空間醫學試驗

空間醫學試驗是指在太空環境下，研究生物體相關醫學問題的學科試驗。試驗內容具體包括空間生物學、空間生理學、空間醫學和空間生物工程學等多學科試驗，是空間科學領域內最新形成的一個分支學科試驗。

基本介紹

• 中文名：空間醫學試驗
• 外文名：Space Medicine Experiment
• 試驗對象：生物體
• 試驗內容：生物醫學問題
• 試驗環境：太空環境
• 試驗成果：活血化瘀、骨質疏鬆等

背景概述

進人21 世紀以來，太空已成為實現國家利益與確保國家安全的戰略制高點，空間生物醫學技術是“進人太空、利用太空、控制太空”最重要保障技術之一。世界航天強國都高度重視空間生物醫學實驗研究的發展，形成了各具本國特色的發展戰略。

在我國實現載人航天之前，美國是世界上掌握載人航天技術僅有的兩個國家之一。早在1946年，美國就開始利用生物火箭進行猴失重的生物醫學飛行試驗。在空間生物醫學實驗早期，美國也曾暴露出許多不足，管理體制不夠完善，研究政策缺乏連貫性、系統性。在制定的“阿波羅”計畫、“天空實驗室”等項目與國際空間站計畫都沒有直接聯繫，以至於後來暴露出技術準備不足，方案不斷變化，中途幾乎夭折，最終大量藉助和採用俄羅斯的經驗和技術，才開始“國際空間站”的建造運行。此後，美國開始改革管理機構，提高運營效率；採取研究項目商業化，籌措私人企業資金，提高研究經費；加強國際、國內名校合作，培養後繼人才。目前，美國已經形成完善的管理體系，科學的運行模式，先進的研究技術，被世界公認為航天強國，特別是國際空間站的運行管理和人體研究技術方面，具有豐富的管理經驗和較先進保障技術。

試驗介紹

試驗對象

空間醫學試驗研究對象主要包含植物、動物、微生物和人體等，研究空間環境因素對生物體組織結構及功能改變從而引起的有關生物醫學問題及其防護措施。

試驗內容

空間醫學是一門涉及醫學、生物學和工程學等多學科的科學，其研究的範圍較廣、技術含量高、套用性強。研究內容主要涉及以下幾方面：

（1）醫學

主要包括研究太空環境（微重力、輻射）對人體生理功能的影響和對抗措施；制定適用於長期載人航天飛行任務的醫療條件要求與醫學評價標準；為人機工程系統設計提供相關的醫學參考數據；評價太空探索意外事故對航天員安全健康的影響，評估人體對意外太空環境醫學事件的承受能力，以及制訂意外事故時應急醫學處理預案和防護措施的能力等。

（2）生物學

研究長時間失重時各種生物體組織結構功能變化動態規律；從細胞、分子水平深入研究微重力對人體生理功能影響的機制及長期失重有效對抗措施的研究；初步確定太空飛行中出現生理功能嚴重障礙和不可逆變化進行健康風險評估。

（3）心理學

研究航天員在太空飛行中心理素質要求和心理影響因素，從而制定選拔航天員的心理標準；進行航天心理素質成因分析，了解遺傳因素和後天因素對心理素質的影響；分析影響心理活動的組成要素，找出最關鍵、最基本因素；建立心理狀態變化動態模型，指導航天員心理訓練和調整心理狀態；有針對性地制定調整航天員心理狀態的有效措施。通過研究分析，掌握航天員心理狀態的各種影響因素及其相互作用的規律，並找出關鍵因素、關鍵環節，為調整航天員心理素質提供方法原理。

（4）生物技術

研究航天條件下生物醫學信號檢測、傳輸、處理、建模與仿真等方面的理論和技術，包括生物醫學信號測量與處理技術、生物醫學感測器與遙測技術、生理仿真與建模、生物醫學圖像處理技術等。

試驗環境

空間醫學試驗研究主要影響因素包括微重力和輻射等環境因素和密閉空間、生物節律、心理壓力等飛行因素兩大方面。這些影響因素一方面對生物體的結構和功能會產生明顯作用，從而影響生物體的組織功能，甚至會危害到生物體的生命。另一方面，利用空間環境對生物體產生的影響或在太空環境中進行科學研究，可以為農業發展、環境保護、疾病診治提供技術支持。

微重力的影響

太空微重力環境對生物體的影響涉及組織功能的變化，細胞增殖、分化、調亡等各個環節以功能的表達調控等各方面。長期失重對人體生理影響主要表現為骨質丟失、肌肉萎縮，免疫能力下降，心肌萎縮、心律失調、心臟功能紊亂，感覺運動能力下降等。

輻射的影響

輻射是影響航天員太空飛行的主要危險因素之一，並已成為長期太空探索任務必須解決的最關鍵問題。對空間輻射引起的生物效應缺乏清楚認識已經成為限制預測人類太空探索相關輻射風險最重要的因素空間輻射誘發的非靶向效應表達被認為是影響我們了解長時間太空飛行中太空人面臨接觸低劑量微粒輻射的健康風險。目前，普遍認為輻射的最大風險為癌症，並可能損壞到中樞神經系統，以及和其他太空影響因素產生的複合效應。

心理影響

密閉、狹小與社會隔離的環境容易引起航天員的心理應激反應，導致焦慮、緊張、情緒激動或低落、認知能力下降等，另外，晝夜節律變化帶來睡眠紊亂等都直接影響航天員的健康和飛行任務的完成。

試驗特點

任務牽引性強

空間醫學試驗研究是在載人航天和空間探索的明確任務牽引下，確保航天員在航天活動過程中安全、健康和高效工作為明確目標，綜合醫學、生物學、數學、力學、工程學等多學科理論知識和技術，通過生物醫學與工程技術的交叉融合，制定有效的防護措施。

系統性

人、系統與環境構成了長期太空飛行任務相互影響、相互關聯的體系結構。環境因素對人在太空飛行中的健康、安全帶來潛在的危險；先進的系統設計和防護措施可以使航天員減輕或免受太空環境的傷害，是確保太空飛行任務圓滿完成的關鍵；人體暴露在太空環境中會發生病理生理反應，飛行任務圓滿完成又要求航天員能夠維持健康和保持良好的工作狀態。

以人為本理念

以人為本是空間醫學試驗研究的核心理念，人始終是空間生物醫學試驗研究關注的核心和焦點，各種研究都是圍繞人的生命活動而開展的。其研究成果也廣泛套用於人類疾病的診斷、病人的監護、醫用診斷儀器和治療儀器的研發，最終為人類的健康、社會的進步和可持續發展提供重要的技術支撐。

我國空間醫學試驗成果

沈羨雲研究發現失重引起的血液循環系統的變化與中醫的血瘀證的症狀十分相似，並採用活血化瘀的中藥進行實驗，結果表明活血化瘀中藥均有不同程度的改善模擬失重血液循環的作用。

史之禎研究了失重和模擬失重狀態下骨質代謝的變化，研究發現失重引起的骨質疏鬆是肌體陰陽平衡失調、腎脾虛弱的表現，根據腎主骨的中醫理論，選擇具有益腎中藥進行研究，結果表明益腎中藥能促進失重大鼠骨的形成，緩解失重對大鼠承重骨的不良影響。

錢景康等研究了大花紅景天對懸吊 7天大鼠的防護作用，研究結果表明大花紅景天可以糾正大鼠吊尾後出現的體重降低、腓腸肌萎縮、腓腸肌蛋白含量降低等不良反應。

謝力勤等套用中醫學辨證論治方法，分析了微重力、輻射、晝夜節律變化、狹小隔離環境等空間環境對機體的生理影響，研究證實了空間探索任務初期表現為實證，辨證為經氣厥道，升降失常，應採用升清降濁止嘔，活血行氣開竅。