崔文麗 高峰 安翠平

肥胖最直接、最普遍影響的是人們的心血管功能,嚴重威脅人們的生命健康。我國在校學(xué)生由于運動引起的心血管意外,運動猝死等疾病的發(fā)病率一直很高[1,2]。但目前我們的防御措施只是借助每年的常規(guī)體檢項目(安靜血壓、安靜心率和安靜心電圖)、體育活動中的自我主觀感覺和心率監(jiān)控,缺乏運動中對心血管系統(tǒng)的檢測。本研究采用北京康普生生物科技有限公司生產(chǎn)的 HC2180指夾式無創(chuàng)血流參數(shù)檢測儀對人體指端容積血流脈搏波進行動態(tài)描記,準確獲取不同體成分在校男大學(xué)生的指端光電信積血流脈搏液(PPG)參數(shù)的變化特征,為指夾式心血管功能無創(chuàng)快速檢測技術(shù)應(yīng)用于在校大學(xué)生運動時心血管功能監(jiān)測、預(yù)防運動中心血管功能異常和運動減肥處方等提供理論依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象 問卷調(diào)查的方式招募正常與肥胖的在校男大學(xué)生各 30例,通過形態(tài)學(xué)檢測(身高、體重)、體重指數(shù)(BMI)、機能檢測(心率、血壓)和入學(xué)體檢結(jié)果的篩查,選取心血管功能正常的 20例(基本情況見表 1),分為正常組和肥胖組。

1.2 方法

1.2.1 實驗儀器及器材:瑞典產(chǎn)MONARK 834E功率自行車、芬蘭POLAR ACCUREX PLUS心率遙測表、HC2180指夾式無創(chuàng)血流參數(shù)檢測儀、血壓計、身高體重計、

1.2.2 遞增運動負荷方案:體育運動可以使心血管系統(tǒng)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),也可增強其生理功能和適應(yīng)能力,但由于組間在體成分上的差異情況,我們對不同的組采用了不同的運動負荷方案 。見表 2。

1.2.3 HC2180指夾式無創(chuàng)血流參數(shù)檢測儀檢測。

1.2.3.1 選擇非使用血壓袖帶一側(cè)的手,測試前檢查每位受試者的手腕及指端,確保無任何纏繞的異物,血流灌注情況良好。被檢測的手指無異形,以確保能夠檢測到穩(wěn)定的容積血流脈搏波。

1.2.3.2 不同體成分被試分別選取 A或B遞增運動負荷方案(表 2),采用HC2180指夾式無創(chuàng)血流參數(shù)檢測儀連續(xù)采集在遞增負荷功率自行車運動中指端血流容積脈搏波動態(tài)變化波形,記錄不同負荷等級被試主觀體力感覺(RPE)、心率(HR)、動態(tài)心率系數(shù)(DHR)、PPG參數(shù)值如:血管充盈分數(shù)(VDF)、血管回縮分數(shù)(VCF)、脈搏波積分指數(shù)(PCII)、血管回縮期指數(shù)(VCTI)。

1.2.3.3 PPG參數(shù)的生理學(xué)意義:①血管充盈分數(shù)(Vasodilation Fraction,VDF):心臟收縮射血使血管壁擴張血管膨脹,產(chǎn)生了指尖脈搏容積曲線的升支和主動脈瓣關(guān)閉(重搏波)前的降支部分。這部分曲線反映心臟的做功狀態(tài)和血管的順應(yīng)性。指尖脈搏容積曲線的升支部分波形,反應(yīng)血管在心臟快速射血作用下(即血管充盈期)血管的擴張能力,與心臟功能、射血量以及血管順應(yīng)性有直接關(guān)系。動態(tài)監(jiān)測血管充盈分數(shù),可以實時跟蹤運動過程中血管充盈的變化,它反應(yīng)了受試者的血管充盈期血管的擴張能力變化,從而反映出心臟功能、射血量以及血管順應(yīng)性。②血管回縮分數(shù)(vasoconstriction fraction,VCF):自血管充盈達到最大程度開始,血管在動脈壁彈性作用下開始回縮,隨后主動脈瓣開始關(guān)閉,心臟完全停止射血,血管內(nèi)壓力迅速下降,產(chǎn)生了指尖脈搏容積曲線的降支部分。血管回縮期反映了從心臟射血減慢到停止,直至靜脈血液回流使心臟充盈,心臟重新獲得能量的過程。血管回縮期血液流動的動能來源于兩個方面,一是心臟收縮期射血產(chǎn)生的血流慣性;二是血管回縮過程中動脈壁的彈性。因此,血管回縮期壓力的高低取決于血容量(或心搏血量)和動脈壁彈性。這部分波形反映了血管回縮期肌體組織灌注和血液回流動能的水平。血液回流的動能和持續(xù)時間直接影響心臟充盈和肌體組織灌注,其動態(tài)變化反映了心力儲備水平的變化,實時跟蹤分析其動態(tài)變化規(guī)律以提示運動中可能存在的血液回流不足和其他異常及其對心臟充盈的影響。③脈搏波積分指數(shù)(pu lse contour integral index,PCII):指尖容積血流脈搏波曲線反映了整個心動周期過程中心臟做功的狀態(tài)。該指標可以反映心臟搏動做功的動能,通過指數(shù)化處理使其消除心率變化的影響,成為動態(tài)監(jiān)測的一個重要指標。實時跟蹤受試者在運動前、中、后的動態(tài)變化規(guī)律,可觀察到運動造成的血液重新分配的過程;結(jié)合血管充盈分數(shù)和血管回縮分數(shù)的變化,可有效觀察分析血管充盈與回縮功能變化走勢,以盡早判斷心血管系統(tǒng)對運動負荷的適應(yīng)性和耐受性,提前發(fā)現(xiàn)心血管功能異常。④血管回縮期指數(shù)(vasoconstriction time index,VCTI):從指尖脈搏容積曲線的最大值至下一心動周期射血起始為血管回縮期時相。該指標反映了肌體組織灌注和血液回流心臟過程的時相,也是心動周期中心臟獲得主要動力過程的時相。該指標隨心率變化,還受到動脈壁彈性和血容量的影響,該指標的變化間接反映心臟充盈過程獲得能量補充的狀態(tài)和心力儲備水平的變化。由于它受心率影響,以心率或心動周期將其指數(shù)化后可忽略心率的影響。⑤動態(tài)心率系數(shù)(dynam ic heart rate coefficient,DHR):反映人體心臟在運動中心率相對于靜息狀態(tài)心率的變化幅度。一般采用運動前的最低心率值或靜息心率作為心率基數(shù),隨著心率的加快,心動周期縮短,動態(tài)心率系數(shù)增大。

表1 2組基本情況比較n=10,

表1 2組基本情況比較n=10,

注:與肥胖組比較,*P＜0.05

組別 年齡(歲) 身高(cm) 體重(kg) BM I 心率(次/min) sBP(mm Hg) dBP(mm Hg)肥胖組 21.1±1.3 171±5 94±12 32±4 72±5 137±13 83±9正常組 22.1±1.1 172±4 68±9* 23±3* 69±5 133±11 82±9

表2 2組遞增運動負荷運動方案 n=10,W

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件,對同一體成分大學(xué)生不同負荷等級間 PPG參數(shù)的分別采用單因素方差分析(ANOA)和 Post Hoc Test(LSD)檢驗進行比較;同一負荷不同體成分大學(xué)生間 PPG參數(shù)采用獨立樣本t檢驗進行比較。

2 結(jié)果

2.1 肥胖PPG組參數(shù)差異比較 在方差分析的基礎(chǔ)上進行Post Hoc Test(LSD)檢驗,結(jié)果顯示肥胖大學(xué)生在 100W運動負荷時 PCII參數(shù)值顯著低于 0W、50W負荷;100W運動負荷時 DHR參數(shù)值顯著高于 0W、50W負荷;75W、100W運動負荷時 VCF參數(shù)值顯著低于 0W負荷。見表 3。

表3 肥胖遞增負荷運動中PPG參數(shù)比較n=10,

表3 肥胖遞增負荷運動中PPG參數(shù)比較n=10,

A負荷方案 PCII VDF VCF VCTI DHR 0W 0.73±0.11 0.301±0.071 0.711±0.081 0.721±0.0710.92±0.1550W 0.43±0.06 0.321±0.051 0.671±0.051 0.691±0.0611.61±0.2775W 0.36±0.04 0.331±0.021 0.661±0.021 0.671±0.0121.81±0.33100W 0.33±0.03 0.351±0.022 0.641±0.021 0.662±0.0312.03±0.38 F值 72.466 2.112 3.601 2.556 28.777

2.2 正常組PPG參數(shù)差異比較 在方差分析的基礎(chǔ)上進行Post Hoc Test(LSD)檢驗,結(jié)果顯示正常大學(xué)生在75W、100W、125W運動負荷時 PCII參數(shù)值顯著低于 0W負荷,但后 3個負荷之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05);125W、100W運動負荷時 DHR參數(shù)值顯著高于 0W、75W負荷,但后2個負荷之間沒有顯著性差異;125W、100W運動負荷時VCF參數(shù)值顯著低于0W、75W負荷,但后 2個負荷之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。見表 4。

表4 正常組遞增負荷運動中 PPG參數(shù)比較

2.3 不同體成分大學(xué)生遞增運動中主觀體力感覺的變化情況見表 5。

2.4 相同負荷不同體成分大學(xué)生PPG參數(shù)比較 75W運動負荷下,2組大學(xué)生PPG參數(shù)進行T檢驗,結(jié)果顯示 2組之間VCF、VCTI 2項參數(shù)具差異有統(tǒng)計學(xué)意義。100W運動負荷下,2組大學(xué)生 PPG參數(shù)進行T檢驗,結(jié)果顯示 2組之間 PCII參數(shù)差異有統(tǒng)計學(xué)意義。見表 6、7。

表5 不同體成分大學(xué)生遞增運動中主觀體力感覺的變化情況 n=10,例

表6 2組運動負荷為 75W時 PPG參數(shù)的比較

表7 2組運動負荷為 100W時 PPG參數(shù)的比較

3 討論

3.1 在不同遞增負荷運動方案中,通過HC2180指夾式無創(chuàng)血流參數(shù)檢測儀的動態(tài)監(jiān)測功能,依據(jù)指端容積血流脈搏波的特征參數(shù)(DHR、PCII和 VCF)可以顯著的反映出人體的血管血流在不同運動負荷刺激下瞬間所發(fā)生的細微變化,說明人體心血管系統(tǒng)對體育運動有瞬時應(yīng)激反應(yīng)。

3.2 肥胖和正常受試者在同一運動負荷下 RPE的表現(xiàn)不一樣,肥胖受試者更容易產(chǎn)生疲勞,運動能力低于正常者,缺乏體育鍛煉。

3.3 在相同運動負荷下指端容積血流脈搏波的特征參數(shù)(VCF、VCTI和PCII)也可以顯著地區(qū)分不同體成分大學(xué)生的心血管功能差異。

綜上所述,通過讓人體承受一定的運動負荷,借助指夾式無創(chuàng)血流參數(shù)檢測儀可以在較短的時間內(nèi)通過 PPG參數(shù)指標了解人體運動時其心血管系統(tǒng)的細微變化情況,以便更準確地判斷人體心血管系統(tǒng)在體育運動中的變化和對進行體育訓(xùn)練強度的耐受力,提早發(fā)現(xiàn)引起運動傷害的征兆[3-5]。可見,此實驗可顯示不同體成分者在體育運過動中心血管功能的差異,為今后在研究運動減肥領(lǐng)域提供一定的理論依據(jù)。同時,在評價大學(xué)生心血管功能方面可以有效彌補傳統(tǒng)的靜態(tài)檢測方法的不足,有助于提早發(fā)現(xiàn)由心血管異常引起的運動傷害及其發(fā)生前的征兆,對預(yù)防嚴重的運動傷害乃至運動猝死的發(fā)生產(chǎn)生積極的作用。

1 Ades PA.Preventing sudden death:Cardiovascular screening of young athletes.The Physician and sports Medicine,1992,20:75.

2 郝興海.心臟外科術(shù)后無創(chuàng)指端容積脈搏曲線法監(jiān)測心血管功能的準確性的研究.醫(yī)療設(shè)備,2005,7.

3 趙景石.肥胖的運動干預(yù)機制與運動處方.河北醫(yī)藥,2009,31:2469-2470.

4 王玉秀.大學(xué)生心功能評價指標的效度研究.中國體育科技,2006,42:40.

5 路光,李驍君,張曉東,等.太極拳作為運動處方對肥胖學(xué)生 PWC-(150)測試前后 STI和血流動力學(xué)參數(shù)的影響.山東體育科技,2005,27:28-30,34.