下体负压裤的研制与应用

下体负压裤的研制与应用 ?56? 下体负压裤的研制与应用 孙喜庆姚永杰吴兴裕吴宝民 ? 新技术? 【美麓词](Keywords)下体负压(Lowerbodynegativepressure)?心血管功能 (Cardiovascular~nction)}设备设计(Equipmentdesign) 【中胃瞳责科分娄法分娄号】R852.21 下体负压(1owerbodynegative pressure,LBNP)是模拟重力一惯性力场 对人体循环功能影响的有效方法之一+ 在航空航天医学教学,科研及医疗等工 作中已得到广{乏应用口.国内外已研制 成功卧位和坐位下体负压舱口,+其性能 大同小异.但下体负压舱体积大,笨重, 不便于飞行员/宇航员的使用及执行任 务.因此,研{目I一种轻便,有效,安全且可 普及推广的下体负压装置很有必要.国 外曾报道在航天飞行中应用下体负压裤 (Chibis裤)以对抗失重的影响.近期 我们研{目I出一种下体负压裤.其结构及 其应用情况如下. 一 ,设计与制作 1.设计要求: . (1)一般要求;下体负压裤能覆盖腰 部以下部位,密封效果好}裤子内侧壁与 肢体应有3,5cm的间隙穿脱方便}裤 子腿部能适度弯曲.便于负压作用时下 肢的活动}材料应轻便,总重量不超过 7.5kg. (2)性能要求:下体负压裤的压力范 围为0,一100mmHg(1mmHg一 0.133kPa),负压控制精度?1.0 mmHg}超过一I10mmHg时+应有自 动卸压装置-密封性能好+当负压抽 一 100mmHE时.能够维持1h,裤子不 压缩,不变形. 2.结构下体负压裤的结构如图1所 示.由裤腰,裤腿,靴子及背带四部分组 成+总重量7.0kg.裤嚷及靴子由玻璃钢 制成,能够耐受一100mmHg的压力而 不变形}裤腿内侧壁为多个环行钢架+ 作者单位.710032西安,第四军医大学 航空航天生物动力学教研室(孙喜庆,姚永 杰,吴兴裕)一441002潮北襄樊,汉江机械厂 (吴宝民) 外覆强度高,伸长率低,气密性好的特{目I 材料(涂胶布),既能使裤内保持规定的 负压环境+又能使裤腿可弯曲(90). 人体穿着下体负压裤后可行走. 裤腰上口粘贴一宽度为20cm环形 橡皮围带,裤腰上口内侧壁粘贴一环形 气囊+穿好裤子后+通过外侧的单向充气 活门给环形气囊充气,使之紧贴于人腰 部.使下体负压裤保持密封. 裤腰前部有以下结构:?抽气孔.面 过控制系统与真空泵,平衡桶相连,可使 下体负压裤内压力降低}?测压孔.与真 空表相连.指示裤内压力;?卸压阀门. 试验中需立即终止或试验结束后+旋开 此阀门可使下体负压裤迅速卸压}?安 全阿门.为限压自动保护装置,当下体负 压裤内压力达到一110mmHg时,安全 阿门自动打开卸压. 瞳1下体负压裤结构示意图 T蹦 l,{I? 州,L瞧 lt蹙 屯tlJ Il,扎 扎 直1_ II1_ 1年3月第12卷第1蝌ChinJAerospaceMed.Mar~h2001,Vol12,No 二,使用方法 根据试验的不同要求.可采取立位, 坐位或卧位进行.受试者穿好下体负压 裤后,调整腰部橡皮围带并扎紧,然后给 裤内环形气囊充气(压力为15mmHg 左右),以保持下体负压裤密封开启真 空泵,使平衡桶内压力达到740 mmHg左右.然后通过控制系境使下体 负压裤内压力达到所要求的数值 三,应用情况 1.性能测试通过假人进行下体负 压裤的性能测试+结果表明,当负压抽至 一 100mmHg时,能够维持1h,裤子不 压缩,不变形.下体负压裤的负压控制精 度满足?1.ommHg的要求.当裤内负 压达到一110mmHg时,安全阀门自动 打开卸压,负压裤在2s内卸压至零. 2.^休试验: (1)不同负压值的卧位LBNP试验- 年龄(23.8土6.1) 6名健康男性志愿者. 岁.身高(165.8土7.5)cm.体重(54.3土 79)kg.利用下体负压裤进行卧位下体 负压试验,负压梯度为:30mmHg, 3rain一恢复正常(3min)一一5O mm}Ig.3min一恢复正常(3rain)一 一 70mmHg,3min.在每个负压梯度作 用1,2,3min时测量心率(heartrate, FIR)和左恻肱动脉血压,并与每次负压 作用前相比较试验数据用均数土标准 差在士)表示.采用SPSS7.5统计软件 进行双因素方差结果表明.在 一 30,一5O及一70nunHg的LBNP作 用时,HR均显着增加,收缩压(systolic bloodpressure,sBP)均显着降低+平均 动脉压(meanarterialpressure,MAP) 有降低趋势,舒张压(diastolicblood pressure,DBP)~I无明显变化fHR随负 压值的增加而增加.LBNP解除后HR 和SBP均很快恢复正常(图2). (2)一30mmHg持续1h的卧位 LBNP试验另选6名健康男性志愿者, 年龄(23.54-4.3)岁,身高(166.1土7.1) cm.体重(55.84-4.O)kg,利用下体负压 裤进行持续1h,负压值为一3o1liraHg 的卧位下体负压暴露.LBNP暴露前,负 压作用l,5,10,20,40和60min及负压去 除后1m[n,测量受试者的心率和左侧肱 l40 一 120 目 100 ,80 荟 目60 垂 一 ?一收缩lrSBP 一 0一'rl:,r 一'一张晤(DBI) , :一, 由2不同负压值的下体负压时心率,血压的变化(一6,j士) 一 ^一收鲔压rSBP) 一 0一平均动艟(蝣P }T#二耄. 二{二:=}=工,,#———1.———rT一一__一一—工一一工上 由3?30Hg持续lh的下体负压时 心率,血压的变化【力=6.土) 动脉血压.试验数据用均数土标准差(j ?)表示采用SPSS7.5统计软件进行 双因素方差分析.结果表明+在一3o mmH的LBNP作用时.HR均显着增 加.SBP均显着降低.MAP有降低趋势. DBP则无明显变化LBNP解除后HR 和SBP均很快恢复正常(图3) 四,讨论 下体负压已成为航空航天医学领域 中广泛应用的一种试验方法它可使体 藏向下半身转移,造成血藏在下半身谈 积,导致有效循环血量减少,眼水平动脉 材 一 一 加如加肿? 坚窒篮玉医生垒志2001年3月弟i2卷第1期ChinJAerospaceMed,March2001,Vo1.12mN1 血压降低,由此引起心血管系统的一系一30mm}k/s.控制简单,精度高,密封a1Cardiovascularandhormonatresponse 列功能的改变,故可用来模拟+Gz的生性好,且重量轻,体积小,价格适中,使用叫加}w神朋I…m卸 理作用及进行立位耐力的评估"研究方便.1998年.我们利用该下体负压裤进,JGnPhyio].1996,3(1):37—48 表明,一40mmHR的下体负压对坐位行了LBNP锻炼对抗21d卧床致立位孙喜庆,张立藩,吴兴裕?等快速下悻负 人体产生的吸力相当于一2Gr+3G耐力的研究.取得了良好的效果n:.但尚星嚣墨失7(的2)太:88鼠9模1,蛩中 对人体的应力.在航天飞行时,失重引存在工艺粗糙,下蹲不灵活.材料不够精5VergheseCA,PrasadASK.Lowerbody 起体液头向转移,导致心血管功能失调.良等缺点,与俄罗斯的下体负压裤尚有.m…"?"州 下体负压锻炼被认为是防止微重力所致一定差距我们研制的下体负压裤在地SpE?Med,1993,54(2).165 芝萎嚣用应诱之一,其可靠的治疗效果已被空间飞于空间站则需进一步的完善和改进.二二='",'u=:::',一一 行实践和地面模拟试验的结果所证参考文献Nic删goJanAE,SawlnCF,Grig.nev 实.Verghese等15]和肖一之旧研制的AI?Counterm?stosp~cedeeondl 下体负压舱满足一定的试验要求,但有uLe p eSM h 'Benne … ttBS' . Ha p r i g 耻 ens l. A wR:一InPh,Ni南cog【ossiandAMEed,Poneor.S3L州. 其局限性.下体负压裤的研制与应用在 nega~dvepressureex~rcise~in'caiasexered.Ma]vern;Lea8LFebigerPress,1994. 国外最早开始的是俄罗斯,我国航天医sclse三la9[卯ter,29 be ( d 7): r s es 9 t P . 一 9 M .. e . sc' 8;吴裕,孙喜庆.等.下体负压对 学工程研究所已从该国引进了这种设2CharlesJB,LathersCM.Summaryof抗2l天卧床后立位耐力不良的研究.航天 备,该裤自带负压控制装置,但重量大,】?b0dynegtatpresupe医学与医学工程,1999,12(2)97—100 价格昂贵a我们研制的下体负压裤性能coI,l994,3 . 4():571-.58 3-[收稿日期:l999一o7一o7] 可靠,稳定,使用时.负压下降率可达3Mail]etA,Faget~S,AltevardAM,e(本文编辑鲍杭中) 扣+一扣+一扣+一扣+一+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣+一+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣+一扣 ? 病例? 飞行员空中低血钾性周期性麻痹发作一例 范利斌 【关蕾调](Keywords)低血钾(Hypokalemia)f家族周期性麻痹(Fam1]ia]periodicpara]ysis)|病例报告(Casereport) 【中蕾圉书资料分类法分类号】R853.1 一 ,临床资料 患者.男性,38岁,运一5飞行员,飞行 时间1500h.主诉2000年4月11日转场飞 行中出现倦怠,精神不振.双侧手指及前 臂发麻.并伴有轻度呼吸困难,经查.血 糖,脑电图及心功能均未见异常.血清钾 未查.来做特殊处理休息3d后症状消 失.2000年5月15日在执行任务时再次出 现上述症状,且麻木感向躯干及双下肢 延伸,继之出现手指轻微伸屈不利,由副 驾驶驾机返回,急送466医院诊治.患者 否认既往有类似症状发作.追问家族史, 其二蛆,三姐均有类似病史. 查体:患者血压为120/67mmHg 作者单位050071石家庄,中国人民解 放军第四飞行学院门诊部 (1mmHg=0.133kPa).四肢肌力下 降,腱反射减弱.血清钾2.2mmol/L(正 常值为4.1,5,6mraol/L),其它化验及 特殊捡查未见异常.诊断:低血钾性周期 性麻痹.给予lO氯化钾3Oml加入 0.9氯化钠溶液1000ml中静咏缓慢 滴注后上述症状缓解.巩固治疗3d,症 状消失.复查血清钾为4.8mmol/L.观 察1十月无复发出院.结论:限制飞行台 格自2000年6月18日出院至今6个月共 参~t118场次,其中16场次担任塔台值班, 空中累计飞行时间仅8h采.每次飞行 及剧烈运动后均有轻微麻痹症状.测血 清钾最低为2.7mmol/L,波动于2.7, 4.3mmol/L之间. 二,讨论 低血钾性周期性麻痹是神经肌肉 系统的钾代谢障碍性疾病常见于青壮 年男性,80有家族史.过度劳累,剧烈 运动等可为本病诱固.每次发作持续数 小时至2,3d,平均12h.本病倒具有上 述特点.因此.笔者建议:?招飞工作中 应重视对家族史的调查.严把招飞关.? 航医在航卫工作中应严格执行航卫条例 及出院医嘱.严格把握此类飞行人员的 运动量和飞行强度,减少诱发因素.@制 定飞行日前后检测和定期复查电解质措 诱,准确掌握其身体状况,把好放飞关. ?飞行实藏阶段严格限制其飞行课目. 并需他人同机参训.?对因身体及心理 因素长期严重影响飞行者.建议尽早作 停飞处理,确保飞行安全. [收穑日期:200卜0卜09] (本文编辑鲍杭中)