第二章航空生理衛生2013.9

高空飛行時候,舒適環境被破壞后會怎么樣思考二第一節高空缺氧

O2生命活動需要的能量的獲取過程就是在一切食品都氧化成二氧化碳、水和其他廢物并釋放出大量能量的過程,所以氧是必不可少的物質呼吸及血液循環系統人體通過呼吸和血液循環系統完成氧氣的代謝，飛行中出現的缺氧主要和呼吸、血液循環系統有關一、缺氧及其分類人在靜息時每分鐘耗氧量為250毫升，劇烈運動時候會增加20倍。如果組織、細胞得不到正常的氧氣供應，或者不能充分利用氧來進行代謝活動，就會引起一系列的生理、心理和病理改變，稱為“缺氧”。

根據病因學和發病機理，可以將缺氧分為以下四種：組織中毒性缺氧

貧血性缺氧局部缺血性缺氧缺氧性缺氧一、貧血性缺氧氧合血紅蛋白含量減少,導致全身組織器官缺氧.如貧血患者.是由于人體血紅蛋白減少或者一氧化碳中毒，使血紅蛋白失去與氧結合的能力，從而導致血液攜氧能力下降（二）局部缺血性缺氧

或循環停滯型缺氧由于局部循環機能出現障礙,通過組織的血流量減少引起。局部或全身的血流量減少都可引起這個類型的缺氧如外周動脈痙攣、血管栓塞等導致局部缺血性缺氧，而冠心病等導致的休克心力衰竭可致全身循環停滯型缺氧。和空勤人員的體檢鑒定有關.（三）組織中毒性缺氧

由于生物化學上的障礙.比如中毒等酒精、藥物的影響或者氰化物中毒人體組織不能從血液中攝取所需要的氧氣而引起缺氧O2（四）缺氧性缺氧

【高空缺氧】由于吸入空氣中氧張力低下,吸入氣體的氧分壓降低（肺吸收的氧氣不夠），導致機體組織和器官的氧含量減少，這種缺氧屬于缺氧性缺氧.所致的缺氧。這種缺氧對機上乘員有特殊意義。

可能發生的情形

1、屏息2、因為吸煙等引起呼吸功能下降的肺部疾病（不能有效交換）3、沒有供養設備下暴露于10000英尺的高空高空缺氧與高度關系密切.高度越高,氣壓越低,氧分壓越低,機體組織和器官缺氧越嚴重.是航空醫學中不可回避的課題.接近1/3的一等飛行事故和缺氧有關現代客機有密閉增壓艙和供氧設備,但高空飛行的氣壓也只相當于海拔2000余米的氣壓.缺氧常常在不知不覺中發生.隨著高度的升高，字跡越來越潦草缺氧將導致生理和心理機能的降低二、缺氧的高度分區根據人體暴露在不同高度時的癥狀表現，可將缺氧分為以下四個高度功能完全代償區

功能不完全代償區

功能失代償區危險區（一）功能完全代償區

從地面到1200米高度的區域。在此高度范圍內，由于缺氧程度較輕，在靜止狀態下或一定時間內，人體保持著足夠的代償適應能力而不出現癥狀。（二）功能不完全代償區

從1200米到5000米高度的區域。1200米高度，人的夜間視力開始不知不覺降低，從1500米起，人的復雜智力活動能力開始降低；同時體力勞動能力隨高度升高而降低，但速率慢，在3000米到5000米高度范圍，心率和肺通氣量會反射性地加快加大，從而部分地對抗缺氧對人體功能的影響，如果在靜止狀態下作短暫停留，缺氧的癥狀并不嚴重。但客觀檢查發現，進行復雜、精細工作和繁重體力勞動的能力下降但在3000米停留幾個小時后，或從事繁重體力勞動、或伴高溫等會出現明顯的缺氧癥狀和體征。

在失壓的狀態下，民航客機在特定的座艙高度（通常是3050～4250米），受氣壓控制的閥門就會被觸發而開放，從而自動將氧氣面罩放下，供機上乘客使用。（三）功能失代償區

從5000米到7000米高度的區域靜止狀態有明顯的智能和體能的障礙。除可能出現頭痛頭暈、視力模糊、情緒反應異常、肌肉運動協調障礙外，還會出現思考力遲鈍、判斷理解能力下降、記憶力減退或喪失此高度做短暫的停留一般不會引起意識喪失代償反應雖已充分發揮作用但仍不能補償缺氧對人體功能的影響（四）危險區。在此高度范圍內，7000米以上高空機體的代償功能已不足以保證大腦等重要器官的最低氧需要量，很快會出現意識喪失，若不及時供氧，則呼吸、循環功能會相繼停止。有效意識時間長，飛行員就有更多的自救機會。飛行員的TUC跟以下一些因素有關：飛機上升的速率越快，缺氧癥的反應越嚴重活動量越大，TUC將越短身體狀況不好，TUC短吸煙者，TUC短它的意思是在特定高度上失壓缺氧后,可供進行合理地活命決策和實施措施的最大時間限度,也指在沒有氧氣供給的情況下飛行員能夠有效維持正常操作的時間影響因素六、高空不供氧情況下的

有效意識時間有效意識時間timeofusefulconsciousness(TUC)

一個重要的概念高空不供氧情況下的

飛行員有效意識時間高度（千米）7891012141516有效意識時間（秒）300180120602620159由上表可以看出，在民用航空通常高度（8000～12000米）飛行時，如果完全斷絕了氧氣供應（即不人工供氧），我們的有效意識時間僅有30秒～3分鐘。在未供氧的條件下，若客艙壓力高度為12500英尺，飛行持續時間不得超過30分鐘，禁止在14000英尺以上高度飛行。當飛行員在10，000英尺以上高度或者夜間在5000英尺上飛行時，就應該使用供氧設備。熟知引起各類缺氧癥的原因，建立良好的情景意識；保持良好的身體狀況，增強對缺氧的抵抗力；在駕駛艙內不吸煙；及時供氧氣或戴上氧氣罩。預防和克服的措施以下一些措施必須記住：三、缺氧的主要表現

缺氧的癥狀多種多樣，但并非所有癥狀都會在同一個人身上表現出來。缺氧初期會出現氣喘、呼吸加深加快等代償反應，隨著缺氧程度的加重，當超過身體的代償能力時，便會出現各種各樣的機能障礙。一般認為，缺氧的閾限高度是1200米（3600英尺），即超過1200米的高度，最早的缺氧癥狀就會表現出來。缺氧的癥狀和體征

2500~30004000缺氧的體征發紺（嚴重的缺氧）心率加快呼吸加快初期不明顯較為敏感的視覺和腦功能的改變需要專門檢測設備才能確定因此易被飛行員忽視構成安全隱患主要代償反應呼吸系統在2500—3000米肺通氣量增加，呼吸加深只有缺氧嚴重時呼吸頻率才加快循環系統1、心率增加和每博輸出量增加，使心輸出量增加，2、血流重新分配，血液被引向心臟和大腦主要機能障礙如果缺氧程度重，超過了機體的代償能力，或者缺氧不很嚴重，但機體代償能力差，那么就會表現出各種機能障礙。最敏感的是神經系統和視覺器官，在輕度缺氧時就表現出來（一）、神經系統機能障礙的表現首先是大腦皮層的表現：大腦皮層對內環境變化敏感，越高級部位，這個特征越明顯大腦僅占體重的1/50，但正常肝組織輸出的葡萄糖中，腦組織消耗20%，但其儲存的葡萄糖很低其血流量占心輸出量的1/6，耗氧量占全身的1/5因此，大腦對低血糖和缺氧都很敏感神經系統機能障礙的表現第2、智力功能障礙

1500米左右人的復雜智能開始受到影響，對學習和執行新的復雜智力工作能力降低；1800～2000米左右注意分配和注意集中的能力下降，1、不能象平時那樣同時做好幾件事情，2、或者雖然注意的范圍變得越來越窄，卻不能象平時那樣集中精力；

1800~2400米記憶力開始受影響，且隨高度的增加不斷加重下降到地面后，會對高空缺氧的各種怪異表現完全喪失記憶（逆行性遺忘）3000米左右人的智力功能明顯受到損害，除已熟練掌握的技能外，其他智能活動已不能正常進行；大約6000米雖然意識還存在，但實際上已處于失能狀態；大約7000米左右大多數人只需很短時間即可發生不同程度的意識障礙。如及時供氧，15~30秒可以恢復意識沒有后遺癥第3、情感障礙

大約在4000米左右的高度，開始出現情緒方面的某些改變，既可表現為以興奮過程占優勢的活動、語言增多和欣快感，容易發怒等也可表現為抑制過程占優勢的表情淡漠、反應遲鈍和嗜睡倦怠等情感反應減退或低落。而在6000米以上時，有的人會出現突然的、不可控制的情緒爆發，如忽而大笑、忽而爭吵、或突然悲傷流淚等第4、運動協調能力降低3000~3500米此時即使平常已經熟練掌握的精細技術操作也開始變得有些笨拙，隨著高度的不斷增加，運動協調能力將進一步降低，出現運動遲緩、震顫、抽搐、痙攣，直至全身癱瘓。（自下而上的上行性癱瘓）精細運動的協調能力已受到影響，（二）、感覺機能障礙

第1、視覺在所有的感覺機能中，視覺對缺氧最敏感。在急性高空缺氧時，以圓柱細胞為主要感受器的夜間視力受影響最嚴重，一般從1200米左右高度開始出現障礙。5000米時多數人看不清近處儀表

通常，人們對缺氧所引起的視力下降是不能覺察的，常常是在使用了氧氣之后感到視野突然明亮起來才被發現；根據神經及視網膜組織的代謝特點，充分供應糖、維生素A、B、C等，可提高缺氧條件下的視覺功能。

第2、聽覺隨著上升高度的增加，聽覺功能也會逐漸受到影響，大約5000米高頻部分聽力(2000赫茲以上)開始下降大約6000米中頻和低頻部分（包括語頻部分）的聽力也開始下降。（三）、其他生理機能障礙

循環系統機能障礙：嚴重缺氧時出現心律失常或者冠脈供血不足血管迷走性暈厥：表現為心率減慢、面色蒼白、出冷汗。意識喪失四、影響缺氧耐力的因素

影響機體對急性高空缺氧耐力的因素很多，在不同個體之間，或即使同一個體在不同條件下，其耐受缺氧的能力均有差別。（一）缺氧條件，上升高度越高暴露時間越長飛機上升的速度越快機體代償功能來不及發揮缺氧癥狀越重特別是缺氧的后遺癥狀與暴露時間的長短有密切的關系（二）機體的健康狀況

睡眠不足、吸煙、飲酒、空腹和過飽腹飛行、各種急性感染、過度疲勞、病后機體衰弱等因素均可使缺氧耐力下降；而對缺氧習服和體育鍛煉則可提高人體對缺氧的耐力。（三）其他合并因素

如缺氧時同時合并有高溫、低溫或加速度等因素，也可使人體的缺氧耐力下降。高空缺氧癥對飛安之危害任何程度的缺氧都會使個體的判斷能力受損、反應時間延遲、夜視能力減弱、精細協調動作變差、飛行技能衰退。值得注意的是，缺氧初期癥狀往往並不明顯，但對個體判斷力的侵害即可能已發生，因此即便飛行員具有相當的缺氧癥知識，也可能由于未察覺而無法立刻改正缺氧的危機。第二節高空低氣壓思考一商用運輸機有增壓倉為何還有低氣壓問題？1、飛機不是保持絕對增壓值2、飛機上升過程中增壓需要時間，大幅度上升易產生低氣壓一、高空減壓病原已溶解個體內的氮氣隨著環境氣壓突然降低，以致于因溶解度的下降而生成大量的氣態氮氣。當溢出的氮氣量遠超過肺臟的排出量時，氮氣形成的氣泡在血液中循環，即可造成各類型的臨床表現，此稱減壓病。發生于高空航行壞境下的減壓癥，又稱為高空減壓病。一、高空減壓病

高空減壓病是飛機在上升過程中可能發生的一種特殊綜合征，主要癥狀：關節、肌肉的疼痛，并可伴有皮膚瘙癢、以及咳嗽和胸痛等，嚴重時還會發生休克。高空減壓病的發生有一定閾限高度，絕大多數都是上升到8000米以上高空，并停留一段時間以后才發病的，降至8000米以下，癥狀一般都消失。（一）發病機理

低氣壓時，在組織、體液中溶解的氮氣離析出來形成了氣泡，血管內形成氣泡，可以成為氣泡栓子堵塞血管；在其他組織形成的氣泡，壓迫局部組織。由于形成氣泡的多少，栓塞或壓迫的部位不同，引起的癥狀就不同人體組織體液中最主要的三種氣體：氧氣\二氧化碳\氮氣O2和CO2會很快轉變為化合物存在,不會形成減壓病,氮氣是惰性氣體,不容易轉變為化合物,最易游離出來,8000米高空,氮氣的過飽和狀態超過正常飽和度的2倍,容易從溶解狀態游離出來而成為氣泡壓迫組織和血管.潛水后飛行：-潛水后飛行，發生高空減壓病的最低高度約為5000英尺左右。潛水后飛行：-潛水是在高壓壞境中呼吸空氣，故大量氮氣會溶解于身體內各組織。-潛水越深越久，氮氣溶解量越多速率越快。-潛水完后，細微氣泡可形成于體內組織。-潛水后立刻飛行時，既存的氣泡會膨脹而阻塞血管或壓迫神經或引發血液病變，而發生「高空減壓病」。根據臨床表現把高空減壓病分類①屈肢癥：腸道或下肢疼痛。②氣哽：呼吸困難、奇怪的氣哽感。③神經型減壓病：脊髓型:麻木、感覺異常、無力、癱瘓；腦型：頭痛、視覺障礙。④全身性減壓病：氣哽、嚴重的屈肢癥、嚴重的神經功能障礙。⑤皮膚型減壓病：瘙癢、蟻走感。影響因素1、物理因素：①高度：8000米以上，飛行高度越高，發病率越高②停留時間：短的5分鐘發病，長到2。5小時③上升速度：飛機上升越快，氮氣越不容易排出，越容易發病④重復暴露：24小時內重復暴露于低氣壓環境容易發病。前次暴露時形成的氣泡，在下降增壓后的時間內尚未完全消除，或者說有累積效應。⑤高壓條件下活動后立即飛行：如24小時內曾做過水下運動或潛水活動者，體內溶解了較多的氮氣，返回水面后一定的時間內，體內殘存過多的氮氣、或有氣泡沒有完全消除，上升高空時容易發病。有報道稱，潛水后立即乘坐飛機，1500米高度即可發病。⑥環境溫度：寒冷的溫度條件，能增加本病的發病率。2．生理因素

肥胖。年齡大者易發病。這可能與身體發胖、脂肪組織增加，以及心血管功能降低影響氮氣脫飽和速率減慢有關。呼吸、循環機能障礙，因寒冷或衣、鞋過緊等，導致嚴重局部血循環障礙時，都能減慢氮氣脫飽和的速率而使該病的發病增加。肌肉運動或體力活動時，局部組織受到牽拉可在小局部產生很大的負壓，有促使氣體離析出來，形成氣泡的作用；體力活動使體內血液重新分配，導致脂肪組織中的血流量減少，不利于脂肪中氮氣的脫飽和過程。（四）預防

1、保證座艙內足夠的壓力是預防高空減壓病最根本的措施。民用航空活動中，只要密封增壓座艙的結構完好都可以滿足這個條件。

2、飛行中若發生事故性減壓，應逐漸下降至較安全的高度當密封座艙在8000米以上高空受到破壞時，應盡量減少不必要的體力負荷；若在高空已發生癥狀，應迅速與地面指揮聯系，以便及時下降高度。

3、合理膳食和堅持體育鍛煉可防治肥胖，增強呼吸、循環功能，對預防本病的發生具有積極的意義。

4、吸氧排氮本方法主要用于軍事航空活動中，而對于民用航空，本方法則沒有實際意義。

5、控制重復暴露的間隔時間通常情況下，非減壓性潛水（30英尺以下）至少12小時內；減壓性潛水（30英尺以上）至少２４小時內不應飛行。二、氣壓損傷性疾病（一）航空性中耳炎位聽器的結構模式圖

咽鼓管：咽鼓管在航空醫學中有著特別重要的意義。為連接中耳與鼻咽部的通道與外界相通維持氣壓平衡，有一個單向活門，吞咽時，活門打開，空氣進入鼓室，維持中耳與外界的氣壓平衡保證鼓膜的正常振動，中耳：聲波的傳導

2、發病機理在飛機上升過程中，艙內氣壓下降，鼓室內氣壓相對增高，形成正壓，此時鼓膜有略向外膨隆的現象，咽鼓管被沖開，部分氣體自鼓室內排出，鼓室內、外壓力基本恢復平衡，鼓膜復位；在繼續上升的過程中，艙內氣壓繼續降低，咽鼓管可再次開放。此過程反復發生，除非咽鼓管有嚴重的阻塞，一般不會引起氣壓性損傷。

飛機下降過程中，艙內氣壓不斷增高，鼓室內形成負壓，鼓膜向內凹陷，此時，咽鼓管不能自行開放，必須主動做咽鼓管通氣動作才能使之開放，使鼓室內、外壓力恢復平衡，鼓膜復位；如果中耳腔內負壓增大到一定程度，即使再做主動通氣動作也難以使咽鼓管開放，鼓室內負壓不斷增加，耳痛等癥狀也不斷加重，最終導致鼓膜的破裂，這就是航空性中耳炎。

3、主要表現⑴耳內不適、悶脹或脹痛；⑵聽力下降；⑶眩暈、惡心嘔吐，重者甚至會出現休克。

4、影響發病的因素

⑴飛行高度一般來說，中耳氣壓性損傷多發生在4000米以下，以1000～2000米高度為多。越接近地面，大氣密度越大，氣壓增加率越大，（與大氣壓力分布有關）⑵飛機的下滑率單位時間內飛機下降的高度越大，鼓室內、外壓差也越大，發生航空性中耳炎的幾率越大。⑶上呼吸道感染上呼吸道感染常引起咽鼓管咽口周圍粘膜組織充血、水腫，從而影響咽鼓管的開放而導致氣壓性損傷。

5、預防

⑴及時矯治影響咽鼓管通氣功能的疾病，

嚴禁:感冒或上呼吸道感染患者參加飛行。

⑵飛機下降時，做“瓦爾薩瓦動作”。即捏鼻子鼓氣，可使后鼻腔壓力升高，迫使空氣通過咽鼓管進入中耳，使鼓膜內、外壓力重新恢復平衡，它是最實用而可靠的預防措施。⑶飛機上升時，做吞咽動作。做吞咽動作能使鼻咽后部組織活動，從而打開咽鼓管開口，使空氣能夠進入中耳，所以對預防航空性中耳炎也頗有效果。（二）航空性鼻竇炎

鼻竇是與鼻腔相通的含氣空腔，左右對稱，共有四對。額竇、蝶竇、上頜竇、篩竇

正常情況下，無論在上升減壓或下降增壓過程中，鼻竇向鼻腔的開口都可保證空氣自由出入，使竇腔內、外氣壓保持平衡。因為竇腔粘膜發炎腫脹或有贅生物存在而造成阻塞在上升減壓過程中，竇腔內形成正壓，一般能沖開阻塞，使部分氣體逸出，從而使竇腔內、外壓力基本保持平衡；下降增壓時，竇腔內形成負壓，竇口附近的阻塞物被吸附發生阻塞，這時阻塞物起活瓣作用，外界氣體不能進入竇腔內，會引起竇腔粘膜充血、水腫、液體滲出、粘膜剝離，甚至出血等，并產生疼痛，

航空性鼻竇炎額竇：多見航空性鼻竇炎，因為額竇含氣量多，且與鼻腔相通的鼻額管細而長。上頜竇：含氣量雖然比額竇還要多，但它與鼻腔的開口比額竇要多，而且呈短管型，所以很少發生損傷；篩竇和蝶竇：含氣量少而開口多，故它們均不易發生損傷。與航空性中耳炎相比，本病的發病率要低得多。

預防：

⑴感冒或上呼吸道感染患者嚴禁飛行；⑵患有鼻及鼻竇的急、慢性疾病時，應及時去航醫室就診矯治；