创伤弹道学研究的思考
作者：王正国
单位：王正国(第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所 400042 重庆)
关键词：
中华创伤杂志000301
创伤弹道学是研究武器致伤效应和致伤机制的一门分支学科。在以往的一百多年中，除纵火武器外，枪炮是最基本的致伤武器。因此，创伤弹道学主要的研究内容就是枪弹和破片等投射物击中人体后在体内的运动规律、致伤效应和作用机制，这已成为指导火器伤救治的理论基础[1]。
一、历史
粗略地划分，可将创伤弹道学研究分为两个阶段：一是本世纪60年代以前，另一是60年代以后。前一阶段可以追溯到上一世纪中叶，如1848年法国学者Hugier就曾研究了子弹对软组织的爆裂效应；1935年，Callender和French发表了著名的“创伤弹道学关于步枪弹丸致伤机制的研究”，由此奠定了创伤弹道学的理论基础；1941年，Black等用电火花摄影技术，首次证明了瞬时空腔的存在，此后正式进入了现代创伤学的研究阶段[1]。1961年，美国陆军部出版Beyer[2]主编的《创伤弹道学》一书就是前一阶段工作的最好总结。
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后一阶段从60年代后期开始，美国在越南战场上使用了M16步枪和M193枪弹，子弹质轻而速度快(初速约为990 m/s，而7.62 mm制式枪弹约为760 m/s)，并被称为高速轻武器。高速轻武器具有许多新的致伤特点，如局部组织损伤重，形成类似“爆炸效应”, 入口小而出口大，等等。与此同时，越南战场上又使用了高速小弹片武器，其致伤特点是：弹片初速大，进入体内后能迅速释放能量，伤道入口大、出口小或无出口，并常出现多处受伤。所有这些，都给战伤救治提出了新的问题，增加了救治的难度[3]。正是在这一背景下，国际上再次出现了研究创伤弹道的新高潮。自1975～1994年，先后召开过7次国际创伤弹道学会议，这正是创伤弹道学研究高潮期所留下的历史记录[4-10]。
二、现状
90年代以来，轻武器的发展并无突破性进展，而致伤武器的种类却向着多元化的方向发展，现代战争的形态也和以往有很大的差别。例如，科索沃战争即是应用高科技的局部战争，战争中大量使用了飞机和导弹，空袭和反空袭成为战争的主要形式[11]。
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在海湾战争中，美军使用的高技术是精密制导技术、隐身技术和电子战技术，采用精确的制导技术，使空袭目标误差仅10 m左右。结果是：(1)提高了常规武器的精确度和命中率。(2)高技术常规武器具有更大的破坏性和歼灭性。如美军研制的多管火箭发射系统(MCRS)，其作战性能相当于1枚战术核武器。(3)高技术常规武器具有快速、机动和突击性，使受袭击方难以防御。鉴于高技术常规武器具有上述性能，它给战场急救、紧急后送、战区医院和卫生装备提出了新的要求。
科索沃战争中，北约在空袭时使用了贫铀弹、集束炸弹、碳纤维弹(石墨炸弹)、电磁脉冲弹等。
贫铀弹中的铀-235仅含0.2%～0.35%，放射性低于天然铀，密度为18.7 g/cm3，贫铀穿甲弹在穿过目标时易发生自燃，产生极细的烟雾颗粒，随空气被人员吸入体内。爆炸产生的贫铀碎片也可直接进入人体。贫铀进入人体后可产生一系列的毒性，包括放射毒性和重金属毒性。
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在南斯拉夫使用的集束炸弹有两种类型，即CBU-87/B和BCU-97/B，均为航弹，各含有202个子弹，用于大面积杀伤人员或破坏装甲车辆。1枚集束炸弹爆炸时，对人员的杀伤面积可达80 000 m2, 其主要杀伤力为破片。
碳纤维弹体内装有大量导电性能好的碳纤维丝，被抛出后飘落在高压电网上，造成短路，破坏供电系统，同时也可酿成火灾，从而危及人员安全。
电磁脉冲弹主要用于干扰电子装备，一定条件下也可造成人员伤害。
激光致盲武器在一些国家已具备了研制、生产能力，未来战争中发生激光眼损伤的危险性将大为增加。虽然1995年9月联合国常规武器公约上通过了“禁止发展和使用激光致盲武器的议定书”，并于1995年10月6日生效，美、法等国相继作出了禁止使用激光致盲武器的决定，但并不意味着真正放弃此种武器的研制和使用。
, http://www.100md.com
微波武器虽已研究了十几年，证明高功率的微波辐射作用于人体时可在细胞、组织、器官和系统不同水平上造成一系列的有害效应，但2015年前微波武器用于实战的可能性不大。
其他非致死性武器，如可作用于人的声学武器(高强声、次声、超声等)正处在研制阶段，它们在未来低强度武装冲突中将会发挥一定的作用。
三、思考
面对上述战争形式和武器种类的变化，可以预测：
1. 未来战争中，多会采用高新技术，使常规武器的命中精度大为提高。同时，杀伤武器会逐步做到多元化。
2. 相当一部分战争表现为空袭和反空袭的形式，敌我双方人员面对面直接战斗的情况将有所减少，轻武器使用的机会也不如过去战争中那样广泛和频繁。
, 百拇医药 3. 在战线相对稳定的边境冲突中，地雷爆炸伤可能占相当重要的位置。
4. 在某些局部战争中，或战争的某些阶段，仍可能保持传统的作战方式，即主要作战武器仍是枪和炮，火器伤仍然是主要的伤型[12]。
鉴于以上情况，今后创伤弹道学的研究宜从以下几方面进行[13]。
一是向武器创伤学方面扩展。随着新型杀伤武器种类和杀伤因素的增多，非火器性战伤所占的比例会有所增加，空袭和反空袭的非直接接触的战争形式也会增多，因此，要对各种新的杀伤武器(如激光武器、微波武器、声波武器、电磁波武器)的致伤效应及机制进行研究。正如Berlin教授所提出的，用武器创伤学来代替创伤弹道学，或两者并存，拓宽创伤弹道学的研究领域，以满足实际需要。
二是加强爆炸性武器伤的研究。现代战争中，有许多不同类型的爆炸性武器，除航弹、炸弹外，还有地雷、龙齿雷、布袋雷、穿弹等。特别是地雷，目前仍有1亿颗以上的地雷埋在地下，随时都可能触发致伤，研究其损伤特点及防治有重要的实际意义。
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三是加强对特殊环境条件下的创伤弹道学研究。在高寒、高热、高原、海上等条件下，投射物所致的损伤效应常有所不同。以高原为例，在枪口速度和射击距离相同的条件下，高原处所发生的组织损伤要比平原处更为严重，肺水肿等并发症更为多见，但感染时间常推迟到48 h以后，引起感染的细菌数需达107(平原为105)，初期缝合的可能性也比平原处为大，所有这些都值得进一步探讨。
四是加强防护装备研究。就单兵装备而言，已有多种防弹衣、防弹背心等商品出售，但有的使用不便(如钢板等硬质材料制成的防弹背心)，有的价格过于昂贵(如软材料制成的防弹衣)，且不能有效地避免非贯通性损伤。今后要努力研制出新型的质轻、韧性高、抗拉强度高和柔软的材料，同时又具有防火功能，制成既可防破片，又可防弹头的软质、价廉、高效和多功能(防弹、防冲、防火)的防护装备(背心、衣服)。
五是加强创伤基础理论研究。火器伤是一种典型的创伤，能量和效应间有一定的对应关系。以火器伤为模型，可对原发损伤的生物力学原理、继发损伤和创伤并发症的发生机制、组织修复等创伤基础理论进行从器官到分子不同层次、不同方面的研究。反之，一般创伤基础理论的研究也有助于认识火器伤的本质，为火器伤的防治提供理论依据。
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回顾过去，创伤弹道学的研究和发展为弹药设计、火器伤救治作出了巨大贡献。展望未来，在新的战争形式、新的杀伤武器条件下，创伤弹道学的研究内容也应有相应的调整和拓宽，以更好地促进战伤救治水平的全面提高。
参考文献：
[1]王正国. 绪论. 见：刘荫秋, 王正国, 马玉媛，主编. 创伤弹道学. 第1版.北京：人民军医出版社， 1991. 4-12.
[2]Beyer JC. Wound Ballistics. Office of the Surgeon General Department of the Army. Washington, D.C. 1962.
[3]王正国. 新武器伤的防治. 第1版. 北京：中国人民解放军总后勤部卫生部出版，1979.1-100.
, 百拇医药
[4]Berlin R, Gelin LE, Janzon B, et al. Local effects of assault rifle bullets in live tissues. Acta Chir Scand， 1976. (459 Suppl).
[5]Berlin R, Janzon B, Rybeck B, et al. Local effects of assault rifle bullets in live tissues. Part II. Further studies in live tissues and relation to some stimulant media. Acta Chir Scand， 1977. (477 Suppl).
[6]Seeman T. Proceedings of the 3rd International Symposium on Wound Ballistics . Acta Chir Scand， 1979. (489 Suppl).
, http://www.100md.com
[7]Seeman T. Proceedings of the 4th International Symposium on Wound Ballistics. Acta Chir Scand, 1982. (508 Suppl).
[8]Seeman T, Ezz E, Janzon B, et al. Proceedings of the 5th International Symposium on Wound Ballistics. J Trauma， 1988. (28 Suppl).
[9]Wang ZG (王正国)， Liu YQ(刘荫秋). Proceedings of the 6th International Symposium on Wound Ballistics， Chongqing. J Trauma (China)， 1990. (6 Suppl).
, http://www.100md.com [10]Pruitt BA Jr, Yowler CJ, Martin RR, et al. Proceedings of the 7th International Symposium of Weapons Traumatology and Wound Ballistics. J Trauma， 1996. (40 Suppl).
[11]王正国. 高科技战争中的杀伤武器和战伤特点. 解放军健康, 1998, 1:4-50.
[12]Spalding TJW. Penetrating missile injuries in the Gulf War, 1991. J Roy Nav Serv， 1991, 78:73-77.
[13]王正国. 我国创伤弹道学研究的过去、现在和将来. 中华创伤杂志， 1994， 10：292-294.
收稿日期：1999-11-29, 百拇医药
单位：王正国(第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所 400042 重庆)
关键词：
中华创伤杂志000301
创伤弹道学是研究武器致伤效应和致伤机制的一门分支学科。在以往的一百多年中，除纵火武器外，枪炮是最基本的致伤武器。因此，创伤弹道学主要的研究内容就是枪弹和破片等投射物击中人体后在体内的运动规律、致伤效应和作用机制，这已成为指导火器伤救治的理论基础[1]。
一、历史
粗略地划分，可将创伤弹道学研究分为两个阶段：一是本世纪60年代以前，另一是60年代以后。前一阶段可以追溯到上一世纪中叶，如1848年法国学者Hugier就曾研究了子弹对软组织的爆裂效应；1935年，Callender和French发表了著名的“创伤弹道学关于步枪弹丸致伤机制的研究”，由此奠定了创伤弹道学的理论基础；1941年，Black等用电火花摄影技术，首次证明了瞬时空腔的存在，此后正式进入了现代创伤学的研究阶段[1]。1961年，美国陆军部出版Beyer[2]主编的《创伤弹道学》一书就是前一阶段工作的最好总结。
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后一阶段从60年代后期开始，美国在越南战场上使用了M16步枪和M193枪弹，子弹质轻而速度快(初速约为990 m/s，而7.62 mm制式枪弹约为760 m/s)，并被称为高速轻武器。高速轻武器具有许多新的致伤特点，如局部组织损伤重，形成类似“爆炸效应”, 入口小而出口大，等等。与此同时，越南战场上又使用了高速小弹片武器，其致伤特点是：弹片初速大，进入体内后能迅速释放能量，伤道入口大、出口小或无出口，并常出现多处受伤。所有这些，都给战伤救治提出了新的问题，增加了救治的难度[3]。正是在这一背景下，国际上再次出现了研究创伤弹道的新高潮。自1975～1994年，先后召开过7次国际创伤弹道学会议，这正是创伤弹道学研究高潮期所留下的历史记录[4-10]。
二、现状
90年代以来，轻武器的发展并无突破性进展，而致伤武器的种类却向着多元化的方向发展，现代战争的形态也和以往有很大的差别。例如，科索沃战争即是应用高科技的局部战争，战争中大量使用了飞机和导弹，空袭和反空袭成为战争的主要形式[11]。
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在海湾战争中，美军使用的高技术是精密制导技术、隐身技术和电子战技术，采用精确的制导技术，使空袭目标误差仅10 m左右。结果是：(1)提高了常规武器的精确度和命中率。(2)高技术常规武器具有更大的破坏性和歼灭性。如美军研制的多管火箭发射系统(MCRS)，其作战性能相当于1枚战术核武器。(3)高技术常规武器具有快速、机动和突击性，使受袭击方难以防御。鉴于高技术常规武器具有上述性能，它给战场急救、紧急后送、战区医院和卫生装备提出了新的要求。
科索沃战争中，北约在空袭时使用了贫铀弹、集束炸弹、碳纤维弹(石墨炸弹)、电磁脉冲弹等。
贫铀弹中的铀-235仅含0.2%～0.35%，放射性低于天然铀，密度为18.7 g/cm3，贫铀穿甲弹在穿过目标时易发生自燃，产生极细的烟雾颗粒，随空气被人员吸入体内。爆炸产生的贫铀碎片也可直接进入人体。贫铀进入人体后可产生一系列的毒性，包括放射毒性和重金属毒性。
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在南斯拉夫使用的集束炸弹有两种类型，即CBU-87/B和BCU-97/B，均为航弹，各含有202个子弹，用于大面积杀伤人员或破坏装甲车辆。1枚集束炸弹爆炸时，对人员的杀伤面积可达80 000 m2, 其主要杀伤力为破片。
碳纤维弹体内装有大量导电性能好的碳纤维丝，被抛出后飘落在高压电网上，造成短路，破坏供电系统，同时也可酿成火灾，从而危及人员安全。
电磁脉冲弹主要用于干扰电子装备，一定条件下也可造成人员伤害。
激光致盲武器在一些国家已具备了研制、生产能力，未来战争中发生激光眼损伤的危险性将大为增加。虽然1995年9月联合国常规武器公约上通过了“禁止发展和使用激光致盲武器的议定书”，并于1995年10月6日生效，美、法等国相继作出了禁止使用激光致盲武器的决定，但并不意味着真正放弃此种武器的研制和使用。
, http://www.100md.com
微波武器虽已研究了十几年，证明高功率的微波辐射作用于人体时可在细胞、组织、器官和系统不同水平上造成一系列的有害效应，但2015年前微波武器用于实战的可能性不大。
其他非致死性武器，如可作用于人的声学武器(高强声、次声、超声等)正处在研制阶段，它们在未来低强度武装冲突中将会发挥一定的作用。
三、思考
面对上述战争形式和武器种类的变化，可以预测：
1. 未来战争中，多会采用高新技术，使常规武器的命中精度大为提高。同时，杀伤武器会逐步做到多元化。
2. 相当一部分战争表现为空袭和反空袭的形式，敌我双方人员面对面直接战斗的情况将有所减少，轻武器使用的机会也不如过去战争中那样广泛和频繁。
, 百拇医药 3. 在战线相对稳定的边境冲突中，地雷爆炸伤可能占相当重要的位置。
4. 在某些局部战争中，或战争的某些阶段，仍可能保持传统的作战方式，即主要作战武器仍是枪和炮，火器伤仍然是主要的伤型[12]。
鉴于以上情况，今后创伤弹道学的研究宜从以下几方面进行[13]。
一是向武器创伤学方面扩展。随着新型杀伤武器种类和杀伤因素的增多，非火器性战伤所占的比例会有所增加，空袭和反空袭的非直接接触的战争形式也会增多，因此，要对各种新的杀伤武器(如激光武器、微波武器、声波武器、电磁波武器)的致伤效应及机制进行研究。正如Berlin教授所提出的，用武器创伤学来代替创伤弹道学，或两者并存，拓宽创伤弹道学的研究领域，以满足实际需要。
二是加强爆炸性武器伤的研究。现代战争中，有许多不同类型的爆炸性武器，除航弹、炸弹外，还有地雷、龙齿雷、布袋雷、穿弹等。特别是地雷，目前仍有1亿颗以上的地雷埋在地下，随时都可能触发致伤，研究其损伤特点及防治有重要的实际意义。
, 百拇医药
三是加强对特殊环境条件下的创伤弹道学研究。在高寒、高热、高原、海上等条件下，投射物所致的损伤效应常有所不同。以高原为例，在枪口速度和射击距离相同的条件下，高原处所发生的组织损伤要比平原处更为严重，肺水肿等并发症更为多见，但感染时间常推迟到48 h以后，引起感染的细菌数需达107(平原为105)，初期缝合的可能性也比平原处为大，所有这些都值得进一步探讨。
四是加强防护装备研究。就单兵装备而言，已有多种防弹衣、防弹背心等商品出售，但有的使用不便(如钢板等硬质材料制成的防弹背心)，有的价格过于昂贵(如软材料制成的防弹衣)，且不能有效地避免非贯通性损伤。今后要努力研制出新型的质轻、韧性高、抗拉强度高和柔软的材料，同时又具有防火功能，制成既可防破片，又可防弹头的软质、价廉、高效和多功能(防弹、防冲、防火)的防护装备(背心、衣服)。
五是加强创伤基础理论研究。火器伤是一种典型的创伤，能量和效应间有一定的对应关系。以火器伤为模型，可对原发损伤的生物力学原理、继发损伤和创伤并发症的发生机制、组织修复等创伤基础理论进行从器官到分子不同层次、不同方面的研究。反之，一般创伤基础理论的研究也有助于认识火器伤的本质，为火器伤的防治提供理论依据。
, 百拇医药
回顾过去，创伤弹道学的研究和发展为弹药设计、火器伤救治作出了巨大贡献。展望未来，在新的战争形式、新的杀伤武器条件下，创伤弹道学的研究内容也应有相应的调整和拓宽，以更好地促进战伤救治水平的全面提高。
参考文献：
[1]王正国. 绪论. 见：刘荫秋, 王正国, 马玉媛，主编. 创伤弹道学. 第1版.北京：人民军医出版社， 1991. 4-12.
[2]Beyer JC. Wound Ballistics. Office of the Surgeon General Department of the Army. Washington, D.C. 1962.
[3]王正国. 新武器伤的防治. 第1版. 北京：中国人民解放军总后勤部卫生部出版，1979.1-100.
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[4]Berlin R, Gelin LE, Janzon B, et al. Local effects of assault rifle bullets in live tissues. Acta Chir Scand， 1976. (459 Suppl).
[5]Berlin R, Janzon B, Rybeck B, et al. Local effects of assault rifle bullets in live tissues. Part II. Further studies in live tissues and relation to some stimulant media. Acta Chir Scand， 1977. (477 Suppl).
[6]Seeman T. Proceedings of the 3rd International Symposium on Wound Ballistics . Acta Chir Scand， 1979. (489 Suppl).
, http://www.100md.com
[7]Seeman T. Proceedings of the 4th International Symposium on Wound Ballistics. Acta Chir Scand, 1982. (508 Suppl).
[8]Seeman T, Ezz E, Janzon B, et al. Proceedings of the 5th International Symposium on Wound Ballistics. J Trauma， 1988. (28 Suppl).
[9]Wang ZG (王正国)， Liu YQ(刘荫秋). Proceedings of the 6th International Symposium on Wound Ballistics， Chongqing. J Trauma (China)， 1990. (6 Suppl).
, http://www.100md.com [10]Pruitt BA Jr, Yowler CJ, Martin RR, et al. Proceedings of the 7th International Symposium of Weapons Traumatology and Wound Ballistics. J Trauma， 1996. (40 Suppl).
[11]王正国. 高科技战争中的杀伤武器和战伤特点. 解放军健康, 1998, 1:4-50.
[12]Spalding TJW. Penetrating missile injuries in the Gulf War, 1991. J Roy Nav Serv， 1991, 78:73-77.
[13]王正国. 我国创伤弹道学研究的过去、现在和将来. 中华创伤杂志， 1994， 10：292-294.
收稿日期：1999-11-29, 百拇医药