The active exploration of space requires minimizing negative effects induced by weightlessness (microgravity). Risk reduction can be achieved with the use of artificial gravity created by short-radius centrifuge (SRC). Short-radius centrifuge causes redistribution of body liquids towards the caudal portion of the body imitating a vertical human pose. Presently, studying the safety of this prevention method for the human body in general, and for the visual system in particular, is one of the priority tasks of space medicine.
Purpose: To study the effects of artificial gravity on the perimetry measurements of the eye.
Material and methods: The study included 9 volunteers (men) aged 31.2±6 years (from 25 to 40 years). Each man was subjected to three rotations on SRC. The operative factor in the tests was overloads in the «head-pelvis» direction. Rotations were carried out in three different modes with varying maximum overload value at the feet level of up to 2.0; 2.4; 2.9 G. Pulsar-perimetry was carried out before and 1-2 hours after the rotations estimating the mean threshold of retinal photosensitivity Mean Sensitivity (MS), mean loss of sensitivity Mean Defect (MD), square root of Loss Variance (sLV); the Bebie curve; additionally, cluster analysis was performed.
Results: Mean threshold of retinal photosensitivity, mean loss of photosensitivity, square root of Loss Variance by Pulsar-perimetry before (MS=22.75 dB; MD= -0.6 dB; sLV=1.5) and after rotations on SRC (in Mode 1: 23.4; -0.2; 1.5, Mode 2: 23.2; -0.4; 1.4 and Mode 3: 23.5; -0.8; 1.4 respectively) did not change significantly. No adverse phenomena were detected in the eyes.
Conclusions: There were no significant changes in the visual fields of the test subjects after rotations in three different modes according to Pulsar-perimetry data, which gives reason to tentatively conclude that using SCR in these modes is safe for the visual sensory system. According to preliminary data, this method can be successfully used to reduce the risk of long-term space flights and prevent unwanted phenomena caused by weightlessness.
В связи с активным освоением космических пространств требуется минимизация нежелательных эффектов, провоцируемых невесомостью (микрогравитацией). Снижения степени рисков можно достигнуть благодаря искусственной силе тяжести, создаваемой центрифугой короткого радиуса (ЦКР). ЦКР создает перераспределение жидких сред организма в сторону каудального конца тела, имитируя вертикальную позу человека. На данный момент одной из приоритетных задач космической медицины является изучение безопасности и эффективности этого метода профилактики для организма человека, и в особенности для зрительного анализатора.
Цель исследования: Изучить влияние искусственной гравитации на изменение периметрических показателей.
Материал и методы: В исследовании приняли участие 9 добровольцев (мужчин) в возрасте 31,2±6,0 года (от 25 до 40 лет). Каждый испытуемый подвергался трем вращениям на ЦКР. Действующим фактором в испытаниях являлись перегрузки в направлении «голова—таз». Вращения проводились в трех различных режимах, отличающихся максимальной величиной перегрузок на уровне стоп до 2,0; 2,4 и 2,9 G. До и через 1—2 ч после вращений проводилась Pulsar-периметрия. Оценивались показатели среднего порога светочувствительности сетчатки (MS), средней потери чувствительности (MD), среднеквадратичного отклонения (sLV); кривая Бебье; проводился кластерный анализ.
Результаты: Средний порог светочувствительности сетчатки, средняя потеря светочувствительности, среднеквадратичное отклонение по данным Pulsar-периметрии до (MS=22,75 дБ; MD= –0,6 дБ; sLV=1,5) и после вращений на ЦКР (в режиме 1: 23,4; –0,2; 1,5, в режиме 2: 23,2; –0,4; 1,4 и в режиме 3: 23,5; –0,8; 1,4 соответственно) статистически значимо не изменились. Негативных изменений со стороны органа зрения не выявлено.
Заключение: Значимых изменений в полях зрения испытуемых после вращений в трех различных режимах по данным Pulsar-периметрии выявлено не было, что дает основание предварительно судить о безопасности применения ЦКР в указанных режимах для зрительного анализатора. По предварительным данным, ЦКР может применяться для профилактики нежелательных явлений, создаваемых невесомостью, с целью снижения степени риска длительных космических полетов.
Keywords: Pulsar-perimetry; artificial gravity; gravitation therapy; short-radius centrifuge; spaceflight associated neuro-ocular syndrome (SANS); visual impairment and intracranial pressure (VIIP) syndrome.