軍事噪聲特點(diǎn)及其防治研究進(jìn)展

張 翔 綜述 石 菲 審校

各國(guó)軍隊(duì)軍事作業(yè)人員常見病調(diào)查發(fā)現(xiàn)，聽力損失、耳鳴的發(fā)病率普遍較高，因?yàn)楣俦诜燮陂g均可接觸過(guò)槍炮、飛機(jī)、艦船等武器裝備產(chǎn)生的軍事噪聲[1-3]。2012年美軍退伍人員中發(fā)生最普遍的服役相關(guān)性疾病即耳鳴和聽力損失，分別占當(dāng)年退役人數(shù)的9.7%和5.8%。在芬蘭，即便越來(lái)越多軍人使用聽力保護(hù)裝置，仍有部分職業(yè)軍人會(huì)出現(xiàn)耳鳴等聽力問(wèn)題[4]。2002-2005年瑞典武裝部隊(duì)839名新兵，33名(3.9%)因聽力問(wèn)題被迫中止受訓(xùn)[5]?？梢姡犃κ軗p已成為多國(guó)部隊(duì)官兵中止服役、傷殘減員的一個(gè)重要原因。無(wú)論在傳統(tǒng)戰(zhàn)場(chǎng)還是高科技戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境，具備正常聽力并保持良好的聽覺(jué)敏感度，是單兵作戰(zhàn)效能正常發(fā)揮的關(guān)鍵[6]。近年來(lái)，隨著我軍衛(wèi)勤保障理念的更新與發(fā)展，強(qiáng)體魄、促健康、保打贏的目標(biāo)日益明確，在軍事職業(yè)病防控領(lǐng)域噪聲性聽力損失(noise-induced hearing loss，NIHL)相關(guān)問(wèn)題也受到更多關(guān)注。筆者主要圍繞軍事噪聲環(huán)境的特點(diǎn)及軍事NIHL防治研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 噪聲特點(diǎn)

軍事噪聲主要來(lái)源于武器裝備、運(yùn)載工具發(fā)動(dòng)機(jī)、槍炮射擊、火藥爆炸、大型軍械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)等，噪聲強(qiáng)度較高，頻率以中、低頻為主。各軍兵種接觸噪聲比例為10%～90%，其中裝甲、炮兵、航空兵、艦艇部隊(duì)人員接觸噪聲的概率普遍較高。排除個(gè)體易感性等因素外，NIHL的發(fā)生率、嚴(yán)重程度與噪聲暴露量呈正比，噪聲強(qiáng)度越高、暴露時(shí)間愈長(zhǎng)，聽力損失愈嚴(yán)重。1999-2013年我軍不同軍兵種均有NIHL個(gè)例報(bào)道[7，8]。調(diào)查顯示，長(zhǎng)期在軍事噪聲環(huán)境下作業(yè)，高炮兵聽力損失發(fā)生率達(dá)48.3%(服役>2年)，裝甲、艦艇部隊(duì)人員分別為30.6%和23.5%(服役0.5～12年)[9]?？梢姡娛略肼晢?wèn)題普遍存在且波及面廣，既危害官兵健康，也妨礙部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的生成與維護(hù)。

1.1 陸軍部隊(duì) 美軍2011年公開的一項(xiàng)醫(yī)學(xué)監(jiān)督報(bào)告指出，NIHL在其陸軍特種兵部隊(duì)發(fā)生率較高(每年在1000人中，有41人會(huì)出現(xiàn)不同程度的聽力下降[10])，原因可能與大口徑武器射擊和高強(qiáng)度訓(xùn)練有關(guān)。官兵日常訓(xùn)練、實(shí)戰(zhàn)演習(xí)都不可避免的需要使用多種武器裝備，它們擊發(fā)時(shí)產(chǎn)生的噪聲往往超過(guò)人耳雙重聽力保護(hù)(即耳罩、耳塞同時(shí)使用)的最大容許限制，且陸軍通用型武器裝備射擊或工作時(shí)的噪聲聲強(qiáng)普遍較高(表1)。

表1 不同武器噪聲的峰值聲壓級(jí)范圍

1.2 海軍部隊(duì) 海軍在日常軍事活動(dòng)中接觸到的噪聲大多來(lái)自艦船發(fā)動(dòng)機(jī)室[11]，聲源比較集中，易傳播至全船，往往持續(xù)存在，屬于一種聲強(qiáng)較高的低頻穩(wěn)態(tài)噪聲，對(duì)于這種噪聲單、雙耳聽力保護(hù)閾值分別是85 dB、104 dB。坦克登陸艦、巡邏艇全速巡航時(shí)噪聲值為 98～103 dB(A)，具備導(dǎo)彈發(fā)射能力的艦艇噪聲值高達(dá)120 dB(A)[11]。另外，在航母飛行甲板上，艦載機(jī)起飛和著艦時(shí)噪聲強(qiáng)度非常大，聲強(qiáng)范圍130～160 dB(A)[1]。

1.3 航空兵部隊(duì) 航空兵部隊(duì)的飛行人員和地勤人員也容易受噪聲侵?jǐn)_。實(shí)際數(shù)據(jù)顯示殲擊機(jī)、轟炸機(jī)等噴氣式飛機(jī)起降時(shí)的艙外噪聲，軍用直升機(jī)地面試車和空中飛行時(shí)的艙內(nèi)外噪聲，均可能超過(guò)雙耳聽力保護(hù)閾值104 dB。高性能戰(zhàn)斗機(jī)的平均噪聲水平為97～104 dB(A)，其尾噴口的噪聲強(qiáng)度最高可達(dá)146 dB(A)。運(yùn)輸機(jī)的平均噪聲水平在88～101 dB(A)。外軍曾報(bào)道過(guò)其現(xiàn)役直升機(jī)的平均噪聲水平[12]：“小羚羊”直升機(jī)97 dB(A)，“美洲豹”直升機(jī)99.9 dB(A)，山貓直升機(jī)100 dB(A)。我軍米-8直升機(jī)飛行時(shí)艙內(nèi)最大噪聲值為103 dB(A)，某型武裝直升機(jī)采用串列式座艙布局，后艙緊貼發(fā)動(dòng)機(jī)艙，地面試車時(shí)艙內(nèi)噪聲最大可達(dá)109 dB(A)。在這樣的工作環(huán)境中反復(fù)暴露，同時(shí)伴隨年齡增長(zhǎng)、服役年限延長(zhǎng)，各國(guó)飛行部隊(duì)空、地勤人員即便使用頭盔、耳罩、耳塞等防護(hù)裝備，仍存在聽覺(jué)受損的風(fēng)險(xiǎn)[13]。法軍資料顯示，521名飛行員進(jìn)行聽力調(diào)查，聽力異常者占29%。2002-2011年我軍住院飛行人員耳鼻咽喉疾病調(diào)查顯示[14]，噪聲性耳聾發(fā)病率位居第2，占9.43%(56/594)，與1960-1990年的既往資料相比(5.8%)[15]，呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

2 防治研究進(jìn)展

日常生產(chǎn)生活和軍事活動(dòng)中，噪聲防控遵循的總體原則是控制噪聲源、切斷噪聲傳播途徑和加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)。目前，國(guó)際公認(rèn)的聽力保護(hù)方案主要包含五大要素：(1)噪聲的測(cè)量與評(píng)價(jià)；(2)從工程角度實(shí)施噪聲控制；(3)定期進(jìn)行聽力檢測(cè)；(4)使用個(gè)人聽力保護(hù)裝置(hearing protection devices，HPDs)；(5)合理用藥治療。接觸軍事噪聲的戰(zhàn)勤人員工作性質(zhì)特殊，采取聲源工程控制又容易受技術(shù)發(fā)展所限，所以軍事噪聲防護(hù)的重點(diǎn)主要在個(gè)人防護(hù)裝備的研制應(yīng)用和藥物治療這兩方面。

2.1 HPDs的使用與研制 裝配并使用HPDs是各國(guó)軍隊(duì)?wèi)?yīng)用最廣泛的噪聲防護(hù)手段，常見的HPDs按照外形可分為三類，分別是耳塞、耳罩和頭盔。一項(xiàng)英國(guó)空軍的調(diào)研報(bào)告顯示，山貓直升機(jī)、阿帕奇直升機(jī)飛行員分別佩戴整合有耳罩式護(hù)耳器的Mk4飛行頭盔和集成式頭盔顯示瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，他們的雙耳聽力指標(biāo)在幾乎所有頻率均比預(yù)期要好，說(shuō)明使用耳罩式護(hù)耳器能有效降低NIHL的發(fā)生率[16]。不過(guò)在HPDs的實(shí)際使用中，由于可能會(huì)影響戰(zhàn)勤人員接收指令、感知定位聽覺(jué)警報(bào)等，所以存在佩戴不規(guī)范或使用者依從性差等問(wèn)題，易使防護(hù)效果大打折扣。美國(guó)海軍曾報(bào)道，由于耳塞使用不當(dāng)和未按規(guī)定佩戴，79%的航母甲板機(jī)組人員接觸噪聲的實(shí)際衰減值只有0～6 dB，遠(yuǎn)低于預(yù)期的28～30 dB[17]。所以，軍事噪聲防護(hù)不僅需要護(hù)耳裝置本身性能優(yōu)越，也需要戰(zhàn)勤人員主動(dòng)配合，自覺(jué)養(yǎng)成良好的防護(hù)習(xí)慣，才能充分發(fā)揮HPDs的防護(hù)效果。

常見的HPDs按工作原理又可分成兩類：一是被動(dòng)降噪防護(hù)裝備，即傳統(tǒng)的無(wú)源降噪耳塞、耳罩和頭盔；另一種是主動(dòng)降噪防護(hù)裝備，主要指有源降噪耳機(jī)。美軍對(duì)軍事噪聲防護(hù)一直頗為重視，從20世紀(jì)60年代起他們陸續(xù)研制成功單凸緣V-51R型耳塞、三凸緣防聲耳塞、圓柱狀硅酮基耳塞和乙烯基泡沫耳塞裝備部隊(duì)，同時(shí)還加強(qiáng)了飛行人員隔聲頭盔的研究。到20世紀(jì)90年代，美軍又在被動(dòng)和主動(dòng)降噪防護(hù)領(lǐng)域相繼開發(fā)出可通訊耳塞保護(hù)套裝(communication earplug protection，CEP)和主動(dòng)降噪套裝(active noise reduction，ANR)，并已在頭盔中搭配應(yīng)用。CEP被動(dòng)防護(hù)套裝由高性能入耳式通訊耳機(jī)和入耳式隔聲耳塞兩部分組成，還可在耳塞外佩戴頭盔進(jìn)一步增強(qiáng)降噪效果。聯(lián)合使用下來(lái)此類裝備對(duì)低頻噪聲的聲能衰減達(dá)30 dB(A)，對(duì)高頻的聲能衰減達(dá)43 dB(A)。其優(yōu)點(diǎn)是不需要額外電源，輕便易用，防護(hù)效果明顯。ANR主動(dòng)降噪套裝是在耳機(jī)中設(shè)置了專門的有源降噪電路，通過(guò)音頻接收器和抗噪聲輸出芯片，產(chǎn)生與噪聲反相的聲波，從而減弱或抵消噪聲。聯(lián)合頭盔使用ANR套裝對(duì)低頻噪聲表現(xiàn)出較好的防護(hù)效果，低頻聲能衰減可達(dá)15 dB(A)。雖然采用有源降噪技術(shù)的主動(dòng)降噪裝備存在信號(hào)處理芯片及電路設(shè)計(jì)復(fù)雜、需要額外電源、維護(hù)成本高等缺點(diǎn)，但在軍事領(lǐng)域，裝甲車、各類軍用飛機(jī)、艦船輪機(jī)艙等的噪聲能量主要集中在低頻段。因此，研發(fā)較高性能的有源降噪耳機(jī)，作為被動(dòng)降噪的低頻補(bǔ)償，很有必要。截至目前，美、英、德、法等國(guó)均發(fā)展了性能先進(jìn)的主動(dòng)降噪裝備，并在軍事領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[18]。

我國(guó)科研人員研制了飛行員主動(dòng)降噪頭盔[19]，在傳統(tǒng)飛行頭盔上加裝自適應(yīng)有源消聲控制裝置形成的數(shù)字式有源消聲耳罩，提高了頭盔的綜合降噪能效，對(duì)飛機(jī)低頻噪聲的衰減值可達(dá)15～20 dB(A)。近年來(lái)，空軍軍醫(yī)大學(xué)航空航天醫(yī)學(xué)系在后勤科研重大項(xiàng)目資助下，進(jìn)一步利用主動(dòng)降噪技術(shù)，研發(fā)了主-被動(dòng)結(jié)合式有源降噪系列防護(hù)裝置，并已在多家武警和陸航直升機(jī)部隊(duì)?wèi)?yīng)用。下一步擬再融合數(shù)字編程及濾波技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可根據(jù)不同軍兵種、不同崗位的特定環(huán)境(如裝甲、艦艇、炮兵、地勤等)，對(duì)超出安全標(biāo)準(zhǔn)的噪聲有選擇的削峰、壓縮，同時(shí)保證語(yǔ)頻范圍的語(yǔ)聲在安全標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)暢通不衰。以此來(lái)更好地滿足各軍兵種在不同噪聲環(huán)境下的降噪防護(hù)和通訊保障需求。

2.2 藥物防治 噪聲性聽力損失目前尚缺乏療效特異的藥物，既往也有觀點(diǎn)認(rèn)為藥物對(duì)噪聲性聽力損失的預(yù)防和治療效果均比較有限。不過(guò)，近年取得的一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使我們相信藥物治療還是頗具前景和希望的。

2.2.1 鎂劑 Attias等[20]在一項(xiàng)雙盲試驗(yàn)中，將參試者隨機(jī)分為鎂劑預(yù)防組和安慰劑組，分別給予122 mg鎂劑和安慰劑連續(xù)口服10 d，隨后被試單耳90 dB白噪聲暴露10 min。聽力檢查顯示：安慰劑組TTS>20 dB的比例為28%，鎂劑預(yù)防組與之相比顯著降低，僅為12%。Attias等[21]將以色列部隊(duì)300名新兵隨機(jī)分成鎂劑預(yù)防組和安慰劑組，2個(gè)月軍訓(xùn)期間，每天分別給予167 mg門冬氨酸鉀鎂和類似劑量的安慰劑口服。新兵戴防護(hù)耳塞進(jìn)行步槍射擊訓(xùn)練，軍訓(xùn)期間平均每人射擊420槍，每槍平均峰值聲壓為164 dB(A)，持續(xù)時(shí)間< 1 ms。隨訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)相對(duì)于鎂劑預(yù)防組(1.2%)，安慰劑組新兵永久性聽閾偏移(permanent threshold shift，PTS)的發(fā)生率更高(11.5%)，而長(zhǎng)時(shí)間服用小劑量鎂劑并未對(duì)人體造成不良影響。這些研究結(jié)果均證實(shí)口服鎂劑對(duì)預(yù)防噪聲性聽力損失是有效的。

2.2.2 乙酰半胱氨酸(N-acetyl-cysteine，NAC) 越來(lái)越多的研究表明，噪聲性聽力損失的發(fā)生與谷胱甘肽(glutathione，GSH)參與的胞內(nèi)抗氧化途徑有關(guān)[22]。噪聲暴露使內(nèi)耳GSH水平降低，氧化型GSH水平升高，容易發(fā)生ROS介導(dǎo)的細(xì)胞損傷。補(bǔ)充GSH前體藥物NAC可為耳蝸毛細(xì)胞合成GSH提供底物，因此，NAC被視為一種活性氧清除劑，有助于減少耳蝸活性氧暴露，從而對(duì)噪聲性聽力損失發(fā)揮防護(hù)作用。

谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferases，GSTs)是機(jī)體一類重要的抗氧化酶，GSTs屬于超基因家族，GSTM1、GSTT1分別編碼GSTs同功酶中的GST-μ、GST-θ。GSTM1、GSTT1在人群中存在遺傳缺失多態(tài)性，缺失這兩個(gè)基因的個(gè)體GSH的解毒作用會(huì)受影響。研究發(fā)現(xiàn)攜帶GSTM1、GSTT1空白基因型的人群更容易發(fā)生氧化損傷，也更容易出現(xiàn)NIHL。一項(xiàng)針對(duì)鋼鐵廠工人的雙盲交叉試驗(yàn)，將53名男性被試隨機(jī)分成兩組：一組先口服NAC(1200 mg/d、14 d)，再口服安慰劑(與NAC劑量相似、14 d)；另一組先口服安慰劑，再口服NAC。NAC和安慰劑之間的給藥間隔為14 d。在每種藥物給藥的第1天換班前、后，第14天換班前、后，對(duì)被試進(jìn)行純音聽力檢測(cè)。所有被試在車間每天平均工作8 h，接觸噪聲強(qiáng)度為88.4～89.4 dB。研究結(jié)果顯示，口服NAC可顯著降低噪聲引起的高頻TTS。再將被試者按GSTM1/T1基因表型進(jìn)行分組，發(fā)現(xiàn)在GSTM1、GSTT1二者均缺失的被試者中NAC的聽力保護(hù)效果尤為突出[23]。

2.2.3 右旋L-蛋氨酸(dextroisomer of L-methionine，D-Met) D-Met又稱D-甲硫氨酸，屬于氨基酸類藥物，是體內(nèi)膽堿生物合成的甲基供體，可釋放出活性甲基，阻斷自由基連鎖反應(yīng)，保護(hù)抗氧化酶的活性；同時(shí)還能增加還原型GSH活性，增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已證實(shí)抗氧化劑D-Met對(duì)噪聲、耳毒性藥物引起的聽力減退具有保護(hù)作用[24，25]。Kopke等[26]研究發(fā)現(xiàn)，沙鼠在噪聲暴露前、后或暴露后7 h靜脈給予D-Met可減輕PTS和耳蝸外毛細(xì)胞死亡。在人體研究方面，葛振民等[27]研究結(jié)果顯示：噪聲暴露前服用D-Met能有效減輕強(qiáng)脈沖噪聲對(duì)聽覺(jué)系統(tǒng)的損害，且直到暴露后7 d試驗(yàn)組與對(duì)照組之間仍有顯著差異，說(shuō)明D-Met的聽力保護(hù)作用在停藥后仍可維持一段時(shí)間。研究者認(rèn)為D-Met能直接清除自由基，增強(qiáng)耳蝸抗氧化能力，抑制細(xì)胞凋亡，從而有效對(duì)抗強(qiáng)脈沖噪聲導(dǎo)致的聽力損失。

2.2.4 依布硒啉(ebselen) 依布硒啉是一種有機(jī)硒藥物，臨床上常用于動(dòng)脈粥樣硬化、缺血性腦血管病等的治療。它是人工合成的小分子GSH過(guò)氧化物酶(GSH-Px)的擬似物，具有很高的GSH-Px活性，可抵抗氧化應(yīng)激所致的細(xì)胞毒性和DNA損傷，使線粒體細(xì)胞色素C釋放水平降低，減輕脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)中的細(xì)胞核損傷。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，依布硒啉可逆轉(zhuǎn)噪聲接觸引起的豚鼠耳蝸螺旋神經(jīng)節(jié)和血管紋處iNOS、IL-6表達(dá)升高[28]，抑制強(qiáng)噪聲暴露導(dǎo)致的外毛細(xì)胞凋亡和壞死，對(duì)噪聲接觸后TTS和PTS有保護(hù)作用。此外，依布硒啉還具有硫氧蛋白還原酶、脫氫抗壞血酸還原酶、巰基轉(zhuǎn)移酶、抗炎性反應(yīng)、抗凋亡活性，可通過(guò)多條途徑降低機(jī)體各類細(xì)胞的氧化應(yīng)激水平。不過(guò)該藥口服用于聽力保護(hù)時(shí)，其安全用藥劑量還有待進(jìn)一步臨床試驗(yàn)加以驗(yàn)證。

綜上所述，對(duì)于軍事噪聲所引發(fā)的聽力問(wèn)題，需要在深入研究的基礎(chǔ)上制定出與此類噪聲相匹配的聽力損傷評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，使臨床診斷更精準(zhǔn)、更規(guī)范。應(yīng)嘗試?yán)脤I(yè)的聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室開展高保真軍事噪聲暴露模擬訓(xùn)練，加深戰(zhàn)勤人員對(duì)實(shí)戰(zhàn)環(huán)境復(fù)合噪聲的認(rèn)識(shí)，使他們形成主動(dòng)防護(hù)意識(shí)，盡早養(yǎng)成良好的防護(hù)習(xí)慣。進(jìn)一步提升軍事噪聲防護(hù)裝備的性能，提高降噪效果、綜合通信能力及佩戴舒適度等。充分利用分子生物學(xué)技術(shù)篩選特異的NIHL易感基因，幫助在征兵或常規(guī)體檢中篩查出易感個(gè)體，通過(guò)科學(xué)評(píng)估和崗位調(diào)配，使易感者盡可能避免從事噪聲暴露概率較高的工作。除檢測(cè)、診斷和物理防護(hù)能力需要不斷加強(qiáng)外，還應(yīng)在研發(fā)安全、有效、不良反應(yīng)小的耳保護(hù)藥物方面聚力探索、尋求突破。另外，軍隊(duì)各級(jí)衛(wèi)生勤務(wù)人員也應(yīng)注重對(duì)官兵加強(qiáng)NIHL的醫(yī)學(xué)監(jiān)督和衛(wèi)生宣教，幫助官兵樹立正確的軍事健康觀，這對(duì)踐行“強(qiáng)健促進(jìn)”衛(wèi)勤保障理念，降低軍事噪聲致傷病殘率，實(shí)現(xiàn)一級(jí)預(yù)防，提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。