航天运动病的防护措施

新阳机械人

航天员进入太空后，出现的第一个令人不适的、达到临床水平的症状就是航天运动病。它的发生几率很高，在一些航天员已经服用了飞行前抗运动病药物的情况下，还有50％的航天员出现运动病症状，如果不服用药物它的发生率还要高。
. k) @% ?$ p: O+ C     航天运动病的症状与人在地面坐船、乘车或乘飞机时出现的运动病相似，都出现胃部不适、呕吐、恶心、昏睡、头痛、厌食、对事物不感兴趣和无主动工作的积极性等症状，不同的是其中有80％人会出现突发性的呕吐症状，有时恶心症状不明显或无恶心症状时就出现喷发性的呕吐。
* c6 O3 r" c7 ]' h9 I     航天运动病的危害不仅影响航天员的健康，而且降低航天员的工作能力和工作积极性，致使航天任务不能按计划完成，尤其对于只有几天的短期飞行任务来说，严重的空间运动病可致使整个飞行任务的失败。
     由于航天运动病对飞行早期航天员的健康和工作能力有很大影响，因此航天医学家们对其防护措施的研究很重视。虽然到目前为止，还没有有效的方法可以防止航天运动病的发生，但至少现在采用防护方法对减少运动病发生率和减轻航天员发病时的不适感还是起一定作用的。航天运动病的主要防护措施包括以下四方面。

一 前庭功能的选拔
4 Y0 z) a7 p. o. _4 t+ W  S     现在认为地面或航天中出现运动病，都与人内耳前庭器官中的耳石和半规管的敏感性过高有关。选拔航天员时淘汰敏感性过高的人，应该是一种有效的、减少航天运动病发生的好方法。但是，航天医学研究证明，航天运动病与地面运动病产生的原因并不完全相同，采用地面检查前庭功能的方法往往不能预测被检者在航天中是否会发生运动病。因此，有人认为航天员的前庭功能选拔并无多大意义。但目前美、俄等国为了保险起见，在航天员医学选拔中仍保留前庭功能选拔项目，认为这些选拔方法至少可以防止那些前庭调节功能过差的人进入太空。此外，在航天员训练的过程中所进行的前庭功能的进一步选拔，可以了解航天员前庭功能的可训性，为最后上天航天员的选拔做准备。一些实验结果表明，改进前庭功能的选拔方法有可能提高航天前庭功能的预测率。例如，在一项实验中要求四名航天员在飞行前戴倒视镜走路，结果诱发出运动病症状的出现时间、敏感性顺序与他们后来在飞行中出现的航天运动病相同。目前，采用最多的前庭功能检查方法是转椅和秋千，以后可能会提出更好的选拔方法，已达到预测航天员飞行中运动病发生的目的。
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2 [# Q3 `2 `0 P4 K8 @. I& A5 A9 ~1 O1.半规管功能检查方法   
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  c, `0 V% s2 b, @# b9 f转椅检查   
      转椅检查主要是利用转椅旋转突然停止时产生的角加速度，刺激半规管内的壶腹嵴，检查半规管的敏感性。检查时，被检者坐在转椅上，头前倾30°，使外半规管处于旋转平面，在转椅从小到大进行等间隔的多种匀速旋转情况下，突然停止，记录旋转后的眼震图，通过旋转速度－眼震反应程度曲线，推算半规管中壶腹嵴顶的敏感阈值。同时，记录被试者旋转后的植物神经症状和旋转感觉。
      根据上述两方面评定被检者的半规管敏感性。
      还有一种转椅检查方法，称为交互藕合加速度实验。方法是被检者坐在转椅上，转椅以等速作水平旋转，转速可由25～30转/分不等。同时要求被试者按一定顺序作一系列头部运动。此方法与晕机病发病的符合率较高，一般飞行员的前庭功能选拔采用此方法。法国和前苏联在联合选拔航天员时也采用此法。在进行前庭功能初选时，被检者坐在转椅上，当转椅以180°/秒的速度旋转时，头部在矢状面作2秒一次的倾斜运动，产生柯氏加速度刺激，持续2分。在进行前庭功能复选时，当转椅以180°/秒的速度旋转时，头与上体来回做向前倾90°的运动，周期5秒，8分后中止实验。
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冷热试验   
" {$ ?% k7 G5 D     此方法的原理是将高于或低于体温的水或气体注入外耳道，靠温度差引起处于垂直位置半规管中内淋巴液的流动而刺激壶腹顶。在空间实验室1和D1中曾用此方法进行失重状态下前庭功能的研究。结果是失重状态下进行冷热适应仍可以诱发出明显的眼震反应，这一结果与经典的热对流学说相悖。
     西德歇雷尔(Scherer)等人分析了半规管管道内流体力学特性后，提出了迷路内“直接内淋巴液体位移”是产生冷热眼震的原因。
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2. 耳石功能检查方法   
    其原理是采用不同方法产生线加速度以刺激耳石器官，诱发前庭反应。具体的方法有以下两种。
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2 P" L% P8 e' @3 P( y. [四柱秋千法   
& M6 R1 X. `5 `2 c, r( r$ h    被检者坐在四柱秋千内，头前倾30°，身体固定在座椅上。当秋千摆动时，秋千的吊篮底板保持水平，并作往复的直线加速度运动，刺激被检者的耳石器官的毛细胞。秋千摆动的时间一般定为15分，试验中如被试者出现明显的植物神经反应时即中止试验。记录被检者的耐受时间和植物神经反应，以评定其前庭功能的敏感性。对耳石器官刺激的强度取决于秋千的摆长、摆角和摆动频率。
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秋千检查方法
     航天员的前庭功能选拔一般包括进行多种前庭功能检查，通常采用交叉藕合加速度实验检查半规管功能和四柱秋千检查耳石的功能来综合评价个体运动病的敏感性。
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8 _9 f3 r/ x3 z( a7 P7 @" U二 前庭功能训练
    训练的目的是通过逐渐增加前庭器官的刺激量，以提高受训人员的适应水平。前苏联很重视航天员飞行前的前庭功能训练。训练的方法包括主动和被动两种，前者包括体操、弹跳网、跳板、转轮、滑冰、游泳（每次游800米，形式是游泳－桑拿－游泳－桑拿反复2～3次）等体育训练，主动训练的目的是为了巩固被动训练。被动训练包括转椅、秋千、离心机上旋转、头低位6°体液倒转技术训练、生物反馈训练、带倒相棱镜步行加头动训练、特技飞行训练和抛物线飞行训练等。一般认为这些训练有一定效果，尤其是抛物线飞行可产生短期的失重，效果较好。生物反馈训练应用到航天中，也取得一定效果。

航天员在进行主动的前庭训练

1.转椅训练     
     被动训练主要是转椅训练、失重飞机训练。转椅训练贯穿在整个飞行前的训练过程中，分为几个阶段：

1 C& |3 e; @% }/ A综合训练阶段   
+ w% G' ]" l3 E) J: i2 V9 c, A$ ]     凡是在训练期间前庭检查中未达到标准的航天员都要进行转椅训练，转椅旋转的负荷是递增的，要进行两种方式的训练：连续旋转15分钟，旋转中身体前后运动；间断地训练，身体左右运动。被动训练达到标准后，以主动训练为主。

编入小组训练   
& q; l% w; b! A     对未编入航天员小组的航天员前庭训练较松，只有在1年四次的体检中，前庭功能检查不合格时再进行被动训练。编入小组的航天员要求较高，每月进行1次训练。

乘员组阶段   
     参加过飞行、身体状态良好的航天员作为任务乘员的机会越多，转椅训练的次数也更多，3天1次，一直坚持到进入发射场，在发射场，1天1次，至发射前2天。在发射场的训练方法是：大幅度的旋转运动，找出前庭器官的敏感点，以在航天中避免出现这种运动。
     在训练时期，根据航天员的情况，给予人参口服液（70％酒精提取液），1ml/日，1天3次。有的在飞行前1.5月，训练前口服6ml。在航天中也服人参液，或根据航天员的情况带适合自己的草药。长期航天中如果药用完，可通过货运飞船将药带到航天站上。
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2. 失重飞机训练
8 o- q2 F8 K9 r% r9 d" H6 m2 K    失重飞机飞每个抛物线时产生28秒左右的失重，一次飞行通常飞10～15个抛物线，一般在6～7个抛物线时前庭功能良好的航天员都会出现呕吐。
4 I& J5 D" l9 Q! ]) G    俄罗斯专家认为经过这样的前庭功能训练，基本可以防止航天运动病。前苏联从80年代中期后没有报道航天运动病的发病率，可能与运动病的发病率减少有关。俄罗斯的航天员好胜心较强，一些能忍受的运动病症状常常不报告，但至少说明经过训练不会引起明显的运动病症状，训练是有效的。
　　运动病症状常常出现在航天员返回地面后，迎接航天员返回的航天医生必须带呕吐袋。说明前庭系统适应失重环境后对地面的1G的环境又出现了不适应。
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3.生物反馈训练   
    生物反馈方法是通过人的意识来控制自主神经系统的活动，其基本的原理和方法是让被试者注视自己的某项生理指标，例如心率和血压，然后调整自己的情绪或心理状态来改变它，使它升高或降低；通过仪器将改变的结果再反馈给被试者。经过一段时间的练习，可以将生理状态控制在较佳的状态。中国的气功实际上也是一种生物反馈方法。我们的实验证明它在防止失重引起的不良反应，例如运动病症状、立位耐力降低、卧床时出现的主客观反应等都有一定的效果。

三  航天飞行中的防护措施
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1. 药物
     在对抗航天运动病的各项措施中，口服和皮肤给药是一项重要措施，也取得了一定效果。由于运动病的主要症状与副交感神经兴奋时表现的症状相似，故采用了一些抑制副交感神经和兴奋交感神经的药物。抗运动病的单味药使用效果不好，常伴有嗜睡、视力模糊、工作效率下降等副作用，故多采用复合剂。美国对首次参加飞行或以前参加飞行时出现运动病症状的航天员用口服东莨菪碱（0.4mg）+右旋苯丙胺（0.5mg）或异丙嗪（25mg）+麻黄素（50mg）合剂进行预防性治疗。一般是在航天员发射前服药，效果较好。为了延长药物的有效作用时间和减少副作用，在航天中采用了乳突贴敷的方法。乳突贴敷方法是将一个含有抗运动病药物的贴敷剂贴在乳突上，药慢慢地释放，被乳突皮肤吸收进入人体，产生药效。通过贴敷剂内层的微孔膜，可以控制药物的释放速度，如东莨菪碱的药物释放速度是3mg/h，一剂的有效期是48h。此方法的效果存在个体差异，与皮肤的吸收有关。一般是在失重前8h贴敷效果较好。
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2. 限制头部活动
      航天中的头部运动可引起或加剧运动病症状，因此教会航天员在飞行中有意识地控制头部运动，是防止航天运动病的有效措施之一。前苏联科学家曾研制了一套减少头部运动的装置，它可对颈部施加一定的压力，并限制头部的运动。在航天中使用了此装置，效果较好。
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3.我国抗运动病防护措施的研究   
' k8 S) y, q5 A9 |      为了保证航天员在太空中的健康，我国在防止航天运动病上也进行了大量的研究。研究主要以中医理论为基础，按照中医的理论来分析航天运动病，认为易发生运动病的人是阴阳平衡或脏腑功能上存在某种倾向或缺陷，在失重这种特异的环境下出现阴阳平衡和脏腑功能失调。中医有很多方法可以调整人体的阴阳和脏腑平衡，如多种方法的穴位的刺激、中药、气功等方法。我国科学工作者在这方面进行了探索性的研究，取得较好的效果。例如，童伯伦等证明耳穴电脉冲刺激和磁穴－按摩方法可防止科氏加速度和秋千引起的运动病。徐志明等观察到激光针灸在防治视动诱发的运动病上有一定效果。裴静琛等对中国清朝的宫廷秘方－平安丹进行了抗运动病的动物实验，证明其效果接近东莨菪碱的作用，但副作用小。兰景全等观察了抗运动病中药合剂B对悬吊兔皮层超微结构的影响和功能的影响，证明此药有改善脑微循环，防止小脑细胞变性，调整交感和副交感神经平衡的作用。刘永斌等观察到气功对地面科氏力和四柱秋千诱发的运动病有一定的预防效果。以上方法是地面研究的结果，还未在航天中验证，今后需进一步研究，寻找出具有中国特色的抗航天运动病方法。