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编号:10240630
前庭刺激下胃电图的变化特征
http://www.100md.com 《航天医学与医学工程》 1999年第2期
     作者:刘志强 裴静琛 孙若亮 常磊 张华

    单位:航天医学工程研究所,北京 100094

    关键词:胃电图;运动病;节律紊乱;前庭刺激

    航天医学与医学工程990213摘要: 目的 观察前庭刺激状态下胃电图的变化特征。方法 记录了25名转椅Coriolis刺激、28名冷热刺激下飞行员的胃电图。结果 53名被试者在刺激过程中胃电发生了明显的节律紊乱,表现为胃动过速百分率增高(P<0.05);在Coriolis刺激中,重度症状组的主频由正常的2.40~3.70周/min(cpm)上升到3.70~10.00 cpm的范围内,且随着症状加重而上升明显、持续时间愈长的趋势。结论 主频可成为评价运动病严重程度的一项重要参数指标。

    中图分类号:R852.33 文献标识码:A 文章编号:1002-0837(1999)02-0134-04
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    Variations of EGG in Subjects under Vestibular Stimulation

    LIU ZHI-qiang,PEI Jing-chen,SUN Ruo-liang,CHANG Lei,ZHANG Hua

    Abstract: Objective To investigate the patterns of electrogastrogragm(EGG) before, during and after vestibular stimulation. Method 25 subjects were stimulated by Coriolis acceleration and 28 by corolis stimulation. Result Dysrythmia of EGG and increase of tachygastria were recorded in all subjects during the stimulation. The period dominant frequency(PDF) of EGG shifted from 2.40~3.70 cpm to 3.70~10.00 cpm during Coriolis stimulus in subjects with nausea. Conclusion It suggests that PDF could be a parameter in reflecting the level of motion sickness.
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    Key words:electrogastrogram;motion sickness;dysrhythmia;vestibular stimuli

    Address reprint requests to:LIU Zhi-qiang. Institute of Space Medico-Engineering,Beijing 100094,China

    运动病是航天、航空、航海医学中一种常见的综合征。长期以来,研究人员一直试图揭示运动病的发病机制,以求区分运动病敏感人群和非敏感人群以及寻求对抗运动病的办法,很多研究涉及到神经内分泌系统、心血管系统及胃电活动等方面。在地面诱发运动病的实验中一般是根据Graybiel症状打分法对运动病的严重程度进行评价,其准确性受被试者和实验人员主观性的限制,而体表胃电(EGG)是由上腹部胃体表投影位置记录到的胃生物电,是一种无创、简便的客观测试。国内外已将胃电图广泛用于胃痉挛、功能性消化不良等胃动力性疾病的研究。在运动病发作个体中亦发现不正常的胃电活动,表现为胃电的主频由正常的3.00 cpm上升到4.00~9.00 cpm[1],这种快而不规则的胃电活动称为胃动过速。但是这一变化能否作为评价运动病的客观指标,还未见肯定的报道。本实验的目的是观察前庭刺激诱发运动病时胃电变化的客观规律,以寻找能反映运动病程度的胃电变化指标。
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    方 法

    被试者 53名健康男性空军飞行员,年龄27~33岁,其中25名进行转椅Coriolis刺激实验,28名进行冷热气刺激实验。

    设备 多功能转椅:航天医学工程研究所研制。冷热气刺激仪:美国ICS医疗器械公司生产的CHARTRE冷热气刺激仪。胃电图仪:瑞典CTD公司研制的便携式胃电图仪。

    方法 用双极Ag-AgCl电极记录胃电。一个安装在锁骨中线与肋下缘1 cm的交点处;另一个安装在腹中线上,与第一个电极所在位置平行,参考电极安装在下腹壁与两个记录电极成等边三角形处。

    Coriolis刺激 被试者蒙眼坐在转椅上,先静坐10 min,然后启动转椅。

    左-右倾斜 转椅以10°/s2顺时加速至180°/s,匀速旋转30 s后,座椅从中位向右侧倾斜30°,倾斜时间1 s,在右侧停留1 s后,座椅回到中位继续向左倾斜30°,倾斜时间1 s,停留1 s。右向左、左向右倾斜运动各10次。倾斜运动完成后,转椅以10°/s2匀减速停止,整个检查约2 min,实验后休息2 min。
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    前-后倾斜 转椅以10°/s2逆时针加速至180°/s,匀速旋转30 s后,座椅从中位向后倾斜30°,运动时间为1 s,在后仰位停留1 s,回到中位继续向前倾斜30°,运动时间为1 s,停留1 s。向前倾10次,向后倾10次,完成后转椅以10°/s2匀减速停止,约需2 min。

    旋转中出现中度恶心则停止旋转。实验后静坐10 min。整个过程记录胃电、观察并记录症状。

    冷热气刺激 被试者仰卧,头抬高30°,使水平半规管处于垂直位。先静卧10 min。灌注气流温度为24℃和50℃,流量为8 L/min,每次灌注时间为60 s。灌注顺序为:右耳冷气、左耳冷气、右耳热气、左耳热气。每次灌注间隔时间为5 min。实验期间让被试者作闭眼心算,从200连续减7,以保持清醒状态。灌气结束后静卧10 min。整个过程记录胃电。

    胃电信号的采样频率为4 Hz,分别对刺激前、中、后的采样数据进行分段功谱分析。胃电的谱分析按其频率分为4段:胃动过缓段(0~2.40 cpm)、正常频率段(2.40~3.70 cpm)、胃动过速段(3.70~10.0 cpm)、十二指肠和呼吸波频率(10~15 cpm)。统计每段频率中主频位于该段的谱占该期总谱的百分比。将所有谱平均,得出一条谱,其主频称为间期主频(PDF),其主功率值称为间期主功(PDP)。
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    结 果

    Coriolis刺激诱发运动病的胃电变化 转椅刺激停止后10 min内被试者出现不同程度的植物神经症状,包括恶心综合症、面色苍白、冷汗、头晕等。按Graybiel评分[4]标准将被试者运动病症状打分。将被试者分为轻度(症状分<2)、中度(2<症状分<8)、重度(症状分>8)三组。各组症状评分情况:轻度8人,1.75±0.25分;中度10人,3.45±0.24分;重度7人,10.21±1.18分。

    Coriolis刺激前10 min内绝大多数被试者间期主频位于正常频段2.40~3.70 cpm范围内(占96%),无胃动过速者(0%)。Coriolis刺激期间,轻度症状者4人,中度症状者3人,重度症状者4人;间期主频明显增加(占44%)。停止刺激后10min内主频位于胃动过速人数略有下降(占32%),说明在前庭受刺激的过程中,胃动过速波增加。

    为了观测被试者实验前、中、后胃电图的变化特征,我们分析以下胃电参数:胃动过缓功率百分比(Brady)、正常波功率百分比(Normal)、胃动过速波百分比(Tachy)、主频(PDF)、功谱幅值(PDP)。分别将症状为轻度、中度和重度的被试者在实验中、后的数据与实验前作配对T检验。结果如表1~3。
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    表1 Coriolis刺激下轻度症状组胃电参数变化(n=8,±s)

    Table 1 Variations of EGG in subjects with mild symptoms under Coriolis stimulation(n=8,±s) 参数(indices)

    实验前(pre-experiment)

    实验中(during experiment)

    实验后(post-experiment)

    Brady(%)
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    4.29±2.86

    10.63±5.55

    7.14±5.40

    Normal(%)

    89.64±4.92

    38.44±13.42**

    66.61±12.46

    Tachy(%)

    6.08±3.03

    45.94±13.63*

    26.25±9.97
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    PDF(cpm)

    3.22±0.06

    5.95±1.17

    3.69±0.45

    PDP(dB)

    506.90±101.12

    632.56±210.53

    748.90±333.33

    注:*P<0.05,**P<0.01,与实验前比较 Note:*P<0.05,**P<0.01,as compared with pre-experiment value表2 Coriolis刺激下中度症状组胃电参数变化(n=8,±s)
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    Table 2 Variations of EGG in subjects with moderate symptoms under Coriolis stimulation(n=8,±s) 参数(indices)

    实验前(pre-experiment)

    实验中(during experiment)

    实验后(post-experiment)

    Brady (%)

    5.43±2.81

    23.00±8.14

    27.71±9.82
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    Normal(%)

    91.71±3.55

    45.00±10.85**

    25.75±8.93***

    Tachy(%)

    2.86±1.91

    32.00±9.20*

    46.66±11.03**

    PDF (cpm)

    3.17±0.63
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    4.29±0.97

    3.02±0.36

    PDP (dB)

    403.9±82.35

    510.20±184.99

    970.50±670.56

    注:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001, 与实验前比较

    Note:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001, as compared with pre-experiment value表3 Coriolis刺激下重度症状组胃电参数变化(n=7,±s)
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    Table 3 Variations of EGG in subjects with severe symptoms under Coriolis stimulation(n=7,±s) 参数(indices)

    实验前(pre-experiment)

    实验中(during experiment)

    实验后(post-experiment)

    Brady(%)

    4.90±3.22

    8.47±4.16

    10.20±10.20
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    Normal(%)

    90.20±5.64

    24.90±8.16***

    28.07±9.95**

    Tachy(%)

    4.90±3.22

    64.59±6.70***

    59.69±12.00**

    PDF (cpm)

    3.11±0.07
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    6.56±1.26*

    4.45±0.52*

    PDP (dB)

    752.00±455.55

    828.86±265.98

    746.00±287.50

    注:*P<0.05,**P<0.0 1,***P<0.001,与实验前比较

    Note:*P<0.05,**P<0.0 1,***P<0.001,as compared with pre-experiment value 轻度症状组(表1),在实验的中、后期较实验前Brady有升高的趋势,但无显著性。Tachy由实验前的6.08%上升到45.94%,而Normal由89.64%降低到38.44%,二者均有显著性差异(P<0.05)。而实验后于实验前相比,Tachy、Normal却没有这种显著性。说明此变化属于一过性变化。
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    在中度和重度组(表2、表3)中,不仅Tachy在实验中较实验前有显著性升高、Normal有显著性降低(P<0.001),而且实验后与实验前相比,也具有这种显著性(P<0.001)。说明随着运动病症状程度的加重,Tachy、Normal的变化也趋明显,持续的时间也越长。同样,Brady在实验中有升高的趋势,在实验后10 min内没有回降,但不具有显著性。三组PDF在转椅旋转过程中和停止后10 min内均偏离2.40~3.70 cpm的正常范围,上升到3.70~10.00的范围内,其中重度组实验中、实验后的变化具有显著性差异(P<0.05 )。

    为了观察随着运动病症状的加重,胃电图的变化规律,我们将轻、中、重三组胃电各参数作组间T检验,结果发现,各参数均无显著性变化。

    冷热气刺激实验的胃电图变化 冷热气刺激实验由于刺激量小,症状比较轻,除错觉外,恶心、头疼、头晕、冷汗等症状很少见,大部分被试者未能诱发运动病症状(28人中有22人症状分值为0,6人为0.5),故未进行分类。但是胃电参数已有明显的变化(表4)。
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    表4 冷热气刺激胃电各参数的变化(n=28,±s)

    Table 4 Variations of EGG under caloric stimulation(n=28,±s) 参数(indices)

    实验前(pre-experiment)

    实验中(during experiment)

    实验后(post-experiment)

    Brady(%)

    2.04±0.96
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    8.71±2.48

    5.35±2.09

    Normal(%)

    94.45±1.52

    75.35±4.50***

    74.10±5.98***

    Tachy(%)

    3.57±1.19

    14.93±3.10***

    21.65±5.60***
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    PDF (cpm)

    3.16±0.31

    3.22±0.18

    3.36±0.97

    PDP (dB)

    430.50±91.80

    349.18±86.44

    360.36±84.08

    注:*P<0.05,***P<0.001,与实验前比较 Note:*P<0.05,***P<0.001,as compared with pre-experiment value 从表4中可以看出,实验中、实验后与实验前相比,正常波百分比和胃动过速波百分比有极显著性变化(P<0.001),正常波由94.45%降到75.35%和74.10%,胃动过速波由3.57%上升到14.93%和21.65%。而PDF却没有明显变化,仍在正常范围内。
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    讨 论

    胃的慢波节律可明显地影响胃的运动[2]。胃肌电的活动与平常或运动病发作时的恶心症状有关。大量研究表明,由于胃肌的基本电节律紊乱,频率加快,使在此基础上产生的平台电位下降或缺乏,远端胃窦的异位起搏点发生慢波电位,由远端胃窦向胃体逆传,于是产生恶心、呕吐等症状。Stern[3]等发现在视动刺激诱发运动病过程中胃电变化的出现早于症状出现1 min。在本实验中,胃电图参数变化明显的有PDF、Tachy和Normal。轻度症状者在转椅刺激前、后,Tachy的变化呈一过性,即在刺激中升高,而在刺激后则有所恢复。而中度、重度症状者中Tachy在刺激中、后均有显著性增高。结果与此同时正常节律的百分值明显下降,在刺激后10 min内不能立即恢复。主频从正常的2.40~3.70 cpm上升到3.70~10.0 cpm的范围内,说明Coriolis刺激下胃电发生了明显的节律紊乱。但是,仅凭Tachy、Normal的变化还不能评价运动病的严重程度和敏感程度。而PDF在轻度、中度症状者中,其平均值在刺激过程中有所升高,但无显著性,刺激后10 min内已经恢复正常;在重度症状者中刺激中、后均升高,而且具有显著性。说明PDF随运动病症状的加重其偏离正常范围的程度相应地变化,也就是说,PDF能够较客观地反映胃肌蠕动收缩的状态。
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    在冷热气刺激下,由于刺激量小,被试者均未能诱发明显的运动病症状。但是Tachy、Normal在刺激中、刺激后已有明显的变化。这从另一个侧面说明Tachy、Normal的变化与运动病症状的不平行性。而PDF则始终处于正常范围内,与症状严重程度一致。

    综合两种不同刺激方式的胃电参数变化结果,我们得出结论:胃电的PDF随运动病症状的严重程度而增高,可作为评价运动病严重程度重要的参数指标。

    此外,胃电的功率谱能量在两种刺激实验的前、中、后均无明显差异,这可能与被试者个体差异(如腹壁的厚度、皮肤电阻和身体运动的影响等)、记录持续时间等有关。故无法简单地以功率谱能量的大小来衡量运动病中胃电的变化。

    参考文献

    [1]Stem RM. Motion sickness severity and physiological correlates during repeated exposures to an optokinetic drum[J].Aviat space Environ Med,1991,62(3):308~314
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    [2]傅 敏,许国铭.胃肌电活动和胃与胆囊活动[J].中华消化杂志,1994,12(4):222

    [3]Robert MS.Using the electrogastrogram to study motion sickness[M].Electrogastrography:principles and applications,edited by Jiande Z.Chen and Richard W.New York:McCallum,Raven press,Ltd,1994:124~145

    [4]张开广.胃电图及其在胃动力学研究中的应用[J].国外医学,1995,15(2):68

    收稿日期:1998-05-06, 百拇医药