基層熱室建立及熱室中主動被動熱習(xí)服訓(xùn)練效果評估

寧 波，劉 濤，韓玉明，關(guān) 林，張向陽，劉 珺

熱習(xí)服訓(xùn)練（heat acclimation,HA）已經(jīng)成為部隊(duì)預(yù)防中暑主要手段。自然環(huán)境熱習(xí)服訓(xùn)練效果好，可減輕熱應(yīng)激損害，能起到預(yù)防中暑/熱射病作用，且已經(jīng)被廣泛接受。自然環(huán)境下熱習(xí)服最佳訓(xùn)練環(huán)境為氣溫35 ℃～40 ℃，相對濕度20%～60%，訓(xùn)練周期10～14 d，達(dá)不到此標(biāo)準(zhǔn)時(shí)熱習(xí)服訓(xùn)練效果較差，有建議增加衣服的方法提高微環(huán)境溫度[1]。但是由于氣候復(fù)雜性及實(shí)際操作安全性差等原因自然環(huán)境熱習(xí)服訓(xùn)練實(shí)施有一定難度，有時(shí)很難達(dá)到滿意熱習(xí)服效果。特別是部隊(duì)在緊急到熱區(qū)布署、天氣突然升、降溫等情況下，往往無法完成熱習(xí)服訓(xùn)練，所以需要一種不受天氣干擾的熱習(xí)服方法。為了準(zhǔn)確評估熱習(xí)服效果并有針對性安排熱習(xí)服訓(xùn)練也需要較準(zhǔn)確的熱耐力檢測方法。為此，在基層部隊(duì)建立熱室，參照國際普遍認(rèn)可的熱耐力檢測方法，對新兵熱耐力進(jìn)行篩查，并對熱耐力檢測不合格人員在熱室中主動或被動熱習(xí)服訓(xùn)練提高熱耐力?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 對象與方法

1.1 對象 2021年1月—2021年2月海南島某部，選取2020年底入伍新兵10人，均為男性，18～20歲，平均（19.2±0.8）歲，平均身高（1.74±0.03）m，平均體質(zhì)量（67.3±7.7）kg。排除標(biāo)準(zhǔn)：拒絕簽署知情同意書者，患有感冒、發(fā)熱、腹瀉、疲勞、失眠者。

1.2 方法

1.2.1 簡易熱室建立方法 簡易熱室房間：正?？删幼∩钣梅?，房間面積15 m2左右，有門窗，不需要密封。簡易熱室供電：熱室需要連接獨(dú)立供電線路。熱室總供電能力＞1萬W，房間內(nèi)分布4～8個(gè)固定插座。熱室制熱設(shè)備：2 500 W油汀1臺；可顯示溫度并可自動恒溫?zé)犸L(fēng)機(jī)2 000 W×4臺(工作環(huán)境溫度＞50 ℃)，具備搖擺功能。熱室除濕設(shè)備：可顯示濕度并可恒濕高溫除濕機(jī)280 W 3臺，1～1.5匹帶除濕功能單冷空調(diào)1臺。熱室加濕器：設(shè)備功率＞200 W，可調(diào)節(jié)達(dá)標(biāo)濕度的自動加濕機(jī)1臺。運(yùn)動器械：商用級別跑步機(jī)1臺。具備調(diào)節(jié)坡度及跑步速度功能。溫濕度監(jiān)測儀：有延長線可兩點(diǎn)測溫的電子溫濕度計(jì)2臺。三球溫濕度計(jì)（或熱指數(shù)儀）1臺。熱耐力檢測時(shí)熱室環(huán)境：控制室溫（40±0.2）℃，濕度40%±5%。膝以下溫度＜42 ℃。頭部溫度38 ℃～40 ℃。簡易熱室布局：跑步機(jī)位置在靠窗部位，方便醫(yī)務(wù)人員操作、監(jiān)護(hù)、觀察及記錄。加熱器均勻分布在房間內(nèi)，工作時(shí)啟動搖擺功能，加熱器與被測試人員距離＞1.5 m。油汀固定在房間中部。3臺除濕機(jī)均勻分布，當(dāng)濕度控制不達(dá)標(biāo)時(shí)可使用單冷空調(diào)輔助除濕。除濕設(shè)備需遠(yuǎn)離測試者，除濕機(jī)出風(fēng)不能吹到測試者。濕度偏低時(shí)，關(guān)閉除濕機(jī)，啟動加濕器。溫濕度儀安置在測試者周圍，溫度延長線分別位于被測試者膝、上腹、頭的水平位置。熱指數(shù)儀放置于房間中部。

1.2.2 監(jiān)護(hù) 測試前測量血壓、心率，異常者不能參加測試。測試時(shí)使用5導(dǎo)聯(lián)心電監(jiān)護(hù)。要求電極片具備防水功能，防止出汗導(dǎo)致脫落。測試中反復(fù)詢問是否有不適癥狀。直腸溫度測量，使用避孕套套在探頭處，避孕套一次性使用。潤滑劑使用凡士林膏。直腸溫度探頭深度距肛門口10～15 cm。

1.2.3 運(yùn)動強(qiáng)度設(shè)置 跑步機(jī)坡度2°，跑步速度5 km/h，跑步時(shí)間2 h。

1.2.4 熱耐力結(jié)果判定 在溫度40 ℃，相對濕度40%熱室環(huán)境中，跑步2 h。過程中，如果出現(xiàn)直腸溫度＞38.5 ℃，或心率＞150次/min，且持續(xù)3 min以上為熱耐力不良。

1.2.5 主動熱習(xí)服訓(xùn)練 使用熱耐力檢測相同環(huán)境溫濕度，相同運(yùn)動強(qiáng)度做熱習(xí)服訓(xùn)練。每日熱習(xí)服訓(xùn)練2 h，連續(xù)訓(xùn)練7 d。當(dāng)心率＞150次/min，直腸溫度＞39 ℃，或者有任何不適癥狀時(shí)停止當(dāng)日訓(xùn)練。

1.2.6 被動熱習(xí)服訓(xùn)練 控制相對濕度40%。室內(nèi)溫度40 ℃起，每日增加1 ℃，最高45℃。每日舒適體位靜坐4 h，可自由活動四肢，連續(xù)7 d。

1.3 計(jì)算生理應(yīng)激指數(shù) 生理應(yīng)激指數(shù)（physiological strain index，PSI）的計(jì)算方法為：PSI 39.5/180=5（TCt－TC0）/（39.5－TC0）+5（HRt－HR0）/（180－HR0），其中39.5為此組人群最大耐受溫度，180為此組人群次極量最大心率；TC0和HR0為運(yùn)動前的核心溫度及心率，TCt和HRt為運(yùn)動時(shí)的最高核心溫度及最快心率[2-3]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 將所收集材料經(jīng)過手動采集記錄后，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一錄入到Excel表格中，應(yīng)用SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料以±s表示，采用配對t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 熱習(xí)服訓(xùn)練效果 熱習(xí)服期間平均每日最高氣溫（27.1±1.6）℃，日平均最高濕度（80.8±10.0）%。10名新兵熱耐力9名熱耐力不良，5名熱耐力檢測不合格者，經(jīng)過7 d每天2 h主動熱習(xí)服訓(xùn)練后全部通過熱耐力檢測，4名熱耐力不良者參加被動熱習(xí)服訓(xùn)練，經(jīng)過每天4 h連續(xù)7 d被動熱習(xí)服訓(xùn)練，4名新兵全部通過熱耐力檢測（表1）。熱耐力檢測、主動熱習(xí)服訓(xùn)練、被動熱習(xí)服訓(xùn)練均順利完成，試驗(yàn)中受試者未出現(xiàn)任何影響訓(xùn)練的癥狀。

表1 熱耐力不良人員及主動、被動熱習(xí)服訓(xùn)練后檢測時(shí)平均最高心率、最高直腸溫度

2.2 熱習(xí)服前后PSI對比 2組訓(xùn)練前、后熱耐力檢測時(shí)熱應(yīng)激指數(shù)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），主動熱習(xí)服訓(xùn)練組及被動熱習(xí)服訓(xùn)練組熱習(xí)服訓(xùn)練后PSI比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

表2 熱習(xí)服訓(xùn)練前后PSI對比

3 討論

自然環(huán)境下的熱習(xí)服訓(xùn)練國內(nèi)外已經(jīng)有大量研究，而且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于部隊(duì)及地方運(yùn)動員預(yù)防中暑[1]。以往認(rèn)為自然環(huán)境條件達(dá)標(biāo)時(shí)熱習(xí)服訓(xùn)練效果最好，但是執(zhí)行軍事任務(wù)前的準(zhǔn)備時(shí)期自然環(huán)境往往不適合熱習(xí)服訓(xùn)練，甚至無法完成熱習(xí)服訓(xùn)練，因此近年模擬熱環(huán)境下的熱習(xí)服訓(xùn)練越來越受到重視。為應(yīng)對自然環(huán)境不能達(dá)標(biāo)，國外已經(jīng)研究桑拿、熱水浴等方法進(jìn)行熱習(xí)服，且取得了一定效果[4-5]。但是，桑拿、熱水浴中熱習(xí)服所需溫度、濕度調(diào)節(jié)有一定難度，建造符合熱習(xí)服訓(xùn)練條件的桑拿房及熱水浴室成本高，且醫(yī)務(wù)人員在桑拿室、熱水浴室對訓(xùn)練者心率、體溫監(jiān)測較為不便?？烧{(diào)節(jié)溫度、濕度的熱室較桑拿及浴室更能接近自然環(huán)境，因此逐漸為各國部隊(duì)所接受。

熱習(xí)服又分為主動熱習(xí)服及被動熱習(xí)服，主動熱習(xí)服是在高溫、高濕環(huán)境下做有氧運(yùn)動，完成熱習(xí)服訓(xùn)練。除了通過主動熱習(xí)服方法訓(xùn)練部隊(duì)官兵外，還可以通過被動熱習(xí)服方法進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練者只需暴露在熱環(huán)境中，不做任何運(yùn)動。

本研究在基層部隊(duì)建立簡易熱室，成本不高，試驗(yàn)中維持穩(wěn)定溫度及濕度難度不大。在基層部隊(duì)建立的熱室完成了47次熱耐力檢測，并進(jìn)行主動熱習(xí)服訓(xùn)練35人次，被動熱習(xí)服訓(xùn)練28人次。熱耐力檢測過程中除1人（熱耐力檢測不合格，直腸溫度達(dá)39 ℃）出現(xiàn)輕度頭暈癥狀，休息后很快緩解。其他人員均沒有出現(xiàn)任何不適癥狀。當(dāng)產(chǎn)熱量大于散熱量致核心溫度超過39 ℃時(shí)，過度的熱應(yīng)激反應(yīng)才會對人體組織細(xì)胞產(chǎn)生毒性，本研究直腸溫度最高值限定在39 ℃停止試驗(yàn)，因此保證了試驗(yàn)過程安全[6-7]。

本試驗(yàn)使用的熱耐力檢測標(biāo)準(zhǔn)是以色列、美國用于軍事人員熱耐力評估(heat tolerance test,HTT)的標(biāo)準(zhǔn)[8-9]。HTT目的是通過熱環(huán)境中人體的生理反應(yīng)判斷評估熱耐受能力，生理指標(biāo)包括心率及核心溫度，核心溫度采用直腸溫度。HTT檢測時(shí)是跑步速度5 km/h，坡度2°，為中等運(yùn)動強(qiáng)度，即可使機(jī)體產(chǎn)生足夠的熱量又可保證檢測過程的安全。HTT運(yùn)動時(shí)間為2 h，可有充足的時(shí)間觀測機(jī)體體溫調(diào)節(jié)能力。檢測標(biāo)準(zhǔn)為跑步過程中心率＞150次/min，或直腸溫度＞38.5 ℃，且持續(xù)3 min，判斷熱耐力不良。也有研究建議把HTT測試室溫增高至45 ℃，或者縮短運(yùn)動時(shí)間至1.5 h用于熱耐力評估。本研究認(rèn)為，提高溫度至45 ℃增加了檢測中引發(fā)中暑的風(fēng)險(xiǎn)，而縮短運(yùn)動時(shí)間導(dǎo)致產(chǎn)熱不足不能體現(xiàn)機(jī)體的體溫調(diào)節(jié)能力。在運(yùn)動強(qiáng)度低的情況下，又減少運(yùn)動時(shí)間會出現(xiàn)熱量產(chǎn)生不足，不能反應(yīng)熱對生理指標(biāo)的影響。本研究結(jié)果顯示，使用此HTT檢測，運(yùn)動強(qiáng)度及運(yùn)動時(shí)間同樣適合我國軍人。檢測結(jié)果提示，夏季到來前我軍新兵中多數(shù)熱耐力不達(dá)標(biāo)，符合實(shí)際情況，初步證實(shí)以色列、美國軍隊(duì)熱耐力檢測標(biāo)準(zhǔn)同樣適用于我軍。熱耐力不合格的新兵通過主動及被動熱習(xí)服訓(xùn)練后，熱耐力顯著改善，且主動熱習(xí)服訓(xùn)練效果與被動熱習(xí)服效果差異不顯著，同樣證明該檢測方案準(zhǔn)確、可靠。該檢測標(biāo)準(zhǔn)只能供軍人或運(yùn)動員使用，不適于普通人群。

本研究提示，主動熱習(xí)服訓(xùn)練效果與被動熱習(xí)服訓(xùn)練效果相差不大。但是，從安全性考慮，主動熱習(xí)服訓(xùn)練體內(nèi)短時(shí)熱蓄積量大，有出現(xiàn)高熱可能，測試時(shí)需要對受試者實(shí)施持續(xù)核心溫度監(jiān)測；且主動熱習(xí)服訓(xùn)練需要跑步機(jī)，跑步機(jī)占地面積大，對場地條件要求也高，實(shí)際使用受到限制。被動熱習(xí)服訓(xùn)練過程中核心溫度增高不明顯，相對安全，缺點(diǎn)是每日訓(xùn)練所需時(shí)間長，對于訓(xùn)練任務(wù)重的部隊(duì)難以抽出足夠時(shí)間完成被動熱習(xí)服訓(xùn)練。

自然環(huán)境中的熱習(xí)服訓(xùn)練一般需要10～14 d完成[1]，訓(xùn)練周期長主要原因是訓(xùn)練期間會有幾天不能滿足環(huán)境要求，所以訓(xùn)練周期長。因此，為滿足環(huán)境要求，近年國外開展模擬熱環(huán)境熱習(xí)服訓(xùn)練研究，包括熱水浴、桑拿等方法，最接近自然環(huán)境的方法是建立熱室。一般推薦熱室中熱習(xí)服訓(xùn)練的最佳訓(xùn)練環(huán)境溫度為35 ℃～40 ℃或者＜50 ℃，相對濕度20%～60%。熱室中熱習(xí)服訓(xùn)練都采用低強(qiáng)度或中等強(qiáng)度的運(yùn)動[10]，一般采用跑步機(jī)或腳踏車等室內(nèi)運(yùn)動形式，每次訓(xùn)練持續(xù)1.5～2 h，連續(xù)訓(xùn)練10～14 d。國外被動熱習(xí)服訓(xùn)練研究提示，每天在溫度48 ℃～50 ℃，相對濕度50%的熱室中靜坐1 h，連續(xù)11 d可獲得滿意熱習(xí)服效果[11-12]。而本研究簡易熱室中環(huán)境溫度濕度控制滿意，室內(nèi)溫度設(shè)定低于國外5 ℃～10 ℃，保障了熱習(xí)服訓(xùn)練安全，為提高熱習(xí)服效果延長了每日訓(xùn)練時(shí)間，結(jié)果熱習(xí)服訓(xùn)練7 d就可以顯著提高熱耐力，與國外比較縮短了熱習(xí)服訓(xùn)練周期。

熱習(xí)服訓(xùn)練的機(jī)制是增加心血管功能，增加體溫調(diào)節(jié)能力，降低運(yùn)動時(shí)核心溫度升高幅度。高熱環(huán)境訓(xùn)練，心臟輸出的血液主要分配到骨骼肌肉[13]，確保運(yùn)動成績，而皮膚供血量較少，散熱能力減低，是體內(nèi)熱蓄積的原因之一[14]。熱習(xí)服訓(xùn)練后，皮膚血流量會增加，散熱能力改善[15]。熱習(xí)服后下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞敏感性增加，溫度調(diào)定點(diǎn)會下移，提早開始下調(diào)體溫，使熱量在體內(nèi)蓄積的機(jī)會減小。熱習(xí)服后基礎(chǔ)體溫較習(xí)服前減低[16]。PSI是機(jī)體熱應(yīng)激量化指標(biāo)，本研究熱耐力不良者PSI＞5.0，熱習(xí)服訓(xùn)練后熱耐力改善后均PSI＜4.5，且熱習(xí)服訓(xùn)練前后PSI均有顯著降低，提示可用PSI衡量機(jī)體熱耐受性，也可考慮使用PSI對熱耐受性進(jìn)行分層。熱室中工作醫(yī)務(wù)人員需要經(jīng)過崗前培訓(xùn)，上崗前有熱室中工作經(jīng)驗(yàn)。醫(yī)務(wù)人員至少每10 min觀察一次熱室內(nèi)溫濕度，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整。防止測試人員中暑，提醒測試人員補(bǔ)水，如果沒有特殊檢測要求也要提醒適當(dāng)補(bǔ)鹽。為避免散熱障礙，建議測試人員只穿內(nèi)褲。熱室內(nèi)需限制人員數(shù)量，室內(nèi)工作人員一般不超過2人。被動熱習(xí)服訓(xùn)練時(shí)可同時(shí)安排4～6人同時(shí)訓(xùn)練，人員過多時(shí)房間內(nèi)濕度難以控制，空氣質(zhì)量難以保證。

基層部隊(duì)建立熱室做熱耐力檢測及熱習(xí)服訓(xùn)練在我軍還是新生事物，目前檢測能力有限，只能針對新兵、休假歸隊(duì)人員、執(zhí)行特殊任務(wù)之前的熱耐受能力判斷以及少數(shù)特殊需求人員熱習(xí)服訓(xùn)練。本研究例數(shù)少，所得結(jié)論還需要大樣本研究進(jìn)一步證實(shí)，為建立大型熱室奠定研究基礎(chǔ)。