CN1943519A - 航天人脑血流量的自我调控装置 - Google Patents

Abstract

人类从远古开始的生理进化，至今日已适应于在重力环境中直立活动。进入失重环境时，在生理上就出现了诸多矛盾。脑血流量的反常增多，是最为突出的一个矛盾。本发明提出在脑血管主动脉的中途(拟定为本人的颈部)设置一个“可控阀门”，由航天人自己按其本身的感觉，调控脑血流量，是本发明的核心理论和技术。本发明提出以调控磁场强度作为调控该“阀门”的手段，是实施本发明理论和技术的基本方法，为此提出了三种不同的布置方式。本发明的理论和技术也适用于医疗和康复方面。

Description

航天人脑血流量的自我调控装置

人类的航天梦已有数千年的历史。我国历代诗词中多有梦想飞天游的诗句，敦煌壁画中有古代艺术大师以绘画的形式表述了飞天的无限向往，为世人所瞩目。

但人类实现飞天梦的道路很不平坦。目前已取得的辉煌成就，还只是处于一个雄心勃勃伟大事业的起步阶段。面临的难题除了单纯的科学技术问题之外，还有现代人类的生理特征对失重环境的不适应性，是一道无形的槛。因为人类经过从爬行到直立千万年漫长的优胜劣汰自然进化，从生理上已经基本上完成了从爬行到直立的改造。一旦进入太空，骤然失去了地心吸力的作用，就会感受到全身血液分配失去习常的协调，特别是脑器官血流的异常增多，会引起种种不适，甚而至于有引起危殆症兆的可能。

人类的远祖在爬行时和其他哺乳动物一样，脑器官与其他需要血液提供营养的器官基本上处于一个相同的高度水平。当人类企图站立起来时，因脑器官显著地高于其他器官，会感到脑器官血流异样不足。但人类由于生产、生活与繁衍的需要，必须站立起来，因而在生理上进行了两项变革：

①发展了一个更强大的心脏，有能力提供足够的血压，以便向脑器官提供足够的血流量；

②心脑血管加大了流通截面积，以降低心脑血管系统的流通阻力。

现代人类在这两方面都取得了一定的成功，才使得人类在有地心吸力(它有阻碍血液向高处流动的作用)的环境中进行自由自在的直立活动，并且还有能力发展一个十分精密强大和层次十分多样化的脑器官(需要更多的血流量)。可是现代人类一旦进入太空，顿时失去了习以为常的地心吸力的作用，就会遭遇到脑血压过高，脑血流量过多等一系列“反常”现象所引起的种种不适。而一般爬行哺乳动物(如鼠、兔、犬、羊等)在类似实验中就没有发现可以观察到的种种不适反映。

本专利申请提出了一项为解决航天人生理难题的新装置，其核心特色是在心脑血管主动脉的中途“方便的场所”，人为地设置一个“阀门”，使脑器官的血压和血流量能由航天人凭其自我感受，将血流量和血压调控到自我感觉良好的程度。

这个调控装置在结构上并不复杂，其主要设计原理见图1所示。

图中，件1为人体外皮肤；

件2为心脑血管主动脉；

件3为脑血管主动脉在外皮肤的另一侧，用外科手术植入的内垫板；

件4为同一地点在外皮肤的外侧，设置的外垫板，使主动脉在该处受内、外垫板的左、右挟持，形成一个“阀门”；

件5为磁场发生器(线圈)；

件6为可控电阻；

件7为电阻的调节滑块；

件8为直流电源(电池)；

件9为电流廻路；

图1的示例采用了人体颈部作为可布置“阀门”的“方便的场所”。内垫板(件3)用永久性磁性材料制成，而外垫板及其连杆(件4)用可磁化的非永久性磁性材料制成。航天人需要调整脑器官血流量和血压时，可拨动电阻调节滑块(件7)，使磁场发生器(件5)产生不同强度的磁场、外垫板(件4)相应产生不同强度的磁化(与件3相反的磁极)。根据磁体正、反相吸的原理，件3与件4的相互吸引，造成了主动脉(件2)的相应挤压，进而引起主动脉不同程度的变形。在等同周边长度的条件下，圆形截面的有效流通截面积最大，主动脉受挤压后按内、外垫板的相反方向运动的净值，产生不同程度的挤压、和主动脉由圆形变成扁圆形的变化程度，也就是主动脉有效通截面积的变化程度。简单地讲，就是产生一个可控阻力。所以图1中所示的“执行部位”实际上是一个可调控的“阀门”。

以上的说明是按图2(方案1)的设计叙述的。图2(方案2、3)的布置基本上雷同，不赘述。

当航天人回到地球时，地心吸力的作用又回到原来的情况，此时电阻调节滑块应拨回到“0”的位置，内、外垫板(件3、件4)失去了可控磁场的作用，由主动脉的血压，将内、外垫板推回到原来位置，一切又恢复到原来情况。事实上，无论是飞离地球或是飞回地球，也就是由地心吸力到失重，是有一定的时间间隙的。在这段时间间隙里，航天人应集中注意力于本人的脑器官，随时调动调节器，使航天旅行顺利舒适。

本专利申请中的“执行部位”可有多种设计结构，图2示“执行部位”的三个设计方案和相关说明，都是以电磁波为调控中介。本专利申请人在此声明：“执行部位(阀门)”和“指令部位”，在实施时可作出许多结构方案。例如纯机械的结构方式等。各种形式的“指令部位”和“执行部位”，凡是能正确完成本专利申请所阐述的核心理论和技术的基本要求，在心脑血管主动脉的中途设置一个“阀门”以调控脑血管的血压和血流量，作出具体设计方案和实验报告，经认证合格后皆为本专利所包容。图1、图2所示方案只为本专利实施者提供一些可能的范例，并非是特定的设计范围。

                                特别提示

①以我国而言，航天员毫无例外地是从有长期驾驶超音速飞行器经验的驾驶员中经层层挑选出来的精英。他们经过长期的适应性锻炼和筛选，最后才确定极少人数航天员候选人。他们是人类的顶级精英，有强健的体魄，和灵活的高空、高速适应能力，他们有特别良好的心脑血管柔性与弹性，具有承受失去地心吸力时所发生的血流量与血压巨大冲击力的生理与心理应变能力。即使这些人类顶级精英在返回地球后，接受媒体采访时，被问及他们在进入失重环境时感觉时，也提到了心脑器官受到激烈冲击的情况。对一般航天游爱好者而言，失重时的冲击波是一项难以规避的槛。

②本专利申请提出的，在脑血管主动脉中途布置一个“可控阀门”的办法，以调控脑血流量，以尽量降低失重冲击波的力度，是本专利申请的核心理论与技术。在申请文件中又提出了一个可变磁场为驱动“可控阀门”的动力源的结构示意。本专利申请人在此声明，这种可变磁场的调控方式并非是惟一的方式。本专利的实施者还可以设计出其他调控方式和结构。本专利申请人认为任何其他方式或结构，凡是在心脑血管主动脉中途设置一个“可控阀门”，以消除或减弱脑血流、血压在失重时的激烈变化所导致的冲击，皆为本专利申请核心理论和技术所包容，是本专利核心理论和技术的一种实际体现。同样也受到本专利的权利保护。

③本专利申请十分强调“自我调控”这个概念，因为失重所产生的冲击对每位航天人都有不同的接受能力，而航天人本人对自己的接受能力最为敏感和判断精确。所以本专利强调由航天人自己调控，但在事先应由专业医师、航天医师专门进行装置的基本原理和使用要点的辅导，以及如何细心体验其本人的感受和应变的操作方法，确保临时不致误操作。本专利申请人认为调控装置的使用对所有航天人都是一项额外的保障措施，特别是一般非专业航天人更为必要。

④本专利申请提出的“调控装置”，其安全性、可靠性关系到航天人的安危与生活质量。本专利申请人要求实施者必须具有这类装置的资质与实际能力，并得到国家有关部门的认可，方可着手其设计与试验，作出具有充分根据的可行性报告。不具备条件者切忌盲目尝试，以防不测。

⑤本专利申请的核心理论和技术，亦可用于某些心脑血管疾病患者的医疗和康复方面，是本专利另一重要利用途经，值得关注。

本专利申请所说航天人是指两类人士。第一类是国家指定的宇航员，是职业性的航天人。第二类是非职业性的，包括某些科学技术工作者需要本人亲自飞往太空，作有目的的科学研究者，和一些单纯的航天游爱好者。本专利申请人认为，本专利申请所提供的“可控阀门”技术，对第一类人士而言，可以改善其太空工作的环境，而第二类人士而言，或许是十分必要的。

Claims (4)

1、本专利提出在心脑血管主动脉的中途，设置一个“可控阀门”，由航天人自己按其本身感觉随时调控脑器官的血流通量和血压，是本专利的核心理论和技术。

2、本专利提出以变化电磁场的强度，作为“可控阀门”的调控手段。本专利为此提出三个执行部位的设计方案。

3、凡是以设置一个“阀门”以调控脑血流量的任何其他设计方案，符合本专利核心理论与技术者，皆为本专利的包容范围。

4、本专利的核心理论和技术，也适用于医疗和康复方面。

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