军事飞行人员腰痛发生危险因素研究进展

韩政元，洪德轩，张宁宁，袁 华，孙晓龙

(空军军医大学：1基础医学院学员三大队，2基础医学院学员二大队，3西京医院康复医学科，陕西 西安 710032)

近年来，随着我军战机不断更新迭代及新军事训练大纲的颁布实施，飞行人员日常训练强度及难度均有显著提升，长航程、高过载飞行成为训练常态。这无疑对飞行员的身体素质是更大的挑战，表现之一在于腰痛发生率持续升高。飞行人员在作业过程中，如果发生持续腰痛会影响飞行能力，严重者甚至无法操纵飞行器，导致停飞，显著制约空军作战效能提升。因此，明确飞行员腰痛发生的流行病学及危险因素，并积极寻找针对性防治策略是目前航空卫勤保障的重要任务。

1 飞行员腰痛的流行病学

腰痛病因主要包括腰肌劳损、急性腰扭伤、腰肌筋膜炎、腰椎间盘病变和腰椎小关节紊乱等。常见的临床表现为局部肿胀、疼痛、伸腰及弯腰受限等，有时疼痛向大腿和小腿放射，且常反复发作[1-3]。相较地勤人员，飞行人员由于长期处于飞行环境中，长时间在机舱内工作，其姿势及活动空间均受限制。同时，飞行员在作业时腰椎、关节及腰背肌肉血液循环相对减少，加上特技飞行等战术动作均会加重脊柱、关节及腰背肌肉负荷[4]，导致飞行人员腰痛一直处于高发状态[5-6]。既往国外研究显示，无论是固定翼飞机还是直升机，飞行人员腰痛的发生率均在70.0%以上[7-8]；2006—2012年美军战斗机飞行部队最常见的损伤部位为下肢和脊柱损伤，占75.0%，其中，以腰部损伤最常见[9]；波兰60.0%空军飞行员存在背痛，尤以腰部最常见；2014年，荷兰有31.0%的飞行员存在持续规律的腰痛[5，10]。郭运清等[11]调查发现，我军海军飞行人员腰痛占比33.2%(113/340)。陈宏等[12-13]对飞行员腰腿痛病因进行了分析，结果显示36.1%的军事飞行人员出现腰腿痛。病因中腰肌劳损、腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation，LDH)、急性腰扭伤分别占23.8%、12.6%、7.8%。

2 飞行人员腰痛的危险因素

飞行人员腰痛的危险因素一直是航空医学研究的热点，现从飞行人员的职业及自身相关因素分别进行阐述。

2.1 职业相关因素

2.1.1 机型 我军军事飞行人员驾驶的机型主要包括歼击机、运输机和直升机等。由于不同机型战训任务不同，其飞行人员腰痛的发生率也不同。运输机及直升机等机种在飞行训练中，飞行员承受的载荷通常为1～3 G(1 G相当于飞行员本人的质量)，而歼击机飞行员在特技飞行中常需承受5 G以上的载荷，且在空中缠斗过程中，歼击机飞行员经常要大仰角机动兼顾警觉寻找目标，在这个过程中常伴有体位的急剧变化，这些均对飞行员的腰部产生更高的负荷[14-15]。飞行中的高载荷会显著增加飞行员腰背部肌肉、韧带、关节的负荷，加之在此过程中飞行员的抗荷动作使腰部肌肉紧张，会加速腰肌劳损及腰椎退行性变的过程[16]。所以，歼击机飞行员相较于其他机型飞行员更容易出现腰痛的症状[17]。GROSSMAN等[18]调查发现，以色列歼击机飞行员腰痛的发生率为64.02%；房耀武等[14]研究也显示，我军歼击机飞行员腰痛患病率高达72.5%；马阳光等[15]对456名飞行员进行问卷调查发现，歼击机飞行员腰痛发病率为66.0%；2017年对新疆某部歼击机飞行员的调查研究发现，歼击机飞行员腰痛的发病率为65.5%[14]。虽然歼击机飞行员腰痛发生率较高，但运输机等低过载机型飞行人员的腰痛问题也不容忽视。有研究对海军飞行员进行调查时发现，运输机飞行员腰痛患病率达42.9%[11]，这与运输机飞越空域大、温差影响大、飞行时间长、活动空间受限等因素有关。运输机飞行员的单次飞行时间可长达5～10 h，长时间飞行导致脊柱及腰背肌肉、韧带等承受压力也相应增大，易产生腰肌劳损，甚至腰椎间盘突出。虽然直升机飞行高度和载荷相较其他两种机型低，但有报道认为直升机飞行中振动等环境应激因素居各类飞机之首[19]。当人体超长时间暴露于振动，且飞行任务间隙未充分恢复，会导致飞行员肌肉疲劳及椎体骨性结构的负载增加，从而导致腰痛的发生[18]。此外在直升机产生振动下，不良姿势可导致肌肉张力性疲劳，局部血液循环不良，从而引发疼痛。根据某学院飞行人员调查结果，直升机飞行员腰痛患病率为67.8%，武装直升机飞行员腰痛患病率为61.7%[20]。相较于轻型直升机，中、重型直升机飞行员所受振动影响更大，腰痛发生率更高[21]。

2.1.2 飞行座椅 飞行座椅作为飞行员驾驶飞机时的直接接触载体，对飞行员脊柱的稳定和支撑发挥着至关重要的作用。既往研究指出飞行座椅和姿势是飞行员腰痛发病的重要危险因素[15]。40.0%以上的飞行员表示飞行座椅与体型不匹配，这提示飞行座椅的人机功效不佳与腰痛的发病有一定关系。由于飞机座舱空间普遍狭小，部分飞行员为了扩大观察视野不得不改变体位。身材高的飞行员一方面要防止其视野被座舱盖横梁挡住，另一方面希望头部有较大活动空间，而调低座椅会感到乘坐不舒适，所以身材高的飞行员习惯于弯腰扩大视野；身材矮的飞行员需要调高座椅以便保持较好的视界，这增加了飞行员和驾驶杆之间的距离，同时由于座椅前后调节空间有限，致使身材矮的飞行员习惯于身体前倾操纵驾驶杆。由于飞行员长期弯腰，背部得不到有效支撑，易导致腰痛发生[22]。刘琳等[23]通过载人离心机对飞行员进行研究发现，飞行座椅靠背的接触面积和接触压力会随着载荷升高而增加。高过载暴露时，由于超重和抗负荷动作的双重作用，飞行员的背部承受很大压力，且主要集中在腰背部，这可能是导致飞行人员腰痛的原因之一，也与其他飞行人员相关调查结果一致[24]。

2.1.3 佩戴头盔 佩戴头盔是飞行员腰痛发病的另一重要危险因素。飞行员头盔因功能和防护性能要求的差异，头盔质量有所不同，轻型头盔质量约1 000 g，较重头盔可达1 700 g[25]。在头盔加载各种配套设备后，质量分布不均匀，与头部自然质心形成一个夹角，头盔质心极易移向头部自然质心之上或之前，头盔转动惯量增加更加显著，直接作用于寰枢关节[26]。再加上歼击机飞行员时常承受高G值载荷，在头颈旋转和俯仰以及飞机在高攻角姿态下高速滚转时，高强度的G值将使头颈部的运动明显滞后于躯干，出现相对于躯干的侧向移动，这会增加颈椎与腰椎的应力，而头盔的质量会进一步增加这些应力，这些因素都会导致颈腰部位易受损。

2.1.4 飞行时间 飞行时间是飞行员出现腰痛的直接因素。单次飞行时间越长，飞行员的腰部肌肉产生的乳酸越多，更易导致腰部出现酸痛[27]。此外，随着总飞行时间的延长，短期或者一次性产生的急性损伤次数增多而逐渐蓄积，腰部会出现慢性损伤[20]。房耀武等[14]对新疆某飞行基地内的40名歼击机飞行人员进行颈腰痛流行病学问卷调查显示，总飞行时间在500～1 500 h和超过1 500 h的腰痛发病率分别为75.0%和91.7%。刘琳等[23]对不同机种飞行人员颈腰痛疾病进行调查发现，总飞行时间小于1 000 h的三代机、初教机、高教机飞行人员颈腰部疾病患病率依次为12.0%、22.7%和10.0%，飞行时间为1 001～2 000 h的三代机、初教机、高教机飞行人员颈腰部疾病患病率依次为26.4%，30.9%和28.6%，这些都提示随飞行时间的增加，腰痛患病率明显升高。

2.2 自身相关因素

2.2.1 年龄 脊柱退行性改变是一种应对机械应力与年龄相关的自然退变病理过程。HERMES等[28]研究表明，高性能战斗机、旋转翼或固定翼飞机飞行员腰痛症状均与年龄明显相关。MASON等[29]统计显示，40～44岁飞行员腰痛患病风险更高。空军某部飞行员2006—2017年住院情况调查发现，颈腰痛居26岁及以上飞行人员住院原因首位[30]。刘琳等[23]通过现况调查发现，飞行人员颈腰部疾病患病率随着年龄的增加而升高。30岁及以上军队飞行人员颈腰椎疾病发生率显著高于30岁以下组[27，31-32]。分析原因，飞行人员在飞行训练过程中，受到高G值或较小G值的反复作用，容易引起椎间盘退行性改变[33]。年轻飞行员早期腰痛发生率较低，一方面可能与严格的体格选拔有关，另一方面早期椎间盘退行性改变在椎间盘自身代偿能力之内，而31～40岁年龄段飞行员多为所在部队飞行骨干，飞行强度大或飞行时间长，相应代偿能力下降，导致腰痛发病率升高。

2.2.2 肥胖 目前，飞行人员肥胖问题较为突出。杨城等[34]对飞行人员的体格检查结果显示，体脂率高达50.0%，体质量指数(body mass index，BMI)超重及肥胖的比例分别达到了22.7%和4.5%。邓明钊等[35]在2015年对3 000余名飞行员进行体检发现，肥胖患者占4.2%，肥胖比例高于中国普通公民[36]；黄培培等[20]通过调查也发现运输机飞行员BMI>26 kg/m2(超重)比例占到11.2%。体质量越大，飞行时颈腰部承受负荷越大，是腰痛发病率高的重要原因之一[35]。军队飞行人员超重和肥胖的原因可能与其富含油脂的饮食、某些不恰当的生活方式以及高度紧张的飞行训练等因素有关，再加上一些飞行人员饮食习惯不当或缺乏运动等，都是飞行员发生肥胖并导致腰痛的关键因素[37]。

2.2.3 吸烟 王加旭等[38]对驻高原某部官兵腰背痛进行了调查，发现腰痛与吸烟存在非常显著的相关性，腰痛组吸烟官兵128例(58.4%)显著高于非腰痛组吸烟官兵18例(27.3%)，这是由于吸烟可能导致椎间盘退行性改变并减缓其修复进程。吴相波等[39]对某部航空兵部队官兵调查也发现吸烟是导致官兵腰背痛的独立危险因素。李交杰等[40]观察吸烟对歼击机飞行员体能状态的影响发现，中、高吸烟指数组飞行员在运动时间和运动功率上均显著低于不吸烟组飞行员，提示吸烟数量较多的飞行员在空中作业时抗荷能力降低，比不吸烟的飞行员更容易受到脊柱损伤，导致腰痛发生。同时，吸烟会对脂质代谢产生影响，诱发飞行员出现肥胖，加重脊柱负荷，间接导致或加重腰痛[41]。

3 针对飞行人员腰痛的应对策略

针对上述飞行员腰痛的易发因素，提出以下防治策略。

3.1 卫生宣教和健康指导

航空军医需要重点开展健康教育，提高飞行人员健康意识，着重讲解腰痛的诱因、发病机制、与飞行的关系和防护措施等，指导飞行人员树立正确的健康观念，提高自我调控意识，养成科学的生活习惯，增强对不良航空坏境的适应能力[42]。飞行人员有时在机场等候时间较长，易受风寒，航空军医要提醒飞行人员注意防寒保暖避风和佩带护膝和护腰[11]。在飞行员日常训练时，要科学制定训练计划，安排专业医务人员现场指导，督促飞行员充分做好训练前热身和训练后的放松，避免训练伤的发生，最大程度地减少腰痛的发生和发展[43]。

3.2 严格控制体质量

特别对于BMI>24 kg/m2的飞行员，必须重视飞行员的体质量管理，减少体质量对脊柱的过负荷影响。针对某些飞行员存在的高血糖、高血脂、高尿酸等问题，要早预防、早发现、早治疗，这对于预防慢性疾病的发生，保障飞行员身体健康和飞行安全、延长飞行年限有重要意义[44]。

3.3 使用腰部适宜装置

腰部给予适当的支撑有助于减轻肌肉负荷，提高舒适性。腰靠支撑不仅可以缓解背部疼痛和疲劳，还可以使腰部脊柱保持前凸，使骨盆保持稳定，降低支撑躯干平衡肌肉的负荷，减轻上身体质量对脊柱下段的压力[45]。

3.4 加强腰背肌的功能锻炼

通过增加腰背、臀部及腹部肌肉的肌力和静态耐力可以有效预防腰痛的发生[46]。航空军医在平时应正确指导飞行人员在飞行前后进行脊柱关节及腰腹臀等核心肌肉稳定性及灵活性等功能锻炼，增强抗负荷、抗应激、抗创伤的自我保护与调节能力[11]。特定的核心肌力训练可减缓腰肌疲劳，经常坚持做腰腹臀部等核心肌肉强度及耐力训练，有助于增强颈腰部等躯干肌肉的肌力、灵活性及血液循环，防止腰背等核心肌因肌肉僵化或弱化而出现腰部损伤及疼痛。研究表明，针对性的人体运动功能操有助于飞行人员预防腰痛发生和缓解腰痛症状，建议飞行员每天进行1～2次运动功能操，20 min/次，30 d为1个疗程[47]，常年坚持为宜。

3.5 物理因子和手法等物理治疗

训练后的背部按摩、放松、理疗也是缓解腰肌劳损的有效方法。飞行员急性期的腰痛症状可以采用康复理疗来缓解[48]，如超短波等高频电治疗、温热疗法、磁疗、振动治疗、中低频电疗、牵引治疗、筋膜枪治疗、各类手法、肌肉能量技术等，均可缓解腰痛[49]。但是，调研发现基层卫生单位存在理疗设备齐全但使用率不高的问题。究其原因，是相关卫生人员对其使用方法、适应证和禁忌证等不熟练[50]，或一些关键技术没有掌握。对此，要强化基层卫生人员培训，通过多种途径相结合的方式建立常态化。规范化的培训制度，提高卫生人员腰痛康复理疗知识和技能[51]。

3.6 手术治疗

常见的手术治疗方法主要分为传统开放手术和微创手术，二者都能够改善临床症状。但脊柱镜微创手术相对于传统开放手术，有手术切口小、腰背部肌肉和脊柱结构破坏少、最大限度保持术后腰椎的稳定性等优点。因此，对于腰椎间盘突出症的飞行员应根据疾病情况选择个体化的手术方案，在解除症状的前提下优先选择微创手术，让飞行员尽早重返蓝天。但也不能一味地追求微创治疗，从而忽视了减压不充分、临床症状残留的风险[52]。

3.7 心理治疗

既往研究证实，飞行员腰痛不仅仅会影响飞行操作、降低飞行效率，还会造成飞行人员失眠、焦虑等问题影响心理健康[53]。飞行员作为航空器的直接操作者，其心理健康对飞行安全至关重要。加强飞行员的心理研究，全面提高飞行员的心理素质对改善飞行安全、提高安全管理水平具有重要意义[54-55]。卫生人员在飞行员腰痛防治过程中应注重心理因素的致病作用，紧密结合思想工作和心理疏导，及时消除飞行员的心理障碍，做到生理和心理同步治疗[42]。

综上所述，军事飞行人员腰痛属于常见病，发病率常年处于较高水平，是由机型、飞行时间、飞行座椅、头盔等职业因素和年龄、肥胖等自身因素综合导致的。正确认识飞行人员腰痛的危险因素，采取及时有效的针对性防治策略，对延长飞行员工作年限，保障飞行安全，提高航空兵部队战斗力有重要意义。