团队郭倩博士在呼吸量精准定量方面取得突破性进展
全球疾病负担研究表明，颗粒物暴露是造成中国人群死亡的第四位危险因素，空气污染会带来呼吸道疾病、心血管疾病和死亡等健康危害。经呼吸途径进入人体的空气污染物暴露剂量取决于污染物暴露浓度和个体呼吸量，而当前多数研究基于空气污染物浓度建立暴露-反应关系，忽略了呼吸量异质性而造成的个体间差异。
呼吸量的准确定量是流行病学研究难点，虽然可以使用带有气流传感器的面罩直接测量呼吸量，但由于会覆盖口鼻，改变空气摄入量等原因并不适用于流行病学现场研究。考虑到心率和呼吸量之间的高度相关性，以及心率数据容易获取、非入侵等特点，心率-呼吸量回归法被认为最有可能运用在流行病学研究中的呼吸量定量方法。然而，当前在中国尚未开展心率-呼吸量的研究，由于我国居民所处的环境与国外有较大差异，采用国外呼吸暴露参数会影响评价结果的科学合理性，因此，国外的现有研究结果不能为我国的流行病学研究提供依据。
基于此，北京科技大学环境暴露与健康研究中心郭倩博士、赵宇辰硕士与国家体育总局开展合作，研究建立了中国人群心率（HR）与呼吸量（VE）之间的关系，通过模型验证表明心率作为呼吸量预测因子的有效性，提供了呼吸量精准定量的方法，并于SCI一区期刊《Science of the Total Environment》发表题为“Using heart rate to estimate the minute ventilation and inhaled load of air pollutants”的文章。
该研究招募了80名健康志愿者进行斜坡式心肺运动实验，通过佩戴便携式呼吸气体分析仪（Cortex Metamax 3B，德国）和心率带（Polar H10，芬兰）同时监测受试者在不同运动状态下的呼吸量和心率并针对每位受试者建立不同运动状态下的心率-呼吸量模型。
研究利用70个受试者的训练数据，使用混合线性模型来探讨HR和logVE之间的关系，按照不同性别拟合HR和VE的回归线，构建了HR和VE的回归方程。受试者的截距和斜率的总体估计分别为0.585±0.013和0.007±0.00002，总体拟合R²为0.84。不同训练集在回归方程的斜率和截距上没有显著差异。
研究还进一步验证了模型在不同运动强度下的外推性。结果显示，模型应用于中等运动强度（R²=0.61和RMSE=0.07）和高运动强度（R²=0.58和RMSE=0.11）活动时表现出良好的相关性。
本研究首次提出建立了适合中国人群的心率-呼吸量的模型，突破了呼吸量难以监测的瓶颈，能够较好的应用到当前的流行病学研究中，提高暴露-反应关系的准确性。然而，研究也发现在个体水平上呼吸量的显著差异，因此，该研究提出的模型更适用于大规模的现场研究，如果要进行个体呼吸量的估算还需要进一步深入的研究。