Vliv nadmořské výšky kabiny letadla na pohodlí a nepohodlí cestujících

Nadmořská výška ovlivňuje lidské zdraví a pohodu prostřednictvím svého účinku na okysličení tkání změnou parciálního tlaku kyslíku v plynu, který vstupuje do plic. Parciální tlak jakékoli složky smíšeného plynu se rovná celkovému tlaku plynu vynásobenému podílem plynu, který je složkou tvořen – přibližně 78 % pro dusík a 21 % pro kyslík ve vzduchu ve všech nadmořských výškách. . S rostoucí nadmořskou výškou klesá celkový tlak vzduchu a následně klesají i parciální tlaky všech složek plynů, včetně kyslíku. Když je vzduch vdechován, nasycuje se vodní párou z tělesných tkání, což dále snižuje jeho parciální tlak kyslíku. Okysličení tkání, měřené jako parciální tlak kyslíku v arteriální krvi (paO2), přímo souvisí s parciálním tlakem kyslíku v plynu vstupujícím do plic.

Federální letecká agentura Spojených států amerických požaduje, aby byla komerční letadla navržena tak, aby barometrický tlak v kabině při maximální cestovní výšce překračoval tlak zjištěný ve vnější atmosféře ve výšce 8 000 stop (565 mm Hg).1 Vědecký základ pro tento limit není jasný. Přestože existuje velké množství poznatků o účincích nadmořské výšky na člověka, většina z nich se týká zdravých mladých lidí ve výškách vyšších než 8 000 stop. Výzkum účinků nadmořské výšky na pasažéry komerčních aerolinií, který provedl McFarland v roce 1937, zjistil, že „…starší osoby do 72 let reagují na mírné nadmořské výšky, tj. do 16 000 stop, bez neobvyklých potíží“. Stejný autor však došel k závěru: „Analýza lidských faktorů, která je zde uvedena, by naznačovala, že pohodlí a pohodě cestujících v letecké dopravě by významně prospělo podmínkám co nejblíže k hladině moře. V žádném případě by neměly být překročeny výšky kabiny 3 000 - 5 000 stop." 2, 3 V roce 1986 Výbor pro kvalitu vzduchu v kabině letadel Národní rady pro výzkum (NRC) dospěl k závěru: „Podobně pokles parciálního tlaku kyslíku (pO2), ke kterému dochází ve výšce 8 000 stop, je bezpečný pro normální lidi, ale může být nebezpečný pro pacientů s CHOPN." 4 Ve zprávě zveřejněné v roce 2001 NRC dospělo k závěru, že výzkum vlivu tlaku v kabině na vnímavé osoby by měl mít vysokou prioritu.5

Akutní horská nemoc (AMS), syndrom charakterizovaný bolestí hlavy, nechutenstvím, nevolností, zvracením, malátností a poruchami spánku, jehož nástup těsně následuje po výstupu do nadmořské výšky6, byl hlášen u 12 až 42 % návštěvníků v nadmořských výškách mezi 6 300 a 10 000 stop v horách Colorada.7-12 Časový průběh těchto příznaků nebyl popsán dostatečně podrobně, aby bylo možné charakterizovat jejich nástup během prvních několika hodin po příletu do nadmořské výšky.

Zdravotní problémy související s hypoxií během letu jsou vzácné.13-18 Nicméně nepublikovaný statistický model 19 předpovídá, že ve výšce 8 000 stop podstatná část osob, jejichž věk je podobný věku cestujících v komerčních letadlech, zažije paO2 pod úrovněmi, při kterých se používají. různé lékařské autority doporučují doplňkový kyslík.20-24 Pokud jsou platná doporučení pro použití doplňkového kyslíku25, 26, je možné, že vystavení těmto úrovním hypoxie po dobu až 20 hodin (maximální předpokládaná délka letových úseků komerčních letadel) by mohlo nepříznivě ovlivnit pohodlí a pohodu cestujících. .

Bylo prokázáno, že fyzické cvičení snižuje okysličení krve u osob s normálním a abnormálním zdravím plic.27-29 Někteří členové posádky letadla vykonávají v rámci své práce mírné úrovně práce30–34 a někteří doporučují cvičení, aby zmírnili nepohodlí pociťované v důsledku dlouhodobé nečinnosti, se kterou se za letu setkávají. Není známo, zda mírné cvičení má prospěšný nebo škodlivý účinek na pohodlí a pohodu osob ve výšce.

Pojmy „komfort“ a „pohoda“ se běžně používají, ale nejsou přesně definovány. „Komfort“ byl definován jako „... okolnost, za níž je člověk schopen plně se soustředit na vybrané úkoly. Udržování blahobytu se nevěnuje žádná pozornost." 35 „Pohoda“ je definována jako „stav být zdravý, šťastný nebo prosperující“. 36 Toto šetření bude měřit jediný koncept „pohodlí a pohody“ pomocí následujících faktorů Dotazníku environmentálních symptomů IV:

Faktor 1, cerebrální akutní horská nemoc; Faktor 2, respirační akutní horská nemoc; a faktor 5, tíseň.37

Nízké skóre značí větší míru pohodlí a pohody než vysoké skóre.

Bylo hlášeno, že mírná hypoxie způsobuje asymptomatické změny v saturaci kyslíkem, srdeční frekvenci, krevním tlaku, zrakových funkcích, krátkodobé paměti a jemné motorické koordinaci.38-41 Nepublikované studie nalezly asymptomatické poruchy kontroly zornicových svalů, pravděpodobně v důsledku nerovnováhy mezi sympatickou a parasympatickou nervovou kontrolou.42

7. STUDIJNÍ PLÁN A ROZVRH

7.1 Studijní prostředí

Vzhledem k velikosti výškové komory bude pro vyhodnocení požadovaného počtu testovaných subjektů vyžadováno několik "běhů" v každé výšce. „Běh“ se bude skládat z vhodné orientace testovaného subjektu, screeningu k vyloučení osob s dočasně diskvalifikujícím zdravotním stavem (viz oddíl 7.6.5), vstup do komory, odtlakování na zvolenou nadmořskou výšku, udržování tohoto tlaku po dobu nepřesahující 20 hodin, během nichž budou shromažďovány a zaznamenávány výstupní údaje, následuje opětovné natlakování na hladinu moře, konečný sběr a záznam dat a propuštění . Následný telefonický rozhovor bude proveden 5 až 7 dní po dokončení komorového běhu (příloha 6). Stejné testované subjekty nebudou použity ve více nadmořských výškách.

Během běhů budou testované subjekty usazeny v sedadlech komerčních letadel a budou jim dovoleno spát, jíst nebo chodit, jak chtějí, v rámci fyzických omezení výškové komory. Zábava leteckého typu (časopisy, knihy, videokazety) bude zajištěna. V komoře bude k dispozici výdejna jídel a sociální zařízení. Náhodně bude vybráno pět testovacích subjektů, které budou jednou za hodinu po dobu 9 hodin 10 minut cvičit na běžeckém ergometru rychlostí 3 mph, aby se simulovalo vytvoření metabolické zátěže 2500 až 3300 kcal.

Testované subjekty a zkušební personál v komoře budou zaslepeni vůči výškovému profilu běhu. Pro zkušební nadmořské výšky rovné úrovni země se provede krátké odtlakování a opětovné natlakování, aby se simulovaly změny hluku a tlaku při jízdě ve vyšších nadmořských výškách.

Následující parametry prostředí budou udržovány v rámci specifikovaných limitů pro každý běh:

Tlak: Přízemní Okolní +/- 2 mm Hg 2000' 707 mm Hg +/- 2 mm Hg 4000' 656 mm Hg +/- 2 mm Hg 6000' 609 mm Hg +/- 2 mm Hg 7000' 586 mm Hg + /- 2 mm Hg 8000' 564 mm Hg +/- 2 mm Hg

Nízká frekvence, s jakou jsou mezi cestujícími leteckých společností a návštěvníky horských středisek hlášeny lékařské pohotovosti, naznačuje, že vystavení nadmořské výšce je bezpečné. Proto asymptomatické účinky nadmořské výšky na fyziologické parametry nejsou a priori považovány za dostatečně závažné, aby opravňovaly ke zvážení konstrukční změny, a nejsou zahrnuty do logiky výběru nadmořské výšky popsané v odstavci 7.3. Fyziologické proměnné však budou měřeny, aby se prokázalo, zda je hypoxie vyskytující se během testů dostatečně závažná, aby měla jakýkoli účinek na testované subjekty.

7.2.1 Primární zájem mají následující výsledky:

Prevalence a závažnost následujících příznaků: Měřeno:

Mdloby Pozorování Dušnost Dotazník Dotazník bolestí na hrudi Dotazník nevolnosti Dotazník bolestí hlavy Dotazník malátnosti Dotazník dysfunkce krátkodobé paměti Dotazník Dotazník únavy Dotazník koordinace jemné motoriky

Fyziologická/výkonnostní opatření Měřeno:

Srdeční frekvence Pulzní oxymetr Arteriální saturace kyslíkem Pulzní oxymetr Zraková ostrost Snellenův diagram očí Vnímání barev FM 100 Hue Krátkodobá paměť Kentucky Komplexní poslechový test Jemná motorická koordinace Purdue Pegboard

7.2.2 Výstupy sekundárního zájmu jsou:

Prevalence a závažnost následujících příznaků: Měřeno:

Dotazník závratě Dotazník závrať Dotazník mdloby Dotazník zrudnutí Dotazník zimnice Dotazník zpocený Dotazník chvění Dotazník brnění Dotazník necitlivosti Dotazník ucpání ucha Dotazník Rozmazané vidění Dotazník Tunelové vidění Dotazník Dotazník Dotazník k ospalosti Dotazník k ospalosti Dotazník k nespavosti Dotazník k podrážděnosti Dotazník k neklidu

Ke zjištění výsledků symptomů bude použit rozšířený dotazník environmentálních symptomů (ESQ IV)37. Vylepšení spočívá v dalších otázkách, které získávají informace týkající se vnímání prostředí komory, nedávného příjmu jídla a pití a úrovně aktivity testovanými osobami. Bude distribuován před odtlakováním a periodicky během běhu, aby se zjistila prevalence symptomů, a ošetřovatel v komoře bude provádět fyziologické a výkonnostní testy ve vybraných časech během běhu.

7.5 Místo studia:

Centrum pro letectví a hyperbarickou medicínu Oklahoma State University Center for Health Sciences 801 East 91st Tulsa Oklahoma 74132

7.6 Testované subjekty:

Testované subjekty se budou rekrutovat z Tulsy a okolních oblastí. Testovaným subjektům dá Oklahoma State University jako kompenzaci za jejich účast v této studii 18,00 USD za hodinu.

Následující kritéria výběru testovaných subjektů budou použita k výběru celkem 216 testovaných subjektů, z nichž 108 bude náhodně rozděleno do věkových vrstev na 0 a 8 000'. Pokud bude nulová hypotéza zamítnuta, bude nabráno 108 testovaných subjektů pro podobné přiřazení do každé testovací nadmořské výšky. Toto se bude opakovat, dokud nebude dokončen algoritmus výběru nadmořské výšky.

7.6.1. Věkové rozložení:52

Věk Sedavý Proporce Sedavý (63 subjektů) Cvičení Proporce Cvičení (45 subjektů) Celkem # < 30 11 % 7 28 % 13 20 30 - 39,9 17 % 10 42 % 19 29 40 - 49,9 25 25 % 19,9 25 % 9 16 % 16 6 % 2 18 60+ 22 % 14 - - 14 Celkem 100 % 63 100 % 45 108

7.6.2. Distribuce pohlaví u testovaných subjektů bude přibližně 50 % mužů a 50 % žen.

7.6.3. Letěli na komerčních letech během posledních 60 měsíců, ale ne 3 nebo více hodin za poslední 1 měsíc.

7.6.4. Za poslední 1 měsíc nepřekročili 4 000'.

7.6.5. Zdravotní historie

Nemáte historii:

Plicní onemocnění vyžadující medikaci nebo kyslíkovou terapii na úrovni země Jakýkoli z následujících stavů při AMA třídy 3 nebo horší Chronická obstrukční plicní nemoc Chronická bronchitida/emfyzém Astma Restrikční plicní onemocnění Jakýkoli z následujících srdečních stavů při AMA třídy 3 nebo horší Onemocnění věnčitých tepen Arytmie Městnavé Srdeční selhání Cerebrovaskulární onemocnění Cévní mozková příhoda (mrtvice) Hluboká žilní trombóza dolních končetin Diabetes mellitus, špatně kontrolovaný (změna dávkování/frekvence léků za poslední měsíc) Záchvat během posledních 6 měsíců. Klaustrofobie, která by narušila účast v komoře Muskuloskeletální porucha, která zhoršuje sebeobsluhu a sebepohyb. Současná anémie z jakékoli příčiny Srpkovitá anémie Charakter srpkovitých buněk Jiné stavy, které podle názoru hlavního řešitele mohou vést k nadměrnému riziku při vystavení hypobarickému prostředí.

V době zkoušky nesmí:

mít nakažlivé onemocnění (včetně onemocnění horních cest dýchacích) být těhotná do 4 týdnů po velkém chirurgickém zákroku. mít zubní abscesy potápět se do 24 hodin od testu darovat krev do 24 hodin od testu být pod vlivem drog nebo alkoholu

Zdravotní stav zjišťovat dotazníkem a rozhovorem před každým během komory. Uchazeči, kteří úspěšně vyplní zdravotní dotazník, se před konečným stanovením způsobilosti podrobí lékařskému vyšetření u kvalifikovaného lékaře se zaměřením na kardiovaskulární a plicní stav. Aby byl žadatel způsobilý pro zařazení do studie, bude vyžadováno normální kardiovaskulární a plicní vyšetření. Testované subjekty starší 40 let, které budou cvičit ve výšce, budou muset prokázat svou schopnost bezpečně cvičit do 4,0 METS v odstupňovaném testu tolerance zátěže, který bude proveden před dnem běhu ve výškové komoře.

Dotazník „PreRun“ bude zadán ráno v den běhu předtím, než testované subjekty vstoupí do nadmořské výšky, aby se zjistilo, zda se u testovaných subjektů vyvinuly nějaké diskvalifikační podmínky od doby, kdy prošly kontrolou lékařem. Všechny dotazníky PreRun budou přezkoumány vyšetřujícím lékařem.

7.6.6. Nemají speciální dietní potřeby.

7.6.7. Umí číst a mluvit anglicky.

Všechny dotazníky, běžné a nouzové pokyny budou poskytovány v angličtině. Neexistují žádná rasová nebo etnická vylučovací kritéria.

7.6.8. Velikost těla: Index tělesné hmotnosti menší než 35 a výška menší než 74".

Velikost sedadel komerčních letadel a interiér výškové komory vyžaduje omezení velikosti pro bezpečnost a pohodlí účastníků.

7.6.9 Informovaný souhlas: Žádnému žadateli, který dobrovolně nedal informovaný souhlas s účastí, nebude umožněna účast na této studii. Žadatelé obdrží návrh kopie formuláře informovaného souhlasu, který si mohou prohlédnout, jakmile budou informováni o datech orientačních sezení. Informovaný souhlas bude při orientaci podrobně vysvětlen a budou vysvětleny všechny otázky testovaných osob, které se ho týkají a jejich účasti ve studii. Informovaný souhlas od kandidátů získají pouze lékaři a vědečtí výzkumníci. Všechny podepsané formuláře informovaného souhlasu budou uchovávány v souladu s Plánem uchovávání hlavních záznamů společnosti Boeing pro bezpečnost, zdraví a životní prostředí.

8. STUDIJNÍ VYBAVENÍ A PROTOKOLY

8.2 Protokoly:

Podrobná časová osa každého běhu je uvedena v příloze 4. Po dobu trvání běhu nebude k testovaným subjektům připojeno žádné testovací zařízení. Detektor pulzního oxymetru však bude přerušovaně přichycen k prstu každého testovaného subjektu, aby bylo možné měřit okysličení krve. Pro každé měření bude detektor připojen přibližně na 1 minutu. V průběhu zkušebního protokolu od 2,5 do 14 hodiny budou testovaným subjektům poskytována videozábava a časopisy jako při letu. Videa budou během průzkumu zastavena. Testované subjekty budou požádány, aby si s sebou vzaly věci, které si běžně berou na let (knihy, práce atd.), a aby si oblékly oblečení, které by měly na sobě na 20 hodinový let.

Nejméně jeden člen týmu vyšetřovatelů bude po celou dobu zkušebních jízd přítomen ve výškové komoře, aby provedl testování a sledoval stav testovaných subjektů.

Testované subjekty budou odstraněny z výškové komory z následujících důvodů:

1. Žádost o zkušební předmět

2. Jakýkoli z následujících zdravotních stavů:

   Ztráta vědomí Bolest na hrudi, která přetrvává déle než 5 minut Dušnost bez ujištění Opakované zvracení

3. Jakýkoli jiný stav, který podle úsudku pozorovatele v komnatě nebo lékaře vyžaduje odstranění pro bezpečnost testovaných subjektů.

Jakmile testovaný subjekt opustí komoru, nebude mu umožněn návrat.

Začátek běhů ve výškové komoře (hodina 0) bude naplánován na 9:00. Testované subjekty dokončí testování přibližně v 6:30 následující ráno

Trvání běhů může být zkráceno, pokud se zjistí, že prevalence symptomů a závažnost se ustálí před 20 hodinami. To bude určeno po dokončení všech úrovní hladiny moře a 8000' běhů.

8.3 Metodika výzkumu, vzorkování a analýza dat

8.3.1 Metodika výzkumu

K určení účinků mírné nadmořské výšky na pohodlí a pohodu bude 108 testovaných subjektů vystaveno barometrickému tlaku ekvivalentnímu 8 000 stopám ve výškové komoře po dobu 20 hodin a jejich odpovědi na otázky průzkumu příznaků budou porovnány s odpověďmi od 100 testovaných subjektů. vystaveny okolnímu (zemnímu) tlaku po dobu 20 hodin ve stejné komoře.

Studie bude využívat Split-Split Plot Factorial design. Průběhy komory jsou jednotky celého pozemku a nadmořská výška (0', 8 000' a jakékoli mezivýšky) je faktor celého pozemku, testovaným subjektem je jednotka rozděleného pozemku s cvičením jako faktorem rozděleného pozemku [Ex ( cvičení) vs Sed (sedavý)] a opakovaná měření u každého testovaného subjektu představují split-split jednotku s expozičním časem jako split-split faktorem grafu. Takže podle tohoto návrhu je vhodnou experimentální jednotkou pro testování výškových rozdílů komorový běh. Opakovaná měření v této studii zahrnují odpovědi na příznakové položky v dotaznících, které budou podávány xkrát za 20 hodin, a měření PaO2, srdeční frekvence atd., která budou také opakovaně prováděna. dobu studia.

8.3.2 Odběr vzorků

Ve studii bude sloužit dvě stě šestnáct testovacích subjektů – přibližně polovina bude žen a přibližně polovina mužů. Rozdělení rozdělení podle věku je uvedeno v tabulce níže (všimněte si, že pro dané věkové rozpětí bude přibližně polovina testovaných osob muži a přibližně polovina ženy). Nejprve bude vybráno 216 testovacích subjektů, které odpovídají níže uvedenému rozdělení. Potom budou testované subjekty daného pohlaví v daném věkovém rozmezí náhodně přiřazeny k jednomu ze čtyř podmínek (0' podmínka Ex; 0' podmínka Sed; 8 000' podmínka Ex; a 8 000' podmínka Sed). Informace o velikosti vzorku naleznete v příloze 8.

0' Stav 8 000' Stav Stáří # Předmět Zp M/F Sed M/F Ex M/F Sed M/F Ex M/F Sed M/F < 30 40 13/13 7/7 6/7 4/3 7 /6 3/4 30 - 39,9 58 19/19 10/10 10/9 5/5 9/10 5/5 40 - 49,9 54 11/11 16/16 5/6 8/8 6/5 8/8 50 - 59,9 36 2/2 16/16 1/1 8/8 1/1 8/8 60+ 28 - 14/14 - 7/7 - 7/7 Celkem 216 45/45 63/63 22/23 32/31 22/23 31/32

8.3.3 Sběr dat a důvěrnost

Formuláře průzkumu a telefonického rozhovoru používané pro sběr odpovědí testovaného subjektu jsou uvedeny v příloze 5. Formuláře pro záznam dat jsou uvedeny v příloze 6. Testované subjekty budou na formulářích průzkumu identifikovány pouze číslem testovacího subjektu. Data budou vložena do elektronické tabulky s použitím čísla testovacího subjektu jako identifikátoru. Aby byla zajištěna integrita dat, bude vyšetřovatelům k dispozici tabulka spojující číslo testovaného subjektu se jménem testovaného subjektu. Tabulky budou umístěny na souborových serverech chráněných heslem. Když se nepoužívají, dotazníky, formuláře telefonických rozhovorů a notebooky budou uloženy v uzamčených skříních. Papírové záznamy budou uchovávány společností The Boeing Company a po 10 letech zničeny. Elektronická data budou uložena na počítačích chráněných heslem nebo v podobně chráněném elektronickém formátu na dobu neurčitou.

V rámci přípravy na analýzu dat budou odpovědi testovaného subjektu a demografické informace sloučeny pomocí čísla testovacího subjektu, ale jména nebudou zahrnuta. Budou zveřejněny pouze seskupené výsledky. Nic nebude zveřejněno ve formě, ve které by bylo možné identifikovat testovaný subjekt, od kterého informace vzešly.

8.3.4 Analýza dat

Data o symptomech budou analyzována na významné rozdíly mezi léčbami nejprve výpočtem AMS-R, AMS-C a AMS-D z otázek EQS. Provedeme příslušnou analýzu rozptylu (ANOVA) pro faktoriálový návrh rozděleného grafu, abychom se podívali na rozdíly způsobené nadmořskou výškou a hlavní účinky kvůli aktivitě (Ex vs Sed) a interakční účinky mezi nadmořskou výškou a cvičením. Tato ANOVA bude také analyzovat skóre testovaného subjektu, aby určila, zda se hlášení symptomů v průběhu času mění. Za druhé, data symptomů budou překódována na "žádný symptom=0" (0 odezva na stupnici symptomů) a "symptom=1" (odpověď 1-6 na stupnici symptomů). Tato data budou analyzována z hlediska hlavních účinků a interakčních účinků mezi nadmořskou výškou a zátěží.

Další závislé míry (SaO2, srdeční frekvence atd.) budou analyzovány pomocí vhodné ANOVA pro návrh faktoriálu rozděleného rozdělení. Tato data budou také analyzována na hlavní účinky (nadmořská výška a aktivita) a na změny v čase a na interakci nadmořské výšky/aktivity.