高热湿环境下影响人体生理反应的个体差异研究

摘要

高热湿环境广泛存在于自然、工业和军事等特殊环境中,其中的劳动作业人员因环境热应力产生一系列的生理应激反应,过度反应会对人体的健康产生潜在的威胁甚至造成不可恢复的损害。为此,学者们一直致力于热暴露过程中人体的生理反应的影响研究,包括环境、负荷强度、体质情况、体型参数等对人体生理反应的影响作用研究。本文通过开展人体热暴露实验研究,针对体质情况、体型参数对人体生理反应的影响作用进行探索性研究。
　　通过高温高湿环境舱分别模拟舒适,湿热和干热环境工况。选择20名身体健康的大学生志愿者作为实验样本,在三种环境工况中分别从事低强度和高强度的劳动,强度水平设定为相同的最大耗氧量(VO2max,Maximal Oxygen Uptake)相对水平,分别为25％VO2max和45%VO2max。实测受试样本在热暴露过程中的口腔温度(Tor,Oral Temperature)、皮肤温度(Tsk,Skin Temperature)、心率(HR，Heart Rate)和出汗量(SL,Sweat Loss),记录人体达到热耐受极限的时长。
　　分析在不同环境和劳动强度下,体型参数、体质情况对人体生理指标的影响作用。确定体型参数中,体重(Wb,body weight)、体表面积(BSA,Body Surface Area)、体脂率(Fat%,Percentage of Body Fat)等参数与人体口腔温度变化量(△Tco，Increased Oral Temperature)、皮肤温度变化量(△Tsk,Increased Skin Temperature)、心率变化量(△HR,Increased Heart Rate)、SL有不同程度的相关性。分析性别因素对人体生理反应的影响,结果显示男性和女性样本的生理反应存在显著差异,同时,男性样本中对生理反应有显著作用的个体参数有别于女性样本。
　　分析在不同环境和劳动强度下,性别因素、体型参数、体质情况对人体热耐受时长的影响作用。确定在干热和湿热环境中,人体VO2max对人体热耐受时长有影响作用;并确定在不同环境工况中,人体的热耐受时长存在性别差异。
　　在理论研究的基础上,提出一种基于人体体型、体质参数的指标——个体参数指标(BCI,Body Characteristic Index)评价模型,利用实验数据对该模型进行修正和验证。BCI可用于评价在群体范围内,人体在热暴露过程中生理反应的相对水平,可预测人体在热暴露阶段生理指标变化量。该指标计算简单,无需测量热暴露过程中人体的生理指标,不依赖于环境和劳动强度,因而可广泛使用。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究意义

1.3国内外研究现状

1.4主要研究内容及创新点

第二章 人体对热湿环境的反应机理

2.1人体内热环境

2.2人体体温调节系统

2.3人体热平衡

2.4人体与外界的热交换

第三章 人体体型参数及最大摄氧量的研究

3.1人体体型参数

3.2最大摄氧量

第四章 高热湿环境人体热暴露实验研究

4.1实验设备

4.2实验内容

4.3实验数据及分析

第五章 个体参数综合指标BCI研究

5.1个体参数综合指标BCI

5.2 BCI对人体生理反应的影响程度

5.3个体参数综合指标BCI的验证

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢