本文摘要：摘要背景：在康復訓練中，隨著倒立器械的出現，越來越多的人應用該器械進行頭低位訓練，那么頭低位訓練中人體不同體位變化時，頸動脈血流變化特征如何值得關注。目的：探索康復訓練中人體不同體位頸動脈血流量變化特征。方法：招募104名在校大學生志愿者(男60名，女44
摘要背景：在康復訓練中，隨著倒立器械的出現，越來越多的人應用該器械進行頭低位訓練，那么頭低位訓練中人體不同體位變化時，頸動脈血流變化特征如何值得關注。目的：探索康復訓練中人體不同體位頸動脈血流量變化特征。方法：招募104名在校大學生志愿者(男60名，女44名)，應用PHILPSCOLORDOPPLERCV850彩色超聲等在不同體位進行頸動脈血流動力學檢測。結果與結論：①與仰臥位相比，直立位時女性右頸總動脈(P=0.031)，男性左頸總動脈(P=0.033)、右頸總動脈(P=0.003)、右頸內動脈(P=0.030)血流量明顯降低，差異有(非常)顯著性意義;②與仰臥位相比，頭低位-30°時女性左頸總動脈(P=0.018)、右頸總動脈(P=0.001)、左椎動脈(P=0.049)，男性左頸總動脈(P=0.007)、右頸總動脈(P=0.005)血流量明顯降低，差異有(非常)顯著性意義;③與仰臥位相比，頭低位-90°時，男女性左頸總動脈(P=0.000)、右頸總動脈(P=0.000)，女性左頸內動脈(P=0.002)、右頸內動脈(P=0.002)，男性左頸內動脈(P=0.001)、右頸內動脈(P=0.000)、左椎動脈(P=0.003)血流量明顯降低，差異有(非常)顯著性意義;④上述結果表明，健康人體體位由直立位、仰臥位、頭低位-30°到頭低位-90°的順序變化時，與仰臥位相比，在頭低位-30°、頭低位-90°時，頸總動脈、頸內動脈、椎動脈血流量變化百分比較大，尤其是頭低位-90°變化最大。
關鍵詞：血流流動力學;不同體位;血流量;頸動脈;康復訓練;頭低位
0引言
Introduction頸總動脈是頭頸部的動脈主干，頸動脈的作用是向頭面部組織輸送動脈血，保證大腦、頭面部等器官組織的正常工作。隨著年齡的增長，動脈管壁彈性功能逐漸衰退，表現為僵硬度增高、緩沖能力下降、擴張性降低和脈壓增加，屬于動脈硬化的早期改變[1]，頸動脈血流動力學異常，也是動脈粥樣硬化的表現之一[2]。動脈粥樣硬化是一個復雜的心血管炎性病變過程，是一種嚴重危害人類健康的疾病[3]。通常在青少年時期發(fā)生，隨著年齡增長而逐漸加重，頸動脈硬化早期首先表現為內膜中膜增厚，逐步發(fā)展形成動脈粥樣硬性化斑塊[4]。
正因如此，動脈粥樣硬化的低齡化趨勢需要受到重視[5]，大量研究表明，在防治動脈粥樣硬化性心血管疾病方面，身體活動可以預防動脈粥樣硬化[6]，穩(wěn)定疾病的發(fā)展趨勢甚至逆轉疾病發(fā)病狀態(tài)[7]，其中筋膜自我放松、睡眠調節(jié)和有氧運動都是效果較好的方式[8-11]。頭低位訓練是一種抵抗重力的抗阻訓練，其作為一種醫(yī)療運動康復治療手段，最早出現于1694年，主要用于臨床診斷、治療、干預等研究中[12-16]。
例如頭低位25°機器人輔助根治前列腺切除術中可降低位置相關眼部并發(fā)癥的風險，而不增加手術操作的難度，手術期間血液損失少，并發(fā)癥少，治療效果好，住院時間短[17];還有體位變化對肌肉血流影響[18]、對眼內壓影響[19]，以及相關眩暈與前庭功能的研究報道[20]，特別是對老年人可能產生暈厥、跌倒、心血管疾病甚 至死亡[21-24]，在嚴重主動脈狹窄患者中，體位變化似乎不與暈厥相關[25]，甚至出現研究與現實生活的差異，社區(qū)老年人常被忽視直立性低血壓測量的問題[26]，體位變化對人體功能影響的因果關系仍需長期、隨機對照試驗評估[27]。然而，從預防醫(yī)學角度思考，頭低位訓練對人體功能的影響仍然缺乏系統(tǒng)研究，而且頭低位訓練概念目前還未發(fā)現有統(tǒng)一的定義。
作者根據前人的研究，從運動人體科學視角，給出“頭低位訓練”定義。頭低位訓練是指人體頭部較軀干離地心距離近的體位下，根據運動需要，科學安排訓練計劃，改善人體形態(tài)、增強各器官系統(tǒng)功能的訓練。“頭低位訓練”操作性定義是指人體頭部相對軀干距離地心較近的體位下，以身體縱軸和水平面夾角在(-90°，0°)范圍內，見圖1A，以手、頭、肩、膝關節(jié)、踝關節(jié)等環(huán)節(jié)中的一種或多種組合固定支撐，實施科學的訓練計劃，改善人體身體形態(tài)、增強各器官系統(tǒng)功能的訓練。倒立訓練是頭低位訓練的一種極限訓練。
目前，倒立器械健身、康復受到部分大眾、醫(yī)療康復人員青睞。在倒立器械上訓練時，體位有頭向上直立傾斜位、平臥位、頭低位。當體位變化時，除了可能跌落這些外在的風險外，人們最關心的是頭部血流變化情況，因為異常的血流變化可導致暈厥、腦出血等內在健康高風險。
那么，體位變化時人體大腦供血的頸動脈內徑、血流速度、血流量如何變化，哪種體位變化量較大，血流量變化安全范圍是什么，不同體質人體參與頭低位訓練動脈血管反應如何，以及防治動脈粥樣硬化性心血管疾病方面等相關的研究還較少見，缺乏頭低位訓練動脈血流變化特征理論指導，故該研究的目的是探索當人體在直立位、仰臥位、頭低位-30°、頭低位-90°體位變化時，人體頸動脈內徑、血流速度、血流量變化特征，以期對人體頭低位訓練提供風險評估，更好地為頭低位訓練健身、康復提供理論依據。
1對象和方法Subjectsandmethods
1.1設計多因素完全隨機設計方法，具體為2×3×4因素設計，其中2代表左右2個同名頸動脈部位，3代表3個不同頸部動脈、4代表不同體位。樣本符合正態(tài)分布，不同體位比較采用兩因素重復測量方差分析，同一體位男女比較采用雙樣本異方差t檢驗;同一性別，左右比較采用雙樣本等方差t檢驗。
1.2時間及地點試驗于2018年5-6月在安慶海軍醫(yī)院完成。
1.3對象受試者為大學生志愿者，男60名，年齡(21.00±2.43)歲，身高(175.57±8.69)cm，體質量(75.51±8.98)kg，體質量指數(25.82±2.17)kg/m2;女44名，年齡(21.20±3.25)歲，身高(158.66±5.51)cm，體質量(54.90±6.76)kg，體質量指數(22.99±2.46)kg/m2。入選條件：身體健康，無不良嗜好，無糖尿病、高血壓、頸動脈和鎖骨下動脈粥樣硬化斑塊或狹窄等引起血流動力學改變的疾病。檢查前2h內禁煙禁酒。所有受試者均在知情同意書上簽字，此次試驗得到安慶師范大學倫理委員會支持，倫理申請編號為ANU2017018。
1.4方法
1.4.1試驗地點、環(huán)境及器材中國人民解放軍海軍安慶醫(yī)院超聲科;溫度26℃，濕度66%;PHILPSCOLORDOPPLERCV850彩色超聲、倒立器械等。
1.4.2試驗過程在海軍安慶醫(yī)院超聲科，經驗豐富的超聲科醫(yī)生應用PHILPScolorDopplerCV850對相關指標進行測量。每位受試者在倒立器械上按照直立位、仰臥位、頭低位-30°，頭低位-90°4種姿勢順序進行靜態(tài)測量。
所有受試者在測試前休息10-20min。測試平均時間為40-50min，每種姿勢測試間隔時間設為兩三分鐘。測試期間，2名專職人員對被試者加強保護。測試中，要求受試者盡量保持全身肌肉放松、正常呼吸狀態(tài)。根據公式(1)[28]，計算頸總動脈、頸內動脈、椎動脈最大流速血流量。血流量=最大流速×截面積×60(1)(1)中，截面積(A)=π(D/2)2，D為血管直徑。根據公式(2)，以仰臥位血流量為基礎對照數據，分別計算體位變化時，直立位、頭低位-30°、頭低位-90°血流量變化百分比。⊿%=(非仰臥位血流量-仰臥位血流量)/仰臥位血流量(2)。
1.5主要觀察指標
直立位、仰臥位、頭低位-30°、頭低位-90°4種體位下，頸總動脈、頸內動脈、椎動脈最大流速、內徑、血流量。
1.6統(tǒng)計學分析
數據用x-±s表示，應用SPSS17.0進行統(tǒng)計和分析。樣本符合正態(tài)分布，不同體位比較采用兩因素重復測量方差分析，同一體位男女比較采用雙樣本異方差t檢驗;同一性別左右比較采用雙樣本等方差t檢驗，P<0.05為差異有顯著性意義，P<0.01。
2results
2.11042.24-30p="0.018)，其他體位下，差異均無顯著性意義"p>0.05)。依照直立位、仰臥位、頭低位-30°、頭低位-90°次序，左頸總動脈內徑呈現逐步增大趨勢變化。
2.3頸動脈收縮期峰值血流速度
為人體左頸總動脈、左頸內動脈、左椎動脈最大血流速度。同名動脈男女之間比較，在直立位，左頸總動脈、左椎動脈差異均有顯著性意義(P=0.035，P=0.040)，而左頸內動脈差異無顯著性意義(P=0.01);在仰臥位，差異均無顯著性意義(P=0.058，P=0.30，P=0.2);在頭低位-30°，差異均無顯著性意義(P=0.16，P=0.44，P=0.054);在頭低位-90°，左頸總動脈差異有顯著性意義(P=0.026)，而左頸內動脈、左椎動脈差異均無顯著性意義(P=0.37，P=0.052)。
同性別、同名動脈不同體位最大血流速度比較，對于女生，直立位與仰臥位比較，左頸總動脈、左頸內動脈、左椎動脈差異均無顯著性意義(P=0.13，P=0.18，P=0.32);仰臥位與頭低位-30°比較，左頸總動脈差異有非常顯著性意義(P=0.000)，左頸內動脈、左椎動脈差異有顯著性意義(P=0.03，P=0.02);頭低位-30°與頭低位-90°比較，左頸總動脈、左頸內動脈差異均有非常顯著性意義(P=0.000，P=0.003)，而左椎動脈差異無顯著性意義(P=0.12)。
對于男生，直立位與仰臥位比較，左頸總動脈、左頸內動脈、左椎動脈差異均無顯著性意義(P=0.12，P=0.17，P=0.46);仰臥位與頭低位-30°比較，左頸總動脈、左頸內動脈、左椎動脈差異有非常顯著性意義(P=0.000，P=0.006，P=0.003);頭低位-30°與頭低位-90°比較，左頸總動脈、左頸內動脈差異有非常顯著性意義(P=0.001，P=0.004)，而左椎動脈差異有顯著性意義(P=0.044)。
2.4頸動脈收縮期峰值血流量
以仰臥位血流量為基礎對照數據，分別計算直立位、頭低位-30°、頭低位-90°血流量變化百分比，絕大部分動脈血流量變化百分比絕對值為直立位<頭低位-30°<頭低位-90°，表明人體頭低位-90°時頸總動脈血流量最小。
與仰臥位相比，直立位時女性右頸總動脈(P=0.031)，男性左頸總動脈(P=0.033)、右頸總動脈(P=0.003)、右頸內動脈(P=0.030)血流量明顯降低，差異有(非常)顯著性意義;與仰臥位相比較，頭低位-30°時女性左頸總動脈(P=0.018)、右頸總動脈(P=0.001)、左椎動脈(P=0.049)，男性左頸總動脈(P=0.007)、右頸總動脈(P=0.005)血流量明顯降低，差異有(非常)顯著性意義;與仰臥位相比較，頭低位-90°時男女性左頸總動脈(P=0.000)、右頸總動脈(P=0.000)，女性左頸內動脈(P=0.002)、右頸內動脈(P=0.002)、左椎動脈(P=0.018)，男性左頸內動脈(P=0.001)、右頸內動脈(P=0.000)、左椎動脈(P=0.003)血流量明顯降低，差異有(非常)顯著性意義;頭低位-30°與頭低位-90°相比，女性左總動脈(P=0.043)、右頸總動脈(P=0.034)，男性左頸總動脈(P=0.014)、左頸內動脈(P=0.023)差異有顯著性意義，女性左頸內動脈(P=0.002)、右頸內動脈(P=0.004)，男性右頸總動脈(P=0.004)、右頸內動脈(P=0.000)差異有非常顯著性意義。
3討論
Discussion該研究旨在了解頭低位訓練對人體尤其是心血管的影響，考慮到研究的倫理性、安全性，以及研究團隊大部分人員工作在高校，因此選取大學生人群作為研究對象。
3.1頸動脈血管內徑特征分析
青年女性組和青年男性組左頸總動脈內徑在頭低位-30°時有顯著性差異，說明頭低位對于頸動脈內徑、動脈的順應性具有一定的影響。動脈順應性又稱動脈彈性，指血管壁的緩沖能力，是由于管腔內壓力變化所導致的動脈血管直徑或容積的變化，取決于動脈腔徑大小和管壁硬度或可擴張性[29]。隨著年齡的增長，血管生理結構發(fā)生改變，逐漸造成頸部動脈血管內中膜增厚、斑塊形成、管壁彈性減弱和內徑增大，提示頸部動脈逐漸硬化的特征，可以認為這些變化是衰老在機體內在的結果和表現[30]。
年輕人的頸動脈粥樣硬化可能與遺傳因素、高脂血癥、肥胖、高血壓病及糖尿病等因素有關。為此，應以早期預防為主，加強運動鍛煉。男性頸動脈粥樣硬化患病率高于女性[31]，更應注意體力活動的相關鍛煉，而頭低位訓練是一種利用體位變化，借助重力作用，促使血液在人體內重新分配，對動脈彈性既有效果而又相對省力的鍛煉方式，從而降低心血管疾病發(fā)病率與死亡率。體位變化，尤其是頭低位訓練時，重力作用引起血流量在頸動脈中重新分配，刺激血管的彈性纖維彈性增加，降低了彈性模量，減少管壁的硬度，頸動脈血管的黏彈性上升，頸動脈管壁的松弛程度增加。
3.2頸動脈收縮期峰值血流速度特征分析
同名動脈男女之間比較，在直立位，左頸總動脈、左椎動脈分別具有顯著性差異，而左頸內動脈不具有顯著性差異，說明不同動脈流速具有性別差異。引起這種變化的可能原因：一是男女心臟功能差異，二是肺功能不同，另外還有神經、體液調節(jié)功能等。同性別、同名動脈不同體位最大血流速度比較，無論男女生，直立位與仰臥位比較，左頸總動脈、左頸內動脈、左椎動脈差異均無顯著性意義，說明人體神經體液調節(jié)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)適應了這種體位;而仰臥位與頭低位-30°比較，左頸總動脈、左頸內動脈、左椎動脈差異有(非常)顯著性意義。
說明頭低位作為一種影響血流速度的訓練負荷刺激具有一定的作用，對人體頸動脈具有一定的訓練作用，可預防、改善人體動脈硬化，尤其是對于中老年人群，通過頭低位訓練，其動脈功能可得到改善。影響頸動脈血流速度的因素有管徑大小、遠端阻力、近端流入壓力。頭低位體位使頸總動脈處的血壓升高，導致頸總動脈血流速度降低和管徑擴張[32]，使得變化差異更加明顯。頭低位傾斜是當今應用最為廣泛的地面模擬失重的方法之一[33]，因傾斜角度及持續(xù)時間不同，所引起機體各系統(tǒng)的變化是錯綜復雜的，有多種變化機制，有的機制目前仍不明確。
3.3頸動脈收縮期峰值血流量特征分析
以仰臥位的血流量作為基礎對照數據，主要考量人體仰臥位時，相對來說重力對人體頸動脈血流量影響較小，所以將非仰臥體位與仰臥體位作比較，計算血流量變化百分比。體位變化時，一方面，頸動脈血流量波動呈現出一定規(guī)律。無論男女，左、右頸總動脈、頸內動脈、椎動脈血流量，均出現仰臥位為最大值，直立位次之，頭低位最小，與研究假設相反，表明體位變化時，各個體位動脈血流動力學特征有所區(qū)別，尤其是仰臥位血流量較大，對于高血壓患者可能具有較大風險，直立位、頭低位對于低血壓患者可能有一定的風險。
另一方面，體位改變時，循環(huán)系統(tǒng)中還有靜脈血管發(fā)揮作用。重力對靜脈功能的影響較大，人體直立時，處于心臟水平以下靜脈血管，身體充盈擴張，較臥位可多容納血液400-600mL，導致機體血量重新分布，可引起暫時回心血量減少[34]。因此，無論男女，左、右頸總動脈、頸內動脈、椎動脈最大流速血流量顯示頭低位-90°<頭低位-30°<直立位<仰臥位。對于不同體位變化時，男女之間頸動脈血流量變化規(guī)律也存在不完全一致情況。魯力立等[35]研究認為在頭低位訓練中，男女的耐受反應有一定差異。
此研究血流量值高于張雪梅等[36]研究椎動脈的血流量值，其研究主要是應用平均血流速度計算血流量，而此研究中主要是應用最大流速計算血流量;之所以應用最大血流速度，主要是源于經驗假設，認為頭低位血流量會增加，尤其是最大血流量若增加過大，會有一定的風險，實際測試直立位或頭低位血流量反而小于仰臥位，而仰臥位是大家每天休息習慣的姿勢。
蘇全生等[37]、黃志強等[38]研究發(fā)現短時間身體倒立，未發(fā)現心功能指標異常情況;此外，頭向下傾斜姿勢的訓練可誘導直立和頭向下傾斜姿勢的心肺適應性，而在進行直立運動時，主要觀察對直立運動訓練的適應性[39]。對于健康人來說，頭低位訓練風險應該是較低的，頭低位-30°、頭低位-90°均無頭暈等較大的不良反應。通過與仰臥位對比分析，發(fā)現男性右頸內動脈增量百分比絕對值在頭低位-90°最大為26.3%，其余大部分頸動脈增量百分比絕對值均在20%左右波動，這與ZHANG等[40]、IMMINK等[41]研究較接近，他們被試也是年輕人群，在直立頭向上傾斜降低15%-20%，這些觀察結果與以往使用傳統(tǒng)示蹤劑方法在矯形期間對人體大腦中動脈血流的直接測量結果非常一致。
實際上，該研究只是反映頸動脈血流量變化特征，并沒有測試大腦中動脈血流特征變化。研究表明，腦循環(huán)動脈系統(tǒng)主要是由頸動脈、椎-基底動脈和顱底Willis環(huán)等共同構成的一個腦內供血網。頸總動脈是其中最主要的供血器官，其融合了上游心臟和下游腦血管床的血流動力學以及血流信號特征信息，是心腦血管疾病早期診斷、治療的重要檢測窗口[34]。
研究測得的頸總動脈的血流量動態(tài)變化，雖然不能表明腦顱內血流的直接變化，但可以間接反映出腦顱內的供血情況。目前，盡管體位變化過程中腦顱內血流降低的潛在機制還不完全清楚，但已有研究表明，正常的人體體位變化主要是神經-體液調節(jié)機制。人體正常直立姿勢時血流減少的可能機制包括由于心肺和動脈壓力反射的激活、交感神經興奮性提高、血管收縮、肌源性反應增加伴隨動脈壓升高，以及重力梯度作用導致靜脈小動脈反射的激活等，使得血流減少[42]。
體位變化時，引起各種心血管反射，導致心輸出和各器官的血管舒縮狀態(tài)發(fā)生相應的改變[34]。重力作用下，人體體位變化主要影響血液的分配，心血管承受負荷刺激，引起血液動力學變化，激發(fā)神經和體液的調節(jié)機制[43-44]。從仰臥位到直立位過渡時，激活位于頸動脈竇和主動脈弓的壓力感受器的血壓調節(jié)反射，刺激交感神經系統(tǒng)活動加強，副交感神經系統(tǒng)活動減弱，增加心率、靜脈回流、心臟收縮力和血管張力。
因此，血壓水平得以恢復，外周血管阻力增加是血壓恢復的主要原因，而心率的增加可能起到補充作用;這些補償性反應通常能夠在短期的幾秒鐘內使血壓穩(wěn)定;在長時間直立(倒立)姿勢的情況下，激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)，加壓素分泌增多，協(xié)助調節(jié)體內的長期血壓與體液平衡[27]�？傊i動脈血流調節(jié)是一個復雜的、多種機制參與的過程，促使各器官之間血流分配能適應機體及時活動功能需要。體位變化時，所有這些機制必須協(xié)調起作用，尤其是許多代償性改變是通過自主神經系統(tǒng)的活動來協(xié)調的。
頭低位訓練的功能還有待進一步研究。潘毅[45]研究了潛水頭低位-90°訓練，認為有助于刺激前庭耳蝸神經，提高其適應性，增強研究平衡、空間等信息的綜合處理能力。王霆等[46]、姜麗等[47]研究表明，有規(guī)律、定量的倒立訓練改善了弓箭手的中樞神經功能，顯著緩解了優(yōu)秀弓箭手負荷訓練后的焦慮等不良情緒、睡眠質量差等不適癥狀，并認為倒立訓練干預時間越長，中心功能改善越明顯。VIJAYALAKSHMI等[48]發(fā)現，在頭低位-80°時，脈壓下降和舒張壓梯度增加顯著，這種升壓反應可能是由低氧血癥或顱內壓升高引起的。
李志宏等[49]對38名60歲高血壓知識分子進行了長期倒立訓練，研究表明倒立訓練的降壓效果是安全有效的。LÜ等[50]研究認為慣性啞鈴對人類認知功能有一定的益處，因此頭低位是否也能改善認知功能還有待進一步研究。該研究也有一定的局限性：首先，樣本量較小;其次，受試者范圍較小，主要是針對大學生群體，未涉及同齡的其他行業(yè)人群;第三，頸部靜脈血流量未測試;第四，對于腦內動脈血流變化未做研究。
4參考文獻References
[1]陳金鰲,張林,陳琉,等.振動訓練對低齡老年人動脈血管彈性的影響[J].體育學刊,2015,22(2):120-126.
[2]王文榮,熊開宇,何輝.中年人頸動脈WSS與FMD、IMT、心血管危險因素的相關關系[J].北京體育大學學報,2018,41(3):76-81.
[3]趙平,李國泰,黃誠胤,等.運動調節(jié)氣體信號分子系統(tǒng)對動脈粥樣硬化的作用[J].武漢體育學院學報,2010,44(2):71-75.
[4]林云,陳文鶴.肥胖癥與動脈粥樣硬化的關系研究進展[J].上海體育學院學報,2011,35(5):52-56.
[5]林云,陳文鶴.4周有氧運動對肥胖兒童少年動脈粥樣硬化致病相關因子的影響[J].中國體育科技,2012,48(4):131-136.
[6]王祥全,王曉峰,張立偉.國外運動康復研究前沿及其熱點演化分析[J].武漢體育學院學報,2018,52(3):75-82.
[7]王帝之,張培珍.運動對動脈粥樣硬化斑塊逆轉機制的研究進展[J].體育科學,2018,38(9):65-71
于巴鎖1，孫明運2，楊紅梅2，包亞玲3，錢振宇2，孟海江2，周多奇2
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