航空機の客室高度が乗客の快適性と不快感に及ぼす影響

高度は、肺に入るガスの酸素分圧を変化させることによって組織の酸素化に影響を与えることで、人間の健康と幸福に影響を与えます。 混合ガスの任意の成分の分圧は、ガスの全圧にその成分によって構成されるガスの割合を掛けた値に等しくなります。すべての高度で、空気中の窒素の場合は約 78%、酸素の場合は 21% です。 . 高度が上昇すると、全気圧が低下し、その結果、酸素を含むすべての構成ガスの分圧が低下します。 空気が吸入されると、体組織からの水蒸気で飽和状態になり、酸素の分圧がさらに低下します。 組織の酸素化は、動脈血中の酸素分圧 (paO2) で測定され、肺に入るガス中の酸素分圧に直接関係しています。

米国連邦航空局は、最大巡航高度でのキャビン内の気圧が 8,000 フィート (565 mm Hg) の外部大気で見られる気圧を超えるように民間航空機を設計することを要求しています.1 この制限の科学的根拠は不明です。 高度が人間に与える影響については多くの知識がありますが、そのほとんどは、8,000 フィートを超える高度にいる健康な若者に関係しています。 1937 年に McFarland が行った民間航空機の乗客に対する高度の影響の調査では、「…72 歳までの高齢者は、中程度の高度、つまり 16,000 フィートまでの高度に異常な困難なしに反応する」ことがわかりました。 しかし、同じ著者は続けて、「ここで提示された人的要因分析は、飛行機の乗客の快適さと幸福は、可能な限り海面に近い条件によって大きく恩恵を受けることを示唆しています. いずれにせよ、キャビンの高度は 3,000 ～ 5,000 フィートを超えてはなりません。」 2, 3 1986 年、全米研究評議会 (NRC) の旅客機客室の空気品質に関する委員会は、「同様に、8,000 フィートで発生する酸素分圧 (pO2) の低下は、正常な人にとっては安全ですが、おそらく危険です」と結論付けました。 COPD患者」です。 4 2001 年に発行されたレポートで、NRC は、影響を受けやすい人に対するキャビンの圧力の影響に関する研究を優先すべきであると結論付けました.5

急性高山病 (AMS) は、頭痛、食欲不振、吐き気、嘔吐、倦怠感、睡眠障害を特徴とする症候群であり、標高 6,300 ～ 10,000 の範囲を訪れる旅行者の 12 ～ 42% で発症が報告されています。コロラドの山の足元.7-12 これらの症状の経時変化は、高地に到着してから最初の数時間の間に発症したことを特徴付けるのに十分なほど詳細に報告されていません.

飛行中の低酸素症関連の医学的問題はまれです.13-18 しかし、未発表の統計モデル 19 は、8,000 フィートでは、民間航空機の乗客と同程度の年齢の人のかなりの割合が、使用レベルよりも低い paO2 を経験すると予測しています。さまざまな医療機関が酸素補給を推奨しています.20-24 酸素補給の使用に関する推奨事項が有効である場合、25, 26 これらのレベルの低酸素状態に最大 20 時間 (民間航空機の飛行区間の最大予想時間) さらされると、乗客の快適さと健康に悪影響を与える可能性があります。 .

身体運動は、正常および異常な肺の健康を持つ人の血中酸素化を減少させることが実証されています.27-29 航空機の乗務員の中には、仕事の一環として中程度のレベルの仕事をしているメンバーもいます 30-34 。また、飛行中に遭遇する長時間の不活動の結果として経験する不快感を軽減するために、運動を推奨する人もいます. 適度な運動が、高所にいる人々の快適さと健康に有益または有害な影響を与えるかどうかは不明です。

「快適さ」と「健康」という用語は一般的に使用されていますが、定義が不正確です。 「快適さ」は、「... 選択したタスクに完全に集中できる環境」と定義されています。 幸福の維持には何の注意も向けられていません。」 35 「ウェルビーイング」とは、「健康で、幸せで、繁栄している状態」と定義されています。 36 この調査では、環境症状アンケート IV の次の要因を使用して、「快適さと健康」という単一の概念を測定します。

因子 1、脳性急性高山病。因子 2、呼吸器の急性高山病。および要因 5、苦痛.37

スコアが低いほど、スコアが高い場合よりも快適さと幸福度が高いことを示します。

軽度の低酸素症は、酸素飽和度、心拍数、血圧、視覚機能、短期記憶、微細運動協調に無症候性の変化を引き起こすことが報告されています.38-41 未発表の研究では、おそらく交感神経と副交感神経の神経制御のバランスが崩れているために、無症候性の瞳孔筋制御障害が発見されています.42

7. 学習計画とスケジュール

7.1 学習環境

高度チャンバーのサイズのため、必要な数の被験者を評価するには、各高度で複数の「実行」が必要になります。 「実行」は、適切な被験者のオリエンテーション、一時的に不適格な健康状態を持つ人を除外するためのスクリーニングで構成されます (セクション 7.6.5 を参照)。 チャンバーへの侵入、選択された高度への減圧、結果データが収集および記録される20時間を超えない期間のその圧力の維持、その後の海面への再加圧、最終データの収集と記録、および廃棄. フォローアップの電話インタビューは、チャンバーランが完了してから 5 ～ 7 日後に実施されます (添付 6)。 同じ被験者が複数の高度で使用されることはありません。

実行中、被験者は民間航空機の座席に着席し、高度チャンバーの物理的制約内で好きなように寝たり、食べたり、歩き回ったりすることができます。 航空機型エンターテイメント（雑誌、本、ビデオテープ）を提供します。 食事サービスとトイレ設備はチャンバー内で利用できます。 5 人の被験者が無作為に選択され、トレッドミル エルゴメーターで時速 3 マイルで 10 分間、1 時間に 1 回、9 時間運動して、2500 ～ 3300 kcal の代謝負荷をシミュレートします。

被験者とチャンバー内のテスト担当者は、ランの高度プロファイルを知らされません。 地上レベルに等しいテスト高度の場合、短時間の減圧と再加圧を実行して、より高い高度での実行の騒音と圧力の変化をシミュレートします。

次の環境パラメーターは、実行ごとに指定された制限内に維持されます。

気圧: 地上レベル 周囲 +/- 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

飛行機の乗客と山岳リゾートへの訪問者の間で医療上の緊急事態が報告される頻度が低いことは、高所への曝露が安全であることを示唆しています. したがって、生理学的パラメーターに対する高度の無症状の影響は、先験的に、設計変更の検討を正当化するほど深刻であるとは見なされず、7.3 項で説明されている高度選択ロジックには含まれていません。 しかしながら、試験実行中に遭遇した低酸素症が被験者に何らかの影響を与えるのに十分に深刻であるかどうかを示すために、生理学的変数が測定される。

7.2.1 以下の結果が主な関心事です。

以下の症状の有病率と重症度: 以下によって測定:

失神観察 息切れアンケート 胸痛アンケート 吐き気アンケート 頭痛アンケート 倦怠感アンケート 短期記憶障害アンケート 疲労アンケート 微細運動協調アンケート

生理学的/パフォーマンス測定:

心拍数 パルスオキシメータ 動脈血酸素飽和度 パルスオキシメータ 視力 スネレン視力検査表 色知覚 FM 100 色相 短期記憶 ケンタッキー総合聴解検査 微細運動協調性 Purdue Pegboard

7.2.2 二次的な関心の結果は次のとおりです。

以下の症状の有病率と重症度: 以下によって測定:

立ちくらみアンケート めまいアンケート 失神アンケート 紅潮アンケート 悪寒アンケート 発汗アンケート 震えアンケート チクチク感アンケート しびれアンケート 耳閉塞アンケート かすみ目アンケート トンネル視力アンケート 眠気アンケート 神経質アンケート

強化された環境症状アンケート (ESQ IV) を使用して、症状の結果を確認します37。 強化は、実験室環境、最近の飲食物摂取量、および活動レベルに対する被験者の認識に関する情報を引き出す追加の質問で構成されています。 これは、減圧の前に配布され、実行中に定期的に症状の有病率を確認し、チャンバー内のアテンダントが実行中の選択された時間に生理学的およびパフォーマンステストを実行します。

7.5 研究の場所:

The Center for Aerospace and Hyperbaric Medicine オクラホマ州立大学健康科学センター 801 East 91st Tulsa Oklahoma 74132

7.6 被験者:

被験者はタルサとその周辺地域から募集されます。 被験者には、この研究への参加に対する補償として、オクラホマ州立大学から 1 時間あたり $18.00 が与えられます。

以下の被験者選択基準を使用して、合計 216 人の被験者を選択し、そのうち 108 人を年齢階層で 0 と 8,000' にランダムに割り当てます。 帰無仮説が棄却された場合、108 人の被験者が各試験高度に同様に割り当てられます。 これは、高度選択アルゴリズムが完了するまで繰り返されます。

7.6.1.年齢分布:52

年齢 座りがちな割合 座りっぱなし (63 被験者) 運動している割合 運動している (45 被験者) 合計 # < 30 11% 7 28% 13 20 30 - 39.9 17% 10 42% 19 29 40 - 49.9 25% 16 24% 11 27 50 - 59.9 25 % 16 6% 2 18 60+ 22% 14 - - 14 合計 100% 63 100% 45 108

7.6.2. 被験者の性別分布は、約 50% が男性、50% が女性です。

7.6.3. 過去 60 か月間に商用便を利用したことがありますが、過去 1 か月間で 3 時間以上飛行したことはありません。

7.6.4. 過去 1 か月で 4,000' を超えていません。

7.6.5.病歴

次の履歴がない:

地上レベルで投薬または酸素療法を必要とする肺疾患 AMA クラス 3 以下の以下の状態のいずれか 慢性閉塞性肺疾患 慢性気管支炎/肺気腫 喘息 拘束性肺疾患 AMA クラス 3 以下の以下の心臓状態のいずれか 冠動脈疾患 不整脈 うっ血性心不全 脳血管疾患 脳血管障害（脳卒中） 下肢 深部静脈血栓症 糖尿病、コントロール不良（前月の投薬量・頻度の変化） 過去6ヶ月以内の発作。 チャンバーへの参加を損なう閉所恐怖症 セルフケアと自己移動を損なう筋骨格障害。 何らかの原因による現在の貧血 鎌状赤血球症貧血 鎌状赤血球症の特徴 治験責任医師の意見では、低圧環境にさらされると過度のリスクが生じる可能性があるその他の状態。

テストの時点で、次のことを行ってはなりません。

伝染病（上気道疾患を含む）がある 妊娠している 主要な外科手術から4週間以内である 歯の膿瘍がある 検査後 24 時間以内にスキューバダイビングをしたことがある 検査後 24 時間以内に献血したことがある 薬物またはアルコールの影響下にある

各チャンバーの実行前に、アンケートとインタビューによって健康状態を確認します。 健康アンケートに問題なく記入した申請者は、有資格者の最終決定が下される前に、心血管および肺の状態に焦点を当てた有資格の医師による身体検査を受けます。 申請者が研究に参加する資格を得るには、通常の心血管および肺の検査が必要です。 高所で運動する 40 歳以上の被験者は、高所で運動する日の前に実行される段階的な運動耐性テストで、4.0 METS まで安全に運動する能力を実証する必要があります。

実行日の朝、被験者が高度室に入る前に「プレラン」アンケートを実施し、医師の審査を受けてから被験者が不適格な状態に陥ったかどうかを判断します。 すべてのプレラン質問票は、医師調査官によってレビューされます。

7.6.6. 特別な食事の必要はありません。

7.6.7. 英語を読み、話すことができます。

すべてのアンケート、日常的な指示、および緊急時の指示は英語で行われます。 人種的または民族的な除外基準はありません。

7.6.8. 体のサイズ: 体格指数 35 未満、身長 74 インチ未満。

民間航空機の座席のサイズと高度チャンバーの内部は、参加者の安全と快適さのためにサイズ制限を必要とします。

7.6.9 インフォームド コンセント: 自発的に参加するためのインフォームド コンセントを与えていない申請者は、この研究に参加することはできません。 申請者には、オリエンテーション セッションの日付が通知されたときに確認するためのインフォームド コンセント フォームのドラフト コピーが提供されます。 インフォームド コンセントについては、オリエンテーションで詳細に説明されます。また、インフォームド コンセントに関するすべての被験者の質問や研究への参加についても説明されます。 医師および科学研究者のみが候補者からインフォームド コンセントを取得します。 署名済みのインフォームド コンセント フォームはすべて、ボーイング社の安全、健康、および環境マスター レコード保持スケジュールに従って保持されます。

8. 研究機器とプロトコル

8.2 プロトコル:

各実行の詳細なタイムラインは、別紙 4 に記載されています。実行中は、被験者にテスト機器を取り付けることはありません。 ただし、パルス酸素濃度計の検出器は、血液の酸素化を測定するために、各被験者の指に断続的にクリップで留められます。 測定ごとに、検出器は約 1 分間取り付けられます。 2.5 時間から 14 時間までのテスト プロトコル全体で、被験者には飛行中と同じように、ビデオ エンターテイメントと雑誌が提供されます。 調査時間中は動画が停止します。 被験者は、通常フライトに持ち込むアイテム (本、仕事など) を持参し、20 時間のフライトで着用する衣服を着用するよう求められます。

調査チームの少なくとも 1 人のメンバーが、試験の実施中および試験対象者の状態を監視するために、試験の実行中常に高度チャンバーに立ち会います。

被験者は、次の理由により高度チャンバーから移動されます:

1. 被験者リクエスト

2. 以下の病状のいずれか：

   意識消失 胸痛が 5 分以上続く 安心しても息切れが続く 嘔吐を繰り返す

3. チャンバー内の観察者または医師の判断で、被験者の安全のために除去を正当化するその他の状態。

実験対象が部屋を出ると、彼/彼女は戻ることができません。

高度チャンバーの実行は、午前 9:00 (時間 0) に開始されるようにスケジュールされます。 被験者は翌朝の午前6時30分頃にテストを完了します

症状の有病率と重症度が 20 時間前に頭打ちになることが判明した場合は、実行時間を短縮することができます。 これは、すべての海面と 8,000 フィートのランが完了した後に決定されます。

8.3 調査方法、サンプリングおよびデータ分析

8.3.1 調査方法

中程度の高度への露出が快適さと健康に与える影響を判断するために、108 人の被験者が高度チャンバー内で 8,000 フィート相当の気圧に 20 時間さらされ、症状調査の質問への回答が 100 人の被験者からの回答と比較されます。同じチャンバー内で大気圧 (大気圧) に 20 時間さらされます。

この調査では、Split-Split Plot 要因計画を採用します。 チャンバーの実行は区画全体の単位であり、高度 (0'、8,000' および任意の中間の高度) は区画全体の係数であり、被験者は区画係数として運動を伴う分割区画単位です [例 (運動) 対 Sed (座りっぱなし)]、および各被験者の反復測定は、分割-分割プロット係数として曝露時間を使用した分割-分割単位を表します。 したがって、この設計の下では、高度差をテストするための適切な実験ユニットはチャンバー ランです。 この研究における反復測定には、アンケートの症状項目への回答が含まれます。これは、20 時間にわたって x 回行われ、PaO2、心拍数などの測定も 20 時間にわたって繰り返し行われます。勉強の時間。

8.3.2 サンプリング

216 人の被験者がこの研究に参加します。約半分が女性で、約半分が男性です。 年齢分布の内訳は次の表のとおりです (特定の年齢範囲では、被験者の約半分が男性で、約半分が女性であることに注意してください)。 最初に、以下の分布に適合する 216 人の被験者が選択されます。 次に、特定の年齢範囲内の特定の性別の被験者が、4 つの条件 (0' Condition Ex; 0' Condition Sed; 8,000' Condition Ex; 8,000' Condition Sed) のいずれかにランダムに割り当てられます。 サンプルサイズの考慮事項については、別紙 8 を参照してください。

0' 状態 8,000' 状態 年齢 症例数 Ex 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 合計 216 45/45 63/63 22/23 32/31 22/23 31/32

8.3.3 データの収集と機密保持

被験者の回答を収集するために使用したアンケートおよび電話インタビューのフォームを別紙 5 に示します。データ記録フォームを別紙 6 に示します。 被験者は、被験者番号のみによって調査フォームで識別されます。 データは、被験者番号を識別子として使用して電子スプレッドシートに入力されます。 データの完全性を確保するために、被験者番号と被験者の名前を関連付けるスプレッドシートが調査員に提供されます。 スプレッドシートは、パスワード セキュリティ アクセスで保護されたファイル サーバーに置かれます。 使用していないときは、アンケート用紙、電話インタビュー用紙、およびラップトップは施錠されたキャビネットに保管されます。 紙の記録はボーイング社が保管し、10 年後に破棄します。 電子データは、パスワードで保護されたコンピューター、または同様に保護された電子形式で無期限に保存されます。

データ分析の準備として、被験者の回答と人口統計情報は被験者番号を使用してマージされますが、名前は含まれません。 グループ化された結果のみが公開されます。 情報が発生した被験者を特定できる形で公開されることはありません。

8.3.4 データ分析

症状データは、最初に EQS 質問から AMS-R、AMS-C、および AMS-D を計算することにより、治療間の有意差について分析されます。 分割-分割プロット要因計画の適切な分散分析 (ANOVA) を実行して、高度による差異、活動による主な効果 (Ex 対 Sed)、および高度と運動の間の相互作用効果を調べます。 この ANOVA は、被験者内のスコアも分析して、症状報告が時間の経過とともに変化するかどうかを判断します。 第 2 に、症状データは「症状なし = 0」（症状スケールで 0 の応答）および「症状 = 1」（症状スケールで 1 ～ 6 の応答）に記録されます。 これらのデータは、高度と運動の間の主効果と相互作用効果について分析されます。

他の従属尺度 (SaO2、心拍数など) は、分割-分割プロット要因計画に適切な ANOVA を使用して分析されます。 これらのデータは、主な効果 (高度とアクティビティ)、経時変化、および高度とアクティビティの相互作用についても分析されます。