关于倾斜床模拟推拉动作对心血管功能的影响

代写论文网： 　　　　　　 作者：韦应波，姚永杰，张 舒，孙喜庆

【关键词】 心脏功能试验
　　关键词: 加速度;倾斜床;心脏功能试验;阻抗心动图
　　摘 要:目的 探讨倾斜床模拟推拉动作的效果，观察各种体位改变对心血管功能的影响. 方法 12名受试者随机分为两组，倒立组在倾斜床上经受“直立位对照（+1Gz）→倒立位（-1Gz）→直立位（+1Gz）”;平卧组则经受“直立位对照（+1Gz）→平卧位（0Gz）→直立位（+1Gz）”的推拉动作，测定心率（HR）、血压（BP）、基础阻抗（Z0 ）、每搏量（SV）、心输出量（CO）及总外周阻力（TPR）等生理指标. 结果 在平卧位时，受试者HR减慢，TPR降低，SV和CO增加与直立位比较达显著性水平（P&<0.01）.在倒立位时，上述变化同样出现而且幅度更大.与0Gz比较，-1Gz时HR的降低、SV和CO的增加更为显著，两者比较达显著性水平.两组各自的再次直立位与直立位间心血管指标变化率的比较，倒立组的多数指标比平卧组的改变程度更大. 结论 应用倾斜床模拟推拉动作是可行的，“推”时相不同的G值水平暴露对其后“拉”时相的心血管功能影响程度是不同的.
　　Keywords:acceleration;tilt-bed;heart function tests;impedance cardiogram
　　
　　Abstract:AIM To explore the effect of push-pull maneuver（PPM）simulated by tilt-bed on cardiovascular function.METHODS A special tilt-bed was used to simulate the push-pull maneuver.Twelve healthy male volunteers partici-pated in the experiment and were randomly pided into two　groups.In one group of head down erect position，subjects were kept in head up erect position（+1Gz）for1min（as control），then in head down erect position（-1Gz）for30s and again in head up erect position（+1Gz）for1min.In the other group of head horizontal position，subjects were kept in head up erect position（+1Gz）for1min（as control），then in head horizontal position（0Gz）for30s and again in head up erect position（+1Gz）for1min.The changes of heart rate（HR），blood pressure（BP），basic impedance（Z0 ），stroke volume（SV），cardiac output（CO）and total peripher-al resistance（TPR）were measured during the experiment.RESULTS As compared with head up erect position，during0Gz，HR and TPR decreased significantly（P&<0.01），while SV and CO increased significantly（P&<0.01）;during-1Gz，this trend also appeared and the degree was larger.As compared with0Gz，HR during-1Gz decreased significant-ly（P&<0.05），while SV and CO increased significantly（P&<0.01）.As compared with head up erect position，during a-gain in head up erect position，the changes of above cardio-vascular indexes in head down erect group were larger than those in head horizontal group.CONCLUSION Tilt-bed can be used to simulate push-pull effect;the degree of cardiovas-cular function at pull time phase is different after being ex-posed to different acceleration value at push time phase.
　　
　　0 引言
　　
　　近年来资料显示，由于飞机机动性能的不断提高以及空战中攻击性动作的需要，负加速度（-Gz）在实际飞行中出现机会逐渐增多［1］ ，使得正负加速度（±Gz）交替出现的机率也大为增加，因此，推拉动作和推拉效应的发生率也相应的增多了［2］ .20世纪90年代以来，发现一些致死性的A级飞行事故与推拉效应有关［3，4］ .这对飞行安全构成了严重威胁［2］ .因此，推拉效应逐渐为人们所重视，近年来成为航空医学加速度生理领域新的研究热点.目前，关于推时相不同的G值水平暴露对其后拉时相的心血管功能影响程度的报道还不多见.我们通过一种推拉动作地面模拟装置 倾斜床，探讨不同体位改变对心血管功能的影响.
　　1 对象和方法
　　
　　1.1 对象 12名健康男性志愿受试者，年龄21～22岁，身高（173±5）cm，体质量（63±5）kg.无心、脑血管疾病及精神病史.随机分为倒立组和平卧组，每组6人.
　　
　　1.2 方法 采用我们自行研制的可变角度简易倾斜床，该倾斜床系钢管钢架结构，由躺床、支架和固定部分组成.通过钢栓固定装置，躺床可稳定固定在-90°～90°的位置（最小转角为2°），旋转速度45°/s，旋转范围180°，钢栓固定床面可使受试者分别处于直立位（+1Gz）与倒立位（-1Gz）.设有肩部固定装置，以支持倒立位时受试者的重量.
　　试验前测量体质量、身高.受试者平卧在倾斜床上，贴好阻抗电极，连接导线调试信号后开始试验.倒立组试验过程为:直立位（+1Gz）→倒立位（-1Gz）→再次直立位（+1Gz），首先受试者处于直立位1min作为对照，然后转入倒立位30s，接着再转为直立位1min.平卧组试验过程为:直立位（+1Gz）→平卧位（0Gz）→直立位（+1Gz），受试者也是处于直立位1min作为对照，然后转入平卧位30s，然后再转入直立位1min.体位变换在2s内完成，体位变换时，人体固定于躺床后，主试者手握躺床头部把手，待拔出固定钢栓后，迅速用力将躺床由一种角度转至另一种角度，随后将钢栓插入穿心孔和角孔内固定.试验过程中受试者肌肉放松，自然呼吸.
　　用RM6200型四导生理记录仪（日本）、AI-601G阻抗插件及ED-601G阻抗微分插件，采用Kubicek四极法，于呼气末屏气，同步记录阻抗图和阻抗微分图.每次连续记录5个心动周期，纸速50mm・s-1 ，求如下各项指标平均值:心率（HR）、胸部基础阻抗（Z0 ），计算心脏每搏量（SV）、心输出量（CO）和总外周阻力（TPR）.测量SV的公式（又称Kubicek公式）为:SV=ρ（L/Z0 ）2 ・（dz /dt ）max ・T式中，ρ为血液电阻率（ρ=135Ω・cm），L为测量电极间距（cm），Z0 为基础阻抗（Ω），（dz/dt）max 为C波高度，T为射血时间（s）.
　　用HEM-90P型电子血压计（日本）测量心水平左肱动脉收缩压（SBP）、舒张压（DBP），计算平均动脉压（MAP）;血压在每个状态测量1次，其测量时机与心阻抗的测量时间相同.倒立组在直立位、倒立位即刻（10s内）及再次直立位的即刻测量上述生理指标;平卧组在直立位、平卧位即刻及再次直立位的即刻测量上述生理指标. 统计学处理:所有数据均以x ±s表示，采用“SPSS10.0for windows”进行随机单位组方差分析，两组间比较用t检验，以P&<0.05为差别显著性的界限.
　　2 结果
　　
　　2.1 平卧组心血管功能的改变 在平卧位时，与对照（直立位）比较，HR及TPR均显著降低（P&<0.01），SV及CO均显著增加（P&<0.01）.在再次直立位时，与对照（直立位）比较，HR有升高趋势，但未达显著水平，其余指标无显著性变化;与平卧位比较，HR及TPR均显著升高（P&<0.01），SV及CO均显著减少（SV，P&<0.01;CO，P&<0.05）.
　　
　　2.2 倒立组心血管功能的改变 在倒立位时，与对照（直立位）比较，HR及TPR均显著降低（P&<0.01），SV及CO均显著增加（P&<0.01），SBP及Z0 有降低趋势，但未达显著水平.在再次直立位时，与对照（直立位）比较，HR有升高趋势，但未达显著水平，其余指标无显著性变化;与倒立位比较，HR及TPR均显著升高（HP，P&<0.01;TPR，P&<0.05），SV及CO均显著减少（P&<0.01）.
　　
　　2.3 两组间心血管功能改变的比较 倒立组的倒立位较平卧组的平卧位，HR显著降低（P&<0.05），SV及CO均显著增加（SV，P&<0.01;CO，P&<0.05）;TPR，MAP有降低趋势，但未达显著水平，DBP有升高趋势，但未达显著水平.倒立组的再次直立位较平卧组的再次直立位，TPR有降低趋势，但未达显著水平.倒立组和平卧组各自的再次直立位与直立位间心血管指标变化率比较，SV平卧组增加了1.2%，倒立组减少了5.6%;CO平卧组增加了6.4%，倒立组增加了11.5%;HR平卧组升高了7.4%，倒立组升高了14.6%;TPR平卧组降低了3.6%，倒立组降低了13.6%;Z0平卧组降低了3.0%，倒立组降低了4.6%;SBP平卧组降低了0.6%，倒立组降低了3.4%（Tab1，2）. 　3 讨论
　　
　　近年来，推拉动作在实际飞行中是经常发生的.大量的离心机试验证实，推拉动作可使其后的+Gz耐力、动脉血压、心率、基础阻抗、和总外周阻力反射调节均下降，每搏量增加等［5］ .
　　
　　人体实验中，我们参考旋转床的工作原理设计了一种新的推拉效应地面模拟设备 倾斜床.该倾斜床能同旋转床一样模拟±Gz的生理作用，而且设备造价较低、适于普及.从本实验可知，应用倾斜床模拟推拉动作是可行的.Goodman等［6］ 、张五星等［7］ 、姚永杰等［8］ 的工作都只研究了先-1Gz的“推”对其后的“拉”的影响，即单纯±1Gz的对心脑血管功能的影响，而本实验除了观察先-1Gz的“推”对其后的“拉”的影响，还研究了先-0Gz的“推”对其后的“拉”的影响，并比较了“推”时相不同的G值水平对其后“拉”时相心血管功能的影响.我们发现，即使在平卧位时，受试者HR的减慢，TPR的降低，SV和CO的升高与直立位比较就有显著性意义.在倒立位时，上述变化同样出现，只是较平卧位时的变化幅度更大而已，两者比较HR降低有显著性意义，SV及CO升高有显著性意义;TPR，MAP有降低趋势，DBP有升高趋势.倒立组和平卧组各自的再次直立位与直立位间心血管指标变化率的比较，倒立组的多数指标比平卧组的改变程度更大.从以上结果，我们可以看出“推”时相不同的G值水平暴露对其后“拉”时相的心血管功能影响程度是不同的.首先，“推”的越厉害，对“拉”时相的心血管功能的影响越明显.分析其原因，可能是在倒立位时，血液头向惯性移位较平卧位更多，急剧升高的颈动脉血压引起颈动脉窦、主动脉弓压力感受器更强烈的神经反射，使心迷走中枢活动更强，交感中枢更加抑制，致使再次直立位时心血管功能的恢复比平卧组时更差.其次，我们还可以看出另一个不容忽视的问题，那就是，即使仅仅是0Gz的“推”对其后“拉”时相的心血管功能也有显著性影响.这就提醒我们不仅要警惕-Gz，对0Gz甚至是小于1的+Gz也要有足够的重视.
　　
　　表1 倾斜床模拟体位改变对心脏功能的影响　略
　　
　　表2 倾斜床模拟体位改变对心率、血压的影响　略
　　
　　本次实验中HR是由阻抗微分图上测量得出的，因而较好的排除了干扰因素的影响，比较客观的反映了HR的变化趋势;血压使用人工测量是本次实验存在的主要不足，在以后的工作中我们要改进实验手段采用血压自动测量装置，使得实验结果尽可能的客观.
　　参考文献:
　　
　　［1］Michaud VJ，Lyons TJ，Hansen CM.Frequency of the“push-pull effect”in U.S.air force fighter operations ［J］.AviatSpace Environ Med，1998;69（11）:1083-1086.
　　［2］Michaud VJ，Lyons TJ.The“push-pull effect”and G-induced loss of consciousness accidents in the U.S.air force ［J］.Aviat Space Environ Med，1998;69（11）:1104-1106.
　　［3］Chelette TL，Albery WB，Bolia S，Tripp LD.Does COMBAT EDGE compromise G protection subsequent to a push-pull ma-neuver ［C］.Aviat Space Environ Med，1998;69（3）:202.
　　［4］Estrella M，Forster MS.Smart aircrew integrated life support system ［J］.Aviat Space Environ Med，1998;69（6）:614-615.
　　［5］Goodman LS，Banks RD，Grissett JD，Saunders PL.Heart rate and blood pressure responses to+Gz following varied-duration-Gz ［J］.Aviat Space Environ Med，2000;71（2）:137-141.
　　［6］Goodman LS，Lesage S.Physiological responses to a tilt table simulation of the push-pull effect ［C］.Aviat Space Environ Med，1998;69（3）:202.
　　［7］Zhang WX，Zhan CL，Geng XC，Lu X，Yan GD，Chu X.Cere-bral blood flow velocity by transcranial Doppler during a verti-cal-rotating table simulation of the push-pull effect ［J］.Aviat Space Environ Med，2000;71（5）:485-488.
　　［8］Yao YJ，Zhao ZG，Liu TS，Shi J，Hou BK，Yang CB.Effect of lower body negative pressure and rotating-table simulated push-pull maneuver on cardiovascular function ［J］.Hangtian Yixue Yu Yixue Gongcheng（Space Med&&Med Eng），2001;14（6）:454-459.