一、航空與太空生理學概論 Overview of Aviation and Space Physiology
1️⃣ 定義 Definition
研究人體在高海拔（High Altitude）、高速加速度（Acceleration）、低氣壓（Low Barometric Pressure）、缺氧（Hypoxia）、太空失重（Weightlessness）等特殊環境下所產生之生理變化與調節機制的學科。
- 加速度生理學（Acceleration Physiology）
- 低壓與缺氧生理學（Hypobaric and Hypoxic Physiology）
- 太空生理學（Space Physiology）
- 減壓與氣體溶解問題（Decompression Physiology）
二、加速度對人體的影響 Effects of Acceleration on the Human Body
1️⃣ 加速度 Acceleration 的定義
- 加速度（Acceleration）：物體速度改變的速率。
- 在航空醫學中通常以 G（Gravitational Force） 表示。
- 1 G：地球重力作用下的加速度
- 2 G：重量增加為原來 2 倍
- 3 G：重量增加為原來 3 倍
加速度對人體影響主要取決於：
- 加速度方向（Direction of Acceleration）
- 加速度大小（Magnitude）
- 持續時間（Duration）
2️⃣ 加速度方向分類
（1）正向 G 力 Positive G Force
定義：加速度方向由頭部指向足部（Head-to-Foot Direction）。
例如：
- 戰鬥機急速爬升
- 雲霄飛車上升
主要影響：
血液向下肢移動，造成：
- 腦部血流減少
- 視網膜灌流下降
- 意識喪失
典型症狀：
- 灰視（Gray-out）：視野變灰
- 黑視（Black-out）：視野完全黑暗
- G-LOC（G-induced Loss of Consciousness）：G 力造成的意識喪失
（2）負向 G 力 Negative G Force
定義：加速度方向由足部指向頭部（Foot-to-Head Direction）。
例如：
- 飛機快速俯衝
生理影響：
血液大量湧向頭部：
- 腦血壓上升
- 毛細血管破裂
症狀包括：
- 紅視（Red-out）：視野變紅
- 頭痛
- 腦出血風險
3️⃣ 加速度對血壓的影響
當人體承受正向 G 力時：
- 下肢血壓升高
- 腦部血壓下降
研究顯示在 3.3 G 持續作用下：
- 收縮壓與舒張壓會迅速下降
- 可能導致腦缺血與意識喪失。
4️⃣ 抗 G 技術 Anti-G Techniques
（1）抗 G 服（Anti-G Suit）
作用：
- 壓迫下肢
- 防止血液滯留
機制：
增加靜脈回流（Venous Return）
（2）抗 G 呼吸法 AGSM（Anti-G Straining Maneuver）
方法：
- 強力呼氣
- 收縮腹肌與腿肌
作用：
- 提升胸腔壓力
- 維持腦部血流
三、高海拔生理學 High-Altitude Physiology
1️⃣ 高海拔環境特徵
隨海拔上升：
- 氣壓（Barometric Pressure）下降
- 氧分壓（Partial Pressure of Oxygen）下降
例：
- 海平面：氣壓 ≈ 760 mmHg
- 高海拔：氣壓大幅下降
- 導致吸入氧分壓降低
2️⃣ 缺氧 Hypoxia
- 指組織氧供應不足。
- 航空醫學中主要為低氧性缺氧（Hypoxic Hypoxia）
- 原因：氧分壓下降。
3️⃣ 缺氧症狀
主要症狀包括：
- 頭痛
- 頭暈
- 噁心
- 注意力下降
- 判斷能力降低
- 嗜睡
嚴重時：
- 昏迷
- 死亡
4️⃣ 高海拔適應 Acclimatization to High Altitude
人體逐漸適應高海拔環境的過程稱為高海拔適應（Acclimatization）
主要機制：
（1）通氣增加
- 缺氧刺激頸動脈化學感受器（Carotid Chemoreceptors）
- 呼吸增加
（2）紅血球增加
低氧刺激腎臟分泌促紅血球生成素（Erythropoietin）
結果：
- 紅血球增加
- 血紅素增加
（3）微血管密度增加
- 長期缺氧
- 促進血管新生（Angiogenesis）
（4）細胞代謝改變
細胞內：
- 粒線體效率增加
- 氧利用能力提高
四、減壓與減壓病 Decompression and Decompression Sickness
1️⃣ 氣體溶解原理
依據亨利定律（Henry's Law），氣體溶解量與壓力成正比。
2️⃣ 減壓 Decompression
當環境壓力突然下降，血液中的溶解氣體會形成氣泡。
3️⃣ 減壓病 Decompression Sickness（DCS）
- 俗稱潛水夫病（Caisson Disease）
- 形成原因：血液中溶解的氮氣形成氣泡。
4️⃣ 症狀
包括：
- 關節疼痛
- 呼吸困難
- 神經症狀
- 癱瘓
5️⃣ 預防
方法：
- 緩慢減壓
- 使用加壓艙（Hyperbaric Chamber）
五、太空生理學 Space Physiology
1️⃣ 失重狀態 Weightlessness
太空中，人體處於微重力（Microgravity）
2️⃣ 體液重新分布
- 在地球：血液分布下肢較多
- 太空：血液向上半身移動。
- 結果：
- 臉部腫脹
- 腿部變細
- 稱為：鳥腿現象（Bird Legs）
3️⃣ 心血管系統變化
失重導致：
- 靜脈回流增加
- 心臟負荷改變
長期影響：
- 心肌萎縮
4️⃣ 骨質流失
- 太空中缺乏負重，造成骨質流失（Bone Demineralization）
- 原因：骨吸收增加。
5️⃣ 肌肉萎縮
- 微重力環境：骨骼肌活動減少
- 導致：肌肉萎縮（Muscle Atrophy）
六、太空返回地球的生理問題
返回地球後常出現直立性低血壓（Orthostatic Hypotension）
原因：
- 血容量下降
- 心血管調節能力下降
七、航空醫學安全措施 Aviation Medical Countermeasures
1️⃣ 加壓艙 Pressurized Cabin
飛機機艙維持類似低海拔氣壓，防止缺氧。
2️⃣ 氧氣系統
高空飛行時提供補充氧氣（Supplemental Oxygen）
3️⃣ 太空運動
太空人每日需運動約 2 小時
目的：
- 防止肌肉萎縮
- 防止骨質流失
八、臨床與航空醫學應用Clinical Applications
1️⃣ 戰鬥機飛行員
需接受：
- 抗 G 訓練
- 高空缺氧訓練
2️⃣ 太空人訓練
包含：
- 微重力適應
- 減壓訓練
3️⃣ 民航醫學
航空公司需：
- 監測機艙壓力
- 提供緊急氧氣
