浙大智造的“貼心寶貝”在太空隨時監(jiān)測航天員身體健康
浙江新聞客戶端訊 6月17日9時22分,“神舟十二號”載人飛船在巨大的轟鳴聲中奔向蒼茫宇宙,完成飛船與核心艙的對接,3名中國航天員成功入駐天宮空間站。按照計劃,3名航天員將在太空軌道上駐留3個月。
在太空長期駐留,確保航天員的健康是載人航天的重要任務。記者從浙江大學了解到,在天和號核心艙內(nèi)部,搭載著一套由浙大自主設計的專業(yè)生理參數(shù)檢測儀器,將在未來很長時間內(nèi)為航天員的生命健康保駕護航。
項目負責人、浙江大學生物醫(yī)學工程與儀器科學學院副教授葉樹明告訴記者,這套系統(tǒng)包含了心電四合一監(jiān)測、睡眠監(jiān)護、無創(chuàng)心功能監(jiān)測等三種儀器以及相應的智能分析軟件算法,是整個航天醫(yī)監(jiān)子系統(tǒng)中研發(fā)難度較高的一塊內(nèi)容。目前儀器已經(jīng)搭載在天和核心艙,航天員將在入艙后一段時間內(nèi)應用這套系統(tǒng)開展多種類的健康檢測,研究團隊還隨時處在待命狀態(tài)。
早在2011年,葉樹明團隊為主研發(fā)的無創(chuàng)心功能監(jiān)測儀隨“天宮一號”升入太空,首次實現(xiàn)航天員血壓和心血管參數(shù)的無創(chuàng)連續(xù)監(jiān)測。經(jīng)過多年的不懈努力,新系統(tǒng)將面向空間站對航天員新型醫(yī)監(jiān)醫(yī)保設備的更高要求,以保障航天員的健康。
新型心電圖儀將醫(yī)院中現(xiàn)有的常規(guī)、動態(tài)、搶救和運動四種不同的心電圖儀的全部功能集成在一個由電池供電的便攜式儀器內(nèi),在滿足航天對可靠性的高要求前提下,儀器檢測性能還優(yōu)于目前醫(yī)院現(xiàn)有產(chǎn)品。
“四種心電圖儀的每種儀器單獨研制并不算很難,但到了太空就對測量精度、抗干擾能力、便攜性等有不同維度的技術(shù)要求。比如搶救心電模式下,儀器必須在微伏級電信號的精確檢測前提下,還要耐受最高幾千伏的除顫電壓。此前還沒有一個國家能夠研制滿足全部要求的單一心電圖儀?!比~樹明說,這就要求團隊推翻全部現(xiàn)有技術(shù)方案,從底層核心技術(shù)開始進行全面創(chuàng)新。經(jīng)過原理技術(shù)驗證和儀器樣機研制,團隊克服了技術(shù)上的“九九八十一難”,完美實現(xiàn)了上天產(chǎn)品的研制。記者在現(xiàn)場看到,包含4種功能的心電圖機大小只有十幾厘米長寬,亮著紅綠色的指示燈,心電電極插口在側(cè)面。
航天員的睡眠質(zhì)量關系到航天員進行重要航天活動的安全性評價??臻g站配備的睡眠分析儀要求能夠精確檢測腦電、眼電、肌電、呼吸、血氧等多種生理參數(shù),通過智能算法科學評價睡眠質(zhì)量。傳統(tǒng)的睡眠監(jiān)護主要依賴腦電信號進行睡眠分析,而太空中完成腦電檢測對航天員工作生活可能產(chǎn)生較大的干擾和不便。課題組設計的便攜式睡眠監(jiān)護儀實現(xiàn)了有腦電睡眠檢測分析與無腦電睡眠檢測分析兩種工作模式。其中無腦電睡眠分期的準確度在國際上首次達到了醫(yī)療診斷級睡眠分期的要求,最大限度地減少了對航天員的干擾。
“十年的研制時間看起來很長,實際上航天型號任務對研制的每個階段都有很高研制時間和質(zhì)量考核要求,每一點都不容閃失,更不允許計劃延后?!焙教靻T生理參數(shù)監(jiān)護系統(tǒng)的一系列技術(shù)創(chuàng)新的背后,是葉樹明團隊十幾年如一日的奉獻。
“空間站航天型號任務研發(fā)充分體現(xiàn)了浙江大學作為綜合性大學的科研實力,也充分體現(xiàn)了浙江大學師生們對國家重大科研任務的奉獻精神?!痹谌蝿盏淖詈箅A段,留給儀器的臨床驗證只有幾個月,“時間緊、工作重、要求高”,團隊獲得了浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院領導、該院嚴敏教授及多個科室主任組成的臨床團隊的支持與幫助。“國家任務要求就是職責使命。”浙大二院團隊克服疫情影響,跨春節(jié)工作,在短短的幾個月內(nèi)“保質(zhì)、保量、保進度”,完成三種儀器5個項目的高質(zhì)量的臨床試驗數(shù)據(jù),順利通過中國航天員中心的臨床考核。有浙大這群嚴謹可愛的研究人員,今天才能見到這套守護中國航天員生命健康的新型生理參數(shù)監(jiān)護系統(tǒng)。
據(jù)介紹,團隊將繼續(xù)積極參與后續(xù)型號任務的研制,為中國載人航天事業(yè)作出貢獻?!叭耸且芯竦?,始終把家國情懷放在第一位,這便是浙大人奮勇創(chuàng)新的精神力量?!比~樹明感慨說。
【浙江新聞+】
光顧過月球 登陸過火星 駐扎空間站
諸暨彈簧飛“上天”
6月17日上午,工期一向很緊的諸暨市五金彈簧廠特意停工,在車間架起了電視機。全廠二十多名員工圍在一起,他們的神情比電視里酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的工作人員更加緊張與期待,因為他們的彈簧又要上天了!“這次,火箭和飛船都用上了我們的彈簧。”諸暨市五金彈簧廠總工程師韓穎生說。
9點22分,搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭發(fā)射。573秒后,飛船與火箭成功分離、進入預定軌道,車間里爆出一陣歡呼聲。
諸暨市五金彈簧廠規(guī)模不大,只有二十幾名員工。即便如此,該廠還是以生產(chǎn)的零件精密度高在業(yè)內(nèi)有良好的口碑。2014年,一直以“不看廠規(guī)模,就看產(chǎn)品精密度”為合作理念的上海航天設備制造總廠,與諸暨市五金彈簧廠對接。“當時對方發(fā)來一張圖紙,要生產(chǎn)一個彈簧,如果樣件合格考慮開展合作,想到能有機會為中國航天事業(yè)提供產(chǎn)品,我們非常自豪,也非常重視。”韓穎生說。
這是一個難度較大的產(chǎn)品,主管研發(fā)和生產(chǎn)的負責人邊仲華立即召集4名技術(shù)過硬的員工成立攻關小組投入緊張的研發(fā)。歷時三天的調(diào)試,手工打磨,第一批產(chǎn)品制作完成。但總經(jīng)理朱成龍并不滿意,在取得上海航天設備制造總廠同意適當延期后,重新優(yōu)化工藝以提高精度。兩天后,10只彈簧成功完成,彈簧的正常公差小于規(guī)定值。這批樣品寄往上海,經(jīng)鑒定,各項指標均大大優(yōu)于圖紙的技術(shù)要求,雙方第二天就簽訂合作協(xié)議。
在此之后,諸暨市五金彈簧廠與上海航天設備制造總廠展開全面合作,每年向他們提供運載系列、飛船系列、武器系列、月球車等產(chǎn)品上各類彈簧上萬件?!伴L征四號丙遙三十四運載火箭、長征四號乙遙四十八運載火箭、搭載天舟二號貨運飛船的長征七號遙三運載火箭……這些火箭和飛船上都有我們生產(chǎn)的彈簧?!敝斐升埥榻B。
2020年11月24日,長征五號遙五火箭發(fā)射嫦娥五號月球探測器準時起飛,精準入軌,發(fā)射任務取得圓滿成功。這里面,也有諸暨市五金彈簧廠的功勞。為此,長征五號運載火箭型號辦公室特意發(fā)了感謝信,贊揚該廠為長征五號系列火箭配套的各類閥門彈簧零件,生產(chǎn)工藝穩(wěn)定、質(zhì)量可靠,“嫦娥五號探測器發(fā)射任務的圓滿成功凝聚著你們的智慧與貢獻”。
朱成龍說:“我們從神舟十一號飛船開始就提供彈簧。從企業(yè)角度來說,雖然航空航天產(chǎn)品的產(chǎn)值和利潤都不是很大,但我們感到很自豪,這就十分值得。我們會一如既往的秉承精心制造、匠心經(jīng)營的理念,保持穩(wěn)定性、一致性、安全性,確保祖國航空航天每一次任務都能取得圓滿的成功。”
本文來源:杭州網(wǎng)
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