A Simulation Study on +Gz Protection Afforded by Extended Coverage Anti-G Suits

为检验所建立的心血管系统仿真模型，对扩大囊覆盖面积抗荷服（ＥＣＧＳ）的囊覆盖面积及压力制度对人体Ｇ耐力及心血管反应的影响进行了仿真实验，得到了与耿喜臣等（１９９６）离心机实验数据基本吻合的结果。仿真结果表明，ＥＣＧＳ比标准抗荷服能显著提高被试者的松弛＋Ｇｚ耐力，且在提高耐力的同时，被试者的心率没有明显增加。仿真揭示出ＥＣＧＳ的抗荷性能主要依赖于其囊下血管及组织的压力传递效率。虽然ＥＣＧＳ的抗荷性能随压力制度的增加显著提高，但抗荷服压力制度高于１０ｋＰａ／Ｇ时，这一上升趋势变缓。     

不同覆盖面积抗荷服在+1Gz时充气对人体心血管功能的影响

目的探讨不同覆盖面积抗荷服在+1 Gz时充气对人体心血管功能的影响及穿戴效果。方法 11名男性受试者分别穿着60%覆盖面积和80%覆盖面积囊式抗荷服,使用飞行员抗荷抗缺氧能力检测仪对抗荷服进行14.1、25.5、36.8 k Pa充气,观察此过程中心血管功能变化情况并进行主观评价。结果受试者穿着80%覆盖面积囊式抗荷服较穿着60%覆盖面积囊式抗荷服在压力为14.1 k Pa和25.5 k Pa时总体感觉评分显著降低(P0.05)。穿着两种不同覆盖面积抗荷服血压、心率、每博量和心输出量较未穿着抗荷服时均有升高,14.1 k Pa时80%覆盖面积较60%覆盖面积囊式抗荷服收缩压升高显著,36.8k Pa时80%覆盖面积较60%覆盖面积囊式抗荷服平均动脉压升高更显著(P0.05)。结论 60%和80%两种覆盖面积抗荷服均可促进血液回流,提高动脉血压,具有防护+Gz的作用。     

使用大覆盖面抗荷服+Gz作用下中心血液动力学变化的仿真研究

目的　为阐明囊式抗荷系统是否会给心脏及大血管带来不良影响 ,对使用由不同大覆盖面积囊式抗荷服 (ECGS)与抗荷正压呼吸 (PBG)组成的抗荷系统在 8Gz 时的中心血液动力学变化进行数字仿真研究 ,以评价其对心脏的影响与防护作用。　方法　利用所建立的可仿真 Gz 与抗荷系统综合影响的多元非线性循环呼吸模型 ,对由两种ECGS(囊覆盖面积分别为 6 5 %和 90 % )与两种PBG(压力制度分别为 1 6kPa/G与 2 4kPa/G , 4Gz 启动 )组成的抗荷系统的抗荷效果及中心循环重要生理参数的变化进行仿真。　结果　仿真G耐力结果与国内外报道的人体离心机实验数据基本相符 ,验证了仿真模型的有效性。仿真结果表明 ,ECGS的抗荷性能虽随着囊覆盖面积的扩大及压力制度的提高而增加 ,但每搏输出量略有降低 ,心脏、大血管及其瓣膜受到损伤的可能性亦增大。PBG引起的高胸内压虽可使呼吸困难程度增加 ,却能在不增加心脏做功的情况下提高心水平的动脉压 ,增强防护效果 ,并可使心脏、大动脉血管及其瓣膜的跨壁压 /跨膜压幅度减小 ,从而使人体在高G防护下受损的可能性降低。　结论　由于PBG对 Gz 作用下中心血液动力学的改变具有正面影响 ,因而在抗荷装备中具有特殊应用价值。     

不同抗荷服对下肢血流的影响

为了探讨不同抗荷服、不同充气压力对人体心血管的影响,在＋１Ｇｚ下,用三种囊覆盖面积依次为３０％、６５％、９０％的囊式ＡＧＳ和一种管式ＡＧＳ,ＡＧＳ充气至最大充气压力过程中,观察下肢血流被阻断和重新出现的充气压力以及达到最大充气压力时的下肢血流变化,同时监测心率和血压。结果表明,小腿血流均能被囊式ＡＧＳ阻断,血流阻断的充气压力随囊覆盖面积增大而减小,并呈线性关系：ｙ＝２９．６６－１６．３５ｘ（Ｐ〈０     

加压呼吸时平均动脉压的变化

目的 观察着穿囊式防护装备时不同衣压与余压比,不同囊覆盖面积条件下加压呼吸对血压的影响。为供氧防护装备鉴定和加压呼吸训练提供生理指标参考。方法 6名男性志愿者,年龄18～20岁,分别穿着囊覆盖面积为45％、65％、90％的DKT囊式代偿抗荷通风一体化防护服,进行余压值分别为 30、50、70 mm Hg的地面吸纯氧加压呼吸。每种余压值加压时间为 3 min,间隔 10 min,衣压与余压比为 4:1、3:1、2:1。每名受试者完成 3种囊式装备、3种余压值、3种压力比的加压呼吸。结果 加压后平均动脉压较试验前明显增加,但加压呼吸3 min内平均动脉压变化无统计学显著性差异(P<0.05)。随加压值增加平均动脉压明显增高(P<0.05),压力比愈大时,增加愈明显。随着囊覆盖面积的增加或衣压与余压比值的增加,平均动脉压逐渐增高,但在45％囊覆盖面积组和2:1压力比组,平均动脉压变化的差异无统计学意义。结论 在评价加压呼吸心血管功能状态时平均动脉压可作为衡量机体代偿能力的有效指标。     

不同抗荷措施与后仰座椅的综合抗荷效果：计算机仿真研究

目的　利用计算机模型仿真研究多种抗荷措施综合使用的防护效果与其单独使用防护效果间的关系。　方法　利用所建立的适用于仿真 GZ加速度及先进囊式抗荷系统呼吸 -循环影响及其抗荷效果的多元非线性循环呼吸系统模型 ,对扩大囊覆盖面积抗荷服 (ECGS)、抗荷正压呼吸(PBG)、后仰座椅等抗荷措施单独使用及综合使用时的抗荷效果进行了仿真实验研究。　结果　 G耐力的仿真结果与空军航空医学研究所进行人体离心机试验结果及国外部分试验数据基本符合。仿真结果表明 ,通过提高胸内压或增加循环血量的方法来提高 GZ耐力的抗荷措施如 ECGS、PBG、抗荷动作 (AGSM)等 ,当对下肢施以充分的对抗压时 ,其综合防护效果可看作为各单独防护效果的代数和。后仰座椅由于通过缩短心 -眼垂直距离及降低血液在下身的积聚两种方式提高 GZ耐力 ,它与其他抗荷措施的综合防护性能高于其单独使用效果之代数和。　结论　各抗荷措施综合抗荷效果并非其各自防护效果的简单相加 ,尤其在使用较大角度后仰座椅时。     

不同囊覆盖面积抗荷裤加压呼吸对心功能的影响

目的探讨加压呼吸时抗荷裤的囊覆盖面积大小对心功能的影响。方法 6名 1 8～ 2 0岁的健康男性被试者 ,随机穿 3种囊覆盖面积分别为 45 %、65 %和 90 %的抗荷裤。面罩加压值为 30、5 0、70mmHg ,抗荷裤加压值为面罩的 3倍。加压持续时间为 3min ,每分钟记录一次心功能指标 ,每次加压间隔 1 0min。本装备由抗荷裤、代偿背心、头盔和面罩组成。结果所有被试者全部完成试验。穿 3种囊覆盖面积抗荷裤 ,在加压值为 70mmHg ,3min的加压呼吸时间内 ,平均动脉压显著高于对照组 ;而心搏量变化与对照组比 ,囊覆盖面积为 65 %和 90 %组无显著变化 ,45 %组显著降低 (P <0 .0 0 1 )。各组平均动脉压的平均值与加压值有较好的线性关系。结论抗荷裤囊覆盖面积相对较大 ,在保证血压增高的同时 ,可有效阻止心输出量的过度降低     

可后仰座椅提高G耐力的仿真研究

用改进的Ｊａｒｏｎ、白净等（１９８８、１９９２）心肺循环模型，引入胸内压、腹内压与肺压等作用环节，并与心血管系统各单元有机结合，发展了一个适用于研究＋Ｇｚ及各种抗荷措施作用下人体心血管反应的仿真模型。对三种Ｇ增长模式（ＲＯＲ、ＧＯＲ、ＨＯＲ）下，座椅柏仰角分别为１３、３０、４５、５５、６５、７５及８５时，人体的Ｇ耐力值进行了仿真实验，仿真结果与实测数据基本吻合。后仰式座椅提高Ｇ耐力的原因主要有三个     

抗荷正压呼吸时不同囊面积背心代偿性能的比较

目的探讨缩小代偿背心的囊覆盖面积是否仍能保证抗荷正压呼吸（ＰＢＧ）时胸部的代偿性能。方法在离心机上，６名受试者分别穿大囊（Ｌ）、中囊（Ｍ）或胸背囊（ＴＢ）代偿背心、充气，在＋５．５ＧＺ时进行４．８ｋＰａ的ＰＢＧ，在＋６．５ＧＺ进行８．０ｋＰａ的ＰＢＧ；或穿ＴＢ代偿背心、不充气，在＋５．５ＧＺ进行４．８ｋＰａ的ＰＢＧ，在＋６．０ＧＺ进行６．４ｋＰａ的ＰＢＧ。测量的指标包括，抗荷服压（Ｐｓ）、面罩压（Ｐｍ）、胸部代偿压（Ｐｔ）、呼吸频率（Ｒ）、心率（ＨＲ）及主观评分。结果当受试者分别穿Ｌ、Ｍ或ＴＢ这三种代偿背心、充气时，均能很好耐受所进行的ＰＢＧ。各项指标在Ｌ、Ｍ及ＴＢ这三种代偿背心间并无显著性差别（Ｐ＞０．０５）。穿ＴＢ代偿背心、不充气时，受试者对所进行的ＰＢＧ仍可耐受。结论采用囊覆盖面积比较小的Ｍ代偿背心已可满足ＰＢＧ时对胸部实施有效代偿的需要；穿ＴＢ代偿背心、不充气时，受试者也能较好地耐受６．４ｋＰａ的ＰＢＧ。在＋ＧＺ作用时将代偿背心的囊覆盖面积适当缩小是可能的。     

被动体位倾斜时的心血管反应

被动体位倾斜时的心血管反应为了了解重力对心血管调节功能的影响，本实验观察了１２名健康男性被试者在重力作用逐渐增加时的心血管反应。实验中采用了逐渐改变被试者倾斜方向和角度的方法，造成对心血管系统的不同刺激，即采用了立位１５°、３０°、６０°及头低位－１...     

Factors affecting human tolerance to sustained acceleration

Linear increases in G tolerance with increases in anti-G suit (AGS) bladder inflation pressure occurred when relaxed subjects were exposed to acceleration plateaus while riding a centrifuge and were either seated upright, (15 degrees seat back angle or SBA) or supine (60 degrees SBA). Supine G tolerance with AGS bladder inflation decreased as G onset time was increased by factors of two and four. Changing the mode of operation of a new servo-controlled anti-G valve regulating AGS bladder pressure had no effect on G tolerance nor on AGS comfort scores. Comfort was unaffected by G onset time and reduced with high AGS bladder pressures. Results support the hypotheses that G protection provided by simultaneously applied anti-G techniques is additive and that the simple hydrostatic model of the circulatory system can adequately account for AGS bladder pressure changes required for G protection when body position is changed.     

G protection: interaction of straining maneuvers and positive pressure breathing

INTRODUCTION: G protection in the 39 Gripen aircraft is provided by a full coverage anti-G suit, a pressure-breathing system, and anti-G straining maneuvers (AGSM). The purpose was to study (1) the interaction of pressure breathing and AGSM while wearing an anti-G suit; and (2) the G-protective properties of the anti-G suit alone and in combination with the pressure-breathing system. METHODS: During rapid onset rate G-time profiles (< or =9 G), 10 subjects were investigated in 5 conditions: (I) sitting relaxed, without any G-protective garment; (II) sitting relaxed and wearing an anti-G suit; (III) sitting relaxed, wearing an anti-G suit, and pressure breathing; IV) wearing an anti-G suit and performing AGSM; and V) wearing an anti-G suit, pressure breathing, and performing AGSM. In supplementary experiments (n=9), the share of the anti-G suit protection afforded by the abdominal bladder was investigated. RESULTS: G tolerance was 3.4 Gz (range: 2.8-4.3) in condition I, > or = 6.5 Gz (4.5-9.0) in II, > or = 8.0 Gz (6.5-9.0) in III, > or = 8.9 Gz (8.5-9.0) in IV and > or = 9.0 Gz (8.5-9.0) in V. In the supplementary experiments, the anti-G suit afforded a 2.8-G protection, a third of which was contributed by the abdominal bladder. In the relaxed state, pressure applied to the airways was transmitted undistorted to the intrathoracic space. During AGSM, intrathoracic pressure rose to 10-14 kPa, regardless of whether AGSM was performed with or without pressure breathing. DISCUSSION: AND CONCLUSIONS: The anti-G suit and the pressure breathing system provide G protection of > or = 4.6 G, of which the anti-G suit contributes about 3.0 G. The C-protective properties of the anti-G suit and those of pressure breathing appears to be additive, whereas the G protection afforded by pressure breathing does not add to that provided by AGSM.     

Development of anti-G suits and their limitations

Initial anti-G suits were based on the belief that decreased venous return was the critical effect of increased weight of blood during acceleration. Cumbersome water filled, pneumatic gradient or pulsatile pressure suits resulted. Subsequent centrifuge studies implicated arterial pressure, rather than venous return, as the major determinant of G tolerance in the sitting position. Consequently, methods of increasing arterial pressure were developed. Findings that the hypertensive, associated anti-blackout and discomfort effects of suit inflation all increase with bladder system pressure up to arterial occlusive levels resulted in the simplified G-suit used in W.W.II to the present. Recent +Gz loss of consciousness crashes indicate current straining maneuvers plus this suit are inadequate. Furthermore, because of very high pressures to maintain cerebral circulation in the sitting position, very high G suit protection is hazardous. If piloting is essential for full use of super performance fighters, the prone position with counter-weighted head support plus omni-directional surveilance is the surest strategem to obtain this advantage.     

高空代偿服的生理学研究进展

目的 综述国内外高空代偿服的生理学研究状况.资料来源与选择 该领域的相关研究论文和专著.资料引用 国内外公开发表的论文34篇,专著4部.资料综合 我国飞行员主要使用侧管式代偿服,该代偿服具有热负荷小、重量轻、安全性好的优点.不同的是国外飞行员主要使用囊式代偿服,因其具有体表对抗压力均匀、呼吸负荷小的优点,囊式代偿服气囊...     

高空代偿服的生理学研究进展

目的 综述国内外高空代偿服的生理学研究状况.资料来源与选择 该领域的相关研究论文和专著.资料引用 国内外公开发表的论文34篇,专著4部.资料综合 我国飞行员主要使用侧管式代偿服,该代偿服具有热负荷小、重量轻、安全性好的优点.不同的是国外飞行员主要使用囊式代偿服,因其具有体表对抗压力均匀、呼吸负荷小的优点,囊式代偿服气囊覆盖面积和气囊内压力是影响服装代偿性能的重要因素.结论国内对囊式代偿服的代偿性能研究不够深入和全面,需要尽快系统地开展囊式代偿服的相关生理学研究,为制定新型战斗机飞行员防护方案提供依据.     

不同压力制度对大覆盖面抗荷服 G_Z防护作用的影响

目的探讨大覆盖面抗荷服所应采用的抗荷调压器压力制度。方法４名男性受试者参加了离心机试验，增长率为３Ｇ／ｓ、峰＋ＧＺ作用１０ｓ～１５ｓ。先测定受试者基础Ｇ耐力，然后测定穿ＧＺ－２大覆盖面抗荷服、分别以１０．０ｋＰａ／Ｇ、１１．３ｋＰａ／Ｇ及１２．７ｋＰａ／Ｇ三种压力制度充气时的Ｇ耐力，并对腹、大腿、小腿及足部的受压程度进行主观评价。结果上述三种压力制度充气所提高的Ｇ耐力分别为３．１３Ｇ、３．５９Ｇ和３．９０Ｇ（Ｐ＜０．０１）。＋ＧＺ暴露时的平均心率随压力制度的增加而显著下降（Ｐ＜０．０５）。各部受压程度的主观感觉以腹部为最大，但均可耐受。扎弹性腰带后腹部受压程度评分显著下降（Ｐ＜０．０１）。结论在扎弹性腰带条件下，对ＧＺ－２抗荷服采用１１．３ｋＰａ／Ｇ的压力制度是可行的。     

不同压力制度抗荷正压呼吸的+Gz防护作用

目的探讨抗荷正压呼吸(PBG)系统中最佳的PBG压力制度. 方法 5名被试者穿GZ-2抗荷服及中囊代偿背心,在快增长率(3.0 G/s)离心机+Gz暴露时分别进行了1.6、2.4及 3.2 kPa/G 3种压力制度PBG实验.分别测定了3种压力制度PBG的抗荷性能,并对主观感觉进行评分.结果 1.6、2.4及 3.2 kPa/G 3种压力制度PBG的抗荷性能分别为2.00±0.31、2.54±0.32及2.44±0.31G;主观感觉评分表明,2.4 kPa/G压力制度PBG优于其它两者. 结论 PBG系统的压力制度以采用2.4 kPa/G为最佳.这样,既可保证PBG的抗荷性能,又可减轻PBG的副作用.     

Anti-G suit inflation rate requirements

Relaxed +Gz rapid-onset tolerances were measured on the human-use centrifuge at the USAF School of Aerospace Medicine, using male research subjects with and without inflated anti-G suits. Tolerance at 6 G.s-1 onset rates were 0.2-0.3 G lower than those measured with 1 G.s-1 onset rates, thus suggesting the existence of another relaxed G tolerance measurement called very high onset G. Baroceptor effect was considered the reason for this difference. Delays of a mean of 3.3 s in inflating the anti-G suit did not change relaxed G tolerances at 6 G.s-1 onset rates; however, with a 4.2-s mean delay, light-loss tolerance criteria occurred sooner during the G exposure. Tolerances to 7 G with 6 G.s-1 onset rates, during which the subjects had to perform the anti-G straining maneuver (AGSM), required a mean delay of 2.8 s in six subjects before a noticeable change in light-loss criteria occurred--a mean delay of 2.0 s resulted in no change in light-loss criteria from zero delay control inflation rates. These results clearly indicate that the inflation of the anti-G suit can be delayed by at least 1 s without compromising anti-G suit protection.