70600 空軍臨潼航空醫(yī)學(xué)鑒定訓(xùn)練中心 王忠波 周琪 戴慶 王爭羊

710032 第四軍醫(yī)大學(xué)空軍醫(yī)學(xué)系 吳燕紅2 姚永杰6

溫泉游泳訓(xùn)練對飛行員心臟功能和大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的影響

710600 空軍臨潼航空醫(yī)學(xué)鑒定訓(xùn)練中心 王忠波1周琪3戴慶4王爭羊5

710032 第四軍醫(yī)大學(xué)空軍醫(yī)學(xué)系 吳燕紅2姚永杰6

目的 觀察健康療養(yǎng)期間，溫泉游泳訓(xùn)練對飛行員心臟泵血、舒張功能和大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的影響。方法 24名現(xiàn)役飛行員在健康療養(yǎng)期間，進(jìn)行每周5 d、連續(xù)4周的溫泉游泳訓(xùn)練。訓(xùn)練前后采用彩色多普勒超聲心動(dòng)圖技術(shù)測量心臟泵血和左室舒張功能的變化，采用經(jīng)顱多普勒超聲儀測量雙側(cè)大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。結(jié)果 與訓(xùn)練前相比，游泳訓(xùn)練4周后飛行員每搏輸出量(SV)和射血分?jǐn)?shù)(EF)均顯著增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，心率(HR)顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，左室短軸縮短率(SFLV)和二尖瓣口舒張?jiān)缙贓峰最大血流速度均顯著增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；反映心臟功能的其他指標(biāo)和雙側(cè)大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)訓(xùn)練前后沒有顯著變化。結(jié)論 健康療養(yǎng)期間，溫泉游泳鍛煉可提高心臟泵血和左室舒張功能，但不影響腦血管功能。

飛行員；溫泉水；游泳訓(xùn)練；心功能；腦血管功能；超聲心動(dòng)圖；經(jīng)顱多普勒超聲

高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員單次飛行時(shí)間長、認(rèn)知負(fù)荷重、需要頻繁做抗荷動(dòng)作且要使用抗荷正壓呼吸系統(tǒng)，因此體力消耗大，容易疲勞[1]。良好的心臟功能儲(chǔ)備和腦血管調(diào)節(jié)能力是高過載、缺氧、高低溫環(huán)境溫度暴露等特殊環(huán)境條件下維持重要器官生理功能的重要因素。研究表明，利用各種自然療養(yǎng)因子和人工療養(yǎng)因子，對處于疾病或“亞健康”狀態(tài)下的人員進(jìn)行綜合治療，可達(dá)到預(yù)防疾病和恢復(fù)健康的目的[2]。關(guān)英濤等[3]研究表明，22 d的海泳訓(xùn)練可增加飛行人員的心肺功能，其對提高飛行員的靈活性、加速度耐力、缺氧耐力具有很好的效果。2年的游泳訓(xùn)練，可提高大學(xué)生的心臟泵血功能和PWC170，明顯改善人體對氧的運(yùn)輸系統(tǒng)、氧的利用能力和心血管系統(tǒng)功能[4]。在各種療養(yǎng)因子中，游泳訓(xùn)練作為有氧與無氧運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的訓(xùn)練方法，可能對飛行員的心臟功能和腦動(dòng)脈血流產(chǎn)生正性影響。溫泉中含有豐富的微量元素，加之適當(dāng)?shù)臏囟龋軐θ梭w發(fā)揮多種保健治療作用。有研究表明，溫泉浴作為一種有氧運(yùn)動(dòng)方式能改善冠心病患者的心功能，顯著提高心輸出量和射血分?jǐn)?shù)[5]。健康療養(yǎng)期間，利用溫泉游泳訓(xùn)練可否提高飛行人員的心腦血管功能，尚未見系統(tǒng)報(bào)道。為此，本研究采用彩色多普勒超聲心動(dòng)圖技術(shù)和經(jīng)顱多普勒超聲技術(shù)，觀察了健康療養(yǎng)的24名現(xiàn)役飛行員，連續(xù)4周的溫泉游泳訓(xùn)練前后的心臟泵血、左室舒張功能和雙側(cè)大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的變化。

1 對象與方法

1.1 對象 經(jīng)過綜合醫(yī)學(xué)檢查(包括查閱既往醫(yī)學(xué)鑒定結(jié)論、物理查體、血常規(guī)、胸部X線照片、腹部頸部血管B超、肝功和乙肝六項(xiàng)等)，確定24名在空軍某飛行員航空醫(yī)學(xué)鑒定訓(xùn)練中心進(jìn)行健康療養(yǎng)和航空生理訓(xùn)練的現(xiàn)役男性殲擊機(jī)飛行員作為受試者，年齡(30.8±6.1)歲，身高(172.1±3.4)cm，體質(zhì)量(59.9±3.7)kg。實(shí)驗(yàn)前向他們詳細(xì)介紹有關(guān)實(shí)驗(yàn)的目的、意義和程序，以獲得知情同意。

1.2 方法

1.2.1 溫泉游泳訓(xùn)練 采用室內(nèi)游泳池，長20 m，寬15 m，水深1.5～2.4 m。水源為自來水和溫泉水，各占50%，水溫25～33℃。訓(xùn)練方案為：每周連續(xù)訓(xùn)練5 d，休息2 d，每天上午9點(diǎn)開始，自由姿勢游300 m，下午4點(diǎn)開始，自由姿勢游400 m，持續(xù)訓(xùn)練4周，累計(jì)游泳訓(xùn)練20 d。

1.2.2 心臟功能檢查 游泳訓(xùn)練前后，采用百勝2000彩色多普勒超聲儀，由專人操作檢測心臟泵血和左室舒張功能。檢查時(shí)間是工作日的9：30～11：30，每名受試者均在完成TCD檢測后進(jìn)行超聲心動(dòng)圖檢查。受試者左側(cè)臥位，平靜呼吸，探頭置胸骨旁探窗于左室長軸切面檢測主動(dòng)脈內(nèi)徑；左室短軸切面心尖水平檢測肺動(dòng)脈主干內(nèi)徑；乳頭肌水平檢測左室收縮期橫徑、縱徑，舒張期橫徑、縱徑，采用公式計(jì)算：左室短軸縮短率(shortening fraction of left ventricle，SFLV)=[舒張末期直徑(Dd)-收縮末期直徑(Ds)]/Dd× 100%。心尖探測窗及四腔心切面檢測四腔大小，采用公式計(jì)算：每搏輸出量(SV)=舒張末期容積(EDV)-收縮末期容積(ESV)，射血分?jǐn)?shù)(ejection fraction，EF)=SV/EDV×100%。探頭置二尖瓣口取血流頻譜圖像，經(jīng)儀器自動(dòng)處理，測量二尖瓣口舒張?jiān)缙谧畲笱魉俣?peak early E-wave inflow velocity)E和舒張晚期最大血流速度(peak late inflow velocity)A，E峰代表舒張?jiān)缙谧笫铱焖俪溆潭龋珹峰為心房收縮所致，反映心肌舒張末期功能情況。計(jì)算E/A和每分輸出量(cardiac output，CO=HR×SV)[6-7]。

1.2.3 腦動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)檢查 在整個(gè)游泳訓(xùn)練前后，采用經(jīng)顱多普勒超聲儀(NeurovisionTM)，測量雙側(cè)大腦中動(dòng)脈(middle cerebral artery，MCA)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。TCD利用血管內(nèi)流動(dòng)紅細(xì)胞為超聲散射源，將聲束的回波信號(hào)，形成多普勒效應(yīng)光點(diǎn)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，由視頻彩色顯示并打印。檢查均在工作日的9：00～11：00進(jìn)行。檢查時(shí)TCD有專人操作，受試者平臥，囑受試者平靜呼吸，并避免外界聲光干擾。探頭置于顳窗，探頭上涂足夠的超聲耦合劑，探頭與皮膚保持一定的壓力，以利超聲束穿透，取脈沖重復(fù)頻率2 MHz，取樣深度為50～60 mm，探頭與顳窗皮膚垂直。自動(dòng)計(jì)算指標(biāo)有：收縮期峰值血流速度(Vs)，舒張末期峰值血流速度(Vd)，峰值平均血流速度(Vm)，脈動(dòng)指數(shù)(pulsatility index，PI)，PI=(Vs-Vd)/Vm，阻力指數(shù)(resistance index，RI)，RI=(Vs-Vd)/Vs。后期處理時(shí)計(jì)算收縮/舒張比值Vs/Vd。MCA兩側(cè)流速差(bilateral velocity difference，BVD，BVD=右側(cè)Vm-左側(cè)Vm)，MCA兩側(cè)非對稱指數(shù)(inter-hemispheric asymmetry index，AI)，AI=(右側(cè)Vm-左側(cè)Vm)×200/(右側(cè)Vm+左側(cè)Vm)[8]。

2 結(jié)果

2.1 心臟泵血和左室舒張功能的變化 所有受試者均完成了4周的游泳訓(xùn)練，訓(xùn)練后飛行員體質(zhì)量有降低的趨勢，血壓沒有顯著變化。與訓(xùn)練前相比，游泳訓(xùn)練4周后飛行員SV和EF均顯著增加(P＜0.01)，HR顯著降低(P＜0.01)，SFLV和二尖瓣E峰最大血流速度均顯著增加(P＜0.01)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；二尖瓣A峰最大血流速度、E/A比值、CO、主動(dòng)脈內(nèi)徑、肺動(dòng)脈主干內(nèi)徑訓(xùn)練前后沒有顯著變化(表1)。

表1 4周游泳訓(xùn)練前后飛行員心臟泵血和左室舒張功能的變化(n=24，±s)

表1 4周游泳訓(xùn)練前后飛行員心臟泵血和左室舒張功能的變化(n=24，±s)

游泳訓(xùn)練前 游泳訓(xùn)練后 t值 P值HR(次/min) 62.42±2.47 58.77±2.42 10.295 ＜0.01 SV(mL) 88.58±22.71 94.19±22.44 -3.973 ＜0.01 CO(L) 5.52±1.35 5.54±1.34 -0.264 ＞0.05 EF(%) 64.08±6.39 65.28±6.45 -3.261 ＜0.01 SFLV(%) 34.00±3.93 35.38±3.66 -3.127 ＜0.01二尖瓣E峰最大血流速度(cm/s) 70.62±8.17 72.69±7.18 -5.052 ＜0.01二尖瓣A峰最大血流速度(cm/s) 46.62±7.18 48.23±6.07 -1.743 ＞0.05 E/A 1.55±0.28 1.53±0.27 0.360 ＞0.05主動(dòng)脈內(nèi)徑(mm) 28.96±1.25 29.04±1.18 -0.811 ＞0.05肺動(dòng)脈主干內(nèi)徑(mm) 18.46±1.03 18.76±1.21 -0.412 ＞0.05

2.2 大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)的變化 反映雙側(cè)大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)的指標(biāo)Vs、Vd、Vm、PI、RI、Vs/Vd，以及MCA兩側(cè)流速差BVD和兩側(cè)非對稱指數(shù)AI在4周游泳訓(xùn)練前后沒有顯著差異(表2)。

表2 4周游泳訓(xùn)練前后飛行員大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的變化(n=24，±s)

表2 4周游泳訓(xùn)練前后飛行員大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的變化(n=24，±s)

游泳訓(xùn)練前 游泳訓(xùn)練后 t值 P值Vs(cm/s)右106.84±18.25 109.72±17.95 -0.921 ＞0.05左105.19±16.91 104.35±12.96 0.349 ＞0.05 Vm(cm/s)右66.38±13.82 66.96±12.59 -0.232 ＞0.05左66.28±12.15 64.92±11.20 0.710 ＞0.05 Vd(cm/s)右45.86±11.89 45.42±9.58 0.215 ＞0.05左44.30±7.23 44.05±9.75 0.177 ＞0.05 Vs/Vd右2.37±0.22 2.45±0.25 -1.427 ＞0.05左2.38±0.15 2.43±0.32 -0.831 ＞0.05 RI右0.60±0.06 0.59±0.04 0.503 ＞0.05左0.60±0.05 0.58±0.06 0.835 ＞0.05 PI右0.98±0.12 0.98±0.11 -0.241 ＞0.05左0.97±0.07 0.95±0.12 0.590 ＞0.05 BDV(cm/s) 0.10±11.78 2.04±8.03 -0.794 ＞0.05 AI(%) -0.23±17.52 2.70±12.35 -0.762 ＞0.05

3 討論

高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員反復(fù)暴露于高過載、缺氧、高低溫等特殊環(huán)境條件下，需要良好的心臟功能儲(chǔ)備和腦血管調(diào)節(jié)能力。利用各種療養(yǎng)因子和體育鍛煉措施，可增強(qiáng)飛行員體質(zhì)，防治疾病，促進(jìn)康復(fù)，恢復(fù)其生理心理功能狀態(tài)。但未見利用溫泉游泳訓(xùn)練提高心腦血管功能的研究報(bào)道。本研究采用無創(chuàng)的彩色多普勒超聲心動(dòng)圖技術(shù)和經(jīng)顱多普勒超聲技術(shù)，觀察了24名現(xiàn)役飛行員在健康療養(yǎng)期間，連續(xù)4周的溫泉游泳訓(xùn)練前后的心臟泵血、左室舒張功能和雙側(cè)大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的變化。結(jié)果顯示飛行員SV和EF游泳訓(xùn)練4周后顯著增加，HR顯著降低，SFLV和二尖瓣口舒張?jiān)缙贓峰最大血流速度均顯著增加；而反映心臟功能的其他指標(biāo)和雙側(cè)大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)訓(xùn)練前后沒有顯著變化。結(jié)果表明，溫泉游泳鍛煉可提高心臟泵血和左室舒張功能，但不影響腦血管功能。

在各種療養(yǎng)因子中，游泳訓(xùn)練是一種有氧與無氧運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的訓(xùn)練方法[3]。游泳訓(xùn)練除有一般性體育活動(dòng)的健身作用外，還有以下生理學(xué)作用：①提高分析器機(jī)能。游泳最大的特點(diǎn)是人體呈水平位在水中運(yùn)動(dòng)，因而可使分析器特別是運(yùn)動(dòng)和前庭分析器得到全面鍛煉，改善其功能。②改善內(nèi)臟器官功能。身體呈水平位運(yùn)動(dòng)，可使心臟負(fù)擔(dān)減輕，加之水對皮膚和身體各部位(尤其是胸腹腔)的壓力以及大肌群的活動(dòng)，更能增強(qiáng)心血流量，有利于提高心臟的活動(dòng)能力，為克服水對胸腹腔的壓力而進(jìn)行的深呼吸，可促進(jìn)呼吸肌發(fā)達(dá)，因而可增強(qiáng)肺活量和最大通氣量，延長閉氣時(shí)間。③調(diào)節(jié)作用。水的傳熱性大，不同的水溫可以對神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)以及熱代謝過程產(chǎn)生良好的鍛煉與強(qiáng)壯作用[9]。溫泉中含有豐富的微量元素，加之適當(dāng)?shù)臏囟?，能改善冠心病患者的心功能，顯著提高心輸出量和射血分?jǐn)?shù)[5]，對人體發(fā)揮多種保健治療作用。在溫泉水中游泳訓(xùn)練，可發(fā)揮兩者的聯(lián)合作用，可能對飛行員的心臟功能和腦動(dòng)脈血流產(chǎn)生正性影響，但本研究只發(fā)現(xiàn)溫泉游泳鍛煉可提高心臟泵血和左室舒張功能，但不影響腦血管功能。本研究結(jié)果與既往報(bào)道的游泳鍛煉對心功能的影響結(jié)果是一致的[3-4]，而溫泉游泳訓(xùn)練前后大腦中動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)并沒有改變，這可能與腦血管和血流量自身調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性有關(guān)。

溫泉游泳訓(xùn)練提高心臟泵血和舒張功能的機(jī)制尚不十分清楚。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，低氧條件下游泳鍛煉后大鼠血液粘滯度顯著降低，左、右室心肌最大舒縮速度顯著提高，心輸出量顯著增加[10]。羅艷蕊等[11]研究表明，8周低強(qiáng)度有氧游泳訓(xùn)練后大鼠心臟降鈣素基因相關(guān)肽CGRP在mRNA水平表達(dá)上調(diào)，可能會(huì)導(dǎo)致心肌組織CGRP含量上升，從而增強(qiáng)心肌收縮力，反映出長期低強(qiáng)度的游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后心臟在分子水平上的良好適應(yīng)。另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，長期游泳訓(xùn)練能有效地提高大鼠的心臟功能，其主要生理特征表現(xiàn)為提高安靜狀態(tài)下心臟舒張功能，可導(dǎo)致心肌的能量利用出現(xiàn)節(jié)省化[12]。關(guān)于溫泉游泳訓(xùn)練提高心臟功能而不影響腦血管功能的機(jī)制，我們將進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。

[1]賈妙興，付國順，陳孔斌，等.潛艇艇員療養(yǎng)前后抗氧化能力的變化[J].海軍醫(yī)學(xué)雜志，2008，29(4)：307-308.

[2]李立華，耿喜臣，陸霞，等.專項(xiàng)抗荷體能訓(xùn)練對HP動(dòng)作抗荷效果的影響[J].中華航空航天醫(yī)學(xué)雜志，2004，15(3)：151-155.

[3]關(guān)英濤，萬梅，張毅霞.飛行人員海泳訓(xùn)練前后部分生理指標(biāo)的變化[J].航空軍醫(yī)，2003，31(4)：146-147.

[4]李云清.游泳運(yùn)動(dòng)對大學(xué)生心血管功能的影響[J].科技信息，2006(3)：9.

[5]胡琳琳，王永革，李冬娥.溫泉浴改善冠心病患者心功能[J].中國臨床康復(fù)，2003，7(15)：2220-2221.

[6]Demaria AN，Wisenbaugh TW，Smith MD，et a1.Doppler echocardiographic evaluation of diastolic dysfunction[J].Circulation，1991，84(Suppl I)：288-295.

[7]談?wù)\，蔣昌林，汪娜，等.21 d頭低位臥床對人體左心舒張功能的影響[J].航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程，2002，15 (3)：182-185.

[8]王忠波.TCD對模擬失重下腦動(dòng)脈血流的檢測[J].中國療養(yǎng)醫(yī)學(xué)，2009，18(5)：391-394.

[9]周汝翔.實(shí)用療養(yǎng)學(xué)[M].沈陽：遼寧人民出版社，1987：79-84.

[10]劉福玉，黃慶愿，高鈺琪，等.模擬高原游泳運(yùn)動(dòng)對大鼠血液粘滯度及心功能的影響[J].中國應(yīng)用生理學(xué)雜志，2004，20(1)：7-10.

[11]羅艷蕊，賀杰，漆正堂.長時(shí)間低強(qiáng)度游泳運(yùn)動(dòng)對大鼠心血管系統(tǒng)CGRP mRNA表達(dá)的影響[J].中國應(yīng)用生理學(xué)雜志，2007，23(1)：62-65.

[12]呂遠(yuǎn)遠(yuǎn)，孫飆，馬繼政.不同強(qiáng)度游泳訓(xùn)練對大鼠心臟形態(tài)和功能的影響[M].南京體育學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，6(1)：1-5.

Objective To observe the effects of swimming training in hot spring on function of cardiac pump，cardiac diastolic function and hemodynamics of middle cerebral artery of pilots during convalescent period.Methods Twenty four male pilots on active service were

swimming training in hot spring，5 days/week，for successive four weeks during convalescent period.Before and after the training，the indexes of function of cardiac pump and left ventricular diastolic function were measured with echocardiogram and parameters of middle cerebral artery hemodynamics were detected by TCD technology.Results After four weeks of swimming training，stroke volume(SV)and ejection fraction(EF)were significantly increased(P＜0.01)，while heart rate(HR)were significantly decreased(P＜0.01).Shortening fraction of left ventricle and mitral inflow E peak velocity in early period were significant increased(P＜0.01).There was no significant difference of other indexes reflected heart function and dynamics of bilateral middle cerebral artery between before and after training.Conclusion Swimming training in hot spring can improve function of cardiac pump and diastolic function and does not affect the function of cerebral vessels.

Pilot；Hot spring water；Swimming Training；Cardiac function；Cerebral vessels function；Echocardiogram；Transcranial Doppler sonography

1005-619X(2010)08-0673-04

2010-01-27)