Artikelinformatie
Categorie:	Aeromedisch
Inhoudsbron:	Skybrary
Inhoudsbron:	SKYbrary
Content controle:	Air Pilots

Beschrijving

Hypoxie wordt gedefinieerd als een tekort aan zuurstof in de lichaamsweefsels. Dit kan worden veroorzaakt door een tekort aan zuurstof in de ingeademde lucht of door een aantal fysiologische/pathologische problemen die van invloed zijn op de bloedsomloop of de hoeveelheid zuurstof die door hemoglobine in het bloed wordt getransporteerd.

De gevolgen van hypoxie zijn onder meer vermoeidheid, verwardheid, euforie, onvermogen om zich te concentreren, verminderde besluitvaardigheid, verminderde psychomotorische prestaties, bewustzijnsverlies en, uiteindelijk, de dood. Hypoxie veroorzaakt geen ongemak of pijn, dus het begin ervan kan sluipend zijn en onopgemerkt voorbijgaan aan bemanningen die zich niet volledig bewust zijn van de gevaren ervan.

Factoren die van invloed zijn op het ontstaan en de ernst van hypoxie zijn onder meer iemands lichamelijke conditie, de temperatuur in de cabine, de hoogte, de stijgsnelheid en de duur op grote hoogte. Individuen verschillen aanzienlijk in hun vermogen om hypoxie te weerstaan, zodat in de vroege stadia het ene bemanningslid ernstiger kan worden getroffen dan het andere(n).

In de context van vliegtuigen tijdens de vlucht, kan het begin plotseling of geleidelijk zijn. Een plotseling begin kan een snelle en instinctieve reactie van het boordpersoneel vereisen, terwijl een geleidelijk begin een kwestie van bewustzijn is, zodat adequaat kan worden gereageerd voordat arbeidsongeschiktheid optreedt.

De medische achtergrond

Het bloed bevat hemoglobine dat zuurstofmoleculen van de longen naar alle weefsels van het lichaam transporteert. Adequate hoeveelheden hemoglobine in combinatie met een adequate zuurstofverzadiging van dat hemoglobine is van vitaal belang voor het functioneren van de mens.

Er zijn vier soorten hypoxie:

1. Hypoxische hypoxie, ook wel bekend als hoogtehypoxie, treedt op als gevolg van de verlaagde partiële druk van zuurstof in de ingeademde lucht.
2. Anemische hypoxie treedt op wanneer het vermogen van het bloed om zuurstof te transporteren verminderd is; dit kan te wijten zijn aan een verminderd hemoglobinegehalte ten gevolge van slechte voeding of door koolmonoxide, nitraten of sulfa-medicijnen enz. die met hemoglobine reageren en de beschikbare hoeveelheid om zuurstof te transporteren verminderen.
3. Stagnerende of hypokinetische hypoxie wordt veroorzaakt door problemen met de bloedsomloop zoals hartfalen of, in de luchtvaart, door bloed dat zich in de onderste ledematen verzamelt bij manoeuvres met hoge g.
4. Histotoxische hypoxie die optreedt wanneer het vermogen van het lichaamsweefsel om zuurstof uit het bloed op te nemen wordt belemmerd door stoffen zoals alcohol, verdovende middelen en bepaalde vergiften.

Al deze stoffen kunnen tijdens de vlucht worden aangetroffen, maar de meest voorkomende en belangrijkste vorm van hypoxie waarmee fit vliegtuigpersoneel tijdens de vlucht wordt geconfronteerd, is hypoxische hypoxie die wordt veroorzaakt door het inademen van lucht op hoogte.

De luchtdruk in de omgeving neemt af naarmate de hoogte toeneemt en als rechtstreeks gevolg daarvan neemt ook de partiële zuurstofdruk (pO2) af. Bij een gezond individu wordt de zuurstofverzadiging van hemoglobine aanvankelijk weinig beïnvloed. Tussen de grond en 10.000 voet hoogte daalt de zuurstofverzadiging van hemoglobine, ook al neemt de luchtdruk met 25% af, slechts van ongeveer 98% tot 90%, wat voor de meeste menselijke functies weinig verschil uitmaakt; de uitzondering hierop is een geleidelijke aanzienlijke verslechtering van de nachtzichtgevoeligheid, waarvan is vastgesteld dat deze op 10.000 voet hoogte met 30% afneemt. (Merk ook op dat het hart een van de meest gevoelige organen is met betrekking tot pO2; het haalt meer zuurstof uit arterieel bloed dan de meeste andere weefsels, zodat de functie van het hart kan worden beïnvloed wanneer de zuurstofverzadiging van het bloed wordt verlaagd. Aanzienlijke verlagingen van de pO2 kunnen een niet eerder herkende cardiovasculaire aandoening aan het licht brengen, die een probleem kan vormen voor zowel bemanning als passagiers.)

Op een hoogte van meer dan 10.000 voet begint de hoeveelheid zuurstof in het bloed echter veel sneller af te nemen, veel sneller dan de luchtdruk, die in een vergelijkbaar tempo blijft afnemen. Op 20.000 voet hoogte is de zuurstofconcentratie in het bloed slechts 65% verzadiging en op deze niveaus wordt de normale menselijke functie wezenlijk onderbroken en de effecten zijn cumulatief in de tijd. Op grotere hoogten verergeren de effecten snel.

Symptomen van het ontwikkelen van hypoxie variëren sterk van individu tot individu; velen vertonen blauwheid op de lippen en vingertoppen, sommigen voelen zich over-warm terwijl anderen het koud hebben of een bonkend geluid in de oren waarnemen. Hypoxietraining, waarbij mensen onder zorgvuldig toezicht ervaren hoe het is om lucht onder lage druk in te ademen, kan zeer nuttig blijken om iemand inzicht te geven in zijn eigen persoonlijke symptomen van hypoxie. Naarmate de mate van hypoxie toeneemt, omvatten de klassieke medische tekenen en symptomen onder meer:

• Breathlessness/luchthonger
• Excessief geeuwen
• vermoeidheid en moeheid
• Euforie
• Impairment van het uitvoeren van recent geleerde taak
• Impairment van mentale taak (geleerde taken)
• Gewijzigd sensorium, inclusief verlies van bewustzijn

Het gevaar voor vliegtuigbemanning van een verraderlijke aandoening die euforie en verminderde geestelijke vermogens veroorzaakt zonder enige waarschuwingssignalen zoals pijn of ongemak zijn vanzelfsprekend!

Het technische antwoord

Vliegtuigen die routinematig boven 10.000 voet hoogte vliegen, hebben een zodanige druk dat de cabine van het vliegtuig niet hoger is dan het equivalent van 8000 voet hoogte op elke werkelijke hoogte tot de voorgeschreven AFM maximale vlieghoogte. De partiële zuurstofdruk is gelijk aan de heersende “Cabin Altitude”. Het bestaan van een luchtdruk binnen de drukromp van het vliegtuig, die nooit lager is dan die erbuiten, impliceert het bestaan van een drukverschil tussen buiten en binnen het vliegtuig. Aircraft pressurisation systems operate automatically but crews must confirm correct operation monitoring cabin altitude, cabin rate of climb and descent, and differential pressure.

Risicoscenario’s

De mogelijkheid van hypoxie doet zich op twee zeer verschillende manieren voor:

1. Splotseling wegvallen van de normale cabinedruk op grote hoogte als gevolg van explosieve of snelle drukverlaging – meestal als gevolg van een structureel defect.
2. Geleidelijk en progressief begin tijdens de vlucht boven 10.000 voet hoogte bij afwezigheid van normale drukverlaging. Dit kan ontstaan door klimmen boven 10.000 voet zonder dat het druksysteem functioneert, of door een storing in het druksysteem.

Defences – Sudden Onset

De tijd van nuttig bewustzijn kan zeer kort zijn. Bijvoorbeeld, op 35.000 voet hebben sommige personen slechts 15 seconden bruikbaar bewustzijn – d.w.z. 15 seconden om overtuigende, rationele beslissingen te nemen en te handelen – na een explosieve decompressie.

• Voor vliegtuigbemanning – passende opleiding die de instinctieve reactie van het onmiddellijk opzetten van een zuurstofmasker verzekert als de duidelijke tekenen van plotselinge decompressie zich voordoen en, in het geval van de piloten, verzekert dat er een sequentiële reactie is zodat de controle over het vliegtuig behouden blijft. De kortste beschikbare reactietijden voordat het bewustzijn verloren gaat, zijn op grote hoogte in kleine vliegtuigen.
• Voor passagiers – aandacht voor de veiligheidsbriefing in de cabine vóór het vertrek, en indien nodig terugroepen, aangezien het cabinepersoneel niet in staat zal zijn om te assisteren als plotselinge decompressie optreedt.

Vermoedselen – Geleidelijk begin

De vroege symptomen van hypoxie omvatten noch ongemak noch pijn en kunnen duidelijker zijn voor een waarnemer dan voor de getroffen persoon zelf. Blauwheid van de lippen of de vingertoppen en een verhoogde ademhalingssnelheid en -diepte kunnen worden opgemerkt, maar daarna kan een hele reeks effecten optreden die afhankelijk zijn van de persoon. De beginsymptomen van Hypoxie zijn bijna identiek aan die van Hyperventilatie en het is belangrijk niet aan te nemen dat ze te wijten zijn aan Hyperventilatie; Hypoxie is onmiddellijk levensbedreigend en moet altijd worden beschouwd als de oorzaak van deze symptomen.

Vluchtbemanning moet zich strikt houden aan de SOP-controles van de status van het drukbehoudsysteem, die gewoonlijk een waarschuwing geven voor eventuele afwijkingen voordat automatische systeemwaarschuwingen worden gegenereerd. Als drukregelwaarschuwingen of waarschuwingen worden gegenereerd, moet onverwijld de in het QRH voorgeschreven reactie volgen. Wanneer dergelijke reacties onmiddellijk worden uitgevoerd, kan dit de noodzaak uitsluiten voor de gevechtsploeg om zuurstofmaskers op te zetten of voor de passagiers om zuurstofmaskers af te zetten (dit gebeurt gewoonlijk op 14000 voet hoogte, hoewel in sommige vliegtuigen het afzetten van passagiersmaskers handmatig moet worden geselecteerd).

Ongevallen & Incidenten

Twee voorbeelden van het geval van geleidelijke aanvang:

1. B733, en-route, ten noordwesten van Athene Griekenland, 2005: 6 bemanningsleden en 115 passagiers kwamen om door gebrek aan drukregeling. Terwijl de bemanning niet meer kon werken door zuurstofgebrek, vloog het vliegtuig verder onder controle van de vluchtbeheersingscomputer en de automatische piloot tot het zonder brandstof kwam te zitten en neerstortte.
2. RJ1H, en-route, ten zuidwesten van Stockholm Zweden, 2007: De bemanning merkte niet op dat het vliegtuig na het opstijgen geen druk meer had, totdat het cabinepersoneel hen wees op de automatische activering van het passagiersmasker. Incident verergerd door gedeeltelijk falen van zuurstofsystemen voor passagiers, draagbare zuurstofapparatuur en waarschuwingen over drukregeling.

• Tijdstip van nuttig bewustzijn
• Piloot onbekwaam
• Explosieve Depressurisation
• Rapid Depressurisation
• Graduele Depressurisation
• Loss of Cabin Pressurisation
• Aircraft Pressurisation Systems

Further Reading

General

• Flying into thin Air: Understanding Hypoxia: AvMed.In

FAA – “Lessons Learned from Transport Airplane Accidents”

• Persurization / Decompression Failures

Airbus

• Flight Operations Briefing Note: “Cabin Decompression Awareness”
• Hypoxia an Invisible Enemy, een artikel in het tijdschrift Safety First, december 2006.

ATSB

• Depressurisatie in vliegtuigen: Informatiebulletin voor cabinebemanning