摘要: 目的 研究实验用密闭服在不通风条件下对人体生理机能的影响及其防窒息的作用。 方法 5名年龄为18～21岁的健康男性分别在密闭服调节阀开关被置于A和B两种不同位置的密闭服中进行测试。结果 (1)在清醒静卧,外界大气压为1 atm的条件下,被试者在面窗关闭且调节阀与外界相通的密闭服中,耐受时间至少可达15 min; (2) 被试者口前区O₂和CO₂分压在头盔面窗关闭5～7 min后都可出现一个平衡状态，并持续到实验结束;(3)在8～10 min的平衡时间内,口前区O₂分压在15.0～16.4 kPa范围内,处于轻度缺氧状态; CO₂分压在5.21～6.49 kPa的范围内,处于生理可耐受的时间-浓度曲线范围；(4)被试者在实验用密闭服中所测试的各项生理指标在调节阀开关置于A和B两种状态时没有显著性差异。结论 被试者在清醒静卧及大气压为1 atm的条件下,密闭服防窒息时间至少可达15 min。

中图分类号：R852.81文献标识码：A文章编号：1002-0837(2000)05-0332-04

Human Physiological Regulation in the Closed Suit with no Ventilation

ZHANG Hua,PENG Yuan-kai,XU Guo-lin,YANG Fen

(Space Medicine & Medical Engineering)

Abstract: Objective To study the effects of the Experimental Closed Suit (ECS) with no active ventilation on human physiological functions and its anti-asphyxic role.Method Five young healthy male subjects,aged 18～21 years,were tested in the ECS with no active ventilation and no oxygen supply(NAVANOS) when the gas regulatory valve switch was placed on A or B position respectively.Result (1) Under 1 atm air pressure,each subject could endure at least 15 min while they were aware and resting in the ECS with NAVANOS; (2) There was a balancing period or plateau of the oxygen and the carbon dioxide pressure in the vicinity of the mouth in 5 to 7 min after the sealed helmet was closed,and this period lasted to the end of each test; (3) During the 8～10 min balancing period,the oxygen partial pressure in the vicinity of the mouth ranged from 15.0 to 16.4 kPa,which was slightly hypoxic,and the range of the carbon dioxide partial pressure was 5.21 to 6.49 kPa,which was within the CO₂ concentration-time curve of human physiological endurance;(4) No significant difference in human physiological parameters was found when the regulatory valve was placed on A or B position.Conclusion The anti-asphyxic time of ECS with NAVANOS could at least last 15 min under 1atm air pressure while the subjects were aware and resting.

Key words：scaphandres;carbon dioxide;oxygen;hypoxia

在航空航天过程中，低氧和高二氧化碳是时有发生的环境因素。机体轻度缺氧可通过功能代偿，不会对机体产生严重伤害。中度缺氧情况下，人体可发生循环功能代偿障碍，出现植物神经功能紊乱症状^［1］。吸入高浓度二氧化碳则主要通过外周和中枢化学感受器反射，来改变机体的功能状态^［2］。在低氧和高二氧化碳对机体的影响方面，学者都进行了大量的研究，但多数是局限于某一静态的影响，即：某一固定浓度的氧和二氧化碳对机体的影响。至于在氧和二氧化碳的动态变化中，机体会出现什么样的生理反应研究较少。本实验的目的是通过检测被试者着不通风密闭服的几种生理指标，研究被试者生理功能在低氧和高二氧化碳浓度动态变化中的反应规律，并对密闭服在无通风供氧条件下的防窒息功能作出评价,对调节阀处于两种不同状态下被试者的生理状态进行比较。

方法

被试者被试者5人，年龄18～20岁，身高为168～172 cm的健康男性。

实验程序本实验采用实验用密闭服，含可开关的头盔面窗，A、B两个与外界不同通气量的调节阀位；其头盔容积为8177.08 cm³,A阀门通风面积约为8.04 cm²，B阀门通风面积5.72 cm²。在大气温度为19.2～19.8°C、压力为100.6 kPa、相对湿度为30.4%～32.9%的条件下，被试者着密闭服，平静躺于座椅上，打开头盔面窗，静卧5 min，进行对照实验。随后关闭面窗，在不主动给密闭服通气和供氧的条件下进行测试。每名被试者分别在密闭服调节阀被置于A和B两种与大气沟通的状态下进行实验。整个实验共10人次，每种状态持续15 min。

仪器设备实验用密闭服、遥测心电仪(型号OEC-6201，日本光电医疗仪器公司)及医学气体分析仪(MGA-1100,美国)，主要是动态监测氧分压(Oxygen partial pressure,OPP)及二氧化碳的分压(Carbon dioxide partial pressure,CDPP)。其氧分压监测范围为0～100%，二氧化碳分压的监测范围为0～10%；监测精度为±1%。

测试指标被试者的症状、体征及主诉，实时心电图和心率，呼吸频率和被试者口前区氧和二氧化碳分压。采气管头部固定于口腔正下部密闭服头盔正中，约离口腔3 cm处。

统计方法采用SPSS 9.0统计软件,进行配对t-test。

结果

主观症状及体征在调节器被置于A和B两种状态下，被试者都可完成实验。A、B两种状态下分别有4人次出现头痛症状。并且此两种状态下10人次的被试者主诉都有不同程度的呼吸困难、全身发热、出汗感、闷热等主观症状；全身大量出汗，以面部和背部最为明显。实验结束脱掉密闭服后，发现密闭服躯干及四肢与皮肤密切接触的内层部分可触及明显的汗液。

心率和心电图与安静时相比，密闭服在调节器被置于A和B两种状态下心率都加快，且具有显著性差异(分别为P＜0.05和P＜0.01)；但两种状态之间无显著性差异(图1)。心电图没有异常变化。

呼吸频率密闭服在调节器置于A和B 两种状态并在口前区氧和二氧化碳分压达到平衡后，呼吸频率分别为(17.4±3.44 次/min)和(18.6±3.5 次/min),与安静时(11.6±1.52 次/min)相比都明显增加，并有统计学意义(都为P＜0.01)；但两种状态之间无显著性差异。

被试者口前区O₂分压及CO₂ 分压(图2、3、4、5)密闭服头盔内O₂分压的变化在两种状态下有一个平衡期，平衡的时间在头盔面窗关闭5～7 min之后。在两种状态下，达到平衡时的O₂平均分压都比安静时明显降低 (P＜0.001)。调节阀在A状态下，平衡时的O₂平均分压(15.4±0.25 kPa)与在B状态下的O₂平均分压(15.7±0.55 kPa)相比无显著性差异。

图1两种状态下心率的变化

Fig.1Heart rate under two conditions*P＜0.05,**P＜0.01,as compared with control

图2A位口前区氧分压的动态变化

Fig.2Dynamic changes of OPP near the mouth when the regulatory valve was placed on ponsition A

Note:A,B,C,D and E indicate the five different subjects respectively;each point in figures indicates the mean value of all data in a minute

图3A位口前区二氧化碳分压的动态变化

Fig.3Dynamic changes of CDPP near the mouth when the regulatory valve was placed on position A

图4B位口前区氧分压的动态变化

Fig.4Dynamic changes of OPP near the mouth when the regulatory valve was placed on position B

图5B位口前区二氧化碳分压的动态变化

Fig.5Dynamic changes of CDPP near the mouth when the regulatory valve was placed on position B

密闭服头盔内口前区CO₂分压的变化在两种状态下也有一个平衡期，且达到平衡的时间与O₂分压的平衡期相对应，也在头盔关闭5～7 min后达到平衡。在两种状态下，达到平衡时的平均CO₂分压都比安静时明显升高(P＜0.001)。调节阀在A状态下，平衡时的CO₂ 平均分压(5.86±0.38 kPa) 与B状态下密闭服CO₂平均分压(5.79±0.48 kPa)<