（生物医学工程专业论文）大鼠心血管信号处理及其在模拟微重力实验中的应用.pdf

第四军医大学硕士学位论文 缩略语 a d e n b p b p v c a g d b p d b p v e c g f f t h f h r h r v i a g l e l f p r p s d r p r p a r q a s b p s b p v v l f w t 英文全称 缩略语表 a p p r o x l m a t ee n t r o p y b l o o dd r e s s u r e b l o o dp r e s s u r ev a r i a b i l i t y c o n t i n u o u sa r t i f i c i a l g r a v l t y d i a s t o li cb l o o dd r e s s u r e d i a s t 0 1i cb l o o d口r e s s u r e v a r i a b i li t v e l e c t r o c a r d i o g r a m f a s tf o u r i e rt r a n s f o r m h i g hf r e q u e n c y h e a r tr a t e h e a r tr a t ev a r i a b i l i t v i n t e r m i t t e n ta r t i f i c i a l g r a v l t y l y a p u n 0 ve x p o n e n t l o wf r e q u e n c y p e r c e n tr e c u r r e n c e p o w e rs p e c t r a ld e n sit y r e c u r r e n c ep l o t r e c u r r e n c en 1 0 ta n a l y s i s r e c u r r e n c ea u a n t i f i c a t i o n a n a l y s i s s y s t 0 1i cb l o o dp r e s s u r e s y s t 0 1 i cb l o o dp r e s s u r e v a r i a b i l i t v v e r y1 0 wf r e q u e n c y w a v e l e tt r a n s f o r m 中文全称 近似熵 血压 血压变异性 连续性人工重力 舒张压 舒张压变异性 心电图 快速傅立叶变化 高频 心率 心率变异性 间断性人工重力 李雅普诺夫指数 低频 递归百分比 功率谱密度 递归图 递归图分析 递归定量分析 收缩压 收缩压变异性 极低频 小波变换 第四军医大学础士学位论文 大鼠心血管信号处理及其在模拟微重力 实验中的应用 硕士研究生：刘欣 导师：董秀珍教授 辅导老师：张立藩教授 卢虹冰副教授 程九华高级实验师 第四军医大学生物医学工程系西安7 1 0 0 3 3 中文摘要 当在失重( 微重力) 环境停留一段时间后，由于一系列适应性改变， 航天员一般并无明显心血管症状：但当返回地面1 g 重力环境时，却普遍 出现明显的心血管失调症状，不但直接威胁航天员返回、着陆时的安全， 也影响其对地面重力环境的再适应能力。目前，改善心血管失调的对抗措 施分为两类：即以运动为主的对抗措施和以重力为基础的对抗措施；基于 重力的对抗措施又可细分为连续性人工重力对抗( c o n t i n u o u s a r t i f i c i a lg r a v i t y ，c a g ) 和间断性人工重力( i n t e r m i t t e n ta r t i f i c i a l g r a v i t y ，i a g ) 对抗两类。研究表明通过在太空船安装短臂离心机( s h o r t a r mc e n t r i f u g e ，s a c ) ，以此实现的i a g 可有效替代c a g 的对抗作用。然 而，在微重力环境下进行人体实验受多方条件制约且费用昂贵，同时在地 面进行卧床研究也受到方法学限制，而采用动物模型实验，可以进行多层 次、多学科实验研究，补充人体实验之不足。 在心血管疾病及微重力心血管生理研究中，大鼠是最重要的实验动物 之一。利用大鼠模型，可以进行从细胞、组织、器官到整体多个层次的观 察，但对其心率变异性( h e a r tr a t ev a r i a b i l i t y ，h r v ) 与血压变异性 2 第四军医大学硕士学位论文 ( b l o o dp r e s s u r ev a r i a b i l i t y ，b p v ) 的分析工作则开展较晚。再者 模拟失重是否会引起大鼠出现血压调节障碍，通过每日短时站立训练是否 能够缓解心血管失调症状尚存在分歧，需要采用不同方法予以澄清。因此， 本课题拟将整体实验与心血管信号处理相结合开展整合性研究，记录清醒 状态下血压、心率活动并进行功率谱与非线性分析，以得出较全面而又确 切的结论。 在h r v s b p v 的研究中，统计学分析、谱分析等常规方法已经不能够 充分挖掘其所包含的信息。随着非线性分析方法的发展，越来越显示出其 在电生理信号分析中的优势，能提取出用常规方法所不能提取的信息。正 是从以上的意义出发，我们利用了多种分析方法，特别是非线性分析，对 实验信号进行处理。 本文以s p r a g u e d a w l e y 大鼠为实验动物，将2 1 只雄性大鼠按照体重 配对原则随机分为三组：对照组( c 0 n ) 、悬吊组( s u s ) 、站立组( s u s + s t d ) 。s u s 大鼠每日保持尾部悬吊状态，以模拟微重力环境下的心血管功 能失调；s u s + s t d 大鼠除每日悬吊外进行l 小时站立训练，以此作为 微重力环境下的对抗措旌。1 4 日模拟期结束后，通过慢性植入的p e 一5 0 p e 一1 0 聚乙烯导管，在清醒状态下连续记录大鼠的血压数据。大鼠血压 数据通过数据采集卡完成信号模数转换与存储。 在预处理过程中，首先使用小波分析方法滤除血压信号中的噪声干 扰；随后使用分段检测最大值加手工校对的方法进行血压数据的收缩压波 峰及舒张压波谷检测，获取收缩压变异性数据序列( s y s t 0 1 i cb l o o d p r e s s u r ev a r i a b i l i t y ，s b p v ) ；然后再从收缩压( s y s t 0 1 i cb 1 0 0 d p r e s s u r e ，s b p ) 时间序列中提取p p 间期时间序列，进行h r v 分析。 在数据分析过程中，本文主要通过对血压、心率数据的常规统计分析， 频域常规谱、连续谱分析，以及递归定量分析、三维折返图分析等非线性 方法对s b p v 及h r v 信号进行分析处理。在统计学分析中，主要对各组大 1 第四军医大学硕士学位论文 鼠的比目鱼肌湿重、平均动脉压、平均收缩压、瞬时心率等基本信息进行 统计分析；在频域分析中，使用周期图法及三维谱分析方法对s b p v 及h r v 进行谱分析；在非线性分析过程中，首先使用递归图分析( r e c u r r e n c e p l o ta n a l y s i s ，r p a ) 对大鼠s b p v 蕴涵的非线性特征进行定性分析：然 后使用递归定量分析( r e c u r r e n c eq u a n t i f i c a t i o na n a l y s i s ，r q a ) 计算 递归百分数( p e r c e n t a g eo fr e c u r r e n c e ，r e c ) 、确定线段百分数 ( p e r c e n t a g eo fd e t e r m i n i s m ，d e r ) 及( 1 e n g t hi n d e x ， 。“) 旨 数三个非线性特征指数，对其进行定量分析。最后，使用三维折返图对 h r v 信号进行量化分析处理。 实验结果表明，一阶导数阈值与模板匹配检测算法具有较高的检测准 确率，能够较好地从血压原始数据序列中生成s b p v ；从s b p v 数据中提取 的p p 间期能够作为心电图r r 间期的替代数据，生成h r v 数据序列。通过 对h r v 、s b p v 信号进行周期图谱估计及三维谱阵分析可将复杂的心率、血 压波动信号分解为高频( h i g hf r e q u e n c y ，h f ) 、低频( l o wf r e q u e n c y ，l f ) 与极低频( v e r yl o wf r e q u e n c y ，v l f ) 三个不同频率范围的周期波动成分。 与c o n 相比，s u s 大鼠体重无显著变化，但右侧比目鱼肌湿重显著降低 ( p o 0 1 ) ，s u s + s t d 右侧比目鱼肌湿重较s u s 显著升高( p 0 0 1 ) ，但仍 低于c o n ，表明悬吊后大鼠已出现模拟失重肌萎缩效应，短时站立对其有 一定对抗作用。2 周模拟失重后，清醒大鼠的血压值虽然无明显改变，但 反映交感对外周血管阻力调节的”功率却是降低的( p 0 0 1 ) ，s u s + s t d 的l f 功率显著升高( p o 0 1 ) 与c o n 无明显差异。与c o n 相比，s u s 大 鼠血压非线性指数显著降低( p o 0 5 ) ；s u s + s t d 大鼠非线性指数较s u s 显著升高( p o 0 5 ) ，但仍低于c o n ( 无显著性差别) 。暗示模拟微重力环 境能够致使大鼠心血管功能失调，采用每日短时站立训练对其有一定的调 控作用。 第四军医大学硕士学位论文 对上述实验数据结果分析可知：尾部悬吊大鼠模型可作为有效的替代 模型，用以模拟及研究人类太空飞行后心血管功能失调机理；采用每日1 小时站立对抗措施，可有效防止清醒大鼠在解除模拟失重后出现心血管功 能失调：使用周期图谱估计及三维谱阵的分析方法能够较好揭示模拟失重 大鼠清醒状态心率、血压变化的特征：r p a 、r q a 及三维折返图等非线性 技术可以检测出1 4 天模拟失重所引起的清醒大鼠心血管调节变化，因而 在心血管信号分析领域中有一定应用前景。 关键词：模拟失重；心率变异性：血压变异性；谱估计；非线性动力学： 递归图；递归定量分析：三维折返图； 第四军医大学硕士学位论文 c a r d i o v a s c u l a rs i g n a ia n a i y s i si nt h ec o n s c i o u sr a t a n di t s a p p h c a t i o n si ns i m u l a t e d m i c r o g r a v i t ye x p e r i m e n t c a n d i l a t ef o rm a s t e r ：l i ux i n s u p e r v i s o r ：d o n g u z h c n t l l t o r ：z m gl i f a n g l uh o n g b i n g c h e n 窟j i u h u a d e p a n m e n t o f c o m p u t e r a p p l i c a t i o n ，s c h o o lo f b i o m e d i c a l e n g i n e e 血g ，f o u m lm i l i t a r ym c d i c a lu i l i v e r s i 咄x i a 1 17 1 0 0 3 3 ， c h i n a a b s t l a c t t h ec a r d i o v a s c u l a rn m c t i o no fc o s m o n a u t si sg e n e m l l yw e l lm a i n t a i n e d i n s p a c e d u et o a d 印协t i o n a lc h a n g e s w h e r e 卸 o n r e t l l n l i n g t ol g e n “r o 衄e n to fe a n h ，m o s to ft h e me x p e r i e n c es y m p t o m so fo r m o s t a t i c i n t o l e r a n c el a s t i n g 疳o ms e v e r a lh o u r st oe v e ns e v e r a ld a y s ，d 印e n d i n go n d u m t i o no fm i c r o g r a v 埘e x p o s u r e b e s i d e s ，u p r i 曲te x e r c i s ec a p a c i t yi sa l s o c o 咖o f l l yr e d u c e dp o s m i g h t ，h i c hi sa l s or e l a t e dt oo r c l l o s t a t i ci n t o l e r a i l c e a j l dc 矾i o v 船c u l 盯d e c o n d m o n i n gd u et om i c r o g r a v i t ye x p o s u r e m a r k e d p r e s y n c 叩a ls y m p t o m sa 1 1 d f a n ks y i l c o p ec o u l ds e r i o u s l yo rc o m p l e t e l y i m p a i r t l l ec r e wm e m b e r sp e r f b 肌a 1 1 c ed 砸n ge n t r y ，l a i l d i n g ，a n de g r e s sa f t e r l o n g d u r a t i o ns p a c e n i g h t s h o 、v e v e r ， c u r r e n n y u s e de x e r c i s e b a s e d c o u l l t e h n e a s l l r e sh a v el i m i t e ds u c c e s s f o rf u t u r el o n g d u r a t i o nm i s s i o n s ， i m e 咖i n e n ta n i f i c i a lg m v i t y ( i a g ) b yi i l c o r p o r a t i n gas h o r ta n nc e n t r i f i l g e ( s a c ) i i l t ot h es p a c e c r a f th 船b e s u g g e s t e d 嬲姐a l t e m a i et oc o n t i n u o 璐 a n i n c i a l 鲫v 时( c a g ) b e f o r eas h o 小a 衄c e f 厕舰ec 趾i ns p a c eb et e s t e d ， t 1 1 ee 舵c t i v ec o u n t e m e a s u r em 惦tb ee x 锄i n e d h o w e v e r t h e r ea r em a n y d i f f i c u i t i e sa n dl i r r 垃t a t i o r l si nh u m a ns t u d i e s m e t h o d o l o g i c a id i f f i c u l t i e sa r e 6 第四军医大学硕士学位论文 a s s o c ia _ t e d 、i mu s i n gn o n i n v 粥i v et e c h n i q u e st 0m a k et l l en e c e s s a r y 锄d c r i t i c a lm e a s u r e m e n t s a n o 血e rk i n do fd i f f i c u l t i e si sa s s o c i a t e d 、i mt h er a r e o p p o r t u n i t ya n de x p e n s i v ec o s tf b rs p a c e n i g h te x p e r i m e n t s i na d d i t i o n ，t h e s m a l ln u r n b e ro fs u b j e c t sa n dl i m i t e da v a i l a b l et i m ef o ri n d i v i d u a lr e s e a r c h p r o t o c 0 1 sa r ei m p o r t a n tl i m i t i n gf a c t o r s a 1 1 i m a ls t u d i e sp l a yas i g n m c 鲫tr o l e i n s p a c e c a r d i o v 懿c u l 盯r c s e a r c hb e c a u s eo f 也e yc a i l p r o v i d ed a t a s u p p l e m e n t a r yt oh u r n a ns t u d i e sb yi n v a s i v ei n s t l l 姗e m a t i o ns o p h i s t i c a t e d i i e v i c e sa n dd i r e c te x 锄i n a t i o n sm a d eo n 谢o u st i s s u e s f o rt h ed e s i g no fs p a c e - b o m ea n i m a le x p e r i m e m s ，i ti sn e c e s s a r yt o d c v e l o p 掣o u n d b a s e da 1 1 i m a lm o d e i s a m o n gt l l e mm el l i n d l i m bu m o a d i n g r a tm o d e lh a sb e e nw e l lr e c o g n i z e d 雏t h er o d e mm o d e l t os i m u l a t e 也ee f f e c t s o fm i c r o 口a v i 够g m 埘d - b a s e da 1 1 i m a le x p e r i m e m sa r ec o s t - e 虢c t i v e ，c a nb e s c h e d u l e d 、i 也o u tc o n c e mf o rc r e wt i m ea n de x t c n s i v ep r e c a u t i o n sr e q u i r e d f o r s p a c e n i g h te x p e r i m e n t sa 1 1 d a r ed e v o i do fs e v e r a lc o m p l i c a t i o n so f s p a c e n i g h t i na d d i t i o n ，s m a l lr o d e n t sh a v e b e e n w i d e l yu s e di n c 盯d i o v a s c u i a rb i o m e d i c a lr e s e a r c hd u r i n g 也ep a s ts e v e r a id e c a d e s ，w ec o u l d 如l l yu s et l l ea c l l i e v e m e n 招锄de x p 耐e n c e so fw h i c ha sr e 凫r e n c et od e s i g n v 嘶o u s m u l t i - l e v e l ，m u l t i d i s c i p i i n e r y伊o u n d b a s e da n i m a le x p e r i m e m h o w e v e r ，s t u d i e so nh e a r 【r a t ev a r i a b i l i 哆( h r v ) a n ds y s t o l i cb i o o dp r e s s i l r e v a r i a b i l i t y ( s b p v ) a r ef e w a tp r e s e n t i r ia d d i t i o n ，t 1 1 e r eh a sb e e nad e b a l e u p o nw h e m e rt a i l s u s p e n s i o nm tm o d e li sa p p r o p r i a t ct os i m u l a t em e c a r d i o v a s c u l a re 丘b c to fm i c r o g r a v i 够t h ea i mo ft l i ss t u d yw a st 0e x a r n i n e w h e t l l e rc h a n g e si nc a r d i o v 船c m a rr e g u l a t o r yf h n c t i o ni n d u c e db ys i m u l a t e d m i c r o g r a v i t yc o u l db ed e t e c t e db ys p e c t r a la n a l y s i s 姐dn o i l l i n e a ra i l a l y s i so f h e a r tr a t e 纽db l o o d p r e s s u r es i 盟a l so b t a i n e d 丘o mc o n s c i o u sr a t s i nt l l es t u d yo fs b p va i l dh r v ，c o n v e n t i o l l a ls t a t i s t i c a la n a l y s i sa n d 7 第四军医大学硕士学位论文 s p e 乜a la n a l y s i sh a v em e i rl i m i 诅t i o n s n o n l i n e a ra n a l y s i sc a l l d i s p l a ym o r e d e t a i l sa t l d “t r a c ti b r m a t i o nt h a to t h e ru s u a lm e t l l o d sc a l l 、s ow ec h o s e n d i 疵r e n tm e t h o d s ，p a n i c u l a r l yn o n l i n e a ra i l a l y s i sm e m o d s ，t oa n a l y z eh r v a n ds b p vs i g n a l s t h r e eg t o u p so fr a t sw e r eu s e dt op e r f o r m 也ee x p e r i m e n t s c o m p a r e dt o ac o n o lg r o u po fm a l es dm t s ( c o n ) ，ag r o u po fr a t s 、i t ht a i l s u s p e n s i o n ( s u s ) f o r1 4d 、a su s e dt os i m u l a t e 血ec a r d i o v a s c u l a re 丘b c to fm i c r o 掣a v i 哆 f o r l 4d a y s a n o t h e rg m u po f t a i l e d s u s p e n d e dr a t s 、v i md a i l ys t a r l d i n g ( s t d ) f o rlhw a su s e dt op r o v i d e g x ( d o r s o v e n 删) g m v i 切t i o n a ll o a d i n ga s c o u i l t e m e a s u r e a tm ee n do ft l l e1 4 - d a ys i m u l a t i o np e r i o d ，b l o o dp r e s s u r e ( b p ) d a t aw e r er e c o r d e db yap r e s s u r et m s d u c e rc o n n e c t e dt o ap e - 5 0 p e 1 0c a t l l e t e rc h r o n i c a l l yi i l s e n e dv i at 1 1 er i 曲tf e m o r a la r t e r yi n t om e p o s t e r i o ra b d o m i n a la o n ai nc o n s c i o u sr a t s t h ea i l a l o gb l o o dp r e s s u r es i g i l a l s w e r ed i g i t i z e db ya i la i l a l o g t o d i g i 乜lc o v e r t e rc o 衄e c t e dt ot l l ec o m p u t e l d 嘶n gm ec o u r s eo fp r e - p r o c e s s i n g ，t h en o i s e si nb l o o dp r e s s l l r es i g n a l s 、e r cr e m o v e db yd i s c r e t ew a v e l e t 拄a n s f b r m w 色印p l i e dm a x i m u md e t e c t e d a l l dm a n u a lm o d i f i c a t i o na l g o r i m mt 0o b t a i ns y s t o l i cb l o o dp r e s s l l r e v a r i a b i l i t y ( s b p v ) d a t af o r mo r i g i n a lb l o o dp r e s s l l r ed a t a p pt i m es e r i e s e x t r a c t e df o n nt l l es b pt i m es e r i e sw e r eu s e dt os u b s t i t u t ed a t ao fr rt i m e s e r i e s w ba d o p t e dc o n v e m i o n a ls t a t i s t i c a la i l a l y s i s ，s p e c t r a la i l a l y s i s ，r e c u r r e n c e p l o ta i l a l y s i sa i l dt l l r e e - d i m e n s i o n a lr e t u mm a pt o 觚a l y z es b p va 1 1 dh r v w i t 王l 北m s t i c a lm e t l l o d ，r i g h ts 0 1 e l l sw e tw e i g h t ，b p 趾dh rw e r ea n a l y z e d s b p va 1 1 dh r vw e r ea n a l y z e db yp e r i o d o 鲜i i i la 1 1 ds p e c 衄la r r a ym e m o d s 1 1 1 eo r i g i na i l de x t e n to fm en o n l i n e 撕t yi nb ps i g l l a l sw e r ef i r s n y 咖d i e d u s i n gr e c u r r e n c ep l o ta i l a l y s i s ( r p ：a ) a n dt h e nq u a n t i f i e db yt h r e en o n l n e a r r 第四军医大学硕士学位论文 i n d e x e s ，n a i l l e l y 尺e c ( p e r c e n t a g eo ff e c u r r e n c e ) ，墟r ( p e r c e n t a g eo f d c t e 皿i n i s m ) ，趾d 一( 1 e n g mi n d e x ) e x 蜘c t e d 肋m t l l eb ps i g 砌a tl a s t ， n o n l i n e 鲥t yi nh r vs i g n a l sw a se s t i m a t e dt l s i n gt 1 1 r e e d i m c n s i o n a l r e t 啪 m a p a na l g o r i t l m lo ff i r s td e r i v a t i v e 肌dt e m p l a t em a t c hi ss u i t a b l ef o r e 行e c t i v e l yi d e m i 母i n gs b p t i m es e r i e sf o n t lt l i ea i l a l o gb i o o dp r e s s w er e c o r d t h ep pt i m es e r i e sc a nr e p l a c ei rt i m es e r i e s p o 、 ，e rs p e c n l l mo fs b p va n d h r v ，e s t i i n a t e db yp e r i o d o g r a i l la n ds p e c n a la r r a ya n a l y s i sc o u l db ed i v i d e d i n t ot l l r e ed i 位r e n t 舶q u e n c yb a l l d s ，v e r yl o w 雠q u e n c y ( v l f ：o 0 0 _ 3h z ) ， i o w 丘e q u e n c y ( l f ：0 3 0 6h z ) ，a n dh i 曲丘弓q u e n c y ( h f ：1 4 1 7h z ) s p e c t r a la n a l y s i sm a y r e v e a lc a r d i d v 解c i l l 缸r e g u l a t i o ni nc o n s c i o u sr a t s t h e a 1 1 a l y s i sr e s u l t ss h o w st h a t 也er i g h ts o l e i l s 、v e tw e i h to fs u sg r o u pw a s s i 鲥矗c 趾t l yd e c r e a s e d l a i li nc o ng r o u p ( p 0 0 1 ) ，w h i l e 也cb o d yw e i 曲t 、v a sn oo b v i o u sc h a n g e s i ns u s + s t dg r o u p ，m e 啦灿s o l e u sw e tw e i h t 、a s s i 鲥f i c 锄t l yi n c r 。e a s e dt l l a l li ns u sg r o u p ( p o 0 1 ) a 1 1 dw a ss t i l ll o w e rm a i li n c o ng r o u p c 0 n l p a r e d 谢mt h a to fc o ng r o u p ，p o w e rs p e c t n h no fs b p v w a ss i g 面f i c m l u yd e c r e a s e di nl f( p o 0 1 ) a n db pw a sn os i g n i f i c a n t c h 姐昏e si ns u sg m u p c 0 n t r 撕l y i ns u s + s t dg r o u p ，p o w e rs p e c t n 吼o f s b p vw a ss i 鲥f i c 眦l yi n c r e a s e d 也a ns u s 伊o u p ( p 0 。0 1 ) i nl f ，w h i l en 0 s i g n i f i c a n tc h 柚g e sw e r ef o u n di nc o n 伊o u p i ns u sg r o u p ，n o n l m e a r i n d e x e so fb pw c r cs i g n i f i c 删l yl o w e r 也a i li nc o ng r o u p ( p 0 0 5 ) c o n t r a r i l y i ns u s + s t dg r o u p ，n o i l l i n e a ri n d e x e sw e r es i 鲥丘c a l l t l yl l i g h e r t h a l ls u sg r o u p 口( o 0 5 ) ，s h o 讹gn oo b v i o i l ss i 嘶f i c a n tc h a r i g e sv s c o n g r o u p f r o m 血ea 辩m e n t i o n e df i n d i n g s ，m eh i n d l i m bu m o a d i n gr a tm o d e l c o u l db e 、e l lr e c o 鄂【i z e da st l l er o d e n tm o d e lt os i m u l a t et i l ee 丘b c t so f 9 第四军医大学硕士学位论文 m i c r o g r a v “y s i m u l a t e dm i c r o g r a v i t y i n d u c e dp o s t - s u s p e n s i o nc a r d i o v 嬲c u l a r d e c o n d i t i o l l i n gi nm t sc o u l db ep r e v e n t e db yd a i l ys h o n m u r a t i o ns t a n d i n g p e r i o d o g r 锄a n ds p e c t r a la r r a ya n a l y s i sf o r b l o o dp r e s s u r ea 1 1 dh e 州m t ed a t a p m c e s s i n ga i _ ee a 色c t i v ei nd e t e c t i n gc a r d i o v a s c u l a rd y s f u n c t i o ni nc o n s c i o u s r a t sa f i e ra 1 4 - d a ys i m u l a t e dm i c r o 舒a v i 吼褂强&r q aa l l d t h r e e d i m e n s i o n a lr e t u mm a pa r en o v e ln o n l i n e a rm e t l l o d sf o rb pd a t a 锄d h e a nr a t ep r o c e s s i n g 谢l i c hi se 僚c t i v ei n d e 绝c t i n gc h a n g e s 强c a r d i o v a s “l a r r e 删a t o r yf h n c t i o ni f lc o n s c i o u sr d t sa 疗e ra1 4 - d a ys i m u l a t e di l l i c m g m v i 吼 龃ds e 锄t 0b eu s e m l na s s e s s i 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a d m a p ) ”见h 如；丛蛆巡n 受i ：q 酌，以及其2 1 世纪研究战略计划 均将飞行后心血管失调的机理及其对抗措施问题列为需优先进行的空间 心血管研究领域( 丛p ；地q q k ：垒坌卫：亟逝型鲎q g 堑2 8 2 ：丛堑! ) 。自2 0 世纪6 0 年代在水星号飞行中首次观察到飞行后立位性低血压现象以来，在近半个 世纪中，通过大量地面卧床研究( 一种在地面研究失重对人体影响的模拟 第四军医夫学蕊士学位论文 方法) 及少量在航天真实微重力环境下的观察，飞行后心血管失调机理己 取得一定进展 1 ，2 ，1 2 】。但由于人体生理研究目前还要受到诸多限制，可 供采用的无创性研究方法和技术手段也不多，故仍缺乏突破性进展。这也 可从n e u r o l a b 计划所使用的实验技术及其总结报告 1 】中得到说明。 故充分利用实验动物进行地面模拟与空间的全面深入研究乃必然趋势 【2 4 ，1 2 。 1 1 2 利用大鼠在真实模拟失重下进行研究已取得的进展及存在的问题 出于各种考虑，绝大多数微重力心血管实验研究系以大鼠为实验对 象。空间研究资料主要来自2 0 世纪末的c o s m o s 生物卫星及空间实验 室生命科学飞行。但在航天中如何保证大鼠正常生长和高存活率现仍有一 定难度，且在空间进行研究的机会极少，代价高昂，条件受限 1 ，4 】。国际 空间站业已安装动物离心机，预计全部建成后将会有更多机会在空间微重 力环境进行动物( 主要为大鼠) 心血管研究，故相应地面模拟研究应提早 进行。目前在真实失重下己得到的有关大鼠心血管变化重要结论有：血液 总量减少( u d d e n 等，1 9 9 5 ) ；心室乳头肌发生萎缩性改变( g o l d s t e i n 等， 1 9 9 2 ) ：以及压力反射反应性降低