郝卫亚[1]1999年在《不同立位应激下心血管反应的仿真研究》文中研究说明下体负压(LBNP)和头高位倾斜(HUT)是两种常用的测定航天员、飞行员立位耐力的实验方法，主要观察立位应激下人体的心血管反应。持续性正加速度(+Gz)则对飞行员引起更加强烈的沿身体纵轴的重力作用，使血液向下身转移。立位应激或不同重力应激下心血管系统(CVS)的反应，是CVS调节功能的重要表现。研究与立位应激有关的问题时(如失重／模拟失重后立位耐力降低的机理)，如果单纯依赖人体实验，则受到耐受限度、方法学、实验次数、机会等多种因素的制约。通过建立立位应激下CVS反应的数学模型，开展有关的仿真研究十分必要，其结果与有限的人体实验结果互相补充、验证，具有十分重要的意义，也是对现有的知识整合，并可发现有待进一步阐明的问题。 现有关于立位应激或+Gz作用下CVS反应的数学模型，都存在“刺激专一”的局限性，即仅能针对某一种重力应激进行仿真研究。本工作的目的之一就是企图建立一个能够全面仿真LBNP、HUT或低G值+Gz暴露下循环系统反应的数学模型，并与实验数据相互印证，以为研究立位或重力应激下生理调节机制提供一个更加全面的工作模型。 目前对在失重／模拟失重后，人体立位耐力下降的机理仍不甚清楚。除血量降低外，近年提出的下身动脉血管收缩性能下降，脑血管收缩性能增强，以及心肌收缩功能下降等因素的变化对立位耐力的影响都还有待进一步阐明。本工作目的之二就是，利用所建立的数学模型，仿真研究血量降低，下肢、腹部、脑血管和心脏的收缩功能改变等因素分别对立位应激反应的影响，验证已有理论，并为进一步阐明失重致心血管失调及立位耐力下降的机理提出新的研究方向和思路。
孙喜庆, 姚永杰, 吴兴裕, 郝卫亚[2]2004年在《立位应激下心血管反应数学模型的建立与仿真研究》文中研究说明前言:下体负压(LBNP)和头高位倾斜(HUT)是两种常用的测定航天员、飞行员立位耐力的实验方法,主要观察立位应激下人体的心血管反应。立位应激下心血管系统的反应,是心血管系统调节功能的重要表现。研究与立位应激有关的问题时(如失重/模拟失重后立位耐力降低的机理),如果单纯依赖人体实验,则受到多种因素的制约。建立立位应激下心血管系统反应的数学模型,开展有关的仿真研究十分必要。本工作旨在建立一个能够全面仿真LBNP和HUT时心血管系统反应的数学模型,并对失重致心血管功能失调的机理进行仿真研究。
孙喜庆, 姜世忠, 姚永杰, 蒋昌林, 郝卫亚[3]2002年在《模拟失重对心血管功能的影响及下体负压的对抗作用》文中指出总结了近年来本实验室有关模拟失重对心血管功能影响及下体负压对抗作用的研究。讨论了模拟失重致立位耐力不良的机理可能与心血管功能降低、脑血流降低及内分泌改变等有关 ,以及采用数学模型方法探讨失重致立位耐力降低机制的作用意义。重点论述了下体负压对抗方案问题
张荣[4]1993年在《重力应激条件下心率、血压变异性的谱分析研究》文中研究表明人类进化与发展的漫长过程是在地球引力场下进行的，人体的结构与生理功能已高度适应地球表面的重力条件。在长期进化过程中，人体心血管系统在结构和功能上已形成了一些特殊的抗重力机制：如为了防止血液在心脏以下部位蓄积，心脏具有强而有力的收缩功能，血管系统具有适宜的弹性，大静脉内壁有静脉瓣结构；又如，在调节功能上，由动脉压力感受器引起的压力反射通过反馈机制实现的快速调节，能在人体位改变时有效地保证脑部的血液供应。 然而，与其它动物相比，由于人类在日常生活中取直立体位，具有一定弹性的大血管沿身体纵轴排列，且心脏以下部位血管中血液量所占比例较大，故对重力作用的变化尤为敏感。当代航空航天技术的发展带来许多新的重力生理学问题：航天轨道航行和星际航行时，航天员处于失重状态；而操纵高性能战斗机的飞行员在空战和飞行训练中则可能受到9倍于地球重力的惯性力作用，承受极大的过载(超重)影响。因此，研究不同重力条件对心血管系统功能的影响、作用机理及对抗或防护措施是当代航空航天生理学与医学的重要目标之一。 由于方法学上的限制，以往有关工作大多以考察人对不同重力应激的心血管反应及代偿功能为主，很少直接联系心血管自主神经活动水平及其均衡性的变化。近年报道的肌肉交感神经活动(MSNA)记录只能反映肢体血管交感神经传出活动的变化，由于交感神经系统存在机能分化现象，故并不能反映心脏交感活动水平的变化。在人体或实验动物，直接记录心脏迷走传出活动更为困难。 心率变异性(HRV)谱与血压变异性(BPV)谱分析是近年发展起来的
郝卫亚, 白净, 张立藩, 吴兴裕[5]2002年在《失重后血量减少致立位应激时心血管反应改变的仿真研究》文中研究表明我们将计算机仿真的实验方法引入重力生理学研究领域。以 Melchior(1994)工作为基础 ,建立一个仿真立位应激 (下体负压 )时心血管反应的数学模型 ,模型包括血液重新分配、左室充盈、左室工作、外周循环、心率调节调节、外周阻力调节、静脉紧张程度调节等七个子模型。然后仿真了人体在下体负压时血压和心率变化 ,结果与同步进行的人体下体负压实验结果吻合。基于此模型 ,仿真研究了血量减少对立位应激时血压、心率和休克指数的影响。结果表明 ,超过总血量 15 %的血量减少将导致立位应激时心血管反应的明显改变 ;但是当血容量减少低于总血量的 5 %条件下 ,心血管系统可以通过压力反射调节作用维持 L BNP时正常的 HR和 BP。本结果证明血量减少是失重后人体立位耐力不良的主要因素之一。
郝卫亚, 张立藩, 吴兴裕, 孙喜庆, 姚永杰[6]2000年在《头高位倾斜时心血管反应的仿真》文中研究表明目的 仿真头高位倾斜 (HU T)时心血管系统的反应 ,进一步研究有关立位应激的生理机制 .方法 以仿真下体负压 (L BNP)时心血管反应的模型为基础 ,在血液重新分配子模型中引入了重力致血液重新转移的环节 ,在压力反射控制子模型中考虑了心水平与颈动脉压力感受器间的流体静压差 .进行 6名健康男性受试者 30°,45°,6 0°,75°的 HUT试验 ,观察头高位倾斜时血压和心率变化 .结果 仿真结果表明 ,HU T时心率、舒张压和平均压增加 ,心输出量降低 .仿真结果与人体试验结果基本相符 .结论 所建立的模型可用来仿真 HUT时心血管系统反应 ;HUT与 L BNP所涉及的生理机制基本相同 ;本模型为探讨立位应激有关的生理机制提供一个理想的工作模型 .
索惠丽[7]2017年在《基于三维滚轮的前庭功能训练对心血管调节能力的影响》文中研究指明随着科技飞速发展,新型战机具有高过载、高增长率、高角加速度的特点,这对飞行人员前庭功能提出了更高的要求。当人体前庭耳石系统承受的载荷超过耐力极限,飞行员即会出现空中眩晕、空间定向障碍等表现,危及飞行安全。因此,良好的前庭功能是保证高性能战机飞行人员从事飞行活动,发挥战斗力的必要条件。飞行人员对飞行环境的充分适应对于特殊环境下生活和活动的人员来说尤为重要。前庭习服训练是提高前庭稳定性最为有效的环节,可以通过习服对运动病或者前庭自主神经反应敏感者进行有效的防治。目前我军飞行员采用的前庭训练方法主要有徒手前庭体操的主动训练法和专用设备的被动训练法。在相关前庭训练方法研究的报道中可以发现,这些方法不能同时对前庭半规管和耳石系统进行刺激,且缺乏对训练前后自主神经反应的评定。针对于此类问题,第四军医大学航空航天医学系自主研制了电动三维滚轮,前期研究发现,该设备可以实现多方位,多角度的前庭刺激,不仅通过调节三维滚轮的转动时间和转速精确调节刺激量,而且刺激过程中伴有身体的血液转移,简单安全,从而能够更好的模拟实际飞行中的前庭刺激。除此之外,前期课题组已经做了相关研究[1-3],肯定了三维滚轮在前庭功能评价方面的检出率高于电动转椅。前庭通过多个神经通路参与几乎所有自主神经活动,并不只与“运动病”或“眩晕症”相关,特别是近年来的动物和人体实验研究发现,前庭通过“前庭-交感反射”参与机体在体位变化过程中的早期血压调节,因此,前庭功能稳定性训练所产生的前庭功能变化可否影响心血管系统对血压的调节能力不得而知。三维滚轮作用于前庭系统,其对前庭的影响亦有可能产生同样效应。众所周知,歼击机飞行员的心血管功能调节能力对于对抗飞机机动飞行中持续性正加速度负荷导致的血液足向转移至关重要。因此,在三维滚轮应用于部队前庭功能训练之前,必须明确三维滚轮暴露过程中或训练后的心血管调节能力变化。本研究围绕三维滚轮对前庭功能变化和心血管调节的作用进行了以下几个方面的研究和探索:1三维滚轮暴露过程中的前庭及心血管反应特征本实验旨在比较三维滚轮与电动转椅在前庭方面的评价作用,观察受试者在二者暴露过程中的心血管反应特征。对14名男性健康受试者分别使用三维滚轮与电动转椅对受试者进行前庭刺激,比较两种方式暴露过程中的血压、心率、心脏泵血功能及自主神经调节功能的变化。运用飞行员生理参数记录仪分析心率变异性,利用立位平衡测试仪测量人体前庭功能。实验结果表明,三维滚轮在刺激过程中收缩压(SBP)及舒张压(DBP)在暴露前30s内显著降低(P<0.05),之后恢复至刺激前水平;而电动转椅在刺激过程中收缩压(SBP)及舒张压(DBP)较刺激前后变化不明显。三维滚轮与电动转椅在刺激过程中的心率(HR)及心输出量(CO)较刺激前均显著增加(P<0.05),而每搏量(SV)较刺激前后无明显差异。三维滚轮在刺激过程中大部分时间外周阻力(TPR)较刺激前后显著降低(P<0.05),而电动转椅变化不明显。在前庭刺激过程中,电动转椅血压及总外周阻力较三维滚轮均明显升高(P<0.05),两种方式刺激前后的平衡能力测试均无明显变化。心率变异性(HRV)中LF/HF分析结果提示,在三维滚轮与电动转椅前庭刺激过程中较前后均降低。结果提示,5min三维滚轮和90s电动转椅前庭刺激会引发各自不同的心血管功能调节特征。2三维滚轮暴露对前庭与心血管调节能力的影响本实验观察了14名男性健康受试者三维滚轮前庭刺激前后前庭功能及直立位倾斜试验应激时心血管调节功能变化。实验结果表明,单次三维滚轮刺激后直立位应激时,SBP、DBP及平均动脉压(MAP)、TPR较刺激前显著降低(P<0.05),HR、SV变化不显著。立位平衡能力测试各参数于刺激前后无明显变化。本实验结果提示,单次三维滚轮所产生的前庭刺激可能暂时抑制了机体在直立位应激时的心血管调节能力。3三维滚轮训练对前庭与心血管调节能力的影响本实验利用三维滚轮对11名男性健康受试者进行.每天以轻中度前庭植物神经症状为训练终止点,连续7天前庭功能训练,观察训练前后直立位应激时心血管调节功能变化。实验结果表明,在三维滚轮前庭训练过程中,心率变异性的低频成分呈降低趋势,高频成分呈升高趋势,LF/HF值呈降低趋势。前庭训练过程中Graybiel主观量表评分结果提示,训练前三天评分呈升高趋势,第4-6天评分相对稳定。三维滚轮进行前庭训练后,立位平衡测试中心轨迹的外周面积显著增加(P<0.05)。直立位应激的0-10s血压较前庭训练前显著降低。结果提示,每天以轻中度前庭植物神经症状为训练终止点,连续7天的三维滚轮前庭训练可在一定程度上形成前庭习服,但是不完全的前庭习服可能影响前庭器官对身体平衡,以及体位改变中的心血管调节。总之,本研究探讨了三维滚轮前庭刺激前庭与心血管反应特征以及前庭训练对人体直立位应激下心血管调节能力的影响。结果表明,5min三维滚轮和90s电动转椅的前庭刺激引发了具有各自不同的心血管调节特征。利用三维滚轮进行单次前庭刺激削弱了心血管自主神经调节功能,而每天以轻中度前庭植物神经症状为训练终止点,连续7天的三维滚轮前庭训练虽可在一定程度上形成前庭习服,但是不完全的前庭习服可能影响前庭器官对身体平衡以及心血管调节。
郝卫亚, 张立藩, 吴兴裕, 张卫英[8]2000年在《血容量减少对立位应激反应影响的仿真研究》文中认为目的研究不同程度的血容量减少对心血管系统立位应激反应的影响 ,探讨血容量降低在航天失重后心血管失调和立位耐力降低机理中的意义。方法在仿真下体负压 (LBNP)暴露时心血管系统反应模型的血液重新分配子模型中引入血容量减少因素 ,仿真血容量减少 0～ 2 5%后LBNP时心率 (HR)和血压 (BP)变化。结果血容量减少低于总血量的 5%条件下 ,心血管系统可以通过压力反射调节作用维持LBNP时正常的HR和BP ;血容量减少超过约 1 5% ,在安静仰卧位时 ,HR和BP正常 ,但LBNP时BP迅速降低 ,系统可能失去稳定性。结论血容量减少将导致心血管系统对立位应激反应的改变。
赵金萍[9]2014年在《重力改变对人体心血管循环系统影响的仿真研究》文中认为随着人类航空航天事业的飞速发展，在飞行过程中如何为航天员提供舒适健康的工作环境，提高工作效率已经成为各国科研工作者的一致目标。航天飞行过程中面临的失重/微重力环境导致人体血液体液重新分布，影响心血管循环系统的正常运转，危害航天员的舒适健康，阻碍飞行过程中各项工作的有效完成。因此，研究失重/微重力环境对人体心血管循环系统各项生理参数的影响以及重力改变后各参数的变化规律，对于预防重力变化引发的不良影响，保证航天员的舒适健康以及提高各项工作的完成能力具有重要意义。目前，对人体心血管循环系统的研究主要分为试验法以及建模仿真法。试验法包括直接对人体进行测量和试验以及通过动物实验将数据外推于人体，二者均受到伦理道德及技术手段等方面的制约，且耗时耗力。建模仿真方法可以突破上述限制，并且以其灵活有效的特点成为研究心血管循环系统的重要手段。本文根据弹性腔模型理论，在原有心血管循环系统数学模型的基础上，引入了重力变化对血液静压的影响，采用Simulink/Matlab软件建立了能够预测重力变化对人体心血管循环系统影响的仿真模型。模拟了正常重力环境下人体心血管循环系统的基本生理参数，与试验值比较验证了模型的准确性；仿真了失重/微重力环境下各生理参数的变化规律，得到失重/微重力环境下体动脉压力、左右心室压力、左心室容积及左右心室血流量的波形与正常重力环境下基本一致，重力减小导致舒张压与收缩压降低、左右心室压力升高、左心室容积增大、左右心室血流量增大；预测了重力改变对人体血液动力学参数的影响，随着重力增大，平均动脉压及心率将会升高。本文是研究重力变化对心血管循环系统生理参数影响的初步尝试，所建立的模型具有运行速度快、仿真结果精确、适用性广等优点。为进一步研究重力对人体血液分布的影响，建立适用于失重/微重力环境下的人体热调节系统数学模型，提高航天飞行过程中人体的热舒适程度打下了坚实的基础。
冯岱雅[10]2005年在《失重条件下人体心血管系统反应的仿真研究》文中指出航天飞行时人体处于失重或微重力环境,流体静压消失,体液头向分布,返回地面1G环境后,将对人体心血管系统产生不利影响,造成心血管功能失调,主要表现为立位耐力下降。失重或微重力环境下心血管功能失调的机制是复杂的、多方面的,主要有以下几种原因:心功能下降,心输出量较飞行前仰卧位时降低10%～20%;失重引起反射性多尿,水盐从尿中排出,使血容量减少;脑血流降低;下肢静脉顺应性增加等。以往开展的失重或模拟失重实验表明,血容量的减少将引起类似于失血时心血管系统的变化。另外失重后体液头向分布,约有2000 ml血液由下肢转移到上身,对脑血流将产生显著影响,引起脑血流速度和压力感受器调节的改变。这些因素将直接影响血压和血流量的变化。因此,研究失重时人体血压、血流量的变化可为研究心血管功能失调的机理提供指导。 针对这方面的研究已经开展很多,大多采用在航天飞行和在地面模拟等方法研究失重对人体的影响,人体和动物的实验方法成为主要的研究手段,并取得了一定的进展。但是,由于受到客观条件的限制,很难获得理想的研究条件,许多指标在现有的条件下难以获得,而且采取人体实验的方法开展研究对人体损伤大,动物实验又不能完全适用人体。 针对人体和动物实验的不足,近年来广泛开展了对这一领域的计算机仿真研究,以弥补实验的不足。本研究在借鉴以往研究的基
参考文献：
[1]. 不同立位应激下心血管反应的仿真研究[D]. 郝卫亚. 第四军医大学. 1999
[2]. 立位应激下心血管反应数学模型的建立与仿真研究[C]. 孙喜庆, 姚永杰, 吴兴裕, 郝卫亚. 中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编. 2004
[3]. 模拟失重对心血管功能的影响及下体负压的对抗作用[J]. 孙喜庆, 姜世忠, 姚永杰, 蒋昌林, 郝卫亚. 航天医学与医学工程. 2002
[4]. 重力应激条件下心率、血压变异性的谱分析研究[D]. 张荣. 第四军医大学. 1993
[5]. 失重后血量减少致立位应激时心血管反应改变的仿真研究[J]. 郝卫亚, 白净, 张立藩, 吴兴裕. 生物医学工程学杂志. 2002
[6]. 头高位倾斜时心血管反应的仿真[J]. 郝卫亚, 张立藩, 吴兴裕, 孙喜庆, 姚永杰. 第四军医大学学报. 2000
[7]. 基于三维滚轮的前庭功能训练对心血管调节能力的影响[D]. 索惠丽. 第四军医大学. 2017
[8]. 血容量减少对立位应激反应影响的仿真研究[J]. 郝卫亚, 张立藩, 吴兴裕, 张卫英. 航天医学与医学工程. 2000
[9]. 重力改变对人体心血管循环系统影响的仿真研究[D]. 赵金萍. 湖南工业大学. 2014
[10]. 失重条件下人体心血管系统反应的仿真研究[D]. 冯岱雅. 第四军医大学. 2005
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