宇航员进入微重力环境后可出现一系列眼部改变，这些改变若得不到及时干预或治疗，将导致宇航员出现长期或永久的视力损害，不仅影响飞行任务的执行，还威胁宇航员的人身安全。尽管目前宇航员出现这些眼部改变的确切机制尚不明确，但相关研究已发现，宇航员进入微重力环境后会出现颅内压升高、神经系统改变、生化改变及淋巴、静脉系统循环障碍，这些可能都参与了疾病的发生与发展。现归纳国内外近50年来关于宇航员进入微重力环境后出现的眼部改变及其可能的发生机制，以期寻找针对这些眼部改变的预防和治疗措施，为宇航员筛查、训练及防治工作提供相关理论支持。

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.

随着航天技术的发展,宇航员在太空中的健康风险也随之增加,这使得远程医疗技术在太空探索中的应用价值愈发凸显.在外太空环境中,多种外源性和内源性因素可能会以多种方式影响人类健康.随着深空探索的推进和航天技术的发展,宇航员在太空中健康问题的风险增加,远程医疗技术在太空探索中具有重要应用价值,关系着宇航员的生命健康和任务的成功.本文阐述了近年来远程医疗技术的研究进展,从远程医疗诊断与救治、智能手术机器人、人工智能的应用等方面进行分析,讨论了国内外相关领域的最新进展,为开展长期空间飞行的医学保障工作提供参考.

随着我国航空航天事业的发展,失重对人体生理功能的影响日益受到学界重视,特别是心血管系统对微重力的再适应调节可能对宇航员的健康及工作效能产生不利影响,立位耐力不良即人体由失重状态重新进入重力场后常见的不良反应之一.目前研究认为,失重后立位耐力不良的发生可能与体液再分布、血容量减少、心肌萎缩、静脉顺应性增加、外周阻力下降、脑血流调节异常、自主神经及压力反射受损、前庭功能异常等多种因素相关,本文对相关发生机制及可能的对抗措施进行综述.

目的:研究微重力场下宇航员对抗性训练对骨小梁和成骨细胞的力学行为影响,从一定程度上揭示微重力场下对抗性训练防治废用性骨质疏松的生物力学机理.方法:建立包含骨小梁、成骨细胞和骨髓的松质骨有限元模型,将骨小梁和成骨细胞定义为各向同性线弹性材料,模拟研究地球重力场(1×g)和微重力场(0×g)下,人体静止(应变幅值为0με)及不同强度的运动状态时(应变幅值分别为100、700、2 000和3 000με)骨小梁、成骨细胞的力学微环境(液体流速、液体压力、von Mises应力、应变)的变化规律.结果:地球重力场和微重力场下,人体运动时成骨细胞表面的液体流速均高于静止状态,且地球重力场下成骨细胞表面的液体流速高于微重力场.微重力场下,相比静止状态,运动可明显提高骨小梁、成骨细胞的液体压力,且相同运动条件下骨小梁、成骨细胞的液体压力无较大差异;不同强度的对抗性训练均可对骨小梁、成骨细胞产生一定的应力刺激,而骨小梁的von Mises应力与对抗性训练强度呈正相关;成骨细胞的应变值明显高于骨小梁,而且骨小梁、成骨细胞应变均与加载位移呈正相关.结论:微重力场下,宇航员进行对抗性训练可明显改善骨组织和成骨细胞的力学微环境,有助于维持骨密度,从而减轻废用性骨质疏松症.

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.

1.Int—Ball日本宇宙航空研究开发机构(Japan Aerospace Exploration Agency,简称JAXA)目前有个相当有趣的机器人在国际空间站上漂浮.JEMInternal Ball Camera简称为“Int-Ball”,它是个很小的漂浮球体,可以记录宇航员在国际空间站上的活动,并将其发给地面人员.

在载人航天技术迅猛发展的今天,空间环境的特殊性(高真空、空间辐射、微磁场及微重力等)对机体产生的一系列影响是制约载人航空发展的重要因素.宇航员在进行外太空飞行后出现的立位耐力不良、骨质疏松、肌肉萎缩等多种生理及病理改变是由太空的特殊环境作用于各种细胞引起的.已有大量研究通过搭载空间飞行器或模拟器对微环境下细胞发生的变化及机制进行了探讨.微重力下细胞骨架的形态,细胞的周期与分化,基因的表达和信号转导均发生了变化.然而,微重力条件下细胞骨架蛋白,调控细胞周期与分化的各类蛋白质如何变化仍有待进一步研究.

1 历史与发展文献记载的现代模拟教学可以追溯到上世纪60年代,当时为了训练宇航员而设计了适应高空飞行的视觉模拟系统,通过图像合成技术为航天器轨道飞行提供仿真的视觉效果[1].伴随技术进步,1964年模拟培训就应用于患者行X-线治疗的模拟教学[2],而后医学领域的模拟教学越来越普及,逐渐应用于不同领域中各类新方法、新技术的开展与推广.

1961年,苏联成功发射世界上第一艘载人飞船东方一号,航天员作为人类使者开始了探索太空的旅程.1961年,美国实施“双子星座”计划,历时5年,其中一项任务就是要求宇航员观察其视力在飞行中的变化,表明当时科学家已经在考虑失重环境对人类眼睛的影响[1].201 1年,Mader等[2]对7位在太空中工作了6个月的宇航员的眼部进行检查,发现他们的眼球出现了不同程度的多种改变,包括:眼压一过性升高,视乳头水肿,脉络膜皱褶,眼球变扁,远视偏移,近视力减弱,视网膜神经纤维层增厚,视网膜棉绒斑等.其实,在此之前的数年里,美国NASA(National Aeronautics and Space Administration)太空医学部就已发现,经过长期太空作业的宇航员会出现不同程度的上述眼部症状.在回归地面生活后,这些眼部病理改变在数周内逐渐修复,但部分病例可持续近两年[3].宇航员的眼部生理病理变化及其机制引起了许多学者的重视,并对此进行了多方面的探讨和研究.笔者对长时间太空作业的宇航员眼部出现的生理病理变化及其机制综述如下.