提踵动作对下体负压耐力的影响.docx

2012 年 8 月space medicine medical engineeringaug 2012研究快报提踵动作对下体负压耐力的影响张 毅，杨长斌，高 原，张 舒，孙喜庆*( 第四军医大学航空航天医学系航空航天生物动力学教研室，航空航天医学教育部重点实验室，陕西西安 710032)摘要: 目的 验证提踵动作对提高下体负压耐力的有效性，并探讨其可能的作用机制。方法 健康男性志愿者 10 名，在下体负压( lbnp) 条件下分别随机进行 2 次头高位倾斜检查( hut) 测定其下体负压耐力。一次为志愿者的基础下体负压耐力( 对照组) ，另外一次要求志愿者在 lbnp 条件下做提踵动作，直至耐力终点( 提踵组) 。结 果 提踵组下体负压耐受时间 ( dnp) 和累计应激指数 ( csi ) 均 显 著 增 加 ( p 0 05) 。在下体负压过程中，提踵组平均动脉压呈升高趋势，心率增加呈降低趋势，每搏量增加，且均在 40 mmhg 及 50 mmhg 时达到显著水平( p 0 05) 。结论 提踵动作可以提高下体负压耐力，可望作为航天员在长期太空飞行后引起立位耐力不良时的应对措施，也可作为血管迷走性晕厥患者的预防措施和治疗手段。关键词: 提踵动作; 下体负压; 立位耐力; 头高位倾斜中图分类号: r852. 22文献标识码: a 文章编号: 1002-0837( 2012) 04-0299-03changes of lower body negative pressure tolerance with and without heel rising zhang yi，yangchangbin，gao yuan，zhang shu，sun xiqing space medicine medical engineering，2012，25( 4) : 299 301abstract: objective to verify the effectiveness of heel rising on orthostatic tolerance and to explore its possiblemechanism methods ten healthy male subjects underwent orthostatic stress tests of combined head-up tilt and lower body negative pressure( lbnp) on two separate days one test was used to determine the baseline lbnp tolerance ( control group) while in the other test，subjects were instructed to perform heel raising 10 s at the onset of lbnp，then rest 20 s and repeated until presyncope or syncope results as compared with those of control group，the duration of negative pressure and cumulative stress index ( csi) increased ( p 0 05)0 05)when heel raising was conducted mean arterial pressure and stroke volume increased significantly( p and increment of heart rate lowered significantly during lbnp of 40 mmhg and 50 mmhg phase( p 0 05) conclusion heel rising can increase human lbnp tolerance it might be useful in preventingoccurrence of syncope in astronauts after long term spaceflight or patients with vasovagal syncopekey words: heel raising; lower body negative pressure; orthostatic tolerance; head-up tiltaddress reprint requests to: sun xiqing school of aerospace medicine，the fourth military medical uni-versity，key laboratory of aerospace medicine，ministry of education，xian，shaanxi，710032，china计了一种简便易行的对抗 动 作提 踵 动 作，以期能够应对航天飞行后引起的立位耐力不良，并 可望作为血管迷走性晕厥患者的防护措施和治疗 手段。本实验旨在观察提踵动作对提高立位耐力 的有效性及可能的作用机制。大部分航天员在航天飞行后都出现了明显的立位耐力下降1-2，因此如何提高航天员长期航天 飞行后的立位耐力成为研究热点。传统的应对措 施主要包括体育锻炼、水盐补充、防护服装等，在一定程度上改善了航天员的立位耐力状况。在临床上，为了预防和治疗常见的由血管迷走性晕厥 等原因引起的立位耐力不良而采用的机体自身对 抗措施作用迅速且效果明 显3。目 前 机 体 对 抗 措施主要包括下肢交叉站立、紧握双拳、膝盖弯曲 等4-7，这些方法均在一定程度上提高了机体的立位耐力。基于此，我们参考机体自身对抗措施设11 1方法志愿者健康男性志愿者 10 名，年龄 19 22 岁，身高( 168 64 1 86) cm，体重( 60 27 5 90) kg，无不良嗜好，无心肺疾患史。实验期间及实验前 24 h 不饮含酒精、咖啡因等影响自主神经活性的饮料， 避免吸烟及剧烈的体育运动，正常饮食。本实验 内容经第四军医大学医学伦理委员会审议批准，修回日期: 2012-05-27* 通讯作者: 孙喜庆sunxiqing tom com基金项目: 军队“十二五”重点课题( bws11j055)300航天医学与医学工程第 25 卷志愿者对实验内容享有完全知情权并签署知情同意书。过自带 的 beatscope 分析软件进行数据的处理。2) 心 脏 泵 血 功 能 ( heart pumping function ) ，应 用 finometer 无创血压监测仪自右手中指处每搏量、 心输出量、总外周阻力，静水压传感器保持在心脏 水平，通过自带的 beatscope 分析软件进行数据的 处理。3 ) 血压变异性分析，由 finometer 获 取 5 min 平稳逐 次 心 跳 间 期、收缩压时间序列，采 用 matlab7 0 软件对序列进行常规 ar 谱分析，得到 收缩压变异性功率谱，取低频功率进行血压变异 性分析。4 ) 压 力感受器敏感性分析，采 用 beat- scope 软件将 无创逐跳血压数据包解包后，采 用 prvbrs exe 计 算 获 得。选取目标时间范围且 相关系数0 85 的数据纳入计算。5 ) 下 体 负 压 耐力，记录志愿者在实验过程中的下体负压水平 和在此负压水平时的耐受时间，下体负压耐受时 间指志愿者从下体负压开始直至耐力终点，累计 应激指数是指各负压水平和各负压水平耐受时间 乘积之和。1 2实验设备可变角度旋转床( 北京和平医疗器械厂) ，由电脑自动控制，旋转角度范围: 0 180，旋转速度范围: 5 45 / s。腰腹部及双下肢由软质皮带固 定，肩部及足底用挡板固定，防止志愿者在旋转床 旋转时身体大幅度滑动。下体负压筒由第四军医 大学航空航天医学系设计，襄 阳 510 厂 制 造。负 压范围 0 100 mmhg，负压增长率可达 30 mm- hg / s，负压控制精度1 0 mmhg。负压筒由抽气 孔、测压孔、卸压阀门、安全阀门、负压舱等结构部 分组成。与腰部连接处由复合材料密封裙密封， 负压筒固定在旋转床下部。1 3实验方法及步骤实验开始前每位志愿者学 会提踵动作的要 领，即在立正姿势下，以足尖为支点最大限度抬起脚跟，持续 10 s，然后恢复到 原 位 休 息 20 s，再 重 复上述动作，直到耐力终点。每名志愿者需要进 行 2 次下体负压耐力检查，其中一次为测试志愿 者基础状态时的下体负压耐力( 即无任何干预措 施，对照组) ，另外一次检查要求志愿者从下体负 压开始即 做 提 踵 动 作 ( 提 踵 组) 。为 消 除 近 日 节 律对心血管系统的影响，每名志愿者下体负压耐 力检查安排在一天的同一时间段进行，且 2 次检 查至少间隔 48 h。检查时志愿者置于下体负压筒 中，平卧位休息 10 min，然后旋转床以 15 / s 的速 率到达 + 75，停留 1 2 min 后即开始抽吸负压， 下肢负 压 暴 露 采 用 lightfood 阶梯式上升方 案，1 5统计分析所有数据均 以 x s 表 示，采 用 spss17 0 统计分析软件进行单因素方差分析和配对 t 检验测验提踵动作前后各实验参数差异的显著性，以 p 0 05 作为统计学显著意义界限。22 1结果提踵动作对下体负压耐力的影响做提踵动作后，志愿者的下体负压耐 力 状 况明显提高。与对照组相比，提踵组下体负压耐受时间显著延长( 17 33 1 3 vs 10 86 1 0 min，p 0 05 ) ，累计应激指数也显 著 增 加 ( 749 67 75 1 vs 406 44 51 8 mmhgmin 1 ，p 0 05) 。即: 20 mmhg /1 min， 30 mmhg /3 min， 40mmhg /5 min， 50 mmhg /7 min， 60 mmhg /9min。实验期间观察和询问志愿者的体征和主 观 感觉，当志愿者出现耐力终点指征时，卸除负压筒 内负 压，并将旋转床快速旋转至平卧位，终 止 实 验。耐力终点指征是指: 志愿者主诉心 慌、胸 闷、 恶心、头晕、眼前发黑等; 或出现口唇、脸色苍白， 出冷汗等体征; 或收缩压 85 mmhg，或收缩压 90 mmhg 并快速降低; 或心率 130 beats / min。2 2提踵动作对血压和心率的影响在下体负压过程中，提踵组收缩压、平均动脉压较对照组均明显升高 ( p 0 05，表 1 ) ; 提踵组舒张压呈升高趋势，但未达到显著水平。提踵组 和对照组心率均增加，但提踵组心率增加较对照 组呈降低趋势，在 40 mmhg 及 50 mmhg 达到 显著水平( p 0 05，表 1) 。1 4实验参数1) 基本生理参数，应用 finometer 无创血压监2 3提踵动作对心脏泵血功能的影响在下体负压过程中，提踵组每搏量较 对 照 组测仪自右手中指处记录逐跳收缩压、舒张压、平均显著增加( p 0 05 ) ; 但提踵组心输出量与对照 组 相比无明显改变; 提踵组总外周阻力较对照组动脉压、心率，静水压传感器保持在心脏水平，通301第 4 期张 毅 . 提踵动作对下体负压耐力的影响表 1 提踵动作对血压和心率的影响( x s，n = 10)table 1changes of blood pressure and heart rate during lbnp with and without heel rising( x s，n = 10)indicesgroupsbaseline 20 mmhg 30 mmhg 40 mmhg 50 mmhgconheel risingconheel raisingconheel raisingconheel raising117 81 3 6116 48 5 4 *66 02 1 868 68 4 285 28 2 286 78 4 658 29 2 660 33 1 7115 80 3 7128 84 4 3 *70 24 2 479 25 3 786 60 2 997 19 4 069 90 2 873 32 2 7112 66 2 6126 90 4 1 *71 48 2 178 90 3 186 90 2 396 89 3 4 *78 92 3 477 20 2 9110 82 4 1125 63 3 7 *73 26 3 081 08 3 287 01 3 498 34 3 6 *89 90 3 881 60 3 0 *108 50 4 8126 27 3 8 *72 71 3 782 42 3 1 *85 94 4 199 22 3 3 *97 21 4 385 79 3 2 *sbp( mmhg)dbp( mmhg)map( mmhg)hr( beats / min) p 0 05，as compared with control grouprate; lbnp，lower body negative pressuresbp，systolic blood pressure; dbp，diastolic blood pressure; map，arterial pressure; hr，heart表 2 提踵动作对心脏泵血功能的影响( x s，n = 10) table 2 changes of heart pumping function during lbnp with and without heel raising( x s，n = 10) indicesgroupsbaseline 20 mmhg 30 mmhg 40 mmhg 50 mmhgconheel risingconheel risingconheel rising91 46 6 183 75 2 85 32 0 45 04 0 31410 24 104 11523 43 79 667 19 3 872 35 4 54 65 0 35 18 0 21509 56 98 61489 74 107 462 02 3 268 45 2 64 81 0 25 21 0 21501 06 112 71534 52 92 854 01 3 263 85 2 8 *4 77 0 35 13 0 21613 52 91 61695 15 117 452 45 2 961 62 2 6 *5 01 0 35 20 0 21587 37 100 31716 64 98 5sv( ml)co( l / min)tpr( dynscm 5 )* p 0 05，as compared with control group sv，stroke volume; co，cardiac output; tpr，total peripheral resistance; lbnp，lower body negativepressure呈增加趋势，但未达到显著水平( 表 2) 。有效的，且作用迅速，可望作为航天员长期太空飞行后立位耐力不良的应对方法，也可作为血管迷 走性晕厥患者的预防措施和治疗手段。提踵动作对压力感受器敏感性和血压变异2 4性的影响在下体负压过程中，提踵组和对照组压力感 受器敏感性均呈降低趋势，但两组相比无明显变 化; 而提踵组血压变异性较对照组呈增加趋势，但 未达到显著水平。参考文献1platts sh，tuxhorn ja，ribeiro lc，et al compression gar-ments as countermeasures to orthostatic intolerance j aviatspace environ med，2009，80( 5) : 437-442stenger mb，brown ak，lee sm，et al gradient compressiongarments as a countermeasure to post-spaceflight orthostatic in-tolerancej aviat space environ med，2010，81 ( 9 ) : 883-887kim kh，cho jg，lee ko，et al usefulness of physical ma- neuvers for prevention of vasovagal syncope j circ j，2005，69( 9) : 1084-1088brignole m，croci f，menozzi c，et al isometric arm counter-pressure maneuvers to abort impending vasovagal syncope jj am coll c