多自由度四臂动物离心机的研制及在家兔推拉效应模拟中的应用OA
Development of a multi-degree-of-freedom four-arm animal centrifuge and its application in simulating the push-pull effect in rabbits
目的 设计并构建一种多自由度四臂动物离心机,用于模拟推拉效应(PPE)并评估其生理影响.方法 该离心机由传动支撑系统、四转臂系统、动物载台系统、控制系统和生理监测系统组成.选取 8 只家兔,分别进行两种加速度暴露实验:所有家兔先进行+Gz暴露(+5Gz持续20 s)作为对照;待其生理状态完全恢复后,再进行PPE暴露(-1Gz持续10s →+4 Gz持续20 s).采用压力传感器实时监测动脉血压,张力传感器记录呼吸变化.结果 使用该离心机成功在家兔模型中模拟了PPE.与+Gz暴露组相比,PPE组导致心水平平均动脉压的下降幅度显著增大(P<0.01);两种暴露方式均引起呼吸频率显著加快(P<0.01).结论 成功构建了一台多自由度四臂动物离心机,可有效模拟复杂航空加速度环境.利用该设备,初步揭示了PPE对家兔心血管及呼吸功能的影响,为深入探讨高过载环境下的生理反应与损伤机制提供了实验平台与技术支撑.
Objective To design and develop a multi-degree-of-freedom four-arm animal centrifuge for simulating the push-pull effect(PPE)and evaluating its physiological impacts.Methods The centrifuge consisted of a drive and support system,a four-arm rotating system,an animal loading platform,a control system,and a physiological monitoring system.Eight rabbits were subjected to two types of acceleration exposures:all animals first underwent+Gz exposure(+5 Gz for 20 s)as a control;after full physiological recovery,they were then exposed to PPE(-1 Gz for 10 s→+4 Gz for 20 s).Arterial blood pressure was monitored in real time using pressure sensors,and respiratory changes were recorded using tension sensors.Results PPE was successfully simulated in the rabbit model using this centrifuge.Compared with the+Gz exposure group,the PPE group showed a significantly greater decrease in mean arterial pressure at heart level(P<0.01).Both exposure modes caused a significant increase in respiratory rate(P<0.01).Conclusion A multi-degree-of-freedom four-arm animal centrifuge is successfully constructed,which can effectively simulate complex aviation acceleration environments.Using this device,the effects of PPE on cardiovascular and respiratory functions in rabbits are preliminarily revealed,providing an experimental basis and a technical platform for further investigation into physiological responses and injury mechanisms under high-G environments.
谢暄;张舒;延姪君;张俊飞;周好斌;石菲;高峰;胡泽兵;高原;张茹
空军军医大学航空航天医学系航空航天生物动力学教研室,航空航天医学教育部重点实验室,陕西 西安 710032空军军医大学航空航天医学系航空航天生物动力学教研室,航空航天医学教育部重点实验室,陕西 西安 710032空军军医大学航空航天医学系航空航天生物动力学教研室,航空航天医学教育部重点实验室,陕西 西安 710032空军军医大学航空航天医学系航空航天生物动力学教研室,航空航天医学教育部重点实验室,陕西 西安 710032西安石油大学材料科学与工程学院,陕西 西安 710065空军军医大学航空航天医学系航空航天生物动力学教研室,航空航天医学教育部重点实验室,陕西 西安 710032西安石油大学材料科学与工程学院,陕西 西安 710065空军军医大学航空航天医学系航空航天生物动力学教研室,航空航天医学教育部重点实验室,陕西 西安 710032空军军医大学航空航天医学系航空航天生物动力学教研室,航空航天医学教育部重点实验室,陕西 西安 710032空军军医大学航空航天医学系航空航天生物动力学教研室,航空航天医学教育部重点实验室,陕西 西安 710032
医药卫生
多自由度四臂动物离心机持续性正加速度推拉效应高过载心血管系统心水平动脉压呼吸频率
multi-degree-of-freedomfour-arm animal centrifugecontinuous positive accelerationpush-pull effecthigh Gcardiovascular systemheart-level arterial blood pressurerespiratory rate
《空军军医大学学报》 2026 (1)
46-50,5
国家自然科学基金面上项目(32271227)
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