Omegawave BOM-L1TRW近红外组织血氧仪助力研究卧床休息对心血管与姿势控制的影响

Andrew P. Blaber团队在Scientific Reports上发表题为“Cardio‑postural interactions and muscle‑pump baroreflex are severely impacted by 60‑day bedrest immobilization”的研究论文。该研究探讨了60天卧床休息对心血管与姿势控制之间相互作用的影响，并重点分析了肌肉泵压力反射在其中的变化。

 

摘要

为理解飞行后直立不耐受的相关机制，本研究观察了20名健康青年男性在60天头低位卧床休息前后心血管与姿势功能之间的相互作用。卧床休息期间进行了心血管功能评估，并在卧床前后进行卧立位测试以评估心脏‑姿势控制功能。通过小波变换相干性和因果性分析，获取逐次心跳的心周期、收缩压和肌电信号，用于评估心脏‑姿势控制及肌肉泵压力反射的变化。结果显示，在恢复日当天，安静站立时心率较基线升高50%，恢复第8天仍高出20%；脱氧血红蛋白在R0和R8均增加50%。卧床后腿部肌肉活动减少，姿势摆动增加。肌肉泵压力反射的因果性在R0较基线降低，至R8完全恢复。卧床后肌肉泵压力反射的增益和激活时间占比亦下降。上述结果表明，卧床休息后肌肉泵压力反射功能明显下降。

 

材料与仪器

FD‑13型三导联心电图仪

Portapres无创血压监测仪

Bagnoli‑8型表面肌电系统

Accusway Plus测力平台

Omegawave BOM-L1TRW近红外组织血氧仪

 

Omegawave BOM-L1TRW近红外组织血氧仪

National Instruments USB‑6218 16位数据采集平台、Labview 2013软件

柔性卷尺、皮褶厚度计

 

实验过程

受试者在MEDES机构完成共76天的实验周期，其中60天处于6°头低位卧床休息状态。卧床开始前14天为基线数据采集期，结束后有14天恢复期。分别在卧床前第12天、第2天、恢复日当天及恢复第8天进行卧立位测试。测试时，受试者先在暗室闭眼静卧5分钟，随后在协助下站立于测力平台中央，闭眼维持安静站立6分钟。卧床期间（第1、8、16、29、52天）同时段进行心血管功能检测。所有数据采集均在上午同一时段完成。

 

实验结论

60天卧床休息后，骨骼肌激活与血压调节之间的关联明显减弱。恢复日当天站立时心率升高、静脉血液淤积持续存在、姿势稳定性下降、小腿肌肉活动减少，均表明心血管与姿势系统功能下降。肌肉泵压力反射在低频段的激活时间占比在恢复日当天绝对减少30%，增益呈下降趋势并在恢复第8天进一步降低。收缩压与肌电脉冲之间的因果性在恢复日当天从基线0.87降至0.73，恢复第8天部分恢复。而肌电脉冲对收缩压的因果性未见变化，提示上述改变由反射/神经介导，而非肌肉泵机械特性变化所致。

 

表 1心血管-姿势系统与卧床休息的影响。站立时，血液在下肢积聚，由此产生的血压下降被压力感受器检测并传递至大脑：(1) 动脉压力反射使心率和血管阻力增加；(2) 下肢骨骼肌收缩（骨骼肌泵效应），将下肢静脉中的积血推回心脏（肌肉泵压力反射）。我们的数据显示，60天6.头低位倾斜卧床休息会导致下肢血压和骨骼肌控制发生显著变化。在卧床休息后立即站立时，观察到收缩压（SBP）、肌肉肌电图（EMG及逐搏肌电脉冲）总体降低，心率（HR）升高，静脉血积聚（∆脱氧血红蛋白）增加，以及姿势摇摆（COPr、COPv）加剧。同时观察到肌肉泵压力反射增益、因果关系及活跃时间比例降低（SBP → EMGimp）。（↓表示降低；~表示无变化；↑表示增加）。