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對長期飛行任務中航天員醫學防護問題的思考

2013-08-15 00:47:00孫喜慶王永春
載人航天 2013年4期

孫喜慶,張 舒,耿 捷,王永春

(第四軍醫大學航空航天醫學院,西安710032)

1 引言

人類載人航天活動取得了巨大成就,極大地促進了生產力的發展,對社會文明進步產生了重大而深遠的影響。深空探測是向更廣闊的太陽系空間進行的探索,是人類社會物質和精神文明發展的需要,是科學技術進步的必然趨勢。深空探測的重點是月球與火星,而對巨行星的衛星、小行星與彗星則側重探測水體與生命活動信息,探討太陽系生命的起源與變化。近年來,航天大國和集團提出了新的、更高的太空探索目標,如再次登月、建立月球基地、火星探測、外空生命搜尋等。美國于2010年宣布,將全面放棄旨在重返月球的“星座計劃”,而將火星作為美國載人航天計劃的目的地,希望在本世紀30年代中期將航天員送上火星。俄羅斯航天局2007年宣布,擬于2025年以前實現航天員登月,2027-2032年在月球建立永久性基地。而歐洲航天局(ESA)則把空間探索的重點放在一系列深空探測計劃上。作為亞洲國家的日本、印度、韓國等把太空探測的目標定在了登月上。《2011年中國的航天》白皮書提出未來五年載人航天、月球探測、對地觀測將成為中國航天計劃的重要內容。

深空探測活動中,無論是登陸月球、火星,還是在這些星球上建立人類能夠生存的基地,航天員作為完成各項科研和探索任務的執行者和指揮者,是載人深空探測系統的核心。如何保障航天員的健康、安全和高效工作成為載人航天醫學研究的首要任務。特別是在進行月球和火星的探索和基地建設中,需要航天員在失重和低重力環境下停留更長的時間,面臨更多和更強的宇宙輻射侵害。因此,面對深空探測的不同環境特點,航天員將會面臨哪些新的風險,以及如何有效地提出和制定行星際航天飛行條件下健康和醫學保障方案是亟待解決的問題。本文在分析整理各國資料的基礎上,結合我國航天醫學發展的實際,綜述深空探測對人體的影響,從醫學監測和防護技術角度對行星際航天飛行時保障航天員的健康安全提出建議,為我國航天事業未來發展提供參考。

2 深空探測影響人體健康的因素

在50多年的載人航天發展史中,人類的載人航天計劃大致可以分為三個階段:短期載人軌道飛行階段、探月軌道飛行和登月階段、中長期載人軌道飛行階段。

在短期載人軌道飛行、探月軌道飛行和登月這兩個階段的載人航天計劃實施中,美國和前蘇聯兩國廣泛積累了航天員在飛行前、中、后發生生理變化的數據,重點是研究失重對航天員心血管系統、前庭系統和工作能力的影響。結果發現,進入失重環境會引起空間運動病和空間定向障礙,返回地面1G重力環境后立位耐力降低與運動能力減退,以及飛行后檢測出血漿量與紅細胞質量減少、脫水、骨鈣與肌氮丟失、跟骨密度降低等現象。

20世紀70年代以后,載人航天計劃進入中長期載人軌道飛行階段,蘇聯率先發展了可在空間長時間停留的空間站。美國也發展了實驗性空間站,并從1987年開始,聯合16個國家建設了國際空間站。在這個階段中,航天醫學研究的重點是中長期軌道飛行對人體的影響,特別是失重生理效應,并發展了相應的對抗措施。

進入21世紀,隨著科學技術的迅猛發展和太空戰略地位的提高,深空探測任務成為各國航天計劃的首選目標,載人航天即將進入第四階段:行星際飛行和星球基地建設階段,主要包括火星探測、月球和火星基地的建立等。在這一階段,人類將面對宇宙更為深刻的影響,航天醫學也面臨更為巨大的挑戰。

本世紀的深空探測以月球探測和火星探測為主。月球和火星的環境與地球差別很大[1]。月球表面的引力只有地球表面的1/6;月球表面是超高真空,基本上沒有大氣;月表溫差可以達到300℃以上;月球沒有明顯的磁場存在,不及地球磁場的1/1000。火星引力約是地球引力的3/8;火星大氣非常稀薄,只有地球空氣密度的1%,其主要成分是CO2;火星異常寒冷,晝夜溫差達100℃以上;火星上無磁場,表面輻射劑量比地球高許多倍。

在未來行星際航天飛行中,鑒于深空環境的特殊性和航天員遠離地球的長期性等客觀因素,應深刻認識到在深空探測中失重效應和輻射效應對機體產生的不利影響,特別是失重導致的骨質丟失、肌肉萎縮、心血管功能下降以及電離輻射導致的后效應,將嚴重威脅航天員的健康和工作能力,影響深空探測任務的順利實施。此外,心理問題也是制約長期飛行任務的重要因素之一。因此,在現階段,應結合我國載人航天發展規劃,針對這些問題開展科研協作攻關,為未來行星際飛行任務的順利開展奠定基礎。

2.1 失重對人體健康的影響

重力變化是載人航天飛行中影響人體健康的關鍵因素。根據50多年的科學研究,對太空失重環境給人體帶來的影響有了基本的認識,總結出一些規律,得出兩點一致的看法:①人至少可以適應一年多的失重環境,此時間內失重所引起的生理變化在返回地球后經過一段時間是可以恢復的。②失重時各生理系統變化的潛伏期、持續時間和反應程度是不同的。空間運動病在一進入失重環境就出現,3d左右最明顯,1周內基本消失;體液和電解質的反應稍后;心血管系統的最大反應在3周左右;紅細胞質量的下降在飛行1個月時達到最嚴重的程度。以上四個系統的變化在達到最大值后逐漸下降至一種新的、適應失重環境的水平。而骨質丟失和肌肉萎縮隨著飛行時間的延長有逐漸加重的趨勢[1,2]。

目前,在航天任務中仍有半數以上的航天員發生了程度不同的“空間適應綜合征”,直接影響了航天員的工作能力。而在未來的深空探測中,一方面,航天員在飛行中停留的時間將更長;另一方面,在登陸火星并建立基地的過程中,航天員是否能很快的再適應火星的低重力仍未可知。因此,行星際飛行的深空探測中,太空的失重或低重力環境對人體到底會產生哪些影響?如何克服這些影響,從而保證航天員在長期飛行和登陸到其他星球時的健康與安全仍是航天醫學的關鍵問題和今后研究的重點。

2.1.1 心血管系統的變化

在航天任務中,心血管系統的最大反應在3周左右,在6~8周可以達到較為穩定的、適應失重環境的水平[1-3]。中長期行星際飛行對人體的主要影響是心血管系統功能變化導致的立位耐力和運動耐力不良。

(1)心率變化 在飛行中,航天員的心率一般都高于飛行前水平,且在長期飛行時有增加的趨勢。

(2)血壓變化 體循環動脈血壓在飛行中變化不大,但飛行中負荷實驗時變化較飛行前大。頸靜脈壓在飛行第1個月增高1.5~4倍,第2個月有下降趨勢,甚至低于飛行前水平。

(3)心電圖變化 飛行中心電圖的變化比較明顯,一些航天員在飛行中出現T波下降和心律失常,尤其運動、下體負壓、出艙活動時更易誘發這些變化。例如,前蘇聯參加長期飛行的16名“和平”號空間站上的航天員,飛行中都出現T波幅度的降低。“阿波羅”15號登月艙的航天員在軌道飛行和月球表面工作時出現多發性期前收縮,“聯盟TM2-和平”號航天員拉金,在飛行第5個月因出現多發性期前收縮,被迫終止飛行,提前返回地面。以上結果提示失重或模擬失重可能誘發心臟疾病。

(4)心臟功能變化 研究結果表明,飛行引起了心肌質量的減少。如用超聲心動圖測量兩名飛行了84d的航天員,左室心肌的估計質量減少8%,室壁厚度無明顯改變,30d后一些變化才恢復到飛行前水平。用核磁共振技術檢查4名參加D-2飛行的航天員的心臟,也發現飛行后心肌質量減少。“天空實驗室”的航天員在航天飛行后臥位、運動和下體負壓時都有明顯的心臟射血期縮短、等容收縮期延長的現象。

(5)立位耐力降低 幾乎所有的航天員在飛行中和飛行后都出現明顯的立位耐力下降。立位耐力降低的主要表現是在進行與飛行前相同的立位負荷檢查(立位和下體負壓)時,出現更明顯的心率、外周阻力增加,血壓、每搏量和腦血管充盈度的下降,暈厥的人數增加。飛行后進行立位檢查時,約有40%~50%的航天員不能完成試驗。

(6)心率變異性變化 俄羅斯航天員玻利亞可夫于1994—1995年在“和平”號空間站第15~17次任務中所完成的連續飛行時間,已經與火星飛行所需的時間相當。這一創紀錄的飛行,時間長達438d。研究顯示,在接近飛行第7個月時,自主神經系統交感神經和迷走神經張力均增加,這可能是對血管舒縮中樞活性降低的應答,試圖保持動脈血壓的穩定。在飛行的第8~9個月,在自主神經系統兩部分張力降低的背景下,可發現血管舒縮中樞的活性顯著增強。最后,自主神經系統交感神經張力在飛行第11~12個月再度增強,作為對血管舒縮中樞活性降低的應答。

2.1.2 肌肉系統的變化

失重環境下,航天員維持姿態和舉物不需要克服重力的作用,造成肌肉功能負荷的降低。同時在飛行任務中航天員的活動減少,肌肉系統尤其是抗重力肌可出現明顯的廢用性萎縮,并且這種變化隨著飛行時間的延長有逐漸加重的趨勢。

(1)肌肉質量下降 在失重環境下數日即會出現肌肉發生萎縮變化,表現為肌肉質量和體積的減小,并且隨飛行任務的延長而呈現持續、緩慢的下降。

(2)肌肉形態變化 在失重環境下,抗重力肌和慢肌萎縮較為明顯。表現為肌纖維直徑縮小;慢肌向快肌轉化,慢型肌纖維數量減少,含快型肌球蛋白纖維的數量增多,但總的纖維數量不變;收縮蛋白數量減少,肌動蛋白細絲密度的減少程度要較肌球蛋白粗絲更為嚴重。一般是伸肌率先發生萎縮,“和平”號空間站的觀察表明,6個月的飛行任務后航天員屈肌的萎縮程度才與伸肌的萎縮相接近[1,2,4]。

(3)肌肉力量變化 失重可引起肌肉工作能力、力量和耐力下降。失重飛行7~10d,80%航天員的手肌力量減少4~22kg,腿肌力量的減少比手肌更多。“聯盟”9號兩名航天員飛行18d后,手肌力量沒有變化,但軀干力量分別減少40kg和65kg。利用測力計評定“禮炮”6號航天員長期飛行后肌群的力量和速度,發現小腿后部肌群易疲勞無力,背闊肌和斜方肌萎縮,腓腸肌及脛前肌肌力減退。頭低位臥床模擬失重4個月,志愿者小腿三頭肌所有的力學特征都明顯下降:單收縮力下降34%,自動收縮力下降36%,誘發等長收縮力下降34%,最大收縮時間、半舒張時間和總收縮時間延長。

肌肉的廢用性萎縮不僅影響肌肉系統本身,而且影響到航天員的其他系統。如它也是引起航天員心血管功能失調、運動協調能力下降、骨質疏松等變化的重要原因。飛行中肌力下降的程度與飛行任務中的鍛煉程度有關,增加運動時間和運動量可以減少肌力的下降。

2.1.3 骨骼系統的變化

失重環境下,骨骼不再承受人體的重量,加上肢體運動量減少,減輕了對骨骼的刺激,可出現顯著的骨質丟失現象,表現為骨骼密度降低,骨骼礦物質喪失。并且骨骼的這種變化沒有自限性,其隨飛行任務的延長而持續存在。在短期航天飛行任務中,骨質丟失還未引起嚴重后果,但在中長期飛行任務中,其影響和危害則較為嚴重。航天員在“和平”號空間站3~6個月飛行期間,承重骨局部骨礦物質的丟失率可達到每月1%~2%。

(1)骨骼密度降低 航天失重環境中人體的骨骼密度變化主要發生在承重骨,包括脊柱,骨盆和下肢的股骨、脛骨、趾骨、跟骨等。以下是在采用了體育鍛煉等防護措施后得到的實驗數據:飛行4.5~6個月的11名“和平”號航天員飛行后骨礦物質密度的變化結果顯示,與飛行前相比,飛行后整個骨骼系統的骨密度輕度下降,但不同部位骨骼的變化是不一致的。頭部和上臂的骨骼密度出現骨密度的增高,其他部位骨骼出現程度不同的下降,其中骨盆的下降最明顯。蘇聯“聯盟”9號兩名航天員飛行后第2 d跟骨密度分別下降8.5%和9.6%。“禮炮”6號航天員在175d飛行后,2名航天員跟骨密度分別減少8.2%和3.2%,184d飛行后下降7%。7名飛行150~327d的蘇聯“和平”號航天員飛行前后腰椎骨密度變化結果表明,失重對腰椎密質骨的影響大于松質骨[1,2]。

(2)負鈣平衡 失重可影響體內鈣和磷的代謝,血鈣、尿鈣和糞鈣增高,出現鈣的負平衡。通常血鈣的增加較少,糞鈣和尿鈣的排出明顯增加。

2.1.4 血液系統的變化

中長期失重環境下,血液系統的變化主要表現為:血漿容量減少,紅細胞質量降低和數量下降,血紅蛋白濃度下降。

(1)血漿容量減少 航天飛行后航天員的血漿容量減少的程度可達到16%(約250 ml)。在“天空實驗室”的28d、59d和84d飛行任務中,航天員的血漿容量分別平均減少了9.0%、13.1%和15.9%。在地面模擬失重實驗中觀察到類似的變化。

(2)紅細胞質量降低 紅細胞質量是指在全血容積中紅細胞所占的容積。飛行中紅細胞容積有規律性地減少,在持續飛行40~60d時下降變化達到最大值。在“天空實驗室”的28d、59d和84d飛行任務中,航天員的紅細胞質量分別平均減少了14%、13%和7%。

(3)紅細胞數量下降 飛行中航天員血液中紅細胞的數量也明顯下降,下降程度與飛行時間無關。在“天空實驗室”的28d和59d飛行任務中,航天員的紅細胞總數分別平均減少了14.3%和12.2%。

(4)血紅蛋白濃度下降 航天飛行中航天員血液中血紅蛋白濃度也明顯下降。蘇聯航天員在30d、49d、63d、96d、140d 和 175d 的飛行中,血紅蛋白濃度分別平均減少了16%、31%、20%、26%、14%和18%。從血紅蛋白變化來看,140d和175d飛行同30d和49d飛行相比,血紅蛋白減少的程度變輕。這可能是由于紅細胞的壽命約為120d,而在140 d以上的飛行中,已成熟的新生紅細胞進入人體血液,這可能是血紅蛋白略有回升的原因。

2.1.5 免疫功能的變化

飛行任務可導致某些免疫學參數的改變,表現為細胞免疫功能下降,體液免疫功能變化較小,潛在的病毒可被重新激活。

(1)細胞免疫功能下降 飛行中,航天員白細胞和中性粒細胞數量明顯增加,NK細胞數目減低,單核細胞和B淋巴細胞變化不明顯。另有研究發現,飛行中,T淋巴細胞、NK細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞的活性受到了明顯影響,一些重要細胞因子的表達下降,這些變化可能都會導致免疫功能減低,機體抗病能力減弱。如飛行1年的兩名蘇聯航天員,飛行后淋巴細胞的PHA反應降低,具有高RNA合成速度的細胞從飛行前的23.2%~25.2%下降到飛行后的12.8%~14.0%,飛行后1周開始恢復,但一名航天員在飛行兩個月后仍有T淋巴細胞活性的降低[1,5,6]。

(2)體液免疫功能變化 體液免疫主要指免疫球蛋白所執行的免疫反應。飛行中和飛行后測試的結果是免疫球蛋白的含量不變或升高。免疫球蛋白的升高可能與飛行中的疾病、應激反應有關。長期飛行所引起的肌肉萎縮和骨質脫鈣也可以引起自身抗體分泌的增加。“阿波羅”在各次飛行后發現,短期飛行不會影響總的免疫球蛋白水平,而長期飛行后總免疫球蛋白增加。“禮炮”5號飛行49d后,血清中免疫球蛋白IgA、IgG、IgM的濃度增加,表明失重對體液免疫功能的影響不是下降,而是維持正常或有所增高。總的來說,飛行和模擬失重條件下,人體循環免疫球蛋白和補體水平未發生顯著性變化,機體體液免疫功能變化較小。

(3)病毒激活現象 飛行中,航天員體內的帶狀皰疹病毒可被重新激活,導致病毒感染。航天員血循環巨細胞病毒和EB病毒抗體滴度增加,尿液中巨細胞病毒數量增多。飛行前后8名航天員的水痘病毒感染情況研究發現,312個唾液標本中,航天飛行前的112個標本中只有1個陽性,飛行期間和飛行后的200個標本中有61個呈現陽性,提示失重環境中潛在的病毒可被重新激活。

2.1.6 內分泌系統的變化

目前認為,飛行任務可使垂體-腎上腺皮質軸功能增強,腎上腺分泌旺盛。在創紀錄的438d航天飛行中觀察到,在飛行中第170、287和430d的激素調節變化,引起人們極大的興趣。具體表現為:在飛行的第170d,腎上腺素和去甲腎上腺素濃度較飛行前水平高出4倍,較飛行中第287d高出3倍;而在飛行的第287d,血中醛固酮濃度與飛行前相比顯著增高。由此可見,盡管在飛行中未出現內環境穩定的失衡,但機體調節系統在飛行中“積極”工作著。“天空實驗室”84d飛行任務中,航天員血漿胰島素含量在大部分時間中比飛行前低,特別是在失重1個月后就一直維持在一個較低水平上。D-2飛行任務中發現航天員的生長激素活性升高,雄激素分泌水平下降,但這種降低在回到地面環境后的2周內恢復到正常水平。地面實驗觀察到,在模擬失重過程中胰島素敏感度降低[1,2,7]。

2.2 空間輻射對人體健康的影響

2.2.1 空間輻射的分類及特點

地球外層空間的輻射環境是威脅載人航天安全的重要物理因素之一,是僅次于微重力的環境危險因素。空間輻射分為電磁輻射和電離輻射:①電磁輻射包括無線電波、微波、紅外光、可見光和紫外光等。這類輻射貫穿物質的能力很差,對人體傷害較小。②電離輻射能直接或間接地使物質電離或激發,如各種帶電粒子、中子或X、γ射線等。電離輻射貫穿物質的能力很強,可使物體材料及生物細胞受到損害,對載人航天有較大影響。自然電離輻射源主要有三類,即銀河宇宙射線、太陽粒子事件與地磁捕獲輻射。

2.2.2 空間輻射的主要醫學效應

載人航天中的空間輻射生物學效應主要有兩類:急性效應和后效應。急性效應主要來自太陽粒子事件,可引起惡心嘔吐、腹瀉、便血、脫水、虛脫和休克等急性效應,甚至導致人員死亡。當航天員在月面居住艙外活動時間較長又缺乏適當的屏蔽時,就易于受到此效應的困擾。后效應則是長期小劑量照射產生的后發效應。在各種后效應中又以癌癥最危險,其次是中樞神經系統的損傷,第三是遺傳效應。在載人航天技術發展的初期比較注意人體特殊器官的急性效應,即電離輻射對某些組織的非隨機的直接損傷。但近年來,隨著載人航天經驗的積累,更注重隨機的小劑量輻射引起的后效應。

載人航天飛行時,有時會遇到電離輻射的短期大劑量照射,如太陽耀斑、航天器上核反應的緊急搶修以及多次穿越地磁捕獲輻射帶等。急性效應的嚴重程度與受照射劑量的大小有著密切關系。一般而言,所受劑量越大,急性效應越嚴重。急性全身輻射的早期效應是發生惡心和嘔吐,根據所受照射劑量的不同,其發生率及出現和持續時間亦有不同。急性效應中的血液學效應包括血小板減少、白細胞減少、出血和感染等癥狀。這些癥狀通常在照射后的幾天至1周內出現。血液系統的效應在很大程度上取決于輻射對骨髓和淋巴組織的損傷情況。航天員在艙外活動的情況下,受到空間輻射的作用引起皮膚反應,輻射劑量越大,皮膚的損傷程度越嚴重。性腺也是對射線敏感的器官,但迄今尚未發現已參加過航天飛行的航天員在生殖能力方面有明顯變化。大劑量的空間輻射還可引起所謂的“中樞神經系統綜合征”,即由于中樞神經系統的血管休克、腦水腫和缺氧所致的人的工作能力下降。

近年來,國外對空間輻射的研究主要集中于空間重粒子的生物效應。空間重粒子是高軌道上宇宙射線中的強電離成分,原子序數一般大于2,能量都在50 MeV/核子以上。空間重能粒子大部分來自銀河宇宙射線,其余來自太陽宇宙射線。重能粒子不同于其他粒子,其電離能力強,沿粒子徑跡會產生很大的能量沉積,從而造成生物細胞的破壞,甚至一個重粒子就能對細胞產生明顯損傷。在“阿波羅”計劃的5次飛行中有15名航天員感覺到不規則的閃光和光線,平均間隔2~3min,睜眼和閉眼時都有。通過地面模擬實驗,確定上述閃光實際上就是空間高能重粒子通過視網膜時產生的。高能重粒子除引起閃光外,還能損傷眼睛角膜,會在角膜上皮細胞上形成小微孔。隨著傳能線密度的增加,微孔的直徑也增大[1,2,8]。因此,如果航天員經常參加高軌道飛行,患白內障的可能性是不能排除的。空間重粒子最嚴重的危害是致癌作用。

長期的空間實驗及離體哺乳動物細胞實驗發現,輻射會產生以下生物學效應:①DNA雙鏈斷裂。其中重離子輻射造成的DNA雙鏈斷裂與粒子注入量呈線性正相關關系,即隨粒子注入量值增大,DNA雙鏈斷裂的量也逐漸上升,可造成細胞死亡,引起細胞變異、細胞的異常增殖。②染色體畸變。空間的高傳能線密度輻射可誘導復雜的重排,還可引起染色體互換,并造成無端粒染色體的出現。研究“雙子星座”和“阿波羅”、“天空實驗室”任務中航天員的淋巴細胞,用傳統的Giemsa染色檢查雙著絲粒,并用2號和4號染色體探針做FISH檢測染色體互換,結果顯示在有過飛行經歷的血樣中染色體畸變顯著增加,在細胞學上的損傷比γ射線更高。③基因組不穩定性。它是一系列生物系統的變化,包括細胞死亡的延遲以及基因擴增和突變的延遲。④細胞周期改變。深空輻射可阻斷細胞周期活動及延長細胞周期,其中G2期阻滯比較普遍,輻射誘導的細胞周期的延遲與空間高傳能線密度輻射的高低、周期依賴性激酶的表達及相關DNA損傷效應蛋白表達的不同有關。

生物體經過空間重粒子的照射后,有些病變要經過相當一段時間才表現出來,這就是所謂的后效應。有學者推測,經常在高軌道上進行長期飛行的航天員,也可能出現后效應,不過目前關于空間輻射的人體效應或致癌效應可采用的數據資料較少,尚需進一步研究。

2.3 弱磁場對人體健康的影響

地球的磁場約50微特斯拉,是生命有機體生活環境的天然成分,它穩定地作用在生物機體上,并且影響著許多生物的生長與代謝過程。長期行星際飛行,航天員要逐漸遠離地磁場,經受一個由正常地磁場作用向弱磁場作用的過程。粗略估計,在300 km的近地空間,磁場強度約為地面的87%。近地、遠地空間的磁場強度有較大的差別,對生命體的影響也是不可忽略的重要因素之一[1]。目前,有關弱磁場對于生物體功能的影響還了解不多。但已有的研究結果提示,在遠地太空地磁場消除的條件下生物體的功能狀態會被干擾。

2.4 空間飛行產生的社會心理問題

行為和社會問題一直都被認為是長期飛行任務的障礙之一。長期飛行,與社會隔離、環境狹小、活動受限、特殊的人際關系以及潛在的各種風險等都會給航天員造成極大的心理壓力。國外航天經驗已表明長期飛行中可能出現不利的心理反應,如焦慮、抑郁、思鄉病、人格改變、人際關系緊張、敵意等,并與記憶障礙、疲勞、神經衰弱、睡眠障礙等醫學問題具有不可分割的關系,直接影響航天員的身心健康。特別是當航天員在飛行到達火星或其他行星時,這種漫長的隔離、通信的滯后,將使得乘員不得不正視并解決精神方面的問題。因此在未來的太空探險中必須增加心理和社會科學的投入。

3 航天飛行健康監測與診斷技術現狀

3.1 航天醫學監測

為了評價和保障航天飛行中航天員身體健康狀態,除了航天員自己報告主觀感覺外,在航天飛行中還要利用艙載設備對航天員健康狀態實施儀器醫學監測。

美國的“阿波羅”計劃中航天員均佩戴全套生物傳感器裝備,該設備是一個腰帶裝置,穿在航天服里面。該系統可傳回心電圖、心率、呼吸模式和呼吸率數據。“阿波羅”15號飛行中,首次在生物傳感器裝備中使用了海綿小球電極,這一改進降低了早先因連續佩戴電極對皮膚的刺激,并且所獲得的數據質量極佳。在月面探險活動期間,還通過對液冷服進出口溫度的監測進行代謝率的評估。

蘇聯“禮炮”號空間站配備的醫學監測設備有:出艙醫學監督儀器“β-06M”、常規艙載儀器綜合體“γ-1”、身體質量測量儀、小腿容積測量儀、電子體溫計、脈搏計、研究血清免疫球蛋白的儀器和尿液分析儀等。其確定的檢查項目有:12導聯心電圖檢查,腋下體溫及肺通氣狀況檢查,測量動脈血壓,顳動脈、橈動脈、股動脈脈搏波,心動圖,腦電圖,眼電圖,尿常規,肢體末梢體積圖等。在“禮炮”3號空間站上,又補充了腦血流圖分析儀、血液分析儀以及研究前庭功能、心理生理機能的裝置。

“和平”號空間站配備的醫學監測設備有:常規艙載儀器綜合體“γ-1M”和10個補充的獨立儀器和裝置,可記錄下列生理信息:12個標準導聯心電圖,心震圖(心音圖),心沖擊圖,超聲心動圖,顳脈搏圖,動-靜脈脈搏圖,大腿、小腿和上肢的動脈脈搏圖,動脈血壓,肝、肺、小腿和前臂的血流容積圖。為了保證“和平”號空間站航天員健康狀態常規醫學監督,還補充使用了獨立的儀器和設備,其中包括電子體溫計、數字血壓計、體重測量儀、小腿容積測量儀、心電圖自動記錄儀、光譜光度儀(進行血液和尿生化分析)和血細胞比容測量儀等。

國際空間站上配備的醫學監測設備是一個集多種診斷設備于一體的綜合醫學診斷系統,它包括指令和數據處理系統、常規醫學診斷設備、氣體分析系統和超聲成像裝置等。檢查的常規項目有動脈血壓、12導靜態心電圖、24 h心電圖、立位耐力、心血管功能、上肢運動能力、小腿容積、身體質量、血和尿生化分析、血細胞比容。氣體分析系統可評價航天員的需氧能力,測量人的代謝、心輸出量、肺氣體擴散能力、肺活量、肺功能和氮排出量。超聲成像系統主要用于醫學實驗,可以提供血管、心臟以及其他器官的三維成像。其他設備還有樣品收藏包、一個持續的血液加壓裝置、一個固定腳裝置和一個下體負壓裝置[1,9]。

在ESA設計的艙外航天服中,通過醫學傳感器可得到人體新陳代謝負荷、航天服呼吸氣體中CO2的含量、采用雙電極標準監測技術檢測ECG、通過胸廓的電阻抗變化得到呼吸率、用正溫度系數探針測量皮膚溫度、用無源輻射計記錄航天員個人輻射劑量。

我國神舟飛船配備了相應的體征參數監測設備,監測的體征參數包括心電、體溫、脈搏和血壓等。

3.2 空間輻射劑量的監測與處理

美國NASA和俄羅斯航天局對空間輻射的影響都很重視。在每次飛行任務中,都配備了輻射劑量監測儀和個人輻射劑量測量儀,測量飛行中座艙和航天員所接收的輻射劑量,并進行空間輻射生物學的研究。目前,他們已經積累了豐富的太空輻射劑量的資料及空間輻射生物學的實驗數據。這些資料表明,在近地軌道飛行中航天員主要受到小劑量空間輻射的照射,其劑量是在醫學規定的安全范圍內,對航天員的健康影響不大。例如,美國的“天空實驗室”4號是迄今為止美國空間飛行接受輻射劑量最高的一次飛行,它的平均日輻射劑量是0.86(mGy,90 d飛行的總劑量是77.4mGy。1989年俄羅斯“和平”號空間站在飛行期間,發生了多次太陽粒子事件,輻射劑量監測結果表明這些事件對艙內影響并不很大,4次事件的總劑量僅為35.5mGy。上述輻射劑量值都遠遠低于美國和俄羅斯規定的低軌道航天員輻照限值[1]。因此,對于400km高度的低軌道載人航天,可以說太陽質子對座艙中的影響不大,航天員在低軌道飛行時是安全的。

在中長期的行星際飛行深空探測任務中,航天員將較長期地暴露于各種輻射場的作用下,并且月球和火星具有獨特的輻射環境,輻射對人體的影響遠比近地軌道飛行時為重,所以極其有必要深入進行輻射的監測和處理。

在ESA的“HUMAX”研究中,為認真評價人對長期行星際和行星環境的生存與適應,在輻射對人和設備的影響研究部分,實施了以下研究活動[11]:①通過軌道器和著陸器測量,研發合適的模型,了解火星表面的輻射場及其瞬時的變化。隨著2001火星“奧德賽”任務的劑量計的安裝,火星輻射環境試驗進行了第一步。采用能譜輻射劑量計,第一次在火星軌道上測量了能量與電荷分布,以及宇宙射線劑量率。②研究在組織等效材料中的輻射修正以及潛在的如風化層或居住地內壁等屏蔽材料。已建造了“MATROSHKA”,它由組織等效假人組成,正在“國際空間站”上記錄輻射劑量分布。③建立太陽耀斑預警系統,包括在地球軌道衛星以及火星表面上的一個觀察和警報站。④研究空間宇宙射線以及地面重離子加速單個重離子(HZE粒子)生物效應器。這些研究為評估人在空間輻射危險程度提供了重要的依據。⑤研究輻射環境不同成分的復合作用的生物效應以及和其他環境因素的潛在相互作用,如重力降低和其他物理因素。⑥建立人類飛往月球和火星的輻射防護準則,并在涉及的國家中達成共識。

3.3 遠程醫學診斷與治療

飛行任務中,航天員的健康是最令人關心的問題。如果在飛行中患病,特別是在關鍵的飛行任務階段患病,就會造成嚴重的后果。因此,空-地遠程醫學診斷與治療是航天醫學保障不可分割的一部分。

3.3.1 航天疾病

早在20世紀80年代,美國就提出了航天飛行任務中航天員可能會發生的醫學問題。它們包括:①外傷:輕傷(小傷口、挫傷、擦傷、實驗期間的動物咬傷),中等傷(眼睛進入異物、深傷口或動物咬傷、腦震蕩、手和腳小骨骼骨折),重傷(長骨或下顎骨或肋骨骨折、頭骨骨折、穿透傷、胸部或腹部硬傷);②休克:包括心律失常和燒傷(熱燒傷或化學燒傷);③接觸有毒物質:急性(過敏反應、局限性肺炎、肺水腫、神經后遺癥),慢性(局限性肺炎、神經性疾病、胃腸系統疾病、雜癥);④減壓病;⑤急性醫學或外科腹部疾病(闌尾炎、疝氣、憩室炎、腎結石、膽結石、小腸梗阻);⑥心肌梗死;⑦藥物反應,包括過敏反應;⑧環境(腸套疊、動物寄生蟲病);⑨輻射:急性(大面積胃腸影響),慢性(中樞神經系統、血液癥狀、累積影響危險);⑩牙腫、齲齒和破裂。

在載人航天發展史中,航天員已發生過的醫學問題包括:空間運動病、減壓病、前庭障礙、立位耐力降低、胃潰瘍、上呼吸道病毒感染、病毒感染、病毒性胃腸炎、嚴重耳炎、眼睛和手指受傷、瞼腺炎、癤子、接觸性皮炎、泌尿系感染、抗重力肌有萎縮病灶、頭痛、腎絞痛、心律失常、期前收縮、室性早搏、焦慮、納差、失眠等。

3.3.2 航天疾病診斷

目前,對航天中所發生的生理變化和疾病進行判斷或預測存在著一定的難度,這主要是至今還缺乏對航天時機體由一種狀態轉變到另一種狀態過程的明確認識,對所發生的疾病也缺乏詳細的記載。當前國際通用的航天員狀態判斷和預測的方法一般有三個階段。首先,根據航天員飛行前的身體檢查結果,生理功能性試驗,以及訓練時個人的生理反應等大量原始資料進行回顧;其次,綜合飛行前臨床-生理學檢查結果與實時飛行所得的資料進行判斷;最后,將身體的變化結合飛行中的物理參數、電視圖像、通話(醫學詢問)進行預測。

3.3.3 航天疾病治療

在載人航天發展史中,還未出現嚴重的飛行醫學疾病發生,一般的醫學問題均可以由航天員自行處理。目前的國際航天任務中,在載人飛船或“國際空間站”都裝備了艙載醫藥箱,醫藥箱內的物品可供航天員進行初期醫學自救和互救,其裝備藥品的選擇一般以高效、廣譜和無不良副作用為原則[10]。由于空間環境中缺失重力,并缺乏開展外科治療的條件,故進一步的治療手段很難展開,如靜脈液體注射技術、胃部灌洗技術、嘔吐控制技術、患者和清洗物的外科隔離方法等。目前,尚缺乏適合行星際飛行中的有效醫療手段。

4 深空探測健康監測與遠程醫療策略

為了保障航天員在長期飛行中的健康,針對航天任務的特殊需求,應注重將新技術手段運用于醫學監督工作中去,尤其要注重醫學監督的自動化,注重先進的通信技術、信息技術、人-機界面技術與醫護技術的整合,以提高醫學監督水平。航天用醫療儀器必須具備體積小、質量輕、功耗低等特點。因此,應突破傳統的設計思想,探索各種有效的方法,按照小型化、低功耗、集成化以及適合失重環境的原則,設計和研制適用于航天領域的小型化、集成化的醫療儀器,并且大力發展遠程醫療技術,應用信息系統、無線電通信設備、醫學診斷和治療以及人-機界面技術的發展,為航天員提供適當的醫護能力,這對于中長期飛行任務的成功是至關重要的。

4.1 研制集成化的航天醫學診療系統

航天醫學診療系統應包括體征參數檢測、體液分析、醫學影像、治療與康復、信息處理等模塊,以滿足航天飛行中診療的需要。

4.2 開發飛行生物檢測技術

除了上述的利用較為成熟技術建立診療系統外,還可以開發可用于臨床分析、疾病檢測和微生物監測的一些新技術,如芯片實驗室、聲表面波生物傳感器技術和表面等離子體共振生物傳感器。目前芯片實驗室已在臨床分析及疾病檢測中應用,可以對血液、尿液及其他體液排泄物和分泌物進行檢驗分析。聲表面波生物傳感器技術可用于微生物的檢測。表面等離子體共振生物傳感器能滿足血液、尿液、唾液等體液標本中含量極低的生物分子的檢測要求。

4.3 發展深空探測遠程醫療技術

在行星際飛行的漫長旅程及特殊環境中,航天員患病的風險大大提高,如何開展遠程醫療,如何實施空間醫療救護和轉移,以及如何在空間展開外科手術等問題亟待討論和解決。鑒于深空探測任務中微重力和輻射環境對機體的影響,我國應集中優勢資源,開發先進的醫學診療系統,建立適合失重環境的醫學治療方案和技術。

5 深空探測心血管和肌肉骨骼系統的醫學防護策略

在失重環境長時間停留可引起機體多個系統發生適應性改變和一些屬于病理生理性質的變化,其中又以失重對心血管、肌肉骨骼系統的不良影響對航天員健康和安全關系最大,故也最受重視。此外,在行星際飛行任務中,輻射對機體的影響和心理問題也不容忽視。目前的航天醫學防護措施主要是針對心血管及骨骼肌肉系統展開的,這些防護措施中既有專項鍛煉方案,也有綜合鍛煉方案。

5.1 心血管系統專項防護方案

5.1.1 下體負壓

下體負壓作為對抗立位耐力下降措施的研究始于20世紀60年代。研究表明,下體負壓對機體的影響主要通過人為的定量改變正常血容量和血流分布,使心血管系統受到高強度應激而導致下肢容積及相關循環指標的相應改變[12]。目前可利用的下體負壓設備主要有下體負壓艙、下體負壓褲等。下體負壓暴露可恢復血漿容量,較好地對抗失重或模擬失重引起的立位耐力降低,并已在航天實踐中應用。20世紀90年代,本課題組在國內首次提出了中長期航天飛行時下體負壓對抗失重影響方案。近年來,下體負壓和其他對抗措施(如下肢肌肉鍛煉)聯合應用亦顯示出良好的對抗效果[13-15]。

5.1.2 套帶

此方法是在四肢的近心端戴上套帶,套帶加壓可部分阻止四肢淺靜脈回流,將相當多的體液留于四肢,對抗失重或模擬失重時體液頭向轉移,減少血液頭向分布和刺激壓力感受器反射,維持有效血容量和心臟前負荷,一定程度上維持了心血管系統的正常功能。它對于減少失重時的不適感和返回后立位耐力降低有一定作用。本課題組的研究表明,加壓套帶能有效阻止頭低位模擬失重產生的立位耐力下降[16]。

5.2 肌肉骨骼系統專項防護方案

5.2.1 電刺激

電刺激是目前使用較廣泛的方法。在“和平”號空間站上,研究者在功能性電刺激方法的基礎上設計了一種電極褲,使航天員下肢的4組肌肉群都得到廣泛鍛煉以對抗肌萎縮。雖然慢性電刺激可以增加肌肉活動,防治肌萎縮的發生發展,但并不能完全對抗失重條件下的肌萎縮,它對肌肉最大縮短速度和收縮速度的改變作用不明顯,也不能防止比目魚肌等長收縮力降低[1,2]。

5.2.2 機械刺激

已知刺激皮膚感受器可引起同側屈肌運動,并通過脊髓中間神經元抑制同側伸肌活動。Layne等給飛行中的航天員穿上特殊設計的壓力靴增加足部壓力并配合上肢上舉屈曲,以增加軀體感覺傳入進而增加神經肌肉活動,可在某種程度上改善神經肌肉活動的階段性特征,對抗肌萎縮的發展。

5.2.3 抗阻鍛煉

抗阻鍛煉也是一種很常用的對抗措施。在失重狀態下,肌肉等長收縮會明顯減少或消失。抗阻有氧鍛煉可增加肌肉收縮運動,有效防治失重性肌萎縮,且效果因組織解剖位置及所選擇參數的不同而異。抗阻鍛煉包括三種:等長運動、向心運動及離心運動。結果表明,同其他形式鍛煉相比,離心運動鍛煉效果更佳。研究證明,每天40min踏車運動或每天6min負重75%爬梯運動同每天1min離心機運動在1周內的對抗效果相似。但從所耗時間來看,離心機鍛煉只用失重時間的0.035%就可使蛋白質含量減少下降44%,所以鍛煉對抗肌萎縮時應首先考慮離心機運動[1]。

5.2.4 振動

高頻低幅振動作為促進骨骼生長的力學刺激,已受到國內外學者的關注。Rubin教授發現經過振動治療后綿羊股骨的骨松質密度在一年內增加了34%。此項實驗表明,頻率較高、應變量小的刺激信號(通過站立或維持身體姿勢等就可達到)可以改變骨的形態,提高骨量和改變骨結構。另外,Robinson、Snow-Harter、Hargens等人也分別報道了運動、臥床和失重條件下骨骼反應的臨床研究結果,證實了骨骼對物理和環境刺激的敏感性。研究發現,高頻率、低幅值的應變刺激對保持和增加骨的質量比低頻率、高幅值的應變更有效。我國近年開展的60d頭低位臥床實驗表明,阻抗振動可以減緩頭低位臥床引起的承重骨骨密度和骨形成能力的下降。振動可能是失重性骨質丟失的有效對抗措施之一,其方案和機制有待深入研究[2,17]。

5.3 失重生理效應綜合防護措施

5.3.1 體育鍛煉

體育鍛煉是現有對抗措施的核心部分,是一種綜合鍛煉方案。體育鍛煉的目的不僅是對心血管、肌肉和骨骼是一種良好的刺激,還可以促進神經、肌肉功能的協調,給心血管系統和肌肉增加適度的負荷,以減輕失重引起的心血管紊亂。采用的方法主要有自行車功量計、跑臺和企鵝服。

(1)自行車功量計 航天員進行自行車功量計鍛煉,對防止心臟功能和骨骼肌質量的下降及呼吸功能的降低有一定作用,并可以增加循環血量,改善組織器官的血液供應,但是它對防止礦物質喪失和立位耐力降低的作用不大[18]。自行車功量計除用于體育鍛煉外,還可以記錄人在運動時的多種生理指標,因此也是一種評價航天員在航天飛行中心血管功能變化的實驗設備。自20世紀70年代初以來,進行長期航天飛行的航天員都使用自行車功量計進行鍛煉,一般每天鍛煉1.5~2h,這是航天飛行中應用最廣泛的一種鍛煉方法。

(2)跑臺 美國和前蘇聯/俄羅斯的空間站中都有跑臺裝置,它用一個彈性束帶將航天員固定在跑臺上,并施加一定的壓力。由于壓力向下施加在航天員身上,因此當航天員在跑臺上靜立、行走、跑、跳時鍛煉了骨骼肌,并不斷壓迫骨骼,刺激了骨的重建。跑臺運動是一種全身性的運動,運動量較大,對航天員的心血管、骨骼、肌肉系統都是一種很好的刺激。此外,它還可以促使神經-肌肉功能的協調,減輕航天員返回地面后的行走困難。跑臺鍛煉被認為是當前航天飛行中最有效的一種鍛煉方法。

(3)企鵝服 這是一種特殊的服裝,其夾層中排列著多層橡皮條。航天員穿著這種服裝,在肌肉松弛時處于一種“胎兒”狀態。在進行各種操作活動和運動時,必須克服服裝彈力的作用,這樣就鍛煉了肌肉。由于企鵝服不影響人的操作和活動,因此受到了航天員的歡迎。參加過175d和185d空間站長期飛行的蘇聯航天員,除了睡眠外都穿著這種服裝,每天大約穿 12~16h。

現行體育運動對抗措施也有其局限性,飛行時間越長,越加突出。主要問題如下:①對抗效果并不理想。例如,俄羅斯“和平”號空間站的資料表明,每天2~4h跑臺運動仍不能使骨密度保持正常。飛行中的體育鍛煉雖對保持航天員有氧能力與肌肉質量和功能有一定效果,但對防止飛行后立位耐力不良卻無明顯效果。美國1997年的專門報告及俄羅斯57次長時間飛行的經驗均支持此結論。②體育鍛煉消耗航天器內代價高昂的生命支持物資數量過多,對長期載人航天不利。在失重環境,僅通過以運動為主的對抗措施來使身體各組織局部應力和應變分布均恢復到與地面1g重力時相同的狀態幾乎是不可能的。現行對抗措施未能取得滿意效果可能與此有關。

5.3.2 人工重力

由于人工重力可以模仿自然的1g重力環境,因此它被認為是一種能夠解決失重不利影響的最有效的多系統對抗措施,其對骨骼、肌肉、心血管功能、肌力減弱、感覺運動和神經前庭功能紊亂等都能提供有益的防護。由于人體保持健康的狀態并不一定需要每天24h的連續重力,因此,使用短臂離心機提供間斷性人工重力的方案理論上是可行的。

短臂離心機上的人工重力是通過向心運動產生的。旋轉半徑和旋轉速度決定了向心加速度的大小。迄今為止的國內外地面模擬實驗和太空中進行的利用短臂離心機產生人工重力對抗實驗都主要集中在對心血管、骨骼肌肉系統的研究上。目前多項研究表明[19-25],人工重力聯合運動鍛煉可以提高心率、血壓;可明顯改善心臟泵血功能,維持短期失重情況下的心血管自主神經功能,對防止航天飛行后立位耐力不良的出現有較好效果。此外,地面臥床實驗表明,短臂離心機訓練可維持20d臥床實驗期間的大腿肌肉體積;2.0~2.5G、15~30min 短臂離心機訓練足以阻止骨質脫鈣。

目前人工重力需要闡明的問題是,在長期飛行中應提供多大、多長和多少次的重力刺激,才能維持航天員近似地面重力環境時生理系統的正常功能狀態,特別是心血管、肌肉和骨骼系統對重力刺激的反應性有著較為明顯的區別。研究顯示,刺激強度與生理反應有著倒“U”字的關系:強度較小時沒有反應,中間是適度刺激范圍,太多的刺激帶來反應下降或者沒有反應。此外,短臂離心機如何在載人飛船中安裝和使用也是工程上需要解決的問題。

5.4 中醫藥的應用

我國中醫藥主要是通過改善機體的調節功能、增強機體對外界環境的適應能力而提高防病抗病能力。中醫藥與航天醫學相結合極大地豐富了其應用范圍,同時為航天醫學的發展提供了新的思路。近年來,我國的航天醫學工作者根據失重對不同生理系統的影響,以中醫辨證的理論為基礎,開展了中藥防護措施的研究,取得了一定成效。提出了載人航天不同時相的中醫病機假說和中醫藥防護原則,制定了干預方藥,通過觀察方藥對模擬航天不同生理適應期的人體模型和動物模型的調節效用,驗證了航天不同時相的中醫病機假說及其防治理論的合理性和有效性[26]。但是,要真正將中醫藥應用于航天,尚需進行航天條件下的中醫辨證以及中藥的藥效、藥代、毒理研究及劑型改進等工作,制訂合理的防護措施。

5.5 建立仿真計算機數學模擬系統

模型與仿真是使重力生理學研究由分析轉向綜合,由描述性轉向預測性的重要手段。美國、前蘇聯/俄羅斯在20世紀70年代,即已開始了這方面的工作,涉及循環與體液、電解質調節、紅細胞生成調節、心血管調節、鈣穩態、體溫調節、呼吸、神經-前庭系統及空間藥理學等領域。仿真計算機數學模擬系統在空間生物醫學研究中具有以下特殊用途:①可對擬在航天中進行的研究方案進行預測,以完善計劃,降低費用;②可由少量測得的生理數據,估算出很難(或根本不可能)直接測得的生理數據;③可用于航天器環境控制系統與航天員出艙活動服裝的計算機輔助設計;④可將大量知識綜合在一個程序的結構之中,驗證對真實系統的了解程度,提出新假說以指導下一輪地面與空間研究。

由于數學模型具有很多優點,近年來在生理學中得到廣泛的應用。美國NASA借助“天空實驗室”所取得的數據,應用黑箱理論建立了在失重狀態下人體心血管系統的數學模型,可根據血流量計算出循環系統的變量,其發展經歷了由黑箱模型到白箱模型的歷程。俄羅斯Lishchuk應用力學理論研究失重狀態下心血管系統的反應,建立了集總參數模型對所研究對象內部按功能分區研究,然后再將各部分集總建立系統的總體模型,模型具有較強的實用性,但精確度不夠高,這屬于灰箱模型的范疇。郝衛亞等用人體集總參數模型研究了失重對血壓的影響,其模型預測當血容量減少超過約15%時,收縮壓隨著血容量減少而明顯降低,舒張壓的變化與血容量的減少量十分密切。馮岱雅等根據航天員標準人體生理參數,利用pspice語言建立了適用于各種重力環境下人體血液循環系統的計算機仿真模型,模擬了失重前后不同重力環境下血壓、血流量的變化,血容量減少對人體血液循環系統的影響以及腦血流量與壓力感受器壓力的變化。Akulov等用數學模型的方法揭示了短臂離心機對人體腿部血管的特殊作用,詳細闡述了重力和慣性力暴露時,局部重力載荷和局部流體靜壓的變化。資料顯示,局部流體靜壓與旋轉半徑的平方相關;大血管的不規則振動引起了血液科里奧利加速度對血管壁的作用;人體的g耐力與g值加載時身體軸向、加載速度以及個體差異有關[1,27]。

總之,仿真計算機系統能夠較好地模擬不同重力條件環境下人體相應指標的變化,具有花費小、無損傷、易于開展等優點,是對航天醫學實驗的有力補充,更有利開展深空環境對于人體的影響及相關機制的研究。

6 結束語

綜上所述,在深空探測任務中,航天員將在失重和低重力環境中停留更長時間,面臨更多和更強的宇宙射線的侵害,可能還會受到低磁場的影響。同時,航天員在遠離地球的飛行任務中還會面對突發疾病的診斷和處理等問題。而現有的航天醫學技術,還不能完全有效地解決這些難題。為此,進行針對性的航天醫學技術研究,提出和制訂行星際航天飛行條件下的健康和醫學保障方案將是航天醫學界的一項重要任務。在我國載人航天發展計劃中,需要對我國未來深空探測任務的研究提前布局,通過開發新技術和新方法,保證我國航天員在未來的飛行任務中能夠健康、安全和高效地工作。◇

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