基于NTIS 網絡數據庫的潛艇醫學研究熱點探析

呂傳祿，莫琳芳，仇順海，李旭霞，甘輝亮

潛艇作為水下主力作戰平臺，備受各國軍方的重視。潛艇特殊的理化因素、有限的醫療資源、特有的失事環境和風險極高的脫險方式及潛艇人員長期的心理考驗是潛艇醫學與其他醫學迥然不同的實踐背景。潛艇醫學研究同樣緊緊圍繞這些特殊背景，形成了以潛艇特殊作業環境為背景，以提升艇員作業能力與生存能力為目標，以職業衛生、心理學、臨床醫學、援潛救生等各學科領域為研究范圍的軍事特種醫學。然而，潛艇作業的特殊性和研究的保密性使得潛艇醫學研究報道很少。美國海軍潛艇醫學研究所（Naval Submarine Medical Research Laboratory， NSMRL）是美軍潛艇醫學的主要研究機構，其研究成果大多會以國防科技報告的形式發布于其國家技術信息服務局（National Technical Information Service， NTIS）網絡數據庫。本研究采用文獻計量學方法對NTIS 網絡數據庫中NSMRL 2000-2022 年發布的國防科技報告進行統計分析，探討美軍潛艇醫學研究現狀，以期為潛艇醫學相關研究與決策提供參考。

1 資料與方法

1.1 文獻檢索策略

在NTIS 網絡數據庫平臺進行檢索，檢索時間范圍為2000-2022 年，檢索字段為“corporate author”，檢索詞為“Navy submarine medical research laboratory”“Naval submarine medical research laboratory”“Navy submarine medical research lab”和“Naval submarine medical research lab”，采用邏輯“或”檢索。

1.2 統計學處理

由于內容修正或其他原因，存在同一年份重復發布數份內容基本相同的報告情況，因此需要手工排除同一年度重復發布的報告。采用EXCEL 軟件進行手工處理，對年份、關鍵詞、作者、合作機構等字段進行統計。并利用Bibexcel 和Pajek 軟件對關鍵詞進行共現分析，制作知識圖譜。

2 結果

2.1 年份分布

共檢索到92 篇文獻，查重后篩除重復文獻得到88 篇。由圖1 可見，2004 年發文最多，為21 篇，2011-2016 年持續6 年報告量僅1 篇。

圖1 文獻發布年份分布

2.2 作者統計

88 篇文獻共有168 位作者，59 位第一作者。其中，發文6 篇及以上的作者8 人。見表1。以第一作者發文3 篇及以上的作者9 人。見表2。

表1 發文6 篇及以上的合作者統計

表2 發文3 篇及以上的第一作者統計

2.3 合作單位統計

共有8 篇報告由2 個及以上單位合作，占比9%，其中6 篇為2020 年以后發表。合作單位有7 家，包括海軍軍醫局（2 篇）、海軍研究局（2 篇）、海軍海上系統司令部、德特里克堡終端彈道學中心、陸軍健康促進和預防醫學中心、康涅狄格大學和密歇根大學。見表3。

表3 合作單位統計

2.4 關鍵詞統計

2.4.1 關鍵詞頻次 關鍵詞能夠真實地反映文獻的研究主題，而頻次高的關鍵詞更能反映特定研究領域的核心熱點及未來的發展趨勢［1］。對同義/近義關鍵詞進行合并，如將submarines、nuclear submarines 并入submarine，共得到關鍵詞851 個，關鍵詞總頻次為1 298。統計結果顯示，詞頻不低于5 次的高頻詞有30 個，基本能夠呈現研究的熱點方向。見表4。2.4.2 關鍵詞共現知識圖譜 關鍵詞共現知識圖譜可以直觀地反映高頻關鍵詞的相互關系，體現特定研究領域的核心熱點及發展趨勢［2］。選取詞頻≥5的關鍵詞30 個，利用Bibexcel 構建了30×30 的共詞矩陣，利用Pajek 軟件繪制關鍵詞知識圖譜，通過中心度的可視化分析，發現潛艇、生存、認知、生物醫學、噪聲、生物節律、潛水員、環境為研究熱點中心詞，形成了噪聲調查、聽力損失、防護裝備、生物節律、傷病救治、認知能力與人機功效、生存與救援、逃生訓練、潛水醫學等研究熱點。見圖2。

表4 美國海軍潛艇醫學研究所國防科技報告高頻詞分布

圖2 關鍵詞共現知識圖譜

3 分析與討論

3.1 成果分布規律

從發文量來看，自1963 年有發文記錄以來，報告量逐年上漲，至1968 年達到最高（58 篇），之后整體呈下降趨勢。自1991 年起，報告量維持在低位。2000 年以后年均報告發布量為4 篇，其中2004 年由于開展了非潛艇艇員人群的腹瀉、天花、艾滋病及腸道致病菌的研究，報告發布量較其他年度增加幅度大，為21 篇。從報告數量來看，近年來美軍有關潛艇醫學的研究成果較之前明顯減少，結合美軍對潛艇作戰的重視，推測其原因可能是美軍提升了潛艇醫學研究的保密級別；從報告內容來看，2019 年以后美軍對潛艇醫學保障現狀和相關研究進行了系統性回顧，提出了美軍潛艇醫學的研究空白［3］，可以預見此后美軍將針對其潛艇醫學的不足之處進行一系列研究。

3.2 單位合作趨勢

基于對合作單位統計結果的分析，NSMRL 合作情況表現出以下特點：從合作單位性質來看，一方面，軍方逐漸加強了與地方高校的橫向聯系，以借助高校優質的科研力量和豐富的實驗手段；另一方面，軍隊內部的聯合技術攻關趨勢明顯。從年代來看，2020 年以后機構間合作趨勢明顯增加。從合作研究內容來看，主要是聽力損失及其防護裝備的研究。基于美軍的軍事科研創新機制，可以預測NSMRL 未來與地方高?；蚱髽I的合作將更加緊密［4］。

3.3 近期研究熱點

基于對關鍵詞共現知識圖譜的分析，通過瀏覽報告全文，認為NSMRL 的研究熱點主要體現在以下幾個方面。

3.3.1 潛艇環境健康影響與醫學干預 （1）潛艇噪聲與艇員聽力防護研究。噪聲是影響艇員身心健康和作業能力的重要因素，部分崗位持續的噪聲暴露導致艇員出現聽力損失、耳鳴等癥狀［5］。NSMRL 近年來噪聲相關研究主要集中在機艙、聲吶、控制臺等關鍵崗位噪聲水平調查與聽力防護裝備方面。在潛艇艇員耳鳴的發生率及危險因素調查和噪聲誘發聽力損失模型構建的基礎上，探討了潛艇噪聲對艇員聽力的影響機制，并開發了聲吶操作員插入式主動降噪耳機、潛艇控制臺傳感器耳機、艇員定制聽力保護裝置，并對市場上新式聽力保護裝置的脈沖峰值插入損失進行測試評估，以期獲得更好的潛艇艇員聽力防護裝備。（2）潛艇艇員生物節律問題與干預措施研究。潛艇獨特的值更制度和長時間與外界隔絕造成了艇員普遍存在生物節律紊亂，影響艇員作業效能和戰備能力［3］。為解決這一問題，NSMRL 研究了3 種不同的值更時間表對潛艇艇員生理、性能和情緒的影響。2014 年5 月，美國海軍授權在潛艇上使用24 h 值更時間表。同時，美軍研究了潛艇艇員生物節律干預措施，例如個人光處理裝置，現場試驗發現其對調節生物節律具有一定的積極作用。此外，有報告調查了潛艇環境對艇載特種作戰人員生物節律的影響。（3）艇員醫學保障技術與裝備研究。相關研究主要包括艇員高皮質醇癥和代謝綜合征患病率調查以及潛艇傷員運輸設備和降噪聽診器等醫學保障裝備的研發。此外，為實現艇內延長治療的目標，美軍還制定了常見疾病艇內處置方案和遠程醫學支援流程［3］。（4）艇員心理預測與干預手段研究。如建立潛艇軍官心理模型、研發艇員心理測量工具、開發艇內認知干預軟件等。此外，潛艇艇員維生素D補充劑使用、女性艇員的醫學影響、潛艇艇員體能鍛煉、潛艇艇員人體測量學、顯示系統人因設計等方面的研究也有零星報道。

3.3.2 失事潛艇生存與水下脫險 （1）潛艇失事后艇員生存能力研究。潛艇失事后，由于電力故障、艙室進水以及爆炸等原因，幸存艇員將面臨更為惡劣的生存環境［6］。近年來，美軍的相關研究包括：失事潛艇環境因素對艇員的影響，如二氧化碳的產生及對艇員的生理影響、失事潛艇場景中各類應激源及其對認知能力的影響；艇內等待救援階段艇員發病率調查，如頭痛和熱應激損傷等；維持失事潛艇生存條件的新技術研發，如無外部電力需求的二氧化碳洗滌技術。相關研究的主要目標是提高艇員在失事潛艇中的生存能力，增加獲得外部救援的可能性。（2）失事潛艇逃生與脫險能力研究。雖然艇內等待救援是失事潛艇艇員的最佳選擇，但隨著情況惡化，幸存艇員有時不得不選擇自行脫險［7］。為提升幸存艇員水下脫險能力，近年來美軍開展了以下研究：潛艇艇員逃生訓練相關研究，如加壓潛艇逃生訓練前潛艇人員肺功能篩查及肺功能標準的制定；失事潛艇逃生與脫險技術裝備研發，如支持失事條件下潛艇逃生專家系統運行的筆記本電腦和獨立電源、MK-10 潛艇逃生和抗浸裝備、潛艇失事逃生時機決策技術、潛艇水面棄艇流程與技術等；失事潛艇逃生與脫險的醫學問題研究，如艇內等待救援時間對脫險逃生減壓病風險的影響。（3）失事潛艇外部救援能力研究。如評估可用于失事潛艇幸存者艇內檢傷分類與定位的相關裝備［8］。

3.3.3 潛水醫學相關研究 （1）潛水環境影響研究，如水下潛水站噪聲調查、水下爆炸和水下噪聲對潛水員的影響等。（2）潛水保障裝備研發與評價，相關研究涉及Morgan 呼吸系統（MBS-2000）及其改進型的性能測試。（3）潛水生理學研究，如有文獻報道了飽和深潛過程中人體骨基質的變化［9］，亦有文獻探討了潛水員咽鼓管功能障礙［10］。

4 小結

從美軍的相關文獻來看，一方面，美軍潛艇醫學研究近年來取得了一系列成果，如在聽力防護裝備、降噪聽診器、艇員心理測量工具、個人光處理裝置、二氧化碳洗滌技術等方面。另一方面，美軍在潛艇醫學領域的研究還存在諸多不足與空白，影響作業效能的生物節律、疲勞、心理應激等問題還缺乏有效的干預手段；影響潛艇艇員健康狀況的噪聲、有害氣體等因素還未得到很好的解決；影響失事潛艇艇員生存與脫險能力的高壓下氣體監測、大氣應急凈化、加壓救援等技術尚待實踐驗證。