＋Gz作用下心电图QT间期的改变及其意义
作者：吴斌 谢宝生 薛月英 路盛强 由广兴 刘兴华
单位：航天医学工程研究所，北京 100094
关键词：加速度应激(生理)；人的反应；Q-T间期；心电图；判别分析
航天医学与医学工程990504摘要：目的 探讨能否用QT间期来预测飞行员对+Gz应激的反应情况。方法 37名空军飞行员在人用离心机上经受峰值为4G的正向加速度作用,根据被试者对+Gz应激反应的不同，将其分成A组(反应良好组，n=18)、B组(反应亢进组，n=14)和C组(反应抑制组，n=1)。实验结束后测量+Gz作用前、中、后心电图的QT间期和RR间期，并对能够测量出QT间期的33人(89.2%)的数据进行统计分析。结果 +Gz作用中QT间期和RR间期明显缩短，QT间期对RR间期的敏感性明显增加(与+Gz作用前比，P<0.001)；A组与B组相比，+Gz作用中QT间期对RR间期的敏感性差异显著(P<0.001)；用+Gz作用中的QT间期和RR间期建立的判别方程有效，其总的判别正确率为81.8%。结论 +Gz作用下QT间期的改变与自主神经均衡性的变化有关；用心电图的QT间期和RR间期通过判别方程可以预测飞行员对+Gz应激的反应情况，本研究提出的指标和方法有可能在G-LOC预警系统中得到应用。
, 百拇医药
中图分类号：R852.21 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)05-0328-05
Changes in QT Interval of Electrocardiogram under +Gz
Acceleration and Its Significance
WU Bin，XIE Bao-sheng，XUE Yue-ying，LU Sheng-qiang，YOU Guang-xing，LIU Xing-hua
Abstract：Objective To define whether QT interval could be used to predict the response of pilots to +Gz stress. Method 37 pilots underwent +4 Gz acceleration on a human centrifuge.According to their responses to +Gz stress, subjects were divided into group A (good reaction group, n=18), group B (hyperfunction reaction group,n=14) and group C (inhibition reaction group,n=1). QT and RR interval were measured pre-,during and post-G. The data of 33 subjects(89.2%) whose QT interval could be measured were analyzed statistically. Result During +Gz, QT and RR interval were shortened and sensitivity of QT interval to RR interval was augmented significantly (vs. pre-G, P<0.001);group B had higher sensitivity of QT interval to RR interval during +Gz (P<0.001, as compared with group A);discrimination functions established by QT and RR interval during +Gz were efficient and their accurate judgement rate was 81.8%. Conclusion The Changes in QT interval of ECG were related to autonomic nervous imbalance under +Gz; QT interval and RR interval could be used to predict the response of pilots to +Gz stress. These suggested that the parameters and method in this study might be used in G-LOC warning system.
, 百拇医药
Key words:acceleration stress(phsiology);human reactions;Q-T interval；ECG;discriminatory analysis
Address reprint requests to:WU Bin.Institute of Space Medico-Engineering，Beijing 100094,China
在军事航空领域中，加速度引起的意识丧失(G-induced loss of consciousness，G-LOC)对飞行安全构成严重威胁。为了对付这种威胁，人们试图建立一种G-LOC预警系统，该系统能够在飞行员发生G-LOC之前的数秒内发出警报，以提醒飞行员及时主动地采取措施，从而达到降低G-LOC发生率的目的[1]。显然，寻找一些能够可靠预测飞行员对加速度应激反应情况的指标和方法对于该系统的建立是非常重要的。
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心电图的QT间期中蕴涵着心血管调节因素的信息，已有学者认为对特殊环境和特殊人群进行QT间期分析有助于加深理解机体的反应[2～5]。Whinnery等[6]对24名反应良好的被试者进行了+Gz作用下的QT间期分析，并推测有可能用QT间期来区分被试者对加速度应激的反应情况。基于此，本研究的目的是观察+Gz作用下QT间期的改变特征，同时注意不同反应组QT间期改变的差异，探讨能否用QT间期来预测飞行员对+Gz应激的反应情况，以期能为G-LOC预警系统的建立提供新的指标和方法。
方 法
被试者 37名男性空军歼、强机飞行员，年龄26～34岁，飞行时间大于600 h。所有参试人员均经过全面的住院检查，排除了心血管系统、神经系统、内分泌系统疾患及心理障碍。实验前2 wk，禁止服用任何药物。实验前24 h，不允许喝含酒精或咖啡因的饮料。实验时间14:30～17:30。
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实验步骤 被试者坐于半径为12 m的人用离心机吊舱内，先体验一次较低过载值的+Gz作用。间隔5～10 min后开始正式实验。采用梯形过载曲线，上升与下降速率分别为0.4 G/s和0.2 G/s，峰值为+4 Gz，持续30 s。加速度作用前、后2 min和作用期间用FE-30A型磁记录仪(日本，索尼)连续记录、存贮心电图(CM5)等生理信号。为保证安全，同时监测了血压、眶上动脉脉搏等指标，并设有严格的实验中止指征。
数据测量和分析 实验结束后以50 mm/s的纸速在RM-6000型多导生理记录仪(日本，光电)上回放存贮的心电图，并进行人工数据测量。每名被试者测量离心机转前第10～15秒之间、加速度峰值作用第15～20秒之间(对于峰值时间小于20 s的被试者，测量离心机下滑前第10～5秒之间)、离心机转后第15～20秒之间任意连续3次正常心跳的QT间期、RR间期，以其均值作为该被试者的测量结果。另外，还计算了心率(HR=60/RR)、QTc间期(QTc=QT/
)[7]。统计学处理采用t检验、线性回归分析和判别分析，设定P<0.05为差异显著性检验水准。
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结 果
+Gz耐受情况 37人中有4人(10.8%)因+Gz作用过程中T波低平或TP完全融合而未测量出QT间期，故只对33人(89.2%)的数据进行了分析。根据被试者对+Gz应激反应的不同，将其分成3组：A组对+Gz反应良好，他们较好地耐受了+4 Gz/30 s的加速度作用而无异常表现，该组共18人；B组对+Gz反应不良，他们在+Gz作用期间或最大心率>160 bpm，或(和)ST段水平下降≥0.05 mV,或(和)出现了异位节律，或(和)发生了灰视或黑视等症状而未能耐受完30 s的加速度作用，该组共14人；C组对+Gz应激出现了抑制反应，他们在加速度作用期间心率、血压代偿不足(HR≤110 bpm，眼水平收缩压≤4.0 kPa)，本次实验该组仅1人耐受过载峰值时间<10 s。
QT间期改变的特征 从表1可以看出与+Gz作用前相比，+Gz作用中HR和QTc间期明显增加(P<0.001和0.01)，RR间期和QT间期明显减小(P<0.001)；+Gz作用后HR、RR间期和QT间期逐渐恢复，而QTc间期却明显缩短(与+Gz作用前比P<0.01)，说明Bazzet公式未能很好地校正QT间期。
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表1 +Gz作用下HR、RR间期、QT间期和QTc间期的变化(
±s，n=33)
Table 1 Changes of HR、RR interval、QT interval and QTc interval under +Gz(±s，n=33) 指标(indexes)
+Gz作用前(pre-+Gz)
+Gz作用中(during +Gz)
+Gz作用后(after +Gz)
HR(bpm)
99±16
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140±12***
96±21
RR间期(RR interval)(s)
0.604±0.101
0.430±0.051***
0.622±0.131
QT间期(QT interval)(s)
0.336±0.021
0.296±0.025***
0.328±0.014
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QTc间期(QTc interval)(s)
0.435±0.024
0.452±0.022**
0.413±0.017**
注：**P<0.01,***P<0.001,与+Gz作用前比 Note: **P<0.01,***P<0.001,as compared with pre-+Gz 为定量描述QT间期的改变，我们对+Gz作用前、中、后的QT间期和RR间期分别做回归分析，得如下三个方程：
QT＝0.2455+0.1498RR(r=0.7335, P<0.0001, n=33)(1)
QT＝0.1372+0.3699RR(r=0.7529, P<0.0001,n=33)(2)
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QT＝0.2446+0.1227RR
(r=0.6580, P<0.0001,n=33)(3)
结果表明，无论+Gz作用前还是作用中和作用后，QT间期均与RR间期显著相关。进一步对3个方程的回归系数的差异性进行了比较，结果方程2与方程1差别显著(P<0.001)，方程3与方程1差别不显著(P>0.200)，这表明+Gz作用中与+Gz作用前比QT间期随着RR间期的缩短而缩短更快，即QT间期对RR间期的敏感性增加了。
不同组别被试者QT间期变化的比较 鉴于C组仅有1名被试者，故只对A组和B组+Gz作用下QT间期的变化情况进行了比较(见表2，表3)。从中可以看出无论A组还是B组，+Gz作用中的QT间期、RR间期均明显降低，QT/RR值明显增加(P<0.01，与+Gz作用前比)，组间比较B组在+Gz作用中的QT/RR值明显大于A组(P<0.01)；另外，A组和B组在+Gz作用的前、中、后，QT间期均与RR间期相关(P<0.05或0.0001)，A组与B组的QT间期随RR间期的变化规律在+Gz作用中明显不同，B组QT间期对RR间期的敏感性高于A组(P<0.001)。
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表2 +Gz作用下A组和B组RR间期、QT间期和QT/RR变化的比较
Table 2 Comparison of changes in RR, QT interval and QT/RR between group A and B under +Gz 组别(groups)
+Gz作用前(pre-+Gz)
+Gz作用中(during +Gz)
RR间期
(RR interval)
QT间期
(QT interval)
QT/RR
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RR间期
(RR interval)
QT间期
(QT interval)
QT/RR
A(n=18)
0.595±0.095
0.332±0.020
0.566±0.068
0.441±0.047**
0.293±0.017**
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0.669±0.040**
B(n=14)
0.601±0.103
0.341±0.022
0.577±0.067
0.408±0.044**
0.299±0.034**
0.736±0.022**##
注：**P<0.01，与+Gz作用前相比；##P<0.01，与A组相比
Note: **P<0.01, as compared with pre-+Gz;##P<0.01, as compared with group A表3 +Gz作用下A组和B组QT间期变化规律的比较
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Table 3 Comparison of changes in QT interval between
group A and B under +Gz 组别(groups)
回归方程(regression functions)
+Gz作用前(pre-+Gz)
+Gz作用中(during +Gz)
+Gz作用后(after +Gz)
A(n=18)
QT=0.2467+0.1425RR
QT=0.1570+0.3093RR
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QT=0.2326+0.1305RR
(r=0.6842,P=0.0017)
(r=0.8700, P=0.0000)
(r=0.8588, P=0.0001)
B(n=14)
QT=0.2326+0.1805RR
QT=-0.0058+0.7461RR
QT=0.2691+0.1152RR
(r=0.8588,P=0.0001)
(r=0.9722,P=0.0000)
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(r=0.6555,P=0.0109)
P*
>0.10
<0.001
>0.10
注：P*为组间两个方程的回归系数进行比较时的统计检验概率值
Note:P* represents the value of statistical test probability between regression coefficient of function of group A and that of group B 用QT间期和RR间期判别被试者的组别归属 用+Gz作用中的QT间期和RR间期按Bayes准则建立判别方程：
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Y(A)=482.93QT-24.55RR-65.43(4)
Y(B)=615.04QT-104.65RR-70.54(5)
Y(C)=296.24QT+115.46RR-77.71(6)
用F检验对以上判别方程的判别效果进行检验，结果方程4与5，方程4与6，方程5与6对A组与B组，A组与C组，B组与C组判别效果显著(P=0.0001, 0.0151, 0.0002)，表明建立的3个判别方程有效。
用回代检验法检验了判别方程实际判别的正确率(表4)。
表4 33名被试者的回代检验结果
Table 3 Results of 33 subjects' return test 实际组别
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(actual groups)
判别组别(discriminatory groups)
合计
(total)
正确率(%)
(accurate rate)
A
B
C
A
13
3
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2
18
72.2
B
1
13
0
14
100
C
0
0
1
1
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92.9
合计(total)
14
16
3
33
81.8
讨 论
+Gz作用下QT间期改变的机理 本研究观察到+Gz作用中QT间期的缩短和+Gz作用后QT间期的恢复均不能用Bazzet公式予以校正，而且+Gz作用中QT间期对RR间期变化的敏感性明显增加了。这意味着在+Gz作用下除心率外，还另有因素影响着QT间期的改变。本世纪70年代，在哺乳动物离体心肌上所做的实验发现儿茶酚胺可使QT间期在不依赖心率的情况下缩短。这些实验还发现心率加快可以使动作电位时程缩短[8，9]。在此之后，有人报道了在用起搏器控制被试者心率的情况下给予心得安，QT间期延长[10]。还有人发现心脏传导阻滞的病人在运动时，QT间期缩短，并且认为这种缩短与心率无关，可能是血液或心肌中儿茶酚胺含量增加的结果[5]。最近Whinnery等[6]推测心率和交感神经的共同作用使+Gz应激下QT间期的改变出现了上述特征。在这些研究的基础上，我们将交感神经的兴奋与心率的加快以及血液中儿茶酚胺含量的增加相联系，将心肌除极化和复极化的加速与QT间期的缩短相联系，认为+Gz作用下QT间期的改变是自主神经均衡性变化的结果，其作用机理可用图1表示。
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图1 +Gz作用下QT间期改变的机理
Fig.1 Mechanism of changes of QT interval under +Gz
从图1可以看出，+Gz应激使被试者的交感兴奋占优势，然后通过神经和体液两条途径对窦房结和心肌两个位点的联合作用使QT间期缩短，其意义是在心率加快的情况下维持相对多的舒张期充盈，保证心输出量的增加或不致减少的过多。显然，这是+Gz引起的一种代偿反应。
用QT间期和RR间期判别被试者对+Gz应激反应情况的可靠性 我们已经知道+Gz应激引起的交感神经的兴奋并不仅仅通过心率的加快来影响QT间期，还通过使心肌除极化与复极化加速来影响QT间期。因此，如果仅考查QT间期随RR间期的变化，那么与+Gz作用前比，+Gz作用中QT间期对RR间期的敏感性应是增大的。本实验观察到的结果也证明了这一点。故可以认为QT间期对RR间期的敏感性能够反应+Gz作用中由于交感张力增加而引起的自主神经均衡性的变化。又因为+Gz耐力的降低，G-LOC以及+Gz作用下的心电图异常均与心脏自主神经失衡有关[6]，所以用QT间期和RR间期来判别被试者对+Gz应激的反应情况有着理论上的可能性。
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另外，本次实验发现在+Gz作用中B组QT间期对RR间期的敏感性明显高于A组(P<0.001)，这意味着B组发生了过度的交感神经兴奋，但并不表明B组的QT间期短于A组。相反，当RR间期大于0.373 s(HR<161 bpm)时，在RR间期相同的情况下，B组的QT间期长于A组，故B组的心室充盈时间相对较短，从而导致B组的心输出量小于A组。可见，在正常的心率代偿范围内两组心输出量的调节是有差异的，这可能是造成被试者对+Gz应激反应不同的根本原因之一。由于QT间期和RR间期相结合能够反映这种调节上的差异，所以用QT间期和RR间期来判别被试者对+Gz应激的反应情况是可能的。
以上从两个不同的角度论证了用QT间期和RR间期判别被试者对+Gz应激反应情况的可能性。在此基础上，我们用Bayes法建立了判别方程，其总的判别正确率达81.8%，从而将这种可能性变成了现实。因此，我们认为用QT间期和RR间期来判别被试者对+Gz应激的反应情况是相对可靠的。
本研究的意义 本研究阐明了+Gz作用下QT间期的改变特征及其可能机理，并证明了用+Gz作用中的QT间期和RR间期可以判别被试者对+Gz应激的反应情况。由于分析中选用数据的时间点均位于被试者的耐力终点之前，而且如果这些被试者所承受的过载值稍微增大或承受+Gz作用的时间稍微延长的话，那么B组和C组出现G-LOC的几率要远大于A组[1]。因此，我们认为用心电图的QT间期和RR间期通过判别方程可以预测飞行员是否发生G-LOC。这意味着以上指标和方法有可能在G-LOC预警系统中得到应用。
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本研究也有其明显的局限性，主要表现为以下两个方面，一是+Gz作用下，部分被试者(10.8%)心电图的QT间期无法测量，影响了QT分析的普适性；二是样本量尚显不足，特别是C组仅1名被试者，影响了所得判别方程的稳定性。尽管如此，我们仍认为本研究不失为一次较为成功的尝试，值得进一步探讨。
参考文献
[1]Cammarota JP. Integrated system for detecting and managing acceleration-induced loss of consciousness[J]. IEEE Eng Med Biol, 1991,10(1):52～55
[2]Hodge M, Salerno D, Erlien D. Bazzet's QT correction reviewed-evidence that a linear QT correction for heart is better[J]. J Am Coll Cardiol, 1983,1(3):694
, 百拇医药
[3]Miline JR, Ward DE, Spurrell et al. The ventricular paced QT interval the effects of rate and exercise[J]. PACE,1982,5(2):352～358
[4]Palatini P, Sperti G. Arrhythmias and QT interval in athletes[J]. Am Heart J,1984,107(3):608～609
[5]Rickards AF,Norman J.Relation between QT interval and heart rate new design of physiologically adaptive cardiac pacemaker[J]. Br Heart J,1981,45(1):56～61
[6]Whinnery CC, Whinnery JE. Acceleration-induced electrocardiographic interval changes[J]. Aviat Space Environ Med,1988,59(2):102～106
, 百拇医药
[7]李为民，傅世英主译.马里奥特实用心电图学[M].第9版，齐齐哈尔：黑龙江科学技术出版社，1995:46
[8]Morad M, Rolett E. Relaxing effects of catecholamines on mammalian heart[J]. J Physiol ,1972,224(2):537～558
[9]Boyett MR, Jewell BR. A study of factors responsible for rate-dependent shortening of the action potential in mammalian ventricular muscle[J]. J Physiol ,1978,230(2):359～380
[10]Milne JR, Camm AJ, Ward DE et al. Effects of intravenous propranolol on QT interval—a new method of assessment[J]. Br Heart J,1980,44(1):1～6
收稿日期：1998-11-23, http://www.100md.com
单位：航天医学工程研究所，北京 100094
关键词：加速度应激(生理)；人的反应；Q-T间期；心电图；判别分析
航天医学与医学工程990504摘要：目的 探讨能否用QT间期来预测飞行员对+Gz应激的反应情况。方法 37名空军飞行员在人用离心机上经受峰值为4G的正向加速度作用,根据被试者对+Gz应激反应的不同，将其分成A组(反应良好组，n=18)、B组(反应亢进组，n=14)和C组(反应抑制组，n=1)。实验结束后测量+Gz作用前、中、后心电图的QT间期和RR间期，并对能够测量出QT间期的33人(89.2%)的数据进行统计分析。结果 +Gz作用中QT间期和RR间期明显缩短，QT间期对RR间期的敏感性明显增加(与+Gz作用前比，P<0.001)；A组与B组相比，+Gz作用中QT间期对RR间期的敏感性差异显著(P<0.001)；用+Gz作用中的QT间期和RR间期建立的判别方程有效，其总的判别正确率为81.8%。结论 +Gz作用下QT间期的改变与自主神经均衡性的变化有关；用心电图的QT间期和RR间期通过判别方程可以预测飞行员对+Gz应激的反应情况，本研究提出的指标和方法有可能在G-LOC预警系统中得到应用。
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中图分类号：R852.21 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)05-0328-05
Changes in QT Interval of Electrocardiogram under +Gz
Acceleration and Its Significance
WU Bin，XIE Bao-sheng，XUE Yue-ying，LU Sheng-qiang，YOU Guang-xing，LIU Xing-hua
Abstract：Objective To define whether QT interval could be used to predict the response of pilots to +Gz stress. Method 37 pilots underwent +4 Gz acceleration on a human centrifuge.According to their responses to +Gz stress, subjects were divided into group A (good reaction group, n=18), group B (hyperfunction reaction group,n=14) and group C (inhibition reaction group,n=1). QT and RR interval were measured pre-,during and post-G. The data of 33 subjects(89.2%) whose QT interval could be measured were analyzed statistically. Result During +Gz, QT and RR interval were shortened and sensitivity of QT interval to RR interval was augmented significantly (vs. pre-G, P<0.001);group B had higher sensitivity of QT interval to RR interval during +Gz (P<0.001, as compared with group A);discrimination functions established by QT and RR interval during +Gz were efficient and their accurate judgement rate was 81.8%. Conclusion The Changes in QT interval of ECG were related to autonomic nervous imbalance under +Gz; QT interval and RR interval could be used to predict the response of pilots to +Gz stress. These suggested that the parameters and method in this study might be used in G-LOC warning system.
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Key words:acceleration stress(phsiology);human reactions;Q-T interval；ECG;discriminatory analysis
Address reprint requests to:WU Bin.Institute of Space Medico-Engineering，Beijing 100094,China
在军事航空领域中，加速度引起的意识丧失(G-induced loss of consciousness，G-LOC)对飞行安全构成严重威胁。为了对付这种威胁，人们试图建立一种G-LOC预警系统，该系统能够在飞行员发生G-LOC之前的数秒内发出警报，以提醒飞行员及时主动地采取措施，从而达到降低G-LOC发生率的目的[1]。显然，寻找一些能够可靠预测飞行员对加速度应激反应情况的指标和方法对于该系统的建立是非常重要的。
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心电图的QT间期中蕴涵着心血管调节因素的信息，已有学者认为对特殊环境和特殊人群进行QT间期分析有助于加深理解机体的反应[2～5]。Whinnery等[6]对24名反应良好的被试者进行了+Gz作用下的QT间期分析，并推测有可能用QT间期来区分被试者对加速度应激的反应情况。基于此，本研究的目的是观察+Gz作用下QT间期的改变特征，同时注意不同反应组QT间期改变的差异，探讨能否用QT间期来预测飞行员对+Gz应激的反应情况，以期能为G-LOC预警系统的建立提供新的指标和方法。
方 法
被试者 37名男性空军歼、强机飞行员，年龄26～34岁，飞行时间大于600 h。所有参试人员均经过全面的住院检查，排除了心血管系统、神经系统、内分泌系统疾患及心理障碍。实验前2 wk，禁止服用任何药物。实验前24 h，不允许喝含酒精或咖啡因的饮料。实验时间14:30～17:30。
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实验步骤 被试者坐于半径为12 m的人用离心机吊舱内，先体验一次较低过载值的+Gz作用。间隔5～10 min后开始正式实验。采用梯形过载曲线，上升与下降速率分别为0.4 G/s和0.2 G/s，峰值为+4 Gz，持续30 s。加速度作用前、后2 min和作用期间用FE-30A型磁记录仪(日本，索尼)连续记录、存贮心电图(CM5)等生理信号。为保证安全，同时监测了血压、眶上动脉脉搏等指标，并设有严格的实验中止指征。
数据测量和分析 实验结束后以50 mm/s的纸速在RM-6000型多导生理记录仪(日本，光电)上回放存贮的心电图，并进行人工数据测量。每名被试者测量离心机转前第10～15秒之间、加速度峰值作用第15～20秒之间(对于峰值时间小于20 s的被试者，测量离心机下滑前第10～5秒之间)、离心机转后第15～20秒之间任意连续3次正常心跳的QT间期、RR间期，以其均值作为该被试者的测量结果。另外，还计算了心率(HR=60/RR)、QTc间期(QTc=QT/
)[7]。统计学处理采用t检验、线性回归分析和判别分析，设定P<0.05为差异显著性检验水准。, 百拇医药
结 果
+Gz耐受情况 37人中有4人(10.8%)因+Gz作用过程中T波低平或TP完全融合而未测量出QT间期，故只对33人(89.2%)的数据进行了分析。根据被试者对+Gz应激反应的不同，将其分成3组：A组对+Gz反应良好，他们较好地耐受了+4 Gz/30 s的加速度作用而无异常表现，该组共18人；B组对+Gz反应不良，他们在+Gz作用期间或最大心率>160 bpm，或(和)ST段水平下降≥0.05 mV,或(和)出现了异位节律，或(和)发生了灰视或黑视等症状而未能耐受完30 s的加速度作用，该组共14人；C组对+Gz应激出现了抑制反应，他们在加速度作用期间心率、血压代偿不足(HR≤110 bpm，眼水平收缩压≤4.0 kPa)，本次实验该组仅1人耐受过载峰值时间<10 s。
QT间期改变的特征 从表1可以看出与+Gz作用前相比，+Gz作用中HR和QTc间期明显增加(P<0.001和0.01)，RR间期和QT间期明显减小(P<0.001)；+Gz作用后HR、RR间期和QT间期逐渐恢复，而QTc间期却明显缩短(与+Gz作用前比P<0.01)，说明Bazzet公式未能很好地校正QT间期。
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表1 +Gz作用下HR、RR间期、QT间期和QTc间期的变化(
±s，n=33)Table 1 Changes of HR、RR interval、QT interval and QTc interval under +Gz(
±s，n=33) 指标(indexes)+Gz作用前(pre-+Gz)
+Gz作用中(during +Gz)
+Gz作用后(after +Gz)
HR(bpm)
99±16
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96±21
RR间期(RR interval)(s)
0.604±0.101
0.430±0.051***
0.622±0.131
QT间期(QT interval)(s)
0.336±0.021
0.296±0.025***
0.328±0.014
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QTc间期(QTc interval)(s)
0.435±0.024
0.452±0.022**
0.413±0.017**
注：**P<0.01,***P<0.001,与+Gz作用前比 Note: **P<0.01,***P<0.001,as compared with pre-+Gz 为定量描述QT间期的改变，我们对+Gz作用前、中、后的QT间期和RR间期分别做回归分析，得如下三个方程：
QT＝0.2455+0.1498RR(r=0.7335, P<0.0001, n=33)(1)
QT＝0.1372+0.3699RR(r=0.7529, P<0.0001,n=33)(2)
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QT＝0.2446+0.1227RR
(r=0.6580, P<0.0001,n=33)(3)
结果表明，无论+Gz作用前还是作用中和作用后，QT间期均与RR间期显著相关。进一步对3个方程的回归系数的差异性进行了比较，结果方程2与方程1差别显著(P<0.001)，方程3与方程1差别不显著(P>0.200)，这表明+Gz作用中与+Gz作用前比QT间期随着RR间期的缩短而缩短更快，即QT间期对RR间期的敏感性增加了。
不同组别被试者QT间期变化的比较 鉴于C组仅有1名被试者，故只对A组和B组+Gz作用下QT间期的变化情况进行了比较(见表2，表3)。从中可以看出无论A组还是B组，+Gz作用中的QT间期、RR间期均明显降低，QT/RR值明显增加(P<0.01，与+Gz作用前比)，组间比较B组在+Gz作用中的QT/RR值明显大于A组(P<0.01)；另外，A组和B组在+Gz作用的前、中、后，QT间期均与RR间期相关(P<0.05或0.0001)，A组与B组的QT间期随RR间期的变化规律在+Gz作用中明显不同，B组QT间期对RR间期的敏感性高于A组(P<0.001)。
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表2 +Gz作用下A组和B组RR间期、QT间期和QT/RR变化的比较
Table 2 Comparison of changes in RR, QT interval and QT/RR between group A and B under +Gz 组别(groups)
+Gz作用前(pre-+Gz)
+Gz作用中(during +Gz)
RR间期
(RR interval)
QT间期
(QT interval)
QT/RR
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RR间期
(RR interval)
QT间期
(QT interval)
QT/RR
A(n=18)
0.595±0.095
0.332±0.020
0.566±0.068
0.441±0.047**
0.293±0.017**
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0.669±0.040**
B(n=14)
0.601±0.103
0.341±0.022
0.577±0.067
0.408±0.044**
0.299±0.034**
0.736±0.022**##
注：**P<0.01，与+Gz作用前相比；##P<0.01，与A组相比
Note: **P<0.01, as compared with pre-+Gz;##P<0.01, as compared with group A表3 +Gz作用下A组和B组QT间期变化规律的比较
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Table 3 Comparison of changes in QT interval between
group A and B under +Gz 组别(groups)
回归方程(regression functions)
+Gz作用前(pre-+Gz)
+Gz作用中(during +Gz)
+Gz作用后(after +Gz)
A(n=18)
QT=0.2467+0.1425RR
QT=0.1570+0.3093RR
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QT=0.2326+0.1305RR
(r=0.6842,P=0.0017)
(r=0.8700, P=0.0000)
(r=0.8588, P=0.0001)
B(n=14)
QT=0.2326+0.1805RR
QT=-0.0058+0.7461RR
QT=0.2691+0.1152RR
(r=0.8588,P=0.0001)
(r=0.9722,P=0.0000)
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(r=0.6555,P=0.0109)
P*
>0.10
<0.001
>0.10
注：P*为组间两个方程的回归系数进行比较时的统计检验概率值
Note:P* represents the value of statistical test probability between regression coefficient of function of group A and that of group B 用QT间期和RR间期判别被试者的组别归属 用+Gz作用中的QT间期和RR间期按Bayes准则建立判别方程：
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Y(A)=482.93QT-24.55RR-65.43(4)
Y(B)=615.04QT-104.65RR-70.54(5)
Y(C)=296.24QT+115.46RR-77.71(6)
用F检验对以上判别方程的判别效果进行检验，结果方程4与5，方程4与6，方程5与6对A组与B组，A组与C组，B组与C组判别效果显著(P=0.0001, 0.0151, 0.0002)，表明建立的3个判别方程有效。
用回代检验法检验了判别方程实际判别的正确率(表4)。
表4 33名被试者的回代检验结果
Table 3 Results of 33 subjects' return test 实际组别
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(actual groups)
判别组别(discriminatory groups)
合计
(total)
正确率(%)
(accurate rate)
A
B
C
A
13
3
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2
18
72.2
B
1
13
0
14
100
C
0
0
1
1
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92.9
合计(total)
14
16
3
33
81.8
讨 论
+Gz作用下QT间期改变的机理 本研究观察到+Gz作用中QT间期的缩短和+Gz作用后QT间期的恢复均不能用Bazzet公式予以校正，而且+Gz作用中QT间期对RR间期变化的敏感性明显增加了。这意味着在+Gz作用下除心率外，还另有因素影响着QT间期的改变。本世纪70年代，在哺乳动物离体心肌上所做的实验发现儿茶酚胺可使QT间期在不依赖心率的情况下缩短。这些实验还发现心率加快可以使动作电位时程缩短[8，9]。在此之后，有人报道了在用起搏器控制被试者心率的情况下给予心得安，QT间期延长[10]。还有人发现心脏传导阻滞的病人在运动时，QT间期缩短，并且认为这种缩短与心率无关，可能是血液或心肌中儿茶酚胺含量增加的结果[5]。最近Whinnery等[6]推测心率和交感神经的共同作用使+Gz应激下QT间期的改变出现了上述特征。在这些研究的基础上，我们将交感神经的兴奋与心率的加快以及血液中儿茶酚胺含量的增加相联系，将心肌除极化和复极化的加速与QT间期的缩短相联系，认为+Gz作用下QT间期的改变是自主神经均衡性变化的结果，其作用机理可用图1表示。
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图1 +Gz作用下QT间期改变的机理
Fig.1 Mechanism of changes of QT interval under +Gz
从图1可以看出，+Gz应激使被试者的交感兴奋占优势，然后通过神经和体液两条途径对窦房结和心肌两个位点的联合作用使QT间期缩短，其意义是在心率加快的情况下维持相对多的舒张期充盈，保证心输出量的增加或不致减少的过多。显然，这是+Gz引起的一种代偿反应。
用QT间期和RR间期判别被试者对+Gz应激反应情况的可靠性 我们已经知道+Gz应激引起的交感神经的兴奋并不仅仅通过心率的加快来影响QT间期，还通过使心肌除极化与复极化加速来影响QT间期。因此，如果仅考查QT间期随RR间期的变化，那么与+Gz作用前比，+Gz作用中QT间期对RR间期的敏感性应是增大的。本实验观察到的结果也证明了这一点。故可以认为QT间期对RR间期的敏感性能够反应+Gz作用中由于交感张力增加而引起的自主神经均衡性的变化。又因为+Gz耐力的降低，G-LOC以及+Gz作用下的心电图异常均与心脏自主神经失衡有关[6]，所以用QT间期和RR间期来判别被试者对+Gz应激的反应情况有着理论上的可能性。
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另外，本次实验发现在+Gz作用中B组QT间期对RR间期的敏感性明显高于A组(P<0.001)，这意味着B组发生了过度的交感神经兴奋，但并不表明B组的QT间期短于A组。相反，当RR间期大于0.373 s(HR<161 bpm)时，在RR间期相同的情况下，B组的QT间期长于A组，故B组的心室充盈时间相对较短，从而导致B组的心输出量小于A组。可见，在正常的心率代偿范围内两组心输出量的调节是有差异的，这可能是造成被试者对+Gz应激反应不同的根本原因之一。由于QT间期和RR间期相结合能够反映这种调节上的差异，所以用QT间期和RR间期来判别被试者对+Gz应激的反应情况是可能的。
以上从两个不同的角度论证了用QT间期和RR间期判别被试者对+Gz应激反应情况的可能性。在此基础上，我们用Bayes法建立了判别方程，其总的判别正确率达81.8%，从而将这种可能性变成了现实。因此，我们认为用QT间期和RR间期来判别被试者对+Gz应激的反应情况是相对可靠的。
本研究的意义 本研究阐明了+Gz作用下QT间期的改变特征及其可能机理，并证明了用+Gz作用中的QT间期和RR间期可以判别被试者对+Gz应激的反应情况。由于分析中选用数据的时间点均位于被试者的耐力终点之前，而且如果这些被试者所承受的过载值稍微增大或承受+Gz作用的时间稍微延长的话，那么B组和C组出现G-LOC的几率要远大于A组[1]。因此，我们认为用心电图的QT间期和RR间期通过判别方程可以预测飞行员是否发生G-LOC。这意味着以上指标和方法有可能在G-LOC预警系统中得到应用。
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本研究也有其明显的局限性，主要表现为以下两个方面，一是+Gz作用下，部分被试者(10.8%)心电图的QT间期无法测量，影响了QT分析的普适性；二是样本量尚显不足，特别是C组仅1名被试者，影响了所得判别方程的稳定性。尽管如此，我们仍认为本研究不失为一次较为成功的尝试，值得进一步探讨。
参考文献
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收稿日期：1998-11-23, http://www.100md.com