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为太空遨游保驾护航
2003年12月15日20:42    来源: 健康报
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  北京时间2003年10月16日清晨,中国首位航天员杨利伟面带微笑乘“神舟”五号飞船自天外凯旋,实现了中华民族遨游太空的梦想。这次载入中国航天史册的太空之旅,历时21个小时,巡天60余万公里,它的成功离不开我国航空航天医学专家的保驾护航。

  10月21日下午,我们赴空军总医院专程采访了当年参与选拔杨利伟的航空医学老教授张相尧、全军临床航空医学中心主任徐先荣教授,并电话采访了百忙中抽身回到家中的“神舟”五号航天员杨利伟的“全程医监”李勇枝研究员。

  ■选拔航天员,病史询问就达102项,对胶布或代用品过敏者都会被淘汰

  今年72岁、已退休在家的张相尧教授,近几天完全沉浸在“神舟”五号载人飞船成功返回的喜悦中。戴着老花镜,他和老伴为我们捧来了一摞原始资料,其中那科学、合理、操作性强的《航天员医学选拔标准》,是在没有参考资料借鉴的情况下,经过几十位医学专家两个月的反复研讨制定出来的。

  张教授告诉我们,1996年11月他们接受了一项重任———从60名空军飞行员中筛选预备航天员和教练员,而这60名候选人又是从符合基本条件的1506名空军飞行员中选出的。要知道,载人飞船对航天员的要求很高,如体重须在65~70公斤之间,身高170厘米左右,年龄25~35岁。此外,还要求飞行员近3年体检均为甲类,无烟酒瘾,飞行成绩优良,并有献身精神和良好的相容性,意志坚定。

  航天、航空虽仅一字之差,但前者的体检标准却更为严格。一位对胶布及代用品均过敏者,被坚决淘汰。飞机飞行员多在1万米以下高度飞行,而航天员的飞行则高达几十万甚至几百万米。为了冲出大气层,宇宙飞船必须加速度运行。如果航天员不具备良好的加速度耐力,飞船一飞冲天时,由于血流急剧涌向下肢,航天员会发生脑缺血导致晕厥、黑视。此外,太空环境的失重、减压病等也考验着航天员的身体素质。

  倘若严格按标准筛选,60人或多或少都有“瑕疵”。为此,专家组确定,本着优中选优的原则,划清“病与非病、残与非残、可治与不可治”三个界限。一位飞行员携带的既往体检记录中,记载他曾有过迷航史,有关人员专程调查,排除了他身体的原因。另一位飞行员甲状腺右叶偏大,经ECT等仔细检查及专家会诊讨论,认为是单纯性肿大,不影响航天飞行,因而批准入选。还有的飞行员患有足癣,专家将其列入可治疾病之列,也通过了选拔。这一“辨疾病、辨功能、辨转归”的初筛原则,使通过临床医学第一轮选拔的32人,进入了航天医学工程研究所的第二轮特殊功能选拔,最终有12名航天员、两名教练员获通过。

  ■航天环境适应性训练,实际上是向人的生理极限挑战

  空军总医院全军临床航空医学中心主任徐先荣教授告诉我们,航天员对体重、耐力、速度、灵活性、柔韧性、肌力等都有着更高的标准和要求。从某种意义上说,航天环境适应性训练实际上是向人的生理极限挑战。

  我们了解到,在第二轮特殊检查不合格的飞行员中,有44%是超重耐力差。超重耐力检查,正向超重耐力不应低于3倍重力加速度,横向超重耐力应为正向的3~4倍。超重耐力训练要求航天员在8倍重力加速度的条件下持续40秒,它是最有效的生物医学训练方法之一。训练方式一是在离心机上做正向和横向的超重耐力训练,根据人体适应性规律逐渐加大负荷,并周期性地进行大负荷应激;另一种是在飞机上训练。

  与超重相对应的是失重适应性训练。训练的主要方法是用飞机作抛物线飞行,训练时航天员产生的失重时间仅数十秒,有些人的感觉紊乱可在30多次,重复训练后完全消失。短期失重的反应主要是,前庭植物性神经功能紊乱和空间错觉,长期失重还会伴有血液动力学和代谢方面的变化。在飞机上训练,实际上是超重、失重交替出现。模拟失重的训练方法包括长期卧床和浸水。前者可使肌肉负荷下降,血液向头部和上身转移,这些都与失重时相似;后者需将受试者浸泡在特制的盐水槽中,人体处于半躺位置,头部露出水面或将头部也浸没在水中靠特制的装置呼吸。由于水可产生一定的浮力,减少重力对人体的影响,进而模拟失重状态。失重对于心、肺、脑功能都是一个严峻的考验。失重初期,人体心率加快,稍后逐渐下降。因此,选拔航天员时,24小时的动态脑电图和24小时的血压监测必不可少。我国航天员的失重飞行训练当初是在俄罗斯航天员训练中心进行的,曾有一个架次飞了12个抛物线却无人呕吐的良好记录,令俄方钦佩。

  据介绍,航天时由于失重引起的体位错觉、前庭植物神经反应等称为“航天运动病”。具体来说,人进入失重状态就会出现漂浮感、下落感、头倒位错觉、倾斜错觉等,持续时间从几秒钟到几小时不等。除错觉外,个别航天员还发生过前庭躯体反应,如眼球震颤。比较严重的症状有,上腹部不适、食欲减退、厌食、恶心、呕吐等。第一位航天运动病患者是前苏联的一位航天员,以后美国也有一些航天员曾发生航天运动病,突出的例子是阿波罗9号登月舱驾驶员曾两次呕吐。一般来说,5~7天后,航天员可逐渐适应失重环境,航天运动病症状消失,但这种适应是不完全的,在舱外和工作间活动时仍有部分症状发生。

  降低运动病的发生,是航天医学的重点研究内容之一。如低压缺氧训练要按照相当于每秒15米的速度,迅速提升到5000米的高空,在氧气稀薄的情况下持续30分钟;前庭功能训练要求航天员自旋转、振动或坐在离心机中,用4倍重力加速度转动并突然停止,还要求闭上眼睛转动脑袋。实践证明,前庭功能正常并经过良好训练的人,航天时不易发生前庭植物神经紊乱症状。训练效果好的表现为:心率和血压波动幅度减低,空间错觉消失,耐受时间延长等。前庭功能训练主要是为了减少太空飞行过程中易发的运动病,而此病是目前航天界悬而未决的难题,发病率高达30%~50%。俄罗斯非常重视前庭功能训练,而美国则主要采用注射药物的方法来防止运动病的发生,我国则采用综合方法,一方面进行训练,同时也研制了几种预防运动病的药物。

  ■心理学贯穿整个选拔和训练阶段

  在轨道上航行的飞船里,同地面站的联系有限,仅能通过面积很小的舷窗观察外界空间,舱外一片寂静,舱内环境狭小、单调,会引起孤独、焦虑、烦躁等,甚至出现错觉、幻觉。而躯体的不适,会加重心理上的不稳定。此外,情绪紧张也屡见不鲜。在飞行的关键阶段,如起飞、返回、出舱活动,从一个飞船过渡到另一个飞船时,特别是自控系统失灵、通讯中断、系统故障等时,航天员都会有明显的紧张情绪。即使在正常的飞行和科学实验任务中,由于工作繁重,时间不足,也会产生一定的情绪负荷。因此,心理学选拔是航天员选拔的重要条件之一,并贯穿于整个选拔和训练阶段。

  为查明受检者的个性特点,检查应激时的行为和情感反应,需进行谈话、实验心理学试验、个性试验。鉴定评价的内容包括:注意力、失败情况下的情感稳定性、自我意志适应等。心理训练包括放松训练、表象训练、讲授自我心理调节方法、提高协作相容能力等,以培养航天员勇敢、沉着、坚强、果断的心理素质。训练中,要不断地观察受检者控制包括居住条件在内的环境参数的可能性、调节情感状态及应激反应的能力,测定其对特殊条件的适应性。

  心理训练中隔绝训练对航天员是一个艰难的考验。记者获悉,每位航天员都要单独在一个绝音室里生活一段时间。没有音乐,没有人交谈,没有来自外部世界的任何干扰,这种孤独、异常的考验常人是难以忍受的。在这次32人的第二轮特殊检查中,有28%的飞行员因心理不稳定被淘汰。

  ■医监医保全程跟踪,与杨利伟通话6次

  “‘神舟’五号,我是医监医生。从地面观察你的状态很好,各项生理指标正常,你自我感觉如何?”“感觉良好,完毕!”10月15日凌晨,北京西郊的航天指挥控制中心灯火通明,载人飞船成功升空后,航天医学工程研究所航天员医监医保研究室主任李勇枝研究员,9时36分与杨利伟首次通话。

  在“神舟”五号飞船的飞行任务中,医监医保人员功不可没。10月17日晚19点15分,记者与这位女研究员进行了见缝插针的短平快采访。

  她告诉记者,为确保“神舟”五号的载人安全,仅医监医保人员就达40多人,其中3人是乘组医监医保人员。在杨利伟登舱前、中、后一直全程保驾,先后有6次通话。登舱前,医监医保人员与杨有过3次通话。目的是通过严格的医学检查和处置,护送他安全登舱,业内称“医学放行”。杨利伟登舱后,在21个小时的太空飞行中,李勇枝主任通过特殊的通话设备又与其对话3次。由于杨利伟身体状况一切正常,所以此次航天医务监督完全按照规定的通话次数进行,没有增加次数,也没有启用医学应急预案。对于她的询问,如自我感觉、食欲、睡眠怎样等,杨利伟都回答良好。据介绍,杨利伟在太空吃了3顿饭,食品种类包括:鸡、鸭、牛肉和鱼,另有饼干、月饼、腐竹、咸菜和各种饮料等,这些航天食品都是高热量、低纤维、少残渣、小型化的。飞船上还配有航天药箱。李勇枝说,杨利伟出舱后经健康检查,体重没有变化,临床各科和实验室检查都正常。

  据航天医学工程研究所研究员王德汉、俞尧荣介绍,航天员的医学监督分四部分,即训练期间和航天前、中、后期。训练期间的医学监督主要目的是保证航天员的身体健康和完满的训练效果,主要内容是进行一般的医学和空间医学常识教育,特别要使航天员了解人体在航天的应激反应和克服的方法,熟悉个人防护救生措施及航天时的生活、作息和卫生等事项的处理。对航天员作定期的体检,及时发现潜在疾患,为保证航天时的高效率工作,还要进行睡眠训练,使航天员在出现睡眠干扰和生活规律失调时仍有充足的睡眠。

  航天前的医学监督,主要是对飞船座舱设备、生命保障系统和个人防护救生装备,按医学要求进行系统的、全面的检查。飞船座舱内应设置常规和特殊药品及急救器材,特殊药品包括:抗超重药、抗运动病药、抗心血管失调药及提高工作能力药,并教会航天员一旦发生疾病,如何应用。航天员在发射前,应进行全面的医学检查,最后评定其身体健康状态是否可以按期航天。

  航空中的医学监督通常借助飞船和地面站的遥测系统装置,采用人体生理生化指标、座舱环境参数、通话和电视图像实现医学监督。一般来说,航天最初阶段以精神紧张为主,中晚期常表现为前庭—心血管系统功能状态的障碍。飞船发射后,医监医保人员在控制中心和地面站的医监台上,与航天员保持通话联络,了解航天员身体健康状态和工作能力情况,提出应采取何种应急措施或决定是否继续航行。

  航天后的医学监督,首要的是制订营救航天员的医学方案并组织实施。航天员正常返回地面时,可在预定着陆点设置医疗救护站。异常返回时,医护人员要迅速到达着陆点,实施紧急医疗救护。航天员返回驻地后,要进行一系列的医学检查,作出对身体健康状态的总评价,为制订下次航天医学监督方案提供科学依据。

  中国首次载人航天飞行使人们的目光聚焦在航天员身上。作为飞船飞行过程中的管理者、驾驶者和监控者,航天员肩负着天地交流的重任,其安全升天和顺利返回涉及航天生命科学和航天医学的方方面面。载人航天飞行是一个以人为中心的医学和工程学前沿科技的高度融合,其众多科研成果将为人类健康以及和平利用空间提供更多的启示。


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