Вариабельность сердечного ритма: Статьи, Психофизиологические исследования.

18.10.2011 [ English Version ]

[ Диагностический инструментарий ] [ Человеческий фактор ] [ Литература по ВСР ] [ Об авторе ] [ Песни ] [ Послать письмо ]
Сердечный ритм - это хаос и закономерность, шум и сигнал, несущие в себе информацию о физиологических и психологических состояниях человека ...
Результаты исследований динамики сердечного ритма в лаборатории психофизиологического обеспечения персонала АЭС Нововоронежского учебного центра (ЛПФО НВУТЦ). Руководитель - Машин В.А.
Для физиологов и психофизиологов, работающих в области анализа вариабельности сердечного ритма. 		Граф сердечного ритма

  • Машин В.А. К вопросу классификации функциональных состояний человека. Экспериментальная психология, 2011. Том 4. № 1. C. 40-56. Статья

    В данной статье рассмотрены различные подходы к классификации функциональных состояний человека. В основу сравнительного анализа была положена предложенная нами классификация функциональных состояний с позиций трехфакторной модели вариабельности сердечного ритма. Данная модель отражает современные представления о нейрофизиологических механизмах регулирования деятельности и поведения человека и позволяет диагностировать функциональные состояния как при воздействии различных психоэмоциональных нагрузок, так и при их отсутствии. В сравнительном анализе были использованы классификации функциональных состояний на основе эффективности деятельности (работоспособности) и психического напряжения (цены деятельности). Показана теоретическая и операциональная неопределенность данных понятий, затрудняющая классификацию и диагностику функциональных состояний, а также ограниченность их применения лишь областью профессиональной деятельности.
    Ключевые слова: функциональное состояние, классификация, психическое напряжение, психическая нагрузка, вариабельность сердечного ритм

  • Машин В.А. Методические вопросы использования факторного анализа на примере спектральных показателей сердечного ритма. Экспериментальная психология, 2010. № 4. С. 119-138. Статья

    Рассмотрены методические вопросы использования факторного анализа на примере спектральных показателей сердечного ритма: допущение многомерности нормального распределения исследуемых признаков, целесообразность применения факторной модели анализа к исходным данным, процедуры отбора общих факторов, значимость полученного факторного решения. На сегодняшний день, спектральные показатели сердечного ритма находят широкое применение в различных психофизиологических исследованиях. В представленной работе были использованы переменные с нарушением нормального распределения и преобразованные к нормальному распределению, матрицы корреляции Пирсона и Спирмена, модельные данные. В процессе факторного анализа (метод главных компонент, Varimax - вращение) проанализированы ограничения и возможности различных статистических критериев и процедур. Рассмотрена природа выделенных общих факторов и возможность использования корреляций Спирмена при нарушениях нормальности распределения.
    Ключевые слова: факторный анализ, спектр сердечного ритма, нормальное распределение, статистические критерии согласия, корреляция Пирсона, корреляция Спирмена.

  • Машин В.А. Факторный анализ спектра сердечного ритма. Биофизика. 2011. Том 56, Вып. 2. С. 328-341 Статья


  • Машин В.А. Кросс-культурное исследование динамики функциональных состояний при воздействии психоэмоциональных нагрузок. Экспериментальная психология, 2010. № 2. C. 5-21. Статья

    С помощью трехфакторной модели вариабельности сердечного ритма проанализирована динамика функциональных классов при воздействии эмоциональных и психических нагрузок в гомогенных (по полу и возрасту) группах российских (N=169, средний возраст 24.7 лет), иранских (N=150, средний возраст 25.9 лет) и китайских (N=104, средний возраст 25.0 лет) обследуемых. Исследование проводилось в рамках профессионального отбора здоровых мужчин на оперативные должности АЭС. Представлена классификация функциональных классов на основе трехфакторной модели вариабельности сердечного ритма. Описаны различия между группами в динамике функциональных классов на трех стадиях исследования: исходное состояние, психическая нагрузка и восстановление. Особое внимание уделено характерным особенностям динамики функциональных классов эмоционального возбуждения и психического напряжения на каждой стадии исследования.
    Ключевые слова: кросс-культурное исследование, функциональное состояние, вариабельность сердечного ритма, психическая нагрузка.

  • Машин В.А. Доклад на факультете психологии МГУ "Трехфакторная модель вариабельности сердечного ритма в психологических исследованиях функциональных состояний человека-оператора". 22 апреля 2009. Презентация (Редакция 17.03.2010)

    Представлена трехфакторная модель вариабельности сердечного ритма для диагностики функциональных состояний человека-оператора, влияющих на надежность его деятельности. Обобщены исследования, посвященные трехфакторной модели вариабельности сердечного ритма: диагностика эмоциональной устойчивости, влияние психических нагрузок на функциональное состояние оператора, моделирование тревожных состояний.
    Ключевые слова: психическая нагрузка, психическое напряжение, функциональное состояние, утомление, монотония, тревога, страх, трехфакторная модель вариабельности сердечного ритма.

  • Машин В.А. Трехфакторная модель вариабельности сердечного ритма в психологических исследованиях функциональных состояний человека-оператора. (Материалы к докторской диссертации, Ред. 25.02.2010, 290 с.)


  • Машин В.А. Психическая нагрузка, психическое напряжение и функциональное состояние операторов систем управления. Вопросы психологии, 2007, Nо 6, с. 86-96. Статья

    Проанализирована связь между понятиями психическая нагрузка, психическое напряжение и функциональное состояние. Установлена общность понятий психическое напряжение и функциональное состояние при исследовании умственной деятельности. Рассмотрено приложение трехфакторной модели вариабельности сердечного ритма к исследованию функциональных состояний операторов. Выделены два основных типа функциональных состояний, которые негативным образом влияют на эффективность и надежность деятельности: психическое перенапряжение и эмоциональное перевозбуждение. С позиций трехфакторной модели вариабельности сердечного ритма рассмотрены различия между состояниями утомления и монотонии, тревоги и страха.
    Ключевые слова: психическая нагрузка, психическое напряжение, функциональное состояние, утомление, монотония, тревога, страх, вариабельность сердечного ритма.

  • Машин В.А. Трехфакторная модель вариабельности сердечного ритма для контроля функциональных состояний операторов. Презентация доклада на Международной научно-практической конференции "Человеческий фактор безопасности атомной энергетики и промышленности" 17–20 сентября 2007 года, г. Обнинск, Россия, 17 с. Доклад

    Ключевые слова: Надежность человеческого фактора, Ошибки оператора, Психическая рабочая нагрузка, Функциональное состояние, Монотония, Психическое перенапряжение, Эмоциональное перевозбуждение, Вариабельность сердечного ритма, Современные системы управления и отображения информации, Адаптивная автоматика, Автоматизированные системы поддержки водителей, Параметры рабочего места, Содержание труда, Программы и уровень подготовки, Трехфакторная модель вариабельности сердечного ритма.

  • Машин В.А. Трехфакторная модель вариабельности сердечного ритма. Часть 1: Исследование психических нагрузок при моделировании операторской деятельности. Труды психологической службы в атомной энергетике и промышленности. Том. 3. Обнинск: Изд-во ИГ-СОЦИН, 2007, с. 181-189. Статья

    С помощью трехфакторной модели вариабельности сердечного ритма (ВСР) был проанализирован характер изменений функциональных состояний и показателей ВСР 84 здоровых обследуемых при различных уровнях психической рабочей нагрузки. Психическая нагрузка моделировалась с помощью заданий методики Шульте-Горбова на двух уровнях: умеренная и высокая. Исходный уровень регистрировалось перед началом выполнения заданий. Были получены статистически значимые различия частоты диагностирования функциональных состояний между всеми уровнями психической нагрузки. Согласно динамике функциональных состояний при различных уровнях психической нагрузки были выделены две группы с преобладанием процессов возбуждения (12 человек) и с преобладанием процессов напряжения (25 человек). Для данных групп был выполнен сравнительный анализ динамики показателей ВСР (временных, частотных и графа сердечного ритма). Были получены высокие статистически значимые различия между группами на каждом уровне психической нагрузки. Анализ отдельных показателей ВСР в каждой группе позволил определить показатели, чувствительные к различным уровням психической нагрузки. Подчеркивается важность учета процессов возбуждения при анализе психической нагрузки, трехфакторная модель ВСР предложена для различения процессов монотонии и утомления.
    Ключевые слова: психическая рабочая нагрузка, вариабельность сердечного ритма, факторная модель, функциональные состояния.

  • Машин В.А. Трехфакторная модель вариабельности сердечного ритма. Часть 2: Исследование тревожных состояний при моделировании операторской деятельности. Труды психологической службы в атомной энергетике и промышленности. Том. 3. Обнинск: Изд-во ИГ-СОЦИН, 2007, с. 190-198. Статья

    С помощью трехфакторной модели вариабельности сердечного ритма исследуются тревожные состояния, моделируемые выполнением ответственных заданий в процессе профессионального отбора. Рассматривается динамика функциональных состояний и показателей вариабельности сердечного ритма у здоровых обследуемых в ситуациях ожидания теста (стадия антиципации), во время его выполнения и после завершения (стадия восстановления). С помощью трехфакторной модели вариабельности сердечного ритма диагностируется высокая частота различных форм эмоционального возбуждения на стадиях антиципации и восстановления. Подтверждается влияние различных функциональных состояний на эффективность выполнения тестовых заданий, а также их связь с данными личностного опросника MMPI на стадиях антиципации и восстановления. Констатируется сложная динамика функциональных состояний на различных стадиях исследования.
    Ключевые слова: тревожные состояния, факторная модель, вариабельность сердечного ритма, функциональные состояния, психический стрессор, MMPI.

  • Машин В.А. Нестационарность и длительность временного ряда сердечного ритма при диагностике функциональных состояний. Биофизика, 2007, Т. 52, No 2, с. 344–354. Статья

    Проанализировано влияние нестационарности временных рядов кардиоинтервалов на диагностику функциональных состояний с помощью трехфакторной модели вариабельности сердечного ритма. Сердечный ритм регистрировался в положении лежа, перед началом выполнения ответственной деятельности и после ее выполнения. Для всех трех условий получена высокая устойчивость диагностирования функциональных состояний к действию фактора нестационарности. Были выделены показатели вариабельности сердечного ритма, для которых можно пренебречь влиянием нестационарности. Было исследовано влияние временного ряда сердечного ритма на диагностику функциональных состояний. Полученные статистические данные позволяют заключить, что диагностику функциональных состояний на основе трехфакторной модели вариабельности сердечного ритма можно использоваться на коротких выборках в диапазоне 256-32 R-R интервала, с предварительной нормализацией факторных показателей для соответствующей длины временного ряда. Влияние длительности сегментов кардиоинтервалов на показатели вариабельности сердечного ритма было изучено для различных функциональных состояний. Были определены показатели, устойчивые к изменению длительности временного ряда, и необходимые условия для регистрации сердечного ритма.
    Ключевые слова: стационарность, длительность ряда кардиоинтервалов, вариабельность ритма сердца, функциональные состояния.

  • Машин В.А. Связь тангенса угла наклона линии регрессии графа сердечного ритма с периодической и нелинейной динамикой ритма сердца на коротких стационарных отрезках. Биофизика, 2006, Т. 51, Nо 3, с. 534-538. Статья

    Исследована связь тангенса угла наклона линии регрессии графа сердечного ритма (b1) с периодической (линейной) и нелинейной динамикой ритма сердца на коротких (256 значений) стационарных отрезках. Для оценки нелинейной динамики был использован показатель, производный от корреляционной размерности, который позволил оценить уровень хаотических процессов на коротких временных рядах. Согласно результатам исследований динамику сердечного ритма на коротких стационарных отрезках можно представить как совокупность линейных (периодических) и нелинейных (стохастических) процессов. Показана связь b1 как с линейной, так и с нелинейной динамикой сердечного ритма. Предложены формулы для расчета абсолютного и относительного (к амплитуде периодических колебаний) уровня шума в динамике сердечного ритма на коротких стационарных отрезках. Выполнен сравнительный анализ стохастической нелинейной динамики для различных функциональных состояний и проб. Было установлено, что рост относительного уровня шума в динамике сердечного ритма при повышении частоты дыхания обусловлено не только снижением амплитуды дыхательных волн, но и ростом амплитуды самого шума. Снижение абсолютного уровня шума было получено при невротическом возбуждении, в состоянии утомления и, особенно, при психическом напряжении. Для состояния покоя было характерно преобладание нелинейных (стохастических) процессов над линейными (периодические колебания).
    Ключевые слова: нелинейная динамика сердечного ритма, стохастические процессы, корреляционная размерность, граф сердечного ритма, функциональные состояния.

  • Машин В.А., Машина М.Н. Процедура профессионального отбора на оперативные должности. (На материале отбора персонала для АЭС.) Вопросы психологии, 2005, No 3, с. 52-56. Статья

    Представлена процедура профессионального отбора кандидатов на оперативные должности АЭС, которая включает в себя диагностику 4 базовых элементов: характерологических особенностей, высших психических функций, психофизиологических процессов, командного взаимодействия. По каждому из элементов формируется интегральная оценка, которая используется для принятия кадрового решения по рассматриваемому кандидату. Для каждого элемента приведены цели, диагностический инструментарий, характеристика уровней интегральной оценки, критерии кадрового решения. Описан общий алгоритм принятия кадровых решений по результатам профессионального отбора.
    Ключевые слова: Профессиональный отбор, диагностический инструментарий, критерии и алгоритм принятия кадрового решения.

  • Машин В.А., Машина М.Н. Классификация функциональных состояний и диагностика психоэмоциональной устойчивости на основе факторной структуры показателей вариабельности сердечного ритма. Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова, 2004, Т. 90, No 12, с. 1508-1521. Статья

    Представлены результаты исследований, посвященных факторному анализу показателей вариабельности сердечного ритма и определению наиболее информативных для диагностики функциональных состояний и оценки уровня устойчивости к психоэмоциональным нагрузкам. Обосновывается 3-х факторная структура, которая включает в себя интегральный уровень вариабельности сердечного ритма (1), баланс между активностью вагуса и корково-лимбических структур головного мозга (2), интегральный уровень функционирования сердечно-сосудистой системы (3). Результаты факторного анализа были использованы для построения классификации функциональных состояний, для их дифференциальной диагностики, а также для разработки и проверки алгоритма оценки уровня устойчивости к психоэмоциональным нагрузкам.
    Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, факторный анализ, функциональные состояния, психоэмоциональная устойчивость

  • Машин В.А., Машина М.Н. Факторный анализ показателей графа сердечного ритма для диагностики различных функциональных состояний и оценки стрессоустойчивости. Труды психологической службы в атомной энергетике и промышленности. Том. 1. Обнинск: Изд-во ОНИЦ "Прогноз", 2002, с. 82-88. Статья

    В данной статье представлены результаты факторного анализа показателей структуры графа сердечного ритма (HRG). Были выделены три главных фактора, которые отражали вариабельность HRG в LF-диапазоне (уровень психических усилий), в HF-диапазоне (активность вагуса, синусовая дыхательная аритмия) и уровень энтропии (хаотичности) HRG. Регрессионные уравнения факторных оценок были использованы для анализа и дифференциальной диагностики ряда функциональных состояний (психическое напряжение, утомление, невротическое возбуждение), а также для определения уровня стрессоустойчивости кандидатов на оперативную должность. Для оценки уровня стрессоустойчивости в процессе ответственной деятельности дополнительно привлекались показатели эффективности ее выполнения. Полученные результаты доказывают перспективность применения показателей структуры HRG для функциональной диагностики и оценки уровня стрессоустойчивости кандидатов на оперативную должность.
    Ключевые слова: показатели структуры графа сердечного ритма, факторный анализ, дифференциальная диагностика функциональных состояний, оценка стрессоустойчивости.

  • Машин В.А., Машина М.Н. Анализ вариабельности сердечного ритма с помощью метода графа при различных функциональных состояниях. Вопросы психологии, 2002, No 2, с. 99-111. Статья

    В данной статье представлен метод анализа динамики сердечных сокращений при различных функциональных состояниях на основе принципов теории графов. Выделены основные показатели структуры графа сердечного ритма и проанализированы с помощью моделей "белого" шума. Рассмотрена эффективность использования показателей структуры графа сердечного ритма для диагностики ряда функциональных состояний. Сформулирована общая модель изменения показателей структуры графа сердечного ритма при различных уровнях психической активности организма, базирующаяся на понятии энтропии.
    Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, теория графа, нелинейная динамика сердечного ритма, функциональное состояние.

  • Машин В.А. Зависимость показателей вариабельности сердечного ритма от средней величины RR-интервалов. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. Т. 88. No 7. С. 851-855. 2002. Статья

    Средствами спектрального анализа исследована связь показателей вариабельности сердечного ритма (Heart Rate Variability - HRV) со средней величиной RR-интервалов между нормальными кардиоциклами (RRcp, сек) при контролируемой частоте дыхания (ЧД) у здоровых обследуемых. Согласно полученным результатам, зависимость частоты пиков на графике спектральной плотности для исходного ряда RR-интервалов от величины RRcp можно представить следующей формулой: fп1.0 = fп : RRcp, где fп1.0 - частота пика при RRcp = 1.0 сек, fп - частота пика при текущей RRcp. Для коррекции (нормирования) границ частотных диапазонов спектральной мощности (fd) исходного ряда RR-интервалов относительно текущей RRcp можно воспользоваться формулой: fd = fd1.0*RRcp, где fd1.0 - граница частотного диапазона при RRcp = 1.0 сек. Коррекция (нормирование) границ частотных диапазонов спектральной мощности (fd), частотных пиков (fп1.0) исходного ряда RR-интервалов относительно текущей RRcp позволяет сравнивать различные ряды кардиоинтервалов без использования преобразования к эквидистантному ряду.
    Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, спектральный анализ, контролируемое дыхание, коррекция спектральных частот, исходный и дискретный временной ряд.

  • Машин В.А. Анализ вариабельности сердечного ритма с помощью метода графа. Физиология человека, 2002, том 28, No 4, с. 63-73. Статья

    Представлен метод анализа динамики сердечных сокращений на основе принципов теории графов. Выделены основные показатели структуры графа сердечного ритма и проанализированы с помощью моделей гармонических колебаний, "белого" шума и различных функциональных проб (включая контролируемое дыхание и психическую нагрузку). Рассмотрена эффективность использования показателей структуры графа сердечного ритма для диагностики ряда функциональных состояний. Исследована корреляционная связь показателей структуры графа с частотными показателями вариабельности сердечного ритма. Сформулирована общая модель изменения показателей структуры графа сердечного ритма при различных уровнях психической активности организма, базирующаяся на понятии энтропии.
    Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, теория графа, нелинейная динамика сердечного ритма.

  • Машин В.А., Машина М.Н. Анализ вариабельности ритма сердца как инструмент контроля и оценки эффективности методов психологической релаксации. Вопросы психологии, 2001, No 1, с. 72-81. Статья

    По результатам психофизиологических обследований и спектрального анализа вариабельности ритма сердца в ходе сеансов психологической разгрузки операторов АЭС обосновываются физиологические индикаторы таких негативных состояний как невротизация, депрессия, снижение функционального резерва. Приведены значения показателей вариабельности ритма сердца по данным спектрального анализа для определения уровней централизации, вегетативного баланса и общей мощности спектра, как показателя функционального резерва. Доказывается высокая эффективность применения спектрального анализа для контроля и управления процессом психологической разгрузки.

  • Машин В.А. Микроструктурный анализ вариабельности сердечного ритма при моделировании деятельности оператора в процессе психофизиологических обследований. Человеческий фактор и ядерная безопасность/ Human factors and nuclear safety: Сб. Мат. Междун. научн.-практ. конф. 24-26 окт. 2000. Обнинск, Изд-во ОНИЦ "Прогноз", 2001, с. 147-148. Доклад

    Данный доклад посвящен описанию метода сегментарного анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) при моделировании деятельности оператора. Требование к стационарности временного ряда при анализе ВСР, с одной стороны, и сложная динамика выполнения операторских задач, с другой, послужили основанием для разработки метода, в котором бы параллельно с анализом результатов деятельности исследователь мог бы оценить показатели ВСР, служащие индикаторами активности различных отделов вегетативной нервной системы. Метод позволяет рассчитывать показатели ВСР на очень коротких стационарных сегментах временного ряда и анализировать причины возникновения переходных процессов в динамике сердечных сокращений с учетом выполняемых задач.

  • Машин В.А., Машина М.Н. Анализ вариабельности ритма сердца при негативных функциональных состояниях в ходе сеансов психологической релаксации. Физиология человека, 2000, том 26, No 4, с. 48-54. Статья

    Целью данного исследования стало сравнение эффектов психологической релаксации на вариабельность сердечного ритма (ВСР) у обследуемых с рядом негативных функциональных состояний: астенизация, депрессия и невротическая симптоматика. Выполненный анализ позволил выявить характерную для каждого негативного функционального состояния динамику показателей ВСР и определить значимые для их диагностики индикаторы. По результатам исследований обосновывается эффективность использования анализа ВСР для контроля и управления процессом психологической разгрузки и диагностики ряда негативных функциональных состояний человека.

  • Машин В.А., Машина М.Н., Шмелева И.А. Психофизиологические исследования эмоциональной лабильности операторов АЭС. Вопросы психологии, 1997, No 4, c. 95-103. Статья

    Обосновывается актуальность разработки в русле профессиональной диагностики эффективных методов оценки эмоциональной лабильности для активного вмешательства в построение индивидуализированных программ профессионального обучения, управления процессом профессионального (должностного роста), планирования психологической работы с операторами по саморазвитию. Представлены результаты экспериментальных исследований лабильности методом математического анализа сердечного ритма, который, согласно приведенным данным, позволяет более точно представить психологический портрет обследуемого, повысить надежность прогноза поведения человека в аварийных ситуациях.


    [ Диагностический инструментарий ] [ Человеческий фактор ] [ Литература по ВСР ] [ Об авторе ] [ Песни ] [ Послать письмо ]

    ©2001-2011 Владимир Машин