单兵供氧器对高原移居青年心率和SaO2影响的评价*

2015-06-09邓炳楠李培兵聂鸿靖肖忠海朱慧丽段瑞峰陈照立

中国应用生理学杂志 2015年1期

关键词：单兵供氧增氧

邓炳楠，李培兵，毛忠，聂鸿靖，肖忠海，朱慧丽，段瑞峰，汪海△，陈照立△

(1. 军事医学科学院卫生学环境医学研究所，天津 300050； 2．解放军第18医院，新疆叶城 844900)

单兵供氧器对高原移居青年心率和SaO2影响的评价*

邓炳楠1，李培兵1，毛忠2，聂鸿靖1，肖忠海1，朱慧丽1，段瑞峰1，汪海1△，陈照立1△

(1. 军事医学科学院卫生学环境医学研究所，天津 300050； 2．解放军第18医院，新疆叶城 844900)

目的：探讨单兵供氧器在高原低氧环境下对高原移居青年动脉血氧饱和度(SaO2)、心率(HR)的影响及其应用效果。方法：10名高原移居青年受试者采用单兵供氧器，鼻吸式吸氧10 min，检测吸氧前、吸氧后安静时的心率和血氧饱和度，同时观察单兵供氧器的高原现场应用情况。结果：受试者使用单兵供氧器吸氧后的心率分别为(81.80±4.47) b/min低于吸氧前的(88.80±6.55) b/min (P<0.01)。给予单兵供氧器吸氧后受试者的血氧饱和度为(93.80±1.23)%低于吸氧前的(87.40±3.69)% (P<0.01)，单兵供氧器的供氧时间平均为(29.6±2.7) min，供氧连续且使用正常。结论：单兵供氧器在高原移居青年受试者中的应用效果良好，可明显降低心率和提高血氧饱和度，促进高原习服。

单兵供氧器；高原；心率；血氧饱和度

oxygen supply unit for individual; high altitude; heart rate; arterial oxygen saturation

高原环境的特点是低氧、低气压、寒冷、辐射强，其中低氧是影响人体功能的主要因素。平原人群进入高原后，常因高原低氧而诱发高原肺水肿、高原脑水肿等急性高原病，严重者甚至导致死亡；长期生活居住在高原则可能发生高原红细胞增多症和高原心脏病等慢性高原病，严重影响移居者的劳动能力[1]。如何改善高原作业者的缺氧状况，提高高原作业者的作业效率和劳动能力，是高原医学研究的方向之一。采用富氧室、氧气钢瓶或氧气袋等方式供氧，可以在驻地或营区内改善低氧情况，但在外出作业或执行任务时，则难以满足高原人群的供氧需求。轻巧便携、安全实用的小型供氧装备则有望解决这一难题[2]。本文对海拔4 100 m 的高原移居青年受试者使用单兵供氧器前后对动脉血氧饱和度(arterial oxygen saturation, SaO2)、心率(heart rate, HR)的影响进行了观察，旨在检验单兵供氧器在高原低氧环境下的应用情况和应用效果。

1 对象和方法

1.1 试验对象

试验对象为2013年7月25日至2013年9月26日自平原移居海拔4 100 m高原2个月的男性青年10名，年龄18～31岁，平均22.7岁，平原出生，上高原前经体检确认健康，均自愿参加本次试验。

1.2 仪器设备

单兵供氧器为军事医学科学院卫生学环境医学研究所与河南省国防科工厅核信恒达公司合作研制的一种化学供氧器。

1.3 试验方法

1.3.1 单兵供氧器在高原应用可行性评价评价单兵供氧器的高原适应性主要是了解设备在高原低压低氧环境下是否能正常使用以及其供氧时间的长短。实施程序为现场组装好单兵供氧器，加入适量清水至反应仓和加湿出气仓的水位指示线，再把反应试剂A和B放入到反应仓中，盖好压紧上盖，在加湿出气仓的观察窗看到水中有气泡产生，开始计时，至无气泡产生时停止计时，记录单兵供氧器的供氧时间长短，并观察单兵供氧器的高原现场应用情况。

1.3.2 单兵供氧器应用对心率和血氧饱和度的影响使用指套式心率血氧饱和度监测仪检测受试者吸氧前安静时的心率和血氧饱和度，然后用单兵供氧器供氧，采用耳麦式吸氧器通过鼻吸式吸氧10 min，吸氧结束时检测吸氧后的心率和血氧饱和度。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 单兵供氧器的高原适应性

共进行了5次高原适应性试用，单兵供氧器的现场应用均正常，没有出现异常；单兵供氧器的供氧时间平均为(29.6±2.7) min，供氧连续且在标注供氧时间(25～35) min范围内，表明单兵供氧器的高原适应性良好(表1)。

GroupWorkstatusDurationforsupplyingoxygen1Normal262Normal303Normal334Normal285Normal31

1,2,3,4,5: No. of test

2.2 单兵供氧器应用对高原移居青年心率和血氧饱和度的影响

吸氧前高原移居青年的心率为(88.80±6.55) b/min，吸氧10 min后心率平均为(81.80±4.47) b/min，二者之间的差异有统计学意义(P<0.01, 表2)，用单兵供氧器给予吸氧10 min后高原移居青年的心率明显下降。给予吸氧前高原移居青年的血氧饱和度为(87.40±3.69)%，吸氧10 min后的血氧饱和度平均为(93.80±1.23)%，二者之间的差异有统计学意义(P<0.01, 表2)。

GroupHR(b/min)SaO2(%)Before88.80±6.5587.40±3.69After81.80±4.47*93.80±1.23*

Before: Before oxygen inhaling; After: After oxygen inhaling; HR: Heart rate; SaO2: Arterial oxygen saturation

*P<0.01vsbefore group

总之，经在4 100 m高原的现场试用，单兵供氧器具有良好的高原适应性和应用效果。

3 讨论

氧是人体生理代谢的基本元素，空气中的氧经呼吸进入血液，与血红蛋白结合，通过血液循环运送到全身的组织细胞。海拔3 000 m以上的高原地区，由于空气中的氧分压降低，通过肺泡进入血液的氧减少，血氧饱和度降低，不能完全满足机体生理代谢的需要，易造成机体缺氧，引起体力、思维、判断、定向、记忆等认知功能减退，影响动作的协调性和准确性，使作业效率和作用能力下降，严重影响个体的脑作业能力和体作业能力。随着海拔高度的升高，这种影响也越发明显[3-5]。通过改善高原作业者的缺氧状况，提高高原作业者的作业效率和劳动能力，是提高高原移居人群脑体作业能力的主要措施之一。在驻地或营区内改善高原作业者缺氧状况，可采用富氧室、氧气钢瓶或氧气袋等方式供氧，而对于外出作业或执行任务时，由于现有的供氧设施难以移动或携带，则难以满足这部分高原人群的供氧需求，而新式单兵供养器具有体积小、重量轻、便于携带、安全实用的特点，能够较好的解决传统高原供氧面临的难题，满足这部分人群的供氧需求。

增加吸入气中的氧浓度，可提高高原人群的作业能力。在海拔4 000～5 000 m，每增加1%的氧浓度相当于可降低海拔高度300 m，提高5%的氧浓度则大约可降低至相当海拔3 000 m高度，在这种高度上，人体易耐受、习服或适应环境，而且小幅度提高室内氧浓度，还可以改善人的思维、行为和工作能力[6]。动脉SaO2和心率是反应机体供氧程度的重要指标。在高原低氧环境下从事体力劳动时，SaO2的变化对于评价人体缺氧状况和劳动能力有重要意义。心率与氧耗量呈明显正相关，其变化常被用来作为个体劳动能力和劳动强度的指标。有文献报道采用单兵高原增氧呼吸器，通过增加局部空气压力，氧气体积百分比保持不变的方法，使氧分压得以提高，从而对急性高山反应起到预防和治疗作用，促进高原习服，提高高原移居青年的心肺功能及体力作业效率，提高劳动能力，对士兵军事作业能力的改善起到明显作用[7-10]。本次试验证明，我所自行研制的单兵供氧器的高原适应性良好，在短时间内可明显改善机体高原缺氧状况和抗疲劳能力，明显提高机体SaO2和降低心率(P<0.01)，提高移居青年的机能状态和作业能力，取得了较为理想的试验结果。说明单兵供氧器在高原使用可以有效加快高原移居青年的习服进程，促进高原习服，对于改善机体缺氧状况，提高高原作业能力有重要意义，轻巧便携、安全实用，尤其适合外出作业或旅游的人群携带使用。

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军队十二五重大项目(AWS11J003)；国家重大研究计划(2011ZXJ09202-021)

2014-10-21 【修回日期】2014-11-12