综述:职业热应激管理中的生理监测:最新进展与遗留挑战

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism 2.4

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  本综述系统评述可穿戴生理监测设备在职业热应激管理中的前沿应用,强调其通过实时监测核心体温(Core Temperature)等指标实现个体化防护的潜力,同时指出在生理指标阈值界定、设备验证及热应变(Heat Strain)评估标准等方面仍需突破性研究。

  

Abstract

职业热应激对劳动者健康安全构成重大威胁,且随全球暖化加剧。现行管理多采用基于"平均"个体核心温度阈值的行政管控(如停留时间与工休分配),但因个体热调节功能存在显著差异,易导致两类问题:部分劳动者被不必要限制工作效率(假阳性),另一些则可能面临健康损害风险(假阴性)。生理监测长期被视为实现个体化热应激防护的更优路径,近十年间科学界与设备商对可穿戴技术在此领域的应用兴趣激增。本文评估了新兴可穿戴生理监测技术在职业热应变管理中的价值,进而提出尚未解决的关键问题与研究需求,重点包括现有热应变生理指标的有效性验证、阈值界定标准确立以及新设备的严谨临床验证。

热应变的生理监测指标

传统依赖环境参数(如湿球黑球温度WBGT)的评估方法无法反映个体生理响应差异。核心体温(Tcore)仍是金标准,但侵入式测量限制其现场应用。近期研究聚焦非侵入式替代指标:心率变异性(HRV)、皮肤温度(Tsk)及汗液生物标志物。值得注意的是,心率与Tcore的关联性受运动强度、脱水状态等因素干扰,需开发多参数融合算法提升预测精度。

可穿戴技术的创新与局限

新兴设备涵盖智能贴片、头戴式热传感器及纺织基生物传感器,实现连续监测数据无线传输。例如,肠温胶囊虽提供医学级精度,但成本与可重复性制约其大规模部署。无创预测模型(如通过红外热成像反推核心温度)仍面临环境适应性挑战。当前设备普遍缺乏在高温高湿环境下的可靠性验证,且需解决运动伪影干扰问题。

阈值界定的科学困境

国际标准(如ISO 7933)推荐的Tcore上限38.5°C存在争议。研究表明,部分人群在适度超过该阈值时未出现健康损害,而另一些个体在较低温度下已发生热衰竭。这呼吁建立动态阈值体系,需整合个体因素(年龄、体能、热适应状态)与实时生理趋势分析。深度学习模型有望通过历史数据训练实现个性化预警。

验证框架与标准化挑战

设备验证需符合临床仪器标准(如ISO 9886),但现有研究多局限于实验室环境。野外验证中存在伦理约束(如故意诱发热射病不可行),需开发替代性验证协议。跨设备数据标准化缺失阻碍了多中心研究推进,亟需建立统一数据接口与质量控制规范。

未来研究方向

重点包括:1) 探索新型生物标志物(如唾液皮质醇、肌钙蛋白)的早期预警价值;2) 开发适应极端环境的低功耗传感器;3) 构建多模态数据融合平台,整合环境传感器与生理参数;4) 推进监管机构(如FDA、CE)针对热应变监测设备的认证标准制定。最终目标是建立基于实时生理数据的动态风险管理体系,实现从群体防护到精准个体干预的范式转变。

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