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。