腦力活動(dòng)的下降。以疲勞自評(píng)量表（FSAS）作為判定疲勞類型、程度及特征的工具。依據(jù)精神疲勞因子的標(biāo)準(zhǔn)分進(jìn)行劃分，具體等級(jí)及相應(yīng)分值范圍如下：低于6 分為不明顯；6～40分為輕；41～80分為中；81～100分為重。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn)

①符合診斷標(biāo)準(zhǔn)者；②年齡18～45 歲，性別不限；③近1 個(gè)月內(nèi)未采用針對(duì)疲勞的干預(yù)措施（包括服用相關(guān)抗疲勞保健品）；④在實(shí)驗(yàn)前24 h 內(nèi)未吸煙、飲用酒、咖啡等任何可能對(duì)心臟活動(dòng)有影響或使機(jī)體產(chǎn)生興奮的刺激性食物與藥物；⑤無精神障礙及精神疾病史者；⑥同意參加本研究并簽署知情同意書。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn)

①不符合納入標(biāo)準(zhǔn)者；②合并有嚴(yán)重心腦血管、肝、腎和造血系統(tǒng)等原發(fā)性疾病者；③有骨折、脫位、脊椎椎管內(nèi)占位性病變、風(fēng)濕病、手術(shù)病史者；④頸背部有外傷、外觀異常者，如有疤痕、大面積色素沉著、潰瘍、丘疹等；⑤妊娠或哺乳期婦女；⑥有嚴(yán)重視力、聽力、認(rèn)知功能障礙，感覺性失語等影響功能評(píng)定者；⑦已接受其他有關(guān)治療，可能影響本研究的效應(yīng)指標(biāo)觀察者。

1.5 剔除、中止和脫落標(biāo)準(zhǔn)

①誤納；②受試者依從性差，未按規(guī)定進(jìn)行治療；③因各種原因中途主動(dòng)退出者；④治療期間出現(xiàn)嚴(yán)重不良事件的受試者或在研究過程中出現(xiàn)其他嚴(yán)重的并發(fā)疾病或病情惡化者，不適宜繼續(xù)參加本研究；⑤病歷資料不全，影響療效評(píng)價(jià)。

2 試驗(yàn)儀器

人體疲勞檢測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)：上海中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)工程學(xué)教研室與上海榮泰健康科技有限公司共同研發(fā)，RT8900按摩椅所附帶健康管理模塊。

3 方法

收集精神疲勞志愿者的疲勞自評(píng)量表（FSAS）評(píng)分、自主研發(fā)人體疲勞檢測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)檢測(cè)：皮電（SCLmax、SCLmin、SCL 差值、SCLmean）、心率（HRmax、HRmin、HRmean）、心率變異性（HRVhf、HRVlf、HRVlf/hf、HRVstd）、血氧飽和度（SPO2min、SPO2mean），運(yùn)用多元線性回歸分析方法探究各個(gè)觀指標(biāo)與疲勞自評(píng)量表（FSAS）評(píng)分的關(guān)系。多元線性回歸模型的一般公式為：

Y1=β0+β1X1+β2X2+β3X3+β4X4+…+βmXm

式中β0為常數(shù)項(xiàng)，β1，β2，β3，…，βm為回歸系數(shù)，即代入下表中相應(yīng)的未標(biāo)準(zhǔn)化B值。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS24.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)均以±s表示，自變量的選擇采用直線回歸分析，篩選出具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的指標(biāo)引入方程中作為自變量X，將疲勞自評(píng)量表（FSAS）總分作為因變量Y，進(jìn)行多元線性回歸分析，采用方差分析和決定系數(shù)來評(píng)價(jià)模型檢測(cè)效能，以P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

5 結(jié)果

5.1 模型自變量的選擇及結(jié)果

將SCLmax、SCLmin、SCL 差值、SCLmean、HRmax、HRmin、HRmean、HRVhf、HRVlf、HRVlf/hf、HRVstd、SPO2min 及SPO2mean 分別于疲勞自評(píng)量表（FSAS）精神疲勞程度評(píng)分（35.46±1.05）進(jìn)行直線回歸，分析結(jié)果顯示SCLmax、SCLmin、HRVhf、HRVlf、HRVlf/hf 及SPO2mean 與FSAS 精神疲勞程度評(píng)分存在線性相關(guān)關(guān)系，與SCL 差值、SCLmean、HRmax、HRmin、HRmean、HRVstd 及SPO2min 與FSAS 精神疲勞程度評(píng)分不存在線性相關(guān)（P＞0.05）。結(jié)果見表2。

表2 各自變量與FSAS直線相關(guān)分析結(jié)果表（n=185）

以疲勞自評(píng)量表（FSAS）的精神疲勞得分為因變量Y，將直線分析中與有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）的指標(biāo)SCLmax、SCLmin、HRVhf、HRVlf、HRVlf/hf、SPO2mean 作為自變量X引入方程，進(jìn)行多元線性回歸分析。結(jié)果見表3和表4。

表3 FSAS多元線性回歸分析結(jié)果表（n=185）

表4 回歸方程的假設(shè)檢驗(yàn)及評(píng)價(jià)結(jié)果表

5.2 回歸檢驗(yàn)及分析

選用方差分析法檢驗(yàn)各自變量與因變量Y之間是否存在線性相關(guān)，根據(jù)F=4.63，P=0.001，P＜0.05，按α=0.05的檢驗(yàn)水準(zhǔn)，可認(rèn)為該線性回歸方程有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，以上自變量至少一項(xiàng)會(huì)與因變量Y 疲勞自評(píng)量表（FSAS）之間存在線性回歸關(guān)系。

SCLmax（X1）、SCLmin（X2）、HRVhf（X3）、SPO2mean（X6）均P＜0.05，說明SCLmax（X1）、SCLmin（X2）及SPO2mean（X6）均對(duì)因變量Y：精神疲勞評(píng)分產(chǎn)生影響。HRVlf/hf（X4）、HRVlf（X5）均P＞0.05，還不能說明這兩個(gè)自變量會(huì)對(duì)精神疲勞評(píng)分有影響。SCLmax（X1）的回歸系數(shù)為-1.07、SCLmin（X2）回歸系數(shù)為-1.31，HRVhf（X3）的回歸系數(shù)為-0.83，說明SCLmax、HRVhf 均會(huì)對(duì)FSAS 分?jǐn)?shù)產(chǎn)生顯著負(fù)向影響關(guān)系，即SCLmax、SCLmin 及HRVhf 值越高，則精神疲勞評(píng)分越低。SPO2mean 的回歸系數(shù)為1.83，說明SPO2mean 會(huì)對(duì)FSAS 分?jǐn)?shù)產(chǎn)生顯著正向影響，即SPO2mean值越高，則精神疲勞評(píng)分越高。

因此，回歸模型表達(dá)式可寫為

該模型的決定系數(shù)R2=0.246，說明疲勞自評(píng)量表（FSAS）的精神疲勞評(píng)分的24.6% 可由SCLmax、SCLmin、HRVhf及SPO2mean的變化來解釋。

6 討論

精神疲勞主要因機(jī)體長(zhǎng)期處于高度精神緊張的狀態(tài)而出現(xiàn)，是一種機(jī)體正常的自我保護(hù)機(jī)制［9］。以主觀感覺為主體，從主觀上說疲勞感增加，精力不足，動(dòng)力和警覺性下降。在行為學(xué)上精神疲勞被認(rèn)為是認(rèn)知任務(wù)或反應(yīng)時(shí)間的下降［10］，根據(jù)其臨床表現(xiàn)可歸屬于“虛勞”“勞倦”的范疇。精神疲勞可用中醫(yī)術(shù)語中的神疲、困憊、倦怠、精神萎靡等進(jìn)行描述［11］。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為疲勞的內(nèi)因以情志、飲食及勞逸失度為主。精神疲勞是勞神過度和情志過極的表現(xiàn)，而人體的神志和情志均與五臟緊密相關(guān)［9］，《靈樞?邪客》篇載：“心者，五臟六腑之大主，精神之所舍也”?？烧J(rèn)為精神疲勞為心神耗傷所致。汪綺石《理虛元鑒》中提出：“或勞神傷心，而心神耗憊”。心的主要功能為主血脈和藏神，心為主導(dǎo)人體的神志系統(tǒng)，主持人體五臟六腑協(xié)調(diào)和神志活動(dòng)，維持人體功能的正常運(yùn)行，使機(jī)體能對(duì)外界事物做出正確判斷和反應(yīng)［12］，而人體賴以生存之氣血，主要靠心主血脈的功能，使心的正常搏動(dòng)，氣血通達(dá)全身，營(yíng)養(yǎng)和滋潤(rùn)機(jī)體各臟腑、組織及器官［13］。此外，中醫(yī)學(xué)理論認(rèn)為“諸血者，皆屬于心”“汗為心之液”，而血與汗兩者均來源于水谷精微，精血同源兩者相互影響和補(bǔ)充，明代虞摶的《醫(yī)學(xué)正傳》中認(rèn)為病理性出汗的原因是：“汗為心之液，心無所養(yǎng)，不能攝血，故溢而為汗。故精神疲勞時(shí)，心神耗傷，會(huì)導(dǎo)致心陽、心氣受損可導(dǎo)致心主血脈的功能異常，心的搏動(dòng)乏力、遲緩，節(jié)律不齊［14］，血脈濡養(yǎng)全身的功能受到影響，致使組織血氧不足［15］，《溫病條辨》曰：“汗之為物，以陽氣為用，以陰津?yàn)椴牧稀薄Ｐ臍?、心陰不能固攝機(jī)體水液，津液溢出皮膚而出現(xiàn)虛汗或大汗的癥狀［16］。

精神疲勞的復(fù)雜性、多維性及以主觀感覺為主的特點(diǎn)，須通過疲勞狀態(tài)下外在的、心理的和生理的表現(xiàn)來對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。明確疲勞的定量測(cè)量指標(biāo)一直是疲勞研究進(jìn)程的一大難題。因此以“人體疲勞檢測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)”為基礎(chǔ)，建立一種中西醫(yī)結(jié)合的疲勞檢測(cè)方法和模型，為疲勞的早期發(fā)現(xiàn)、診斷和緩解提供可靠、有效的檢測(cè)方法，對(duì)改善人們的身心狀態(tài)、提高人們的工作效率、預(yù)防和減少不安全行為的發(fā)生有著極其重要的醫(yī)學(xué)和經(jīng)濟(jì)意義。

經(jīng)研究表明，疲勞與人體自主神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)有關(guān)、疲勞時(shí)交感神經(jīng)處于興奮狀態(tài)［17-19］。當(dāng)機(jī)體處于精神疲勞狀態(tài)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)交感神經(jīng)活動(dòng)的增強(qiáng)和副交感神經(jīng)活動(dòng)減少，這一發(fā)現(xiàn)為探究疲勞的發(fā)生機(jī)制和測(cè)量方法提供了新的視角［20-21］?？陀^生理指標(biāo)如皮電（SCL）、心率變異率（HRV）、血氧飽和度（SPO2）等均基于這一變化原理。人體精神疲勞時(shí)，交感神經(jīng)處于活躍狀態(tài)，汗腺分泌汗液的活動(dòng)增強(qiáng)，導(dǎo)致汗腺排泄管內(nèi)的汗液充盈，故測(cè)得的皮膚電阻降低，相對(duì)的皮膚電導(dǎo)增大［22-23］。心率變異性（HRV）能夠較好地反映自主神經(jīng)系統(tǒng)活性的變化情況［24-25］。精神疲勞時(shí)，HVR 會(huì)出現(xiàn)明顯的有規(guī)律的變化，表現(xiàn)為L(zhǎng)F、HF、及LF/HF比值較基線均有顯著變化，低頻（LF）和LF/HF 比值增高，而高頻（HF）降低［26-27］。血氧飽和度在正常情況下處于90%～99%，人體氧攝取與氧消耗基本保持平衡狀態(tài)［28］。當(dāng)人體處于精神疲勞狀態(tài)時(shí)，交感神經(jīng)處于興奮狀態(tài)，會(huì)致使基礎(chǔ)代謝上升，使得各組織中氧的消耗率劇增。當(dāng)人體存儲(chǔ)的氧被大量消耗后，耗氧與攝氧失衡，人體的總含氧量便會(huì)開始下降［29-30］。故現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為疲勞狀態(tài)下，生物物理指標(biāo)皮電（SCL）、心率變異率（HRV）及血氧飽和度（SPO2）的變化原理與中醫(yī)理論中“汗為心之液”“心主血”“心主脈”對(duì)精神疲勞的認(rèn)識(shí)相符，故本研究選取皮膚電阻、心率變異性及血氧飽和度作為探究指標(biāo)，以期為疲勞的檢測(cè)和評(píng)估提供以期中西醫(yī)結(jié)合的方法。

試驗(yàn)結(jié)果表明：SCLmax、SCLmin、HRVhf 及SPO2mean（X6）均P＜0.05，均對(duì)精神疲勞評(píng)分有影響。SCLmax、SCLmin 及HRVhf 均會(huì)對(duì)精神疲勞評(píng)分產(chǎn)生顯著負(fù)向影響關(guān)系，即SCLmax、SCLmin、HRVhf值越高，則精神疲勞程度越低。SPO2mean 值對(duì)精神疲勞評(píng)分產(chǎn)生顯著正向影響，即SPO2mean值越高，則精神疲勞程度越高。人體精神疲勞時(shí)，交感神經(jīng)處于活躍狀態(tài)，相應(yīng)地受其控制的汗腺分泌汗液的活動(dòng)增強(qiáng)，皮膚所測(cè)得的皮膚電阻降低，相對(duì)的皮膚電導(dǎo)增大，故精神疲勞分?jǐn)?shù)越高，皮膚電阻越低。心率變異率中高頻（HF）0.15～0.4 Hz主要反映副交感神經(jīng)介導(dǎo)的呼吸竇性心律失常引起的心率波動(dòng)，當(dāng)人體處于精神疲勞時(shí)，副交感神經(jīng)活動(dòng)減少，HRVhf值越高，則精神疲勞評(píng)分越低。交感神經(jīng)處于興奮狀態(tài)，會(huì)致使基礎(chǔ)代謝上升，使得各組織中氧的消耗率劇增，耗氧與攝氧失衡，人體的總含氧量便會(huì)開始下降。但試驗(yàn)結(jié)果表明SPO2mean 會(huì)對(duì)FSAS 分?jǐn)?shù)產(chǎn)生顯著正向影響，即SPO2mean 值越高，則精神疲勞評(píng)分越高，這一結(jié)果與既往研究的結(jié)果不符，考慮是由于試驗(yàn)樣本量過少或試驗(yàn)過程中的誤差造成。該回歸方程的假設(shè)檢驗(yàn)及評(píng)價(jià)結(jié)果為F=4.63，P=0.001，提示本研究回歸模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因變量和自變量之間存在線性關(guān)系。因此，可表明基于現(xiàn)代生物物理指標(biāo)與中醫(yī)藏象學(xué)說結(jié)合，選取皮膚電阻、心率變異性、血氧飽和度三個(gè)指標(biāo)，可為精神疲勞探索一套中西醫(yī)結(jié)合的精神疲勞檢測(cè)模型，建立“藏象-生理指標(biāo)-疲勞評(píng)價(jià)”的疲勞監(jiān)控、評(píng)價(jià)模式，可對(duì)精神疲勞狀態(tài)進(jìn)行早期檢測(cè)和評(píng)估，可為中醫(yī)學(xué)關(guān)于疲勞的診斷客觀化研究方面提供一個(gè)方向，為解決疲勞檢測(cè)客觀化問題提供新的手段和方式。

本研究初步探索了中醫(yī)藏象學(xué)說與疲勞生物物理指標(biāo)相結(jié)合，探究了疲勞的中西醫(yī)檢測(cè)方法的有效性和可行性，為疲勞的早期發(fā)現(xiàn)、診斷和監(jiān)測(cè)提供一個(gè)新的視角和可靠、有效的檢測(cè)方法。但本研究有許多有待完善的地方，在今后的研究中需進(jìn)一步的完善。如模型的擬合程度較低（決定系數(shù)R2=0.246），需進(jìn)一步的擴(kuò)大樣本量、需減少疲勞主觀量表對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成的誤差、選取其他類型的疲勞和生物物理指標(biāo)進(jìn)行比較和研究。