宋 娟 張 松 楊 琳 楊益民

1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要有：①功率車(chē)；②袖帶式電子血壓計(jì)；③運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下心血管檢測(cè)系統(tǒng)(北京易思有限公司)；④計(jì)算機(jī)。

1.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

選擇在安靜狀態(tài)下心血管功能正常的自愿受試者參加運(yùn)動(dòng)負(fù)荷實(shí)驗(yàn)。參加血流參數(shù)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的受試者60名，全部為在校本科生，身體狀況都基本良好。根據(jù)身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)＝體重/身高2(BMI＝kg/m2)，BMI≥30為肥胖，將60名受試者分為男生正常組、女生正常組、男生肥胖組、女生肥胖組，各組基本情況見(jiàn)表1。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

受試者在功率車(chē)上靜坐，測(cè)量其在驚喜狀態(tài)下的血壓。隨后開(kāi)始運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)。受試者蹬腳踏車(chē)進(jìn)入運(yùn)動(dòng)負(fù)荷實(shí)驗(yàn)。男性蹬車(chē)負(fù)荷功率為5級(jí)(50 W、75 W、100 W、125 W、150 W)，女性和肥胖組蹬車(chē)負(fù)荷功率為4級(jí)(50 W、75 W、100 W、125 W)，每級(jí)蹬1 min，蹬車(chē)速度為60 r/min(自行車(chē)功量計(jì)前端有蹬車(chē)速度顯示表)。每蹬1 min休息1次，采集一次脈搏波信號(hào)。

表1 各組基本情況表

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 18統(tǒng)計(jì)軟件和excel軟件, 對(duì)同一組大學(xué)生不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷間的參數(shù)采用t檢驗(yàn)進(jìn)行比較，并對(duì)同一運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下各組主成分比例進(jìn)行分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 不同負(fù)荷下相同組別大學(xué)生的血流參數(shù)

(1)肥胖組的血流參數(shù)差異比較見(jiàn)表2。肥胖組橈動(dòng)脈脈搏波波形系數(shù)K值與指脈脈搏波波形系數(shù)K’值趨勢(shì)如圖1所示。

圖1 肥胖組K與K’趨勢(shì)圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，肥胖組大學(xué)生在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷實(shí)驗(yàn)中其功率在125 W時(shí)，心率HR達(dá)到最大值，相對(duì)于0 W時(shí)功率顯著增加。其他血流參數(shù)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中變化差異不大。K與K’的變化趨勢(shì)基本相反，并且減小不顯著。此受試者在負(fù)荷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，心搏出量(SV)變化不大，相對(duì)安靜狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的SV基本不增加，反而在50 W和100 W時(shí)有所下降，心輸出量增加得也不大，并且增加得比較緩慢。肥胖組大學(xué)生機(jī)體的心臟射血力量相對(duì)較弱。該組受試者在運(yùn)動(dòng)時(shí)心臟易疲勞，對(duì)運(yùn)動(dòng)反應(yīng)不好，血管系統(tǒng)的適應(yīng)能力和儲(chǔ)備能力相對(duì)較差，機(jī)體不適合于參加劇烈運(yùn)動(dòng)。

(2)正常組的血流參數(shù)差異比較見(jiàn)表3。正常組K與K’趨勢(shì)如圖2所示。

圖2 正常組K與K’趨勢(shì)圖

表2 肥胖組血流參數(shù)差異表

表3 正常組血流參數(shù)差異表

對(duì)比肥胖組，正常組的心率HR變化差異不明顯，而K與K’在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中均下降。說(shuō)明正常組受試者供血量不斷增加主要是運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心肌收縮力強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)肌肉血管舒張良好的結(jié)果，而并非完全靠心率的增加。因此該組相對(duì)于肥胖組而言心血管功能相對(duì)正常，心血管系統(tǒng)的適應(yīng)能力和儲(chǔ)備能力也較肥胖組強(qiáng)。

2.2 運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下各組主成分比例

如圖3所示，縱坐標(biāo)代表主成分比例，分為正、負(fù)半軸，若某個(gè)主成分對(duì)心搏出量的影響為正的因素，即能導(dǎo)致心搏出量增加時(shí)該主成分則落在正半軸；若為負(fù)的影響因子，即導(dǎo)致心搏出量減少時(shí)該主成分則落在負(fù)半軸。如負(fù)荷功率為50 W時(shí)K值相對(duì)安靜狀態(tài)時(shí)降低，即血管舒張，則該血管舒張成分對(duì)心搏出量增加的影響為正的因素。脈壓差增加同樣為正的影響因素。反之，若K值在相對(duì)安靜狀態(tài)時(shí)上升，即血管縮小則為負(fù)的影響因素。若脈壓差在相對(duì)安靜狀態(tài)時(shí)減小同樣為負(fù)的影響因素。心率增加為負(fù)的影響因素。

圖3 不同組別受試者主成分比例圖

3 結(jié)論

在不同遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)方案中通過(guò)脈搏波傳感器，依據(jù)脈搏波波形參數(shù)和血流參數(shù)，可顯著反映出人體的血管血流在不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷刺激下瞬間所發(fā)生的細(xì)微變化, 說(shuō)明人體心血管系統(tǒng)對(duì)體育運(yùn)動(dòng)有瞬時(shí)應(yīng)激反應(yīng)。肥胖者和正常受試者在同一運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下對(duì)運(yùn)動(dòng)的應(yīng)激反應(yīng)不一樣。如圖3(c)所示，心輸出量增加完全靠心率增加，與血管舒張關(guān)系不大。說(shuō)明肥胖者(BMI＞30)更容易產(chǎn)生疲勞，心血管機(jī)能差，運(yùn)動(dòng)能力低于正常者，嚴(yán)重缺乏體育鍛煉。男生和女生在同一運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)也不一樣。如圖3(a)、圖3(b)所示，男生組對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)更好，更適合做高強(qiáng)度的體育活動(dòng)。而女生適合做輕量體育活動(dòng)。

綜上所述，通過(guò)讓人體承受一定的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，借助脈搏波采集系統(tǒng)，了解人體運(yùn)動(dòng)時(shí)其心血管系統(tǒng)的細(xì)微變化情況，以便更準(zhǔn)確地判斷人體心血管系統(tǒng)在體育運(yùn)動(dòng)中的變化和對(duì)進(jìn)行體育訓(xùn)練強(qiáng)度的耐受力，提早發(fā)現(xiàn)引起運(yùn)動(dòng)傷害的征兆。本實(shí)驗(yàn)顯示，不同體重者在體育運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心血管功能存在差異，可為今后在研究運(yùn)動(dòng)減肥領(lǐng)域提供相應(yīng)的理論依據(jù)。同時(shí)，在評(píng)價(jià)大學(xué)生心血管功能方面可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)的靜態(tài)檢測(cè)方法的不足，有助于提早發(fā)現(xiàn)由心血管異常引起的運(yùn)動(dòng)傷害及其發(fā)生前的征兆，對(duì)預(yù)防嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)傷害乃至運(yùn)動(dòng)猝死的發(fā)生起到積極的作用，為大學(xué)生的體育教學(xué)和增強(qiáng)大學(xué)生體質(zhì)提供了新的研究方法。

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