肺功能检测与舰艇潜艇远航对肺功能影响研究

徐同毅 黎涛

摘要：肺功能检测广泛应用于呼吸系统疾病的诊断，舰艇潜艇远航人员因长期生活在高湿、高盐、高温海域，舱内空气流通受限，加之晕船、疲劳、温差变化等诸多不良因素，必然对肺功能造成影响，进而引起多种慢性呼吸道疾病。因此，本文就肺功能检测、舰艇和潜艇对肺功能的影响作一综述，旨在为进一步改善肺功能提供参考依据。

关键词：肺功能;远航;微环境;舰艇;潜艇

中图分类号：R83                                   文献标识码：A                                   DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.24.006

文章编号：1006-1959（2019）24-0016-03

Lung Function Test and the Effect of Warship Submarine Voyage on Lung Function

XU Tong-yi，LI Tao

（Department of Thoracic and Cardiovascular Surgery，PLA Navy 971 Hospital，Qingdao 266071，Shandong，China）

Abstract：Pulmonary function tests are widely used for the examination of respiratory diseases. Due to the long-term life of ships and submarines in high-humidity， high-salt， high-temperature seas， the air circulation in the cabin is limited， coupled with many adverse factors such as seasickness， fatigue， and changes in temperature difference. Human lung function affects and causes a variety of chronic respiratory diseases. Therefore， this article reviews the research progress on lung function testing， the effects of ships and submarines on lung function， and aims to provide a reference for further improvement of lung function.

Key words：Lung function;Voyage;Microenvironment;Ship;Submarine

肺功能（pulmonary function）是呼吸系统通气和换气功能的总称，可运用特定的手段和仪器对受试者的呼吸功能进行检测和评价[1]。舰船潜艇远航人员因生活环境差，舱内空气流通受限，各种有害气体较多，加之晕船、疲劳、温差变化等诸多不良因素，对肺功能造成一定的负面影响。因此，本文就肺功能检测、舰艇和潜艇对肺功能的影响作一综述，旨在为舰艇潜艇部队远航时进一步改善肺功能提供参考依据。

1肺功能检测

肺功能检查是呼吸系统疾病的必要检查之一，在20世纪50年代推广并应用于临床，对于早期检出肺、气道病变，评估疾病的病情严重程度及预后，评定药物或其它治疗方法的疗效，鉴别呼吸困难的原因，诊断病变部位、评估肺功能对手术的耐受力或劳动强度耐受力及对危重患者的监护等方面有重要的指导意义。

目前多用呼出气体25%～75%肺活量的平均流量（forced expiratory flow between 25% and 75% offorced vital capacity，FEF25%～75%）表示小气道功能障碍，但FEF25%～75%是利用经验预计值百分比而不是数据统计来解釋肺功能测量的数值，可信区间较宽，正常值与异常患病值重叠明显，特异性差，不能成为轻度肺功能异常的指标。研究发现，第3 s用力呼气容积与用力肺活量比（forced expiratoryvolume in three seconds/forced vital capacity，FEV3/FVC）是一个判断小气道功能障碍的敏感指标，但通常被忽视。FEV3/FVC下降时所出现的气流受限发生在小气道，而FEV3/FVC比第1 s用力呼气容积与用力肺活量比（forced expiratory volume in one second/ forced vital capacity，FEV1/FVC）能更早提示小气道气流阻塞的发生。所以建议应在肺功能检查中常规测定FEV3，FEV3/FVC[2]。FEV3/FVC对气道病变的敏感性高于FEV1/FVC，提示气道早期功能障碍改变。通过FEV1/FVC与FEV3/FVC差异对比，早期气道改变对气道通气功能影响主要为呼气中、后期，小气道位于呼吸单位的终末，考虑早期气道功能障碍改变为小气道因素。文献报道[3-5]，FEV1下降与咳嗽、咳痰、喘息及呼吸困难等症状及其加重明显相关。也有报道称在吸烟引起的气道功能障碍导致肺功能异常改变过程中，FEV3/FVC下降，并比FEV1/FVC更早反映气道功能改变[6]。因此，评估吸烟者肺功能指标正常时，FEV3的指标判断会有意义。

FEV6是指吸气至肺总量（total lung capacity，TLC）后在6 s内的呼气总量，对于气流受限具有较高的诊断价值。有研究表明[7]，FEV1/FEV6用于诊断气流受限具有较好的敏感性以及特异性。另有研究表明[8]，FEV3/FVC与FEV1/FEV6对早期气道阻塞均具有较高的敏感度、特异度、阴性预测值和阳性预测值，尤其是两者联合进行检测时，其敏感度、特异度、阴性预测值和阳性预测值均高于二者单独检测，因此FEV3/FVC与FEV1/FEV6联合检测具有协同作用，可提高早期气道阻塞诊断的准确性。小气道的阻塞可导致过度充气，此类患者由于肺内气体分布不均匀、肺泡弥散面积减小等原因，常存在弥散功能不全，而FEV3/FVC与FEV1/FEV6联合检测能够较好的体现患者在未出现临床表现时的肺部过度充气以及弥散功能障碍。有研究认为 FEV1/FEV6可作为替代FEV1/FVC筛查慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary diseases，COPD）的最佳指标[9]。

一氧化氮（NO）是由气道或血管皮质细胞生成，是机体内广泛分布的内源性调控分子，呼气中NO浓度和气道炎症严重程度正相关，可作为气道炎症的指标。呼出气一氧化氮（FeNO）测定具有操作简便、无创、快速和重复性好的优点，被称为“炎症尺度”，被公认为是现阶段应用最广泛的气道炎性标志物之一。美国胸科协会和欧洲呼吸协会（ATS/ERS）近年来多次肯定FeNO具有重要的临床应用价值，可作为气道炎症生物指标，可简单、快捷和直接地评价呼吸系统疾病气道炎性反应[10]。相较于其他无创炎症检查技术，FeNO与支气管镜下黏膜活检及肺泡灌洗的炎性物质水平及诱导痰嗜酸性粒细胞水平存在良好的相关性。FeNO具有操作简单、结果准确性高、重复性好等优点，其浓度的升高在临床上多提示气道存在嗜酸性粒细胞浸润引起的炎症反应[11，12]。

另外有研究发现，肺功能检测前，通过开展心理护理联合健康教育，可提高肺功能检查依从性，降低意外情况发生[13，14]。检测者受到心理干扰，不明晰操作流程等原因，往往使得检测结果不准确[15-18]。因而，在检测的过程中，要将影响因素充分考虑进去，然后制定对策加以修正，再进行仪器的检测，这样可以最大程度上确保检测的准确性[19]。

2舰船对肺功能的影响

目前关于水面舰艇官兵健康状况研究较多[20，21]。挪威特隆赫姆大学研究表明：船舶工程师比普通人存在更明显的呼吸道症状，其原因可能与工作中接触油雾有关。另有报道指出水面舰艇远航时肺功能检测发现仅在炊事人员中V50显著降低，表明其小气道阻力增加，通气量降低，而V25无显著改变，比较不同岗位作业环境下海员远航后期的肺通气功能，发现机电部门人员和炊事人员均比补给部门人员有统计学意义的下降，除与总体的肺通气量降低有关外，还可能与油烟等有害气体被动吸入引起的小支气管收缩有关。对参加水面舰艇远航编队的医务人员远航前后的肺功能进行发现，远航对医务人员肺功能有一定影响。有研究发现远航人员FEV1、FEV1/FVC与远航前存在显著差异，应给予重视，加强预防和卫勤保障[22]，可能是因为远航时间较长，远航人员工作压力大，环境持续高湿、高盐、高温，此外还存在磁场轻微变化、噪音、时差导致的失眠等情况，机体体能下降;远航中由于船舶燃料不完全燃烧，海军战士及医务人员同样存在油雾暴露，可能与机体小气道分支多、总截面积大、小气道内气流阻力小的解剖特点有关，气道黏膜与空气中的有害物质接触机会大大增加，进而导致小气道功能障碍。舰员在远航后，体内丙二醛显著升高，超氧化物歧化酶、GSH-Px 显著降低，可能导致小气道功能降低，机体清除自由基的抗氧化酶活力下降，氧自由基刺激气道炎症，从分子生物学机制上解释了小气道舒张功能障碍。

海员远航时，人体处于高度紧张与心理应激中，可以引起迷走神经亢进、呼吸中枢兴奋，导致肺通气指标异常;舰艇内有害气体、微小气候变化等环境因素又会导致小气道阻力增加，肺功能减退。远航后50%肺活量时用力吸气流速（FIF50%）较远航前显著下降。在评价支气管扩张程度、气道可逆性方面，机体的吸气、呼气流量指标有相似效果，其中严重COPD 患者的吸气流量相比呼气流量可能更敏感。所以在对远航人员的肺功能检测中也应关注FIF50%的变化。晕船者的FEV1、FIF50%航行前后变化显著，可能与其航行中反复呕吐、过度通气等表现有相关性，反复过度通气会造成支气管肺泡灌洗液中的中性粒细胞、嗜酸性粒细胞数量增多、机体内白三烯水平上升、呼出气体内NO 含量增高，产生气道壁水肿、痉挛，气道内气流受阻，最终肺通气、小气道功能发生异常[22]。

3潜艇对肺功能的影响

目前肺功能研究主要集中在水面舰艇上，与空气和环境相对较好的水面舰艇相比，远航过程中潜艇微环境对艇员呼吸功能的损害会更大，使他们的健康状况存在极大隐患，造成非战斗减员风险更高。由于潜艇的特殊密闭环境，存在大量有害氣体，研究发现长期暴露在污染空气中可引起多种慢性呼吸道疾病[23]，对呼吸系统构成严重危害[24]。其中细颗粒物因粒径小而极易在细支气管及肺泡中沉积，容易引起肺通气功能损伤[25]。肺功能检测是诊断疾病、判断疗效和推测预后的重要组成部分[26]。潜艇人员在远航期间可接触到振动、噪声、电离辐射、高温等诸多不利因素，可引发机体发生氧化损伤，导致机体内的抗氧化酶活性降低，脂质过氧化产物增加，使潜艇人员的抗氧化能力降低。常规潜艇需要反复浮起充电，目前常规潜艇使用的蓄电池是铅酸蓄电池，在充放电时会产生的大量蒸汽，其中含有的铅离子在密闭环境中可能会被人体吸收，如果血铅超标，其危害也是非常大的。

4总结

远航人员生活在高湿、高盐、高温海域，舱内空气流通受限，加之晕船、疲劳、温差变化等诸多不良因素，必然对人体生理产生一定的影响从而出现肺功能的改变，可引起多种慢性呼吸道疾病，对呼吸系统构成危害，目前关于潜艇的远航人员的肺功能检查报道较少见。建议在以上人员的肺功能检查中进行FEV3，FEV3/FVC，FEV3/FVC与FEV1/FEV6联合检测，以便更早期的发现小气道早期肺功能的损害，FeNO也具有重要的临床应用价值，也可作为气道炎症生物指标。建议舰艇和潜艇医务部门常规配备肺功能检测仪器，应加大平时训练强度、提高机体对艰苦环境和恶劣条件的耐受力、不断改善舱室的卫生条件和工作环境、提倡不吸烟（戒烟），把远航对其肺功能的影响降低，为下一步改善肺功能提供依据。

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收稿日期：2019-11-20;修回日期：2019-12-2

编辑/李国苗