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医学超声在空间站的应用及展望
超声仪器作为常规的医学影像设备,在临床上已经广泛应用多年,深受广大医务工作者的推崇.自人类载人航天活动以来,超声仪器因具有体积小、质量轻、功耗低、无辐射等优点,成为空间站唯一的医学影像设备,在保障航天员健康和人体生物医学研究方面发挥了不可或缺的作用,并体现了重要的应用价值.本文首先回顾了在空间站上应用超声所取得的研究成果,然后介绍了目前国际空间站超声应用状况,并根据航天飞行中人体常见的变化,结合当今肌肉骨骼超声新技术发展趋势,展望未来超声在航天飞行中的应用前景.
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失重与骨代谢调节失衡
在失重飞行引起的所有人体生理系统变化中,其骨代谢的调节失衡为严重的危害.其他生理系统的变化在航天飞行中会达到一种新的平衡状态,返回地面后,经过一段时间可以很快得到恢复.但骨钙的丢失却持续发展,且在返回地面后需要很长时间恢复.今后载人航天的重点在于长期飞行,太空失重导致航天员骨质疏松引起的危害就更大,因此失重状态下骨质丢失的研究已成为目前航天医学研究的重点.
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航天飞行训练模拟器接口系统可靠性分析
目的 对含有功能相关性和负载相关性部件的航天飞行训练模拟器接口系统进行可靠性分析.方法 通过构建马尔科夫模型,求解状态方程的方法分析动态子树;以故障树分析法(fault tree analysis,FTA)对整个系统进行可靠性分析.结果 从模拟器接口系统可靠性模型可计算出工作1200 h后,接口系统故障概率为23.44％,而基于传统的串并联模型计算出故障概率仅为21.80％.结论 在状态相关系统中,构建动态子树并以马尔科夫方法求解是一种有效的方法.相比一般的串并联模型,其可靠性分析结果可信度更高;进而在激发事件等关键环节采取冗余设计,可大幅降低系统的故障概率.
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模拟长期载人航天飞行中典型身体活动代谢率测量与负荷分级研究
目的 测量模拟长期载人航天飞行中不同典型身体活动的能量代谢率,并使用代谢当量进行活动负荷分级.方法 使用能量代谢测试舱测量23名受试者模拟航天飞行中的典型活动的能量代谢率,并计算代谢当量,通过与国内外标准比较与方差分析结果进行负荷分级讨论.结果 “阅读”、“网页浏览”、“医监医保”、“仪表监视”、“舱室日常照料”、“平板电脑游戏”代谢范围在444.45 ～ 650.06 kJ/h,6种锻炼活动代谢范围在1104.59 ～1748.99 kJ/h,6种锻炼后个人卫生整理代谢范围在524.04 ～ 624.17kJ/h.方差分析表明,“阅读”、“网页浏览”、“平板电脑游戏”3种活动代谢当量间无统计学差异,中等强度与低强度锻炼方案无统计学差异,同一锻炼项目不同方案的个人卫生整理间代谢当量无统计学差异.结论 根据代谢测量与代谢当量的比较结果建议将航天飞行典型动作分为“轻松状态”、“轻度负荷活动”、“中度负荷活动”三个等级,其中锻炼活动的代谢等级应根据个人测量情况设计.
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空间在轨飞行对个体积极情绪和额区EEG偏侧化的影响
目的 评估航天员短期在轨飞行中的情绪调节能力和情绪反应倾向.方法 采用积极情绪量表对“神舟”9号3名航天员13 d在轨空间飞行环境下的积极情绪和额区EEG偏侧化程度进行了测量.结果 发现3名航天员在飞行前、飞行中和飞行后呈现出积极情绪活动水平逐渐升高而后略有下降的变化趋势;神经电活动的记录显示,额区EEG偏侧化的变化趋势与积极情绪的变化趋势接近.结论 航天员短期在轨飞行没有达到衰弱化症候的易感期,且由于良好的心理对抗措施,其积极情绪整体水平较高.额区EEG偏侧化与积极情绪变化相关联,可能反映了即时的情绪调节能力.
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航天飞行对人体睡眠-觉醒节律的影响研究进展
人类多次航天飞行数据显示,航天飞行环境会对人体的昼夜节律和睡眠-觉醒状态造成一定影响.部分航天员不同程度地发生生物节律失调、睡眠不足甚至失眠的情况,对工作绩效与健康造成不良影响.本文综述了航天飞行环境对人体睡眠-觉醒周期和昼夜生物节律影响的研究进展,为进一步加深航天环境因素影响人体睡眠-觉醒功能的认识,并采取有效防护干预手段,保障航天员健康与高效工作提供参考.
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长期空间站驻留后航天员返回地面时着陆冲击耐力分析
在长期空间站驻留期间,人体生理机能会发生一系列的改变,机体终会适应这种失重环境.但是流体静压消失使机体的有效循环血量减少,并且心血管系统处于一种低动力状态,重力消失导致的骨丢失和肌肉萎缩将持续进行.在航天任务结束后返回地面的过程中,航天员会再次受到着陆冲击过载的作用,此时机体尚未完成对重力的再适应过程,因此其耐受性会比航天飞行前有所降低.但到目前为止,其降低的程度还不完全清楚.本文在总结飞船着陆冲击特点的基础上,综合分析人体着陆冲击耐力及其影响因素,以及长期空间站驻留机体的变化对着陆冲击耐力的影响,并借鉴NASA3001标准,分析了长期空间站驻留后航天员着陆冲击耐力下降的程度.
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航天员腰痛研究的进展
本文首先综述了航天飞行及模拟失重实验中腰痛的发生情况,以及与航天员腰痛相关的组织在航天及卧床实验中的研究概况;其次,分析了航天飞行任务中航天员发生腰痛的可能机制;后介绍了相应的对抗措施,旨在为航天飞行中航天员腰痛的防治提供参考.
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受控生态生保系统180天试验人体表菌群结构研究
目的 了解受控生态生保系统下长期生存对乘员体表微生物种群状况的影响.方法 利用地面密闭舱4人180天实验,分别于实验前、进舱后30天、60天、90天、120天、150天及撤离前,对4名乘员的体表(包括额头、耳后、肘窝、腋窝,腹股沟)进行采样,采用16S rDNA V3-V4区的Illumina高通量测序技术,并进行生物信息学分析,包括群落结构、多样性、主坐标及物种丰度分析.结果 肘窝和前额菌群多样性显著高于其他体表位置.体表菌属主要分属放线菌门、厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门等.在属水平,5个部位优势菌属为棒状杆菌和葡萄球菌,此外丙酸杆菌属在额头和耳后两位置也占优势比例.主坐标分析结果显示在属水平,肘窝在构成上有独立性,腋下和腹股沟菌群结构相似,额头和耳后菌群结构相似.与进舱前比较,乘员在进舱后第1个月菌群变化明显,之后逐渐恢复稳态.结论 人体在不同体表位置菌群多样性不同;菌群结构在门水平差异小,但在属水平不同部位菌群结果有所差异.受控生态生保系统密闭环境作为应激因素可影响体表菌群结构.
关键词： 受控生态生保系统 Illumina Miseq 微生物群落 航天飞行 -
中药对辐射损伤的防护作用
随着核能广泛应用于科技、生产及日常生活,不可避免地会给人们造成辐射损害.临床上对癌症患者进行的放疗、职业性受照人员的辐射性损害和航天飞行中人员受到的空间辐射等受到高度重视.人们一直在探索有效的防治辐射作用的药物.目前已知的一些具有防治辐射作用的药物,多数毒性较大,因此,期待开发出毒性较小、可用于临床的中药.笔者简述中药的辐射防护作用.
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航天飞行环境对神经免疫调节的影响
在航天飞行中机体多系统出现生理适应性反应,其中免疫系统功能异常会导致其它疾病的发生,因此空间飞行环境对免疫功能的影响是值得人们关注的问题.空间飞行环境使机体处于应激状态,此状态下机体免疫功能的改变部分是由于应激作用通过神经内分泌系统的反应而作用于免疫系统,同时免疫系统通过分泌细胞因子对神经内分泌系统也具有调节作用.
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2004年我国医药经济展望
在2003年我国经济高速、健康发展,在航天飞行成功的欢庆中,我们迎来了2004年.2004年是实现"十五"计划的关键的一年,也是全面落实十六大和十六届三中全会精神,深化改革、扩大开放、促进发展的重要一年.
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模拟失重大鼠对间断性人工重力反应的系统特异性
业已证实,生理系统低重力暴露的需求存在较大差异.例如,在血管与骨这两个截然不同系统之间的初步比较研究得知,两者不仅在组织水平的力学调控机制差异较大,且失重性骨质丢失还与钙沉积-吸收的变化有关.间断性人工重力对血管的有效防护作用可能与血管拥有在1G重力环境下恢复其原有预应力和张力整合状态的“记忆”功能有关.除长期的钙沉积-吸收过程,骨组织还涉及成骨细胞和破骨细胞更为复杂的张力整合模型机制.细胞水平的钙动力学模型(CellML)业已提出,我们希望生理组学能够利用这类模型框架进一步解释骨组织对间断性人工重力反应性低下的机制;并评估“间断性”或“连续性”人工重力方案何者更适用于未来探索级航天飞行任务.
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人类健康之星:宇航员心理素质透视
健全的心理寓于健康的身体--宇航员是世界60亿人口中身心健康的典范,这一点是勿容置疑的.随着我国"神六"航天飞行的成功,人们对宇航员的素质空前关注.一方面,我国和世界航天事业的发展,需要更多健康青年加入宇航员的行列;另一方面,随着美国的三位富豪已成为太空游客并安全归来的事实,说明太空旅游已经离我们不再遥远.
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载人航天60问(9)
39.飞行中航天员得了病怎么办?人们外出远行时,经常根据自身及环境条件准备一些药物,以备急需.而航天飞行远离地球,携带药物那更是必须的装备.
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载人航天60问(6)
27.航天飞行对生殖生育有影响吗?早在上个世纪60年代,前苏联的生物卫星就曾送老鼠上天"结婚",让雌鼠在太空中怀孕和分娩获得成功.美国也加强了这方面的研究,尤其是长期太空飞行任务提出后,有关这方面的实验就更多了.他们先后将鼠送上天,研究胚胎在太空中孕育和生长的全过程,结论是:动物可以在太空中怀孕和生育,但幼鼠的骨骼脆弱,容易折断,肌肉也松弛无力.当将鼠放在一个产生重力的小离心机上,用离心机旋转产生的离心力来替代地心引力时,这种情况就消除了,这说明重力消失对运动的生长还是有一定影响的.
