Sự thay đổi nhiệt độ trung tâm của đối tượng nghiên cứu theo chế độ nhiệt thực nghiệm .... Sự thay đổi nhiệt độ da của đối tượng nghiên cứu theo các chế độ nhiệt thực nghiệm .... Sự tha
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Trang 2LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS NGUYỄN ĐỨC HỒNG
Hà Nội - 2014
Trang 3Tôi xin cảm ơn các anh chị cán bộ Viện nghiên cứu Khoa học kỹ thuật Bảo hộ lao động - Tổng liên đoàn Lao động Việt Nam, và các bạn sinh viên trường Đại Học Công Đoàn đã tình nguyện làm đối tượng nghiên cứu cho tôi một cách vô tư, đầy trách nhiệm
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học Trường Đại học khoa học tự nhiên luôn ủng hộ và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình tôi, vợ và con tôi đã luôn là những người tiếp cho tôi thêm " sức mạnh " trên con đường nghiên cứu khoa học
Tác Giả
Hoàng Đức Hưởng
Trang 4LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kì công trình nào khác
Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm
Tác Giả
Hoàng Đức Hưởng
Trang 5MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 12
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 13
1.1 Một số khái niệm về thân nhiệt 13
1.1.1 Nhiệt độ trung tâm 13
1.1.2 Nhiệt độ da 14
1.2 Một số cấu trúc của cơ thể có vai trò quan trọng trong điều hòa nhiệt độ cơ
thể 16
1.3 Đáp ứng của hệ thống tim mạch trong quá trình điều nhiệt 17
1.3.1 Các tai biến do điều hòa nhiệt 18
1.4 Sự trao đổi nhiệt giữa cơ thể người trong điều kiện khí hậu nóng ẩmError! Bookmark not defined
1.4.1 Cân bằng nhiệt Error! Bookmark not defined
1.4.2 Điều hòa nhiệt của cơ thể Error! Bookmark not defined
1.5 Biến đổi chức năng sinh lý của cơ thể người do ảnh hưởng của gánh
nặng nhiệt trong điều kiện vi khí hậu nóng ẩm Error! Bookmark not defined
1.5.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm cao lên quá trình chuyển hóa điều nhiệtError! Bookmark not defined
1.5.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm cao tới hệ tuần hoàn và hô hấp
[2, 41, 22, 34] Error! Bookmark not defined
1.5.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm lên hệ thần kinh trung ươngError! Bookmark not defined
1.5.4 Ảnh hưởng tới hệ nội tiết Error! Bookmark not defined
1.6 Các nghiên cứu về sự biến đổi các thông số sinh lý dưới tác động của
nóng ẩm Error! Bookmark not defined
1.6.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài Error! Bookmark not defined
Trang 61.6.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam Error! Bookmark not defined
CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ERROR!
BOOKMARK NOT DEFINED
2.1 Đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined
2.1.1 Chọn đối tượng nghiên cứu Error! Bookmark not defined
2.1.2 Chuẩn bị đối tượng Error! Bookmark not defined
2.2 Chỉ số nghiên cứu Error! Bookmark not defined
2.3 Trang thiết bị, dụng cụ Error! Bookmark not defined
2.4 Chế độ nhiệt thực nghiệm Error! Bookmark not defined
2.5 Quy trình thực nghiệm Error! Bookmark not defined
2.6 Xử lý số liệu Error! Bookmark not defined
2.6.1 Tính diện tích da Error! Bookmark not defined
2.6.2 Tính nhiệt độ da trung bình của 3 điểm Error! Bookmark not defined
2.6.3 Tính lượng mồ hôi bài tiết Error! Bookmark not defined
2.6.4 Đánh giá cảm giác chủ quan Error! Bookmark not defined
2.6.5 Xử lý các thông số tâm sinh lý thu được trong thực nghiệmError! Bookmark not defined
2.7 Đạo đức trong nghiên cứu Error! Bookmark not defined
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ERROR!
BOOKMARK NOT DEFINED
3.1 Chế độ nhiệt thực nghiệm Error! Bookmark not defined
3.2 Sự thay đổi nhiệt độ trung tâm ở các môi trường thí nghiệmError! Bookmark not defined
3.2.1 Sự biến đổi nhiệt trung tâm giữa 2 quy trình 60 phút và 120 phútError! Bookmark not defined
3.2.2 Sự thay đổi nhiệt trung tâm của đối tượng Nam và Nữ nghiên cứuError! Bookmark not defined
Trang 73.2.3 Sự thay đổi nhiệt độ trung tâm của đối tượng nghiên cứu theo chế độ
nhiệt thực nghiệm Error! Bookmark not defined
3.3 Sự thay đổi nhiệt độ da ở các môi trường thí nghiệmError! Bookmark not defined
3.3.1 Sự biến đổi nhiệt độ da ở 2 quy trình 60 phút và 120 phútError! Bookmark not defined
3.3.2 Sự thay đổi nhiệt độ da giữa đối tượng Nam và Nữ nghiên cứuError! Bookmark not defined
3.3.3 Sự thay đổi nhiệt độ da của đối tượng nghiên cứu theo các chế độ
nhiệt thực nghiệm Error! Bookmark not defined
3.4 Sự thay đổi nhịp tim ở các môi trường thí nghiệmError! Bookmark not defined
3.4.1 Sự biến đổi nhịp tim ở quy trình 60 phút và 120 phútError! Bookmark not defined
3.4.2 Sự thay đổi nhịp tim giữa đối tượng Nam và Nữ nghiên cứuError! Bookmark not defined
3.4.2 Sự thay đổi nhịp tim của đối tượng nghiên cứu theo chế độ nhiệt
thực nghiệm Error! Bookmark not defined
3.5 Lượng mồ hôi bài tiết của đối tượng thực nghiệmError! Bookmark not defined
3.6 Kết quả đánh giá chủ quan của đối tượng nghiên cứu khi ngồi trong các
môi trường nhiệt khác nhau Error! Bookmark not defined
3.6.1 Cảm giác về trạng thái nhiệt cá nhân của đối tượng nghiên cứuError! Bookmark not defined
3.6.2 Cảm giác về mức tiện nghi nhiệt của đối tượng nghiên cứuError! Bookmark not defined
3.6.3 Mức nhiệt mong muốn của đối tượng nghiên cứuError! Bookmark not defined
3.6.4 Chấp nhận môi trường nhiệt của đối tượng nghiên cứuError! Bookmark not defined
3.6.5 Khả năng chịu đựng môi trường nhiệt của đối tượng nghiên cứuError! Bookmark not defined
3.7 NHIệT Độ THÍCH HợP TRONG MÔI TRƯờNG NGHIÊN CứU ERROR!
BOOKMARK NOT DEFINED
3.8 TƯƠNG QUAN GIữA NHIệT Độ PHÒNG, NHIệT Độ TRựC TRÀNG VÀ NHIệT
Độ DA TRUNG BÌNH ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED
Trang 83.9 Sự BIếN ĐổI NHịP TIM VÀ LƯợNG Mồ HÔI ở CÁC MÔI TRƯờNG NHIệT NGHIÊN
CứU ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED
TÀI LIệU THAM KHảO 20
PHỤ LỤC ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED
Trang 9DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
ĐTNC : Đối tƣợng nghiên cứu NĐTT : Nhiệt độ trung tâm
Tcangc : Nhiệt độ cẳng chân
Tdat : Nhiệt độ da trung bình
Tttuct : Nhiệt độ trực tràng
Tdui :Nhiệt độ đùi
T mut :Nhiệt độ mu bàn tay
Tmuc : Nhiệt độ mu bàn chân
Trang 10DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Đặc điểm nhân trắc của đối tượng tham gia thực nghiệm 28
Bảng 2.2 Độ ẩm không khí trung bình (%) tại một số trạm quan trắc 30
Bảng 3.1 Các chế độ nhiệt thực nghiệm 34
Bảng 3.2 Nhiệt độ trực tràng của đối tượng nghiên cứu chia theo thời gian 35
Bảng 3.3 Nhiệt độ trực tràng chia theo giới tính 37
Bảng 3.4 Nhiệt độ trực tràng của đối tượng nghiên cứu chia theo chế độ nhiệt thực nghiệm 38
Bảng 3.5 Nhiệt độ da trung bình trong các chế độ nhiệt chia theo thời gian thực nghiệm 41
Bảng 3.6 Nhiệt độ da trung bình chia theo giới tính 43
Bảng 3.7 Nhiệt độ da trung bình của đối tượng nghiên cứu chia theo chế độ nhiệt thực nghiệm 44
Bảng 3.8 Nhịp tim trung bình ở các chế độ nhiệt chia theo thời gian thực nghiệm 46
Bảng 3.9 Nhịp tim của đối tượng (nhịp/ phút) khi thực hiện theo giới tính 47
Bảng 3.10 Nhịp tim đối tượng nghiên cứu chia theo chế độ nhiệt thực nghiệm 48
Bảng 3.11 Cân nặng của đối tượng nghiên cứu trước và sau thực nghiệm theo giới tính 50
Bảng 3.12 Cân nặng của đối tượng nghiên cứu trước và sau khi thực nghiệm, theo thời gian thực nghiệm 51
Bảng3.13 Thang cảm nhận trên trạng thái nhiệt cá nhân của đối tượng nghiên cứu khi thực hiện 52
Bảng 3.14 Cảm giác về mức tiện nghi nhiệt khi thực hiện thí nghiệm 53
Bảng 3.15 Mong muốn tăng hay giảm nhiệt độ so với nhiệt độ phòng thí nghiệm khi thực nghiệm 54
Trang 11Bảng 3.16 Có thể chấp nhận hay không chấp nhận môi trường nhiệt thực nghiệm 55
Bảng 3.17 Cảm giác về mức độ chịu đựng ở môi trường nhiệt thực nhiệm 56
DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1: Diễn biến nhiệt độ trực tràng chia theo thời gian thực nghiệm 36 Hình 3.2: Diễn biến nhiệt độ trung tâm của đối tượng nghiên cứu theo giới tính 37 Hình 3.3: Diễn biến nhiệt độ trực tràng của đối tượng thực nghiệm ở từng chế độ nhiệt 39
Hình 3.4: Diễn biến nhiêt độ da chia theo thời gian thực nghiệm 42 Hình 3.5: Diễn biến nhiệt độ da của đối tượng nghiên cứu theo giới tính 43
Hình 3.6: Diễn biến nhiệt độ da trung bình ở các chế độ nhiệt thực nghiệm 45 Hình 3.7: Diễn biến nhịp tim chia theo thời gian thực nghiệm 46 Hình 3.8: Diễn biến nhịp tim của đối tượng nghiên cứu ở các mức nhiệt 49 Hình 3.9: Miêu tả cảm giác nhiệt của đối tượng nghiên cứu 53
Hình 3.10: Cảm giác về mức tiện nghi nhiệt của các đối tượng nghiên cứu 54 Hình 3.11: Tỉ lệ % đối tượng chọn mức nhiệt mong muốn 55
Hình 3.12: Tỉ lệ % khả năng chịu đựng của các đối tượng 57
Trang 1212
LỜI MỞ ĐẦU
Cải thiện cuộc sống luôn là mục tiêu hướng tới của con người trong thời đại văn minh hiện đại, vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người Môi trường toàn cầu hiện đang có những biến đổi đáng lo ngại như hiện tượng nóng dần lên của trái đất, ô nhiễm chất thải công nghiệp, vũ khí phóng xạ Trong một chừng mực nào đó ta hoàn toàn có thể cải thiện được một số yếu tố không có lợi của môi trường, tạo điều kiện nâng cao sức khỏe và năng suất lao động
Các yếu tố vi khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió là những yếu tố quan trọng của môi trường sống Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp tới phản ứng sinh lí của cơ thể cả khi nghỉ ngơi cũng như lao động Trên thế giớ i đã có nhiều nghiên cứu (chủ yếu ở các nước Tây Âu và Bắc Mỹ) về m ức độ ô nhiễm nhiệt v ới sự thay đổi các thông số tâm sinh lý của con người t ại nơi làm việc và trong phòng thí nghiệm Kết quả các công trình nghiên cứu đó là cơ sở khoa học để xây dựng nên các tiêu chuẩn quốc tế (ISO) về môi trường nhiệt Nhiều tiêu chuẩn quốc tế về môi trường nhiệt đã được Viện tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam chấp nhận thành Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) [29], [30], [31], [32]
Việt Nam là một nước nhiệt đới gió mùa có khí hậu nóng ẩm Trung bình một năm nước ta có tới 233 ngày có khí hậu nóng ẩm, độ ẩm trên 80%, bức xạ nhiệt khoảng 136 kcal/cm2/năm Vì thế, đã có nhiều công trình nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá mô tả thực trạng sự biến đổi các chỉ tiêu sinh lý điều hòa nhiệt của cơ thể tại các cơ sở ở thực địa[5],[7],[9],[22] Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nhiệt
ẩm để phân tích đánh giá sự biến đổi các chỉ tiêu sinh lý điều hòa nhiệt của cơ thể theo các thang gánh nặng nhiệt (nhiệt độ, độ ẩm, chuyển động không khí, bức xạ nhiệt) còn rất ít do không có phòng thí nghiệm Mô phỏng môi trường nhiệt ẩm trong phòng thí nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của nó đến sự biến đổi các thông số tâm sinh lý của người Việt Nam để kiểm chứng mức độ phù hợp của các tiêu chuẩn quốc
tế về môi trường nhiệt đã được Việt Nam chấp nhận thành Tiêu chuẩn Việt Nam là
rất cần thiết Để góp phần nhỏ bé vào hướng nghiên cứu này, đề tài “Nghiên cứu sự biến đổi một vài thông số tâm sinh lý của sinh viên miền Bắc Việt Nam trong
Trang 1313
phòng thí nghiệm nhiệt ẩm” của chúng tôi với mục tiêu:
1 Mô tả sự thay đổi nhiệt độ trung tâm, nhiệt độ da, nhịp tim, lượng mồ hôi bài tiết của sinh viên một số tỉnh miền Bắc khi thay đổi nhiệt độ phòng thí nghiệm
2 Xác định nhiệt độ tiện nghi cho sinh viên một số tỉnh miền Bắc theo cảm giác chủ quan của họ
Chương 1 TỔNG QUAN
1.1 Một số khái niệm về thân nhiệt
1.1.1 Nhiệt độ trung tâm
1.1.1.1 Định nghĩa và giá trị nhiệt độ trung tâm
Nhiệt độ trung tâm hay còn gọi là nhiệt độ lõi (core temperature) là nhiệt độ cơ thể đo ở những vùng sâu của cơ thể như gan, não, các tạng NĐTT có giá trị tương đối ổn định và dao động xung quanh giá trị 370
C NĐTT phản ánh và ảnh hưởng trực tiếp tới các quá trình chuyển hóa vật chất trong cơ thể Điều hòa nhằm ổn định NĐTT
là mục đích của các cơ chế điều hòa thân nhiệt
Giá trị của nhiệt độ trung tâm thường là 370
C và nó luôn được điều hòa để duy trì một giá trị tương đối ổn định Tuy nhiên NĐTT có thể thay đổi trong một số trường hợp nhất định như tăng trong lao động, hoạt động thể thao, sốt… hoặc thay đổi theo chu kì ngày đêm, chu kì kinh nguyệt.[8, 12]
1.1.1.2 Các vị trí đo nhiệt độ trung tâm
Nhiệt độ trung tâm thường được đo ở miệng, trực tràng, hố nách, thực quản, màng nhĩ…Trong các điểm đo nhiệt độ trung tâm trên thì không có vị trí nào là hoàn toàn lí tưởng, về nguyên tắc bất cứ một phương pháp nào cũng cần đảm bảo rằng nó không bị sai số bởi những ảnh hưởng trực tiếp từ môi trường bên ngoài
Đo nhiệt độ trung tâm ở miệng: Lưỡi là cơ quan được tưới máu rất nhiều do vậy
đo NĐTT ở miệng tương đương với nhiệt độ dòng máu, nhiệt độ ở miệng thường
Trang 1414
thấp hơn nhiệt độ trực tràng khoảng 0,30C - 0,50C Tuy nhiên khi làm lạnh vùng mặt,
cổ hay miệng, nuốt nước bọt, tăng thở có thể làm thay đổi NĐTT nên thiếu chính xác
Nhiệt độ màng nhĩ: Năm 1959 Benzinger sử dụng phương pháp đo nhiệt độ
màng nhĩ và coi đó là chỉ số có giá trị trong nghiên cứu sinh lí, theo tác giả này thì nhiệt độ màng nhĩ đáp ứng sự thay đổi cường độ chuyển hóa nhanh hơn nhiệt độ trực tràng và do đó có lợi thế nhất định trong khi sử dụng vào nghiên cứu
Tuy nhiên các tác giả sau này cho rằng NĐTT đo ở màng nhĩ dễ bị thay đổi do nhiệt độ vùng da đầu và cổ, dễ bị ảnh hưởng từ môi trường bên ngoài
Nhiệt độ trực tràng: Có giá trị cao hơn các vị trí khác trên cơ thể khoảng vài
phần mười độ Trực tràng được cách nhiệt tốt với môi trường bên ngoài, do đó nhiệt
độ trực tràng là một chỉ số thân nhiệt tin cậy được sử dụng rộng rãi trong lâm sàng cũng như nghiên cứu sinh lí nhiệt
Nhiệt độ nách: Dễ đo nhưng khó đảm bảo độ chính xác Khi đo nhiệt độ nách
đối tượng nghiên cứu phải co tay lên ngực và ép cánh tay vào hố nách, nhiệt độ sẽ tăng dần đạt tới nhiệt độ ổn định so với nhiệt độ trung tâm ở các vị trí khác Tuy nhiên nhiệt độ nách chỉ đạt giá trị ổn định khi đối tượng nghiên cứu giữ nguyên tay như vậy trong 30 phút, và các giá trị đạt được cũng tương đối dao động, thấp hơn nhiệt
độ trực tràng khoảng 0,50
C - 0,80C, do vậy nó ít được sử dụng trong nghiên cứu để xác định giá trị nhiệt độ trung tâm.[13, 14]
1.1.2 Nhiệt độ da
1.1.2.1 Định nghĩa và vai trò của nhiệt độ da
Nhiệt độ da là nhiệt độ cơ thể đo ở da Nhiệt độ da còn được gọi là nhiệt độ vỏ của cơ thể, dễ biến động theo nhiệt độ môi trường và thấp hơn nhiệt độ trung tâm
Nhiệt độ da có vai trò quan trọng trong truyền nhiệt và điều hòa nhiệt độ cơ thể, phần lớn nhiệt độ của cơ thể truyền ra ngoài môi trường là qua bề mặt da Nhiệt độ da biến động nhiều hơn nhiệt độ trung tâm và bị ảnh hưởng bởi các đáp ứng trong cơ chế điều nhiệt như lượng máu tới da, mồ hôi, nhiệt độ các mô dưới da và các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm không khí, tốc độ gió, bức xạ nhiệt Khác với NĐTT nhiệt
Trang 1515
độ da là một chỉ số quan trọng đánh giá việc truyền nhiệt từ cơ thể vào môi trường Nhiệt
độ da cung cấp cho hệ thống điều hòa thân nhiệt của cơ thể những thông tin quan trọng quyết định nhu cầu thải nhiệt hay giữ nhiệt của cơ thể thông qua các receptor nhiệt tại
da [46]
1.1.2.2 Nhiệt độ da trung bình và nhiệt độ trung bình cơ thể
Nhiệt độ da thường có giá trị khác nhau khi đo ở các vị trí khác nhau trên cơ thể Nhiệt độ da thường thấp ở chi (khoảng 300C), cao hơn và ổn định hơn là nhiệt độ da
ở vùng đầu và ngực (320
C và 340C) Do vậy, người ta thường tính nhiệt độ da trung bình (Tdat) bằng cách đo nhiệt độ da tại một số vị trí nhất định trên cơ thể rồi tính toán dựa và diện tích da tại vùng đó Tdat là trung bình nhiệt độ các phần da khác nhau trên
Người ta thấy rằng có thể xác định Tdat nhờ vào đo tối thiểu là 3 điểm nhiệt độ da
và tối đa là 18 điểm (về nguyên tắc thì càng lấy nhiều vị trí càng tốt) Ngày nay, phần lớn các nghiên cứu trong môi trường lạnh đều thông qua đo nhiệt độ da tại 7 điểm trên cơ thể (trán, cẳng tay, mu bàn tay, ngực, đùi, cẳng chân, mu bàn chân) rồi từ đó tính ra Tdat dựa vào công thức của Hardy- Duboi cải tiến:
Tdat = 0.07Ttran + 0.14Tcangt + 0.05T mut + 0.35Tnguc + 0.19Tdui + 0.13Tcangc + 0.07Tmuc
Đối với môi trường nóng người ta thường đo nhiệt độ da tại 3 điểm, được tính theo công thức tính nhiệt độ da trung bình trong thường quy kĩ thuật [54]
Tdat= 0.42 Tnguc + 0.19 Tcangt + 0.39 Tcangc