記20世紀60年代我所與防化研究所的一次科研合作

發布時間:2018-06-29  |  【打印】 【關閉

  1965年秋,防化兵研究所的有關同志來到我所,希望我所為他們研制的一種112型防化板進行生理評價.這種板擬用于掩蔽部等處的窗上,以擋住有害的毒性氣體進入,此板可允許氧氣和二氧化碳作一定程度的通透,但是空氣中的氧氣也會部分地被擋在外面,而人體排出的二氧化碳也部分地被滯留在室內,因此這種裝有防化板的掩蔽部內將是一種低氧和高二氧化碳的環境.

  防化研究所把這種板研制出來后,在理論上有上述性能,但是還需要在人體應用時獲得有關參數來說明.也就是說要與我所共同作出對防化板在使用條件下的生理評價.雙方經過商談后,我所同意協作,由我所醫學室(翁慶章、張樹棟)與防化所共同組成課題組,由科研所翁慶章與防化所馬啟勇任組長.實驗模擬的密閉小室,由防化研究所負責搭建在科研所二樓的腦電圖室內, 密閉小室的封閉的技術、小室的環境條件如二氧化碳及氧、室溫、濕度由防化所負責測定.受試者由防化所提供,均為軍隊現役戰士及干部..

  我所負責檢測的生理指標有心電圖、腦電圖、血氧飽和度(法國耳夾式光電血氧計)、呼吸、心率、體溫、皮膚溫度、動作平衡(對三個生理信號,以不同順序做10組動作反應,為測定工作能力的一種方法)在實驗前及實驗中每小時測定一次,唯血壓在實驗前后均測.

  本課題設定使用不同防化板面積(0.21m2~0.64m2)和占有不同的空間(1m3或1.6m3),以期求得合理和經濟的應用方案.測試時間每天為4~7小時.實驗分三大組:1.密閉組(即不用防化板);2.常溫組(15~20℃)用防化板;3.高溫組(32~35℃)用防化板

  實驗結果顯示:⑴.112型過濾板可通透二氧化碳和氧,安裝于防護室壁時,可適合于人體在一定時間內的居留;⑵.過濾板對氣體成分的通透,尤其對二氧化碳還不夠理想;⑶.在裝有過濾板的防護小室內居留時,各種環境條件的變化對人體產生了綜合性的影響,其中主要為高二氧化碳低氧,次之為高溫、高濕,對生理的影響以呼吸、心率的改變最早、最顯著,次之為皮膚溫度;⑷.在防護小室諸多環境因素中,以二氧化碳濃度增高的改變最為顯著,對人體的影響亦較大,而且它與二氧化碳減少程度呈完全相關,(相關系數為0.989,系絕對相關).因此可以用二氧化碳濃度的指標來評定防護小室內允許居留的條件和時間.

  在二氧化碳逐步增高和人體逐步適應過程中,生理的反應情況可分為:

  ①. 二氧化碳濃度在2.8%以下,對人體基本無影響.

  ②. 二氧化碳濃度在2.8~5%之間,對人體生理機能雖有一定的影響,但仍可耐受4~5小時左右.

  ③. 二氧化碳濃度在6~8.27%之間,此時生理反應劇烈(呼吸由實驗初的18.4次/分至第4小時增至33.6次/分,心率由68.5次/分增至105.6次/分),只可在短時間(1小時左右)耐受.

  根據當時的文獻報道,二氧化碳濃度二氧化碳濃度3.5%是生理耐受界限,4.5%是人體的最高耐受濃度,在濃度5~6.7%下居留0.5~1小時有生命危險.

  而本課題在居留條件的二氧化碳濃度高達6~8.27%之間,其中有三組實驗小

  室內第4小時分別達到6.78%、7.87%、8.27%,這的確是個驚人的突破,說明受試者有很大的承受高濃度二氧化碳的能力,這次實驗達到了人體耐受的極限.

  由于這是軍隊的課題,我所只與防化所共同寫出了一個4萬字的總結報告,最后得出使用B方案的板面積(配以適當的空間)最為合理,此事就告一結束了.我所一直沒有作過文字發表.

  15年后,1980年第一屆航天航空醫學工程學術會議來我所征文,我們略去了防化板的背景條件,以“在密閉環境高二氧化碳及低氧條件人的居住時間及其生理評定”為題,在北京召開的會議上作了大會報告,受到了與會人員的關注.他們認為本文對處于極限條件的高二氧化碳及低氧環境居住時間的研究是有參考意義的.

  這個實驗完成了。多年后,我們與防化所又有一次合作。

  1978年我所儀器室在國內首先研制出心率遙測儀,在田徑等陸上項目得到成功運用這對于評價運動時的生理負荷監測很有好處,筆者當時所在的游泳研究組也想在游泳運動員訓練時應用,但是用于在游泳時因貼在運動員胸前的兩個發射電極接觸到了水發生短路,而失去信號.要解決這個問題,也就是要防止電極與水接觸.當時我們想起了13年前防化所來我所作實驗時,對密閉室的出入門進行密封時,涂上一層膠,可以達到密封的效果.帶著此問題我們在防化所的幫助下,他們也無償的提供一種特殊膠,完全滿足我們在水中進行運動員心率遙測的要求.當電極貼于皮膚后在電極外再涂上這種膠,很快形成一層薄膜,可防止水浸入,使用后可以輕輕將薄膜揭開,而且也不傷及皮膚,可以經常使用.這使得我們于1978年首次在國內成功記錄了運動員游程中的心率.當年來我國講學及示教的澳大利亞著名游泳教練-卡萊爾先生在現場看到我們的心率遙測,也認為實用有效.

  我們通過此項所際科研合作的體會是:

  1) 我們對運動員身體機能評定的方法和手段,用于其他人群的評定也是有用的;

  2) 我們經歷了一項高二氧化碳極限條件下的生理測試,取得了超過當時文獻記載的重要生理數據,而沒有什么危險(只是在實驗初期發生過2例在實驗結束后暈倒,那是在實驗結束后,我們急于想使受試者脫離實驗環境,很快將其扶出密閉小室受試者就虛脫倒地了, 我們認為可能是環境變化太快所致,之后采取實驗結束后,先通風,靜坐幾分鐘,逐漸脫離高二氧化碳環境再出來,以后就沒有再出現類似問題了).

  3) 所際交流是互利的.

 

作者:翁慶章  離退休老干部

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