美军寒区卫勤保障研究现状与启示

王静怡，周正伊，肖忠海，马 强，李 哲

［摘要］ 极寒地域作战，军队官兵须面对严酷的低温环境条件。寒区特别是极寒环境下作战与训练的卫勤保障是军事医学领域 的重要研究内容。该文从美军寒区卫勤保障的总体部署、相关研究机构设置、研究成果与进展等方面，梳理美军寒区卫勤保障研究的 整体布局、研究思路和发展态势；重点介绍了寒冷天气集成辅助决策系统、第三代增强型系列防寒服、突击队员冷水浸没指南、新型单 兵加热装置、寒区军用口粮、系列寒冷损伤防护和训练手册等直接保障军人健康和作业效能的相关科研成果；认为美军寒区卫勤保障 研究的主要特点，是与寒区战场实际需求结合、与国土安全需求结合，并重视相关研发机构的合作，值得我们借鉴。

［关键词］ 寒区；军事作业；美军；卫勤保障；启示 ［文献标识码］ A

极寒地域作战，军队官兵须面对严酷的低温环境 条件。朝鲜战争的长津湖战役中，我军官兵因冻伤造 成的非战斗减员显著超过战斗减员；参战的美军也同 样付出惨痛代价，减员 1. 4 万例，其中因严寒造成的减 员达 7000 例，部分伤员被迫截肢。美国舆论称其为“美 国陆军史上最大的败绩”[1] 。朝鲜战争后，美军更为关 注寒区作战的卫勤保障，特别是近年来在阿拉斯加等 高寒山地环境建立训练基地[2] , 加强寒区特别是极寒 环境的作战与训练；同时，研发系列寒 区卫勤保障装 备，制定寒冷损伤评估指南，发布寒 区医学保障手册 等，为寒冷环境下的作战提供全面卫勤保障措施。

1 美军高度重视寒区卫勤保障研究

1. 1 寒区医学研究影响力突出 以 Web of Science 数 据库为数据源，运用科学知识图谱分析寒区医学发展 态势，共检索到与寒 区医学相关 的期刊论文 851 篇。

［中国图书分类号］ R 821

［文章编号］ 1000-9736(2021)12-1221-05

采用 Vosviewer 文献计量软件，对各国发文量和合作 网络分布进行分析。寒区医学研究领域发表期刊研究 论文数量居前 10 位的国家，见图 1 。其中，美国研究机 构的论文数量显著领先于其他国家，排名第1;排名第 2 至第 4 位的分别为加拿大、英国和中国。 图 2 展示的 是寒区医学研究国家合作网络分布图，可以看到，不少 国家都与美国有合作，其中合作相对较多的为加拿大、 中国、澳大利亚、英国、瑞典、丹麦、德国和瑞士等。这 两个结果都提示美国高度重视寒区医学研究，在寒区 医学研究领域处于相对领先的地位。

1. 2 不断更新军队的北极战略 2019 年 6 月，美国国 防部发布了新版《北极战略》，渲染北极地区已进入“ 战 略竞争时代”，提出保护美国在北极地区国家安全和利 益的战略方法。其后美军各军种也相继发布《北极战 略》。 2020 年 7 月，美空军发布首份《北极战略》，提出 在阿拉斯加基地群部署隐身战斗机的计划，准备将北

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图 1 寒区医学研究领域发表研究论文较多的国家

基金项目：军队装备建设论证项目(JK20202A020456 , JK20202A020459)

作者单位：300050 天津，军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所（王静怡，周正伊，肖忠海，马 强，李 哲）

通信作者：李 哲，E-mail:lizheamms@126. com

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图 2 寒区医学研究国家合作网络分布图

极列为独立战略方向。2021 年 1 月，美海军发布《蓝色 北极——— 北极战略蓝图》，概述未来 20 年美海上力量 行动方案，以应对北极海域环境复杂化带来的挑战[3] 。 2021 年 1 月，美陆军发布《重获北极优势》战略报告，强 调北极既是权利竞争的舞台，也是战争冲突的焦点，陆 军必须配备相应的人员、训练、装备，并将这些要素组 织起来，从而获得在北极地区赢得战争的能力。 目前， 美军在阿拉斯加的军事基地驻扎约 11 600 名军人，位 于阿拉斯加温赖特堡的北极作战训练中心是美陆军寒 冷地区作战训练基地，可供美国和伙伴国家军队进行 高寒山地作战训练，以增强其作战能力[4] 。

1. 3 关注极寒环境军事作业效能研究 美军认为，在 北极地区，生存和作战之间的界限非常微妙。 只要有 一个小的失误，团队或个人就会从为战术目标而战转 变到为生存而战。为了配合美军的北极战略部署，美 军提出极寒环境军事作业效能维护重点关注的 8 个方 面：一是增加手部保护，使手部灵活性增加并降低冻伤 风险；二是通过改善服装和鞋的材质，提高其控制汗水 的性能；三是研究以营养助剂为基础的产热策略，以防 止体温过低；四是开发可穿戴的生理监测装备，在极寒 环境中发挥作用；五是研究无雾护目镜和面部保护装 置；六是通过虚拟现实团队训练，向新兵灌输“适应寒 冷”的理念；七是建立具有低热信号的保护性掩体和炉 灶装备，方便加热食品和烘干衣物；八是不断改进伤员 医疗救护方案和医疗设备[5] 。

2 美军寒区卫勤保障的主要研究机构

2. 1 美陆军环境医学研究所 该研究所隶属于美国 陆军未来司令部下设的陆军医学研究与发展司令部。 1961 年，为了研究训练和作战条件下环境及作业因素 对军人健康和效能的影响，组建了美陆军环境医学研 究所。其任务是通过医学研究优化军人的健康和作业 效能，愿景是在军事环境医学领域成为国防部最信赖 的先锋队[6] 。该研究所设有 4 个主要研究室，一是生 物物理与生物医学模型研究室，二是军事营养学研究 室，三是军事作业效能研究室，四是温度与高原医学研 究室；主要研究内容涉及在极端环境（高、寒、热）条件 下，维持和提升军人作业能力（体能和认知）以及减少 军事作业损伤的技术方法，并为研发相关服装、装备、 食品和药物提供基础理论支持[7] 。该研究所设有与特 殊环境损伤防护相关的多个科研平台，包括 2 个常压 低氧模拟舱、1 个低压低氧模拟舱、2 个可以同时容纳 25 人的 Doriot 气候模拟舱、8 个不同尺寸的温湿度模 拟舱、1 个食物冷藏与烹调设施齐全的营养代谢实验 室、1 个拥有动态生理指标监测系统的水浸实验室、 5 个用于服装性能评估的生物物理实验室。另外，还设 有位于科罗拉 多州派克峰 的现场实验室，现场海拔 4300m , 为美军开展高原寒区医学研究发挥 了重要 作用[6] 。

2. 2 美海军健康研究中心 该中心属于美海军医学 研究中心下设的 4 个科研机构之一，前身为美国海军

医学神经精神病学研究队，1974 年正式命名为海军健 康研究中心。其主要任务是研究海军服役人员的身体 和心理健康及作业效能。该中心位于加利福尼亚州圣 迭戈湾的洛玛海军基地，拥有由历史悠久的 24 座军营 改造而成 的实验室[8] 。该 中心研究方 向涉及 3 个方 面：一是作战准备与健康，通过高技术促进军人作业效 能、恢复力、弹性和损伤预防能力，同时制定医疗计划、 后勤和决策支持工具，以促进军人健康并加强战备能 力；二是军队人群健康，包括部署期间的军人健康和行 为科学，通过大规模队列研究，分析长时间跨度、大样 本量人群的健康和行为特征，为保障军人在部署期间 的健康提供科学依据；三是战场传染病，对军事和公共 卫生具有重要影响的新发和再发传染病威胁进行研究 和监测，分析部署地传染病感染风险，研发疫苗和治疗 药物，制定传染病防控方案[9] 。该中心拥有与特殊环 境损伤防护相关的 2 个科研平台：一是环境模拟舱，这 是一个温度在-5~54℃ , 宽 6m , 长 9m , 相对湿度为 5%~90%的大房 间；房 间 内设有 2 个 4 人跑步机和 1 个激光步枪射击系统，是美国国防部用于人体作业效 能研究的 6 个环境模拟舱之一；二是游泳水槽，水温范 围 7~35℃ , 水流速度 0~5. 6km/h , 可连续供应压缩 空气，模拟海上作业环境[10] 。

3 美军寒区卫勤保障研究进展

近年来，美军科研院所与寒区作战部队密切合作， 将实验室研究与寒区现场验证相结合，在寒冷损伤防 护预警、保暖服装、食品保障等方面开展了系列研究。

3. 1 寒冷天气集成辅助决策程序 2012-2017 年，美 军约有 2500 例军人至少接受了一次与寒冷损伤有关 的医疗服务，最常见的是冻伤。寒冷天气集成辅助决 策程序，使用美陆军环境医学研究所开发的计算模型 来预测特定任务场景下的寒冷天气耐受时间，同时兼 顾环境条件、活动水平和衣物属性。该程序旨在优化 寒冷环境战备能力、预防冷损伤、选择合适服装，为任 务部署提供指导。 目前 已经部署在“奈特勇士”系统 上，用于战术小分队及以上级别军队，特别是用于山地 作战行动或训练任务[11] 。该程序的开发目标是解决寒 冷损伤防护所涉及的复杂因素，特别是量化防寒服装 的性能。 因此，该程序配套创建了一个服装性能数据 库，以收集衣物属性，例如热阻和湿阻系数，以及相对 应的图像资料。该程序是一个用户友好型系统，使用 者可以输入或选择环境条件、活动内容和工作强度，并 使用下拉菜单选择服装项目。结果会给出在上述条件

下不同部位出现冻伤的时间阈值，时间较短的会用红 色预警，相对便于理解和掌握[12] 。

3. 2 第 Ⅲ 代增强型系列防寒服 该系列防寒服使军 人能够适应多种任务要求和寒冷环境条件。其采用的 材料能够带来更好的透气性和环境适应性，既具有吸 湿能力，也具有阻水特性，有效降低了衣服的臃肿度。 相比前一代防寒服，它占用的空间减少 33% , 质量减少 25% 。其中每套服装都可以单独使用或与其他部件搭 配使用，可以为军人带来更灵活的选择，实现与负重装 备以及防弹衣的无缝整合。该系列服装可提供 12 件 衣物、7 个不同的保护层，可根据任务和环境条件选择 不同的组合，能够提供隔热、分层和排气功能[13] 。

3. 3 突击队员冷水浸没指南 在极寒环境下，随着耐 寒训练的进行，人体的体温调节能力也在改变。该指 南囊括了军人在训练中的多项数据，如训练环境的水 温、水深以及体温（包含均值、标准差及范围）。 通过计 算，可以根据水温及当地气象条件，确定人体在特定条 件下水深可以浸没的安全时间，或者提示需要根据实 际温度是否高于或低于环境暴露预期范 围来修改指 南。该指南将协助指挥官降低在训练和作战行动时冷 水浸没损伤的风险[11] 。

3. 4 新型单兵加热装置 对于士兵而言，因寒冷造成 的手部功能丧失会对作业能力、生存能力产生负面影 响。美军开发了一种单兵加热装置（简称 PhD2),可以 在寒冷环境下温暖双手及手指，而不用戴手套。手的 灵活度在士兵执行任务时至关重要，佩戴传统的防寒 手套会使手的灵活度下降 50%~75% 。美陆军环境医 学研究所选择 8 名志愿者在模拟舱进行性能测试，通 过在冷暴露前、中、后填充弹药以及拾取钉子等精细操 作实验来测量志愿者的手部灵活性和手指力量[14] ;结 果显示，PhD2 通过加热前臂和手部提高手部血流量， 可显著改善手部和手指灵活度，增强脑体作业能力。

3. 5 寒区军用口粮 通常情况下，士兵在寒冷天气的 训练中会经历负能量平衡，因为他们难以足量补充在 剧烈运动中消耗的热量。美陆军环境医学研究所和挪 威国防材料研究中心联合攻关，在挪威寒冷的埃尔沃 姆地区，通过对挪威北部高寒环境中居民饮食行为习 惯的研究，设计下一代寒区军用口粮。美军借鉴北极 原住民的饮食结构，解析当地传统食材，如海豹、北美 驯鹿和北极红点鲑等热源性饮食成分，开发提高耐寒 能力的特需食品。相关研究报告[15] 显示，在极端寒冷 的环境下，要做出营养丰富、美味可口、易于准备的军 用口粮，还需要进行更多的研究和探索。

3. 6 寒冷损伤防护和训练手册 近年来，美军先后出 版了 多 部 寒 冷 损 伤 防 护 相 关 的 指 导 性 手 册，包 括 2005 年的冷损伤预防和治疗手册[16] 、2011 年的寒区作 战手册[17] 、2016 年的预防热应激或冷应激减员的训练 手册[18] 、2016 年山地寒区作战指导手册[2] 等。其 中， 2005 年的冷损伤预防和治疗手册，也称为《医疗技术通 报 508》，是基于美军数十年寒区作战损伤防治资料总 结而成的。该手册内容包括寒冷环境下机体的生理反 应，如何进行寒区作战前的准备，以及如何减轻和治疗 不同寒冷环境造成的伤害。美陆军环境医学研究所生 理学家卡斯特拉尼团队，正在与美军医疗主管机构、军 队医院和培训中心合作，系统修订完善该指导手册，重 点更新损伤治疗部分内容[19] 。

3. 7 寒区损伤防护科普宣传短片 美军公共健康中 心将寒冷损伤防护拍成时长 5min 的科普短片，介绍了 寒冷损伤的主要类别、鉴别诊断方法和基本治疗原则。 该短片的特别之处是把冷损伤防护要点总结为寒冷的 英文单词 COLD , 即保持清洁(C)、避免过热(O)、穿着 宽松且分层(L)和保持干燥(D)。 这种方式简单易懂， 方便记忆，便于快速完成进入寒区作战前的初步损伤 防护知识宣教[20] 。

4 对我军的启示和建议

4. 1 研究内容与寒区战场实际需求紧密结合 尽管 美陆军环境医学研究所和美海军健康研究中心都拥有 不同规模的环境温度模拟舱，可以模拟实现不同的寒 冷环境，但相关研究人员仍经常在寒冷地区开展现场 实验，如-4℃左右的加拿大努勒维特、挪威寒冷的埃 尔沃姆地区等，通过现场试验验证防护装备和防治药 物的实际效果。 同时，美军寒区训练基地之一的北方 作战训练中心位于阿拉斯加州，地处北美大陆西北端， 东与加拿大接壤，另三面环北冰洋、白令海和北太平 洋，拥有全美 20 座最高山脉中的 17 座，是美国面积最 大的州；这里拥有天然的寒冷环境，为耐寒训练提供了 最好的基地[19] 。建议我军相关研究机构应更加重视特 殊环境下的现场试验，科研人员还可通过全程参与寒 区部队的实战化训练，梳理我军在寒区卫勤保障方面 的需求和短板，为开展针对性研究提供依据。

4. 2 及时发布医疗装备研发信息 美军每两年发布 一次医疗装备发展报告，详细介绍每个装备的研发机 构、性能指标、进展情况和应用范围，并明确装备部队 的时间节点。该报告主要是帮助相关 的军事科研机 构、大学、企业和管理机构了解整体部署，减少盲目投

资和重复建设。我们建议，我军应建立装备研发相关 的共享数据库，涵盖需求征集、项目公示、进展发布、研 发机构、采购渠道等详细信息，确保部队装备保障需求 以及现有装备使用情况的及时反馈，便于相关的管理 机构、科研单位和高新技术企业了解项 目部署总体 情况[21] 。

4. 3 加强科研合作，推进军民融合 以美陆军环境医 学研究所为例，其先后与美国国内的科研院所、医疗机 构和企业以及其他国家政府及国防部门等 60 多个机 构建立了合作伙伴关系。这些合作都源于共同的发展 目标，通过交叉融合、优势互补，促进了科研开发的进 展。在 2019 年度发布的《美国陆军军事医疗装备汇编》 中，美陆军每个装备研发的参与单位至少有 3 个，一般 是 4~6 个单位，包括军队科研机构、知名大学、基层部 队和高新技术企业等。 以寒冷天气集成辅助决策系统 研发为例，涉及麻省理工学院林肯实验室、美陆军医学 研究与发展司令部、美陆军环境医学研究所、士兵项目 执行办公室、美陆军训练与条令司令部等单位[11] 。未 来我军可借鉴这种多机构、多领域、多层次的合作研发 模式，从组织管理、运行机制、法规政策等方面促进军 民融合，加快科研成果的研发与推广应用。

参 考 文 献

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（收稿：2021-09-24 修回：2021-11-06 编校：李 荣）

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（收稿：2021-09-27 修回：2021-11-02 编校：蒋铭敏）