孫 瑩，汪 茜，高天賜，程艷爽

1 解放軍總醫(yī)院第三醫(yī)學(xué)中心 急診醫(yī)學(xué)科，北京 100039；2 解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心 肝膽胰外科學(xué)部五病區(qū)，北京 100853

隨著全球氣候變暖，夏季高溫高濕天氣逐年增加，使軍事訓(xùn)練衛(wèi)勤保障面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。勞力性熱應(yīng)激是在炎熱和潮濕的環(huán)境中高強(qiáng)度體力消耗期間體溫升高引發(fā)的一系列情況[1-2]。當(dāng)機(jī)體體溫持續(xù)升高，與散熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)失衡時(shí)會(huì)對(duì)機(jī)體造成損傷，主要包括熱性水腫、熱痙攣、熱疹、運(yùn)動(dòng)性暈厥、熱衰竭和熱射病[3]。有證據(jù)表明，軍事人員在夏季和炎熱天氣條件下訓(xùn)練時(shí)勞力性應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)增加[4]。如果不能得到有效救治，核心體溫達(dá)到40.5℃以上，易造成嚴(yán)重后果，伴隨著氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、凝血功能障礙、橫紋肌溶解、腸道菌群失調(diào)等病理生理過(guò)程，主要臨床表現(xiàn)有意識(shí)喪失、意識(shí)混亂、男性生殖系統(tǒng)損傷等嚴(yán)重不良后果[5]。早期快速降溫是防治熱應(yīng)激損傷的主要方法。阻止病程進(jìn)一步發(fā)展是衛(wèi)勤保障的關(guān)鍵，目前在日常訓(xùn)練中，防暑保障主要為冰袋降溫，但我國(guó)地緣遼闊，野外環(huán)境復(fù)雜，冰袋不利于保存和大量攜帶，同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)后送過(guò)程中無(wú)法良好降溫。相變材料(phase change material，PCM)又稱(chēng)潛熱儲(chǔ)能材料，該材料在溫度高于相變點(diǎn)熔化時(shí)吸收熱量(吸熱過(guò)程)，在溫度低于相變點(diǎn)時(shí)發(fā)生逆向相變結(jié)晶(放熱過(guò)程)，具有能量?jī)?chǔ)存/釋放和控制溫度恒定的功能[6]。全軍熱病防治專(zhuān)家組利用PCM研制出的新型控溫毯，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、航天、紡織等各個(gè)領(lǐng)域，可根據(jù)相變點(diǎn)的設(shè)置進(jìn)行溫度調(diào)控[7]。我們利用該材料自行研制出一款控溫毯，其攜帶便捷、易于操作、安全性可控，并進(jìn)一步研究了其對(duì)高強(qiáng)度勞力性熱應(yīng)激后的降溫效果。

對(duì)象與方法

1 研究對(duì)象 2021年5 - 10月在某訓(xùn)練基地招募參訓(xùn)人員18名，納入標(biāo)準(zhǔn)：1)18 ～ 20歲男性；2)近1個(gè)月內(nèi)連續(xù)參加訓(xùn)練大綱訓(xùn)練；3)無(wú)心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等相關(guān)慢性疾病史。排除標(biāo)準(zhǔn)：1)近1周內(nèi)有發(fā)熱、腹瀉等病史；2)近1周內(nèi)有口服藥物史；3)24 h內(nèi)睡眠時(shí)間不足6 h。所有志愿者均能夠適應(yīng)大綱訓(xùn)練項(xiàng)目，均簽署知情同意書(shū)。本研究經(jīng)解放軍總醫(yī)院第三醫(yī)學(xué)中心倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理審批號(hào)：KY2021-003)。

2 設(shè)備和材料 相變材料控溫毯(專(zhuān)利號(hào)：202220215369.4，目前設(shè)計(jì)為預(yù)實(shí)驗(yàn)樣品，未大量研發(fā)，尺寸為0.8 m × 1.8 m × 0.05 m)，見(jiàn)圖1；核心體溫膠囊(法國(guó)bodyCap公司)；數(shù)字體溫計(jì)(歐姆龍ECO TEMP SMART)；體重儀(Meilen MG001)；溫濕度計(jì)(得力9011)。

圖 1 相變材料控溫毯

3 運(yùn)動(dòng)和環(huán)境溫度設(shè)定 2021年5 - 10月8：00 -17：00訓(xùn)練當(dāng)天平均氣溫32.5℃左右，平均濕度62.4%左右，每名志愿者在口服測(cè)核心體溫膠囊后身著訓(xùn)練服、作訓(xùn)鞋，按訓(xùn)練大綱負(fù)重10 kg在40 min內(nèi)完成7 km跑步。跑步前后1 h禁止進(jìn)食和飲水。

4 研究分組 所有志愿者隨機(jī)分為自然降溫組(6人，跑步完成后立即躺在地上，解開(kāi)上衣扣，自然降溫)、冰袋降溫組(6人，跑步完成后立即躺在地上，在頸部、腋窩、腹股溝各放置冰袋1個(gè))和控溫毯降溫組(6人，跑步完成后，即躺在相變材料控溫毯上)。

5 評(píng)價(jià)指標(biāo) 1)生理指標(biāo)采集：當(dāng)日晨起后采集志愿者身高、體質(zhì)量、心率、腋溫?？诜诵捏w溫膠囊，記錄志愿者1 d內(nèi)體溫變化。2)核心體溫降溫時(shí)間：將測(cè)溫膠囊激活并連接監(jiān)控面板，測(cè)量數(shù)據(jù)每15 s傳遞1次。所有志愿者晨起排便后，通過(guò)200 mL室溫水口服。各組高強(qiáng)度訓(xùn)練后核心體溫達(dá)到39℃以上，比較三組不同降溫方式使體溫降至37.5℃所需時(shí)間。3)降溫方式舒適度評(píng)分：訓(xùn)練后1 h，采用視覺(jué)模擬評(píng)分法進(jìn)行三組舒適度主觀感受評(píng)分(0 ～ 10分)，分值越高表明自我感覺(jué)越舒適。

6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。觀測(cè)資料主要為計(jì)量資料，以±s表示，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1 志愿者基本情況 三組志愿者年齡、體質(zhì)量指數(shù)、兵齡、腋溫、心率等基線資料的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見(jiàn)表1。

2 未進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)體溫24 h變化 志愿者口服核心體溫膠囊后1 d內(nèi)正常活動(dòng)(不進(jìn)行體能訓(xùn)練)，監(jiān)測(cè)體溫24 h平均最低體溫(35.88±0.005)℃，最高體溫(37.73±0.006)℃，白天5：00 -22：00體溫波動(dòng)范圍大，進(jìn)食時(shí)體溫升高明顯，晚間入睡后體溫波動(dòng)范圍小。見(jiàn)圖2。

3 高強(qiáng)度活動(dòng)后各組體溫變化和時(shí)間 三組志愿者在運(yùn)動(dòng)完成后達(dá)到的核心最高體溫均在39.4℃左右(圖3，表2)，三組志愿者體溫升至最高的時(shí)間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。使用 3 種降溫方式降溫，控溫毯降溫組降至37.5℃所用的時(shí)間明顯短于其他兩組(P＜0.05)。見(jiàn)表2。

圖 2 正?；顒?dòng)24 h內(nèi)核心體溫變化情況

圖 3 負(fù)重10 kg完成7 km跑步后體溫變化圖。圖中曲線點(diǎn)標(biāo)記為 ±s ，5 min記錄1次。aP＜0.05，控溫毯降溫組vs自然降溫組；bP＜0.05，控溫毯降溫組vs冰袋降溫組；cP＜0.05，冰袋降溫組vs自然降溫組

表 1 參訓(xùn)人員基線資料比較

表 2 運(yùn)動(dòng)前后各組體溫變化、降溫時(shí)間和舒適度評(píng)分

4 三組舒適度評(píng)分比較 由課題組成員在志愿者運(yùn)動(dòng)后1 h采用視覺(jué)模擬評(píng)分法進(jìn)行舒適度主觀感受評(píng)分(0～10分)，分值越高表明自我感覺(jué)越舒適。三組降溫方式舒適度比較，控溫毯的舒適度較其他兩組高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見(jiàn)表2。

討 論

隨著我軍基層部隊(duì)的訓(xùn)練任務(wù)日漸加強(qiáng)，官兵的規(guī)模訓(xùn)練時(shí)間、訓(xùn)練強(qiáng)度和訓(xùn)練量等均有不同程度的增加，且訓(xùn)練常在高溫高濕的環(huán)境中進(jìn)行[8]。正常情況下，人體產(chǎn)熱和散熱處于動(dòng)態(tài)平衡，在運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)熱增加、散熱效能下降的雙重因素作用下，體內(nèi)熱量蓄積導(dǎo)致核心體溫升高，當(dāng)核心體溫≥38℃時(shí)，即出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)性高核心體溫[9]。有研究記錄勞力性熱應(yīng)激達(dá)到熱射病的平均核心溫度為(40.72±0.55)℃，介于40℃ ～ 41.6℃，其他臨床表現(xiàn)包括惡心、嘔吐、癲癇、昏迷、頭痛、易激惹行為等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀[10]。在炎熱環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間從事劇烈體力活動(dòng)的軍事服務(wù)人員是患勞力性熱應(yīng)激的高風(fēng)險(xiǎn)人群[11-13]。

勞力性熱應(yīng)激作為一種緊急醫(yī)療情況，可能進(jìn)展至全身炎癥反應(yīng)和多器官系統(tǒng)衰竭[14]。導(dǎo)致勞力性熱應(yīng)激的主要的危險(xiǎn)因素包括劇烈運(yùn)動(dòng)、暴露在高溫和(或)潮濕環(huán)境中、缺乏適應(yīng)環(huán)境的能力、身體素質(zhì)差以及攜帶過(guò)多的衣物、設(shè)備、防護(hù)裝備。如果能夠快速降低核心體溫，與高溫有關(guān)的疾病在很大程度上是可以預(yù)防的[15]，研究發(fā)現(xiàn)在熱應(yīng)激早期，為加快散熱，皮膚血流量增加而內(nèi)臟器官血流量減少，此時(shí)應(yīng)快速進(jìn)行皮膚降溫[16]。如足夠的技術(shù)和儀器立即進(jìn)行全身降溫可提高患者的生存率。

勞力性熱應(yīng)激的治療核心以早期快速降溫為主。綜合閱讀國(guó)內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)快速降溫的方法如下：輕癥時(shí)通過(guò)溫和的冷卻、休息和補(bǔ)充水分可以有效緩解癥狀；重癥時(shí)需要在30 min內(nèi)得到充分的降溫；降溫方式包括冰袋、冰塊、冰毯等覆蓋于患者有大血管走行的體表以及冷卻背心等物理療法[17-18]。目前為止，全身冷水浸浴降溫法被認(rèn)為是最有效的降溫方式[19]，但由于空間、設(shè)備等限制，根據(jù)實(shí)際情況，需綜合患者、環(huán)境、病情、儀器設(shè)備等決定救治方法。選擇合適的方法，在兼顧其他方面的同時(shí)快速有效降溫是救治的核心。預(yù)防核心體溫持續(xù)升高，避免勞力性熱應(yīng)激的發(fā)生和惡化非常必要。

有研究顯示，相變材料可從外界吸熱，發(fā)生固液的可逆變化，是可以被用于研制降溫裝備的新材料，以其制作的冷卻背心在環(huán)境溫度為34℃時(shí)可以使軀干皮膚溫度下降2℃ ～ 3℃，起到明顯降溫效果[20-22]。本研究對(duì)相變材料控溫毯的降溫效果進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)與目前常用的自然降溫、冰袋降溫等方法比較，控溫毯組降溫速度更快，能夠縮短高熱持續(xù)時(shí)間，降溫效果顯著。從志愿者的自我感受結(jié)果可以看出，控溫毯降溫受試者的舒適度較其他降溫方式分值更高，說(shuō)明控溫毯降溫方式更易于被接受?？販靥撼嗽陬A(yù)防體溫上升方面有良好的效果，據(jù)設(shè)計(jì)專(zhuān)家判斷，控溫毯在治療勞力性熱應(yīng)激的其他重癥時(shí)也可發(fā)揮很大作用，尤其是在發(fā)生熱損傷的第一現(xiàn)場(chǎng)，能夠起到快速降溫的作用，進(jìn)而阻止熱損傷的進(jìn)展，在一定程度上能夠預(yù)防熱射病的發(fā)生。相變材料控溫毯，不需要額外的制冷源，根據(jù)其自身特點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)降溫，尤其是在野外環(huán)境下。本研究中的控溫毯輕巧、便于攜帶，在降溫治療和轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中均可應(yīng)用，尤其是在軍隊(duì)在野外訓(xùn)練作戰(zhàn)等任務(wù)中，可以進(jìn)一步豐富野外訓(xùn)練保障方式。

新冠疫情管控期間招募試驗(yàn)參訓(xùn)人員比較困難，故本研究樣本量較少。考慮到本項(xiàng)目?jī)H為初步研究，且僅研究人體在平靜狀態(tài)下的降溫效果，故僅以較小的樣本量進(jìn)行了探討，后續(xù)仍需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行深入研究，以提供可靠數(shù)據(jù)。同時(shí)，相變材料具有吸熱/散熱的特性，在后續(xù)研究中還需對(duì)不同環(huán)境下材料的相變點(diǎn)溫度進(jìn)行研究，以拓寬其應(yīng)用價(jià)值。