作者：陈群涛 ，王新增 ，姚永杰 ，杨长斌 ，周清 ，李庆峰 ，刘仲昌 ，陈炳全 ，蒋昌林
【关键词】 模拟失重
关键词: 模拟失重;套带;下体负压;心脏形态;X线;拮抗作用
摘 要:目的 研究模拟失重对心脏形态的影响及其用四肢加压套带和下体负压的拮抗作用. 方法 自愿接受试验的健康男性青年18名，年龄19～25（平均22.6）岁，随机分为对照组，套带组和下体负压组，进行21d6°头低位卧床试验.对照组卧床中不用任何对抗措施;套带组卧床期间每日08∶30～20∶30，四肢戴加压套带，压力维持在5.3kPa;下体负压组卧床期间第1wk和最后1wk每日15:00使用1h下体负压裤，压力维持在-4kPa.所有组均分别于卧床前1d和卧床结束后1d摄取X线胸片各1张，测量胸廊横径、心脏横径、长径和宽径，并计算反映心脏形态大小的心胸比和心脏面积. 结果 对照组心脏横径减少0.54cm，心胸比减少0.024，心脏面积减少9cm2 ，前后比较均有明显差异（P&<0.05）;套带组分别减少0.50cm，0.021和1.9cm 2 ，前后比较无显著性差异（P&>0.05）;下体负压组各指标变化不明显（P&>0.05）. 结论 头低位卧床模拟失重对心脏形态有明显的影响，而四肢加压套带和下体负压均可拮抗失重对心脏形态的作用.
Keywords:simulated weightlessness;cuffs;low body nega-tive pressure;cardiac morphology;X-ray;coun-teracting effects
Abstract:AIM To investigated the effects of simulated weightlessness on cardiac morphology and counteracting ef-fects of cuffs and low body negative pressure（LBNP）on them.METHODS The21d-6°head down bed rest was used to simulate weightlessness.Eighteen young healthy vol-unteers were pided into3groups randomizedly:cuffs group，LBNP group and control group.In cuffs group，cuffs on the upper part of thighs and arms were inflated from8:30am to20:30pm during bed rest with pressure5.3kPa.In LBNP group，low body pressure was maintained at-4kPa for one hour from15:00pm to16:00pm during the first and last week of bed rest.X-ray examination was used to study the cardiac morphology changes during simulated weightless-ness.All groups were taken X-ray examination one day be-fore and after bed rest and the alongside of thoracic cage and cardiac transverse diameter were measured.Also，the car-diac-thoracic ratio and area of heart were calculated.RE┐SULTS The alongside of thoracic cage，cardiac-thoracic ra-tio and area of heart were significantly decreased after bed rest in control group.However，there were no significant dif-ferences in cuffs and LBNP groups after bed rest.CONCLU┐SION It is suggested that simulated weightlessness，con-ducted by head down bed rest has great influences on cardiac morphology and cuffs and LBNP can counteract the effects of simulated weightlessness.
0 引言
失重或模拟失重状态下由于体液头向转移，血容量丢失及前负荷减少，心泵血功能下降，从而使心血管功能降低［1，2］ .但关于失重或模拟失重状态下心脏形态学变化的研究却很少.为研究失重对心血管的影响是否存在着心脏形态学的改变，我们对头低位卧床模拟失重状态下，受试者试验前后的部分生理、生化指标及胸部X线片的心脏形态学变化进行了观察分析.并采用持续四肢加压套带、下体负压作为对抗措施，以观察其防护效果.
1 对象和方法
1.1 对象
挑选自愿接受试验的青年人进行全面体检和医学鉴定，包括查询病史，内外科物理检查，血尿便常规，肝功能及乙肝五项，心脏及腹部B超，X线胸部照片等，筛选出18名健康男性接受试验，年龄19～25（平均22.6）岁，随机分为对照组、套带组和下体负压组，每组6人，组间年龄、身高及体质量等无显著性差异.头低位卧床21d，受试者试验过程中由营养师按空勤标准配餐，饮水不限，卧床中除大便，称体质量外，洗漱、饮食、娱乐和其它指标检测等均在-6°头低位卧床状态下进行，允许受试者沿纵轴方向移动 ［3］ .
1.2 方法
套带由双面胶制成，宽12cm，气球加压.套带使用时应尽量戴在四肢根部近心端.试验中每天08∶30～20∶30四肢戴加压套带，压力维持在5.3kPa;下体负压采用第四军医大学研制的下体负压裤 ［4］ ，试验中分别于第1wk和最后1wk每日15:00穿1h下体负压裤，压力维持在-4kPa;对照组不采用任何措施.检测指标及方法.①卧床前1d，卧床3，6，9，12，15，18和21d卧床结束后3d每日早餐前测量体质量;②卧床中每天专人收集24h尿量;③卧床前1d，卧床2，3，4，6，9，13，17和21d及卧床后3d每天上午用科飞SF-IV心功能检查仪，同步记录心电图，心电图为标准Ⅱ导联，记录5个心动周期，取均值;同时测量血压;④被试者分别于卧床前1d和卧床结束后1d进行胸部X线照片.投照位置均为后前正立位，投照距离为200cm，加滤线器，嘱受试者深吸气后屏气曝光.指定专人投照，专人暗室冲洗，直到获得位置标准、图像清晰的照片为止.X线机采用北京万东医疗股份有限公司生产的F52-5500mA诊断X线机.将X线胸片按汪・谢氏法，对胸廊横径、心脏横径、长径和宽径等进行测量，求出心胸比，并计算出心脏面积.
统计学处理:数据以x ±s表示，完全随机方差分析检验组间资料差异，用配对t检验实验前后资料差异.
2 结果
卧床过程中对照组体质量和卧床前比较均减轻，其中3，6d分别减轻4%和2%，前后比较有显著性差异（P&<0.05），卧床结束后3d体质量比卧床21d增加2.4%（P&<0.05），套带组和下体负压组卧床期间体质量无明显下降，卧床结束后3d体质量比卧床21d增加0.9%（P&>0.05）.对照组卧床期间初期24h尿量无明显变化，卧床3wk24h尿量明显高于卧床初期;套带组和下体负压组24h尿量变化趋势 基本相同，但幅度小于对照组.
①三组被试者试验前后心电图均无明显变化;对照组心率卧床初期较卧床前增加，卧床后3d平均增加9次，以后逐渐恢复，至卧床21d达卧床前水平，套带组和下体负压组试验中心率变化与对照组基本相同;②三组均表现为左室射血时间卧床初期缩短，6d略有回升，以后维持在一个较低水平;射血前期，等容收缩期逐渐延长，6d有所回落，并维持一个较高水平;③对照组卧床中每博输出量（stroke voiume，SV）、心输出量（cardiac output，CO）、心脏指数（cardiac index，CI）、每博功指数（stroke work index，SWI）、心功指数（cardiac work index，CWI）和卧床前相比均下降，其中2d（24h）下降最明显，卧床后3d不但较卧床中，而且较卧床前显著提高，以后逐渐下降并维持一个较低水平.卧床中套带组和下体负压组SV，CO，CI，SWI，CWI也下降，但总体幅度小于对照组;受试者平均血压略降低［4］ ，试验前后比较无差异（P&>0.05）.
2.2 心脏形态
①对照组、套带组心脏横径卧床后较卧床前分别平均减少0.54cm和0.50cm，前后比较有显著性差异（P&<0.05）;下体负压组心脏横径卧床后较卧床前平均仅增加0.27cm（P&>0.05）;②对照组和套带组心胸比例卧床后较卧床前分别平均减少0.024和0.021，前后比较有显著性差异，下体负压组卧床后较卧床前平均增加0.002，前后比较无显著性差异;③对照组心脏面积卧床后较卧床前平均减少9cm2 （P&<0.05），套带组和下体负压组卧床后较卧床前分别平均增加1.9cm2 和0.5cm
2 ，前后比较无差异（P&>0.05）.
3 讨论
实验表明，在失重或模拟失重状态下，心脏泵血功能明显下降.SV，CO，CI，SWI，CWI在24h后下降最显著，48h后有回升，以后逐渐下降，并维持一个较低的水平.Shykoff等［5］ 报道航天飞行中航天员SV，CO是增高的，增高的原因可能是:①飞行前标准不一，由于前负荷的关系，飞行前立位SV，CO要明显小于卧床时，因此以飞行前立位作对照，航天飞行中SV，CO可能不会减少，而以平卧位作对照会降低;②航天环境中噪音、振动、心理因素及应激会影响SV，CO;③航天员飞行中一般都采用锻炼、下体负压、药物等对抗措施，会掩盖单纯因素的作用.但这种结果仍不能证实失重状态对心脏功能的影响.此外，实验还表明，头低位卧床模拟失重可使心脏形态发生变小改变，即心胸比例、心脏横径、面积均变小，因此心脏的泵血功能是下降的，这样就客观、科学地反映了失重状态对心脏功能的影响，与已有实验结果相符［6，7］ .Jiang等6］ 认为，卧床结束后3d，随着体液的恢复，心脏收缩时间恢复到卧床前水平，泵血功能明显增加，甚至高于卧床前水平，这说明变化是可逆的.实验表明，中长期失重或模拟失重状态，会使心脏形态和功能都发生改变，因此，从某种意义上讲可能不是一个简单可逆的过程，提示从失重返回时，心脏功能恢复会有一个相当长的过程，短期功能恢复只是调动了心脏潜能，而不是心脏功能真正意义上的恢复.本实验未能对受试者卧床后3d或更长时间进行跟踪调查;也没有进一步研究心脏变小，是心肌细胞质量减少、心壁变薄?还是心腔变小?或者二者兼而有之?有待今后探讨.
在失重或模拟失重状态下，使用四肢加压套带或下体负压通过对抗体液头向转移，阻止体液丢失，维持有效血容量，一定程度上维持了心脏的泵血功能［6，7］ ，这可使心脏形态无显著性变化.但从实验数据所显示的对抗效果及可操作性两者综合评价，对抗人体失重状态下心血管系统的功能和形态改变，使用下体负压优于四肢加压套带.一般认为，心脏横径增减，心脏面积也是增减的，两者呈正相关，但由于心脏横径受呼吸状态的影响较大，而心脏面积受呼吸状态影响较小，是一个较为可靠的指标.我们认为，当两者不呈正相关时，应以心脏面积指数为准.如我们实验中套带组心脏横径虽减少0.5cm，而心脏面积却增加1.9cm 2 .因此，心脏增大的可能是由于呼吸状态不同所致.
参考文献:
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［3］Wang ZB，Yao YJ，Wu XY，Wang XZ，Liu ZC，Jiang CL，Jiang SZ.Changes of human cerebral boltom artery hemodynam-ics by transcranial Doppler during21d head-down tilt（-6）bed-rest ［J］.Zhonghua Hangkong Hangtian Yixue Zazhi（Chin J Aerospace Med），2000;11（3）:153-156.
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［6］Jiang CL，Jiang SZ，Yao YJ，Sun XQ，Li JJ，Wu XY.Cardiac dynamics during21d head-down bedrest with and without cuffs ［J］.Zhonghua Hangkong Hangtian Yixue Zazhi（Chin J Aerospace Med），1999;10（3）:171-174.
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