宋 娟 张 松 杨 琳 杨益民

1 实验对象与方法

1.1 实验设备

实验设备主要有：①功率车；②袖带式电子血压计；③运动负荷下心血管检测系统(北京易思有限公司)；④计算机。

1.2 实验对象

选择在安静状态下心血管功能正常的自愿受试者参加运动负荷实验。参加血流参数检测实验的受试者60名，全部为在校本科生，身体状况都基本良好。根据身体质量指数(body mass index，BMI)＝体重/身高2(BMI＝kg/m2)，BMI≥30为肥胖，将60名受试者分为男生正常组、女生正常组、男生肥胖组、女生肥胖组，各组基本情况见表1。

1.3 实验方法

受试者在功率车上静坐，测量其在惊喜状态下的血压。随后开始运动负荷试验。受试者蹬脚踏车进入运动负荷实验。男性蹬车负荷功率为5级(50 W、75 W、100 W、125 W、150 W)，女性和肥胖组蹬车负荷功率为4级(50 W、75 W、100 W、125 W)，每级蹬1 min，蹬车速度为60 r/min(自行车功量计前端有蹬车速度显示表)。每蹬1 min休息1次，采集一次脉搏波信号。

表1 各组基本情况表

1.4 数据处理

利用SPSS 18统计软件和excel软件, 对同一组大学生不同运动负荷间的参数采用t检验进行比较，并对同一运动负荷下各组主成分比例进行分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 实验结果分析

2.1 不同负荷下相同组别大学生的血流参数

(1)肥胖组的血流参数差异比较见表2。肥胖组桡动脉脉搏波波形系数K值与指脉脉搏波波形系数K’值趋势如图1所示。

图1 肥胖组K与K’趋势图

实验结果显示，肥胖组大学生在运动负荷实验中其功率在125 W时，心率HR达到最大值，相对于0 W时功率显著增加。其他血流参数在运动过程中变化差异不大。K与K’的变化趋势基本相反，并且减小不显著。此受试者在负荷运动过程中，心搏出量(SV)变化不大，相对安静状态，运动过程中的SV基本不增加，反而在50 W和100 W时有所下降，心输出量增加得也不大，并且增加得比较缓慢。肥胖组大学生机体的心脏射血力量相对较弱。该组受试者在运动时心脏易疲劳，对运动反应不好，血管系统的适应能力和储备能力相对较差，机体不适合于参加剧烈运动。

(2)正常组的血流参数差异比较见表3。正常组K与K’趋势如图2所示。

图2 正常组K与K’趋势图

表2 肥胖组血流参数差异表

表3 正常组血流参数差异表

对比肥胖组，正常组的心率HR变化差异不明显，而K与K’在运动过程中均下降。说明正常组受试者供血量不断增加主要是运动过程中心肌收缩力强，运动肌肉血管舒张良好的结果，而并非完全靠心率的增加。因此该组相对于肥胖组而言心血管功能相对正常，心血管系统的适应能力和储备能力也较肥胖组强。

2.2 运动负荷下各组主成分比例

如图3所示，纵坐标代表主成分比例，分为正、负半轴，若某个主成分对心搏出量的影响为正的因素，即能导致心搏出量增加时该主成分则落在正半轴；若为负的影响因子，即导致心搏出量减少时该主成分则落在负半轴。如负荷功率为50 W时K值相对安静状态时降低，即血管舒张，则该血管舒张成分对心搏出量增加的影响为正的因素。脉压差增加同样为正的影响因素。反之，若K值在相对安静状态时上升，即血管缩小则为负的影响因素。若脉压差在相对安静状态时减小同样为负的影响因素。心率增加为负的影响因素。

图3 不同组别受试者主成分比例图

3 结论

在不同递增负荷运动方案中通过脉搏波传感器，依据脉搏波波形参数和血流参数，可显著反映出人体的血管血流在不同运动负荷刺激下瞬间所发生的细微变化, 说明人体心血管系统对体育运动有瞬时应激反应。肥胖者和正常受试者在同一运动负荷下对运动的应激反应不一样。如图3(c)所示，心输出量增加完全靠心率增加，与血管舒张关系不大。说明肥胖者(BMI＞30)更容易产生疲劳，心血管机能差，运动能力低于正常者，严重缺乏体育锻炼。男生和女生在同一运动负荷下对运动的反应也不一样。如图3(a)、图3(b)所示，男生组对运动的反应更好，更适合做高强度的体育活动。而女生适合做轻量体育活动。

综上所述，通过让人体承受一定的运动负荷，借助脉搏波采集系统，了解人体运动时其心血管系统的细微变化情况，以便更准确地判断人体心血管系统在体育运动中的变化和对进行体育训练强度的耐受力，提早发现引起运动伤害的征兆。本实验显示，不同体重者在体育运动过程中心血管功能存在差异，可为今后在研究运动减肥领域提供相应的理论依据。同时，在评价大学生心血管功能方面可以有效弥补传统的静态检测方法的不足，有助于提早发现由心血管异常引起的运动伤害及其发生前的征兆，对预防严重的运动伤害乃至运动猝死的发生起到积极的作用，为大学生的体育教学和增强大学生体质提供了新的研究方法。

[1]刘静纨,陈建慧,罗志昌.人体微循环弹性腔模型与模型参数估计[J].北京生物医学工程,2001,20(2):102-105.

[2]焦学军,房兴业.利用脉搏波特征参数连续测量血压的方法研究[J].生物医学工程学杂志,2002,19(2):217-220.

[3]许家佗,张志枫,孙鸿杰,等.力竭性运动前后的脉图观察研究[J].中国运动医学杂志,2002,21(1):44-47.

[4]肖守中,方向林,詹直夫,等.心脏储备的一种无创性检测方法及其应用研究[J].中国医疗器械信息,2002,8(4):36-38.

[5]罗志昌,张松,杨益民.脉搏波的工程分析与临床应用[M].北京:科学出版社,2006.

[6]邓树勋,王健,乔德才.运动生理学[M].2版.北京:高等教育出版社,2009.

[7]覃朝玲,唐东辉.体育统计学:Excel与Spss数据处理案例[M].重庆:西南师范大学出版社,2010.

[8]叶向.统计数据分析基础教程--基于SPSS和Excel的调查数据分析(大学计算机基础与应用系列立体化教材)[M].北京:中国人民大学出版社,2010.

[9]杨俊卿.运动性晕厥的常见原因和预防措施[J].北京体育师范学院学报,1999,11(2):74-75.

[10]郝兴海,徐敏,郑慧萍,等.指端容积脉搏曲线法与Swan-Ganz导管法心血管功能监测的临床对照研究[J].医疗装备,2005,18(7):6-8.

[11]赵景石.肥胖的运动干预机制与运动处方[J].河北医药,2009,31(18):2469-2470.

[12]王玉秀,黄滨,王红.大学生心功能评价指标的效度研究[J].中国体育科技,2006,42(2):40-42.

[13]田振军,吕志伟.运动对脉搏波传导速度(PWV)影响的生物学分析及其应用研究[J].西安体育学院学报,2009,26(1):67-72.

[14]崔文丽,高峰,安翠平.递增负荷功率车运动对肥胖者指端容积血流脉搏波的影响[J].河北医药,2010,32(1):57-59.

[15]熊政纲,阳奇志,谢定,等.指端脉搏波与柔身锻炼者的相关实验研究[J].中国医学物理学杂志,1999,16(3):167.