高原健康房對(duì)機(jī)體睡眠前后血氧飽和度的影響

朱銀華

(軍事體育進(jìn)修學(xué)院,廣東廣州510500)

高原低氧、低氣壓環(huán)境對(duì)睡眠質(zhì)量的影響已成為威脅高原官兵身心健康的重要因素,也是導(dǎo)致高原建設(shè)者腦-體工作效率下降的主要原因。在高原增加1%的氧濃度,相當(dāng)于使海拔高度下降300 m;富氧室已被證明可改善高原睡眠質(zhì)量和認(rèn)知功能而且火災(zāi)的發(fā)生率低于平原。“高原健康房”,是根據(jù)不同實(shí)際海拔高度和設(shè)定的預(yù)期 “室內(nèi)海拔高度”,向室內(nèi)循環(huán)注入經(jīng)過(guò)特殊配制、具有特定氧、氮?dú)夂勘壤?“高原生態(tài)環(huán)境混合氣”,整體改變室內(nèi)空氣的氧、氮含量比例,達(dá)到空氣新鮮、相對(duì)富氧、接近海拔高度在1 500～2 000 m地區(qū)的自然常態(tài)室內(nèi)空氣環(huán)境。我們?cè)诤０? 700 m建立 “高原健康房”,觀察受試者睡眠前后血氧飽和度 (SaO2)的變化以及出健康房后4 h內(nèi)SaO2的改變,旨在初步評(píng)估 “高原健康房”在改善睡眠質(zhì)量中的應(yīng)用價(jià)值。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

受試者系自平原移居海拔3 700 m高原1年半的某大隊(duì)10名漢族男性士兵,年齡18～20歲,均為平原出生,上高原前經(jīng)體檢確認(rèn)健康。

1.2 研究方法

1.2.1 樣板房的改建

對(duì)一間容積為92.8 m3(長(zhǎng)6.5 m×寬4.2 m×高3.4 m)的房間的門(mén)窗密閉性進(jìn)行改造;安裝“高原生態(tài)氧空調(diào)機(jī)”;O2、CO2濃度探頭;O2、CO2濃度監(jiān)測(cè)面板及CO2清除器,維持室內(nèi)氧分壓在165 mbar,維持室內(nèi)CO2濃度≤0.3%。

1.2.2 “高原生態(tài)氧空調(diào)機(jī)”的工作原理

“高原生態(tài)氧空調(diào)機(jī)”由壓縮機(jī)、吸附器、消音器、氧氣儲(chǔ)存罐幾部分構(gòu)成。環(huán)境空氣經(jīng)空氣過(guò)濾器進(jìn)入壓縮機(jī),經(jīng)壓縮機(jī)加壓后通過(guò)切換閥進(jìn)入再生完畢處于工作狀態(tài)的吸附器,在吸附器內(nèi)空氣中的N2、CO2、H2O等被制氧分子篩吸附,氧氣從吸附器的上部出來(lái)后進(jìn)入氧氣貯罐,即為產(chǎn)品氣。為了連續(xù)生產(chǎn)氧氣,設(shè)置了兩只吸附器交替工作。一只吸附器吸附,產(chǎn)出氧氣時(shí),另一只吸附器再生。再生時(shí)排出的廢氣通過(guò)消音器排向大氣。

1.2.3 SaO2監(jiān)測(cè)

10名受試者于21∶00入健康房正常休息和睡眠至次日7∶00,用美國(guó)Nonin 2500脈搏血氧儀監(jiān)測(cè)睡眠前和晨起安靜時(shí)的SaO2,并記錄出健康房后1 h、2 h、3 h、4 h的SaO2變化。對(duì)照組 (普通房間組)受試者為同一組青年士兵,試驗(yàn)方法同健康房組,但室內(nèi)氧分壓為137 mbar,與室外相同。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用IBM SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行 t檢驗(yàn),P＜0.05為差別有顯著性。

2 研究結(jié)果

2.1 睡眠前后SaO2的變化

受試者入健康房睡眠,第二日晨起安靜時(shí)的SaO2較睡眠前增高 5.7%,差異有顯著性 (P＜0.01)。普通房間組睡眠后晨起安靜時(shí)的SaO2較睡眠前增高1.7%,差異無(wú)顯著性 (P＞0.05)。與普通房間組比較,健康房組睡眠前后及出健康房后第1 h、2 h的SaO2均顯著增高 (見(jiàn)表1)。

2.2 出健康房后SaO2的維持

健康房組出健康房后 1h、2h的SaO2依次為(94.00±1.25)% 、(93.40±0.70)%,與睡眠前安靜時(shí)比較差別均有顯著性 (見(jiàn)表1)。

表1 高原健康房對(duì)機(jī)體睡眠前后SaO2的影響 (%)

3 研究分析

血氧飽和度是反映機(jī)體供氧程度的重要指標(biāo)。高原睡眠時(shí)普遍存在低氧血癥,并且隨著海拔高度的增高,SaO2進(jìn)一步下降[1,2]。血氧飽和度與睡眠呈正相關(guān)關(guān)系,低的血氧飽和度會(huì)導(dǎo)致總體睡眠質(zhì)量下降,潛伏期延長(zhǎng),習(xí)慣性睡眠效率下降[3]。有研究表明 “高處工作低處睡”的辦法可以改善高原移居者的睡眠質(zhì)量,提高工作效率[4]。

國(guó)內(nèi)外研發(fā)的各類高原富氧裝備,大致可分為三個(gè)階段。第一個(gè)階段是依托各種移動(dòng)式儲(chǔ)氧容器(如氧氣瓶)進(jìn)行供氧;第二個(gè)階段是建立富氧室,借助大型制氧設(shè)備對(duì)各個(gè)房間進(jìn)行彌散式充氧,增加空氣中的氧含量。這兩個(gè)階段由于技術(shù)和設(shè)備的制約,既不能作為常態(tài)化應(yīng)用;又不能精確、自動(dòng)控制室內(nèi)氧濃度。第三個(gè)階段就是研發(fā) “生態(tài)氧空調(diào)機(jī)”對(duì)房間里的氧氮比例和空氣質(zhì)量進(jìn)行精確控制,營(yíng)造一個(gè)模擬低海拔的自然生態(tài)空氣環(huán)境,稱為 “高原健康房”。

本研究在海拔3 700 m構(gòu)建 “高原健康房”,模擬海拔高度在1 500～2 000 m地區(qū)的自然常態(tài)室內(nèi)空氣環(huán)境,將健康房?jī)?nèi)氧濃度增高到165 mbar,研究發(fā)現(xiàn)受試者睡眠后的SaO2明顯升高。其原因除吸入氣氧分壓增高之外,健康房環(huán)境下睡眠結(jié)構(gòu)和呼吸模式的改善也可能是很重要的因素。并且這種較高的SaO2在出健康房后仍能維持一段時(shí)間。此外,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)記錄24 h內(nèi)健康房CO2濃度為 (0.25±0.05)%,受試者未訴有任何不適。

4 結(jié)論與建議

在高原低氧、低氣壓、寒冷等特殊自然環(huán)境條件下,機(jī)體的神經(jīng)、呼吸調(diào)節(jié)機(jī)能和晝夜生理節(jié)律均發(fā)生變化。隨著海拔的升高,將會(huì)引起人體睡眠模式的紊亂,這嚴(yán)重降低高原建設(shè)者的體能,影響其工作效率。在高海拔地區(qū)建立 “高原健康房”可明顯提高人體睡眠后的SaO2,改善睡眠質(zhì)量。然而在研究過(guò)程中我們也發(fā)現(xiàn),“高原健康房”系統(tǒng)仍存在一些問(wèn)題有待解決,例如:對(duì)壓縮機(jī)隔音效果的改進(jìn);對(duì)室內(nèi)CO2濃度自動(dòng)調(diào)控的優(yōu)化,以及對(duì)房門(mén)結(jié)構(gòu)的改造以減小因人員出入而造成室內(nèi)氧氣的損失等。但我們可以預(yù)見(jiàn),經(jīng)過(guò)改進(jìn),“高原健康房”這一科技成果的應(yīng)用將對(duì)恢復(fù)高原官兵的體能,提高高原官兵的作業(yè)效率具有重要的意義。

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