高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員運(yùn)動(dòng)心肺功能現(xiàn)狀及年齡因素相關(guān)性研究

黃 煒，李 雪,楊友東，徐建華，李交杰，陳曉健，王 軍，沈祺靜

0 引 言

運(yùn)動(dòng)心肺功能測試(cardiopulmon exercise testing,CPET)是評(píng)價(jià)機(jī)體心肺功能和整體功能狀態(tài)的可靠手段[1]，目前廣泛運(yùn)用于臨床和運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域[2-4]，但在軍事飛行員群體應(yīng)用較少。高性能戰(zhàn)斗機(jī)是航空兵部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力主要構(gòu)成，其優(yōu)越的機(jī)動(dòng)性能對(duì)飛行員整體功能狀態(tài)、心肺功能及其他一些特殊的能力和品質(zhì)提出很高要求。本文主要了解高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員運(yùn)動(dòng)心肺功能現(xiàn)狀，研究年齡對(duì)運(yùn)動(dòng)心肺功能的影響，為航衛(wèi)保障提供飛行員相關(guān)數(shù)據(jù)，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象回顧性分析2018年4月至2019年12月空軍杭州特勤療養(yǎng)中心療養(yǎng)二區(qū)進(jìn)行特勤療養(yǎng)的207名空軍高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員CPET資料。均為男性，年齡(34.61±5.50)歲、身高(172.97±3.13)cm、體重(72.95±6.39)kg、體重指數(shù)(24.38±1.91)。按年齡分組：A組(年齡<30歲)47名，B組(30歲≤年齡<35歲)66名，C組(35歲≤年齡<40歲)53名，D組(年齡≥40歲)41名。各組間身高、體重、體重指數(shù)比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2 方法運(yùn)用意大利科時(shí)邁(COSMED)，PET ERGO型運(yùn)動(dòng)心肺功能測試儀，選擇自行車功率計(jì)運(yùn)動(dòng)方式，按照規(guī)范化運(yùn)動(dòng)心肺試驗(yàn)實(shí)施流程[5]對(duì)高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員進(jìn)行試驗(yàn)。在完成設(shè)備定標(biāo)[6]、佩戴12導(dǎo)心電儀及血壓計(jì)、佩戴氣體采集面罩(確保密封)后，采用靜息3 min、無負(fù)荷熱身3 min、從零負(fù)荷起以25 W/min功率遞增速率極量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)、無負(fù)荷恢復(fù)5 min的實(shí)施方案。要求無負(fù)荷熱身、負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)功率自行車計(jì)轉(zhuǎn)速60 r/min，上下不超過5 r/min，無負(fù)荷恢復(fù)時(shí)功率自行車計(jì)轉(zhuǎn)速40 r/min左右。極量運(yùn)動(dòng)判斷指針：①心率達(dá)到預(yù)計(jì)最大心率(220-年齡)；②RER≥1.15；③隨著運(yùn)動(dòng)持續(xù)VO2不再增加，出現(xiàn)攝氧量平臺(tái)；④飛行員已經(jīng)筋疲力盡，進(jìn)行鼓勵(lì)情況下依然不能保持功率自行車功率計(jì)規(guī)定轉(zhuǎn)速，以上4項(xiàng)指針達(dá)到3項(xiàng)即可判定[7]。出現(xiàn)提前停止運(yùn)動(dòng)指針[5]之一立即停止運(yùn)動(dòng)：①頭暈、眼花或眩暈等中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀；②運(yùn)動(dòng)中血壓不升反降，下降超過基礎(chǔ)靜態(tài)血壓20 mmHg；③心電圖出現(xiàn)病理性Q波，或嚴(yán)重心律失常，如多源頻發(fā)的室性心律失常；④嚴(yán)重過高血壓反應(yīng)(如收縮壓>300 mmHg)。

1.3 觀察指標(biāo)峰值攝氧量(VO2peak)，無氧閾AT攝氧量(VO2/kg@AT)，峰值公斤攝氧量(VO2peak/kg)，無氧閾占峰值攝氧量百分比(%)，峰值負(fù)荷(LOAD)，峰值通氣量(VE)，峰值氧脈搏(O2Ppeak)，峰值心率，峰值呼吸頻率，心率儲(chǔ)備，峰值代謝當(dāng)量(METS)，峰值呼吸交換率(RER)。

2 結(jié) 果

2.1 空軍高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員運(yùn)動(dòng)心肺功能現(xiàn)狀207名高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員均未出現(xiàn)提前停止運(yùn)動(dòng)指針,測試全程配合良好，可達(dá)到極量運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)。其運(yùn)動(dòng)心肺功能現(xiàn)狀數(shù)據(jù)見表1。

2.2 不同年齡段CPET指標(biāo)比較各組間VO2peak、VO2peak/kg、METS、RER、峰值心率、LOAD等指標(biāo)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且上述指標(biāo)均隨著年齡增大有下降趨勢，其他指標(biāo)各組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 不同年齡高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員運(yùn)動(dòng)心肺功能比較

3 討 論

CPET是無創(chuàng)的心肺功能檢查手段,是國內(nèi)外心肺功能評(píng)估的金標(biāo)準(zhǔn)[8]，可彌補(bǔ)靜息狀態(tài)下心肺功能檢測不足。CPET核心檢測指標(biāo)VO2peak主要反應(yīng)機(jī)體的有氧代謝水平，是客觀反應(yīng)心肺功能的指標(biāo)，也是心肺功能評(píng)級(jí)的重要依據(jù)；VO2peak/Kg糾正了體重對(duì)VO2的影響，更為有效可靠；VO2/kg@AT是有氧代謝供能向無氧代謝供能轉(zhuǎn)換的臨界點(diǎn)，其攝氧量越高代表有氧代謝能力越強(qiáng)。

本組資料高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛機(jī)員CPET采用極量運(yùn)動(dòng)方案，試驗(yàn)負(fù)荷運(yùn)動(dòng)終止LOAD為(211.96±28.59)Watt，其負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)間基本控制在6～10 min，符合最佳測試標(biāo)準(zhǔn)[5]，說明25 Watt/min的遞增方案適合高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員群體適用；RER為1.17±0.05，表明飛行員基本都已盡力，而美國心臟協(xié)會(huì)和美國心臟病醫(yī)師學(xué)院[9]認(rèn)為RER達(dá)到1.10以上即可判斷極量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)，同時(shí)表明RER值不可作為負(fù)荷運(yùn)動(dòng)終止指標(biāo)。本研究中高性能戰(zhàn)斗機(jī)飛行員CPET相關(guān)指標(biāo)測得值，與劉晶等[10]關(guān)于高血壓飛行員運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)研究中測得的O2Ppeak、VO2peak/kg、VO2/kg@AT、峰值心率等相近。但與有些報(bào)道所述正常成年男性的正常值，特別是VO2peak及VO2peak/kg有差距[11-12]，我們主要考慮與試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方案差異相關(guān)，其次自行車功率計(jì)運(yùn)動(dòng)方式所測值要比平板運(yùn)動(dòng)所測值低10%～11%[13-14]，如Balke和Ware所述[15]，飛行員特殊職業(yè)環(huán)境飛行員特殊需求所致。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析顯示，隨著年齡增大CPET指標(biāo)呈顯著下降(P<0.05)，包括VO2peak、VO2peak/kg、METS、峰值RER、峰值心率、LOAD等。VO2peak跟遺傳相關(guān)，VO2peak/kg值20歲后以每年0.4～0.5mL·min-1·kg-1的速度在遞減[16]，本研究測得值基本符合這條規(guī)律，METS值與VO2peak相關(guān)，隨之下降可理解。隨年齡增大，機(jī)體迷走神經(jīng)張力增大[17]，基礎(chǔ)心率呈下降趨勢，峰值心率亦隨之下降(P<0.05)。LOAD具有顯著性差異，筆者認(rèn)為隨著年齡增大心肺功能降低同時(shí)，與肌肉力量、耐力減弱有關(guān)[18]。另一核心指標(biāo)VO2/kg@AT本研究發(fā)現(xiàn)存在下降趨勢，但未有顯著性差異(P>0.05)。

綜上所述，空軍高性能戰(zhàn)機(jī)飛行員運(yùn)動(dòng)心肺功能隨年齡增大而下降，運(yùn)動(dòng)心肺功能反應(yīng)的是整體功能狀態(tài)，整體功能狀態(tài)下降可影響到飛行耐力、飛行作業(yè)負(fù)荷耐受能力。戰(zhàn)機(jī)作為“人-機(jī)-環(huán)”中的中間環(huán)節(jié)，應(yīng)避免出現(xiàn)“人的因素”造成戰(zhàn)斗力削弱，雖然飛行經(jīng)驗(yàn)可以彌補(bǔ)一部分整體機(jī)能下降之不足，但作為航衛(wèi)保障者，盡快研究如何科學(xué)減緩飛行員隨年齡增大整體功能狀態(tài)下降速度問題，從生理因素層面處理好飛行耐力與抗荷能力的關(guān)系,本研究所得數(shù)據(jù)可做參考。