军事噪声特点及其防治研究进展

张 翔 综述 石 菲 审校

各国军队军事作业人员常见病调查发现，听力损失、耳鸣的发病率普遍较高，因为官兵在服役期间均可接触过枪炮、飞机、舰船等武器装备产生的军事噪声[1-3]。2012年美军退伍人员中发生最普遍的服役相关性疾病即耳鸣和听力损失，分别占当年退役人数的9.7%和5.8%。在芬兰，即便越来越多军人使用听力保护装置，仍有部分职业军人会出现耳鸣等听力问题[4]。2002-2005年瑞典武装部队839名新兵，33名(3.9%)因听力问题被迫中止受训[5]。可见，听力受损已成为多国部队官兵中止服役、伤残减员的一个重要原因。无论在传统战场还是高科技战争环境，具备正常听力并保持良好的听觉敏感度，是单兵作战效能正常发挥的关键[6]。近年来，随着我军卫勤保障理念的更新与发展，强体魄、促健康、保打赢的目标日益明确，在军事职业病防控领域噪声性听力损失(noise-induced hearing loss，NIHL)相关问题也受到更多关注。笔者主要围绕军事噪声环境的特点及军事NIHL防治研究进展进行综述。

1 噪声特点

军事噪声主要来源于武器装备、运载工具发动机、枪炮射击、火药爆炸、大型军械设备运转等，噪声强度较高，频率以中、低频为主。各军兵种接触噪声比例为10%～90%，其中装甲、炮兵、航空兵、舰艇部队人员接触噪声的概率普遍较高。排除个体易感性等因素外，NIHL的发生率、严重程度与噪声暴露量呈正比，噪声强度越高、暴露时间愈长，听力损失愈严重。1999-2013年我军不同军兵种均有NIHL个例报道[7，8]。调查显示，长期在军事噪声环境下作业，高炮兵听力损失发生率达48.3%(服役>2年)，装甲、舰艇部队人员分别为30.6%和23.5%(服役0.5～12年)[9]。可见，军事噪声问题普遍存在且波及面广，既危害官兵健康，也妨碍部队战斗力的生成与维护。

1.1 陆军部队 美军2011年公开的一项医学监督报告指出，NIHL在其陆军特种兵部队发生率较高(每年在1000人中，有41人会出现不同程度的听力下降[10])，原因可能与大口径武器射击和高强度训练有关。官兵日常训练、实战演习都不可避免的需要使用多种武器装备，它们击发时产生的噪声往往超过人耳双重听力保护(即耳罩、耳塞同时使用)的最大容许限制，且陆军通用型武器装备射击或工作时的噪声声强普遍较高(表1)。

表1 不同武器噪声的峰值声压级范围

1.2 海军部队 海军在日常军事活动中接触到的噪声大多来自舰船发动机室[11]，声源比较集中，易传播至全船，往往持续存在，属于一种声强较高的低频稳态噪声，对于这种噪声单、双耳听力保护阈值分别是85 dB、104 dB。坦克登陆舰、巡逻艇全速巡航时噪声值为 98～103 dB(A)，具备导弹发射能力的舰艇噪声值高达120 dB(A)[11]。另外，在航母飞行甲板上，舰载机起飞和着舰时噪声强度非常大，声强范围130～160 dB(A)[1]。

1.3 航空兵部队 航空兵部队的飞行人员和地勤人员也容易受噪声侵扰。实际数据显示歼击机、轰炸机等喷气式飞机起降时的舱外噪声，军用直升机地面试车和空中飞行时的舱内外噪声，均可能超过双耳听力保护阈值104 dB。高性能战斗机的平均噪声水平为97～104 dB(A)，其尾喷口的噪声强度最高可达146 dB(A)。运输机的平均噪声水平在88～101 dB(A)。外军曾报道过其现役直升机的平均噪声水平[12]：“小羚羊”直升机97 dB(A)，“美洲豹”直升机99.9 dB(A)，山猫直升机100 dB(A)。我军米-8直升机飞行时舱内最大噪声值为103 dB(A)，某型武装直升机采用串列式座舱布局，后舱紧贴发动机舱，地面试车时舱内噪声最大可达109 dB(A)。在这样的工作环境中反复暴露，同时伴随年龄增长、服役年限延长，各国飞行部队空、地勤人员即便使用头盔、耳罩、耳塞等防护装备，仍存在听觉受损的风险[13]。法军资料显示，521名飞行员进行听力调查，听力异常者占29%。2002-2011年我军住院飞行人员耳鼻咽喉疾病调查显示[14]，噪声性耳聋发病率位居第2，占9.43%(56/594)，与1960-1990年的既往资料相比(5.8%)[15]，呈现上升趋势。

2 防治研究进展

日常生产生活和军事活动中，噪声防控遵循的总体原则是控制噪声源、切断噪声传播途径和加强个人防护。目前，国际公认的听力保护方案主要包含五大要素：(1)噪声的测量与评价；(2)从工程角度实施噪声控制；(3)定期进行听力检测；(4)使用个人听力保护装置(hearing protection devices，HPDs)；(5)合理用药治疗。接触军事噪声的战勤人员工作性质特殊，采取声源工程控制又容易受技术发展所限，所以军事噪声防护的重点主要在个人防护装备的研制应用和药物治疗这两方面。

2.1 HPDs的使用与研制 装配并使用HPDs是各国军队应用最广泛的噪声防护手段，常见的HPDs按照外形可分为三类，分别是耳塞、耳罩和头盔。一项英国空军的调研报告显示，山猫直升机、阿帕奇直升机飞行员分别佩戴整合有耳罩式护耳器的Mk4飞行头盔和集成式头盔显示瞄准系统，他们的双耳听力指标在几乎所有频率均比预期要好，说明使用耳罩式护耳器能有效降低NIHL的发生率[16]。不过在HPDs的实际使用中，由于可能会影响战勤人员接收指令、感知定位听觉警报等，所以存在佩戴不规范或使用者依从性差等问题，易使防护效果大打折扣。美国海军曾报道，由于耳塞使用不当和未按规定佩戴，79%的航母甲板机组人员接触噪声的实际衰减值只有0～6 dB，远低于预期的28～30 dB[17]。所以，军事噪声防护不仅需要护耳装置本身性能优越，也需要战勤人员主动配合，自觉养成良好的防护习惯，才能充分发挥HPDs的防护效果。

常见的HPDs按工作原理又可分成两类：一是被动降噪防护装备，即传统的无源降噪耳塞、耳罩和头盔；另一种是主动降噪防护装备，主要指有源降噪耳机。美军对军事噪声防护一直颇为重视，从20世纪60年代起他们陆续研制成功单凸缘V-51R型耳塞、三凸缘防声耳塞、圆柱状硅酮基耳塞和乙烯基泡沫耳塞装备部队，同时还加强了飞行人员隔声头盔的研究。到20世纪90年代，美军又在被动和主动降噪防护领域相继开发出可通讯耳塞保护套装(communication earplug protection，CEP)和主动降噪套装(active noise reduction，ANR)，并已在头盔中搭配应用。CEP被动防护套装由高性能入耳式通讯耳机和入耳式隔声耳塞两部分组成，还可在耳塞外佩戴头盔进一步增强降噪效果。联合使用下来此类装备对低频噪声的声能衰减达30 dB(A)，对高频的声能衰减达43 dB(A)。其优点是不需要额外电源，轻便易用，防护效果明显。ANR主动降噪套装是在耳机中设置了专门的有源降噪电路，通过音频接收器和抗噪声输出芯片，产生与噪声反相的声波，从而减弱或抵消噪声。联合头盔使用ANR套装对低频噪声表现出较好的防护效果，低频声能衰减可达15 dB(A)。虽然采用有源降噪技术的主动降噪装备存在信号处理芯片及电路设计复杂、需要额外电源、维护成本高等缺点，但在军事领域，装甲车、各类军用飞机、舰船轮机舱等的噪声能量主要集中在低频段。因此，研发较高性能的有源降噪耳机，作为被动降噪的低频补偿，很有必要。截至目前，美、英、德、法等国均发展了性能先进的主动降噪装备，并在军事领域广泛应用[18]。

我国科研人员研制了飞行员主动降噪头盔[19]，在传统飞行头盔上加装自适应有源消声控制装置形成的数字式有源消声耳罩，提高了头盔的综合降噪能效，对飞机低频噪声的衰减值可达15～20 dB(A)。近年来，空军军医大学航空航天医学系在后勤科研重大项目资助下，进一步利用主动降噪技术，研发了主-被动结合式有源降噪系列防护装置，并已在多家武警和陆航直升机部队应用。下一步拟再融合数字编程及滤波技术，实现可根据不同军兵种、不同岗位的特定环境(如装甲、舰艇、炮兵、地勤等)，对超出安全标准的噪声有选择的削峰、压缩，同时保证语频范围的语声在安全标准以内畅通不衰。以此来更好地满足各军兵种在不同噪声环境下的降噪防护和通讯保障需求。

2.2 药物防治 噪声性听力损失目前尚缺乏疗效特异的药物，既往也有观点认为药物对噪声性听力损失的预防和治疗效果均比较有限。不过，近年取得的一些实验数据，使我们相信药物治疗还是颇具前景和希望的。

2.2.1 镁剂 Attias等[20]在一项双盲试验中，将参试者随机分为镁剂预防组和安慰剂组，分别给予122 mg镁剂和安慰剂连续口服10 d，随后被试单耳90 dB白噪声暴露10 min。听力检查显示：安慰剂组TTS>20 dB的比例为28%，镁剂预防组与之相比显著降低，仅为12%。Attias等[21]将以色列部队300名新兵随机分成镁剂预防组和安慰剂组，2个月军训期间，每天分别给予167 mg门冬氨酸钾镁和类似剂量的安慰剂口服。新兵戴防护耳塞进行步枪射击训练，军训期间平均每人射击420枪，每枪平均峰值声压为164 dB(A)，持续时间< 1 ms。随访调研发现相对于镁剂预防组(1.2%)，安慰剂组新兵永久性听阈偏移(permanent threshold shift，PTS)的发生率更高(11.5%)，而长时间服用小剂量镁剂并未对人体造成不良影响。这些研究结果均证实口服镁剂对预防噪声性听力损失是有效的。

2.2.2 乙酰半胱氨酸(N-acetyl-cysteine，NAC) 越来越多的研究表明，噪声性听力损失的发生与谷胱甘肽(glutathione，GSH)参与的胞内抗氧化途径有关[22]。噪声暴露使内耳GSH水平降低，氧化型GSH水平升高，容易发生ROS介导的细胞损伤。补充GSH前体药物NAC可为耳蜗毛细胞合成GSH提供底物，因此，NAC被视为一种活性氧清除剂，有助于减少耳蜗活性氧暴露，从而对噪声性听力损失发挥防护作用。

谷胱甘肽硫转移酶(glutathione S-transferases，GSTs)是机体一类重要的抗氧化酶，GSTs属于超基因家族，GSTM1、GSTT1分别编码GSTs同功酶中的GST-μ、GST-θ。GSTM1、GSTT1在人群中存在遗传缺失多态性，缺失这两个基因的个体GSH的解毒作用会受影响。研究发现携带GSTM1、GSTT1空白基因型的人群更容易发生氧化损伤，也更容易出现NIHL。一项针对钢铁厂工人的双盲交叉试验，将53名男性被试随机分成两组：一组先口服NAC(1200 mg/d、14 d)，再口服安慰剂(与NAC剂量相似、14 d)；另一组先口服安慰剂，再口服NAC。NAC和安慰剂之间的给药间隔为14 d。在每种药物给药的第1天换班前、后，第14天换班前、后，对被试进行纯音听力检测。所有被试在车间每天平均工作8 h，接触噪声强度为88.4～89.4 dB。研究结果显示，口服NAC可显著降低噪声引起的高频TTS。再将被试者按GSTM1/T1基因表型进行分组，发现在GSTM1、GSTT1二者均缺失的被试者中NAC的听力保护效果尤为突出[23]。

2.2.3 右旋L-蛋氨酸(dextroisomer of L-methionine，D-Met) D-Met又称D-甲硫氨酸，属于氨基酸类药物，是体内胆碱生物合成的甲基供体，可释放出活性甲基，阻断自由基连锁反应，保护抗氧化酶的活性；同时还能增加还原型GSH活性，增强机体抗氧化能力。动物实验已证实抗氧化剂D-Met对噪声、耳毒性药物引起的听力减退具有保护作用[24，25]。Kopke等[26]研究发现，沙鼠在噪声暴露前、后或暴露后7 h静脉给予D-Met可减轻PTS和耳蜗外毛细胞死亡。在人体研究方面，葛振民等[27]研究结果显示：噪声暴露前服用D-Met能有效减轻强脉冲噪声对听觉系统的损害，且直到暴露后7 d试验组与对照组之间仍有显著差异，说明D-Met的听力保护作用在停药后仍可维持一段时间。研究者认为D-Met能直接清除自由基，增强耳蜗抗氧化能力，抑制细胞凋亡，从而有效对抗强脉冲噪声导致的听力损失。

2.2.4 依布硒啉(ebselen) 依布硒啉是一种有机硒药物，临床上常用于动脉粥样硬化、缺血性脑血管病等的治疗。它是人工合成的小分子GSH过氧化物酶(GSH-Px)的拟似物，具有很高的GSH-Px活性，可抵抗氧化应激所致的细胞毒性和DNA损伤，使线粒体细胞色素C释放水平降低，减轻脂质过氧化反应中的细胞核损伤。动物实验证实，依布硒啉可逆转噪声接触引起的豚鼠耳蜗螺旋神经节和血管纹处iNOS、IL-6表达升高[28]，抑制强噪声暴露导致的外毛细胞凋亡和坏死，对噪声接触后TTS和PTS有保护作用。此外，依布硒啉还具有硫氧蛋白还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶、巯基转移酶、抗炎性反应、抗凋亡活性，可通过多条途径降低机体各类细胞的氧化应激水平。不过该药口服用于听力保护时，其安全用药剂量还有待进一步临床试验加以验证。

综上所述，对于军事噪声所引发的听力问题，需要在深入研究的基础上制定出与此类噪声相匹配的听力损伤评判标准，使临床诊断更精准、更规范。应尝试利用专业的声学实验室开展高保真军事噪声暴露模拟训练，加深战勤人员对实战环境复合噪声的认识，使他们形成主动防护意识，尽早养成良好的防护习惯。进一步提升军事噪声防护装备的性能，提高降噪效果、综合通信能力及佩戴舒适度等。充分利用分子生物学技术筛选特异的NIHL易感基因，帮助在征兵或常规体检中筛查出易感个体，通过科学评估和岗位调配，使易感者尽可能避免从事噪声暴露概率较高的工作。除检测、诊断和物理防护能力需要不断加强外，还应在研发安全、有效、不良反应小的耳保护药物方面聚力探索、寻求突破。另外，军队各级卫生勤务人员也应注重对官兵加强NIHL的医学监督和卫生宣教，帮助官兵树立正确的军事健康观，这对践行“强健促进”卫勤保障理念，降低军事噪声致伤病残率，实现一级预防，提高部队战斗力，具有十分重要的现实意义。