俄羅斯航天員健康保障系統(tǒng)的發(fā)展

崔桂玲 黃冉（中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心）

在“國(guó)際空間站”運(yùn)行的20年間，有59批主要考察乘組進(jìn)站工作。所開(kāi)發(fā)的多邊醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)和多層次結(jié)構(gòu)機(jī)制，在制定和實(shí)施乘員健康和績(jī)效保障措施方面發(fā)揮了自身的作用。“國(guó)際空間站”多邊醫(yī)學(xué)管理機(jī)構(gòu)，在長(zhǎng)期飛行常規(guī)醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)的建立和運(yùn)行上發(fā)揮了重要作用。

“國(guó)際空間站”乘員健康保障的主要任務(wù)是，制定統(tǒng)一的乘員健康標(biāo)準(zhǔn)及統(tǒng)一的健康、績(jī)效醫(yī)學(xué)保障標(biāo)準(zhǔn)。鑒于“國(guó)際空間站”項(xiàng)目的國(guó)際化特點(diǎn)，在制定和實(shí)施醫(yī)學(xué)保障措施時(shí)，需要加強(qiáng)與其他伙伴國(guó)的溝通和協(xié)調(diào)，這就決定了有必要建立新的醫(yī)學(xué)協(xié)調(diào)組織。

俄羅斯早期開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)期飛行醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)為制定“國(guó)際空間站”乘員健康維護(hù)措施奠定了基礎(chǔ)，以格里戈里耶夫?yàn)榇淼亩砹_斯專(zhuān)家為開(kāi)發(fā)“國(guó)際空間站”乘員健康標(biāo)準(zhǔn)、居住環(huán)境健康標(biāo)準(zhǔn)，以及國(guó)際乘員健康一體化管理系統(tǒng)做出了突出的貢獻(xiàn)。

1 俄羅斯長(zhǎng)期飛行醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)的構(gòu)成

載人航天發(fā)展初期，在東方號(hào)（Vostok）、上升號(hào)（Voskhod）和“聯(lián)盟”（Soyuz）飛船短期飛行期間，飛行中和飛行后乘員已經(jīng)表現(xiàn)出了不良的機(jī)體反應(yīng)，具體表現(xiàn)為前庭功能綜合紊亂、運(yùn)動(dòng)病、心血管系統(tǒng)指標(biāo)不穩(wěn)定、協(xié)調(diào)性變差，在運(yùn)動(dòng)方面出現(xiàn)變化及代謝功能綜合變化等。在航天員飛行后重新適應(yīng)的初期，這些變化表現(xiàn)尤為明顯，如果不建立不良飛行因素防護(hù)系統(tǒng)，那么未來(lái)延長(zhǎng)飛行時(shí)間或是未來(lái)載人航天將會(huì)面臨很大的困難。

20世紀(jì)70年代，俄羅斯生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題研究所的科學(xué)家們聯(lián)合莫斯科諸多科研和臨床中心，開(kāi)發(fā)了地面模擬系統(tǒng)，模擬出了失重及其他飛行因素對(duì)人機(jī)體的作用。

在密閉隔絕實(shí)驗(yàn)中，在臥位和立位耐力低動(dòng)態(tài)條件，以及“干浸”條件下，完成了獨(dú)一無(wú)二的生理學(xué)、心理學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究，旨在了解單一飛行因素對(duì)人機(jī)體的作用，目的是開(kāi)發(fā)各類(lèi)航天飛行不良因素的防護(hù)方法和設(shè)備。這些研究結(jié)果為掌握人機(jī)體適應(yīng)航天飛行因素作用的原理奠定了基礎(chǔ)，確定了航天飛行中的醫(yī)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)，從而開(kāi)發(fā)出了1年以上航天飛行乘員健康維護(hù)的方法和設(shè)備系統(tǒng)。

為建立并逐漸完善航天考察乘員健康醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)，首先開(kāi)發(fā)了長(zhǎng)期飛行中各類(lèi)功能障礙的預(yù)防系統(tǒng)，以及載人航天器生命保障系統(tǒng)。而隨著航天醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用的飛速發(fā)展，開(kāi)發(fā)出了航天員選拔和訓(xùn)練系統(tǒng)、航天員飛行中和飛行后醫(yī)學(xué)救助系統(tǒng)，以及航天員醫(yī)學(xué)康復(fù)系統(tǒng)。

當(dāng)前航天醫(yī)學(xué)保障已經(jīng)成為了綜合性系統(tǒng)，它涵蓋了在航天員職業(yè)活動(dòng)所有階段保障其健康和績(jī)效的組織措施、醫(yī)學(xué)措施、衛(wèi)生保障措施和醫(yī)學(xué)技術(shù)措施，具體包括：

1）航天員醫(yī)學(xué)選拔及定期醫(yī)學(xué)檢查；

2）載人航天器和系統(tǒng)研制過(guò)程中的醫(yī)學(xué)跟蹤；

3）艙載生物醫(yī)學(xué)保障設(shè)備的研制；

4）航天員健康和績(jī)效常規(guī)醫(yī)學(xué)保障；

5）航天員健康狀態(tài)醫(yī)學(xué)監(jiān)督與分析；

6）航天員健康狀態(tài)異常診斷，必要時(shí)給予醫(yī)學(xué)救助及醫(yī)療康復(fù)；

7）航天飛行因素對(duì)人機(jī)體不良影響的預(yù)防系統(tǒng)；

8）飛行條件下航天員作息制度的組織；

9）飛行中航天員心理支持；

10）空間站生活艙居住環(huán)境的監(jiān)測(cè)（衛(wèi)生保健和輻射監(jiān)督）及當(dāng)航天員居住環(huán)境受到破壞時(shí)對(duì)異常和意外情況的響應(yīng)系統(tǒng)；

11）航天員飲食和水的保障；

12）航天員衛(wèi)生保健保障措施；

13）航天員飛行后的健康醫(yī)學(xué)保障，包括醫(yī)學(xué)康復(fù)措施。

在這個(gè)系統(tǒng)中，每個(gè)元素對(duì)于保障飛行安全、維護(hù)飛行任務(wù)乘組成員健康和工作能力，以及保持航天員的職業(yè)壽命都是非常重要的。

20世紀(jì)70到90年代，航天生物與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際合作促進(jìn)了航天飛行乘員健康和安全醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)的發(fā)展。

俄羅斯在載人航天戰(zhàn)略上與各國(guó)開(kāi)展雙邊政府間合作項(xiàng)目，包括醫(yī)學(xué)方面的國(guó)際合作，主要是以俄羅斯航天飛行醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)為依托，在制定聯(lián)合研究計(jì)劃和研制艙載科學(xué)設(shè)備方面開(kāi)展科技合作。

2 “國(guó)際空間站”乘員健康醫(yī)學(xué)保障組織

俄美之間既競(jìng)爭(zhēng)又合作是國(guó)際載人航天和航天醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要特點(diǎn)。根據(jù)政府間協(xié)議建立的俄美航天生物醫(yī)學(xué)聯(lián)合工作組在合作中發(fā)揮了重要作用。

“聯(lián)盟-阿波羅”計(jì)劃是載人航天領(lǐng)域國(guó)際合作的第一步，該計(jì)劃于1975年順利實(shí)施。在之后的20年間，蘇聯(lián)和美國(guó)載人航天事業(yè)都飛速發(fā)展。20世紀(jì)90年代初期，由于各種原因，俄美兩國(guó)認(rèn)為有必要對(duì)本國(guó)的航天計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。在對(duì)各種計(jì)劃、技術(shù)能力和資源潛力進(jìn)行聯(lián)合評(píng)估后，制定了開(kāi)發(fā)和組建“國(guó)際空間站”的計(jì)劃。重要的是，俄羅斯豐富的空間站長(zhǎng)期考察經(jīng)驗(yàn)及其航天員健康保障系統(tǒng)，為國(guó)際合作的順利開(kāi)展提供了保障。

“國(guó)際空間站”項(xiàng)目第一階段的合作是，俄羅斯聯(lián)邦航天局（Roscosmos，2016年1月更名為俄羅斯航天國(guó)家集團(tuán)）和美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）簽訂并于1995－1998年實(shí)施了“和平-航天飛機(jī)”計(jì)劃，和平號(hào)（Mir）空間站與航天飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合飛行，美國(guó)航天員在和平號(hào)空間站上進(jìn)行了長(zhǎng)期飛行，而俄羅斯航天員則乘坐航天飛機(jī)執(zhí)行飛行任務(wù)。

“和平-航天飛機(jī)”計(jì)劃的開(kāi)展為雙方共享醫(yī)學(xué)設(shè)備和醫(yī)學(xué)經(jīng)驗(yàn)提供了可能。以此為契機(jī)，雙方繼續(xù)開(kāi)展長(zhǎng)期飛行及飛行后乘員的健康維護(hù)工作，確立了國(guó)際伙伴交流的組織方法，確立了采取決議的程序，這對(duì)于在“國(guó)際空間站”計(jì)劃框架內(nèi)開(kāi)展各項(xiàng)工作是極為重要的。

航天員在哥倫布號(hào)實(shí)驗(yàn)艙工作

當(dāng)時(shí)還建立了莫斯科飛行控制中心與休斯敦飛行控制中心定期互動(dòng)的制度?！昂推?航天飛機(jī)”項(xiàng)目的重要成果是建立了俄美醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)互動(dòng)機(jī)制，雙方共同參與和平號(hào)空間站、“聯(lián)盟”飛船及航天飛機(jī)飛行乘組健康醫(yī)學(xué)保障工作。

從1998年伊始，“國(guó)際空間站”伙伴國(guó)醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)合作形式建立起來(lái)，這些國(guó)家的醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)直接參與“國(guó)際空間站”載人考察醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)醫(yī)學(xué)要求和健康標(biāo)準(zhǔn)的制定，參與飛行中的醫(yī)學(xué)規(guī)則和限制條件的制定。此時(shí)，在“國(guó)際空間站”計(jì)劃第一階段中所獲取的經(jīng)驗(yàn)發(fā)揮了作用，這些工作均按照1998年1月簽訂的“國(guó)際空間站”伙伴國(guó)政府間協(xié)議開(kāi)展。

執(zhí)行政府間協(xié)議的具體章程體現(xiàn)在“國(guó)際空間站”事務(wù)相互諒解備忘錄中，該備忘錄是以美國(guó)與每個(gè)伙伴國(guó)之間雙方協(xié)議的形式形成的。有關(guān)乘員的健康問(wèn)題也體現(xiàn)在備忘錄中，文中明確了“國(guó)際空間站”3個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)：多邊醫(yī)學(xué)政策委員會(huì)（MMPB）、多邊航天醫(yī)學(xué)委員會(huì)（MSMB）及多邊醫(yī)學(xué)實(shí)施委員會(huì)（MMOP）。明確了“國(guó)際空間站”多邊醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)的作用和責(zé)任，建立了協(xié)商一致的活動(dòng)原則，對(duì)醫(yī)學(xué)文件和決議均通過(guò)協(xié)商而定。在政府間協(xié)議和“國(guó)際空間站”備忘錄中加入了允許不同意見(jiàn)的機(jī)制，這保證了伙伴國(guó)醫(yī)學(xué)組織有采取決定的權(quán)力。但是有些帶有醫(yī)學(xué)性質(zhì)的決定，如“國(guó)際空間站”乘員健康證明，對(duì)飛行前、飛行中和飛行后健康保障程序和措施的要求，應(yīng)當(dāng)永遠(yuǎn)屬于醫(yī)學(xué)專(zhuān)家的特權(quán)。

而“國(guó)際空間站”乘員健康醫(yī)學(xué)保障的重要任務(wù)是開(kāi)發(fā)一體化或相互兼容的飛行醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)，向航天醫(yī)學(xué)推廣使用各伙伴國(guó)科學(xué)研究成果、地面模擬成果，最新的醫(yī)學(xué)技術(shù)、乘員健康狀況分析，以及密閉條件下居住環(huán)境監(jiān)督與評(píng)價(jià)的方法和設(shè)備。

而面臨的主要問(wèn)題是在20世紀(jì)90年代之前，俄羅斯和美國(guó)在乘員健康監(jiān)督和維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)、方法和設(shè)備，以及在醫(yī)學(xué)規(guī)程和乘員居住環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)方面存在很大的差異。經(jīng)過(guò)協(xié)商和討論后，一致通過(guò)并制定了多邊文件，對(duì)“國(guó)際空間站”乘員健康保障方面的所有問(wèn)題進(jìn)行了規(guī)范：制定了飛行前、飛行中和飛行后乘員健康標(biāo)準(zhǔn)及健康評(píng)價(jià)的醫(yī)學(xué)程序；制定了“國(guó)際空間站”乘員居住環(huán)境的統(tǒng)一要求；制定了飛行中出現(xiàn)偏離醫(yī)學(xué)要求或出現(xiàn)意外和異常情況下的飛行規(guī)程；制定了醫(yī)學(xué)實(shí)施文件，對(duì)具體考察中醫(yī)學(xué)活動(dòng)的計(jì)劃與實(shí)施進(jìn)行了原則性規(guī)范。

“國(guó)際空間站”各伙伴國(guó)醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)雖然在經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣上存在很大的差異，但這并沒(méi)有成為合作和一體化的阻礙，相反卻成為了新的科學(xué)論證基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)醫(yī)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的客觀分析和采用協(xié)商一致的原則，統(tǒng)一了航天員健康醫(yī)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，這一重要的決定為順利開(kāi)展航天員的選拔創(chuàng)造了條件。

俄羅斯科學(xué)家格里戈里耶夫是國(guó)際乘組醫(yī)學(xué)保障一體化的倡導(dǎo)者，在其直接參與和領(lǐng)導(dǎo)下，成立了莫斯科飛控中心和休斯敦飛控中心醫(yī)學(xué)專(zhuān)家一體化醫(yī)學(xué)小組（IMG），該小組運(yùn)行高效，其他伙伴國(guó)專(zhuān)家也參加了小組工作，共同計(jì)劃和開(kāi)展“國(guó)際空間站”醫(yī)學(xué)活動(dòng)。同時(shí)還成立了多邊醫(yī)學(xué)實(shí)施小組（SMOT），該小組由飛行醫(yī)生、莫斯科飛控中心和休斯敦飛控中心醫(yī)學(xué)小組成員、“國(guó)際空間站”所有伙伴國(guó)的醫(yī)學(xué)責(zé)任領(lǐng)導(dǎo)（MMOP的成員）組成，每個(gè)星期對(duì)“國(guó)際空間站”乘員的健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，針對(duì)具體的醫(yī)學(xué)狀況做出決定，并向“國(guó)際空間站”計(jì)劃領(lǐng)導(dǎo)和飛行領(lǐng)導(dǎo)層提供結(jié)論和建議。

3 “國(guó)際空間站”醫(yī)學(xué)保障活動(dòng)的結(jié)果

“國(guó)際空間站”載人飛行和考察計(jì)劃已運(yùn)行了20年，每批乘組的考察時(shí)間平均為129～214天，期間完成了大量的科研和實(shí)驗(yàn)任務(wù)，其中生物醫(yī)學(xué)研究占據(jù)了重要的位置。

俄羅斯乘員健康醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)曾在蘇聯(lián)空間站上接受過(guò)檢驗(yàn)，目前仍在“國(guó)際空間站”上發(fā)揮著重要的作用，其主要包括：健康監(jiān)督和居住環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、所有飛行階段的預(yù)防系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)救助系統(tǒng)和航天員康復(fù)系統(tǒng)。

在“國(guó)際空間站”建設(shè)初期，乘員的醫(yī)學(xué)保障由俄羅斯艙段公務(wù)艙系統(tǒng)負(fù)責(zé)。此時(shí)，主要依靠航天飛機(jī)和“聯(lián)盟”飛船運(yùn)送乘組前往“國(guó)際空間站”，貨物運(yùn)輸則使用航天飛機(jī)或“進(jìn)步”（Progress）飛船，大結(jié)構(gòu)物資和艙體主要由航天飛機(jī)乘組運(yùn)送和安裝。

在“國(guó)際空間站”前6批主要考察乘組中，乘組成員由3名俄羅斯及美國(guó)航天員組成。2003年美國(guó)“哥倫比亞”（Columbia）航天飛機(jī)（STS－107）發(fā)生事故后，航天飛機(jī)暫時(shí)停止飛行，“國(guó)際空間站”建設(shè)暫時(shí)中止，并且將主要考察工作計(jì)劃縮減，乘組成員減為2人。在這種情況下所建立的醫(yī)學(xué)活動(dòng)管理組織有效地應(yīng)對(duì)了出現(xiàn)的問(wèn)題，維護(hù)了乘員的健康和完成飛行任務(wù)必需的工作能力。

自2006年伊始，航天飛機(jī)恢復(fù)飛行，“國(guó)際空間站”建設(shè)繼續(xù)緊張地進(jìn)行，乘組成員恢復(fù)到3人。2009年，“國(guó)際空間站”主要乘組進(jìn)入到了6人考察階段。2011年，由于航天飛機(jī)計(jì)劃停止，“國(guó)際空間站”考察乘組往返運(yùn)輸僅由俄羅斯“聯(lián)盟”飛船完成，而貨物運(yùn)輸由俄羅斯“進(jìn)步”貨運(yùn)飛船，以及歐洲“自動(dòng)轉(zhuǎn)移飛行器”（ATV）和“H2轉(zhuǎn)移飛行器”（HTV）保障，2012年美國(guó)商業(yè)飛船“龍”（Dragon）飛船實(shí)現(xiàn)了首飛，開(kāi)始了貨運(yùn)保障。

盡管乘組成員在適應(yīng)性反應(yīng)上存在個(gè)體差異，但醫(yī)學(xué)保障小組的醫(yī)生沒(méi)有發(fā)現(xiàn)乘員有嚴(yán)重的臨床問(wèn)題，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)外傷、變異性表現(xiàn)、頭痛等問(wèn)題，由于較好地使用了艙載設(shè)備或優(yōu)化了作息制度，沒(méi)有發(fā)生去同步化現(xiàn)象。

近年來(lái)，一些主要考察乘組成員視覺(jué)功能出現(xiàn)了變化，具體表現(xiàn)是視力下降，由于眼內(nèi)壓升高，眼底和視覺(jué)神經(jīng)方面出現(xiàn)變化，以前在長(zhǎng)期飛行中從未出現(xiàn)過(guò)此類(lèi)情況。為此，根據(jù)“國(guó)際空間站”多邊醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)的決定，目前正在開(kāi)展眼科和神經(jīng)研究綜合計(jì)劃，在飛行前、飛行中和飛行后對(duì)“國(guó)際空間站”主要考察乘組成員進(jìn)行深度眼科檢查，對(duì)腦結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查等。

根據(jù)“國(guó)際空間站”伙伴國(guó)的協(xié)議，空間站使用壽命將延長(zhǎng)至2024年。在這種情況下，首要任務(wù)是基于所有伙伴國(guó)艙載資源的一體化，提高“國(guó)際空間站”生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究效率，為未來(lái)超越近地軌道航天飛行和深空探測(cè)解決輻射問(wèn)題及預(yù)防醫(yī)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)提供依據(jù)。

在未來(lái)調(diào)整“國(guó)際空間站”乘組去同步化現(xiàn)象的措施中，確定以下調(diào)整狀態(tài)的方法：藥物干預(yù)、使用光療法、進(jìn)行各類(lèi)睡眠時(shí)間混亂現(xiàn)象的應(yīng)對(duì)訓(xùn)練、調(diào)整這一時(shí)期的工作計(jì)劃。

“國(guó)際空間站”衛(wèi)生保障條件在各個(gè)飛行時(shí)期總體上是令人滿(mǎn)意的，并且基本上符合了“國(guó)際空間站”飛行前微生物控制標(biāo)準(zhǔn)（ISS MORD）的要求。俄羅斯生命保障系統(tǒng)總體上保障了乘員正常的生活和工作條件。與此同時(shí)，經(jīng)常有噪音超標(biāo)的記錄，一般超出標(biāo)準(zhǔn)值4～24dB，這需要增加補(bǔ)充的防護(hù)措施，如使用噪音防護(hù)耳罩和防噪音設(shè)備等。

與“國(guó)際空間站”對(duì)接的艙體、貨運(yùn)和載人飛船上載有非金屬材料，以及從所送達(dá)的物資和設(shè)備中析出的氣體，是空間站空氣介質(zhì)附加的化學(xué)污染源。通過(guò)對(duì)所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在地面對(duì)飛行產(chǎn)品準(zhǔn)備過(guò)程中有必要完善相關(guān)的毒理衛(wèi)生措施。

醫(yī)學(xué)監(jiān)督數(shù)據(jù)定期顯示，在空間站內(nèi)部裝飾物表面微生物和真菌群落有超過(guò)正常水平的現(xiàn)象，這要求采用專(zhuān)門(mén)措施用抗菌素對(duì)這些裝飾物表面進(jìn)行處理。在公務(wù)艙及近年來(lái)在功能貨艙定期使用“流通”儀器，這促進(jìn)了空間站大氣環(huán)境微生物狀態(tài)的正?；?。

“國(guó)際空間站”前40批考察結(jié)果證明，空間站乘組所建立的生活條件是適宜的?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有發(fā)生一起“影響飛行計(jì)劃完成結(jié)果”的醫(yī)學(xué)事件，絕大多數(shù)醫(yī)學(xué)保障的計(jì)劃均已完成。

近年來(lái)，“國(guó)際空間站”俄羅斯醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)一個(gè)突出的特點(diǎn)是加強(qiáng)了對(duì)個(gè)別環(huán)節(jié)的完善，首先是對(duì)乘組成員醫(yī)學(xué)監(jiān)督系統(tǒng)進(jìn)行了完善。“心臟醫(yī)療”系統(tǒng)的常規(guī)使用，極大地拓展了心血管系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)監(jiān)督能力；為俄羅斯艙段提供了新的訓(xùn)練設(shè)備—帶有防振系統(tǒng)的跑步機(jī)，以及新的通風(fēng)設(shè)備加壓系統(tǒng)；重新建立了航天員飲食系統(tǒng)；正在完善空間站艙載救助設(shè)備、微生物和毒理學(xué)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)；正在實(shí)施空間站噪音降低計(jì)劃和改善照明計(jì)劃；依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，正在改進(jìn)空間站乘員的心理支持系統(tǒng)等。

所有這些工作都是在多邊醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)（MMPB、MMOP和MSMB）及所形成的“國(guó)際空間站”醫(yī)學(xué)實(shí)施管理系統(tǒng)參與和監(jiān)督下進(jìn)行的，而MMPB對(duì)“國(guó)際空間站”醫(yī)學(xué)活動(dòng)進(jìn)行了監(jiān)督。