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探讨长时间航海疲劳对远航官兵静态平衡功能的影响

2020-03-09 1242 上传者：管理员

摘要：目的：探讨长时间航海疲劳对官兵机体平衡功能的影响。方法：从某远航分队中随机选取31名远航官兵,在3个月远航任务前后通过立位平衡测试系统测量4种不同站立姿势下的静态立位平衡参数并进行统计分析。结果：远航官兵经过3个月的航行后,身体重心晃动轨迹增加,双足重心分布发生变化,不同频段晃动频率发生改变。结论：长时间航海疲劳对官兵立位平衡功能产生了影响。

关键词：
平衡功能
影响
疲劳
航海
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人体平衡功能亦称姿势平衡功能、平衡能力、姿态控制能力,是人体的一项重要功能,主要依赖于中枢系统对视觉、本体感觉和前庭觉信息的协调和对运动效应器的控制,其中任何一项发生改变,人体姿势平衡调节都会受到影响[1]。国内外众多研究表明,体力疲劳、噪音等都会影响人体平衡功能。长时间工作、生活于海上高湿、高噪音、高心理压力环境下产生的航海疲劳,会对远航官兵机体重心控制、维持姿态稳定等平衡功能造成影响[2-3]。本文通过研究官兵远航前后立位平衡功能变化,探讨航海疲劳对其平衡能力的影响。

1、对象和与方法

1.1 对象

从某远航部队的3个分队中,抽取年龄不超过45周岁的31名男性官兵作为实验对象,年龄(35.27±8.48)岁,身高(175.43±4.34)cm,体质量(70.52±6.61)kg。被试者在近3个月没有出现过外伤、前庭功能异常等影响平衡功能的疾病,且实验过程中不服用影响神经功能的药品、饮料等。所有被试人员均被告知研究的目的、方法等内容,并签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 测试工具

立位平衡测试系统。此系统根据人体赤脚双足站立于压力平板上,记录其压力中心来反映人体重心的晃动情况[4-5]。参数包括8个人体晃动轨迹的傅里叶转换参数和13个重心摇摆参数。

1.2.2 实验过程

远航任务前后,对所选的31名官兵进行无执行任务情况下的静态立位平衡功能数据进行采集。要求每名志愿者赤脚脚跟靠拢,脚尖平齐并分开60°站立于压力平板上,双眼平视前方30cm处的目标,双手自然下垂,置于身体两侧。每名被试者需进行4种姿势测试,即睁眼站立(NO)、闭眼站立(NC)、睁眼站立于脚垫上(PO)与闭眼站立于脚垫上(PC),每种姿势测试32s。

1.3 数据处理方法

测试所得数据采用SPSS19.0软件进行统计分析,利用配对t检验对31名官兵出海执行任务前后的基本认知能力与立位平衡参数进行比较,P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1 航海疲劳对不同频段晃动频率的影响

由表1可以看出,长时间远航前后发生显著变化(P<0.05)的共有5组数据,涉及到NO、PO、PC等3种姿势以及F1、F3、F5、F7等4种频率。从各组数据前后变化趋势看,NO姿势下,官兵长时间远航后在涉及前庭觉、本体觉和中枢神经感觉的F3、F5、F7频段上人体晃动频率显著减少;在削弱本体觉的PO姿势下,长时间远航后官兵在涉及视觉和前庭觉的F1频段上晃动频率显著减少,提示长时间航海使官兵对自身重心的控制能力较出海前有提高。但在削弱本体觉、前庭觉且剥夺视觉的PC姿势下,官兵长时间远航后在涉及本体觉频段F5上身体晃动频率显著增加,说明官兵在长时间远航后视觉和前庭觉能力增强,对身体的平衡控制贡献更大。

2.2 航海疲劳对不同站立姿势控制的影响

2.2.1 航海疲劳对身体重心晃动轨迹的影响

从整体上看,PC条件下身体重心晃动的总轨迹长(WPL)显著增加,符合前述PC条件下F5频段身体晃动频率增加这一结果,说明PC姿势下,远航前后重心晃动明显变大。且官兵在PC姿势下,身体重心轨迹的外周面积(CA)、矩形面积(RA)、有效值面积(EVA)、前后摇摆平均中心变位标准差(SDy)明显增大,但UAPL单位面积轨迹长明显减小,说明在重心晃动的表现程度方面,重心晃动的轨迹变化大于其面积变化(表2)。

2.2.2 航海疲劳对官兵双足重力分布的影响

根据表2结果我们发现,左脚跟重力(WD-1)在不同站位姿势下有明显变化,整体是呈增加趋势,左脚掌(WD-2)亦随之呈减少趋势。右脚跟重力(WD-3)在不同站位姿势下整体呈增加趋势,右脚掌随之呈明显减少趋势。4种姿态中,只有NO姿态下远航前后的变化没有统计意义,其余3种姿态在左脚跟及右脚掌重力变化上均有统计学意义,说明官兵在远航后身体的整体重心有向左后方倾斜的趋势,且重心轨迹变化在削弱本体觉、前庭觉且剥夺视觉的PC姿势下变化明显。

2.2.3 航海疲劳对不同站立姿势下身体横向与纵向

偏离程度的影响由表2可以看出,NC姿势下的左右摇摆平均中心变位(Mx)以及NC、PO、PC姿势下的前后摇摆平均中心变位(My),远航后均明显减小,而PC姿势下的前后摇摆平均中心变位标准差(SDy)则增大非常明显,再次说明官兵在长时间远航后身体的平衡控制更依赖于视觉及前庭觉平衡功能。

表1 执行任务前后不同站立姿势下傅里叶频率转化参数的变化(x±s,n=31)

表2 出海前后不同站立姿势下重心晃动轨迹参数的变化(x±s,n=31)

3、讨论

正常人的姿势平衡控制由视觉、前庭与下肢本体感觉等系统共同参与维持[6-8]。实验结果表明,经过长时间远航之后,在身体平衡能力上,人体会不自主地向左后倾斜来维持静态立位平衡能力,从而导致重心向左后移动,前后方向上的晃动程度增大,晃动面积增大,这与程珊等的结果不同,可能与本研究对象航海时间长达3个月有关[9-10]。

从不同站立姿势控制的变化看,远航之后,官兵在PO这种削弱本体觉,PC这种剥夺视觉、削弱本体觉仅靠前庭觉的姿势下数据变化明显,NO、NC姿势下变化不明显,这说明长时间航海造成的疲劳对官兵机体的前庭觉、视觉影响更为明显,在海上官兵更依赖这两种感觉维持身体的平衡。

从不同频段晃动频率的影响看,数值明显减少的4组数据,其原因可能是长时间航海,官兵身体对平衡的控制力加强所致,其中,F1对视觉敏感,F3对前庭功能敏感,F5反映本体觉,F7反映中枢神经系统感觉,说明官兵长时间航海其视觉和前庭觉得到了锻炼,其中唯一数值增大的是PC姿势下的F5,这可能是因为人闭眼站立于脚垫上,同时限制了视觉信息和部分本体感觉,主要靠前庭功能发挥维持姿势控制的作用,航海疲劳也会降低机体对肌肉的控制作用,故PC晃动程度比较大。

从身体重心晃动轨迹和横向、纵向偏离程度看,前后重心前移,晃动轨迹面积(CA、RA、EVA)显著增大,PC姿势下的前后摇摆平均中心变位标准差(SDy)显著增大,但是左右摇摆平均中心变位(Mx)和前后摇摆平均中心变位(My)均明显减小。这说明远航后,身体晃动比较明显,但其中前后方向的晃动明显高于左右方向的晃动。

综上所述,长时间航海后产生航海疲劳会对官兵的静态平衡功能产生影响,航海疲劳会产生肌肉疲劳、肌张力下降,机体对肌肉的控制作用减弱,从而减弱了本体觉维持机体平衡的能力,官兵会更依赖视觉和前庭觉来保持身体的平衡,这对我们如何在长时间航海时维护官兵身体健康的生理状态提供了参考。

参考文献:

[1]章琴,罗志增.视觉和本体感觉对人体静态平衡稳定性的影响〔J〕.华中科技大学学报(自然科学版),2015,43:396.

[2]王斌.连续工作负荷下脑力疲劳动态评价〔M〕.西安:第四军医大学出版社,2012:10-11.

[3]张利利,胡文东,王涛,等.人体重心测试软件的设计与实现〔J〕.医疗卫生装备,2012,33(4):30.

[4]程珊,马进,王涛,等.健康青年静态立位平衡功能的研究〔J〕.现代生物医学进展,2015,15(3):458.

[5]程珊.立位平衡功能在飞行任务负荷所致疲劳评估中的作用〔D〕.西安:第四军医大学,2015.

宿旭,张华,王剑, 等.航海疲劳对远航官兵静态平衡功能的影响[J].解放军预防医学杂志,2018,36(12):1511-1513.