人体生理参数范文

人体生理参数范文（精选9篇）

人体生理参数 第1篇

背囊是军事作训、灾害救援、野外作业与户外活动等相关人员随身携行物资的最基本装备,全球公认的户外顶级品牌Loweaipine、Ospery、Gregory shata、Arcteryx等在早期背囊研发中就首创了具有固定重心作用的胸带、调整容量的侧面伸缩带、个性化腰带、高张力尼龙材料等多项技术发明,并一直致力于工艺技术的提高和完善,其中加拿大的Arcteryx具有业界户外工业领域领跑者的国际共识,美国军方装备的多款背囊也是由Arcteryx设计并控制生产质量的。目前,利用负荷条件下模拟行走生理学、生物力学、肌电信号、人体运动捕捉、主观症状感受等多种人体工效学的测量评价方法已成为背囊研究的热点,对于优化其基本技术参数与携行结构设计,提升外界环境、人体生理特征适应性具有十分重要的意义。

国外,Mao等[1]对负荷背囊受试者肩部肌肉氧化作用、皮肤血液流量及痛感与携行质量之间的相关性进行了定量研究,应用近红外光谱和激光多普勒血流仪分别测试肩部肌肉氧化作用和皮肤微血管血液流量,实验结果显示较重负荷会造成肩部肌肉氧化作用和皮肤微血管血液流量减少,而受试者痛感增加。Drain等[2]针对从事军队、消防职业人员的特殊体力要求,提出了一种测试负荷背囊作业人员最大疲劳耐受时限的评估模型,研究者试图通过准确预测受试者负荷携行耐受时限的最大值,帮助指挥人员完善计划方案,在保障完成任务的同时将作业人员潜在的健康危险降至最小。Yoo等[3]选择硬地和沙地2种路况条件下,分别负荷ALICE和MOLLE 2型军用背囊,针对受试者步态动力学进行了研究:沙地携行时,受试者步态常会出现瞬时外展内收,且负荷ALICE较MOLLE更易使受试者步态外展内收;硬地携行时,受试者步态对下肢则会造成较大的垂直力、制动力和推进力。实验结果表明沙地携行存在潜在的用力过度和跌倒损伤,硬地携行则会增加足劳损及出现水疱的风险。Dagge等[4]总结了关于军用单兵携行系统生物力学方面最新研究的进展及成果,作者运用整体观点,试图以“艺术”作品的状态,围绕单兵携行装置阐述了优化负荷分布、分散应力及降低体能消耗等诸方面改进思路及方法,以期完善现有单兵携行装备,使之负荷更多、更适体。

国内,陈裴然等[5]采用问卷调查、统计分析、NIOSH提举指数等评价方法,通过对手工提举作业的频率、高度、负荷、姿势和移动距离等多种因素的工效学实验研究表明,这些评价方法可应用于对长期从事手工搬运作业人员可能导致的肌肉骨骼疾患等职业病危害的分析评价。谌玉红等[6]考察了负荷携行背囊条件下模拟行走过程中受试者生理、生物力学信号及主观疲劳感知变化特征,探索了导致负荷行走疲劳的相关因素,证明肩部拉力、压力与负荷量的相关性较强,可作为评价疲劳的重要指标。魏高峰等[7]针对一种卫生勤务背囊进行了典型携行步态条件下运动捕捉测量实验研究,模拟正常行军与急行军条件下受试者步态运动学数据、骨骼肌肉系统动力学数据。军事医学科学院卫生装备研究所田丰等[8]选择国内外4种典型的军用卫生背囊,模拟5.5 km/h行军速度,测试受试者血氧饱和度、心率、呼吸频率、氧耗量、躯干倾角、躯体症状感知等生理参数指标,分析比较了囊体携行结构适体性程度。

本文在相关携行卫生装备人体工效学研究[9]基础上,进一步合理调整了试验方法,一方面通过耐受时限确定合理试验时间,保障受试者体力恢复;另一方面根据不同生理指标分别进行试验前后、试验过程中的连续测量。主要针对静态条件下肺活量指标变化,动态条件下心率、血氧饱和度指标变化,运动前后动脉血压、背力指标变化与躯体症状感知等进行人体工效学综合评价,旨在优化新研急救背囊的结构设计。

1 试验内容与方法

1.1 试验内容

(1)静态条件下,受试者背负急救背囊前、后肺活量的变化。

(2)受试者背负急救背囊持续进行跑台运动耐受时限的情况。

(3)受试者背负急救背囊进行跑台运动前、后背力、血压指标的变化。

(4)受试者背负急救背囊进行跑台运动过程中不同时间点心率、血氧饱和度的变化。

(5)受试者背负急救背囊进行跑台运动后疲劳感知情况,考察运动后受试者躯体整体和各部位症状感知与程度,评价急救背囊结构设计对受试者躯体综合影响。

1.2 试验样品

试验样品选用我军代表性的6种型号急救背囊,其外形尺寸和携行结构均有各自特点,基本技术参数与编号见表1。

表1中AⅠ号、AⅡ号、BⅠ号、BⅡ号是新设计研发的急救背囊,作为主要评价对象;C号、D号是已定型的急救背囊,作为对照样品。其中,AⅠ号和AⅡ号、BⅠ号和BⅡ号为同类勤务功能的急救背囊,为客观分析试验结果,新研急救背囊设置了2种质量,其质量分别与C号、D号急救背囊相同。

1.3 受试对象

选择与实际使用急救背囊的医护人员年龄相近的科研人员10名,均为男性,年龄25~35岁,身高(169.0±5.0)cm,体质量(65.0±5.0)kg,身体健康。

1.4 测试方法

通过随机分组将10名受试人员进行编号,使6种型号的急救背囊每人均背负1次,每人每次背负1种型号的急救背囊进行跑台运动,跑台速度8 km/h,跑台坡度5%,进行2种形式的运动试验:持续运动致疲劳的耐受运动试验、30 min定时运动试验。受试者背负急救背囊在跑台上运动速度达到8 km/h时开始计时。对受试者各项指标的测量按下面要求进行:

(1)肺活量测量:跑台运动前,在背负急救背囊前、后2种情况下分别测量。

(2)耐受时限评价:受试者背负急救背囊在跑台上进行持续运动致疲劳的耐受运动试验,持续运动至疲劳的时间为耐受时限。疲劳评价标准判定如下(达到任意一条即可):主观体力感觉等级(rating of perceived exercise,RPE)量表(疲劳感知分级表)达到19以上;躯体局部关节肌肉酸痛无法继续坚持跑台试验;动态心率测量连续2次达到180次/min以上;血氧饱和度测量连续2次在90%以下。

(3)背力、血压、心率、血氧饱和度测量:受试者背负急救背囊进行跑台运动,背力测量时间点为初始、30 min定时试验后,血压测量时间点为0、30 min,心率、血氧饱和度测量时间点为初始、0、30 min。其中,初始是指静止背负急救背囊状态,0 min是指背负急救背囊跑台运动开始后、运动速度达到8 km/h开始计时的状态。

(4)疲劳感知分级测评:受试者背负急救背囊进行30 min定时运动试验,完成后,依据个人整体和躯体各部位症状主观感受,指认RPE量表,填写疲劳感知分级调查表。

1.5 数据处理

采用方差分析比较6种急救背囊相同指标的差异。在无明显差别(P>0.05)的情况下,根据数值趋势,数值最不利于人体工效学的急救背囊给6分,依次类推,数值最利于人体工效学的急救背囊给1分。综合各指标总分,总分越低,急救背囊的结构越符合人体工效学设计。

2 结果

2.1 静态背负急救背囊前、后肺活量变化

肺活量大小在一定意义上反映了受试者呼吸机能的强弱,影响肺活量的因素很多,如肺扩张受限可使肺活量减小。该测试考察背负急救背囊后受试者肺扩张是否受限,若肺活量明显减小,可能导致受试者出现限制性通气障碍。

肺活量测试结果如图1所示,背负前后的肺活量差(背负后肺活量值-背负前肺活量值)体现出急救背囊对受试者胸廓的压迫程度,肺活量差越小说明背囊对胸廓的压迫程度越小,舒适性越好。测试结果显示,各型号急救背囊背负舒适性程度由好到差依次为BⅡ号、AⅡ号、AⅠ号、BⅠ号、D号、C号。

2.2 耐受时限评价

疲劳是一种心理状态,是受试者的主观感受,是人体自身适应环境的防御机制的一种保护性生理反应。受试者以一定速度持续跑台运动一段时间后,会产生疲劳,一方面机体因氧消耗增大得不到充分能量,出现肌肉乏力现象;另一方面,由于缺氧,机体产生大量的乳酸并在体内积累(疲惫状态:p H值=7.34~7.38,危险状态:p H值≤7.33或≥7.45),造成细胞代谢不可或缺的钾离子大量外流,影响肌细胞功能,表现为受试者肌纤维收缩力下降。受试者在跑台运动中RPE量表、关节肌肉酸痛、动态心率、血氧饱和度任一指标达到疲劳评价标准,或主观感受达到一定疲劳程度,主动要求中止跑台试验,此时记录的试验时间为该受试者的耐受时限。

耐受时限长短直接反映了受试者对急救背囊的生理负荷大小以及舒适性感受,耐受时限越长,表明受试者的生理负荷越小,舒适性越好。如图2所示,试验结果显示,各种型号急救背囊耐受时限依据时间长短依次为BⅡ号、AⅡ号、BⅠ号、AⅠ号、D号、C号。

2.3 跑台运动前、后背力变化

受试者的背力可作为全身肌肉的代表性指标,跑台运动前、后各测量1次,通过受试者背力变化可考察受试者对不同急救背囊的适体性和疲劳状。背力测试时受试者姿势对测量结果有较大影响,要求不能屈肘、屈膝,应两臂伸直,掌心向内紧握背力计握柄,两腿伸直,上体绷直抬头,尽力做背伸动作,此时记录的最大值为受试者背力。

受试者背力测试结果如图3所示,背负不同急救背囊跑台运动后,受试者的背力均有一定程度下降,背力差(运动后背力值-运动前背力值)由大到小依次为C号、AⅠ号、D号、AⅡ号、BⅠ号、BⅡ号。受试者背力值下降越多,表明其体力消耗及疲劳程度越大。试验结果显示,对受试者背力影响较小、比较符合人体生理特点的卫生背囊是BⅡ号。

2.4 跑台运动前、后动脉血压差变化

通常情况下,人体血压正常值范围为:收缩压90~140 mm Hg(1 mm Hg=133.322 Pa),舒张压60~90 mm Hg。运动时,动脉血压升高,且与运动的方式、强度和持续时间密切相关,这主要是由于人体心脏输出量的增高所致。

受试者跑台运动前后动脉血压差变化如图4所示,跑台运动开始计时(0 min),受试者脉压差值相近;背负急救背囊运动30 min后,测试数据显示不同型号急救背囊对受试者的脉压差影响程度不同。试验结果显示,受试者脉压差由小至大依次为BⅡ号、BⅠ号、D号、AⅡ号、AⅠ号、C号。脉压差越大,表明受试者体力消耗越大,因此BⅡ号急救背囊体力消耗相对较小,C号急救背囊体力消耗相对较大。

2.5 跑台运动过程中心率变化

心率是反映劳动强度及生理负荷的生理指标,受试者背负急救背囊的运动心率越高,表明受试者劳动强度及生理负荷越大。

注:1 mm Hg=133.322 Pa

心率是反映机体内代谢情况一个非常灵敏的生理指标,试验结果如图5所示。跑台运动30 min时,受试者背负不同急救背囊的运动心率由低到高依次为BⅡ号、AⅡ号、BⅠ号、AⅠ号、C号、D号。试验结果表明,BⅡ号急救背囊对受试者的体力劳动强度及生理负荷影响相对较小。

2.6 跑台运动过程中血氧饱和度变化

血氧饱和度是反映机体供氧是否正常的重要参数,是人体血液中与血红蛋白实际结合的氧气占血液中血红蛋白能结合氧气的最大百分比,其数值大小反映体力消耗情况,血氧饱和度数值越低,反映受试者体力消耗越大。

试验结果如图6所示,受试者背负急救背囊之前,血氧饱和度几乎一致,跑台运动30 min后,血氧饱和度则有明显降低。不同急救背囊的血氧饱和度变化幅度不同,由小到大依次为BⅡ号、AⅡ号、BⅠ号、AⅠ号、D号、C号。试验结果表明,背负BⅡ号急救背囊对受试者体力消耗与疲劳程度影响相对较小。

2.7 跑台运动后疲劳感知测评

RPE量表可用来测试受试者在跑台运动过程中自我疲劳感知程度的大小,该方法于1962年由瑞典科学家Borg提出,经大量实验被证明是一种较科学、简易、实用的主观用力评分方法。RPE量表中的15个点中有不同的运动感觉特征,而设定的9个运动感觉特征均具有相应分值,分值大小与受试者跑台运动强度和疲劳程度有较好的相关性。

试验结果如图7所示,疲劳感知数值反映了受试者跑台运动中疲劳程度的大小,数值越高疲劳程度和体力消耗越大。运动30 min时的测评结果显示,不同急救背囊的疲劳感知分数数值有一定差别,疲劳程度由小到大依次为BⅡ号、D号、BⅠ号AⅡ号、AⅠ号、C号。试验结果表明,背负BⅡ号急救背囊的受试者疲劳程度相对较小。

2.8 跑台运动后受试者躯体局部症状情况

对受试者采取调查问卷形式,分析背负急救背囊跑台运动后躯体局部症状的情况。图8是背负不同急救背囊时受试者肩部、腰部、背部、腿部主观感受和对行军速度、姿势及平衡能力的影响,图9是背负不同急救背囊时对受试者躯体综合症状的影响。

如图8、9所示,受试者经过30 min跑台运动后,不同急救背囊对躯体痛感症状、疲劳及行军等影响程度不同。综合分析肩部肌肉疲劳、肩部痛、腰背部肌肉疲劳、腰背痛、腿部肌肉疲劳、腿部肌肉痛、行军速度、行军姿势和平衡能力等9种因素,影响程度分值越高,表明该型号急救背囊引起受试者的生理不适程度越重。不同急救背囊对受试者躯体症状影响程度由小到大依次为BⅡ号、BⅠ号、AⅡ号、C号、AⅠ号、D号。测试结果与主观用力测评结果表明,BⅡ号急救背囊结构设计较符合受试者躯体生理特点。

2.9 急救背囊结构设计合理性分析

对受试者采取调查问卷形式,分析跑台运动后对不同型号急救背囊结构设计合理性方面的主观感受,图10为受试者对不同型号急救背囊质量、高度、宽度、肩部附着、腰背部附着、晃动、背带等指标参数与结构设计合理性的主观感受;图11为受试者经过跑台运动后对不同型号急救背囊结构设计合理性的综合主观感受。

如图10、11所示,受试者经过30 min跑台运动试验后,对不同型号急救背囊结构设计合理性程度主观感受不同,并以打分的形式完成调查问卷,所得分值越低,表明该背囊结构设计合理性程度越好。通过综合分析不同型号急救背囊基本参数与结构设计方面等7种因素,符合人体生理特点程度由大至小依次为BⅡ号、BⅠ号、AⅡ号、C号、AⅠ号、D号,其结果与主观用力测评结果一致。

2.1 0 急救背囊结构设计人体工效学综合分析

综合分析急救背囊各项测试结果,详见表2。BⅡ号急救背囊分值最低,因此该急救背囊结构设计在6种试验样品中最符合人体工效学。

分

3 讨论

受试者背负6种不同型号急救背囊进行跑台运动试验,首先进行耐受时限测试,并以此为依据科学合理确定试验时间,保障受试者体力恢复,尽量减小体力对试验结果的影响。通过对背力差、脉压差、肺活量差、血氧饱和度、心率、疲劳感知、人体症状影响程度、设计合理性等测试数据的综合分析和评估,我们得出了急救背囊符合人体生理特点程度的排序依次为BⅡ号、AⅡ号、BⅠ号、D号、AⅠ号、C号(AⅡ号、BⅠ号评分相同,但AⅡ号负荷重排名靠前),在6种不同型号急救背囊中BⅡ号结构设计最佳。对照组C号、D号急救背囊外形为长方体,配有2条L形肩带、单手提把及与囊体缝合连接的2段腰带及外挂带,结构简洁实用,但也存在不足:一是未考虑我国成年人身高尺寸差异,携行结构不能根据背负者身高适当调节;二是携行背带为软质材料,虽适体性较好,但通透性较差,长时间负荷被汗液浸湿的背带会引起受试者背部和腋窝不适。针对以上问题,新研急救背囊携行结构设计并引入了较先进的支架式背负系统,主要包括:轻质合金材料定制的具有背部曲线的“V”形支架;可沿竖直方向分段调节的尼龙搭扣和锁止带;肩部、胸部与腰部调节带。以上改进在跑台运动试验中得到了验证,受试者给予了充分肯定。试验结果表明,新研急救背囊携行结构的改进对不同身高、体型人员的贴合程度、稳定性和舒适性均有一定提高,使之设计更加科学合理,对囊式装备负荷结构优化设计具有重要的科学意义和现实意义。

同时,在跑台运动试验中也发现了一些新问题,在结构设计中为提高急救背囊适体性和稳定性,在肩部、胸部与腰部均设计并缝制了多条不同长度的调节带,受试者反应调节部分结构有些繁杂。另外,受试人员模拟一定行军速度对急救背囊进行跑台运动试验的耐受时限与负荷量密切相关,设计增加的调节带较多,则囊体质量会有一定增加,又反过来影响受试者的舒体性和稳定性。本评价中采用方差分析了6种急救背囊的相同指标,结果差异均无统计学意义(P均>0.05),主要原因是参试人员数量、测试次数可能较少,下一步需考虑完善相应试验方法,提高急救背囊的人体工效学评价水平。

参考文献

[1]MAO C P,MACIAS B R,HARGENS A R.Shoulder skin and muscle hemodynamics during backpack carriage[J].Appl Ergon,2015,51:80-84.

[2]DRAIN J,BILLING D,NEESHAM-SMITH D,et al.Predicting physiological capacity of human load carriage-a review[J].Appl Ergon,2016,52:85-94.

[3]YOO B,KIM S,MERRYWEATHER A,et al.The effect of carrying a military backpack on a transverse slope and sand surface on lower limb kinetics[J].Jes Ergonomics,2015,51(Supplement):S398-S403.

[4]DAGGE R,FILGUEIRAS E.Military weight transportation systems:a biomechanical and design based approached review[J].Procedia Manufacturing,2015,3:6 075-6 078.

[5]陈裴然,黃德寅,张倩,等.手工搬运作业人体工效学评价方法实例应用[J].中国工业医学杂志,2014,27(2):83-86.

[6]谌玉红,郑捷文,李晨明.不同负荷模拟行走时的生理、生物力学信号分析[J].北京生物医学工程杂志,2014,33(6):603-608.

[7]魏高峰,舒展,任秋实,等.典型携运行步态下卫勤背囊运动捕捉测量实验研究[J].中国数字医学,2014,9(1):75-78.

[8]田丰,杜振杰,刘长军,等.基于生理参数的囊式卫生装备人体工效学评价研究[J].包装工程,2016,37(3):66-70.

人体解剖生理学感想 第2篇

自小以来，我就是一个好奇心很强的人。对很多事情都很感兴趣，当然也包括我自己。我想知道我是从哪来的，我为什么要吃东西？我为什么要呼吸？我为什么能够走动？我为什么会说话？而许多动物却不会。我们的心脏为什么会不停的跳动？我为什么会看到、闻到东西？我为什么会思考？……我对我自己真的了解的很少，越少越激发我的好奇心。

上大学了，学了生物，《人体解剖生理学》当然引起了我的无限兴趣。

《人体解剖生理学》是研究人体结构和功能的一门学科。通过对它的学习和老师的讲解，我对我自己，对人体有了更深一层的认识。

我们人体结构按其功能可分为运动、消化、呼吸、循环、泌尿、生殖、内分泌和神经等不同系统，每一个系统都有其特定的功能，他们的分工合作使得我们的生命活动得以正常运行。每一个系统又是由若干器官组成，如消化系统包括口腔、食管、胃、肠及各种消化腺等。没一个器官又由几种不同组织组成。

人体的四种基本组织是：上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。各组织有是由大量细胞和细胞间质组成，因此细胞是构成人体形态结构和功能的基本单位。没想到，把我们拆分起来既然是一堆细胞，这就是生命的神奇！

每个系统都有其特定的功能和基本支撑。运动系统的骨骼和骨骼肌；神经系统的兴奋和传导；循环系统的心脏和血管；呼吸系统的呼吸道和肺；消化系统的消化器官和吸收机制；泌尿系统的肾脏和排尿调节；内分泌系统的下丘脑和甲状腺；生殖系统的受精和受精卵。

虽然对他们的了解不是很深，但也略知一二。毕竟上了一学期的课程。老师在讲课的过程中，并不是照本宣科的讲解，而是加上自己的理解生动形象的阐述，时不时还比较幽默风趣，加点课外知识，这不仅激起我们的学习兴趣，同时使得我们学习和记忆起来都比较轻松。

循环系统中的心脏，我们身体里至关重要的器官，虽然不是很大，但结构却并不简单当时老师为了讲清楚他的结构和功能，用PPT一点点给我们讲述。心脏包括两个心房。两个心室，分左右两半。左心房与左心室、右心房与右心室之间有瓣膜，控制血液的流动。心脏通过心肌的节律性收缩，通过动静脉将血液输送全身，他就像全身的发动，没有了它，人体将停止一切工作。所以我们要保护好自己的心脏。

光通过眼球投射到视网膜上，再由大脑分析，于是我们可以看到这个世界；味道通过刺激舌头上的相关细胞，于是我们可以感受到酸甜苦辣；声音通过耳道、耳蜗、耳蜗神经，于是我们可以感知音乐的色彩。

探秘人体生理极限 第3篇

人最大举重物体——263.5公斤

强壮的举重运动员安迪·博尔顿比平常男性强壮5～6倍，据美国举重教练丹·沃森称，博尔顿经常能够将245公斤的杠铃举过头顶。他的最高纪录是将263.5公斤的物体举过头顶。

人究竟能够最大举起多重的物体呢？有关专家认为这一重量已接近人最大举重限度，并指出，如果要观测人类最大举重物体程度，则需要从其身体平静稳定状态进行观测。现今的举重运动员太多地使用类固醇，这将促进他们接近达到人体潜能极限。

人体未睡眠最久持续——264个小时

1963年12月28日，美国加利福尼亚州圣地亚哥17岁男生兰迪·加德纳一清早6点起床后就一直未合眼入睡，清醒状态一直持续到1964年1月8日，共计264小时。这是迄今为止所记录最长的未眠时间，打破了之前260小时未眠记录。据称，加德纳264个小时未睡眠导致情绪波动、记忆力和注意力下降、身体协调能力下降、说话模糊不清，并经常产生幻觉。

至今仍没有人解释为什么加德纳会持续11天不睡眠，但是处于睡眠缺乏状态时，人体健康将面临着很大的危机。科学家在实验中让老鼠持续未睡眠14天，它们就死亡，这一死亡时间要短于完全持续饥饿状态。目前虽然未出现因缺乏睡眠而直接死亡的患者，但是一种叫做致命家族失眠症的遗传病显示，患者的寿命都非常短。当患者长时间不睡眠，他们将在3个月之内死亡。

屏住呼吸最高纪录——11分35秒

许多人能够屏住呼吸持续1分钟多，但静止呼吸的世界纪录是史蒂芬尼·米斯福德，他能够屏住呼吸11分35秒。

米斯福德将面部浸入冰冷的水池中，面部血管收缩，导致血液流向心脏和大脑，此时心脏跳动逐渐缓慢，降低了全身氧气的吸收比率。如果经过特殊潜水训练，他们可使心脏跳动频率比非训练者降低两倍。

在进行屏住呼吸之前的过度换气是至关重要的环节，大脑将监控血液中二氧化碳含量，从而确定什么时间进行喘气。快速的深呼吸可以清除肺中的二氧化碳，使肺部拥有更大的容量接纳新的氧气。11分35秒纪录是否达到了静止呼吸最高纪录？一些潜水精英表示，他们有望在水中停止呼吸持续15分钟。

人体承受最大水平重力加速度值——42.6G

过山车的快速俯冲会让人们感到头晕恶心，这是因为重力加速度已达到5G。人体承受重力加速度不仅依赖变化的幅度、加速度或者减速度，我们身体的适应性也具有重要作用。人体处于重力加速度时，脚部是最脆弱的部位，该状态下会导致足底血液逆流向大脑。在4～5G垂直重力加速度值下持续5～10秒，人体就会渐渐失去知觉。

上世纪40年代，美国空军的约翰·斯塔普保持了最高水平重力加速记录，他在一项火箭雪橇发射试验中，自己身体承受了46.29的水平重力加速度。

人类生存的海拔高度——9000米

海拔差异将对人体产生奇特的现象，多数情况下高海拔地区空气中氧气压力显著减小，而人体细胞需要氧气维系存活。在高海拔地区，人体血红蛋白的指数会升高，导致不能全容量地吸收氧气，在全身形成缺氧状态。

人体大脑对氧气水平十分敏感，这就是为什么高原病第一反应就是头痛眩晕。如果长时间在海拔5000米地区生活，人体肌肉会出现萎缩，肺部出现致命的液体堆积和大脑体积变大；如果长时间在海拔7500米地区生活，人体内将出现明显缺氧，并易导致神智昏迷不清，最终死亡。

究竟人体最大限度可生存于海拔多高的地区呢？玻利维亚近一半人口生活在高原地区，该地区海拔达到4000米以上，但是他们并没有出现太多的身体病态现象。许多智利矿工能在海拔5800米高度持续工作几个星期。英国南安普敦大学的米克-格洛科特称，男性生活在较高海拔地区，会临时性地抑制男性生育能力。但如果人们花费一些时间来适应，他们能够在高海拔地区生存，一般来讲，人类还是适应于低海拔地区生活，如果你未适应高海拔环境，突然抵达8848米高度的珠穆朗玛峰，你可能会在短短2分钟内死亡。

人体生理参数 第4篇

目前, 市场上有关人体生理参数监护设备主要应用于医院, 并且其操作复杂、价格昂贵, 无法达到心血管疾病早期诊断和预防的目的[3]。并且随着心血管病人的逐年增加, 在医院的生理参数监护已满足不了不断增加的病人, 所以使病人能够在家里就能得到医疗监护的网络化设备是目前的迫切需求[4]。

该文针对以上所述的生理参数监护设备的现状及市场需求, 研究了一种基于W i n d o w s C E操作系统的网络化人体生理参数监护系统。该系统以集成有W i n d o w s C E操作系统的智能手机为核心, 将人体生理参数信息通过G P R S/Internet传输到远程监护中心, 远程监护中心对各生理参数进行分析, 若发现异常数据则进行报警, 从而实现心血管疾病的早期诊断和预防[5]。

1 系统总体设计

基于Windows CE操作系统的网络化人体生理参数监护系统由穿戴式测量仪器, 手持终端, 远程监护中心三部分组成, 图1为系统组成结构示意图。其中穿戴式测量仪器以穿戴衣为载体, 直接采集人体心电、血压和心率等生理参数信息, 并通过无线蓝牙通信方式将生理参数信息实时传输到手持终端;手持终端由集成有Windows CE操作系统的智能手机组成, 其功能是暂存生理参数数据并将其通过GPRS/Internet网络传输到远程监护中心;远程监护中心由带有固定IP的服务器组成, 负责分析生理参数并给出分析意见。

2 人体生理参数监护系统手持终端软件设计

手持终端智能手机的操作系统为Windows CE, 它是微软公司专门针对移动平台开发提出的解决方案, 是一个开放的操作系统, 开发者可以基于Windows CE平台开发自己的应用程序。

人体生理参数监护系统手持终端软件是用Visual C#语言在Visual Studio 2008平台上开发的, 软件包括两个模块, 各模块的操作界面如图2所示。

连接服务器模块:主要实现与远程监护中心建立Socket通信连接。首先输入服务器的I P地址和端口号 (这里默认为2000) , 然后创建套接字Socket并调用其Connect方法来连接服务器, 连接之后通过N e t w o r k S t r e a m将用户名密码写入网络传输给服务器并调用Network Stream.R e a d方法来读取服务器返回的信息, 如返回的信息为“o k”则程序进入数据传输模块。

数据传输模块:主要实现生理参数数据的无线网络传输功能。首先调用File Stream方法来打开需要传输的txt格式的生理参数文件, 然后调用Network Stream.write方法将数据写入网络流传送给服务器, 服务器返回“o k”则发送成功。

3 人体生理参数监护系统远程监护中心端软件设计

远程监护中心端软件是用Visual C#语言开发的Windows应用程序, 主要由网络传输模块和数据库管理模块组成。其操作界面如图3所示。

网络传输模块:与手持终端建立无线网络连接, 接收其发送的生理参数数据。网络传输模块采用Socket通信, 远程监护中心与手持终端采用客户机/服务器模型。由于服务器采用一对多的通信方式, 为防止当有多个终端同时和服务器进行通信时发生信息阻塞, 以保证通信的实时性和可靠性, 程序中使用多线程技术来处理服务器与每一个终端的连接[6]。

数据库管理模块:主要用于存储不同用户的生理参数信息, 以便查阅分析。选用SQL Server作为后台数据库, 采用ADO.N E T技术实现病人基本信息的保存, 新用户的注册, 病人错误信息的删除及病人心电图的显示等功能。图4为数据库管理模块操作界面。

4 系统测试及结果分析

系统测试分为两个部分:手持终端功能测试和远程监护中心通信功能测试。

4.1 手持终端功能测试

手持终端软件在Visual Studio 2008平台提供的智能设备仿真管理器中进行多次运行, 结果完全符合设计要求, 并通过Active Sync同步软件, 将软件安装到智能手机中进行实际应用, 生理参数显示界面如图5所示。

4.2 远程监护中心通信功能测试

手持终端通过GPRS将生理参数数据传输至远程监护中心, 远程监护中心可以同时接收多个用户信息。图6所示为远程监护中心生理参数接收界面。

通过以上环节的测试, 证明了本系统已基本达到了设计时的功能需求, 可以实现人体生理参数的实时监护。

5 结语

基于Windows CE操作系统的网络化人体生理参数监护系统, 通过实时采集人体生理参数, 并通过GPRS/Internet网络传输至远程监护中心, 对人体各生理参数进行分析来实现心血管疾病的诊断和预防, 为家庭和个人提供了一种新型的网络化健康监护仪器, 在市场上将会有良好的应用前景。

参考文献

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人体生理参数 第5篇

一实验教学现状分析

1. 对实验课教学重视不够

体育专业人体生理学、运动生理学教学过程中普遍存在着重理论、轻实践的问题, 并没有真正把实验教学作为培养学生实践能力的手段, 实验教学被认为是理论教学的附属品, 没有得到应有的重视, 且存在着实验课与理论课开课比例不合理及实验课开出率不足的现象。这在一定程度上助长了重理论、轻实践的错误思想, 不利于教学质量的提高和人才培养。

2. 实验教学计划和大纲不完善

由于实验课包含在理论课中, 在教学计划中, 不仅实验教学体系设置和开设依附于理论课, 而且实验教学内容也依附于理论课, 实验教学缺乏全面、系统的统筹安排和相对的独立性, 没有单独的实验教学计划和较完善的实验教学大纲, 教师往往因课时紧而挤占实验课的时间, 因此只能挑选其中的几个实验来做, 使学生对很多理论缺少直观理解和操作验证。

3. 实验教学内容陈旧, 手段落后

教学要现代化, 而教学手段现代化是其中一项十分具体而重要的内容。目前, 大部分学校实验课教学多采用传统的教学模式, 现代化教学手段和多媒体技术等电化教学尚不能普及, 只能偏重一些理论性的实验, 并且是以演示现象、验证理论为主的验证性实验和操作性实验;教学过程中学生多以机械、被动地参与程序化操作为主, 学生只需按照实验指导机械地操作便可完成实验任务;综合性和设计性实验则开设较少, 甚至没有开设。

4. 实验教学考核缺乏科学性

目前, 各大高校尚未制订出实验教学考核的完整测试指标体系和衡量标准, 考核缺乏全面性、合理性及准确性。对于大多数学校来讲, 实验考核大多采取撰写实验报告和实验操作进行考核, 考核结果不能全面反映实验教学的真实效果和学生的真实水平, 并且实验课考核成绩在理论课考试成绩中所占比例很少, 使不少学生仅把完成实验报告作为实验课的最终目标, 从而忽视了实验课教学的重要意义。

二对人体生理学、运动生理学实验教学改革的思考

1. 转变教学观念

实验教学改革, 必须转变实验教学过于依附理论教学这一传统观念, 树立实践是理论的根基、理论来源于实践的观念, 坚持理论教学与实验教学并重的教育教学思想, 进行实验教学的科学化和整体化设计, 统筹安排实验内容, 建立完善的实验教学内容体系和考核体系。

2. 优化教学内容

实验教学内容是影响实验教学效果的重要因素之一, 是教学改革的重点和难点。教学内容的安排应以教学计划为依据, 在充分考虑不同专业学生的知识水平和认知特点的基础上, 将教学内容按照难易程度, 由简到繁依次合理安排, 即基本理论→验证性实验→综合性实验→设计性实验。使学生在一系列的实验活动中掌握基本的实验方法和技能, 培养学生团队精神、严谨治学的科研态度和创新意识, 有利于对创新型人才的培养。

3. 加强教法、学法研究

实验教学方法应根据该课程的特点增加学生独立学习的机会, 教学过程应以培养学生创造性思维为目标, 以培养和提高学生分析与综合、推理与归纳、形象与抽象等多种思维能力为重点, 充分发挥和调动学生学习的主动性和创造性。在实验教学过程中应注意启发和诱导学生的创造性思维, 把培养学生的创新精神和实践能力作为素质教育的重点, 使学生形成演绎、推理、延伸和联想等良好的思维习惯, 以提高学生分析问题和解决问题的能力。

4. 完善考核机制, 建立科学的素质评价体系

实验教学相对于理论教学更具有直观性、综合性、启发性和创新性, 它具有理论教学不可替代的作用。根据实验课程的特点, 应重点考核学生的实验操作能力、综合运用知识能力以及实验结果的讨论分析能力。成绩评定可采取实验设计、实验操作和实验报告相结合的考核办法, 以提高实验考核的真实性和科学性, 使考核能够客观地反映学生的真实水平。

三结束语

在教育部《全国普通高等学校体育教育本科专业课程方案》的指导下, 对体育专业人体生理学和运动生理学课程实验教学现状进行了调查, 剖析了目前实验教学存在的问题和不足, 提出了初步的改革思路和设想, 力争探索出一种实验教学新模式。

摘要：本文以高等教育改革和发展目标为依据, 剖析体育专业《人体生理学》《运动生理学》课程实验教学的历史和现状, 对实验教学改革设想进行了初步探讨, 并对实验教学计划、实验教学内容和实验教学方法等提出了改革建议。

关键词：体育专业,人体生理学,运动生理学,实验教学

参考文献

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怎样上好第一堂人体生理学课 第6篇

关键词：第一堂课,生理学,备课,兴趣

人体生理学是学生接触较早的一门重要的医学基础课, 其概念、原理逻辑性强, 比较抽象, 它是以解剖学、组织学为基础, 同时又是病理学、药理学以及临床课的基础, 起着承前启后的作用。这门课程教学的好坏直接关系到学生素质和水平的高低。在多年教学实践中笔者发现, 很多学生说他们喜欢某个教师, “盼”着上他的课, 也有很多学生不喜欢某个教师, “怕”或“烦”上这个教师的课, 听他的课就昏昏欲睡, 打不起精神。同样的学生, 对不同的教师表现出不同的态度, 这值得我们深思。教师怎样做才能让学生喜欢自己的课呢?俗话说, 万事开头难。第一堂课已经越来越受到教师与学生的重视[1,2,3,4]。下面通过我对生理学第一堂课的认识和同仁们共同探讨, 提高教学质量的方法。让我们的第一堂课的教学成为师生共同获得发展的良好开端。

1 精心备课, 脱稿授课

备好课才能讲好课。从思想上重视第一堂课, 并备好第一堂课。备课是教师取得教学工作主动权的重要一环, 同时也是教师提高教育思想、业务水平和教学艺术的重要途径。台上一分钟, 台下十年功。教师备课越充分, 教学效果相应就越好。笔者亲身走过了一个带讲稿上课到脱稿授课的历程, 深深体会到只有能脱稿才能胸有成竹, 游刃有余, 左右逢源进而发挥教师的主导作用。只有对大纲教材内容了如指掌, 才能够抓住重点, 攻克难点有的放矢。备好课, 要做到“五备”:备大纲, 备教材, 备学生, 备教法, 备学法。除了上述要求外由于是第一次课还要备以下几点:

1.1 备形象

“第一印象”好比演员登台亮相, “第一炮”打响了, 可能博得满堂彩。在教学中也是如此, 教师端庄的教态, 流畅的语言, 黑板上工整的板书, 清晰的讲解都形成学生对教师的“第一印象”。它会影响到学生的学习情绪以及师生关系。因此, 教师在第一次与学生接触时, 就要注意形象塑造, 力求一开始就给学生形成一个美好的印象。

1.2 备教学设计

要对第一次课做充分的设计, 对于每一个环节谙熟于心, 一是熟悉每一个环节的先后顺序, 二是控制好每一环节的时间, 事先设计好“讲什么?”“怎么讲”这样整堂课下来才会显得有条理, 也能给学生留下个善于驾驭课堂的好印象, 让学生在轻松愉快的氛围中结束本节课的学习。

2 充满激情上好第一节课。

第一堂课上得好, 会使学生对该门课程产生首因效应, 在课程的理解、运用、兴趣等方面产生积极影响, 同时, 对教师来说第一堂课在今后的教学过程中影响重大, 为课程教学展开奠定基础。

2.1 组织教学

常言说:好的开头是成功的一半。确实如此, 每当上课, 老师走上讲台, 一声“同学们好!”紧接着是响亮的“老师好”, 与此同时老师用亲切的慈爱的信任的鼓励的目光环视一周然后说:“请坐。”这样老师的目光就像一股暖流注如学生的心田。有的老师和学生都认为“起立与否无所谓”。但是我不这样认为, 而且十几年的教学经验告诉我它很有用。上课起立可以表达学生对老师的尊敬, 是欢迎老师来上这节课的一种方式, 体现了学生的文明素养, 也增进了师生的感情, 也表达了学生对老师最起码的尊重, 同时也提醒学生上课时间到了, 其它与课堂无关的事情都应该停止, 他可以使学生很快进入学习状态。

2.2 做一简短的自我介绍

第一堂课, 学生还不熟悉老师, 对老师还有很多的神秘感, 上来就讲课, 学生也会因为学生对老师感兴趣的程度大于对教学内容的程度, 导致教学效果不佳。要介绍自己的姓名、求学经历、工作经历和专业技能水平。要让学生感觉老师是一个博学的人, 有水平的人, 从而从心里喜爱和敬佩老师。

2.3 介绍本门课程研究的内容与任务。

任何一门学科都有它们的科学性和趣味性, 让学生打开目录利用几分钟时间把整本书的脉络梳理一下, 在头脑中建立一棵大树的模型, 每一章都好比是一枝粗大的树干, 而每一节内容又好比是树枝, 每一节里的内容就是那片片树叶。对这门课有了初步了解后就不会想盲人摸象, 学哪部分认识哪部分。这有助于建立整门课的知识网络, 强化知识间的联系。

2.4 介绍学科学习方法, 提出本门课的要求

学生刚接触到这门课程, 完全不懂得如何去学好, 也不清楚自己要完成哪些学习任务。教师可以结合自己的经验和别人的教训, 把自己的一些窍门传授给学生, 叫学生知道下一步怎么学, 怎么做, 怎么配合老师的工作, 达到学以至用来吸引人, 以真挚来感染人。说出自己的教学计划, 自己的授课习惯, 讲课特点, 提出对本门课的要求, 让学生在今后能按你的要求学习, 遵守纪律, 按时交作业等。可以为以后上课节省一些组织教学的时间。并且对学生应该达到的程度做出明确的说明, 以便同学们更好的接受和适应老师。以利于对该门课程内容的把握。

2.5 树立学生自信心

第一堂课要让学生感受到你对他们的期望。任何一位学生都希望得到老师的认可, 也想在第一节课给老师一个好印象, 他们也会积极发言提问来表现他们自己。因此, 在上第一堂课时, 学生哪怕是取得一点点成绩或进步, 你都应该真诚地赞美他们, 鼓励他们。要让学生有成功感, 增强他们的自信心。学生会在不知不觉中喜欢上你的课。现在整个社会的就业压力都很大, 卫生职业院校学生如何脱颖而出呢?这时, 可以给他们讲授护理行业发展的美好前景, 讲一些我校优秀毕业生的典型事迹, 增强学生的就业信心。护士未来是更是不可或缺的, 从而使学生对护士职业有所重视, 并有学好它的欲望。

2.6 激发学生的学习兴趣

古人言:“知之者不如好之者, 好之者不如乐知者。爱因斯坦说过“兴趣是最好的老师。”学生对于感兴趣的事情, 会有无限的热情和巨大的干劲, 会想尽一切办法、克服一切困难去做它。 (1) 阐述本学科重要性, 培养学生对生理学学习的兴趣。陶行知曾说:“先生不应该专教书, 他的责任是教人做人;学生不应该专读书, 他的责任是学习人生之道。”在第一堂课上, 教师应向大学生介绍该门课程对学生的影响与作用。来突出生理学在社会发展中的重要性, 在个人修养提高方面的重要性, 在考学执业资格考试晋级考试中的重要性, 要让学生产生一种学好生理学的冲动, 激发学生的求知欲望。这样做, 虽然有王婆卖瓜, 自卖自夸的嫌疑, 但是对于引导学生热爱自己所教的学科, 激发他们的学习兴趣, 鼓舞学生的士气都是很有必要的。 (2) 联系临床, 激发学习兴趣。例在讲授“刺激与反应”时, 教师可以向同学们提出问题:“为什么护士打针时有的会觉得很痛, 而有的不觉得痛呢?”, 通过以设疑的方式使同学们在脑海中带着疑惑、带着强烈的探究心理进入了课堂学习过程。随后讲授本节课的主要内容“刺激与反应”, 学生兴致盎然, 然后引入临床诊疗技术中的“无痛注射”的“两快一慢”的概念。使基础结合临床, 教学活动生动有趣。 (3) 运用启发式教学, 激起学生的兴趣。在教学过程中, 学生是主体, 应先让学生自己思考, 对于久思不得其解的问题可以去启发他。我国古代大教育家孔子对启发式教学有过这样的论述:“不愤不启, 不悱不启。”如讲述条件反射时, 可以设问, 如何解释望梅止渴?为什么到了午餐时间, 闻到食物的气味就会引起唾液的分泌?根据课程内容的发展, 寻找“设疑”, 制造悬念, 穿插提问, 诱导其想象, 把讲解与学生思考有机的结合起来, 充分调动学生的主动学习能力, 激起学生的学习兴趣。。

总之, 作为教师, 除了要有知识有能力有方法外同时应懂得第一堂课在学生心目中的影响和意义, 重视备好第一堂课, 饱含激情的上好第一堂课。教师的第一堂课, 应该是拉近和学生的距离, 培养学生对这门学科的兴趣。把第一堂课上得精彩, 上得有意义, 让学生产生兴趣, 使学生难以忘怀, , 就意味着你的第一堂课成功了。第一堂课头开得好, 这门课程就能够得到学生的认可。学生从心里自发地想学好这门课程。对教师来说, 后面的教学工作在开展时相对就容易得多。

参考文献

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热害矿井气候与人体生理反应研究 第7篇

关键词：热害矿井,气候,人体生理反应

根据地温观测统计资料, 我国煤田地温梯度为2~4 ℃/hm, 据第3次全国煤炭资源预测, 埋深大于1 000 m的煤炭资源占全国预测总量的59.5%[1]。随着对能源需求的增加, 矿井向深部开采, 热害也越来越严重。在高温环境中工作的人劳动效率下降、情绪不稳定, 中枢神经系统容易失调, 甚至出现中暑昏倒、呕吐、湿疹和抽搐等病症, 高温高湿环境使人的生理和心理受到较大的影响, 这种精神状态成为诱发事故的原因。因此, 研究热害矿井气候条件和人体生理反应之间的关系, 具有重要意义。

1 人体热平衡

普通人体核心温度tc约为37 ℃, 并在36~38 ℃变化, 表皮温度tsk与地点、服装、周围空气的温度和速度、呼吸频率等参数有关, 如一个感觉舒适正在休息的人, 表皮温度大约是34 ℃。当人体和周围环境换热不平衡时, 人体就会出现行为反应, 有意识地减轻这种状况, 包括脱下或穿上衣服、增加或减少活动, 通过活动等来重新构建人体和环境之间的热平衡, 这就是所谓的“人体热平衡调节”[2]。当表皮平均温度超过36 ℃时, 人体就会有热感应表现, 超过37 ℃时, 就非常危险, 甚至会致命。

人体可被看作一个低效率的生物热机, 消耗食物和氧气, 新陈代谢产生的能量Q0分为新陈代谢热量QM、做功W, 计算式如下[2]:

Q0=QM+W (1)

新陈代谢能量除了对外做功, 大部分新陈代谢热保留在体内, 如果要保持热平衡, 人体就必须和周围环境换热, 主要通过呼吸、对流、辐射和蒸发等形式进行。导热通常很小, 忽略不计, 再忽略人体吸收食物和水对热量的影响, 最终能量平衡方程为

qM=qCon+qRad+qEvap+qBr+qAc (2)

式中:qM为人体单位表面积产生的新陈代谢热量 (QM=qMAsk, Ask为人体表面积, m2) , W/m2;qCon为人体单位表面积对流换热量, W/m2;qRad为人体单位表面积辐射换热量, W/m2;qEvap为人体单位表面积蒸发换热量, W/m2;qBr为人体单位表面积呼吸换热量, W/m2;qAc为人体单位表面积体内储热量, W/m2, 用于增加体重, 提高核心温度和表皮温度。

人体表面积Ask由下式 [2]计算:

Ask=0.202mundefined+hundefined (3)

式中:mb为人体质量, kg;hb为人体高度, m。

一个重70 kg、高1.73 m的人, Ask约为1.83 m2。新陈代谢热与人体活动、健康状况、环境适应情况及情感状态有关, 人体不同活动状态下产生的总能量W和以Ask=1.83 m2为基础换算的新陈代谢热QM见表1。

1.1 呼吸换热

人体肺是一个高效的换热器, 呼吸散热与呼吸频率、周围空气湿球温度有关, 呼吸换热量qBr计算式如下[2]:

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式中:mresp为呼吸空气的质量流量, kg/s;Sout为排除空气Sigma热, J/kg;Sin为吸入空气Sigma热, J/kg。

Sout、Sin可根据相应的湿球温度求出, Sin对应的周围空气湿球温度tw可直接测量, 而Sout对应的呼出气体湿球温度tex和人体温度、周围空气条件有关, Fanger经验公式为[3]

tex=32.6+0.066td+0.000 2p0 (5)

式中:tex为呼出气体的湿球温度, ℃;td为空气干球温度, ℃;p0为当地大气压力, Pa。

1.2 对流换热

赤身情况下, 对流换热量qCon计算式如下[2]:

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式中:hc为对流换热系数, W/ (m2·℃) ; fcl为考虑衣服所增加面积的影响因子, 等于穿衣时身体表面积和赤身时身体表面积之比;Rcl为衣服单位面积的热阻, (m2·℃) /W, 由传热学可知, 热阻和衣服与风流间的对流换热系数hcl互为倒数, 其值如表2所示;tsk为体表温度, ℃。

1.3 辐射换热

辐射热qRad计算式如下[2]:

qRad=hrfr (tcl-tr) (7)

式中: fr为辐射角系数, 对坐、站立、卧等姿势取值为0.70~0.75[4];hr为辐射换热系数, 对于大多数井下环境, 10~40 ℃内hr=5~7 W/ (m2·℃) ;tr为辐射温度, ℃;tcl为衣服表面温度, ℃。

1.4 蒸发换热

蒸发换热qEvap由下式计算[2]:

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式中:w为皮肤湿润分数, 根据湿润表面占总表面大小在0~1内取值, 当湿球温度达到33 ℃时w=1, 一般情况下w=0.06, 取值可参考ASHRAE [5];psk为潮湿表面温度下的饱和蒸汽压, Pa;p为巷道风流实际气压, Pa;icl为衣服的蒸发渗透率, 0~1, 赤身时取1, 一般取0.35~0.41。

1.5 人体热调节模型

人体热调节模型由式 (2) 变形得:

qAc =qM- (qCon+qRad+qEvap+qBr) (9)

当qAc>0时, 表示体内暂时聚热, 这时人的动作反应是休息、减少劳动或脱衣服。如果qM保持不变, 则体表温度tsk、 皮肤湿润分数w相应上升。

人体热调节模型根据上述公式迭代计算, 直到qAc的偏差小于1 W/m2为止。当tsk超过36 ℃时, 人就会有非常明显的热反应;超过37 ℃时, 就会危及生命。

1982年Stewart, 1974年Wyndham给出了全身湿透、能适应于热环境工作且连续4 h劳动的情况下最大允许热平衡体表温度, 其人体核心温度高达40 ℃, 如图1所示[6,7]。

根据人体热平衡模型, 给出了在p=100 kPa, qM =100 W/m2, 干球温度td、辐射温度tr均比湿球温度tw高5 ℃ (即td=tr=tw+5) 的条件下, 3种不同着装时, 表皮温度与服装、风速、湿球温度之间的关系, 如图2所示[2]。

2 热感应指标

热平衡模型数据繁杂, 较少严格应用于实践, 而采用具有一些能够衡量空气冷却能力和生理反应的热感应指标则比较方便, 可以根据相应指标反映矿井热环境状态, 并判断气候环境可接受程度。

2.1 干球温度

干球温度是我国现行评价矿井气候条件的指标之一, 该指标比较简单、测量方便, 但只反映了气温对矿井气候条件的影响, 没有反映气候条件对人体热平衡的影响情况, 具有较大的局限性[8]。

2.2 湿球温度

在井下湿热环境中, 新陈代谢热传递主要方式是蒸发, 因此湿球温度起着决定性的作用。目前, 国外一些矿井将湿球温度作为气候环境可接受的唯一指标, 以湿球温度27~28 ℃作为上限。等效温度和湿球温度具有同样的意义[8]。

2.3 同感温度

同感温度由美国采暖工程师协会的Houghton 和 C.P. Yaglou提出的, 是通过实验, 凭借受试者对环境的感觉而得出的。实验时先将3名受试者置于一个温度、相对湿度、风速已知的环境里, 并记录受试者的感受;然后再置于另一个温度t1可调, 相对湿度为100%, 风速为0的环境里, 通过调节温度t使受试者的感受与第一个环境相同, 则将t称为第一个环境的同感温度。这个温度可以反映出温度、湿度和风速三者对人体热平衡的综合作用。显然, 同感温度越高, 人体的感觉就越差。同感温度可以广泛应用于各个行业作为热强度指标。

2.4 卡他度

1916年, 卡他度[9]由英国Dr.L.Hill提出, 是一种采用模拟的方法, 度量环境对人体散热强度的影响。卡他度是卡他计在平均温度为36.5 ℃ (模拟人体平均体温) 时液球单位表面积上在单位时间内所散发的热量。实质就是卡他计液球在平均温度为36.5 ℃时的散热强度。

卡他湿球温度用tKata表示, 可根据湿球温度tw、风速u得出:

tKata= (0.7+u0.5) (36.5-tw) (10)

卡他温度限于湿热环境使用, 目前仅南非金矿业采用卡他温度作为热感应指标[2]。

其他的热感应指标还有:WBGT指数亦称为湿球黑球温度和ACPM——Air Cooling Power (M scale) 等。

3 热害病及处理措施

井下常见的热害病主要有[2,10]:

1) 热晕厥。会导致脑部暂时缺血, 短时丧失意识。对应的治疗是让病人平躺在较凉爽的地方, 脱下衣物, 使脑部供血恢复。间断的移动身体可降低热晕厥发生率。

2) 热疲劳。血液流动的主要作用之一是进行热传导, 如果血供应不足就会发生中暑。缺水或盐分不足将导致脱水, 可造成血供应不足。其特征是疲劳、干渴、头晕、头痛、恶心、手脚指疼痛或麻木、血压低、呼吸困难、心悸、视力模糊、昏厥、皮肤冰冷、脸色发灰或发红。现场治疗方法就是将人移动到凉爽的地方、多喝水。

3) 热痉挛。扰乱血液电解平衡就会使手臂、腿和腹部发生疼痛性肌肉收缩, 这是由于缺盐造成的, 可用不高于0.1%的盐水及时治疗。

4) 热射病。是机体体温调节障碍, 水、电解质代谢紊乱及神经系统功能损害的症状的总称。这是一种威胁生命的急诊病, 若治疗不及时, 可引起抽搐和死亡、永久性脑损害或肾脏衰竭。当核心体温达41 ℃时可能会导致热射病, 造成脑、肾脏和肝的永久性损伤, 致命率高。该病应及时治疗, 常规方法是不移动身体, 直到体心温度下降并得到控制。急救措施包括:冷却空气、用水冷却身体, 水温不应低于15 ℃, 避免表皮毛细血管收缩。

4 预防措施

对于热害矿井湿热的气候条件, 做好热害致病的预防措施十分重要, 主要方法如下:

1) 井下气候条件保障有力, 如加大通风量、人工制冷等。

2) 作业点提供冷饮, 补充盐水、维生素C可增强对热的抵抗力。

3) 加强培训, 养成良好的工作习惯, 对热害病症状有清晰的认识。

4) 加强管理、体检, 筛选出能够适应热环境条件的年轻力壮人员从事热环境工作, 新进员工要进行热环境适应性训练[2]。

5 结论

在热害较严重的环境中工作, 不仅要考虑对人的心理影响, 还要考虑生理影响, 当环境散热能力下降至300 W/m2以下时, 劳动效率就会大大下降。国外学者研究同感温度22 ℃工作绩效为100%, 27 ℃开始下降, 超过30 ℃快速下降[9]。

通过对人体热平衡模型、热感应指标、常见热害病及预防措施的研究, 可以科学准确地掌握热环境和人体热平衡之间的关系, 对热害矿井管理、劳动集约经营具有一定的指导意义。同时, 热害矿井如果不能创造一个良好的工作气候环境, 不仅有害于职业健康、矿井安全, 而且还会导致作业人员的劳动效率下降, 影响经济效益。

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人体解剖生理学教学之我见 第8篇

一直观启发, 增强感性认识

解剖学是一门古老的学科, 是以用刀切割和肉眼观察的方法来研究正常人体形态结构的科学。在教学过程中可通过以下几种方法给学生以感性认识, 起到直观作用。

1. 实物标本演示启发

俗话说:“百闻不如一见, 百见不如一摸。”在解剖学的教学过程中, 实物是必不可少的。可让学生自身作为实物 (人体模特) , 边示范边讲解。如:在讲授人体的组成时, 可请一位同学到讲台上来, 教师可一边讲解一边指出该同学的相应部位, 如:哪里为臂, 哪里为前臂等。再如:讲授桡动脉和肱动脉时, 要说明桡动脉是临床切脉的血管, 肱动脉是测血压的血管, 它们与临床工作关系十分密切。因此, 要让学生反复练习触摸自己的这两个动脉, 找准位置。另外, 在教学过程中对大体标本的观察是不容忽视的环节, 所以实验课充分合理的安排尤为重要。这样学生可以边触摸边观察, 不但加深了印象而且增强了学习的主动性。

2. 教学工具演示启发

解剖学属形态科学, 毗邻关系复杂。因此在教学过程中, 充分、高效地利用教材中的插图、各系统的挂图和器官模型以及多媒体图片, 可以使学生对解剖结构及器官毗邻关系一目了然, 学习起来得心应手。比如:在讲述心腔结构时采用心的模型, 可使学生直观了解到心房、心室、房室口和动脉口周围的瓣膜, 以及心室中的结构——乳头肌和腱索。同时辅助演示多媒体课件图片, 不但可以使学生建立空间立体感和层次感, 使教学内容具体化和直观化, 还可以提高学生的思维能力和想象能力。

3. 比喻启发

对于较难理解的解剖结构通过形象的比喻, 可使其简单化, 便于学生理解。比如:讲授女性生殖系统中卵巢、输卵管和子宫三者之间的位置关系时, 可借教师自身人体形象进行讲解。教师可将双臂向两侧伸展, 同时握双拳。这样就可将身体躯干喻为“子宫”, 双臂喻为“输卵管”, 双拳喻为“卵巢”。再如:讲授心腔结构时, 可将房室瓣喻为“教室的门”, 与瓣膜游离端相连的腱索喻为门上的“弹簧”。这样既生动又形象, 使学生对结构有了深刻的印象。

二纵向联系、横向比较, 制作图表

对于某些复杂生理活动, 如果将它们之间的内在联系纵横双向比较后总结出来作出图表, 这样会更加直观, 利于学生理解。比如:讲授心的泵血过程时, 可将心动周期中心腔压力、瓣膜开闭和血流方向等变化之间的内在联系制成图表如下:

三运用歌诀, 方便记忆

解剖学名词术语较多, 内容枯燥, 不但是教师教学中的难题, 也是学生学习中的“拦路虎”。在教学过程中我们可以采用朗朗上口的歌诀方式进行。比如:学习八块腕骨时, 可用歌诀“舟月三角豆, 大小头状钩”;学习七块跗骨时, 可用歌诀“上距下跟两关连, 舟骨靠在距骨前, 三块楔骨舟前摆, 跟前楔外骰骨填”等, 达到帮助学生学习、强化记忆的目的。

四设疑增趣, 理论联系实际

对于生理学内容, 如果精心设疑, 构造悬念, 会使学生产生浓厚的学习兴趣。比如:内分泌章节讲授时可先设疑如下:“侏儒症是怎么回事?为什么有的人粗脖根?甲亢患者为什么能吃消瘦?糖尿病患者为什么会尿糖且多饮多尿体重减轻?”等。这些疑问大大调动了学生学习的积极性, 为课程的讲授打下良好的基础。

另外, 在教学过程中巧妙地创设情境, 也可把枯燥、抽象的生理学知识具体化、感性化, 达到通俗易懂。比如:讲中枢兴奋传递的特征时, 其中有“后放”这一特征。所谓后放, 是指在反射活动中, 当刺激停止后, 传出神经仍可继续发放冲动, 使反射活动持续一段时间的现象。我在讲解这个概念之前给学生们讲了一个笑话, 学生们听后哈哈大笑并持续了一段时间。我立即将这种现象结合概念进行讲解:我给学生们讲笑话引起他们发笑这是一个反射活动。在这个活动中, 我所讲的笑话就是一种刺激, 当我讲完笑话也就意味着刺激停止了, 可是学生们仍然发笑并持续了一段时间, 这就是“后放”。当我解释之后, 学生对“后放”豁然开朗。

临床工作中的很多应用和现象都能通过生理学的原理进行解释。比如:临床上给发热的患者进行物理降温, 为什么可以采用戴冰帽、开窗通风和酒精擦浴的方法?通过生理学中机体的散热方式就可以解释:戴冰帽、开窗通风和酒精擦浴, 相应地运用了传导散热、对流散热和蒸发散热的原理。再如:外科手术时, 为什么常用温热盐水纱布压迫伤口进行止血?这主要是由于纱布的粗糙表面可作为异物加速因子XII的激活, 有利于血小板的黏附、聚集和释放, 从而启动内源性凝血途径;温热可提高血浆中酶的活性, 加速酶促反应速度, 从而达到促凝的目的。通过理论联系实际教师的教学不再是平铺直叙, 照本宣科, 而是由简单的传授、灌输知识转化为启发和引导, 帮助学生明确生理学在临床学习中的基础作用。

总之, 教学是一门永无止境的艺术, 只要在教学中, 以生为本, 注重学生学习能力和兴趣的培养, 钻研教法, 就一定会取得良好的教学效果。

摘要：人体解剖生理学是一门将人体的形态结构和功能有机融合的重要的医学基础课。它提供了大量的医学基础知识和专业术语, 对学生今后专业课程的学习有非常重要的作用。然而, 这门课程术语多, 内容繁杂, 机制抽象, 对于刚刚步入医学院校的学生来说学习这门课程具有一定的难度。

人体生理参数 第9篇

1 系统硬件电路设计

硬件电路原理框图如图1所示。

其中：FPGA核心模块设计选用Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片EP1C12Q240C8。含有12060个逻辑单元(LE)和239Kbit片上RAM，最多有249个用户I/O，内部有2个数字锁相环，支持主动串行配置器件EPCS4/EPCS16，被动配置器件EPC4/EPC8/EPC16，封装为240脚PQFP。

存储器模块设计包括SRAM存储器子模块、Flash存储器子模块和专用串行配置与JTAG接口模块设计。本文SRAM存储器子模块设计采用美国ISSI公司的高速SRAM芯片IS61LV25616AL，其容量为256K×16位，读写速度为10ns。Flash存储器通常用于存放程序代码，系统上电或复位后从此将指令装载到SRAM中并开始执行。本设计选用两片美国ATMEL公司的Flash芯片AT49BV163DT，其单片存储容量为2M，工作电压为2.7V～3.6V,16位数据宽度。仅需3.3V电压就可完成在系统的编程与擦除操作。由于Cyclone系列是基于SRAM技术的FPGA，每次系统上电、初始化或者需要写入新的数据时，FPGA的配置数据都必须重新装载。为避免多次重复下载，Altera公司为这一类器件提供了一种基于FLASH技术的EPCS系列专用串行配置器件。此器件具有串行接口，能够存储Cyclone系列FPGA的配置信息，并在系统上电或者需要重新配置FPGA时，向FFGA发送配置信息。

显示与按键电路模块是由8个独立按键和一个LCD构成的。通过按键输入/修改参数，并通过LCD显示出来。为了保证输出信号不失真，必须要求D/A转换器的转换速率在100MHz以上。为此，高速D/A与放大电路模块设计选用的是美国TI公司的高速D/A转换器THS5651,10bit数字信号输入，兼容3V和5V的COMS电平;转换速率高达100MHz;2mA-20mA的差分电流输出;低功耗，5V供电时只有175mW的功耗，休眠时只有25mW。

对于时钟源模块和电源模块的设计，由于FPGA内部没有振荡电路，所以使用有源晶振是比较理想的选择。EP1C12Q240C8的输入时钟的频率范围在15.625～387MHz，经过内部PLL电路后可以输出15.625～275MHz的系统时钟。本设计选用一个48MHz的有源晶振作为系统时钟源。为得到一个稳定、精确的时钟频率，有源晶振的供电电源需经过LC滤波。本设计选用一块+24V/2A的开关电源模块，从AC220V市电获得+24V电源;再采用DCDC模块24D12获得一组正负12V电源;+12V的直流采用稳压块LM7805进行稳压，获得+5V的直流电源;然后将+5V电源分别经过稳压块SX1117-3.3和SX1117-1.5获得+3.3V与+1.5V电压。

2 系统软件设计与仿真

本文将描述系统软件设计与仿真流程，并以人体脉搏信号波形设计为例，简单说明人体生理信号波形的产生机制。系统软件控制流程如图2所示。

NiosⅡ软核处理器主要功能：实现对键盘和显示器的控制;根据输入的参数，通过数据计算得到控制字;实现数字频率合成器;数字调制器;数模转换器的控制功能。本设计利用Altera公司的SOPC Builder系统开发工具和QuartusⅡ定制NiosII软核处理器，使用NiosⅡIDE集成开发环境，通过C语言进行系统软件开发。例如产生人体脉搏信号，CPU通过查询内部状态寄存器选择要执行的函数，并通过对选择开关赋值实现对所需功能模块的选取，完成产生脉搏信号所需内部硬件的连接。然后，CPU对键盘输入的参数值进行分析，将其转换为相应的命令字，并在输出端释放相应的波形。

DDS技术的基本原理是设计和实现本信号发生器的关键。下面将详细说明DDS模块在DSP Builder中的实现过程：DSP Builder依赖于Math Works公司的数字分析工具Matlab/Simulink，以Simulink的Blockset形式出现，在Simulink中可以进行图形化设计和仿真。DDS设计采用层次化方法。在Simulink中DDS模型的子系统“SubDDS”模块如图3所示，顶层系统模块如图4所示。

设计完成后，通过Scope观察窗查看仿真波形，并运行SignalCompiler生成硬件描述语言，同时可使用ModelSim软件验证生成的VHDL代码，最终通过QuartusⅡ在FPGA上实现系统设计。本文将以人体脉搏信号波形的设计为例，简单描述人体生理信号波形的产生原理。

通常，人体脉搏是以相对稳定的频率搏动。通过数字幅度调制(ASK)的方法，利用数字基带信号对载波信号幅值的控制，可模拟出人体脉搏信号波形。人体脉搏信号模型如图5所示，仿真波形如图6所示。

软件设计过程中需要注意以下几点：

(1)凡是来自Altera DSP Builder库以外的模块,SignalCompiler都不能将其变成硬件电路,即不会影响产生的VHDL程序。但在启动Simulink仿真后能影响后面产生的仿真激励文件,即会影响仿真波形;

(2)顶层模块.bdf文件名不能与工程.qpf文件名相同;

(3)当在Simulink模型设计中,需要子系统相互连接时,每个子系统属性中Mask type栏中内容必须严格一致;

(4)DSP Builder模块名的起始文字必须是字母a～z;

(5)不要使用非法文字,特别是VHDL的实体名只能包含大小写字母、0～9数字、以及下划线“_”。

3 结束语

本文提出了基于SOPC的人体生理信号发生器的设计思想和总体方案。以Altera公司Cyclone系列FPGA芯片EP1C12Q240C8为硬件核心，并结合存储器电路、高速D/A电路、LCD显示与按键电路、JTAG配置电路、电源电路、模拟滤波及放大电路等完成系统硬件电路的设计。并以NiosⅡIDE作为软件开发平台，使用C语言编写系统程序，最终完成基于SOPC的人体生理信号发生器的方案设计。

摘要：人体生理信号发生装置的研制将对医疗保健设备的研发与调试起到积极作用。目前,具有人体生理信号发生功能的仪器只有国外少数几家公司能够生产,本文将介绍一种基于SOPC技术的人体生理信号发生器的设计方案。

关键词：SOPC,DDS,DSP,人体生理信号

参考文献

[1]潘松,黄继业.现代DSP技术.西安:西安电子科技大学出版社,2003.

[2]周立功,等.SOPC嵌入式系统基础教程.北京:北京航空航天大学出版社,2006-11.

[3]Zammattio S.SOPC Builder,a Novel Design Methodology for IPIntegration,System-on-Chip,2005.Proceedings.2005Interna tional Symposium on15-17,2005-11:37.