军事飞行员离心机训练伤3例原因分析及对策

汪东军，郑 军，刘红巾，付兆君，王丽萍，刘启明，王 星，王 军

为提高军事飞行员抗载荷能力，包括美国、德国、英国在内的许多国家都通过本国高载荷训练中心，模拟高载荷环境对军事飞行员实行离心机训练[1]。在实施离心机训练中由于飞行员自身加速度耐力不良，抗载荷动作欠佳，错误的抗荷姿势等原因，导致飞行员在承受高载荷训练期间出现不同程度的颈部及腰部损伤，最终影响训练效果评估。笔者通过对我军高性能战机飞行员离心机训练伤的3例典型病例报道，旨在重点分析导致离心机训练损伤的原因，从而提出有针对性的处置措施，为今后军事飞行员实施高效的抗载荷训练，有效地预防离心机训练伤提供有力保障，促使战斗力生成。

1 病例资料

例1，某歼-7改装歼-10飞行员，男，32岁，总飞行时间1 421 h。在行离心机8 G 10 s训练时，由于自身耐力不足，当行至8 G 6 s时出现意识丧失（G-induced loss of consciousness，G-LOC），随即出现腰部剧烈疼痛，活动受限，保障医师立即将该飞行员平车转运至中西医正骨科，查体：腰曲平，腰椎活动明显受限，前屈疼痛，腰5-骶1压痛（+）。胸椎及腰椎MRI：胸椎MRI平扫未见明显异常。腰椎MRI：腰1椎体下缘许莫氏结节。腰3-4、4-5椎间盘向后突出约4～5 mm，硬膜囊受压，椎管未见狭窄。腰段椎管内未见异常信号。椎旁软组织未见异常。诊断：腰椎间盘突出症，脊上韧带损伤。给予：①全休2周，避免腰部负重训练；②腰部中药熥敷；③休息为主，适当下地活动。骨科会诊考虑腰肌软组织损伤（轻度），无腰5及骶1神经压迫症状。暂不考虑手术治疗，给予适当理疗热敷，外用活血止痛膏1次/d。治疗后效果明显，飞行员自觉腰部轻松，腰部活动较前好转，疼痛明显缓解，给予暂时飞行不合格结论。1个月后返院复查并视情况继续完成离心机训练。

例2，某歼10飞行员，男，36岁，总飞行时间1 700 h。行离心机6 G 10 s训练，训练时因抗荷动作不到位，即抗荷时呼吸频率过快，没有配合好下肢蹬力，当离心机训练行至6 G 10 s后，自诉腰背部疼痛，后逐渐加重。骨科会诊后考虑腰背肌损伤，予外用膏药等对症治疗，建议平卧1～2周观察。全脊柱MRI示：颈4-5、5-6椎间盘突出；胸椎未见异常；腰4-5、腰5-骶1椎间盘突出。中西医正骨科会诊，查体：患者腰椎椎旁肌交叉痉挛，右侧应力点处深压痛（+），诊断：①腰椎间盘突出症；②退行性脊柱炎。予以椎旁肌应力点压痛处分筋理筋并行封闭治疗，治疗过程顺利，封闭后即刻患者下地行走较前轻松，步态改善，步幅增大。给予飞行合格结论。

例3，某歼-11改装歼-20飞行员，男，35岁，总飞行时间1 931 h。在行离心机侧向复合加速度耐力2.5 G训练时，由于脊柱没有保持良好的抗载荷姿势，导致腰部疼痛，活动受限。请中西医正骨科会诊，查体：腰骶上移，腰5棘突前倾顺转，压痛（＋）。左侧腰三横突尖部压痛。双侧直腿抬高试验（－）。腰椎正侧位片提示未见明确骨折征象。印象：急性腰扭伤，腰椎小关节紊乱症。给予：①手法纠正椎体位移；②腰部中药热敷。治疗后飞行员自觉疼痛较前好转，腰部轻松，活动较前好转，给予飞行合格结论。

2 讨论

通过上述3例军事飞行员离心机训练伤典型病例报道，分析其主要原因概括为加速度耐力不良、抗荷动作欠佳及抗荷姿势不正确，现将原因的具体分析及对策概述如下。

2.1 加速度耐力不良 飞行员加速度耐力是涉及飞行安全的航空医学热点问题之一[2-4]。加速度耐力是指飞行员对头足、前后、左右方向的加减速度作用的耐受能力[5]。正加速度通常也称为+Gz，是指飞行员在做盘旋、筋斗等特技飞行时所受到的向心加速度，离心机训练正是模拟这一环境，对飞行员实施持续性的正加速度。通常对于高性能战机飞行员来讲离心机训练要达到8 G 10 s才可以评估为合格，而对于某些高性能战机飞行员还要增加侧向复合加速度耐力测试，这对于飞行员自身的耐力提出更高的要求，否则很难通过此项训练。但是由于飞行员生理功能状况不同，自身所具备的加速度耐力不同，所产生的结果不尽相同。本研究例1正是由于飞行员自身耐力不足，当离心机行至8 G 6 s时出现意识丧失，随即出现腰部剧烈疼痛，活动受限。由于飞行员职业的特殊性，平时在高加速度飞行或进行特殊战术动作时，高载荷作用力使飞行员的脊柱始终受到非常规生物力学作用，飞行员的椎间盘长期反复受+Gz作用，椎间盘内环境受到的张力和压力皆处于异常状态，生物学应力重新分配[6]。而离心机训练也正是模拟这一飞行环境，此时的作用原理与上述机制相同，在这种情况下唯有增强飞行员颈部及腰背肌的力量，才能对脊柱起到良好的支撑及稳定作用，从而提高飞行员自身的耐力。因此，加强体能训练是有效解决飞行员自身耐力不足的方法之一，也是减少离心机训练伤的有效途径。

体能训练包括有氧训练及无氧训练，对于高性能战机飞行员而言，着重强调的是无氧训练，即颈肌、腰背肌、腹肌及下肢肌肉的练习。随着+Gz值的增加，抗荷装备的防护性能达到终点，飞行员必须依靠下肢及腹部肌肉用力收缩，来提高抗载荷能力[7]，从而避免离心机训练给飞行员带来的颈腰部损伤，因此，加强无氧训练成为提升自身加速度耐力的重要手段。

2.2 抗荷动作欠佳 目前，国际上采取的抗载荷动作主要有M-1、L-1、HP抗荷动作，我军主要使用HP抗荷动作，HP动作主要由两部分构成，第一部分为腰腹肌及下肢肌肉持续用力；第二部分为2.5 s一个周期的呼吸动作，即在0.5 s内用口快速吸气，同时发出汉语拼音“H”，再通过半闭的双唇用力进行慢呼气2 s，同时发出汉语拼音“P”。在此动作中，由于肌肉的持续用力，使得肌肉收缩迫使血液向回心方向流动，而呼吸方式的转换也使得胸内压力增加，增加回心血量，从而提高飞行员的抗载荷能力。例2就是因为在行离心机训练时，呼吸频率过快，而下肢没有持续地用力，在最后时刻抗载荷动作不到位，没有完全对抗载荷，抗载荷能力下降，从而引起腰背部疼痛。

正确的抗载荷动作和正确的抗荷姿势是提高飞行员抗荷能力，预防加速度损伤的有效方法[8]。做抗荷动作时需要全身肌肉协调用力，并需与呼吸动作紧密配合，具有很高的技巧性，其效果与飞行员掌握动作是否正确及熟练程度密切相关[9]。当离心机在高+Gz情况下，下肢肌肉用力收缩紧张可以减轻或防止血液向下身转移及在这些部位淤积，有利于静脉血回流，并可加强小动脉的紧张度，使外周阻力增加和减少外周循环血量，从而提高血压、保证脑部供血，最终达到抗载荷的目的[10]。

针对上述这种情况，一方面通过理论授课，使飞行员掌握抗载荷动作的方法、机制、有效性及意义；另一方面通过实践指导，即利用合肥江航氧气设备有限公司生产的型号为2007-2抗荷训练仪给予飞行员实施现场操作及演练，对于错误的呼吸方式给予及时地纠正，对于下肢蹬力不足的飞行员嘱其加强肌肉力量训练，适时给予必要的反馈指导等，使飞行员抗载荷动作达到标准要求。

2.3 抗荷姿势不正确 飞行员平时多采用前倾坐位驾驶飞机，椎间盘的压力最高。当存在高G值或重复的较小G值作用时，椎间盘内压还要增大，可能引起上下软骨终板损伤，这样损伤的软骨终板渗透能力下降，使得供给髓核的营养不足，就会导致椎间盘提早发生退变。退变的椎间盘弹性降低，其承载能力亦下降[11]。因此在行离心机训练时应该使飞行员保持一个正确的抗载荷姿势，即身体正直，头颈部尽量靠近座椅后倾，使其减少颈部及腰部高G值的冲击，防止急性腰椎扭伤。Nachemson等[12]曾对坐姿的力学特性进行过研究，他们直接测量了椎间盘的压力，发现人坐下时椎间盘的压力还要增加。前倾坐位时椎间盘高压力可能引起椎间盘退变或损伤。例2中的飞行员正是因为在完成抗载荷训练时，身体过于前倾，从而导致急性腰扭伤。

针对抗荷姿势不正确的问题，重点应从几个方面入手：①根据离心机座舱内的环境，参考生物工程学，使座椅调整到更加适合飞行员行离心机训练，从而改变座椅的后倾角，改变颈椎的前凸，使颈椎累积性应力减小[13]；②将飞行员头盔保护绳与座椅紧密相连，防止飞行员因动作过猛导致身体前倾；③离心机运行前不断叮嘱飞行员保持良好的训练姿势，运行过程中不断提示飞行员使其保持正确的抗载荷姿势。

2.4 思考与建议 3例训练伤发生有以下特点，①不都是在离心机训练的目标G值发生；②飞行员自身都有脊柱基础性病变；③平时体能训练不系统；④飞行员自身防护存在不足；⑤离心机人机功效有欠缺。尽管离心机训练在维持和提高飞行员承受高载荷能力方面有很高的价值，但是对肌肉软组织及脊柱损伤发展有潜在的风险[14-16]。通过以上案例表明，只有认真总结离心机训练伤的经验，同时采取有效应对离心机训练伤的措施，才能有效降低离心机训练损伤的风险，因此，在做好原因分析及采取有效措施的同时，还应着重关注以下几点：①对飞行员进行离心机训练前的风险宣教，这不仅仅是将训练中各种注意事项反馈给飞行员，还是使飞行员深刻地认识到离心机训练风险的重要性；②采取多学科会诊机制，即对飞行员实施离心机训练前进行有效的风险评估，利用我中心的优势学科医疗资源，请骨科及中西医正骨科专家对飞行员行专科查体，并结合飞行员全脊柱核磁检查，对飞行员脊柱的稳定性等给予离心机训练前评估，对于脊柱稳定性欠佳，易造成肌肉、韧带、椎间盘等损伤的飞行员实施个性化手法治疗，确保飞行员保持良好的身心状态，顺利通过离心机训练。③飞行员在离心机训练前3 d要充分休息，避免熬夜，保持良好体力储备，上机前要进行充分热身准备。④科装部门加快抗荷服更新换代的研发，提高抗荷装备的辅助抗荷性能。