在太空如何給航天員做心肺復甦？

日前，神舟十三號的三名航天員已安全返回。對於生命科學研究來說，確保航天員在與地球迥異的太空中生存，克服外部宇宙環境對機體身心的嚴重影響，尤其是科學應對心搏、呼吸驟停等惡性事件，是醫學科研工作者面臨的重要課題。

爲確保航天員生命安全萬無一失，醫學科研工作者要未雨綢繆，創造性地研發適宜太空的生命醫學支持技術，尤其是應對心搏、呼吸驟停這種嚴重意外事件的設備。

我們通過分析太空的特殊環境及航天員的特殊狀態，探討了特殊的應對方法，並以此構建“三位一體”的太空心肺復甦生命支持系統：感應式心肺復甦自救腹帶、自動式心肺復甦除顫自救背心、反搏式心肺復甦加壓自救短褲。

01

感應式心肺復甦

自救腹帶

感應式心肺復甦自救腹帶通過傳感器自主感知航天員心率和呼吸，收集異常數據並進行分析和整合。繫於腹部的充氣式束帶在航天員發生心搏、呼吸驟停時，可以通過舒縮進行腹部心肺復甦。腹帶縮緊時，腹腔壓力迅速升高，可使膈肌上升，擡擠心臟，發揮“心泵”作用，增加胸膜腔內壓，提高心排血量，並能促使存在於腹部器官中的25%的人體血液流入心臟。腹帶放鬆時，腹腔壓力迅速降低，膈肌下移，擴大胸腔的容積，增加胸腔的負壓，充分發揮“胸泵”機制，促進血液迴流。

感應式心肺復甦自救腹帶可使膈肌上下移動，使得胸腔壓力發生變化。膈肌下移時，胸腔負壓增大，有利於空氣進入肺部，膈肌上移時則利於肺部氣體排出，發揮“肺泵”作用。

感應式心肺復甦自救腹帶在腹部加壓與放鬆的過程，可同時完成循環與呼吸支持，真正實現一體化的心肺復甦。地面上的航天醫學工作者可通過航天器上裝載的醫學監測設備來監測航天員的心電、呼吸、血壓、體溫等生理指標，及時瞭解航天員的身體狀況並且給出診斷和治療方案。然而當航天器進入大氣層時，空氣摩擦使返回艙表面達到幾千度的高溫，高溫使其外圍的空氣電離形成等離子層，隔絕返回艙與地面的通信，這種現象叫作黑障。在黑障期，一旦航天員發生心搏、呼吸驟停，往往難以收到醫學專業人員的指導。在此特殊時期，如果宇航服內已配備感應式心肺復甦自救腹帶將爲航天員生存提供極大幫助。

02

自動式心肺復甦

除顫自救背心

國際空間站中，每位航天員每年發生導致能力喪失的心血管事件的概率爲1%。航天員身處太空艙的密閉狹小空間內，擔負高要求的飛行任務，巨大的心理壓力所構成的心理負面效應可能導致自發性心室纖顫。適時電擊除顫成爲保證航天員生命安全的必備條件，而在不需要脫去宇航服的狀態下，爲航天員穿戴一種自動式除顫背心，自動感知心電異常並進行應急電擊除顫成爲必需。

航天員穿戴的自動式心肺復甦除顫自救背心，在後背正中及左心前區放置有貼敷式除顫電極板，環胸部的電極帶包括四個感應電極，用於記錄心電信號並傳至處理器進行分析。一旦發現心室纖顫，自動式心肺復甦除顫自救背心即可自動充電並塗布耦合劑於電極，然後自動放電完成心臟電除顫，幫助航天員恢復正常心律。

03

反搏式心肺復甦

加壓自救短褲

太空艙內爲失重環境，身處其中，人體會發生一系列生理、病理變化。

其一，機體在失重的環境下無需 一定的肌張力來維持特定的姿勢，肌肉收縮與舒張活動大爲減弱，使“肌肉泵”作用難以顯現。

其二，失去重力的向下吸引，全身體液向身體上半部分轉移，胸腔及頭部血液豐富。

其三，在失重的環境下，心血管系統對抗重力的調節能力下降，導致心肌萎縮和收縮功能下降。

當太空艙返回地面後，航天員重新受到重力的作用，體液迅速再分佈並向下肢彙集，加之心肌收縮力減弱，導致血壓下降，加重頭部及心肺系統缺血、缺氧，這是造成心搏、呼吸驟停的潛在隱患。我們設計了反搏式心肺復甦加壓自救短褲，以克服這種體液再分佈的不利影響。

反搏式心肺復甦加壓自救短褲由兩個腿部充氣加壓袖帶、一個腹部充氣加壓袖帶及自動充氣泵組成，在其內側面有突出的圓點以加大對血管的按壓力度。在太空艙返回地面的途中，用反搏式心肺復甦加壓自救短褲加壓腹部及下肢，使血液再分佈時間延長，讓機體逐漸適應。

在返回地面後，自動充氣加壓裝置在加壓與放鬆過程中，可使下肢及腹主動脈血液反向流動，增加主動脈壓力，增強心腦灌注，防止重力因素導致的心臟意外事件。

文：中國醫師協會心血管外科醫師分會主任委員 劉中民

中國研究型醫院學會心肺復甦學專業委員會主任委員 王立祥

編輯：管仲瑤 王建影

審覈：徐秉楠 閆龑