航天飞行后立位耐力不良防护策略研究

发布时间：2020-08-13 06:58

【摘要】：近几十年载人航天事业的经验积累发现，长期的航天飞行将引起人体生理功能的显著变化，其中以人体心血管系统受到的影响尤为明显，造成心血管调节功能的失调，导致几乎所有的航天员在航天飞行中及飞行后出现不同程度的立位耐力下降，这不仅影响了航天员在空间站的工作和健康，而且威胁到航天员返回时的安全和应急离舱能力，对重返地面的航天员在1G重力环境的生活带来诸多不便。因此为保证航天员的身体健康及工作效率，保障航天活动的顺利实施，研究如何提高航天员在中长期航天飞行过程中及返回时的立位耐力显得非常有必要。目前国内外航空航天医学工作者对此问题进行了大量的研究，提出了包括体育锻炼、水盐补充、抗荷服及药物防护等一系列对抗措施。这些措施均在一定程度上改善了航天员的立位耐力，保障了现阶段航天任务的顺利进行，但是仍有一部分航天员在返回后不能站立，甚至于需要用担架抬到车上。而且随着航天科技的进一步发展，人类登陆火星乃至深空探测也将付诸实现，在未来更长时间更远距离的太空探索中，人类必将面临更为严重的空间环境造成的影响。那么，在现有的对抗措施基础上，进一步改进和研究适合于未来航天飞行的对抗措施将是航天医学的一项重要任务。因此，我们从两方面入手，开展了提高机体立位耐力的对策研究工作：一是采用主动的对抗动作提高立位耐力。参考航空飞行中飞行员常用的抗荷动作，以及在临床上预防与治疗立位耐力不良的机体对抗措施等，我们设计了一种全新的提高立位耐力的机体对抗动作——提踵动作。二是使用防护装备提高立位耐力。参考国内外航空航天飞行中使用的抗荷装备，中国航天员科研训练中心设计研制了新型的充气式和绳索拉紧式抗荷服。本实验旨在阐明提踵动作和新型抗荷服对提高立位耐力的有效性，并确定新型抗荷服提高立位耐力的有效压力制度，为制定我国航天员航天飞行防护方案提供理论依据。本研究的实验结果及发现如下： 1．提踵动作可明显提高下体负压耐力本实验观察和比较了被试者在下体负压（LBNP）条件下随机进行两次头高位倾斜检查（HUT）时的下体负压耐力。一次为被试者的基础下体负压耐力（对照组），另外一次要求被试者在下体负压条件下做提踵动作，直至耐力终点（提踵组）。采用无创血压监测仪（Finometer）记录被试者的血压、心率、心脏泵血功能及自主神经功能等，同时比较了提踵动作对被试者心血管及自主神经功能的影响。结果发现，与对照组相比，提踵组下体负压耐受时间（DNP）和累计应激指数（CSI）均显著增加(P0.05)。在下体负压过程中，与对照组相比，提踵组平均动脉压呈升高趋势，在-30mmHg、-40mmHg及-50mmHg时达到显著水平（P0.05）；提踵组心率增加较对照组呈降低趋势，在-40mmHg及-50mmHg时达到显著水平（P0.05）；提踵组每搏量相比于对照组增加，在-40mmHg及-50mmHg时达到显著水平（P0.05）。结果提示，提踵动作可以提高机体的下体负压耐力，明显改善心血管及自主神经的调节功能。 2．新型充气式抗荷服可显著提高下体负压耐力本实验通过观察和比较新型充气式抗荷服在不同压力制度下对下体负压耐力的影响，旨在进一步明确新型充气式抗荷服提高下体负压耐力的有效压力制度。采用无创血压监测仪（Finometer）记录被试者的血压、心率、心脏泵血功能及自主神经功能等，同时比较了穿着新型充气式抗荷服在选定的两种压力制度下被试者的下体负压耐力及其对心血管功能的影响。结果发现，新型充气式抗荷服在选定的30~40mmHg（低）、40~50mmHg（高）两种压力制度下，在下体负压过程中与对照组相比，被试者下体负压耐受时间和累计应激指数均显著增加(P0.01)，平均动脉压和每搏量呈升高趋势，心率在高压力制度组呈降低趋势，但均未达到显著水平。结果提示，新型充气式抗荷服在选定的高、低压力制度下均可显著提高人体的下体负压耐力，改善心血管功能，且以高压力制度效果更为明显。 3．新型绳索拉紧式抗荷服可显著提高下体负压耐力本实验通过观察和比较新型绳索拉紧式抗荷服在不同压力制度下对下体负压耐力的影响，旨在进一步明确新型绳索拉紧式抗荷服提高下体负压耐力的有效压力制度。采用无创血压监测仪（Finometer）记录被试者的血压、心率、心脏泵血功能及自主神经功能等，同时比较了穿着新型绳索拉紧式抗荷服在选定的两种压力制度下被试者的下体负压耐力及其对心血管功能的影响。结果发现，新型绳索拉紧式抗荷服在选定的20~30mmH（g低）、30~40mmHg（高）两种压力制度下，在下体负压过程中与对照组相比，被试者下体负压耐受时间和累计应激指数均显著增加(P0.01)，平均动脉压和每搏量呈升高趋势，心率在高压力制度组呈降低趋势，但均未达到显著水平。结果提示，新型绳索拉紧式抗荷服在选定的高、低压力制度下均可显著提高人体的下体负压耐力，改善心血管功能，且以高压力制度效果更为明显。总之，本实验通过观察提踵动作、新型充气式抗荷服及绳索拉紧式抗荷服在下体负压过程中对机体心血管功能及下体负压耐力的影响，发现提踵动作、新型充气式抗荷服及绳索拉紧式抗荷服均可显著提高人体的下体负压耐力，明显改善心血管功能。本研究对今后制定我国中长期载人航天飞行中及返回后立位耐力不良的对抗措施具有一定的指导价值。
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R821.9

【参考文献】