Informacja o artykule
Kategoria:	Aeromedyczne
Źródło treści:	SKYbrary
Kontrola treści:	Piloci lotniczy

Opis

Hipoksja jest definiowana jako brak tlenu w tkankach organizmu. Może to być spowodowane albo przez niedobór tlenu w powietrzu, którym się oddycha, albo przez szereg fizjologicznych/patologicznych problemów wpływających na krążenie krwi lub ilość tlenu przenoszonego przez hemoglobinę we krwi.

Skutki niedotlenienia obejmują zmęczenie, dezorientację, euforię, niezdolność do koncentracji, upośledzenie procesu podejmowania decyzji, upośledzenie sprawności psychomotorycznej, utratę przytomności i w końcu śmierć. Hipoksja nie powoduje dyskomfortu lub bólu, więc jej początek może być podstępny i przejść niezauważony przez załogi, które nie są w pełni świadome jej niebezpieczeństw.

Faktory, które wpływają na początek i nasilenie niedotlenienia obejmują sprawność fizyczną jednostki, temperaturę w kabinie, wysokość, szybkość wznoszenia i czas przebywania na wysokości. Osoby różnią się znacznie pod względem zdolności do wytrzymania niedotlenienia, więc we wczesnych stadiach, jeden członek załogi może być bardziej dotknięty niż inny(i).

W kontekście samolotu w locie, początek może być nagły lub stopniowy. Nagły początek może wymagać szybkiej i instynktownej reakcji załogi lotniczej, podczas gdy stopniowy początek jest kwestią świadomości, tak aby można było podjąć odpowiednią reakcję przed wystąpieniem niezdolności.

Tło medyczne

Krew zawiera hemoglobinę, która przenosi cząsteczki tlenu z płuc do wszystkich tkanek organizmu. Odpowiednia ilość hemoglobiny w połączeniu z odpowiednim nasyceniem tlenem tej hemoglobiny jest niezbędna do funkcjonowania człowieka.

Istnieją cztery rodzaje hipoksji:

1. Hipoksja Hipoksja, czasami znana jako hipoksja wysokościowa, występuje z powodu zmniejszonego ciśnienia parcjalnego tlenu w powietrzu wdechowym.
2. Hipoksja anemiczna Hipoksja występuje, gdy zdolność krwi do przenoszenia tlenu jest zmniejszona; może to być spowodowane zmniejszoną zawartością hemoglobiny spowodowaną złym odżywianiem lub tlenkiem węgla, azotanami lub lekami sulfa itp.
3. Hipoksja zastojowa lub hipokinetyczna jest spowodowana problemami z układem krążenia, takimi jak niewydolność serca lub, w lotnictwie, zbieraniem się krwi w kończynach dolnych pod wpływem manewrów przy dużych prędkościach.
4. Hipoksja histotoksyczna, która występuje, gdy zdolność tkanek ciała do wchłaniania tlenu z krwi jest ograniczona przez substancje takie jak alkohol, narkotyki i niektóre trucizny.

Wszystkie te mogą być napotkane podczas lotu, ale najczęstszym i najważniejszym rodzajem niedotlenienia napotkanym przez sprawne załogi lotnicze podczas lotu jest niedotlenienie hipoksyczne spowodowane oddychaniem powietrzem na wysokości.

Ciśnienie powietrza atmosferycznego zmniejsza się wraz ze wzrostem wysokości i, jako bezpośrednia konsekwencja, ciśnienie parcjalne tlenu (pO2) również się zmniejsza. U zdrowej osoby nasycenie hemoglobiny tlenem jest początkowo nieznacznie zaburzone. Pomiędzy powierzchnią ziemi a wysokością 10 000 stóp, nawet jeśli ciśnienie powietrza spada o 25%, nasycenie hemoglobiny tlenem spada jedynie z około 98% do 90%, co ma niewielki wpływ na większość funkcji życiowych człowieka; wyjątkiem jest stopniowe pojawianie się znacznego pogorszenia czułości widzenia nocnego, które, jak stwierdzono, zmniejsza się o 30% na wysokości 10 000 stóp. (Należy również pamiętać, że serce jest jednym z najbardziej wrażliwych organów w odniesieniu do pO2; pobiera więcej tlenu z krwi tętniczej niż większość innych tkanek, więc jego funkcja może być naruszona, gdy nasycenie krwi tlenem jest zmniejszone. Znaczne obniżenie pO2 może zdemaskować wcześniej nierozpoznaną chorobę układu krążenia, która może stanowić problem zarówno dla załogi, jak i pasażerów.)

Jednakże powyżej wysokości 10 000 stóp ilość tlenu we krwi zaczyna spadać znacznie szybciej, znacznie szybciej niż ciśnienie powietrza, które nadal spada w podobnym tempie. Przez 20.000 stóp wysokości, stężenie tlenu we krwi jest tylko 65% nasycenia i na tych poziomach, normalna funkcja człowieka jest materialnie przerwane, a skutki są kumulowane w czasie. Na większych wysokościach, skutki pogarszają się szybko.

Symptomy rozwoju hipoksji różnią się znacznie w zależności od osoby; wielu wykazuje siność na wargach i opuszkach palców, niektórzy mogą czuć się zbyt ciepło, podczas gdy inni mogą czuć się zimno lub zauważyć dudnienie w uszach. Trening hipoksji, podczas którego ludzie doświadczają oddychania powietrzem o niskim ciśnieniu w starannie nadzorowanych warunkach, może okazać się bardzo przydatny, aby umożliwić osobie zrozumienie jej własnych objawów hipoksji. Wraz ze wzrostem stopnia niedotlenienia, klasyczne oznaki i objawy medyczne obejmują:

• Bezdech/głód powietrza
• Nadmierne ziewanie
• Zmęczenie i znużenie
• Euforia
• Upośledzenie wykonywania ostatnio wyuczonych zadań
• Upośledzenie wykonywania zadań umysłowych (wyuczonych zadań)
• Zmienne sensorium, w tym utrata przytomności

Niebezpieczeństwo dla załogi lotniczej związane z podstępnym stanem, który powoduje euforię i upośledzenie zdolności umysłowych bez żadnych znaków ostrzegawczych, takich jak ból lub dyskomfort, jest oczywiste!

Odpowiedź techniczna

Samoloty, które rutynowo operują na wysokościach powyżej 10 000 stóp są poddawane ciśnieniu, aby utrzymać kabinę samolotu nie wyżej niż odpowiednik wysokości 8000 stóp na każdej rzeczywistej wysokości aż do zalecanej maksymalnej wysokości operacyjnej AFM. Ciśnienie parcjalne tlenu jest równoważne panującej „wysokości kabinowej”. Istnienie ciśnienia powietrza wewnątrz kadłuba ciśnieniowego statku powietrznego, które nigdy nie jest niższe od ciśnienia na zewnątrz, oznacza istnienie różnicy ciśnień między powietrzem na zewnątrz i wewnątrz statku powietrznego. Systemy ciśnieniowe statku powietrznego działają automatycznie, ale załogi muszą potwierdzić prawidłowe działanie monitorując wysokość kabiny, prędkość wznoszenia i opadania kabiny oraz różnicę ciśnień.

Scenariusze ryzyka

Możliwość wystąpienia niedotlenienia powstaje na dwa bardzo różne sposoby:

1. Gwałtowna utrata normalnego ciśnienia w kabinie na dużej wysokości w wyniku wybuchowego lub gwałtownego obniżenia ciśnienia – zwykle w wyniku uszkodzenia konstrukcji.
2. Stopniowy i postępujący początek podczas lotu na wysokości powyżej 10 000 stóp przy braku normalnego ciśnienia. Może to nastąpić albo w wyniku wzniesienia się powyżej 10 000 stóp bez działającego systemu ciśnieniowego, albo z powodu awarii systemu ciśnieniowego.

Obrony – nagłe wystąpienie

Czas Użytecznej Świadomości może być bardzo krótki. Na przykład na wysokości 35 000 stóp niektóre osoby mogą mieć zaledwie 15 sekund użytecznej świadomości – tj. 15 sekund na podjęcie i działanie spójnych, racjonalnych decyzji – po dekompresji wybuchowej.

• Dla załogi lotniczej – odpowiednie szkolenie, które zapewni instynktowną reakcję polegającą na natychmiastowym założeniu maski tlenowej w przypadku wystąpienia oczywistych objawów nagłej dekompresji, a w przypadku pilotów zapewni reakcję sekwencyjną, umożliwiającą utrzymanie kontroli nad statkiem powietrznym. Najkrótsze dostępne czasy reakcji przed utratą przytomności występują na dużych wysokościach w małych samolotach.
• Dla pasażerów – zwrócenie uwagi na odprawę dotyczącą bezpieczeństwa w kabinie przed odlotem i odwołanie jej w razie potrzeby, ponieważ personel pokładowy nie będzie w stanie udzielić pomocy w przypadku wystąpienia nagłej dekompresji.

Obrony – początek stopniowy

Wczesne objawy niedotlenienia nie obejmują ani dyskomfortu, ani bólu i mogą być bardziej oczywiste dla obserwatora niż dla osoby poszkodowanej. Siność warg lub opuszków palców oraz zwiększone tempo i głębokość oddychania mogą być zauważone, ale poza tym, cały szereg efektów może mieć zastosowanie, które są zależne od osoby. Objawy początkowe hipoksji są prawie identyczne z objawami hiperwentylacji i ważne jest, aby nie zakładać, że są one spowodowane hiperwentylacją; hipoksja stanowi bezpośrednie zagrożenie życia i powinna być zawsze brana pod uwagę jako przyczyna tych objawów.

Załoga lotu musi ściśle przestrzegać SOP kontroli stanu systemu ciśnieniowego, który zazwyczaj ostrzega o wszelkich nieprawidłowościach zanim zostaną wygenerowane automatyczne ostrzeżenia systemowe. Jeżeli zostaną wygenerowane ostrzeżenia lub przestrogi dotyczące ciśnieniowania, należy bezzwłocznie zareagować zgodnie z QRH. Jeżeli takie reakcje są wykonywane natychmiast, może to wykluczyć potrzebę założenia masek tlenowych przez załogę lub zrzucenia masek tlenowych przez pasażerów (zwykle ma to miejsce na wysokości 14000 stóp, chociaż w niektórych statkach powietrznych maski dla pasażerów muszą być zakładane ręcznie).

Wypadki & Incydenty

Dwa przykłady przypadku o stopniowym początku:

1. B733, w trasie, na północny zachód od Aten Grecja, 2005: 6 członków załogi i 115 pasażerów zginęło z powodu braku ciśnienia. Z załogą niezdolną do lotu z powodu niedotlenienia, samolot leciał dalej pod kontrolą komputera zarządzania lotem i autopilota, aż do wyczerpania paliwa i rozbicia się.
2. RJ1H, na trasie, południowy zachód od Sztokholmu Szwecja, 2007: Załoga samolotu nie zauważyła, że samolot nie był pod ciśnieniem po starcie, dopóki personel pokładowy nie poinformował ich o automatycznym uruchomieniu maski pasażerskiej. Incydent spotęgowany przez częściowe awarie systemów tlenowych pasażerów, przenośnych urządzeń tlenowych i ostrzeżeń o braku ciśnienia.

• Czas Użytecznej Świadomości
• Pilot Incapacitation
• Gwałtowna Depresja
• Szybka Depresja
• Gradual 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”

• Pressurization / Decompression Failures

Airbus

• Flight Operations Briefing Note: „Cabin Decompression Awareness”
• Hypoxia an Invisible Enemy, artykuł w magazynie Safety First, grudzień 2006.

ATSB

• Aircraft Depressurisation: Biuletyn informacyjny dla załogi kabinowej

.