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新型综合抗荷措施的防护效果研究
目的 研究以新型囊式抗荷系统、无胸部代偿的抗荷加压呼吸及PHP动作组成的新型综合抗荷措施防护效果;探讨采用该措施进行防护时伴有的疲劳、疼痛等问题. 方法 6名被试者在载人离心机上进行了5组+Gz暴露试验,分别为:1)基础+Gz耐力试验 (relaxed tolerance):测定被试者不使用抗荷装备,不做抗荷动作时的+Gz耐力.2)FLH-x联合救生服配KT-x抗荷调压器试验(FLH-x+KT-x):测定被试者穿FLH-x联合救生服配KT-x抗荷调压器时的+Gz耐力.3)FLH-x+KT-x+PBG试验(PBG):测定被试者穿FLH-x联合救生服配KT-x抗荷调压器,戴TK-x保护头盔、YM-x加压供氧面罩配YTQ-x氧气调节器进行抗荷加压呼吸时的+Gz耐力.4)6.5 G持续45 s试验(6.5 G 45 s):被试者使用与第3组试验相同的抗荷装备,进行+6.5 Gz持续45 s的暴露.5)9.0 G持续15 s试验(9.0 G 15 s):被试者使用与第3组试验相同的抗荷装备,做PHP动作,进行+9.0 Gz持续15 s的暴露.在每次试验结束后用主观量表记录被试者疲劳及疼痛的程度.结果 试验中没有发生G-LOC (G-induced lose of consciousness).FLH-x联合救生服配KT-x抗荷调压器的抗荷效果为2.5 G;PBG的抗荷效果为1.67 G;被试者均完成了6.5 G持续45 s及9.0 G持续15 s试验.试验中被试者的颈、腰、臂及手部在+Gz暴露时均出现过疼痛.结论 新型综合抗荷措施可以满足现代高性能战斗机的高G防护需要;该措施还应在高G导致的疼痛及颈部损伤的防护方面加以改进.
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30°仰卧位不同G值冲击下真人和假人的动态响应输出
目的研究30°仰卧位下,真人与假人接受不同量程的冲击过载条件时输出响应的变化,探讨假人替代真人进行冲击实验的可行性.方法在冲击塔上进行真人5人次,3量程(4.67,8.96,11.33 G)共15次的冲击,以及HybridⅢ型汽车碰撞假人6量程(6.77,10.39,16.93,21.11,24.98,31.11G),共12次的冲击,冲击波形为脉宽40～60 ms的半正弦波.实验中实时监测真人实验前、中、后心电图变化.结果真、假人的额头和胸部的输出响应随平台输入G值的增大而增大,但真人在低G冲击下动态响应变化与假人存在较为明显的差异.真人在冲击过程中有一过性心率增高,实验后迅速恢复.结论假人在一定程度上与真实人体存在差别.真人的心电图变化主要是由精神紧张引起.
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抗荷动作训练器上HP动作的训练方法
目的 建立HP动作在抗荷动作训练器上的训练方法,为飞行员在地面进行抗荷动作训练提供技术支持.方法 采用抗荷动作训练器训练HP动作,观察12名志愿者在三级训练负荷水平条件下进行HP动作训练时的血压、心率(HR)、心功能等指标的变化.结果 随训练负荷水平的加大,收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP)及HR显著升高(P＜0.01)；每搏量(SV)呈下降趋势,心输出量(CO)有所降低,但SV、CO与对照相比差异不显著；总外周阻力(TPR)显著增加(P＜0.05或P＜0.01).依据公式计算+ Gz耐力,在三级训练负荷水平条件下,志愿者做HP动作时的+Gz耐力分别为(6.18±0.74)G、(7.32±1.03)G及(9.05±0.71)G.HP动作在抗荷动作训练器上的训练合格标准可定为依据公式计算+ Gz耐力提高5G为合格.结论 HP动作在抗荷动作训练器上训练方法和过程贴近飞行实际,三级负荷水平训练模式合理可行.
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自行下体负压训练器训练对推拉效应的影响
目的 探讨利用自行下体负压训练器训练后的心血管反应改变及其在推拉效应中的作用,为其在推拉效应的地面防护中提供实验依据.方法 8名男性被试者进行一定方式的自行下体负压训练器训练,每天1次,连续10 d.在训练前、训练5 d及训练10 d后测量平卧位心脏泵血功能,进行心率变异性(HRV)、血压变异性(SBPV)及压力反射敏感性(BRS)分析和推拉动作、头高位倾斜(HUT)测试.结果 训练10 d后,平卧位血压及心脏泵血功能较训练前显著升高(P<0.05).HRV分析的HFn降低.而LFn升高,但未达到显著水平.SBPV分析及BRS在训练后无明显改变.训练后的模拟推拉动作HUT阶段及HUT实验中,SBP、DBP、SV及CO较训练前显著升高(P<0.05).结论 自行下体负压训练器训练可以提高被试者的基础心血管水平,增强其对立位应激的调节能力,可能对推拉效应的防护具有一定的作用,可用于战斗机飞行员进行地面抗荷生理训练.
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PHP动作对加速度性肺不张的防护作用
目的 探讨PHP动作对载人离心机致加速度性肺不张的防护作用.方法 试验采用的模拟空战曲线( SACM)包括2个各45 s的+4.5 Gz和2个分别为15 s和45 s的+5.0 Gz的平台,基线为+3.0 Gz (各30 s).7名志愿者呼吸浓度为100％的O2,在3种条件下进行SACM离心机暴露:A组,O2系统安全余压打开；B组,O2系统安全余压关闭；C组,O2系统安全余压关闭且采用PHP动作.结果 SACM暴露后,A组肺活量(VC)下降0.27 L,用力肺活量(FVC)和用力呼气量(FEV)均无显著变化,主观症状评分较低(2.5±2.6),胸部X线成像改变不明显.B组VC和FVC分别下降0.69 L(P ＜0.01)和0.29 L(P＜0.05),咳嗽、胸痛、吸气困难等主观症状明显,其评分(8.1±2.2)显著高于有安全余压时(P＜0.05),出现肺不张的典型影像学表现.C组VC和FVC无明显下降,无明显主观症状,主观感觉评分很低(0.8±0.9),与不采用PHP动作时的差异非常显著(P＜0.01),肺不张的影像学征象比不采用PHP动作时明显减轻.结论 采用PHP动作能够有效防止加速度性肺不张的发生.
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新型显示头盔过载稳定性研究
目的 研究某新型显示头盔的过载稳定性,为该型产品研制和使用提供依据.方法 6名男性志愿者参加稳定性静加载试验,用三维空间坐标测量仪测量头盔在垂直方向上的位移,同时由志愿者主诉显示信息的变化情况.6人中的5人完成了载人离心机试验,采用SigmaScan Pro软件对高清录像进行分析计算得到头盔位移,并根据志愿者的主诉量化分析显示信息的丢失情况.结果 静加载试验中,志愿者可看到全部显示信息,头盔大位移11.0 mm.载人离心机试验时,+3.0 Gz 10 s暴露和暴露结束后,志愿者均能看到全部显示信息;+5.0 Gz 10 s和+7.0 Gz 10 s暴露时分别有2名及3名志愿者出现视力变化,部分显示信息丢失.结论 该型显示头盔具有较好的过载稳定性,抗荷耐力合格的志愿者在试验载荷内能看到全部显示信息.
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飞船返回舱冲击加速度测量设备的研制
目的测量飞船返回舱着陆冲击加速度数据,为飞船医学评价提供依据.方法研制飞船返回舱冲击加速度测量设备,参加"神舟"3号、"神舟"4号飞行试验任务,测量飞船返回舱着陆时的冲击加速度,对获取的试验数据进行评价.结果设备在"神舟"3号、"神舟"4号飞行试验任务中准确记录了飞船返回舱返回着陆过程中的冲击加速度值,获得了可靠的科学试验数据. 结论该设备验证和评价无人飞船有关系统的工作性能,为"神舟"5号飞船实施载人飞行提供决策依据.
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基于fHMM分类优化的多传感器手语手势识别方法
目的 探索基于角速度、加速度、表面肌电信息融合的算法,使在嵌入式设备上实现实时手势识别成为可能.方法 以表面肌电样本熵检测动作起止点,配合多级决策树融合轨迹和肌电信息实现手语手势的识别;采用分帧隐马尔可夫(framing Hidden Markov Model,fHMM)优化策略降低识别延时;在运行速度为300 MHz的嵌入式软件上进行算法测试.结果 融合三类信息后,30个中国手语词获得97.5％±1.6％的识别率,角速度的加入使得识别率平均提高4％;同时,使用基于fHMM的分类优化策略将平均识别延时降低至(175±38)ms,减小约670 ms.结论 本文为实时手语手势识别设备的研制提供了一种可行的方案.
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推拉动作对大鼠脑GFAP表达的影响
目的 观察推拉动作后大鼠脑星形胶质细胞中胶质纤维酸性蛋白(GFAP)表达的改变.方法 雄性SD大鼠44只,随机分为对照组、+10 Gz暴露组、推拉动作组,分别于暴露后不同时间灌注取脑,免疫组织化学染色观察脑GFAP的表达情况.结果 +10 Gz暴露后6 h,顶叶皮层、海马、丘脑可见GFAP呈中等强度的阳性反应,阳性细胞数较对照组显著增多(P＜0.01),多为中等阳性细小型;暴露后1 d、2 d、4 d和6 d,GFAP阳性反应程度进一步增强,阳性细胞数进一步增多.推拉动作组暴露后各时间点,顶叶皮层、海马、丘脑GFAP呈较强的阳性反应,阳性细胞数较+10 Gz暴露组显著增多(P＜0.01),以强阳性肥大型为主.结论 +10 Gz/3 min 暴露可引起大鼠顶叶皮层、海马、丘脑GFAP表达显著增加,而推拉动作组比+10 Gz暴露组引起脑组织GFAP的表达增加更明显.
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脑血氧饱和度的近红外光谱测量技术及其在超重条件下的应用
目的用近红外光谱技术对加速度作用后(超重条件下)的大鼠进行脑血氧饱和度(%SaO2)的无损监测.方法制作头部不同程度缺血缺氧模型,抽血测量其血氧饱和度,并计算出与正常组之间的差值.同时测定出在850 nm和760 nm波长处缺血缺氧模型的光谱吸收强度,计算出与正常组之间的差值,并绘制出两者之间的关系曲线.根据关系曲线,通过用近红外光谱仪监测高+Gz和推拉动作后的光谱吸收强度,计算出与0 Gz组差值,推测出加速度作用后脑血氧饱和度.结果由关系曲线推测出加速度作用后,大鼠脑血氧饱和度降低;推拉动作后,脑血氧饱和度降低更为明显.结论根据关系曲线,用近红外光谱技术可以无损监测脑血氧饱和度的变化.
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推拉动作对脑组织一氧化氮、一氧化氮合酶及血浆内皮素的影响
为研究推拉动作对脑组织一氧化氮(NO)、一氧化氮合酶(NOS)及血浆内皮素(ET)的影响,探讨推拉动作时在较低的G值即可发生加速度引起的意识丧失(G-induced less of consciousness,G-LOC)的机制,给予大鼠高正加速度(+Gz)及推拉动作暴露,并于暴露后30min、3h、12h、24h和48h 5个时间点麻醉采血、取脑,测定脑组织NO、NOS及血浆中ET的含量.结果发现,+Gz和推拉动作组与正常组比较,脑组织中的NO、NOS及血浆中ET的含量在30min、3h和12h时增多,差异有显著性意义(P＜0.01),24h和48h组间比较差异无显著性意义(P＞0.05);推拉动作组与+Gz暴露组比较,30min、3h和12h 3个时相点脑组织中的NO、NOS及血浆中ET的含量差异有显著性意义(P＜0.05).提示推拉动作暴露和单纯高+Gz暴露可使大鼠脑组织NO与血浆ET的含量增多;且推拉动作暴露所致损伤程度更重.
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+Gz暴露下高胆固醇兔胆囊排空功能、胆囊收缩素及生长抑素的变化
目的 探讨+Gz暴露下胆囊排空功能及胆囊收缩素(CCK)、生长抑素(SS)的变化,探讨其在胆囊结石形成过程中的作用.方法 雄性新西兰纯种兔24只,随机分成高胆同醇饮食组(对照组,n=8)及高胆固醇饮食加+Gz暴露组,后者按暴露时间又分为+Gz暴露4周组和+Gz暴露6周组(n=8).于第4、6周实验结束时,采用放射免疫法测定胆囊CCK和SS含量；计算胆囊体积及大排空率；采用微电脑生理压力记录仪记录胆囊内压；计量胆囊容量；肉眼观察胆汁性状及有无结石形成,偏振光显微镜观察胆囊壁胆固醇结晶情况.结果 +Gz暴露4周、6周组胆囊容积增大,表现为大排空率(E％)降低,空腹体积(BV)和残存体积(RV)增大,胆囊压力增加(P＜0.05)；+Gz暴露4周、6周组胆囊CCK含量均明显低于对照组,且随着+Gz暴露时间增加,CCK含量逐渐降低(P＜0.05)；+Gz暴露4周、6周组胆囊SS含量均高于对照组,且随着+Gz暴露时间增加,SS含量逐渐升高(P＜0.05).+Gz暴露4周、6周后,胆汁混浊,黏稠,可见胆同醇结晶,但无肉眼可见结石.结论 +Gz暴露可引起高胆同醇饮食兔胆囊排空功能异常,也可使胆囊黏膜CCK含量降低、SS含量升高,导致胆汁淤滞,为胆囊胆固醇结石的形成提供了条件.
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SP600125对重复持续性高+Gz暴露大鼠肝脏细胞损伤的保护作用
目的 探讨JNK抑制剂SP600125对重复持续性高正加速度(+Gz)作用下大鼠肝脏细胞JNK/c-jun表达的影响及其作用机制.方法 近交系成年雄性Wistar大鼠18只,随机分为对照组、+10Gz组、SP600125组,每组6只.+10Gz组、SP600125组大鼠进行+10Gz离心,峰值作用时间3min,加速度增长率1G/s,间隔30min一次,连续5次.SP600125组第1次在离心前30min腹腔注射SP600125.各组大鼠分别于实验结束后30min处死,下腔静脉采血,测定血浆丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)水平;取肝组织,通过实时定量PCR(q-PCR)检测c-jun mRNA的表达,Western blotting检测p-JNK、JNK、p-c-jun和c-jun蛋白的表达,并行HE观察肝组织病理学变化.结果 与对照组比较,+10Gz组、SP600125组大鼠血浆ALT、AST水平,肝组织c-jun mRNA及p-JNK、p-c-jun、c-jun蛋白的表达均明显增高(P＜0.05),且+10Gz组明显高于SP600125组(P＜0.05),而3组肝组织JNK蛋白的表达差异无统计学意义(P＞0.05).HE染色显示,+10Gz组部分肝细胞索排列紊乱,细胞形态不规则,部分出现空泡样改变,明显水肿,部分肝窦闭合;SP600125组肝细胞索排列基本清晰,轻度水肿,部分细胞形态不规则,肝窦清晰.结论 SP600125可减轻重复持续性高+Gz暴露对大鼠肝脏细胞的损伤作用.
关键词： 加速度 JNK丝裂原活化蛋白激酶类 原癌基因蛋白质c-jun 肝细胞 -
不同正加速度暴露下人体尿α1-微球蛋白测定的意义
目的观察不同正加速度(+Gz)暴露下人体尿α1-微球蛋白(α1-M)的变化规律.方法 6名健康男性受试者,分别进行抗荷裤配抗荷调压器的抗荷效果试验、抗荷正压呼吸的抗荷效果试验、抗荷裤配抗荷调压器+PBG+抗荷动作的抗荷效果试验3组+Gz暴露.留取每组+Gz暴露前、+Gz暴露后30min、+Gz暴露后24h的尿液各5ml.结果①受试者在采用抗荷装备后,所达到的+Gz耐力分别为6.25±0.52G、8.17±0.26G、9.00G;②与+Gz暴露前相比,+Gz暴露后30min尿α1-M浓度升高,差异有显著性意义(P＜0.05或P<0.01);③ +Gz暴露后24h与+Gz暴露后30min相比,尿中α1-M浓度下降,差异有显著性意义(P＜0.05或P＜0.01),能恢复到基本接近于+Gz暴露前水平.结论 +Gz暴露所致人体尿中α1-M浓度升高,提示加速度可导致肾功能性改变.
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反复正加速度暴露致兔缺血心肌动作电位变化的研究
目的 对比研究正常和缺血心肌在正加速度(+Gz)暴露下动作电位的变化,探讨心肌在冠脉病变所致缺血基础上发生心律失常的可能机制.方法 新西兰大白兔60只,随机分为对照组(A组)、加速度组(B组)、缺血组(C组)、缺血+加速度组(D组),每组15只.采用单向动作电位法,记录并对比分析各组动物心肌缺血、+Gz暴露后单相动作电位振幅(MAPA)、0相大上升速率(Vmax)、复极达50％振幅的单相动作电位时程(MAPD50)、复极达90％振幅的单相动作电位时程(MAPD90)的变化;记录完动作电位后再行S1S1程序刺激,观察心律失常诱发率.结果 各组间MAPA和vmax均无明显变化(P＞0.05);与A组比较,B、C、D组MAPD50和MAPD90均明显缩短(P＜0.05),其中D组较B、C组缩短程度大(P＜0.05).B、C、D组心律失常诱发率均明显高于A组(P＜0.05),且D组明显高于B、C组(P＜0.05).结论 +Gz或缺血暴露后心肌细胞动作电位时程缩短,心律失常诱发率增加,且两因素之间有叠加效应,提示复极过程中存在相关离子通道功能异常.
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重复持续性+Gz暴露对大鼠肝组织的损伤及机制研究
目的 探讨不同正加速度(+Gz)对大鼠肝脏组织的损伤作用及其可能的机制.方法 健康成年雄性Wistar大鼠24只,随机分为对照组及+2Gz、+6Gz、+10Gz组(n=6).对照组固定于离心机转臂上,俯卧位,头向轴心,5min;+2Gz组、+6Gz组、+10Gz组固定方法同对照组,+Gz增长率1G/s,峰值时间3min,间隔30min,重复5次.+Gz暴露结束后30min处死大鼠,HE染色观察肝组织形态学变化,荧光实时定量PCR检测肝组织c-jun基因mRNA的表达,Western blotting检测肝组织p-c-Jun、c-Jun、p-JNK及JNK蛋白的表达,并测定血清天冬氨酸转氨酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT)水平.结果 与对照组及+2Gz组比较,+6Gz组、+10Gz组血清ALT和AST水平明显升高,且+10Gz组明显高于+6Gz组(P＜0.05).与对照组及+2Gz组比较,+6Gz组、+10Gz组c-Jun mRNA及c-Jun、p-c-Jun、p-JNK蛋白表达明显升高,且+10Gz组明显高于+6Gz组(P＜0.05).与对照组比较,其他各组JNK蛋白表达无变化(P＞0.0S).HE染色显示,+6Gz、+10Gz组肝细胞排列紊乱,形态不规则,细胞间隙不清晰,空泡样改变,且+10Gz组较+6Gz组更为显著.结论 重复持续性+Gz可导致肝脏细胞损伤,肝组织中c-Jun/p-c-Jun以及p-JNK表达增强,JNK/c-Jun信号通路可能在其中起重要作用.
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高正加速度对颞下颌关节影响的动物模型的建立
飞行人员中颞下颌关节疾病占有一定的比率.本研究通过对大鼠加载模拟空战机动飞行的重复的持续性高正加速度(+Gz),旨在建立颞下颌关节加速度生理动物模型.
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+10 Gz重复暴露大鼠脑差异表达基因cDNA文库的构建
目的 构建+10 Gz重复暴露大鼠脑差异表达基因的消减cDNA文库.方法 本实验用SD大鼠,分别提取暴露组与对照组的总RNA,并分离纯化mRNA,应用抑制性消减杂交技术分离+10 Gz重复暴露大鼠脑差异表达基因cDNA片段并建立消减cDNA文库;利用PCR对随机挑选的75个白色菌落进行插入片段的验证,对其中70个克隆进行cDNA斑点杂交验证.结果 所构建的cDNA文库扩增后包含约400个白色克隆和100个兰色克隆,随机挑选75个白色克隆入质粒载体后共获得70个阳性克隆.结论 应用抑制性消减杂交技术成功构建了+10 Gz重复暴露大鼠脑差异表达基因消减cDNA文库,为进一步筛选和克隆脑损伤相关基因奠定了基础.
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减压、加速前后飞行员血小板体积、直径以及分型的变化
目的 测定飞行员血小板的体积和直径以及分型在减压、加速前后的变化,从而探讨飞行员适应高加速度的防护.方法 我们对96名歼击机飞行员分别在减压与加速条件下测定血小板体积与直径,血小板体积用美国雅培CD-1700血细胞分析仪测定,直径用扫描电镜法测定,用电镜观察其形态分型.结果 减压前血小板(PC)体积为5.3 μm3,减压后体积为7.1 μm3,两者有显著性差异(P＜0.005);加速前PC 体积为5.5 μm3,加速后为8.2 μm3,两者有显著性差异(P＜0.001).试验前两组PC直径均值及其分布百分比无明显差别,试验后两组直径均值增加,其中以5.1 μm以上增加显著,均P＜0.001.减压或加速后树突型、展平型和崩解型增加,而圆型和过渡型减少.结论 本研究结果 说明减压或加速均可导致机体血小板体积与直径的增加,但加速比减压导致PC上述变化更加显著.减压和加速后飞行员PC各型均有不同程度的改变.
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冠状动脉狭窄小型猪+Gz耐力及血浆CRP和ET-1变化观察
目的：以巴马小型猪为冠状动脉狭窄模型，观察其在大＋Gz暴露下动物耐受性及血浆C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）和内皮素-1（endothelin-1，ET-1)含量的变化关系。方法将20头巴马小型猪通过胸腔镜直视下手术丝线永久性结扎建模，分为冠状动脉轻度、中度、重度狭窄3组（每组5头）和假手术组（5头）。在动物离心机高暴露不超过+9 Gz情况下，分别观察大+Gz耐受能力和血浆CRP及ET-1的变化关系。结果＋Gz暴露下，同轻度狭窄组和假手术组比较，中度和重度狭窄组的大+Gz耐受值均显著降低（P＜0.05）；同假手术组比较，中度和重度狭窄组中血浆CRP、ET-1水平均显著增高（P＜0.05），轻度狭窄组差异无统计学意义。+Gz暴露下血浆CRP与ET-1呈显著正相关（r＝0.894，P＜0.01）。结论狭窄程度越重，模型耐受+Gz能力越低；同时，血浆CRP及ET-1呈线性关系升高变化。
