航天運(yùn)動(dòng)病的防護(hù)措施

新陽(yáng)機(jī)械人

航天員進(jìn)入太空后，出現(xiàn)的第一個(gè)令人不適的、達(dá)到臨床水平的癥狀就是航天運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)病藥物的情況下，還有50％的航天員出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)病癥狀，如果不服用藥物它的發(fā)生率還要高。
     航天運(yùn)動(dòng)病的癥狀與人在地面坐船、乘車或乘飛機(jī)時(shí)出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)病相似，都出現(xiàn)胃部不適、嘔吐、惡心、昏睡、頭痛、厭食、對(duì)事物不感興趣和無(wú)主動(dòng)工作的積極性等癥狀，不同的是其中有80％人會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性的嘔吐癥狀，有時(shí)惡心癥狀不明顯或無(wú)惡心癥狀時(shí)就出現(xiàn)噴發(fā)性的嘔吐。
     航天運(yùn)動(dòng)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(jì)劃完成，尤其對(duì)于只有幾天的短期飛行任務(wù)來(lái)說(shuō)，嚴(yán)重的空間運(yùn)動(dòng)病可致使整個(gè)飛行任務(wù)的失敗。
7 \. h9 q% _& k& k0 Y) @     由于航天運(yùn)動(dòng)病對(duì)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(duì)其防護(hù)措施的研究很重視。雖然到目前為止，還沒(méi)有有效的方法可以防止航天運(yùn)動(dòng)病的發(fā)生，但至少現(xiàn)在采用防護(hù)方法對(duì)減少運(yùn)動(dòng)病發(fā)生率和減輕航天員發(fā)病時(shí)的不適感還是起一定作用的。航天運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(guò)高有關(guān)。選拔航天員時(shí)淘汰敏感性過(guò)高的人，應(yīng)該是一種有效的、減少航天運(yùn)動(dòng)病發(fā)生的好方法。但是，航天醫(yī)學(xué)研究證明，航天運(yùn)動(dòng)病與地面運(yùn)動(dòng)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(cè)被檢者在航天中是否會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)病。因此，有人認(rèn)為航天員的前庭功能選拔并無(wú)多大意義。但目前美、俄等國(guó)為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，在航天員醫(yī)學(xué)選拔中仍保留前庭功能選拔項(xiàng)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(guò)差的人進(jìn)入太空。此外，在航天員訓(xùn)練的過(guò)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(shí)驗(yàn)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(cè)率。例如，在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)病癥狀的出現(xiàn)時(shí)間、敏感性順序與他們后來(lái)在飛行中出現(xiàn)的航天運(yùn)動(dòng)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(huì)提出更好的選拔方法，已達(dá)到預(yù)測(cè)航天員飛行中運(yùn)動(dòng)病發(fā)生的目的。
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1.半規(guī)管功能檢查方法   
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轉(zhuǎn)椅檢查   
- F9 c& T  l. e- {0 T8 N2 o) C      轉(zhuǎn)椅檢查主要是利用轉(zhuǎn)椅旋轉(zhuǎn)突然停止時(shí)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(shí)，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(guò)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)拿舾虚撝怠Ｍ瑫r(shí)，記錄被試者旋轉(zhuǎn)后的植物神經(jīng)癥狀和旋轉(zhuǎn)感覺(jué)。
5 G+ _8 w: m* N; G$ N; L; N      根據(jù)上述兩方面評(píng)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(shí)驗(yàn)。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(shí)要求被試者按一定順序作一系列頭部運(yùn)動(dòng)。此方法與暈機(jī)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(guó)和前蘇聯(lián)在聯(lián)合選拔航天員時(shí)也采用此法。在進(jìn)行前庭功能初選時(shí)，被檢者坐在轉(zhuǎn)椅上，當(dāng)轉(zhuǎn)椅以180°/秒的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，頭部在矢狀面作2秒一次的傾斜運(yùn)動(dòng)，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(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)椅以180°/秒的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，頭與上體來(lái)回做向前傾90°的運(yùn)動(dòng)，周期5秒，8分后中止實(shí)驗(yàn)。

; s4 i0 u/ d+ R8 q冷熱試驗(yàn)   
/ q# G% p( }$ U2 a     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(dòng)而刺激壺腹頂。在空間實(shí)驗(yàn)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(duì)流學(xué)說(shuō)相悖。
6 M, E% \/ i; F( V: Z( t     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。
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" E! k2 d' N% L! V1 z/ B" e2. 耳石功能檢查方法   
/ R1 X+ A9 o5 i) J    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(dòng)時(shí)，秋千的吊籃底板保持水平，并作往復(fù)的直線加速度運(yùn)動(dòng)，刺激被檢者的耳石器官的毛細(xì)胞。秋千擺動(dòng)的時(shí)間一般定為15分，試驗(yàn)中如被試者出現(xiàn)明顯的植物神經(jīng)反應(yīng)時(shí)即中止試驗(yàn)。記錄被檢者的耐受時(shí)間和植物神經(jīng)反應(yīng)，以評(píng)定其前庭功能的敏感性。對(duì)耳石器官刺激的強(qiáng)度取決于秋千的擺長(zhǎng)、擺角和擺動(dòng)頻率。
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秋千檢查方法
- L1 g  L% }4 u     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(shí)驗(yàn)檢查半規(guī)管功能和四柱秋千檢查耳石的功能來(lái)綜合評(píng)價(jià)個(gè)體運(yùn)動(dòng)病的敏感性。

( x2 a+ p7 `! |% a二 前庭功能訓(xùn)練
    訓(xùn)練的目的是通過(guò)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(dòng)和被動(dòng)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(dòng)訓(xùn)練的目的是為了鞏固被動(dòng)訓(xùn)練。被動(dòng)訓(xùn)練包括轉(zhuǎn)椅、秋千、離心機(jī)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(dòng)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。
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8 ]( ?5 U+ ~. I5 l航天員在進(jìn)行主動(dòng)的前庭訓(xùn)練
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1.轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練     
     被動(dòng)訓(xùn)練主要是轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練、失重飛機(jī)訓(xùn)練。轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練貫穿在整個(gè)飛行前的訓(xùn)練過(guò)程中，分為幾個(gè)階段：
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7 {0 T0 z7 B2 O綜合訓(xùn)練階段   
4 }" V, ?4 m4 f0 W* |4 z6 C0 p3 F" [     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(yùn)動(dòng)；間斷地訓(xùn)練，身體左右運(yùn)動(dòng)。被動(dòng)訓(xùn)練達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，以主動(dòng)訓(xùn)練為主。

! o4 M) k, N3 B; A% @4 b編入小組訓(xùn)練   
     對(duì)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(shí)再進(jìn)行被動(dòng)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。

( x; ^3 E# K4 x  U  f乘員組階段   
3 Q7 D5 O; S* y9 S6 ~$ K4 A" k0 A     參加過(guò)飛行、身體狀態(tài)良好的航天員作為任務(wù)乘員的機(jī)會(huì)越多，轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練的次數(shù)也更多，3天1次，一直堅(jiān)持到進(jìn)入發(fā)射場(chǎng)，在發(fā)射場(chǎng)，1天1次，至發(fā)射前2天。在發(fā)射場(chǎng)的訓(xùn)練方法是：大幅度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，找出前庭器官的敏感點(diǎn)，以在航天中避免出現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)。
     在訓(xùn)練時(shí)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(zhǎng)期航天中如果藥用完，可通過(guò)貨運(yùn)飛船將藥帶到航天站上。
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2. 失重飛機(jī)訓(xùn)練
    失重飛機(jī)飛每個(gè)拋物線時(shí)產(chǎn)生28秒左右的失重，一次飛行通常飛10～15個(gè)拋物線，一般在6～7個(gè)拋物線時(shí)前庭功能良好的航天員都會(huì)出現(xiàn)嘔吐。
! r( r9 G9 y; I( \" a: ]2 c    俄羅斯專家認(rèn)為經(jīng)過(guò)這樣的前庭功能訓(xùn)練，基本可以防止航天運(yùn)動(dòng)病。前蘇聯(lián)從80年代中期后沒(méi)有報(bào)道航天運(yùn)動(dòng)病的發(fā)病率，可能與運(yùn)動(dòng)病的發(fā)病率減少有關(guān)。俄羅斯的航天員好勝心較強(qiáng)，一些能忍受的運(yùn)動(dòng)病癥狀常常不報(bào)告，但至少說(shuō)明經(jīng)過(guò)訓(xùn)練不會(huì)引起明顯的運(yùn)動(dòng)病癥狀，訓(xùn)練是有效的。
　　運(yùn)動(dòng)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(shuō)明前庭系統(tǒng)適應(yīng)失重環(huán)境后對(duì)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(guò)人的意識(shí)來(lái)控制自主神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)，其基本的原理和方法是讓被試者注視自己的某項(xiàng)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(lái)改變它，使它升高或降低；通過(guò)儀器將改變的結(jié)果再反饋給被試者。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的練習(xí)，可以將生理狀態(tài)控制在較佳的狀態(tài)。中國(guó)的氣功實(shí)際上也是一種生物反饋方法。我們的實(shí)驗(yàn)證明它在防止失重引起的不良反應(yīng)，例如運(yùn)動(dòng)病癥狀、立位耐力降低、臥床時(shí)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
; |' U7 K  V6 m+ ^4 w* @     在對(duì)抗航天運(yùn)動(dòng)病的各項(xiàng)措施中，口服和皮膚給藥是一項(xiàng)重要措施，也取得了一定效果。由于運(yùn)動(dòng)病的主要癥狀與副交感神經(jīng)興奮時(shí)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\(yùn)動(dòng)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(guó)對(duì)首次參加飛行或以前參加飛行時(shí)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)藥物的有效作用時(shí)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(gè)含有抗運(yùn)動(dòng)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(guò)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(gè)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。

! a* |& n- u$ c: L. u/ v. t: Q2. 限制頭部活動(dòng)
      航天中的頭部運(yùn)動(dòng)可引起或加劇運(yùn)動(dòng)病癥狀，因此教會(huì)航天員在飛行中有意識(shí)地控制頭部運(yùn)動(dòng)，是防止航天運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的裝置，它可對(duì)頸部施加一定的壓力，并限制頭部的運(yùn)動(dòng)。在航天中使用了此裝置，效果較好。

, q: I" o* i) Z+ w3.我國(guó)抗運(yùn)動(dòng)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(guó)在防止航天運(yùn)動(dòng)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(lái)分析航天運(yùn)動(dòng)病，認(rèn)為易發(fā)生運(yùn)動(dòng)病的人是陰陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(guó)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(yùn)動(dòng)病。徐志明等觀察到激光針灸在防治視動(dòng)誘發(fā)的運(yùn)動(dòng)病上有一定效果。裴靜琛等對(duì)中國(guó)清朝的宮廷秘方－平安丹進(jìn)行了抗運(yùn)動(dòng)病的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，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(yùn)動(dòng)病中藥合劑B對(duì)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(duì)地面科氏力和四柱秋千誘發(fā)的運(yùn)動(dòng)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(yàn)證，今后需進(jìn)一步研究，尋找出具有中國(guó)特色的抗航天運(yùn)動(dòng)病方法。