基于NTIS 网络数据库的潜艇医学研究热点探析

吕传禄，莫琳芳，仇顺海，李旭霞，甘辉亮

潜艇作为水下主力作战平台，备受各国军方的重视。潜艇特殊的理化因素、有限的医疗资源、特有的失事环境和风险极高的脱险方式及潜艇人员长期的心理考验是潜艇医学与其他医学迥然不同的实践背景。潜艇医学研究同样紧紧围绕这些特殊背景，形成了以潜艇特殊作业环境为背景，以提升艇员作业能力与生存能力为目标，以职业卫生、心理学、临床医学、援潜救生等各学科领域为研究范围的军事特种医学。然而，潜艇作业的特殊性和研究的保密性使得潜艇医学研究报道很少。美国海军潜艇医学研究所（Naval Submarine Medical Research Laboratory， NSMRL）是美军潜艇医学的主要研究机构，其研究成果大多会以国防科技报告的形式发布于其国家技术信息服务局（National Technical Information Service， NTIS）网络数据库。本研究采用文献计量学方法对NTIS 网络数据库中NSMRL 2000-2022 年发布的国防科技报告进行统计分析，探讨美军潜艇医学研究现状，以期为潜艇医学相关研究与决策提供参考。

1 资料与方法

1.1 文献检索策略

在NTIS 网络数据库平台进行检索，检索时间范围为2000-2022 年，检索字段为“corporate author”，检索词为“Navy submarine medical research laboratory”“Naval submarine medical research laboratory”“Navy submarine medical research lab”和“Naval submarine medical research lab”，采用逻辑“或”检索。

1.2 统计学处理

由于内容修正或其他原因，存在同一年份重复发布数份内容基本相同的报告情况，因此需要手工排除同一年度重复发布的报告。采用EXCEL 软件进行手工处理，对年份、关键词、作者、合作机构等字段进行统计。并利用Bibexcel 和Pajek 软件对关键词进行共现分析，制作知识图谱。

2 结果

2.1 年份分布

共检索到92 篇文献，查重后筛除重复文献得到88 篇。由图1 可见，2004 年发文最多，为21 篇，2011-2016 年持续6 年报告量仅1 篇。

图1 文献发布年份分布

2.2 作者统计

88 篇文献共有168 位作者，59 位第一作者。其中，发文6 篇及以上的作者8 人。见表1。以第一作者发文3 篇及以上的作者9 人。见表2。

表1 发文6 篇及以上的合作者统计

表2 发文3 篇及以上的第一作者统计

2.3 合作单位统计

共有8 篇报告由2 个及以上单位合作，占比9%，其中6 篇为2020 年以后发表。合作单位有7 家，包括海军军医局（2 篇）、海军研究局（2 篇）、海军海上系统司令部、德特里克堡终端弹道学中心、陆军健康促进和预防医学中心、康涅狄格大学和密歇根大学。见表3。

表3 合作单位统计

2.4 关键词统计

2.4.1 关键词频次 关键词能够真实地反映文献的研究主题，而频次高的关键词更能反映特定研究领域的核心热点及未来的发展趋势［1］。对同义/近义关键词进行合并，如将submarines、nuclear submarines 并入submarine，共得到关键词851 个，关键词总频次为1 298。统计结果显示，词频不低于5 次的高频词有30 个，基本能够呈现研究的热点方向。见表4。2.4.2 关键词共现知识图谱 关键词共现知识图谱可以直观地反映高频关键词的相互关系，体现特定研究领域的核心热点及发展趋势［2］。选取词频≥5的关键词30 个，利用Bibexcel 构建了30×30 的共词矩阵，利用Pajek 软件绘制关键词知识图谱，通过中心度的可视化分析，发现潜艇、生存、认知、生物医学、噪声、生物节律、潜水员、环境为研究热点中心词，形成了噪声调查、听力损失、防护装备、生物节律、伤病救治、认知能力与人机功效、生存与救援、逃生训练、潜水医学等研究热点。见图2。

表4 美国海军潜艇医学研究所国防科技报告高频词分布

图2 关键词共现知识图谱

3 分析与讨论

3.1 成果分布规律

从发文量来看，自1963 年有发文记录以来，报告量逐年上涨，至1968 年达到最高（58 篇），之后整体呈下降趋势。自1991 年起，报告量维持在低位。2000 年以后年均报告发布量为4 篇，其中2004 年由于开展了非潜艇艇员人群的腹泻、天花、艾滋病及肠道致病菌的研究，报告发布量较其他年度增加幅度大，为21 篇。从报告数量来看，近年来美军有关潜艇医学的研究成果较之前明显减少，结合美军对潜艇作战的重视，推测其原因可能是美军提升了潜艇医学研究的保密级别；从报告内容来看，2019 年以后美军对潜艇医学保障现状和相关研究进行了系统性回顾，提出了美军潜艇医学的研究空白［3］，可以预见此后美军将针对其潜艇医学的不足之处进行一系列研究。

3.2 单位合作趋势

基于对合作单位统计结果的分析，NSMRL 合作情况表现出以下特点：从合作单位性质来看，一方面，军方逐渐加强了与地方高校的横向联系，以借助高校优质的科研力量和丰富的实验手段；另一方面，军队内部的联合技术攻关趋势明显。从年代来看，2020 年以后机构间合作趋势明显增加。从合作研究内容来看，主要是听力损失及其防护装备的研究。基于美军的军事科研创新机制，可以预测NSMRL 未来与地方高校或企业的合作将更加紧密［4］。

3.3 近期研究热点

基于对关键词共现知识图谱的分析，通过浏览报告全文，认为NSMRL 的研究热点主要体现在以下几个方面。

3.3.1 潜艇环境健康影响与医学干预 （1）潜艇噪声与艇员听力防护研究。噪声是影响艇员身心健康和作业能力的重要因素，部分岗位持续的噪声暴露导致艇员出现听力损失、耳鸣等症状［5］。NSMRL 近年来噪声相关研究主要集中在机舱、声呐、控制台等关键岗位噪声水平调查与听力防护装备方面。在潜艇艇员耳鸣的发生率及危险因素调查和噪声诱发听力损失模型构建的基础上，探讨了潜艇噪声对艇员听力的影响机制，并开发了声呐操作员插入式主动降噪耳机、潜艇控制台传感器耳机、艇员定制听力保护装置，并对市场上新式听力保护装置的脉冲峰值插入损失进行测试评估，以期获得更好的潜艇艇员听力防护装备。（2）潜艇艇员生物节律问题与干预措施研究。潜艇独特的值更制度和长时间与外界隔绝造成了艇员普遍存在生物节律紊乱，影响艇员作业效能和战备能力［3］。为解决这一问题，NSMRL 研究了3 种不同的值更时间表对潜艇艇员生理、性能和情绪的影响。2014 年5 月，美国海军授权在潜艇上使用24 h 值更时间表。同时，美军研究了潜艇艇员生物节律干预措施，例如个人光处理装置，现场试验发现其对调节生物节律具有一定的积极作用。此外，有报告调查了潜艇环境对艇载特种作战人员生物节律的影响。（3）艇员医学保障技术与装备研究。相关研究主要包括艇员高皮质醇症和代谢综合征患病率调查以及潜艇伤员运输设备和降噪听诊器等医学保障装备的研发。此外，为实现艇内延长治疗的目标，美军还制定了常见疾病艇内处置方案和远程医学支援流程［3］。（4）艇员心理预测与干预手段研究。如建立潜艇军官心理模型、研发艇员心理测量工具、开发艇内认知干预软件等。此外，潜艇艇员维生素D补充剂使用、女性艇员的医学影响、潜艇艇员体能锻炼、潜艇艇员人体测量学、显示系统人因设计等方面的研究也有零星报道。

3.3.2 失事潜艇生存与水下脱险 （1）潜艇失事后艇员生存能力研究。潜艇失事后，由于电力故障、舱室进水以及爆炸等原因，幸存艇员将面临更为恶劣的生存环境［6］。近年来，美军的相关研究包括：失事潜艇环境因素对艇员的影响，如二氧化碳的产生及对艇员的生理影响、失事潜艇场景中各类应激源及其对认知能力的影响；艇内等待救援阶段艇员发病率调查，如头痛和热应激损伤等；维持失事潜艇生存条件的新技术研发，如无外部电力需求的二氧化碳洗涤技术。相关研究的主要目标是提高艇员在失事潜艇中的生存能力，增加获得外部救援的可能性。（2）失事潜艇逃生与脱险能力研究。虽然艇内等待救援是失事潜艇艇员的最佳选择，但随着情况恶化，幸存艇员有时不得不选择自行脱险［7］。为提升幸存艇员水下脱险能力，近年来美军开展了以下研究：潜艇艇员逃生训练相关研究，如加压潜艇逃生训练前潜艇人员肺功能筛查及肺功能标准的制定；失事潜艇逃生与脱险技术装备研发，如支持失事条件下潜艇逃生专家系统运行的笔记本电脑和独立电源、MK-10 潜艇逃生和抗浸装备、潜艇失事逃生时机决策技术、潜艇水面弃艇流程与技术等；失事潜艇逃生与脱险的医学问题研究，如艇内等待救援时间对脱险逃生减压病风险的影响。（3）失事潜艇外部救援能力研究。如评估可用于失事潜艇幸存者艇内检伤分类与定位的相关装备［8］。

3.3.3 潜水医学相关研究 （1）潜水环境影响研究，如水下潜水站噪声调查、水下爆炸和水下噪声对潜水员的影响等。（2）潜水保障装备研发与评价，相关研究涉及Morgan 呼吸系统（MBS-2000）及其改进型的性能测试。（3）潜水生理学研究，如有文献报道了饱和深潜过程中人体骨基质的变化［9］，亦有文献探讨了潜水员咽鼓管功能障碍［10］。

4 小结

从美军的相关文献来看，一方面，美军潜艇医学研究近年来取得了一系列成果，如在听力防护装备、降噪听诊器、艇员心理测量工具、个人光处理装置、二氧化碳洗涤技术等方面。另一方面，美军在潜艇医学领域的研究还存在诸多不足与空白，影响作业效能的生物节律、疲劳、心理应激等问题还缺乏有效的干预手段；影响潜艇艇员健康状况的噪声、有害气体等因素还未得到很好的解决；影响失事潜艇艇员生存与脱险能力的高压下气体监测、大气应急净化、加压救援等技术尚待实践验证。