航天飞行相关的神经-眼综合征(spaceflight associated neuro-ocular syndrome,SANS)是指宇航员在长时间航天飞行期间和之后观察到的包括视盘水肿、后极部眼球扁平、脉络膜视网膜皱褶和远视飘移等在内的一系列眼部、神经和神经影像学表现,可能会对飞行员造成短期或长期的视力改变、认知影响或其他有害的健康影响,因此,明确SANS的发病机制,进行有效的地面模拟实验及制定对应的缓解对策对未来更远、更久的航天飞行具有重要的意义.目前SANS的发病机制主要有颅内压升高、脑血容量波动与血管重塑、脑和视交叉向上移位、眼淋巴系统流动失衡、细胞毒性水肿、眼眶脂肪肿胀等.国际上研究较多的地面模拟实验为6°头朝下倾斜卧床休息,能够重现SANS的各种表现,包括视神经鞘扩张、视网膜神经层增厚、脉络膜厚度增加和视盘水肿;此外,干浸浴、抛物线飞行等地面模拟实验也观察到了SANS的部分表现.下体负压作为缓解对策能减轻脉络膜增厚和视神经鞘直径增加,正压力护目镜也有望成为应对SANS的有效对策.该文就国内外相关进展进行综述.

近年来,随着国内外航空航天事业的蓬勃发展,人类对太空的探索逐步加深.然而,在太空飞行期间,宇航员暴露于微重力环境下,每月有 1%～2%的骨质流失.骨质的流失会增加骨质疏松和骨折的风险,威胁着宇航员的身体健康和长期太空任务的可行性.因此,研究者通过太空实验和地面模拟微重力实验探索发病机制并寻求有效的预防和治疗措施.本文将对微重力诱导的骨量丢失机制、对抗措施以及地面常用模拟实验技术加以概述.

目的 研究引流袋出口逆行污染的情况,为制定相关医院感染规范提供依据.方法 2016年10月14日将尿液、5% 葡萄糖溶液、葡萄糖盐水、无菌水、0.9% 生理盐水按无菌操作分别注入抗返流引流袋(抗逆组)与普通引流袋(普通组),入口端封闭,用出口离地面10 cm(悬挂组)和触地(触地组)两种方式悬挂,每间隔3 d 从出口端取标本送细菌培养共10次,动态观察引流袋出口逆行污染情况.结果 引流袋出口逆行污染发生率抗逆组(7.7%)低于普通组(46.0%),差异有统计学意义(P=0.000);悬挂组(17.9%)低于拖地组(35.8%),差异有统计学意义(P=0.000).不同液体性质的引流袋出口逆行污染发生率分别为尿液(54.3%)>5% 葡萄糖溶液(34.5%)>葡萄糖盐水(24.3%)> 0.9% 生理盐水(10.8%)或无菌水(10.5%),两两比较差异有统计学意义(P=0.000).首次出现引流袋出口逆行污染的时间抗逆组发生在第13天,普通组发生在第7天,两者在第7天差异有统计学意义(P 0.041).发生出口逆行污染的引流袋种类与液体性质差异呈中等强度关联(Pearson C=0.5).结论 不同类型引流袋、留置时间和液体性质均不同程度影响引流袋出口逆行污染,临床应重视在使用引流袋过程中定期送尿培养,以便合理使用抗菌药物以及指导更换引流袋的时间.

褐飞虱是威胁我国水稻生产安全的主要害虫之一,已经严重地威胁到我国南方地区水稻的安全生产.褐飞虱作为一种风媒迁飞性昆虫,与大气气溶胶粒子的运动相似.采用褐飞虱迁飞相关参数,利用WRF-FLEXPART模式模拟分析两次褐飞虱秋季回迁过程.通过模拟2013年9月20-24日褐飞虱迁入兴安县的迁飞过程,发现褐飞虱虫量的模拟结果与实验观测到的褐飞虱高空灯诱数据相近、变化趋势一致,相关性达到0.49(P＜0.01).褐飞虱迁飞峰的模拟值平均早于观测值1.5h,这可能与褐飞虱起飞迁飞的主动性及其生理特性等有关.模拟2008年10月5-7日一次冷锋无降水天气过程中的褐飞虱迁飞过程,发现此次冷锋南下和降温过程对褐飞虱的回迁影响显著,主要表现在:①在迁飞轨迹上,受热带气旋影响,广西、贵州、湖南和广东西部地区以东北风为主,有利于褐飞虱向西南方向的迁飞;②在虫量密度分布上,广东中部地区同时具备了较好的动力和温湿条件,促使大量褐飞虱向着该地区(较温暖)迁入,而湖北地区虽以西北—东北风为主,但地面气温较低(低于广东地区),不利于褐飞虱的大量迁入.综上所述,WRF-FLEXPART模式适用于褐飞虱的迁飞模拟且有较好的模拟能力,该研究对我国褐飞虱灾变的准确预警、病虫测报水平的提高具有重要的参考价值.

目的 筛选空间飞行引起的MG63成骨细胞差异表达新miRNA并进行功能分析.方法 对空间飞行后的MG63成骨细胞small RNA(sRNA)进行测序及生物信息学分析,得到空间飞行导致显著变化的新miRNA.利用地面回转模拟微重力效应实验验证其表达变化情况;采用miRNA转染分析其对成骨细胞分化的影响;采用多种miRNA靶基因预测软件综合预测其靶基因并检测其潜在靶基因的表达情况;通过GO注释和Panther pathway进行靶基因功能分析.结果 新miRNA HN22在空间飞行和地面回转模拟微重力条件下均发生显著表达变化;HN22转染显著提高成骨分化相关基因表达.靶基因预测结果分析显示HN22可影响成骨细胞Wnt信号通路与钙黏蛋白信号通路.Wnt信号通路中的Wnt5a与HN22的表达趋势相反,是其潜在的靶基因.结论 HN22可响应微重力变化,并靶向Wnt信号通路中的Wnt5a与钙黏蛋白信号通路影响成骨细胞分化.

目的:分析日均相对湿度(DMRH)与日温差(DRT)等主要地面气象指标的相关性,探讨实验室模拟燥邪时各因素的配置.方法:以北京、广州、哈尔滨、九龙、和田2006年至2015年气象学数据为背景,设DMRH为燥邪第一要素,比较其与DRT、日均气温(DMT)、日均风速(DMWS)及日照总时数(DTBSD)的相关强度,并据其与方域、时令的相互关系选择参照以制定燥邪模拟方案.结果:①和田春季DMRH最低[(29.84±17.05)％,P<0.01];②与DMRH相关最强者,在北京、哈尔滨是DMWS,在广州为DTBSD,在和田、九龙是DRT;③从季节出发,与和田DMRH密切相关的是DRT和DMT;④和田夏秋DRT差异无统计学意义,春冬DTBSD差异无统计学意义,其它气象指标季节间差异有统计学意义(P<0.01);⑤和田DMRH呈现冬>夏秋>春的特点(P<0.01),DRT呈现夏秋>春>冬的趋势(P<0.01),DMWS、DMT、DTBSD均有夏>秋>春>冬的特点(P<0.01).结论:①以日为单位在特定温区内控制相对湿度[DMRH=(24.33±11.29)％,5％≤RH≤45％]是模拟燥邪的关键;②可分别参考和田四季和春秋两季的气候特点模拟方域性燥邪与季节性燥邪(温燥和凉燥).

目的 基于弹簧振子原理,研制一种可用于失重条件的人体质量测量装置,并完成地面测试.方法 装置使用直线滚珠轴承和直线光轴配合,减小摩擦并使往复运动更加平稳.地面测试中,采用气浮方法抵消重力,模拟失重挥发条件对装置进行了实验测试,测试分为刚性砝码实验和柔性人体实验.刚性砝码实验测试范围为 45~80kg,间隔质量为 5kg,每个质量测量 3次.柔性人体实验对质量在 45 ~80 kg范围的 7名受试者进行测量,每人测量 5次.结果 砝码质量测量误差在±0.25%以内,人体质量测量误差在±0.5%以内.结论 该装置测量精度较高,可用于太空人体质量测量.

目的 利用nmsBuilder和OpenSim两款软件构建个性化全膝关节置换(total knee replacement,TKR)术后骨骼肌肉多体动力学模型,并用弹跳式和内推式两种步态对构建模型进行验证分析.方法 利用患者骨骼数据,通过nmsBuilder建立骨骼实体、骨标点和肌肉标点,从而自动生成对应参考系统和肌肉,将nmsBuilder生成的骨肌模型导入OpenSim先后执行逆向运动学、静态优化和膝关节接触力分析,最后通过弹跳式和内推式两种步态对模型进行模拟分析,并与实验测量值进行对比验证.结果 除了外侧关节接触力,模型预测的胫股关节接触力幅值和趋势与实验获得数据对比有很好的一致性,构建的骨骼肌肉多体动力学模型可以被用于膝关节研究.结论 利用患者骨骼信息建立的骨肌模型通过输入标记点位置和地面反作用力,可以同时预测出内侧、外侧以及总胫股关节接触力.研究思路可为TKR患者设计个性化膝关节假体提供参考.

目的:研究救援机器人的非接触式人体体征测量方法,实现救援机器人低耗、快速地获取伤员的心率、呼吸率体征,提升救援机器人自主搜寻的智能化水平.方法:以远程光电容积脉搏波描记法为基础,通过KLT(Kanede-Lucas-Tomasi)跟踪算法对人脸部位进行实时跟踪;采用最大比合并算法分集合并感兴趣区不同像素区域的脉搏波信号,获取更具鲁棒性的脉搏波信号用于心率、呼吸率的测量.以地面移动机器人作为载体平台开展模拟伤员体征测量实验测试,将实验得到的心率、呼吸率数据作为预测值;采用EQ02+Life Monitor医用生理监测背心作为对照设备,将其采集的心理信号作为对照值.结果:与对照设备的测量值比较,该方法的总体心率测量值平均误差为1.19次/min,均方根误差为1.58次/min,相关性系数r=0.97;总体呼吸率测量值平均误差为1.63次/min,均方根误差为1.92次/min,相关性系数r=0.85.结论:该方法能有效实现远程获取人体体征,与医用生理监测背心同步采集的数据相比具有很好的一致性,且准确度较高,为进一步提升救援机器人执行伤员救援任务时的实战性能打下了基础.

载人航天飞行中,航天员的认知控制和情绪状态受到多种应激源的影响,可能不利于航天员在轨工作绩效和身心健康.针对目前研究者多采用地面模拟实验考察个体认知控制和情绪状态的影响因素,本文从头低位卧床、卡路里限制和幽闭环境3个因素对认知控制和情绪状态影响进行综述.头低位卧床可以引起受试者注意返回抑制、抑制控制和工作记忆能力下降,幽闭环境可引起注意偏好和生物节律改变,同时二者还会导致受试者出现焦虑、抑郁等消极情绪,而合理限制卡路里的摄入可以起到提升受试者认知控制水平和减少消极情绪的效果.此外,针对目前研究在样本量、测验任务和统计分析3个方面上存在的问题,对未来研究提出了展望.