战斗机高+Gz环境导致飞行员颈部损伤的原因及预防措施

目的 综述战斗机高+Gz环境导致飞行员颈部损伤的致伤原因、发生机制及预防措施,探讨采取综合性措施提升预防效果的发展前景.资料来源与选择国内外相关领域的研究论文与综述.资料引用国内外公开发表的论文和综述50篇.资料综合高性能战斗机的高+Gz值、高+Gz增长率特性给飞行员颈部健康造成极大的危害.近20多年来,众多学者针对高+Gz环境导致飞行员颈部损伤的机制和致伤原因进行了研究.在致伤阈值、头戴装备负荷、被动带飞、不良飞行姿态和反复暴露于高+Gz环境等致伤因素方面取得了较为一致的结果,提出的预防措施主要有加强颈部肌肉力量训练,研制防护装备及改善装备人机适配性,建立常规化的健康检查、康复训练、功能评价机制等.结论 战斗机飞行员在飞行职业生涯中不可避免地受到高+Gz环境的威胁,在当前单一预防措施效果不显著的情况下,积极采取综合性预防措施,并加强其预防效果的研究,对增强飞行员的飞行适应能力,提高飞行员健康水平将有极大的推动作用,并为高+Gz环境导致腰部损伤的预防工作提供借鉴经验. Abstract： Objective To review the reasons, mechanism of fighter aircraft high +Gz induced pilot's neck injuries and prevention methods, and to expect the integrative methods for enhancing prevention effects.Literature resource and selection Professional references which were published at home and abroad were cited.Literature quotation Fifty published papers and reviews were referred.Literature synthesis The characters of modern high-performance fighter aircraft which was described as high +Gz and the rapid onset rate acceleration induced serious harm to pilot's neck.Since more than 20 years, many researches on mechanism and the reasons of inducing neck injuries had conducted by scholars.They indicated the consensus in the factors of inducing neck injuries, including +Gz threshold, the load on pilot's head, passive effect on back seat, unsuitable head posture in flight and frequent exposure in high +Gz.The preventions were primarily focused on leaning upon cervical spine function evaluation and neck muscle strength training, developing protective equipment and improving man-machine adaptability of equipment.Conclusions In fighter pilot's career, it is unavoidable that he will be threatened by high +Gz environment.At present, it is important to adopt integrative preventions and emphasize effective research for increasing pilot's capability for adapting high + Gz environment and protecting himself.Also such experience will be useful in preventing pilot's waist injuries induced by high +Gz.     

血管紧张素转换酶基因插入/缺失多态性与飞行员加速度耐力的相关性研究

目的 探讨飞行员血管紧张素转换酶(ACE)基因插入或缺失(I/D)多态性与飞行员加速度耐力的相关性.方法 用聚合酶链反应(PCR)扩增技术检测50例高+Gz耐力飞行员和32例低+Gz耐力飞行员的ACE基因I/D多态性.结果 高+Gz耐力飞行员组Ⅱ基因型(58.00％)和I等位基因频率(0.76)显著高于低+ Gz耐力飞行员组(分别为18.75％和0.47,P＜0.01).结论 ACE I基因有可能在飞行员的+ Gz耐力中起重要作用.     

高+Gz暴露对飞行员唾液分泌型免疫球蛋白A和皮质醇浓度的影响

目的 探讨高正加速度(+Gz)暴露对飞行员唾液分泌型免疫球蛋白(secretory immu-noglobulin A,sIgA)和皮质醇浓度的影响,以进一步认识+Gz应激反应的特点及机制. 方法 47名高性能战斗机飞行员着抗荷服进行载人离心机训练,分别在+6.5Gz、+7.0Gz和+8.0 Gz暴露前后取其唾液,采用微粒子化学发光法和免疫比浊法检测唾液sIgA和皮质醇浓度. 结果 ①+6.5Gz、+7.0Gz、+8.0Gz暴露后sIgA稍有上升,但与暴露前相比无统计学差异;+6.5 Gz、+7.0Gz、+8.0Gz暴露后唾液皮质醇浓度均高于离心机训练前水平(F=3.427,P＜0.05),其中+8.0Gz暴露后唾液皮质醇浓度较+6.5Gz暴露后、+7.0Gz暴露前、+8.0Gz暴露前均高(P＜0.05).②重复测量多元方差分析的结果显示机种、年龄、飞行总时间3个因素对不同+Gz暴露后飞行员唾液sIgA和皮质醇浓度无影响.③飞行员唾液sIgA浓度与年龄、飞行总时间、飞行机种及+Gz值无相关性;飞行员唾液皮质醇浓度与飞行员年龄、飞行机种呈负相关(r=-0.328、-0.694,P＜0.05),与飞行总时间、+Gz值呈正相关(r=0.466、0.141,P＜0.05). 结论 +Gz暴露对飞行员sIgA浓度无影响;高+Gz暴露可提高飞行员唾液皮质醇浓度,对黏膜免疫功能无影响;唾液皮质醇浓度可作为高+Gz应激反应的监测指标.     

580例歼击机飞行员的基础+Gz耐力检查结果分析

目的 分析歼击机飞行员的基础+Gz耐力检查结果. 方法 对580例歼击机飞行员的基础+Gz耐力分布、平均+Gz耐力、检查合格率,以及检查结果与年龄、飞行时间的关系进行了分析.基础+Gz耐力的检查在六三型载人离心机上进行,采用SPSS 10.0软件对试验数据进行统计学分析. 结果 该组飞行员的平均基础+Gz耐力为4.26±0.43 G,离心机检查合格率为81.4%.27～31岁年龄组飞行员的合格人数最多,共184人;37～43岁年龄组飞行员的合格率最高,达90.5%.平均+Gz耐力、检查合格率与年龄及飞行时间具有相关性(P＜0.05). 结论 以+4.25 Gz持续10s(+Gz增长率1 G/s)作为基础+Gz耐力合格标准是合理的.通过增加监测飞行员用力情况的措施,可进一步完善检查方法.     

高性能载人离心机推拉效应模拟方法研究

目的开发利用高性能载人离心机的功能,进行推拉效应(PPE)模拟方法的研究。方法推拉动作(PPM)加速度曲线的参数设为:Gmin为-1Gz持续5s,Gmax范围为从+2.5Gz持续10s开始按0.25Gz的幅度递增,对编制的模拟PPM加速度曲线进行试运行后,以12名战斗机飞行员和6名志愿者为受试者,分别测定了在预先有和无-1Gz5s作用情况下受试者的基础+Gz耐力。结果 -1Gz的产生会附带产生+1Gx和+0.5Gy,能够为人体所耐受。预先暴露于-1Gz5s后所有受试者的基础+Gz耐力均显著下降,志愿者组平均下降(0.87±0.13)G(P0.01),飞行员组平均下降(0.95±0.25)G(P0.01)。1名志愿者和1名飞行员受试者在PPM暴露的"拉"阶段发生加速度导致的意识丧失(G-LOC)结论在高性能载人离心机上初步建立推拉效应模拟方法,为后续的推拉效应研究奠定基础。     

HP动作对抗推拉效应的离心机训练方法

目的 建立飞行员做HP动作对抗推拉效应(push-pull effect,PPE)的离心机训练方法. 方法 依据实际空战机动飞行中记录的推拉动作(push-pull maneuver,PPM)飞行参数,在载人离心机常规训练的基础上增加HP动作对抗PPE训练.受试者为6名飞行员.训练分3日进行,第1日采用预编程模式,飞行员穿抗荷服训练HP动作,载荷为+Gz增长率和下降率均为3 G/s、峰值分别为3、5、6、7G各持续10 s的曲线.第2日采用预编程模式,载荷为一组-1Gz持续5 s与+Gz分别为3、5、6、7G各持续10 s,G值增长率为2 G/s,下降率为1 G/s的PPM曲线,飞行员在-1Gz时采用HP动作的呼吸方式呼吸,从-1Gz向+Gz开始转换时即做较用力的HP动作,并随着+Gz的增加逐渐加大用力程度.第3日采用闭环模式,进行+3、+5、+8 Gz各持续10 s的HP与PHP动作训练.记录飞行员的+Gz耐力、心率(heart rate,HR)、呼吸率(breathing rate,BR)、双腿蹬力(muscular force of legs,F1egs)等指标的变化,并采用SPSS 10.0统计软件对数据进行自身对照t检验或重复测量的方差分析. 结果 第1日,6名飞行员采用HP动作,均完成了+7 Gz持续10 s离心机训练,其中1名飞行员因曾患椎间盘突出,退出后续训练.第2日,5名飞行员均完成了HP动作对抗PPE训练,通过了-1Gz持续5 s,至+3、+5、+6、+7 Gz持续10s的PPM训练.第3日,5名飞行员均完成了HP与PHP动作+8 Gz持续10 s训练.随+Gz值的增加,Flegs明显高于前一次+Gz暴露时(F=127.047～322.488,P＜0.01),HR、BR均显著高于+1 Gz安静时(P＜0.01).各+Gz暴露时的Flegs、HR、BR在3个训练日之间无显著差异;-1Gz暴露时的HR、BR均显著高于+1 Gz安静时(P＜0.01).飞行员主诉HP动作对抗PPE的离心机训练明显提高了对抗PPE的能力和信心. 结论 采用本研究建立的HP动作对抗PPE的离心机训练方法,能够显著提高飞行员对抗PPE的能力.     

胸腰椎损伤的三维有限元模型的应力分析

用三维有限元方法建立人体胸腰椎活动节段的力学模型，对其在垂直压缩、压缩屈曲、分离屈曲三种外加破坏性载荷下的应用进行分析，探讨胸腰椎损伤的生物力背景。结果提示：胸腰椎损伤时，这些部位最先发生破坏，为临床诊断及治疗提供了可靠依据。     

正加速度暴露下大鼠肠黏膜屏障损伤及sIgA水平的变化

目的 探讨模拟正加速度(+Gz)暴露对大鼠肠黏膜免疫屏障的影响.方法 32只雄性SD大鼠随机分成4组(n=8),通过动物离心机模拟+Gz暴露.A组大鼠不做处理,B组大鼠以+5Gz值旋转5min,C组大鼠以+10Gz值旋转5min,D组大鼠连续暴露于+5Gz值1.5min、+10Gz值2.0min、+5Gz值1.5min.每日暴露1次,持续5d.实验结束后观察大鼠肠黏膜大体损伤情况及镜下表现,ELISA法检测肠黏膜内分泌型免疫球蛋白A(sIgA)的含量.结果 +Gz暴露后,与A组相比,其他各组大鼠肠黏膜均有损伤,损伤程度D组＞C组＞B组;ELISA检测显示其他各组大鼠肠黏膜sIgA含量均明显下降(P＜0.05),且sIgA含量D组＜C组＜B组(P＜0.05).结论 +Gz暴露可损伤大鼠肠黏膜,并削弱肠黏膜的免疫屏障功能.     

中等水平+Gz暴露对飞行员尿微量白蛋白、尿α1微球蛋白及尿常规检测指标的影响

目的 观察中等水平+Gz暴露对飞行员尿微量白蛋白(MA)、尿α1微球蛋白(α1M)及尿常规10项检测指标的影响.方法 33名歼击机飞行员接受离心机基础+Gz耐力检查,最高加速度暴露水平为+4.25 G/10 s,观察10名飞行员+Gz暴露后2 h和23名飞行员+Gz暴露后24 h尿液指标中MA、α1M和尿常规10项指标的变化情况.结果 离心机检查前,33名飞行员尿液指标检测结果均正常.离心机检查完毕所有飞行员均无明显不适主诉.离心机检查后2 h有1名飞行员尿MA高于正常值,1名飞行员尿α1M高于正常值,次日复查正常,尿常规10项检测结果均正常,但+Gz暴露后2 h尿比重略有减小(t=4.129,P＜0.01),pH值略有增加(t=6.530,P＜0.01).离心机检查后24 h,有1名飞行员尿MA升高,1名飞行员尿α1M升高,1名飞行员尿常规10项检测检出少量红细胞,+Gz暴露后24 h尿比重及pH值与暴露前比较差异不显著.与离心机检查前比较,检查后2 h、24 h尿MA和口lM均无明显差异(t=1.616、0.376、0.640、0.422,P＞0.05).结论 中等水平+Gz暴露对少部分飞行员肾功能指标有轻微影响,个别人员可出现短暂异常,应注意加强+Gz暴露后飞行员肾功能的监测和保护.     

吸烟对暴露于慢增长+G_Z时心率反应的影响

前言 在海军空中作战中心进行+Gz训练时,对暴露于离心机加速度环境的飞行员进行了大量的关于从+Gz中恢复心脏功能的研究,以确定吸烟的飞行员心率(HR)恢复的动态特征。方法 共分析了13名飞行员的心电图数据。所用方案包括慢增长率G(GOR,0.1G/s)暴露。受试者处于放松状态,直到出现60°角光感消失,然后作抗G动作,直到受试者Gz耐力顶点(抗荷服不充气)。从开始运行前和达到+Gz顶点     

过伸复位治疗胸腰椎压缩性骨折的三维有限元分析

目的研究有限元分析应用于胸腰椎压缩性骨折治疗过程中的结构力学特性。方法选取T11~L2椎体压缩性骨折患者10例,根据其210层CT影像学检查结果建立T11~L2椎体压缩性骨折的有限元模型,对已完成的模型实施有效验证后模拟并建立过伸手法复位三维模型,根据分析计算结果探究受压缩椎骨复位前后形状变化以及各位置压力分布情况。结果通过构建胸腰椎压缩性骨折的三维有限元模型,其模拟外观直观清晰且具有结构力学应力分析能力,给予手法复位后其压缩的椎体出现较为明显的过伸,同时,在其过程应用的手法复位原理与经典的胸腰椎体力学试验结果一致。三维有限元分析相比传统研究方法更为精确可靠,其成本较低,更易于操作研究。结论利用建立三维有限元分析技术研究胸腰椎压缩性骨折以及手法复位的力学特点,其结果直观、精确,易于分析比对且操作简易,值得广泛应用及推广。     

飞行人员强直性脊柱炎临床分析

强直性脊柱炎（ankylosing spondylitis, AS）是指骶髂关节及中轴关节病变的慢性炎性疾病,主要症状是下腰痛和脊柱僵硬.腰痛是飞行人员中常见的症状.高＋Gz作用于人体的脊柱特别是颈椎和腰椎,易引起飞行员脊柱的损伤和脊柱源性疼痛[1],但要注意与AS引起的炎症性疼痛相鉴别.现将我院10余年收治的10例飞行人员病例作一临床分析.     

离心机模拟连续推拉动作训练方法研究

目的建立贴近实战化训练模式的连续推拉动作(PPM)离心机训练方法。方法调研提炼飞行训练中典型的PPM载荷参数,编制离心机模拟连续PPM曲线。16名战斗机飞行员作为志愿者,A组6名,采用-1Gz/3s→+6Gz/10s→2Gz/10s→0Gz/3s→+4.5Gz/10s→2Gz/10s→0.5Gz/3s→+5 Gz/10s连续PPM曲线,B组10名,采用-1Gz/3s→+6Gz/10s→2Gz/10s→0Gz/3s→+4.5Gz/10s→2Gz/10s→-1Gz/3s→+7Gz/5s连续PPM曲线(根据A组建议对曲线进行了改进),进行了HP动作对抗连续PPM离心机训练。志愿者在相对-Gz(小于+1Gz)暴露时采用HP动作的呼吸方式,在向+Gz转换时开始做较用力的HP动作,记录分析+Gz耐力、心率(HR)等指标的变化。结果A组6名志愿者均完成了连续PPM离心机训练,对PPM曲线提出了改进建议。B组9名志愿者采用改进的连续PPM曲线完成离心机训练。两组在相对-Gz时的HR均显著高于安静状态(P<0.05),连续PPM暴露时的HR变化趋势说明心血管调节有持续效应,其适应负荷有滞后。结论建立了高性能战斗机飞行员连续PPM离心机训练方法,模拟连续PPM曲线中不同水平-Gz与+Gz交替作用的模式更能体现实战化训练中长时间反复空战的特点,将应用于后续飞行员离心机训练。     

高G作用下飞行员脊柱的损伤及其防护

目的 综述飞行中高G作用下飞行员脊柱的损伤问题及其作用机制，分析提出防护对策。资料来源 与选择国内外近20年来的文献报道。资料引用国内外发表的相关文献36篇。资料综合论述了 Gz作用对飞行员脊柱的椎体、椎间盘、肌肉韧带的影响，分析了其损伤的作用机制，提出了防护对策。结论 Gz复合因素作用下脊柱过重负荷具有加速脊柱退变的作用，对飞行效能与飞行安全有不利影响，建议加强对其综合预防措施研究。     

战斗机飞行员的神经生理学和心血管应激反应

前言 研究了在战斗机飞行员生态环境中线和角加速度对下丘脑-垂体-肾上腺和心肺轴水平体内平衡改变的复合作用。方法 试验被分成:①Mirage和Pucara飞机=大的情绪应激:40名飞行员。②道格拉斯A4B和A4C飞机=小的情绪应激:22名飞行员。每次任务平均80 min。在每次飞行中产生约+3 Gz,最大+5 Gz的惯性力。连续24 h记下读数。激素的测定用     

+Gz作用下心脏结构与功能异常及其机理研究进展

心脏是机体血液循环的动力泵,高＋Gz应激对心脏的超微结构、功能和代谢均可造成一定程度的损伤,美、法等国也已初步报道了职业飞行员重复高＋Gz作用后对心脏造成的不良影响。然而,迄今国内外均未针对重复高＋Gz应激引起的心脏损伤机理进行较系统、深入的研究和采取相应的防护措施。本文综述了急、慢性＋Gz暴露对动物心脏结构和功能造成的损伤效应以及对飞行员心脏造成的不良影响,并从应激损伤、氧化应激和基因调节等方面阐述了其相关机理。     

战斗机高＋Gz环境导致飞行员颈部损伤的原因及预防措施（摘要）

目的综述战斗机高＋Gz环境导致飞行员颈部损伤的发生机理、致伤原因及预防措施,探讨采取综合性措施提升预防效果的发展前景。方法国内外相关领域的研究报道与综述。国内外公开发表的论文和综述3I篇。结果高性能战斗机的高G值、高G值增长率特性给飞行员的颈部健康造成极大的危害。     

正加速度对飞行员血浆降钙素基因相关肽、内皮素水平和肾功能的影响

目的 观察正加速度(+Gz)对飞行员血浆中降钙素基因相关肽(CGRP)、内皮素及肾功能部分指标的影响。方法 20名飞行员不穿抗荷服,在载人离心机上以+2.5Gz和+3.0Gz分别作用10s,中间休息5min。暴露前后20min分别两次抽肘静脉血进行化验。结果 +2.5Gz和+3.0Gz暴露后,血浆中降钙基因相关肽,内皮素明显升高(P<0.01),血清碱性磷酸酶(AKP),β_2-微球蛋白(MG),Ca~(2+)与暴露前无区别(P>0.05)。降钙基因相关肽和内皮素相关系数γ=0.772(P<0.01)。结论 +2.5Gz和+3.0Gz能增长血浆中CGRP和内皮素水平,但没有造成临床肾功能损害。     

不同水平急性+Gz暴露对大鼠心肌超微结构的影响

目的 研究不同水平急性 Gz暴露对大鼠心肌超微结构的影响，为进一步完善高性能战斗机飞行员抗荷措施提供实验依据。方法 20只雄性Wistar大鼠随机分为4组(n=5)：正常对照组、 20Gz组、 10Gz组和 5Gz组。采用梯形加速度曲线， 20Gz暴露30S， 10Gz暴露1.5min， 5Gz暴露1．5min并间隔30min重复3次。暴露后5h取左心室心肌组织常规透射电镜观察。结果 20Gz和 10Gz暴露均可造成明显的心肌细胞和血管内皮细胞水肿，肌原纤维排列疏松，线粒体和细胞核损伤。 20Gz暴露还可造成部分心肌纤维断裂、收缩带形成和线粒体膜破裂。 5Gz重复暴露也造成心肌细胞和血管内皮细胞轻度水肿，但未见心肌超微结构器质性损伤。结论 高 Gz暴露可造成大鼠心肌超微结构损伤，中等强度 Gz反复暴露心肌细胞也可出现轻度可逆性损伤反应，提示应重视高 Gz暴露对飞行员心脏影响的研究和防护。     

推-拉效应所致的死亡

前言 推-拉效应被定义为由于先前的O或-Gz应激导致的+Gz耐力降低。本报告描述了第一例推-拉效应被列为一项原因的军事航空事故的分析。 案情分析 两名加拿大空军CF-18战斗机飞行员进行一对一空战。在开始的迎面交战时,失事飞行员飞了一个+0.1 Gz到+0.5 Gz的相对负Gz动作8s,接