航天運動病的防護(hù)措施

新陽機械人 · 發(fā)表于 2008-12-22 11:09:38

航天員進(jìn)入太空后，出現(xiàn)的第一個令人不適的、達(dá)到臨床水平的癥狀就是航天運動病。它的發(fā)生幾率很高，在一些航天員已經(jīng)服用了飛行前抗運動病藥物的情況下，還有50％的航天員出現(xiàn)運動病癥狀，如果不服用藥物它的發(fā)生率還要高。
   航天運動病的癥狀與人在地面坐船、乘車或乘飛機時出現(xiàn)的運動病相似，都出現(xiàn)胃部不適、嘔吐、惡心、昏睡、頭痛、厭食、對事物不感興趣和無主動工作的積極性等癥狀，不同的是其中有80％人會出現(xiàn)突發(fā)性的嘔吐癥狀，有時惡心癥狀不明顯或無惡心癥狀時就出現(xiàn)噴發(fā)性的嘔吐。
   航天運動病的危害不僅影響航天員的健康，而且降低航天員的工作能力和工作積極性，致使航天任務(wù)不能按計劃完成，尤其對于只有幾天的短期飛行任務(wù)來說，嚴(yán)重的空間運動病可致使整個飛行任務(wù)的失敗。
   由于航天運動病對飛行早期航天員的健康和工作能力有很大影響，因此航天醫(yī)學(xué)家們對其防護(hù)措施的研究很重視。雖然到目前為止，還沒有有效的方法可以防止航天運動病的發(fā)生，但至少現(xiàn)在采用防護(hù)方法對減少運動病發(fā)生率和減輕航天員發(fā)病時的不適感還是起一定作用的。航天運動病的主要防護(hù)措施包括以下四方面。

一前庭功能的選拔
   現(xiàn)在認(rèn)為地面或航天中出現(xiàn)運動病，都與人內(nèi)耳前庭器官中的耳石和半規(guī)管的敏感性過高有關(guān)。選拔航天員時淘汰敏感性過高的人，應(yīng)該是一種有效的、減少航天運動病發(fā)生的好方法。但是，航天醫(yī)學(xué)研究證明，航天運動病與地面運動病產(chǎn)生的原因并不完全相同，采用地面檢查前庭功能的方法往往不能預(yù)測被檢者在航天中是否會發(fā)生運動病。因此，有人認(rèn)為航天員的前庭功能選拔并無多大意義。但目前美、俄等國為了保險起見，在航天員醫(yī)學(xué)選拔中仍保留前庭功能選拔項目，認(rèn)為這些選拔方法至少可以防止那些前庭調(diào)節(jié)功能過差的人進(jìn)入太空。此外，在航天員訓(xùn)練的過程中所進(jìn)行的前庭功能的進(jìn)一步選拔，可以了解航天員前庭功能的可訓(xùn)性，為最后上天航天員的選拔做準(zhǔn)備。一些實驗結(jié)果表明，改進(jìn)前庭功能的選拔方法有可能提高航天前庭功能的預(yù)測率。例如，在一項實驗中要求四名航天員在飛行前戴倒視鏡走路，結(jié)果誘發(fā)出運動病癥狀的出現(xiàn)時間、敏感性順序與他們后來在飛行中出現(xiàn)的航天運動病相同。目前，采用最多的前庭功能檢查方法是轉(zhuǎn)椅和秋千，以后可能會提出更好的選拔方法，已達(dá)到預(yù)測航天員飛行中運動病發(fā)生的目的。

1.半規(guī)管功能檢查方法

轉(zhuǎn)椅檢查
   轉(zhuǎn)椅檢查主要是利用轉(zhuǎn)椅旋轉(zhuǎn)突然停止時產(chǎn)生的角加速度，刺激半規(guī)管內(nèi)的壺腹嵴，檢查半規(guī)管的敏感性。檢查時，被檢者坐在轉(zhuǎn)椅上，頭前傾30°，使外半規(guī)管處于旋轉(zhuǎn)平面，在轉(zhuǎn)椅從小到大進(jìn)行等間隔的多種勻速旋轉(zhuǎn)情況下，突然停止，記錄旋轉(zhuǎn)后的眼震圖，通過旋轉(zhuǎn)速度－眼震反應(yīng)程度曲線，推算半規(guī)管中壺腹嵴頂?shù)拿舾虚撝�。同時，記錄被試者旋轉(zhuǎn)后的植物神經(jīng)癥狀和旋轉(zhuǎn)感覺。
   根據(jù)上述兩方面評定被檢者的半規(guī)管敏感性。
   還有一種轉(zhuǎn)椅檢查方法，稱為交互藕合加速度實驗。方法是被檢者坐在轉(zhuǎn)椅上，轉(zhuǎn)椅以等速作水平旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可由25～30轉(zhuǎn)/分不等。同時要求被試者按一定順序作一系列頭部運動。此方法與暈機病發(fā)病的符合率較高，一般飛行員的前庭功能選拔采用此方法。法國和前蘇聯(lián)在聯(lián)合選拔航天員時也采用此法。在進(jìn)行前庭功能初選時，被檢者坐在轉(zhuǎn)椅上，當(dāng)轉(zhuǎn)椅以180°/秒的速度旋轉(zhuǎn)時，頭部在矢狀面作2秒一次的傾斜運動，產(chǎn)生柯氏加速度刺激，持續(xù)2分。在進(jìn)行前庭功能復(fù)選時，當(dāng)轉(zhuǎn)椅以180°/秒的速度旋轉(zhuǎn)時，頭與上體來回做向前傾90°的運動，周期5秒，8分后中止實驗。

冷熱試驗
   此方法的原理是將高于或低于體溫的水或氣體注入外耳道，靠溫度差引起處于垂直位置半規(guī)管中內(nèi)淋巴液的流動而刺激壺腹頂。在空間實驗室1和D1中曾用此方法進(jìn)行失重狀態(tài)下前庭功能的研究。結(jié)果是失重狀態(tài)下進(jìn)行冷熱適應(yīng)仍可以誘發(fā)出明顯的眼震反應(yīng)，這一結(jié)果與經(jīng)典的熱對流學(xué)說相悖。
   西德歇雷爾(Scherer)等人分析了半規(guī)管管道內(nèi)流體力學(xué)特性后，提出了迷路內(nèi)“直接內(nèi)淋巴液體位移”是產(chǎn)生冷熱眼震的原因。

2. 耳石功能檢查方法
其原理是采用不同方法產(chǎn)生線加速度以刺激耳石器官，誘發(fā)前庭反應(yīng)。具體的方法有以下兩種。

四柱秋千法
被檢者坐在四柱秋千內(nèi)，頭前傾30°，身體固定在座椅上。當(dāng)秋千擺動時，秋千的吊籃底板保持水平，并作往復(fù)的直線加速度運動，刺激被檢者的耳石器官的毛細(xì)胞。秋千擺動的時間一般定為15分，試驗中如被試者出現(xiàn)明顯的植物神經(jīng)反應(yīng)時即中止試驗。記錄被檢者的耐受時間和植物神經(jīng)反應(yīng)，以評定其前庭功能的敏感性。對耳石器官刺激的強度取決于秋千的擺長、擺角和擺動頻率。

秋千檢查方法
   航天員的前庭功能選拔一般包括進(jìn)行多種前庭功能檢查，通常采用交叉藕合加速度實驗檢查半規(guī)管功能和四柱秋千檢查耳石的功能來綜合評價個體運動病的敏感性。

二前庭功能訓(xùn)練
訓(xùn)練的目的是通過逐漸增加前庭器官的刺激量，以提高受訓(xùn)人員的適應(yīng)水平。前蘇聯(lián)很重視航天員飛行前的前庭功能訓(xùn)練。訓(xùn)練的方法包括主動和被動兩種，前者包括體操、彈跳網(wǎng)、跳板、轉(zhuǎn)輪、滑冰、游泳（每次游800米，形式是游泳－桑拿－游泳－桑拿反復(fù)2～3次）等體育訓(xùn)練，主動訓(xùn)練的目的是為了鞏固被動訓(xùn)練。被動訓(xùn)練包括轉(zhuǎn)椅、秋千、離心機上旋轉(zhuǎn)、頭低位6°體液倒轉(zhuǎn)技術(shù)訓(xùn)練、生物反饋訓(xùn)練、帶倒相棱鏡步行加頭動訓(xùn)練、特技飛行訓(xùn)練和拋物線飛行訓(xùn)練等。一般認(rèn)為這些訓(xùn)練有一定效果，尤其是拋物線飛行可產(chǎn)生短期的失重，效果較好。生物反饋訓(xùn)練應(yīng)用到航天中，也取得一定效果。

航天員在進(jìn)行主動的前庭訓(xùn)練

1.轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練
   被動訓(xùn)練主要是轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練、失重飛機訓(xùn)練。轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練貫穿在整個飛行前的訓(xùn)練過程中，分為幾個階段：

綜合訓(xùn)練階段
   凡是在訓(xùn)練期間前庭檢查中未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的航天員都要進(jìn)行轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練，轉(zhuǎn)椅旋轉(zhuǎn)的負(fù)荷是遞增的，要進(jìn)行兩種方式的訓(xùn)練：連續(xù)旋轉(zhuǎn)15分鐘，旋轉(zhuǎn)中身體前后運動；間斷地訓(xùn)練，身體左右運動。被動訓(xùn)練達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，以主動訓(xùn)練為主。

編入小組訓(xùn)練
   對未編入航天員小組的航天員前庭訓(xùn)練較松，只有在1年四次的體檢中，前庭功能檢查不合格時再進(jìn)行被動訓(xùn)練。編入小組的航天員要求較高，每月進(jìn)行1次訓(xùn)練。

乘員組階段
   參加過飛行、身體狀態(tài)良好的航天員作為任務(wù)乘員的機會越多，轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練的次數(shù)也更多，3天1次，一直堅持到進(jìn)入發(fā)射場，在發(fā)射場，1天1次，至發(fā)射前2天。在發(fā)射場的訓(xùn)練方法是：大幅度的旋轉(zhuǎn)運動，找出前庭器官的敏感點，以在航天中避免出現(xiàn)這種運動。
   在訓(xùn)練時期，根據(jù)航天員的情況，給予人參口服液（70％酒精提取液），1ml/日，1天3次。有的在飛行前1.5月，訓(xùn)練前口服6ml。在航天中也服人參液，或根據(jù)航天員的情況帶適合自己的草藥。長期航天中如果藥用完，可通過貨運飛船將藥帶到航天站上。

2. 失重飛機訓(xùn)練
失重飛機飛每個拋物線時產(chǎn)生28秒左右的失重，一次飛行通常飛10～15個拋物線，一般在6～7個拋物線時前庭功能良好的航天員都會出現(xiàn)嘔吐。
俄羅斯專家認(rèn)為經(jīng)過這樣的前庭功能訓(xùn)練，基本可以防止航天運動病。前蘇聯(lián)從80年代中期后沒有報道航天運動病的發(fā)病率，可能與運動病的發(fā)病率減少有關(guān)。俄羅斯的航天員好勝心較強，一些能忍受的運動病癥狀常常不報告，但至少說明經(jīng)過訓(xùn)練不會引起明顯的運動病癥狀，訓(xùn)練是有效的。
　　運動病癥狀常常出現(xiàn)在航天員返回地面后，迎接航天員返回的航天醫(yī)生必須帶嘔吐袋。說明前庭系統(tǒng)適應(yīng)失重環(huán)境后對地面的1G的環(huán)境又出現(xiàn)了不適應(yīng)。

3.生物反饋訓(xùn)練
生物反饋方法是通過人的意識來控制自主神經(jīng)系統(tǒng)的活動，其基本的原理和方法是讓被試者注視自己的某項生理指標(biāo)，例如心率和血壓，然后調(diào)整自己的情緒或心理狀態(tài)來改變它，使它升高或降低；通過儀器將改變的結(jié)果再反饋給被試者。經(jīng)過一段時間的練習(xí)，可以將生理狀態(tài)控制在較佳的狀態(tài)。中國的氣功實際上也是一種生物反饋方法。我們的實驗證明它在防止失重引起的不良反應(yīng)，例如運動病癥狀、立位耐力降低、臥床時出現(xiàn)的主客觀反應(yīng)等都有一定的效果。

三  航天飛行中的防護(hù)措施

1. 藥物
   在對抗航天運動病的各項措施中，口服和皮膚給藥是一項重要措施，也取得了一定效果。由于運動病的主要癥狀與副交感神經(jīng)興奮時表現(xiàn)的癥狀相似，故采用了一些抑制副交感神經(jīng)和興奮交感神經(jīng)的藥物�？惯\動病的單味藥使用效果不好，常伴有嗜睡、視力模糊、工作效率下降等副作用，故多采用復(fù)合劑。美國對首次參加飛行或以前參加飛行時出現(xiàn)運動病癥狀的航天員用口服東莨菪堿（0.4mg）+右旋苯丙胺（0.5mg）或異丙嗪（25mg）+麻黃素（50mg）合劑進(jìn)行預(yù)防性治療。一般是在航天員發(fā)射前服藥，效果較好。為了延長藥物的有效作用時間和減少副作用，在航天中采用了乳突貼敷的方法。乳突貼敷方法是將一個含有抗運動病藥物的貼敷劑貼在乳突上，藥慢慢地釋放，被乳突皮膚吸收進(jìn)入人體，產(chǎn)生藥效。通過貼敷劑內(nèi)層的微孔膜，可以控制藥物的釋放速度，如東莨菪堿的藥物釋放速度是3mg/h，一劑的有效期是48h。此方法的效果存在個體差異，與皮膚的吸收有關(guān)。一般是在失重前8h貼敷效果較好。

2. 限制頭部活動
   航天中的頭部運動可引起或加劇運動病癥狀，因此教會航天員在飛行中有意識地控制頭部運動，是防止航天運動病的有效措施之一。前蘇聯(lián)科學(xué)家曾研制了一套減少頭部運動的裝置，它可對頸部施加一定的壓力，并限制頭部的運動。在航天中使用了此裝置，效果較好。

3.我國抗運動病防護(hù)措施的研究
   為了保證航天員在太空中的健康，我國在防止航天運動病上也進(jìn)行了大量的研究。研究主要以中醫(yī)理論為基礎(chǔ)，按照中醫(yī)的理論來分析航天運動病，認(rèn)為易發(fā)生運動病的人是陰陽平衡或臟腑功能上存在某種傾向或缺陷，在失重這種特異的環(huán)境下出現(xiàn)陰陽平衡和臟腑功能失調(diào)。中醫(yī)有很多方法可以調(diào)整人體的陰陽和臟腑平衡，如多種方法的穴位的刺激、中藥、氣功等方法。我國科學(xué)工作者在這方面進(jìn)行了探索性的研究，取得較好的效果。例如，童伯倫等證明耳穴電脈沖刺激和磁穴－按摩方法可防止科氏加速度和秋千引起的運動病。徐志明等觀察到激光針灸在防治視動誘發(fā)的運動病上有一定效果。裴靜琛等對中國清朝的宮廷秘方－平安丹進(jìn)行了抗運動病的動物實驗，證明其效果接近東莨菪堿的作用，但副作用小。蘭景全等觀察了抗運動病中藥合劑B對懸吊兔皮層超微結(jié)構(gòu)的影響和功能的影響，證明此藥有改善腦微循環(huán)，防止小腦細(xì)胞變性，調(diào)整交感和副交感神經(jīng)平衡的作用。劉永斌等觀察到氣功對地面科氏力和四柱秋千誘發(fā)的運動病有一定的預(yù)防效果。以上方法是地面研究的結(jié)果，還未在航天中驗證，今后需進(jìn)一步研究，尋找出具有中國特色的抗航天運動病方法。

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