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不同机种军事飞行员运动心肺功能研究
摘要：目的了解不同机种军事飞行员运动心肺功能有无差异。方法飞行员分为高性能战斗机和普通战斗机两组,采用意大利COSMED运动心肺功能测试仪,选择自行车功率计运动方式,以25W/min功率递增速率极量运动方案,进行运动心肺功能测试,比较两组运动心肺功能数据的主要指标。结果两组飞行员各207例完成运动心肺功能测试,两组的年龄、身高、体质量和体质量指数差异均无统计学意义(P均>0.05)。两组数据的主要指标中,除了峰值氧脉搏[高性能战斗机组(15.36±2.43)mL/bpm,普通战斗机组(14.95±2.13)mL/bpm]差异有统计学意义(P=0.038),其他差异均无统计学意义,而且各指标差异幅度均较小,高性能战斗机飞行员组的峰值氧脉搏高于普通战斗机组2.74%。结论综合比较,高性能战斗机和普通战斗机飞行员的运动心肺功能无明显差异,提示两组飞行员日常有氧运动训练效果一致,在转换飞行机种时,可以不受运动心肺功能的限制。
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随着科学技术的进步，高性能战斗机整体性能的大幅提高，飞行员需要面对高加速负荷、高认识负荷、长航程和长续航时间，这对飞行员身体的整体功能状态提出了更高要求，其中运动心肺功能是重要的部分之一[1,2]。目前，尚不清楚高性能战斗机飞行员与普通战斗机飞行员的运动心肺功能是否存在差异，普通战斗机飞行员改飞高性能战斗机时，是否会受到心肺功能的限制。运动心肺功能测试(CPET)可以无创地、客观地评价机体的心肺功能状态，目前广泛应用于运动领域和临床[3,4,5]。因此，本文应用CPET了解不同机种军事飞行员的心肺功能有无差异，为指导飞行员有氧运动训练和客观评价军事飞行员飞行能力提供参考依据。
1、对象和方法
1.1 对象
2018年4月至2019年12月来空军杭州特勤疗养中心疗养二区进行特勤疗养的空军战斗机飞行员。入选标准：大体检医学鉴定“飞行合格”；连续3年未进行航空生理训练任务。符合条件普通战机飞行员207名，均为男性，包括41例初教-6,77例歼-7,17例歼-8,24例歼轰-7,35例教-8,13例教-9。符合条件高性能战斗机飞行员207名，包括93例歼-10,63例歼-11,16例歼-16,2例歼-20,11例歼-27,18例苏-30,4例苏-35。
1.2 方法
实验平台、流程和标准等与本课题组其他研究一样[6]，采用意大利科时迈(COSMED),PETERGO型运动心肺功能测试仪，选择自行车功率计运动方式，设备定标后[7]，佩戴12导心电仪、血压计和气体采集面罩，采用3min静息、3min无负荷热身、以25W/min功率递增速率极量负荷运动(从零负荷起)、5min无负荷恢复的运动方案。无负荷热身、负荷运动时，要求功率自行车计转速60r/min，上下不超过5r/min，无负荷恢复时转速40r/min左右。极量运动判断标准：心率达到预计最大心率(220-年龄)；随着运动持续摄氧量不再增加；呼吸交换率(RER)≥1.15；飞行员已筋疲力尽，鼓励情况下依然不能保持功率自行车规定转速，以上4项达到3项即可判定[8]。出现提前停止运动指征[9]之一立即停止运动：头晕、眼花或眩晕等中枢神经系统症状；运动中血压不升反降，下降超过基础静态血压20mmHg(1mmHg=0.133kPa)；心电图出现病理性Q波，或严重心律失常，如多源频发的室性心律失常；严重过高血压反应(如收缩压>300mmHg)。观察指标包括：峰值运动功率(LOAD)、峰值摄氧量(VO2peak)、公斤摄氧量无氧阈点(VO/kg@AT)、峰值公斤摄氧量(VO2peak/kg)、峰值代谢当量(METS)、峰值呼吸频率、心率储备、峰值氧脉搏(O2peak)、峰值通气量(VE)、峰值心率、峰值呼吸交换率(RER)。
1.3 统计学方法
采用SPSS25.0软件进行统计学处理，计量数据先行正态分布检验，符合正态分布的用均数±标准差表示，两组间比较采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
2、结果
2.1 高性能战斗机组和普通战斗机组飞行员身体一般情况比较
两组的年龄、身高、体质量和体质量指数差异均无统计学意义，见表1。
2.2 高性能战斗机组和普通战斗机组飞行员运动心肺功能主要指标比较
高性能组峰值运动功率、峰值摄氧量、公斤摄氧量无氧阈点、峰值公斤摄氧量、峰值代谢当量、峰值呼吸频率、心率储备、峰值氧脉搏略高于普通组，其中只有峰值氧脉搏两组比较，差异有统计学意义(P=0.038)，高性能组的氧脉搏高于普通组2.74%。高性能组峰值通气量，峰值心率略低于普通组，但差异无统计学意义(P>0.05)。两组峰值呼吸交换率相同(P=0.667)，见表2。
3、讨论
CPET是国内外评估心肺功能的金标准[10]，其反应的是机体的整体功能状态，其指标较多，影响因素也较多。峰值摄氧量和峰值公斤摄氧量均主要反应机体的有氧代谢水平，公斤摄氧量平衡了体质量对摄氧量的影响，作为评价指标相对更客观。无氧阈点是机体从有氧代谢供能转向无氧代谢供能的临界点，反应骨骼肌对氧的利用能力，无氧阈点公斤摄氧量越高代表有氧耐力越强；氧脉搏峰值是指运动峰值时心脏每搏输出血量所摄取氧量，用摄氧量除以心率计算，氧脉搏峰值越高，说明心肺功能越好、效率越高。
本课题组[6]和孙海文等[11]研究显示随着体质量指数的增高，飞行员的运动心肺功能是下降的。年龄也是影响运动心肺功能的独立因素，随着年龄增加，运动心肺功能是下降的[12,13]。本研究中两组年龄和体质量指数差异均无统计学意义，可以排除年龄和体质量指数的干扰。本研究显示高性能战斗机飞行员与普通战斗机飞行员相比，运动心肺功能测试的核心指标，仅有氧脉搏峰值差异有统计学意义(P=0.038)，高性能战斗机飞行员组高于普通战斗机飞行员组2.74%，其他指标差异均无统计学意义，所有指标差异幅度均较小。综合判断，去除年龄和体质量指数的影响，两组飞行员的运动心肺功能差异无统计学意义。
运动心肺功能反应的是机体的整体功能状态，可以通过合理的训练得以提高。我们的研究从侧面提示普通战斗机飞行员的有氧训练效果与高性能战斗机飞行员的一致。普通战斗机飞行员的运动心肺功能与高性能战斗机飞行员的一样，可以适应高性能战斗机高速度、高载荷等条件的影响。因此，在有良好的有氧训练基础上，飞行员在改换飞行机种时，可以不受运动心肺功能的限制。
参考文献:
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文章来源：王军,李交杰,陈晓健,李雪,徐建华,黄炜.不同机种军事飞行员运动心肺功能研究[J].中国疗养医学,2022,31(02):157-159.
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主办单位：中国航天员科研训练中心
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