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航天员在太空如何为自己检查心血管功能?

科学 中国载人航天

微重力环境下,人的体液会重新分布,血液会向头部、上肢转移,长期飞行会给航天员的身体带来诸多不适应,心血管等方面会发生变化。那么,在我国天宫二号空间实验室中,航天员是如何了解这些身体指标呢?

为获取航天员在失重条件下的心血管功能参数,天宫二号专门配备了一个高度集成化的心血管指标采集系统,与法国合作开展了失重心血管功能研究实验(简称“CDS实验”),具有在轨检查航天员身体相应指标的作用。在轨飞行的前四个星期是心血管变化最显著的时期,之后会建立一个新的稳态。因此,30天的在轨飞行是失重心血管功能研究的最佳时期

针对这项在轨实验,航天员陈冬在天宫二号内对CDS装置进行了详细的科普,分别向大家介绍了测量心率、血压和呼吸的设备。

CDS装置装有一根心电信号线,线上有四个探头,连接在身上可以测量航天员的心率。

航天员在太空如何为自己检查心血管功能?

陈冬介绍心电信号线

在心电信号线下面的口袋里,装有测量血压的设备,与地面上操作一样,展开后套在胳膊上。

航天员在太空如何为自己检查心血管功能?

陈冬介绍血压测量设备

此外还有一个黑色袋子,里面包裹了一个传感器,可以搭在胸部和腹部,用来测量胸部呼吸和腹部呼吸

航天员在太空如何为自己检查心血管功能?

陈冬介绍呼吸测量设备

中国航天员科研训练中心的工作人员表示,CDS装置最主要的特点是集成化和小型化,相当于一个重症监护室的设备,且功能比重症监护室更强。重症监护室主要有心电、呼吸、血压等设备,但这台装置不仅集成了上述模块,还集成了超声和多普勒模块

陈冬也对此着重进行了介绍,他认为在太空做CDS实验和地面上最不一样的地方就是超声,因为在太空中失重后,人的器官会发生一定的位移,所以在地面上很好找的位置,在天上就变得不太容易找,需要反复地变换探头来寻找。

航天员在太空如何为自己检查心血管功能?

陈冬介绍超声设备

另外还有一个比较“神秘”的设备,即激光多普勒探头,它能对皮肤上细小血管的微循环进行测量

航天员在太空如何为自己检查心血管功能?

陈冬介绍激光多普勒探头

鉴于在太空做超声检查的特殊性,陈冬在做脖子动脉检查时竟发现了两条“动脉”:

平常我们做脖子的动脉检查时,很明显就一条动脉,但在天上发现有两条。一开始我就找错了,找成旁边的静脉了,因为到天上后,旁边的静脉也变得很粗,很容易搞错。这也是我们为什么在天上做这个实验,就是来对比,来找这些不同点,来研究大家在失重环境下不同的地方。

此次在天宫二号上开展的失重心血管功能研究实验是我国首次运用超声来检测心脏及血管功能,使用的影像学技术未来在我国空间站将是一个常规性的医学检测手段,为后续应用奠定了良好的基础。

延伸阅读

科学研究发现,人类有大约75%的致病基因在果蝇中同样存在,而人类心脏细胞中的大部分成分也在果蝇心脏中被发现,于是果蝇成为研究心血管功能变化的理想试验样本。为深入了解失重环境对人的心血管系统究竟会产生的影响,2017年,美国太空探索技术公司(SpaceX)便用“龙”飞船搭载果蝇前往“国际空间站”驻留1个月,以研究长期暴露于微重力环境下对心脏的影响。

该实验大幅提高了人们对于太空飞行如何影响心血管系统的认知,并促进科学家积极研究对策以帮助航天员应对这些问题,正如伯纳姆医学研究所的凯伦·奥科(Karen Ocorr)博士所说:“了解微重力环境对航天员以及他们未来孩子的心脏会产生什么影响已变得愈发重要。这项实验将有助于揭示太空飞行对心血管系统的短期和长期影响,以果蝇为模型,一旦我们了解这些分子变化,我们就可以创造出有助于保护空间心脏的干预措施,并可能帮助我们治疗地球上人类的心血管疾病。”

来源/《太空日记》、知乎《有趣的实验:失重对心脏有什么影响?把果蝇放进空间站研究》

编辑/张馨方

中国载人航天ID:zairenhangtian

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