近年由于南海争端、钓鱼岛争端、中越、中缅等边界争端的加剧,我国本土战略防御重点南移,并且为了维护国家战略利益,国际救援、反恐、维和、护航等已成我军担负的常态化军事任务,由此在热带地区特殊环境执行作战或其他非战争军事行动明显增加。加上大量新型军事装备的涌现,人工环境数量倍增,如新型坦克、装甲、潜艇以及大型水面舰艇等形成的人工热环境,军事作业环境中的高温成为严重影响军人健康和军事作业能力的重要因素。因此,加强热环境军事作业卫生保障关键技术和装备研究具有急迫的军事战略意义[1]。
1 外军热环境军事作业卫生保障关键技术与装备研究概况 1.1 外军一直重视热环境军事作业卫生保障的研究 1.1.1 越来越多的军事强国都注重研究热区军事行动的卫生保障英国、法国等殖民主义国家最早研究热环境对士兵的损伤[2]。越战时越南的亚热带丛林湿热气候严重影响了美军的战斗力。美军从20世纪60年代开始对热应激、机体热损伤、热环境下机体生理代谢调节机制等热带卫生学问题开展了系统研究[3]。20世纪末,尤其是海湾战争后,很多国家及军事组织如加拿大、澳大利亚、荷兰、以色列以及北约等都启动了旨在维护热区军事作业人员健康以及提高其热环境作业能力的相关研究[4-6]。
1.1.2 以美军为代表的外军在热环境军事作业领域的研究持续投入大量人力和财力美军每财年度均投入大量研究力量及研究经费进行相关研究。2005-2010年,美军每财年资助8~9项与热带环境军事作业相关的研究计划或项目,2011财年度拨款经费共约两千五百万美元。参与研究的机构也较多,有美国陆军健康促进与预防医学中心、美陆军环境医学研究所、美陆军环境健康研究中心、美海军医学研究中心、美海军健康研究中心、美空军航空医学研究实验室以及美军Walter Reed研究所等[7]。美军还十分重视在热区的友好国家建立军事医学研究机构开展热带医学研究。例如,在东南亚地区,美海军在印尼建立海军医学研究所二队(Naval Medical Research Unit No.2)、美陆军Walter Reed医学研究所与菲律宾合作建立合作研究机构[8];在非洲,美军与肯尼亚合作在内罗比建立Walter Reed医学研究所分支机构。
1.2 外军热环境军事作业卫生保障研究方向从基础研究转向应用性研究,积极开发实用性装备近年美军非常重视热区环境下的部队身心健康和军事作业能力的研究与保障。重点关注作战部队快速进入热区后,在热气候环境下作战时如何维持军人健康、提高军人的军事作业效率以及防治中暑。研究内容主要包括如下几个方面。
1.2.1 热环境热应激监测与机体热压力评价重视多种武器装备(舰船、飞机等)的军事作业环境,着核化生防护服在热环境地区执行任务时,对作业人员的热应激、健康状况及作业能力进行评价[9]。研发了海基/陆基作业环境热应激监测仪,精确采集三球温度、海拔、湿度和风速等气象数据,并实现与苹果手机等移动终端实时共享[10]。研究中暑的易感因素和安全限度、热应激阈值,研发了热压力判断辅助系统(heat strain decision aid,HSDA)[11],通过监测作业或参战人员的生理状态,结合环境参数,提前判断热环境军事作业人员发生中暑的情况。
1.2.2 热环境中水盐代谢规律及保障策略研究重点研究脱水,尤其是饮水过度对骨骼肌肉耐力的影响及其阈值,热环境训练时低钠血症的预防策略,能够减少水摄入的渗透压调节剂的研究等[12]。研制并不断完善水代谢传感器技术,对战士机体水代谢进行实时监测,现已在美陆军突击队学校试用。研制出可移动的液体和营养素输送系统,目前正在完成野战环境测试,主要评估该系统增强对士兵体液及电解质输送的能力,验证获得热耐受的有效性,提高战士热习服能力[13]。研制防化、生条件下野外水源处理净化装置,将侦测、净化、消毒结合为一体,为热区野战条件下军事人员提供安全饮水[7]。美军已将建立降低水需求的生理策略作为军事作业医学远期研究目标。
1.2.3 促进机体热耐受与热习服,提高热环境作业能力策略研究美国及加拿大军方最近20多年一直致力于研制单兵用微气候冷却系统,以帮助陆军士兵、坦克驾乘员、直升机飞行员在高温军事作业环境中提高热耐受能力,延长军事作业时间[14]。美军已研制出“风冷”、“液冷”等不同类型的单兵降温系统样机,并且美军在伊拉克战争中已经试用,目前正在向小型化、节能化、便携性方面进行不断改进[15]。通过研究炎症因子及细胞因子在热应激损伤中的作用,探索将细胞因子拮抗剂作为热应激损伤的治疗药物[16]。美军还研究了热应激对军人认知的影响以及影响热环境军事作业能力的心理因素,提出通过增强认知与心理运动功能等措施提高热区部队军事作业效率[17]。
1.2.4 不断完善预防中暑和提高热区部队军事作业能力的综合措施美军针对指挥官、基层军官、医疗人员和战士等不同层次对象制定了预防中暑和救治热损伤的手册、方案、标准等系列综合措施[18-19]。自2003年以来美陆军司令部卫生部牵头执行“热损伤防护计划”,将这套综合措施全面推广到部队的训练和执行作战任务中,且每年都提交年度备忘录,以评价、验证其有效性[20],并对1980年颁布的《热压力控制和热伤亡管理》以及1991年颁布的《军医手册:中暑(热病)》进行了完善和修订。
1.3 外军热环境军事作业卫生保障技术研究成果已应用于实战经过近50多年的研究,美军在热应激、热损伤、热习服等生理调节机制研究方面取得一定进展,相关研究结果提交了20余篇国防技术报告。建立了严密的热损伤监测报告系统,能准确监控部队热伤亡的发生情况并做出分析和及时处理。制定了热应激评价标准、热习服评价标准、热伤亡管理处置流程、热习服训练指导手册、中暑防护军医手册、热气候损伤及伤员诊治指南等一批实用性成果[21-22]。美军在内华达州建立了热适应训练基地,大部分派驻海湾地区执行任务的部队都提前在该基地接受热适应训练。在美军执行 “沙漠风暴”行动前,美海军医学研究所提出了行动过程中战士水代谢推荐量、中暑预防指南等,为部队在沙漠干热环境中完成实战任务提供了有效的卫勤保障[23]。
2 我军热环境军事作业卫生保障关键技术与装备研究现状自20世纪70年代,我军以原第一军医大学热带军队卫生系为骨干力量,开创了我军热带卫生学这一 新的军事医学研究领域,随后其他军医大学的部分卫生学教研室、军事医学科学院环境医学研究所、部分军区疾控中心以及空军航空医学研究所等单位积极参与该领域研究,推动了我军热带卫生学的发展,并在热环境军事作业卫生保障关键技术与装备领域取得一定成绩。
2.1 中暑防治与热环境作业卫生以预防中暑和提高热环境军事作业能力措施为主,开展了提高部队热耐受能力和作业能力综合措施的研究。对热区部队部分军事作业环境(野战、坦克、飞机、潜艇等)中的健康有害因素进行监测和评价,对热环境下军事人员的作业能力进行评估[24-25]。我军已建立基于热环境军事作业相关的军标,制定热区水盐需求量、劳动强度、环境热强度评价标准,研制出热强度测试仪[26-27]。制定并颁布热环境作业卫生系列军标,如湿热环境中军人劳动耐受时限(GJB1104-91)、军事体力劳动强度分级(GJB1336-92)、军人耐热锻炼卫生规程(GJB2561-96)等标准,对指导我军耐热训练、保障高热环境中作业军人的健康和作业能力起到了积极作用。但上述标准已制定二十多年,部分指标已不能适用于新形势军事斗争卫勤保障的需要。新时期部队贴近实战化的高强度训练,以及随着诸多高新武器的应用、新技术兵种和特种军事作业的出现,使现代战争的作战方式、战场环境、对抗强度等出现一系列新变化,必须重新有效地监测和科学评估热环境军事作业的能力、耐力限度及其影响因素,相关标准亟待修订、补充和完善。
2.2 热区部队脑力作业、智力疲劳与心理应激研究我军对热环境下中枢神经系统的影响进行了基础研究,明确高温减弱兴奋过程,抑制过程占优势,条件反射的潜伏期延长[28];还在热区部队初步开展高温及其他复合因素对战士脑力作业能力影响的研究[29];开展战时医学心理学与部队心理卫生学研究,着重研究极端环境应激导致的心理障碍、睡眠剥夺和训练中的心理问题等[30],相关研究结果应用于军人职业资格和航天员的心理选拔。但随着现代战争高技术武器装备的使用,战场环境更加残酷恶劣,加之作战行动的突然性、隐蔽性增大,杀伤破坏程度增强,热区丛林作战、岛礁作战的参战人员需要承受更强烈的心理应激,热区作战部队智力疲劳和心理健康问题更为突出,急需解决作战部队及岛礁驻守部队心理卫生学问题。
2.3 热区部队饮水卫生开展了野战条件下多功能饮水净化、消毒措施与安全性评价研究,包括单兵多功能净水器研究、水和食品卫生理化快速检验方法、装置及标准物质研究、水和食品致病微生物污染快速检验方法及装置研究[31]。研究高热环境进行体力作业时,机体的水盐代谢规律,提出在不同热强度、不同劳动负荷时人员补水、补盐的推荐量以及补充方法,制定并颁布热环境军事劳动人员的水盐补给量标准(GJB1637-93)[32]。但饮用水缺乏一直是野外驻训及长期驻守岛礁部队面临的重要问题,应加快净水装置的改进和新产品的研制、开发,注重小型海水淡化装置的研究,开发价廉有效、配制简便、便于携带的固体电解质饮料,满足舰船远航、陆军远海作战及岛礁驻守部队的需要。
2.4 热区营养与食品卫生研究营养是部队对抗极端自然环境、提高作业效能的重要因素。我军根据不同作战强度和不同兵种作业模式研究不同系列的营养保障系统,研发部队军用口粮和强化食品,提出提高士兵作业效率的营养措施、部队特殊营养保障措施,以及开展大量旨在增进士兵健康和提高部队在极端恶劣环境条件下生存(包括提高热适应能力)、改善体能和脑功能、增强夜视能力的军队特种营养保障研究[33]。战争的立体化使后方 补给十分困难,战时部队的营养维持更为重要,通过补充具有特殊效用的营养素来增强士兵的体力和脑力作用能力,以满足军人适应各种极端环境气候下持续作战的需求。因此,有必要研制特殊功效食品和完善野战供膳系统,提高部队野战生存能力和维持有效战斗力。
3 中外对比分析 3.1 热环境军事作业卫生保障应用性研究我军落后于外军外军十分重视应用性研究。在海湾战争、伊拉克战争中,美军将最新的研究成果用于实战,有效保障部队完成作战任务。如美军热损伤风险评估预警系统,利用标准的国际通信、水星网络和埃格兰自动化气象数据等多种公共资源,实时采集并更新温度、湿度、风速、日辐射等热气候相关数据,分析并预测不同强度的军事训练或作战任务导致群体热损伤的风险概率,并提出相应建议及对策,避免由于热射病等热伤亡事件导致部队非战斗减员[10-11]。我国在中暑预警预报方面已有监测环境热压力系列指标的仪器,但灵敏性不高,还未能综合监测指标实时预警。我军初步研究了个体中暑预警器和群体中暑预警专家系统[27],但相应的系统设计、关键技术尚有待完善,还未能研制出成型样机,且2003年后相关研究未能继续深入。外军近年非常重视单兵战位微小环境的改善,如开发的单兵降温系统、空调背心等能较为有效地缓解热应力[15, 34]。而我军在单兵防护器材方面缺乏相应的研究。热区作战的突出问题就是防暑降温,已知环境温度调节能力远远强于机体体温调节能力,所以需开拓新思路,积极探索单兵防暑降温装备的研究,以保障热区作战部队的需求。
3.2 热射病的防治研究我军优于外军国内解放军总院、广州军区总院等单位的研究机构在中暑急救,尤其是热射病急救方面取得了较好的研究成果,使我军对重症中暑的救治成功率明显高于国外报道水平。通过不断总结和完善,有望在不久的将来制定出热射病规范化诊断与治疗的通用标准[35]。其次,国内在中暑防治药物的研究方面具有一定优势,主要体现在结合中国传统医学,从中医理论辨证认识中暑机制,根据民间验方研制了一些具有很好疗效的中暑预防药物[36]。因此,应进一步弘扬传统医学在中暑的防治中的作用。
3.3 我军热环境军事作业卫生保障关键技术与装备研究与形成实际卫勤保障力之间存在较大差距主要体现在以下几个方面:一是针对热区的卫勤技术与理论研究滞后,如渡海登岛作战卫生保障的基本模式和系统理论,东南沿海相应的卫勤保障条例、保障法和预案,热区战救原则、救治机构的救治范围以及药材装备的配备,热区卫生防病技术与勤务的结合以及相应的卫勤保障条例、手册等均缺少研究。二是技术研究不配套,实用性不强,转化渠道尚不够通畅,技术研究难以转化成装备,目前部队基本没有列装与防治中暑及提高作业能力相关的装备及药物。三是缺乏系统的培训机制和监测机制。对技术使用者(基层部队卫生人员)的培训计划性不强、不系统,影响了技术研究成果的效能发挥。每年全军部队都会发生一定数量的重症中暑(热射病),但由于缺乏对热损伤的监测及报告制度,目前对全军热射病的流行病学特征缺乏准确详细的了解,因此也限制了对部队防治中暑以及提高热区部队作业能力的实际指导。
4 展望目前我军在热带地区执行军事行动的卫勤保障能力与外军存在一定差距。为了更好应对战略方向的南移,做好新时期军事斗争准备,需要有策略、有计划、有针对性地加强我军热环境卫勤保障关键技术与装备研究,重点开展以下4个方面的研究:①热区部队军事作业过程中热应激监测、评价及中暑预警指标的筛选,研制单兵和群体中暑预警及辅助决策系统;②促进热习服形成的耐热训练方案、辅助药物及特种营养保障措施,提高部队快速形成对极端热环境的适应能力;③研制有助于部队在高热环境作业过程中抵抗热应激的单兵空调背心(降温系统)、防暑抗疲劳固体饮料以及单兵防暑急救包等系列单兵装备;④立足我军在热带医学已取得的成果,开展系列军标、评价标准、急救方案、防治手册、现有装备成果的评价与集成,形成热区作战卫勤保障框架、综合措施及预案。通过以上研究可尽快取得我军在高热特殊环境开展军事行动中急需卫勤保障关键技术的突破,保障部队在极端高热环境中生存、训练、作战和执行军事任务,切实提高进驻热区部队平战时卫勤保障能力和战斗力。
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