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水下爆炸冲击试验中舰员及舰体监测结果分析
目的 监测舰艇在遭受水下非接触爆炸冲击试验过程中所受冲击作用大小及舰员的生理参数变化,为实船水下爆炸冲击试验的安全防护提供依据.方法 在水面舰艇遭受水下1000 kg TNT当量的沉底水雷相距100 m的非接触爆炸冲击作用时,利用动态多参数生理记录检测仪(简称生参仪)对处在舰艇不同位置的9名舰员和1名模拟假人进行生理指标(心电图、心率、呼吸率、体表温度)及两轴向加速度值(Gz、Gy)监测记录;假人只监测Gz、Gy值.同时在舰艇内多个部位安放生参仪检测盒,监测记录舰体所受冲击力的大小.结果 人体表心脏水平所受冲击力Gz值为(0.23～2.17)G,Gy值为(-0.39～0.66)G,在人体可承受的范围内.假人体胸部所受冲击力Gz值为(0.13～1.92)G,Gy值为(-0.42～0.85)G,高于同一位置的真人体.舰体所受Gz值为(3.41～>9)G～(-2.90～-5.45)G;Gy值为(0.91～2.98)G～(-0.49～-1.82)G,明显高于人体所受的冲击强度.爆炸前、后舰员的心率及呼吸率明显增快,爆炸前快心率(107～171)次/min,快呼吸率(22～29)次/min;爆炸后快心率(113～155)次/min,快呼吸率(24～33)次/min,爆炸后30 min内平均心率和平均呼吸率均高于爆炸前,平均心率前后对比有统计学意义(t=2.929,P=0.019).体表温度爆炸前后无明显变化.爆炸过程中没有发生人体损伤.结论 水下爆炸冲击试验对人体自主神经功能有较大影响,本试验中舰员所受冲击作用强度及生理参数变化在安全范围内.
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正加速度暴露后心肌缺血兔缝隙连接蛋白43表达的变化
目的：探讨重复、长时间正加速度（+Gz）暴露后正常和心肌缺血兔缝隙连接蛋白43(connexin 43, Cx43)表达的变化。方法新西兰大白兔60只，随机分为对照组、加速度组、缺血组、缺血并加速度组，每组15只。采用+Gz暴露法，暴露条件：起始+8 Gz，G值增长率约为0.5 G/s，峰值持续时间为1 min，间隔为3 min，一共3次，1次/d，暴露时间为1周。造模结束后处死动物留取左心室前壁心肌组织标本做Western blot分析，检测Cx43表达的变化。结果Western blot结果显示，与对照组比较，心室肌细胞间Cx43水平降低的程度由低至高的顺序依次为：加速度组、缺血组、加速度并缺血组。结论心肌细胞Cx43的降低可能参与加速度诱发缺血心肌产生心律失常的机制。
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正加速度暴露下冠状动脉狭窄小型猪白介素-6和心肌线粒体的变化
目的：研究正加速度（+G z）应激对不同程度冠状动脉（冠脉）狭窄小型猪模型血浆白细胞介素-6（I L-6）和心肌组织线粒体的影响。方法以巴马小型猪为研究对象，采用左前降支丝线环扎法建立不同程度冠脉狭窄模型，并使之暴露于高+Gz环境下，观察各组大可耐受正加速度值以及离心前后IL-6水平的变化，同时取其左心室前壁心肌组织在电镜下观察不同组别心肌线粒体形态的变化。结果在大可耐受+Gz暴露后各组模型猪IL-6水平呈线性升高；冠脉中度和重度狭窄模型猪IL-6的浓度较伪手术组均显著升高，轻度狭窄组则升高不明显。伪手术组线粒体形态正常；轻度狭窄组线粒体排列稍紊乱，其内嵴稍模糊；中度狭窄组嵴模糊、空泡化；重度狭窄组线粒体嵴明显模糊，空泡化较多，甚至破裂。结论大耐受的+Gz对轻度冠脉狭窄的猪IL-6和心肌线粒体影响不大，中度和重度狭窄的猪IL-6升高显著，且心肌线粒体损伤明显；冠脉狭窄越重，IL-6升高越明显，线粒体损伤变化越重。
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+Gz作用下飞行员心血管系统反应特点
目的：观察16名战斗机飞行员在+4 Gz作用下心血管系统反应的特点，为航天员+4 Gz耐力选拔训练提供参考。方法在人体离心机上对16名男性战斗机飞行员进行+4 Gz，持续30 s检查，并实时监测多种生理指标的变化。结果与试验前比较，16名战斗机飞行员心率（HR）、心水平动脉血压（BP）、心搏出量（SV）、血流阻力（TPR）等均发生了显著性升高（P＜0.01），但心输出量（CO）变化不显著；根据HR变化特点，区分出了两种HR反应类型；血氧饱和度明显降低（P＜0.01），并在下降段达到低；脉搏波幅总体上出现降低的趋势，但有两种不同的反应类型，且两种类型的血压反应差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论+4 Gz作用下飞行员多项心血管指标发生了显著性变化，且均存在不同特点，在航天员选拔和训练中应关注这些差异。本研究结果可为做好航天员选拔、训练和医学监督与医学保障工作提供试验依据。
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加速度致意识丧失前驱反应特征及预警方法研究
目的 观察加速度致意识丧失(G-LOC)的前驱反应特征,寻找监测和预警G-LOC的指标和方法.方法 在人体离心机上对37名男性健康志愿者进行了+Gz耐力检查,实时监测了多种生理指标和行为参数的变化.结果 通过对比分析未发生G-LOC前驱反应组(n=21)和发生G-LOC前驱反应组(n=16)受试者在+Gz作用中各项生理指标和行为参数的差异,找到了额部血管搏动幅度、眼水平动脉收缩压、心水平动脉收缩压、心电图QT和RR间期的比值、大心率、头部位置、边灯信号对答情况、眨眼间隔时间、对语音提示信号的反应等指标和参数可用来判断受试者是否出现G-LOC前驱反应,因而可作为G-LOC预警指标.初步建立了多指标综合判断G-LOC前驱反应是否出现的方法,该方法总的预测符合率达91.9%.结论 本研究观察到的G-LOC前驱反应特征和建立的G-LOC预警方法有望在G-LOC预警和恢复系统研制中应用.
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应重视和加强老年人心脑血管病的流行病学研究
人口老龄化是人类社会进步的标志和世界人口发展的必然趋势.据联合国估算,2000年全世界老龄人口达到6亿,到2020年将达到10亿(占总人口的12.9%).值得注意的是,全世界老龄人口的增加速度(年均递增2.5%)快于总人口增长的速度(年均递增1.3%).我国人口老龄化的速度大大超过了世界的平均值,1982～1997年,年均递增3.9%,而同期总人口年均递增值与世界平均值持平.以中华老年医学会规定的标准,60岁以上为老年,则我国目前老龄人口已经超过1.24亿,占总人口的10%.1999年10月中国人口年龄结构已经完成成年型向老年型的转变过程,进入了老年型人口国家.这种趋势在21世纪初仍将继续下去.因此,重视和加强老年人心脑血管病的流行病学研究,已是当前和今后长时期的重要课题.
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女性乳房运动学及主观不适感研究进展
运动文胸能够为乳房运动提供支撑与保护,是女性运动时必不可少的运动装备.对运动文胸进行设计和研发,首先应了解乳房的运动规律.本文调研了当前对乳房运动学及不适感研究的相关文献,分析在不同支撑状态(有无穿着运动文胸及不同运动文胸种类)下乳房的位移、速度及加速度等运动学参数.从运动生物力学角度,结合受试者乳房主观不适感,总结乳房的运动规律,并对运动文胸的生物力学研究发展进行展望.
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加速度传感器测量体力活动的应用综述
大量流行病学研究证明体力活动(physical activity)不足是健康的重要独立危险因素,低水平的体力活动与心血管疾病、糖尿病、骨质疏松、肥胖症、部分类型癌症(结直肠癌、乳腺癌)的发生密切相关[1-3]
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持续性+Gz作用下头盔位移的测量分析
目的测定飞行头盔在持续性+Gz加速度作用下的位移,为飞行头盔的设计改进使用提供依据. 方法通过离心机试验,获得不同+Gz作用下志愿受试者佩戴飞行头盔和装显示器飞行头盔的录像资料,对录像资料进行图像分析,获得头盔的位移曲线. 结果建立了利用录像资料定量分析头盔位移的方法,获得了不同+Gz作用下头盔的位移. 结论利用录像资料定量分析头盔位移的方法可行,测量结果为飞行头盔的设计改进使用提供了依据.
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HP与PHP动作在离心机上的训练方法
目的 建立高性能战斗机飞行员在离心机上训练HP与PHP动作的科学规范方法.方法 依据我军高性能战斗机的性能特点编制离心机训练载荷模式,拟定HP与PHP动作的3d训练程序和方法,高分别训练至6.0、7.0、9.0G.第1日,采用预编程模式,先测试基础+Gz耐力,然后飞行员穿抗荷服或高空代偿服训练HP动作.第2日和第3日,飞行员穿抗荷服或高空代偿服,3.0G时为预编程模式,进行HP动作呼吸方式训练,5.0、7.0、8.0、9.0G时均为闭环模式,飞行员自行拉杆控制进行PHP动作训练.观察55名飞行员训练时的+Gz耐力、心率(heart rate,HR)、呼吸率(breathing rate,BR)和双腿蹬力(muscular force of legs,Flegs)的变化. 结果 55名飞行员中有52人达到8.0G持续10s的训练合格标准,合格率为94.55％.所提高的+Gz耐力为2.0～3.0 G.飞行员的Flegs、HR均随+Gz暴露G值的增加而显著升高(F=111.95～1253.21,P＜0.01),BR控制在20～26次/min左右；飞行员均主诉,主动闭环控制训练比被动训练舒适,更愿意接受. 结论 本研究制定的HP与PHP动作在离心机上的训练方法能够显著提高飞行员的抗荷耐力,进而提高空战机动作战能力.
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重复高G应激后大鼠血清心肌酶谱的变化
目的观察重复+GZ应激对大鼠血清心肌酶谱的影响,进一步验证+GZ对心肌的损伤效应. 方法 24只雄性Wistar大鼠随机分为对照组、+1 GZ组和+10 GZ组(每组n=8).+10 GZ组实验条件为:+10 GZ峰值30 s,5次/d(间隔+1 GZ 1 min),3 d /周,共3周;+1 GZ组每天+1 GZ暴露5 min,对照组不受加速度作用.于末次+GZ实验后次日断头处死大鼠,收集血清,用全自动生化分析仪测定心肌酶谱的变化. 结果 +1 GZ组与对照组相比血清心肌酶谱无明显差别,+10 GZ组血清乳酸脱氢酶、α-羟丁酸脱氢酶、肌酸激酶及其同工酶、谷草转氨酶活性均较对照组和+1 GZ组显著升高(P<0.05). 结论重复+GZ应激使大鼠血清心肌酶谱明显升高,进一步证实了高G应激可致心肌细胞损伤.
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复方红景天提取物对大鼠+Gz暴露后血清超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量的影响
目的 观察复方红景天提取物对大鼠+Gz暴露后血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的影响. 方法 雄性SD大鼠72只,按体重编号随机分为6组:正常对照组、捆绑组、+10 Gz组、复方红景天低(0.75 g/kg)、中(1.5 g/kg)、高(3.0 g/kg)剂量组,每组12只.复方红景天组给予相应剂量的复方红景天提取物灌胃,其他各组给予蒸馏水灌胃,连续14d.14d后,正常对照组不做处理,捆绑组动物只做捆绑应激,其他4组均进行+10 Gz暴露.暴露后,迅速处死动物并收集血清进行SOD活性、MDA含量检测. 结果 大鼠体重均增加,各组之间无统计学差异.与正常对照组比,捆绑组、+10 Gz组、复方红景天低剂量组、中剂量组的SOD活性均明显降低(P＜0.01),高剂量组SOD活性变化不明显.中、高剂量组SOD活性明显高于捆绑组和+10 Gz组(P＜0.01).与+10 Gz组比,中剂量组MDA含量明显降低(P＜0.05),其他各组MDA含量无明显变化. 结论 中等剂量的复方红景天可增加+Gz暴露后大鼠血清SOD活力,降低MDA浓度；对+Gz所致机体氧化应激损伤具有防护作用.
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体位改变对模拟推拉效应的影响
目的用单轴向离心机和下体正压模拟推拉动作,研究后倾座椅对推拉效应的影响. 方法 6名受试者在离心机上直座椅测基础耐力后,着KH-3抗荷服充气300 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)1 min,放气后立即转动离心机,测松弛G耐力.然后将座椅后倾45°重复. 结果下体正压后G耐力显著下降(P<0.01),采用后倾座椅后显著升高(与对照相比,P<0.01;与下体正压后相比,P<0.05).后倾座椅在有和无预先下体正压的耐力之间有显著差别,预先有下体正压比无下体正压时显著低(P<0.01).后倾座椅在预先有与无下体正压时提高的G耐力分别为0.91±0.61和1.17±0.30,差别无显著性意义(P>0.05). 结论后倾座椅可以使推拉效应降低的G耐力提高,但不能完全消除推拉效应.
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轴向量化载荷模拟+Gz致兔腰椎间盘退变的实验研究
目的 观察可控轴向量化机械载荷模拟正加速度(+Gz)重复暴露诱导的椎间盘退变动物模型病理变化,为+Gz致飞行员腰椎间盘退变研究提供实验依据. 方法 将24只新西兰大白兔按照随机数字表法分为对照组、4周组和8周组,每组8只.实验组采用自行设计的可控轴向、量化加压装置,对兔腰4-s椎间盘直接施加40 N的压力,每日10次,每次15s,间隔5 min,4周组加压4周,8周组加压8周,对照组不加压.用椎间盘高度指数(disc height index,DHI)、MRI、组织学及免疫组织化学染色评价兔椎间盘加压4周和8周的退变程度. 结果 ①实验8周组和对照组、实验4周组比较,DHI百分率差异均有统计学意义(P＜0.01),实验4周组与对照组比较差异无统计学意义(P＞0.05);②实验8周组和对照组、实验4周组比较,MRI Pfirrmann分级差异均有统计学意义(Z=3.655、3.330,P＜0.01),实验4周组与对照组比较差异无统计学意义(P＞0.05);③实验8周组和对照组、实验4周组比较,组织学Thompson分级差异均有统计学意义(Z=2.893、2.095,P＜0.05),实验4周组与对照组比较差异无统计学意义(P＞0.05);④免疫组织化学示:实验8周组Ⅱ型胶原退变显著,Ⅰ型胶原在髓核中分布增加. 结论 DHI、MRI和病理学结果显示,实验组腰椎间盘较早发生退变,且受压时间越长,退变越显著.为飞行员腰椎间盘退变的进一步研究提供了实验依据.
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飞行员综合显示头盔稳定性离心机试验方法研究
目的 在载人离心机+Gg环境中获取飞行员综合显示头盔位移的客观测量数据和受试者主观评价数据,探讨综合显示头盔稳定性的离心机试验评价方法. 方法 12名健康男性受试者,按随机数字表法分为A、B两组,每组6人.测试的飞行员综合显示头盔分为A型和B型(包括BⅠ和BⅡ).A组测试A型综合显示头盔,B组测试BⅠ、BⅡ型综合显示头盔.在载人离心机上,按预设的不同“梯形”加速度曲线完成各型头盔测试.G值增长率为3 G/s,峰值期持续10s.A型测试载荷峰值为3.5、4.0、5.0、5.5、6.0 G;BⅠ型测试载荷峰值为3.5、5.0、6.5、7.0、8.0 G;BⅡ型测试载荷峰值为3.5、5.0、6.0、6.5、7.0、8.0G.在离心机座舱内受试者正前方安装高清摄像机,记录不同载荷条件下头盔位移的视频,利用SigmaScan Pro软件计算出头盔位移的客观数据;同时受试者根据对显示信息的观察,在显示信息的纸质画面上记录信息变化,取得量化的主观数据.利用SPSS 19.0统计软件进行主、客观数据与G值之间的相关性分析. 结果 3种综合显示头盔的位移客观测量数据和主观描述视场下移量的数据均与G值呈高度正相关(r=0.847～0.994,P＜0.05),且客观数据与主观数据之间也呈显著正相关(r=0.542～0.602,P＜0.01). 结论 本离心机试验方法获得的综合显示头盔位移客观数据可较真实地反映头盔显示信息视场的变化,与G值相关性强,能够用于判断飞行员综合显示头盔在载荷环境中的稳定性,可为该类型装备的设计、改进和鉴定提供测试手段.
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高+Gx暴露对猴肾脏组织c-fos表达影响的研究
目的 观察高+Gx过载对猴肾脏组织c-fos表达的影响.方法 9只雄性恒河猴,随机分为4组.对照组与实验1、2、3组经受+Gx及其作用时间分别为1 Gx/300 s、+15 Gx/200 s、+18 Gx/165 s和+21 Gx/140 s.使用专用动物离心机,过载暴露后的动物即刻处死、取材、制片、染色.用免疫组织化学方法观察猴肾脏组织c-fos表达.结果 实验组猴肾脏的肾小球充血、肾小管浊肿.肾小管上皮细胞损伤程度呈现出较明显的G值量-效关系.对照组猴肾脏组织结构基本正常.各组动物肾小管上皮细胞有不同程度表达c-fos 蛋白.对照组部分肾小管上皮细胞胞浆呈淡黄色,为c-fos弱阳性表达;实验组c-fos 表达明显增强,阳性产物呈棕黄色颗粒状弥漫分布于肾近曲小管上皮细胞胞浆和胞膜,尤其近管腔面染色加深.实验3组(21 Gx/140 s)较实验1、2组c-fos表达有增强趋势.结论 高+Gx过载作用可诱导肾脏组织中c-fos表达,其表达的强度随着+Gx值的增加有所增强.
关键词： 加速度 肾组织 原癌基因蛋白质C-FOS类 基因表达 -
伞降训练时着两型伞兵保障系统的人体应激反应比较
目的 比较伞降训练时着两型伞兵保障系统的人体应激反应程度. 方法 20名空降兵按随机数字表随机分为两组(每组n=10),分别着A、B型伞兵保障系统进行跳伞和着陆后约30 min的战术演练.动态监测试验日基础状态、跳伞前、跳伞及着陆、战术演练过程中的过载值、心率和体表温度,对试验日基础状态、跳伞前、着陆后等阶段的尿液进行分析,采用自认疲劳分级量表进行跳伞前后的主观疲劳感自评. 结果跳伞不同阶段的载荷值有明显变化.与基础值相比,两组跳伞前,尤其是开始跳伞时、着陆时及演练中的大心率均显著增加(tA=3.75～19.54,tB=5.66～20.71,P<0.01);跳伞前、后的尿比重降低(tA=4.02、2.77,tB=2.76,P<0.01);着陆后至展开、战术演练等阶段的疲劳评分明显升高(tA=3.34、4.90、2.89,tB=3.90、4.46、2.90,P<0.01).以上指标两组间无明显差异.但B组跳伞中和着陆后的胸部体表温度均明显高于A组(t=3.99、2.94,P<0.05). 结论在伞训期间着两型伞兵保障系统人体的应激反应程度大体相似,但B型的热负荷大于A型,在湿热季节着B型伞兵保障系统的热负荷问题值得进一步观察.
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不同+Gz重复暴露下大鼠不同脑区热休克蛋白-70的表达
目的探讨不同+Gz重复暴露后,大鼠不同脑区热休克蛋白70(HSP70)表达强度和时程的变化规律,及其与正加速度致脑损伤的相关性. 方法将雄性SD大鼠随机分为对照组、+2 Gz、+6 Gz和+10 Gz暴露组.分别在暴露后6 h、1 d、2 d、4 d和6 d处死取脑,利用HE和免疫组织化学染色,观察HSP70在鼠脑不同部位的表达,及脑神经元形态学和血脑屏障通透性的变化.结果 +Gz重复暴露可诱导HSP70的表达,其表达强度、持续时间和部位随G值而异.低G值(+2 Gz)下,表达强度弱,持续时间短,但范围较广;高G值(+10 Gz)下,表达仅局限在下丘脑和梨状皮层等部位,呈中等强度反应;中等强度G值(+6 Gz)下,表达范围广(在皮层、海马、丘脑等部位均有HSP70较强反应),持续时间长.结论 +6 Gz诱导的HSP70表达强,持续时间长,为研究热休克蛋白对正加速度致脑损伤的保护作用,提供了实验依据.
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歼击机飞行员+Gz暴露时座椅靠背面上体压分布变化
目的 建立载人离心机上记录和分析+Gz暴露时体压分布的试验方法,探讨+Gz引起的飞行员背部不适的原因及其防护措施,为进行+Gz暴露时座椅靠背舒适性、腰背部防护措施有效性等研究提供参考. 方法 9名男性歼击机飞行员完成了+3.0Gz持续10 s、+5.0 Gz持续10 s及+8.0Gz持续10s的载人离心机训练.用Teckscan压力分布测量系统记录并分析训练过程中座椅靠背面上的体压分布数据,包括接触面积、接触压力及峰值接触压力. 结果 接触面积、接触压力、峰值接触压力随着载荷的升高而增加,差异有统计学意义(F=181.40～2 848.43,P＜0.01).+5.0Gz时下背部的接触面积明显大于上背部(t=2.706,P＜0.05);不同载荷暴露时,下背部的接触压力均大于上背部(t=4.370～8.169,P＜0.01);+1.0、+3.0及+5.0Gz暴露时下背部的的峰值接触压力显著大于上背部(t=2.455～8.087,P＜0.05). 结论 本试验建立了动态观察和分析+Gz暴露时靠背体压分布变化的试验方法.+Gz暴露时座椅靠背面的体压分布变化提示高过载和抗荷动作对背部施加的作用力,可能是导致歼击机飞行员背部疾患的原因之一.
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持续高G对豚鼠前庭耳石器的损伤
目的研究持续高G作用后是否会造成豚鼠耳石器的损伤,为航空航天活动中与此有关的问题提供实验依据. 方法 15只豚鼠随机分为A、B、C 3组(n=5),A组给予+10 Gy 5 min的刺激后0.5 h断头处死取双侧椭圆囊行扫描电镜观察,B组于+10 Gy 5 min的刺激后24 h处死取双侧椭圆囊行扫描电镜观察,C组为对照组.处死前观察各组豚鼠的行为及前庭躯体和前庭眼动反射,并记录其持续时间,凡有任何一项症状者记为阳性.扫描电镜主要观察其囊斑表面耳石、毛细胞等的超微结构变化. 结果 +10 Gy作用5 min后,8只豚鼠出现了耳石器受损的阳性症状,主要表现为头位震颤,头位偏斜,身体侧滚,转圈,自发眼震和眼位偏斜等.其中以头位震颤发生率高,持续时间长.所有阳性症状均在20 min内消失.扫描电镜可见A组豚鼠的椭圆囊囊斑表面呈现两种性质的耳石改变:①耳石消失,代之以大量新生的耳石前体--球状物;②耳石的变性融合,表现为多个耳石失去正常多棱型结构,融合为大的整体.另外,还可见广泛的毛细胞纤毛粘连,倒伏.B组豚鼠的椭圆囊囊斑表现为耳石膜明显增厚,高倍镜下显示表面大量新生的不成熟耳石分布,耳石的形状表现为两端钝圆膨大,呈哑铃型.同样可见广泛的毛细胞纤毛粘连和倒伏,程度比A组的没有更大的改善.左右耳未见明显差别. 结论豚鼠暴露于高G环境后可造成耳石器损害,但可较快地部分恢复.提示航空航天活动中,人体暴露于持续高G后有耳石器损害的可能.
