【关键词】 缺氧
Effects of oxygenincreasing respirator on SaO2 and heart rate under simulated hypoxic environment
【Abstract】 AIM: To study the effects of oxygenincreasing respirator on SaO2（blood oxygen saturation, SaO2）and heart rate under simulated hypoxic environment. METHODS: Sixteen subjects were randomly divided into two groups (A and B). All the subjects were put into the hypobaric chamber where 5000 m altitude was simulated. Loadedbicycle exercise test was carried out in the hypoxic environment during the whole test. Subjects in group A put on oxygenincreasing respirators while those in group B did not. The values of SaO2 and heart rate were observed continuously. RESULTS: The values of SaO2 in group A increased significantly（P＜0.05）compared with those of group B. Though no significant differences were found in the values of heart rate between the two groups (P＞0.05), statistically significant differences between the two groups were observed in the values of recovery heart rate after 3 minutes and 5 minutes（P＜0.05）. CONCLUSION: Oxygenincreasing respirator can improve the working capacity in altitude hypoxic environment. It helps the acclimatization to high altitude.
【Keywords】 hypoxic; heart rate; SaO2; hypobaric chamber
【摘要】 目的：探讨在模拟缺氧条件下增氧
呼吸器对人体
血氧饱和度和
心率的影响. 方法：16名受试者在低压舱中（模拟海拔5000 m）进行运动负荷试验，随机分为2组（n=8）：A组佩戴使用增氧呼吸器,B组不使用仪器. 分别检测血氧饱和度（SaO2）和心率. 结果：与B组比较，A组SaO2值明显增加（P＜0.05），心率的变化则没有显著性差异. 运动负荷结束后3 min及5 min心率恢复速度两组之间的差异有统计学意义(P＜0.05). 结论：增氧呼吸器能有效地促进高原习服过程，提高和改善低氧条件下人体的劳动能力.
【关键词】 缺氧；心率；血氧饱和度；低压舱
0引言
当人们初上高原时，低氧环境可对机体产生一系列影响，劳动能力明显降低. 特别是高原新兵入伍时，从低海拔地区初到高海拔地区，面临低氧、低气压、强紫外线照射等恶劣的自然环境，极易使机体处于生理和心理的应激状态［1，2］. 国内外有关采用
制氧机和建立富氧室的方法提高人体体质，改善高原劳动能力的研究已有许多报道［3-7］，但采用“增氧”的方式来预防和治疗急性高原病，促进高原习服，提高军事作业效率与作战能力的研究却鲜有报道. 我们采用低压舱模拟海拔5000 m高原缺氧环境，使用自行研制的“单兵高原增氧呼吸器”在运动负荷状态下对血氧饱和度（blood oxygen saturation, SaO2）和心率进行了观察，旨在探讨增氧呼吸器在低氧条件下对人体劳动能力的影响.
1对象和方法
1.1对象
常驻低海拔地区(西安，海拔400 ｍ)军校汉族学员16（男 12，女4）名，年龄18～23周岁，试验前经体检确认健康，近期没有服用任何药物. SaO2和心率的检测采用UT4000C多参数
监护仪（深圳市金科威实业有限公司生产），运动负荷采用三和松石5820型功率自行车实现（北京三和松石机电有限责任公司生产）. “单兵高原增氧呼吸器”由第四军医大学生物医学工程系研制，该仪器打破常规惯例，不需要添加任何化学物质，以空气为原料，变“制氧”为“增氧”，通过
面罩局部适量加压的方式增加“面罩呼吸道”局部小环境内的空气压强. 干燥的空气中氧分压等于空气总压强乘以氧气的体积百分比，在面罩内氧气的体积百分比保持恒定（约21%），空气压强的增加导致氧分压的提高，以改善在缺氧环境中机体的生理状况.
1.2方法
16名受试者试验前均处于静息状态. 随机数字法分为A，B 2组，每组8人. 由于低压舱内空间有限，每次进舱4人（横向每组2人），分4次完成试验. 低压舱模拟海拔5000 m缺氧高原环境，15 min后统一采用功率自行车作负荷运动，匀速骑行，速度设定为(30±2) km/h，骑行距离为2 km，负荷时间约为4 min. 试验过程中要求A组受试者统一佩戴使用增氧呼吸器，B组不使用仪器. 运动过程中双手扶器械（约与胸齐），以保证所检测数据的稳定性. 负荷结束时，即刻记录受试者的心率（HRM）及SaO2. 然后分别在静息第3 min和第5 min后纪录恢复心率（HRR），算得心率变化值HRD=HRM-HRR. 试验环境温度22.5℃、湿度25%.
统计学处理：采用SPSS 10.0 FOR WINDOWS软件包，实验结果用x±s表示, 用独立样本t检验行显著性分析（经F检验，两组间变量的总体方差相等），以P＜0.05为有显著性差异.
2结果
在低氧环境运动负荷状态下，两组SaO2之间的差异具有统计学意义（P＜0.05），而心率值的差异不显著（Tab 1）. 运动负荷试验结束后，A, B两组第3 min及第5 min的恢复心率之间的差异显著（P＜0.05, Tab 2）.表1增氧呼吸器对机体心率和血氧饱和度的影响（略）表2增氧呼吸器对机体恢复心率的影响（略）
3讨论
空气是由氧、氮等气体组成的混合气体，在标准大气压力的海平面上（1 ATA），氧气的含量约为21％，随着海拔的上升，气压逐渐降低，肺泡内的气体以及动脉血和组织内氧气的分压也相应降低. 为使血液中维持人体劳动所需含氧量，必须增加机体红血球的含量，但人体自动增加红血球含量至少需要几日的时间［8］，因此在刚进入高原时，会因为海拔突然增高，人体来不及适应而产生体内氧气供应不足的情形，劳动能力下降. 高度愈高，过渡时间愈短，产生的反应就愈剧烈，这种生理反应称为高山病.
为了克服高山病对人体的不利影响，国内外学者做了大量研究，但主要集中在“制氧”方式上. 我们知道，空气中氧气对机体的生理作用不决定它在空气中所占的体积百分比，而取决于它的分压，要想减轻高原缺氧对机体的危害，就必须想方设法提高氧分压. 传统“制氧”主要用增加氧气体积百分比、空气压力保持不变的方法来提高氧分压. 而我们所研制的“单兵高原增氧呼吸器”在思路上有所创新，采用增加局部空气压力、氧气体积百分比保持不变的方法，使氧分压得以提高，从而对急性高原反应起到预防和治疗作用，提高劳动能力. 肖华军等［9］在研制“新型机载供氧装备”时提出“高空供氧生理等效应”理论，指出飞行员不必呼吸纯氧，呼吸富氧气体足以降低高空减压病的发生，这也进一步证实了终对机体产生生理作用的并非氧气的体积百分比，而是氧分压.
动脉SaO2和心率是对高原人体劳动能力客观评价的指标，SaO2能反映机体供氧程度，心率与氧耗量呈明显正相关，其变化常用来作为个体劳动能力和劳动强度的指标，而心率恢复速度则反映心脏耐缺氧和抗疲劳能力［10］. 从本次试验结果来看，使用呼吸器可以明显增加机体SaO2，改善心脏耐缺氧和抗疲劳能力，提高人体机能状态及有氧劳动能力，可以有效加快高原习服过程，这将对改善部队高原劳动能力和提高作战能力有重大意义.
【参考文献】
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