身体健康之间的关系和模拟消防任务的性能

文摘

本研究的总体目标是衡量消防员从单一的生理反应模拟功能期间消防灭火任务和建立身体健康参数和任务性能之间的关系。46名男性和3女性消防队员招募。消防员的有氧能力水平估计使用修改后的加拿大有氧健身测试(mCAFT)。握力水平,上肢力量的测量水平,评估使用校准J-Tech测力计。国家职业安全与健康研究所”(NIOSH)协议静地板升降试验被用来量化身体力量水平较低。消防队员然后执行两个模拟任务:软管拖动任务和楼梯爬高楼包任务。皮尔森相关系数()消防队员的身体健康之间的计算参数和任务完成时间。两个独立的多变量进入回归分析确定的预测能力进行年龄、性别、肌肉力量,静息心率在任务完成时间。我们的结果显示,附近最大心率的≥88%的最大心率在两个任务记录。相关性()从−0.30到0.20不等。软管的拖动任务,心肺功能和右握力(公斤)展示了−−0.30和0.25的相关性最高,分别。在预测软管拖动完成时间、年龄和正确的握力成绩证明是统计学意义( 独立变量的回归模型。在预测楼梯爬完成时间、年龄和NIOSH分数显示统计学意义( 独立变量的回归模型。总之,软管拖楼梯爬任务被确定为生理要求的任务。年龄、性别、静息心率,上半身/身体力量水平较低有类似的预测值软管拖楼梯爬完成时间。

1。介绍

消防员不仅是集抗火还应对紧急情况下搜索、救援和保护健康和夫妻共同财产1,2]。能够很好的证明,消防是一个危险和生理要求的职业3]。最近的统计报告说,在美国2015年51%的消防员死亡是由于突然心跳停止(4]。潜在的因素与防护装备携带重型设备,热应力,在附近工作长时间倍的最大心率(2]。是相当困难和复杂的量化实际生理要求在实际消防情况(5]。然而,几项研究已经评估了消防员的生理反应(心率、最大心率的百分比、评级的努力,和耗氧量)在模拟消防任务(上限调整,楼梯爬高楼,爬行,搜索和救援)(6]。

大量研究表明直接联系更好的消防工作性能水平较高的身体健康(7]。健康的两个方面,心肺和肌肉力量,得到了大量的关注。心肺适能提高性能是一个重要的因素,使消防队员更有效地执行值班任务(8]。最近,羽衣甘蓝et al。(2007)报告> 45毫升/公斤/分钟安全水平的心肺适能为了让消防队员并成功完成值班任务(9]。此外,更高的上半身肌肉力量水平已被证明与更快的任务完成时间(展示大量相关7]。

有越来越多的文献,旨在量化的生理需求和身体健康之间建立的关系参数和模拟消防任务的性能。然而,有一个缺乏文献报道的有关生理需求和身体健康之间的关联与模拟任务的性能,在加拿大的消防员。本研究旨在探讨加拿大消防员的生理反应的程度和身体健康措施将与美国和欧洲的消防员在模拟消防任务。这是假设参数如心肺适能和上、下身体力量水平证明负相关性与单个模拟功能任务完成时间(7]。

因此,本研究的总体目标是衡量加拿大消防员从单一的生理反应模拟功能期间消防灭火任务和建立身体健康参数和任务性能之间的关系。具体目标是确定(1)消防员的生理反应在两个模拟功能任务,软管拖楼梯爬高楼包;(2)消防员的关系身体健康参数(心肺功能和肌肉力量)和模拟功能任务完成时间,(3)无论年龄、性别、健康参数,和/或生理指标可以用来预测功能任务完成次消防队员。

2。材料和方法

2.1。研究设计

我们首先解释了研究的目的和程序每个消防队员,当时完成PAR-Q所需并签署知情同意书。筛查程序被执行的措施包括静息心率(次/分钟),身高(米(m)和体重(公斤)。下一个是西风的拟合BioHarness mCAFT和管理。一旦mCAFT终止,消防员被要求坐在一段四个半分钟mCAFT协议(推荐的10),然后我们进行肌肉力量水平评估。标准化程序进行管理时mCAFT和评估的上半部分和下半部分强度水平。消防员被要求穿上他们完整的个人防护装备和自给式呼吸器。模拟灭火任务,第一软管,然后拖楼梯爬高楼包,最后进行。

2.2。健康参数的测量

2.2.1。心肺适能

我们修改后的加拿大有氧体能测试的估计(mCAFT)协议获得最大耗氧量(毫升/公斤/分钟)水平10]。每个消防队员都必须完成一定数量的逐步要求3分钟的步进会议速度由一个节拍器分配基于阶段对应于他们的年龄和性别10]。消防员需要执行的这些三分钟的步进会话,直到达到了最大心率的85%(85%最大心率估计基于age-predicted方程 ]。mCAFT被视为完成,一旦实现心率的85%马克(11]。消防员的估计(毫升/公斤/分钟)水平计算使用mCAFT的公式:17.2 +(1.29×氧气成本在最后阶段)−(0.09×体重公斤)−(0.18×年龄在岁)。轻快mcAFT视为是可靠和有效的高频测试评估(毫升/公斤/分钟)的水平(12]。

2.2.2。上肢力量

使用校准J-Tech测力计握力测量。消防队员要求挤压设备尽可能努力使用标准化的定位和肘部弯曲90度和前臂在中性位置坐13]。同样的程序在另一只手再次重复。握力水平右(左)和(左、右)相结合的手被报道千克(公斤)。

2.2.3。下半身力量

国家职业安全与健康研究所”(NIOSH)静地板升降试验协议是用来量化下半身力量(11]。消防员被要求站在脚与肩同宽,脚踝上的标记的中间平台,同时保持处理后直接和膝盖和腿弯。然后消防员要求与他们最好的努力向上拉10秒。两个试验进行了30秒的休息之间(11]。取消分数报道千克(公斤)。

2.2.4。量化的生理反应

我们使用可靠和有效的设备,西风BioHarness™(西风科技公司,安纳波利斯,医学博士,美国),量化的生理反应(14]。西风BioHarness及其无线蓝牙应用程序连接到我们的笔记本电脑是用于监控,捕获和传输消防员的生理反应包括心率(绝对,节拍/分钟;相对、最大心率的百分比计算)和呼吸率(次/分钟),在2.5秒的时间间隔在模拟和mCAFT消防任务。感知运动(RPE)的评级也评估完成后每个模拟消防任务使用修改后的10点Borg规模。消防员要求规模清廉,0是“一无所有”,10是“最困难,”模拟任务执行(多么困难15]。

2.3。采样和招聘

伦理批准获得了本研究通过汉密尔顿集成研究伦理委员会。我们总共随机选择 女性(46岁男性,3)消防员,( :新兵= 5;志愿者= 2;专业= 22;1日排名消防员= 10;队长= 10)从现役消防队员的完整样品( ),加拿大安大略省。男性和女性的消防员在20 - 69岁之间、有能力读、写、用英语交流,那些“不”的答案全部7个自述身体活动准备问卷(PAR-Q)问题都包括在这项研究[10]。消防员与响应/ s“是的”的七个PAR-Q问题被排除在研究[10]。

2.4。模拟消防任务

软管拖楼梯爬上高层包任务都包含在消防员的标准入学水平测试。消防队员前往汉密尔顿市消防训练设施。这授权访问真正的消防设备,并允许消防员来执行完整的个人防护设备的模拟任务(22.7公斤)和自给式呼吸器(SCBA)(18.1公斤)。

2.4.1。软管拖

指定启动/终点线建立了每个任务的开始和终止。软管拖动任务所需的消防队员在站开始,在指定的开始/结束位置。指示开始时,消防队员弯曲的地板水平,解除了喷嘴(6.10公斤)的卸货消防软管(30米)。标准化的指令给出的消防队员把卸货消防水带电塔18米的距离。一旦在桥塔,塔周围的消防队员纷纷软管在90度,把软管结束标记从塔(12米)。消防队员然后重复任务返回喷嘴时启动/终点线(16,17]。消防队员使用秒表时间在执行任务。

2.4.2。楼梯爬上高层包

消防人员检索和解除了高层包(18.1千克)从地板到他们喜欢的肩膀。高层包包含了一个绿色的带子,包括两个链接的软管和喷嘴。一旦消防员稳定高层包在他们喜欢的肩上,他们提升,下楼梯训练设施的4楼(共112步骤)(16,17]。消防队员再次使用秒表时间在执行任务。

消防员被要求进行模拟任务工作速度通常利用在火灾现场。

2.5。统计分析

使用IBM SPSS统计分析软件版本22.0的显著性水平 被认为是具有统计学意义。人体测量学、健康和生理反应提出了两个模拟任务期间的消防队员使用手段,标准差,最大和最小的分数。皮尔森相关系数()消防队员的身体健康之间的计算参数和模拟功能任务完成时间。相关性的强度(埃文斯)提出的1996年< 0.10”微不足道,“0.40 - -0.59 0.20 - -0.39“弱”,“温和”,0.80 - -1.00 0.60 - -0.79“强劲,”和“很强”18]。预测功能的任务完成时间(因变量)在消防队员,我们进行了两个独立的多变量进入回归分析:一个软管拖动任务和第二个楼梯爬高层包装任务。软管的拖动任务,我们的模型包括年龄、性别、握力,静息心率作为独立变量。的楼梯爬上高层包任务,我们的模型包括年龄、性别、NIOSH,静息心率作为独立变量。多元回归的所有假设的测试正常,异方差性,多重共线性和线性回归分析之前得到满足。

3所示。结果

3.1。样品/生理反应

表1介绍了男、女,所有消防员人口学特征而在模拟生理反应功能任务显示在表中2。皮尔逊相关系数的消防队员的健康参数(心肺功能和肌肉力量水平)和每个模拟功能任务表3。系数介于0.30−0.20。结果表明,性能模拟的功能任务,根据竣工时间,健身参数有关。负的皮尔森相关系数表明,更高和/或强度水平与更快的完成任务和有关,因此,更好的灭火性能。软管的拖动任务,心肺功能(毫升/公斤/分钟)和右握力(公斤)演示了相关性最高的−−0.30和0.25(弱),分别。的楼梯爬上高层包任务,只有心肺适应性(毫升/公斤/分钟)的相关系数−0.31,与更快的完成时间,因此更高的性能。在预测软管拖动完成时间,消防队员的年龄和右握力成绩证明是两个统计学意义( )独立变量的多变量回归模型(表4)。性,静息心率,左握力措施未达到统计上的显著水平。在一起,年龄、握力、性别和静息心率占24%的方差在消防员的软管拖动完成时间。随着年龄增加1年,软管拖动完成时间增加0.48秒。有1点增加正确的握力成绩,软管拖动完成时间减少0.77秒。在预测楼梯爬上高层包装完成时间,消防队员的年龄和NIOSH分数显示两个统计学意义( )独立变量的多变量回归模型(表5)。性与静息心率措施未达到统计上的显著水平。在一起,年龄、NIOSH性,静息心率占25%的方差消防员的楼梯爬完成时间。随着年龄增加1年,楼梯爬完成时间增加0.46秒。NIOSH分数增加1点,爬楼梯完成时间增加0.21秒。

4所示。讨论

本研究发现,模拟软管拖楼梯爬高层包任务是生理上的需求,要求消防员在最大心率附近工作。提高心肺适能水平与更好的消防任务性能有关,而上部和下部身体力量水平只有与更高的软管拖动任务的性能。此外,年龄、性别、静息心率,上半身/身体力量水平较低也有类似的和温和的预测值在消防任务完成时间。

和太复杂很难量化消防队员的实际生理要求在实际消防情况(19]。因此,我们观察他们的生理反应在两个模拟功能任务,软管拖楼梯爬高楼包。这些模拟任务候选人中包括体能测试,消防员的标准的入学水平测试,类似于定期执行值班任务(16,17]。我们的研究结果表明,消防队员在附近最大心率的88%(软管阻力)和89%(楼梯爬),尽管低评级的上半身。我们无法比较的生理反应结果与消防相关的研究由于(1)广泛的协议和(2)报告指出累积的生理差异分数与4 - 5模拟任务中执行序列。

理解身体健康贡献对消防任务完成时间为消防员提供新见解更有效和适当的培训策略。因此,我们旨在建立心肺功能和肌肉力量水平之间的关系的模拟功能的任务。我们发现高心肺适能水平与速度相关的表演在软管拖楼梯爬任务−−0.30和0.31的相关系数,分别。我们系数对应与et al .(1997)研究古纳尔218男4女消防队员(平均年龄为30.4岁;= 39.4 mL / kg / min)报道,更高的性能在一个救援任务与心肺适能水平较高有关 (20.]。关于软管拖动任务,我们的结果显示,高上下身体力量水平与更快的性能。我们的研究结果与以往的研究相一致。et al .(1997)报道,古纳尔上肢力量水平之间的相关性(卧推)与救援任务完成时间 (20.]。Michaelides et al。(2011)研究的67名男性消防员(平均年龄33岁)显示的相关性 握力和软管之间推进任务(7]。相同的相关性研究报道 身体力量水平较低(蹲1-repetition最大)之间和软管拖动任务(7]。相反,土卫五et al。(2004)研究17男3女战士(平均年龄34.5岁)显示的相关性−0.85握力水平和软管之间拖动任务(21]。较高的相关性可能归因于程序性报道差异如何握力测量(坐和站)。在爬楼梯的任务方面,我们的研究结果显示,上下身体力量水平较高与较慢的性能有关。同样的,我们的发现与Michaelides et al。(2011),显示的相关性 握力和爬楼梯之间任务(7]。此外,身体力量水平较低(蹲1-repetition最大),显示相关性−0.02的楼梯爬任务(7]。总体而言,我们的研究结果表明相关性从−0.20到0.20之间的肌肉力量水平和模拟消防任务的性能。一个可能的解释等弱相关性可能更好理解探索肌肉力量和敏捷性之间的关系。敏捷性被定义为一个改变方向或启动和停止的能力,迅速执行一个复杂的运动活动22]。研究健康参与者/运动员肌肉力量之间的相关性显示低水平和敏捷性测试(22,23]。虽然模拟消防任务利用在我们的研究中没有敏捷测试,任务包括某些元素,通常包括一个敏捷测试,快速启动和停止和改变方向和协调。

加拿大人口老龄化,保持体力消防等行业内工作能力提出了新的挑战24]。研究也报道,肌肉力量水平消防员已被证明提高任务效率和性能和老化(保持不变8,25]。此外,男性和女性的消防员需要执行类似的值班任务,尽管定性研究报告显示力量的局限性女消防队员相比,男性(26]。因此,我们旨在创建一个回归模型可以用来预测消防任务完成时间。我们第一次多元回归分析表明,年龄和握力水平显著的变量,,剩下的,性,静息心率,我们的模型显示24%的预测价值管阻力性能的任务。第二个多元回归分析表明,年龄和NIOSH分数(下肢力量)都是重要的变量,,性与静息心率增加,我们的模型显示25%的预测价值的楼梯爬性能的任务。性不确定为一个重要的变量在预测任务的性能。这可能是由于仅包含3的女战士,因此一个权力的问题。

我们评估心肺适能水平管理mCAFT轻快的高频测试。我们这样做,因为它是一种标准化考试广泛的应用潜力。轻快,高频测试不如最大准确检测方案;轻快但是,高频测试需要最少的设备,可以很容易地以最小的管理培训。评估消防员的生理反应在模拟功能任务,我们使用了西风BioHarness,商用生理监测装置。设备已建立的心理属性的文学,和设备被认为是可靠和有效的。我们也有非常低的精度有关性的影响在我们的多重回归分析由于我们的男女比例15:1。

5。结论

软管拖楼梯爬上高层包任务被确定为生理要求的任务。更高水平的心肺适能是伴随着更高的任务绩效,而更高的身体力量水平仅与更高的软管拖动任务绩效。此外,年龄、性别、静息心率,上半身/身体力量水平较低有相似和温和的预测值软管拖楼梯爬上高层包任务完成时间。我们的研究结果暗示在消防培训项目中加入有氧和力量训练可能提高消防任务的性能。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是支持的操作从安大略劳动部授予,批准号13 - r - 027。

引用

1. 美国Braedley”,把男人照顾经济:加拿大消防队员的情况下,“竞争和变化,19卷,不。3、264 - 278年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. g·a·塞尔扣克和t . m . McLellan,”多伦多消防队员的体力劳动限制在温暖的环境中,“职业和环境卫生》杂志上,1卷,不。4、199 - 212年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. 即投资r·w·也颇r . e . Klaren b . Fernhall d·l·史密斯和g . p .角”消防队员锻炼协议进行一个环境室:开发一个实验室模拟消防协议,”人体工程学,60卷,不。5,657 - 668年,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. r·f·Fahy p·r·勒布朗和j·l·Molis“消防员死亡在美国- 2015”国家防火协会,2016年。视图:谷歌学术搜索
5. g . s .府绸d·j·罗伊w . Peate r·b·哈里斯和j·l·伯吉斯”有氧健身协会与消防受伤,”美国流行病学杂志》,卷179,不。2、149 - 155年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. f . Perroni l . Guidetti l . Cignitti, c . Baldari”消防队员对突发事件的心理生理反应:复习一下,”开放体育科学杂志》上,7卷,不。1、地位,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. m·a·Michaelides k . m . Parpa l . j .亨利·g·b·汤普森和b . s .布朗,“身体健康方面的评估,他们的关系消防员的工作能力,”肌力与体能训练研究》杂志上,25卷,不。4、956 - 965年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. f . Perroni c .螺旋器c . Minganti l . Cignitti和l . Capranica“最大摄氧量的意大利消防员:实验室与现场评估,”运动对健康科学,9卷,不。2,31-35,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. 羽衣甘蓝、e . s . Soteriades c . a . Christophi和d . c . Christiani“应急职责和死于心脏病在消防队员在美国,“《新英格兰医学杂志》上,卷356,不。12日,第1215 - 1207页,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. 加拿大社会运动生理学,加拿大体育活动,健身和生活方式评估运动生理学学会、加拿大渥太华,加拿大,第二版,1998年版。
11. t·r·水域,诉Putz-Anderson a Garg和l . j .好,“NIOSH修正方程的设计和评估手动取消任务,”人体工程学,36卷,不。7,749 - 776年,1993页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. i m·r·韦勒和p·n·科里,”加拿大健身的可靠性的研究调查问卷,“医学和科学在体育及运动,30卷,不。10日,1530 - 1536年,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. t . j . c . Macdermid Alyafi, r·理查兹”两次试验法的静态和耐力的可靠性进行的握力试验Jamar NK,”理疗加拿大,53卷,不。1,48-54,2001页。视图:谷歌学术搜索
14. 西风技术BioHarness 3.0用户ManualBioHarness 3.0用户手册”,http://zephyranywhere.com/products/bioharness-3/2012。视图:谷歌学术搜索
15. t·s·艾。宋,t·赖利S.-W j·莫顿。Bae和b . Drust”量化一周的“生理负荷的季前赛”和一个星期的“规定”的职业足球运动员训练,“体育科学杂志》卷,29号11日,第1166 - 1161页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. f . m . Williams-Bell r·维拉尔·m·t·沙拉特和r . l . Hughson”消防队员的生理要求候选人体能测试,”医学和科学在体育及运动第41卷。。3、653 - 662年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. a . k . Sheaff a·班尼特·e·d·汉森et al .,”候选人在消防员体能测试的生理因素,”肌力与体能训练研究》杂志上,24卷,不。11日,第3122 - 3112页,2010年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. j·d·埃文斯简单的统计行为科学科尔,布鲁克斯/出版、太平洋格罗夫,CA,美国,1996年。
19. f . Perroni a . Tessitore c·卢波c .螺旋器l . Cignitti和l . Capranica”意大利消防新兵有足够的体能消防档案吗?”运动对健康科学,4卷,不。1 - 2,新,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. l . g .,古纳尔·m·塔克·d·h·鲍尔et al .,“选择体能指标之间的关系和性能的模拟消防紧急任务,”1997年,http://www.dtic.mil/docs/citations/ADA319915。视图:谷歌学术搜索
21. m·r·瑞亚,b . a .乙烯树脂和r .灰色,“身体健康和消防队员的工作表现,”肌力与体能训练研究》杂志上,18卷,不。2、348 - 352年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. g·马尔科维奇,“可怜的强壮和力量素质和敏捷性性能之间的关系,“《运动医学与身体健康卷,47号3、276 - 283年,2007页。视图:谷歌学术搜索
23. w . b .年轻,r·詹姆斯和蒙哥马利,“肌肉力量与运行速度的变化方向?”《运动医学与身体健康,42卷,不。3、282 - 288年,2002页。视图:谷歌学术搜索
24. e . m . Badley和m•克罗蒂“国际比较的估计的影响人口老龄化的损坏的主要原因,肌肉骨骼疾病,”风湿病学杂志》,22卷,不。10日,1934 - 1940年,1995页。视图:谷歌学术搜索
25. j·k·Sluiter和m·h·w·Frings-Dresen”我们知道老龄化在工作什么?以证据为基础的健身消防员的职责和健康,”人体工程学,50卷,不。11日,第1913 - 1897页,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. b . k . Sinden j . MacDermid s·巴克曼戴维斯,t·马修斯和c Viola,“定性研究女消防队员的经验,“工作,45卷,不。1,第105 - 97页,2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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