항공기 객실 고도가 승객의 편안함과 불편함에 미치는 영향

고도는 폐로 들어가는 가스의 산소 부분압을 변경하여 조직 산소화에 미치는 영향을 통해 인간의 건강과 복지에 영향을 미칩니다. 혼합 가스의 모든 구성 요소의 분압은 가스의 총 압력에 해당 구성 요소로 구성된 가스의 비율을 곱한 것과 같습니다. 모든 고도에서 공기 중 질소의 경우 약 78%, 산소의 경우 21%입니다. . 고도가 높아짐에 따라 전체 기압이 감소하고 결과적으로 산소를 포함한 모든 구성 기체의 분압이 감소합니다. 공기가 흡입되면 신체 조직의 수증기로 포화되어 산소 분압이 더욱 감소합니다. 동맥혈의 산소 부분압(paO2)으로 측정되는 조직 산소화는 폐로 들어가는 가스의 산소 부분압과 직접 관련이 있습니다.

미국연방항공국(Federal Aviation Agency)은 상업용 항공기가 최대 순항 고도에서 객실의 기압이 8,000피트(565mmHg)의 외부 대기에서 발견되는 기압을 초과하도록 설계할 것을 요구합니다.1 이 제한에 대한 과학적 근거는 명확하지 않습니다. 고도가 인간에게 미치는 영향에 관한 많은 지식이 있지만 대부분은 8,000피트 이상의 고도에 사는 건강한 젊은이들과 관련이 있습니다. 1937년에 McFarland가 수행한 상업용 항공기 승객에 대한 고도의 영향에 대한 조사에서 "…72세까지의 노인은 적당한 고도, 즉 최대 16,000피트까지 특별한 어려움 없이 반응합니다." 그러나 같은 저자는 계속해서 "여기에 제시된 인적 요인 분석은 항공사 승객의 편안함과 웰빙이 가능한 한 해수면에 가까운 조건에서 상당한 이점을 얻을 수 있음을 시사합니다. 어떤 경우에도 기내 고도는 3,000~5,000피트를 초과해서는 안 됩니다." 2, 3 1986년 NRC(National Research Council)의 여객기 객실 공기질 위원회는 "마찬가지로 8,000피트에서 발생하는 산소 분압(pO2)의 감소는 정상인에게는 안전하지만 사람에게는 위험할 수 있습니다. COPD 환자." 4 2001년에 발표된 보고서에서 NRC는 예민한 사람에 대한 기내 압력의 영향에 대한 연구가 최우선 순위에 있어야 한다고 결론지었습니다.5

두통, 식욕 부진, 메스꺼움, 구토, 나른함 및 수면 장애를 특징으로 하는 증후군인 급성 산악병(AMS)은 6,300에서 10,000 사이의 고도를 방문한 방문자의 12~42%에서 보고되었습니다. 콜로라도 산의 발.7-12 이러한 증상의 시간 경과는 고도에 도착한 후 처음 몇 시간 동안 증상의 특징을 설명할 수 있을 만큼 충분히 자세하게 보고되지 않았습니다.

비행 중 저산소증과 관련된 의학적 문제는 드물다..13-18 그러나 미공개 통계 모델19은 8,000피트 상공에서 상업용 항공기 승객과 비슷한 연령대의 사람들 중 상당한 비율이 사용 수준보다 낮은 paO2를 경험할 것이라고 예측합니다. 다양한 의료 당국에서 권장하는 보충 산소량입니다.20-24 보충 산소 사용에 대한 권장 사항이 유효한 경우25, 26 최대 20시간(상용 항공기 비행 구간의 최대 예상 시간) 동안 이러한 수준의 저산소증에 노출되면 승객의 편안함과 웰빙에 악영향을 미칠 수 있습니다. .

신체 운동은 정상 및 비정상 폐 건강을 가진 사람의 혈중 산소화를 감소시키는 것으로 입증되었습니다.27-29 항공기 승무원의 일부 구성원은 직무30-34의 일부로 적당한 수준의 작업을 수행하며 일부는 비행 중에 오랫동안 활동하지 않은 결과로 경험하는 불편함을 완화하기 위해 운동을 권장합니다. 적당한 운동이 고도에 있는 사람의 안락함과 복지에 유익한지 해로운 영향을 미치는지는 알려지지 않았습니다.

"편안함"과 "웰빙"이라는 용어는 일반적으로 사용되지만 부정확하게 정의됩니다. "편안함"은 "...선택한 작업에 완전히 집중할 수 있는 상황"으로 정의되었습니다. 웰빙 유지에 관심을 기울이지 않습니다." 35 "웰빙"은 "건강하고 행복하거나 번영하는 상태"로 정의됩니다. 36 이 조사는 환경 증상 설문 IV의 다음 요소를 사용하여 "편안함과 웰빙"이라는 단일 개념을 측정합니다.

요인 1, 대뇌 급성 고산병; 요인 2, 호흡기 급성 고산병; 및 요인 5, 고통.37

낮은 점수는 높은 점수보다 더 큰 편안함과 웰빙을 나타냅니다.

가벼운 저산소증은 산소 포화도, 심박수, 혈압, 시각 기능, 단기 기억력 및 미세한 운동 협응력에 무증상 변화를 일으키는 것으로 보고되었습니다.38-41 발표되지 않은 연구에서는 교감 신경과 부교감 신경 조절 사이의 불균형으로 인해 동공 근육 조절에 무증상 장애가 있음을 발견했습니다.42

7. 학습 계획 및 일정

7.1 학습 환경

고도 챔버의 크기 때문에 필요한 테스트 대상 수를 평가하기 위해 각 고도에서 여러 번의 "실행"이 필요합니다. "달리기"는 적절한 시험 대상자 오리엔테이션, 일시적으로 자격이 없는 건강 상태를 가진 사람을 배제하기 위한 선별 검사(섹션 7.6.5 참조), 챔버 진입, 선택한 고도로 감압, 결과 데이터가 수집 및 기록되는 동안 20시간을 초과하지 않는 기간 동안 해당 압력을 유지한 후 해수면으로 재가압, 최종 데이터 수집 및 기록, 해고 . 후속 전화 인터뷰는 챔버 실행이 완료된 후 5~7일 후에 실시됩니다(첨부 6). 동일한 테스트 대상이 여러 고도에서 사용되지 않습니다.

달리는 동안 시험 대상자는 상업용 항공기 좌석에 앉고 고도 챔버의 물리적 제약 내에서 원하는 대로 잠을 자고 먹거나 걸을 수 있습니다. 항공기형 엔터테인먼트(잡지, 책, 비디오테이프)가 제공됩니다. 음식 서비스 및 화장실 시설은 챔버에서 사용할 수 있습니다. 5명의 피험자가 무작위로 선택되어 러닝머신 에르고미터에서 3mph로 10분 동안 1시간에 한 번 9시간 동안 운동하여 2500~3300kcal의 대사 부하를 생성하는 시뮬레이션을 합니다.

테스트 대상과 챔버 내 테스트 담당자는 실행의 고도 프로파일에 눈이 멀게 됩니다. 지면과 동일한 테스트 고도의 경우, 더 높은 고도에서 실행의 소음 및 압력 변화를 시뮬레이션하기 위해 짧은 감압 및 재가압이 수행됩니다.

다음 환경 매개변수는 각 실행에 대해 지정된 제한 내에서 유지됩니다.

압력: 지면 주변 +/- 2mm Hg 2000' 707mm Hg +/- 2mm Hg 4000' 656mm Hg +/- 2mm Hg 6000' 609mm Hg +/- 2mm Hg 7000' 586mm Hg + /- 2mm Hg 8000' 564mm Hg +/- 2mm Hg

항공사 승객과 산악 리조트 방문객 사이에서 의료 응급 상황이 보고되는 빈도가 낮다는 것은 고도에 대한 노출이 안전하다는 것을 의미합니다. 따라서 생리적 매개변수에 대한 고도의 무증상 영향은 선험적으로 설계 변경을 고려할 만큼 충분히 심각한 것으로 간주되지 않으며 단락 7.3에 설명된 고도 선택 논리에 포함되지 않습니다. 그러나 테스트 실행 중에 발생하는 저산소증이 테스트 대상에 영향을 미칠 만큼 충분히 심각한지 여부를 입증하기 위해 생리학적 변수를 측정합니다.

7.2.1 다음 결과가 주요 관심사입니다.

다음 증상의 유병률 및 중증도: 측정 기준:

실신 관찰 숨가쁨 설문지 흉통 설문지 메스꺼움 설문지 두통 설문지 불쾌감 설문지 단기 기억력 장애 설문지 피로 설문지 미세 운동 협응 설문지

생리학적/성능 측정 측정 방법:

심박수 맥박산소측정기 동맥산소포화도 맥박산소측정기 시력 Snellen 눈 차트 색상 지각 FM 100 색조 단기 기억 켄터키 종합 청취 테스트 미세 운동 조정 퍼듀 페그보드

7.2.2 2차 관심의 결과는 다음과 같습니다.

다음 증상의 유병률 및 중증도: 측정 기준:

현기증 설문 현기증 설문 기절 설문 홍조 설문 오한 설문 땀 투성이 설문 떨림 설문 따끔 거림 설문 무감각 설문 귀 막힘 설문 흐릿한 시야 설문 터널 시력 설문 졸음 설문 초조함 설문 과민성 설문 초조함 설문 우울증 설문 행복감 설문

강화된 환경 증상 설문지(ESQ IV)는 증상 결과를 확인하는 데 사용됩니다37. 향상은 챔버 환경에 대한 테스트 대상의 인식, 최근 음식 및 음료 섭취, 활동 수준에 관한 정보를 이끌어내는 추가 질문으로 구성됩니다. 증상의 유병률을 확인하기 위해 감압 전에 주기적으로 배포되며, 챔버 내 수행자는 실행 전체에서 선택한 시간에 생리 및 성능 테스트를 수행합니다.

7.5 연구 장소:

항공 우주 및 고압 의학 센터 오클라호마 주립 대학 건강 과학 센터 801 East 91st Tulsa Oklahoma 74132

7.6 시험 대상:

테스트 대상은 Tulsa 및 주변 지역에서 모집됩니다. 테스트 피험자는 이 연구에 참여한 것에 대한 보상으로 Oklahoma State University에서 시간당 $18.00를 받게 됩니다.

다음 시험 대상자 선정 기준을 사용하여 총 216명의 시험 대상자를 선정할 것이며, 그 중 108명은 연령층에서 0과 8,000'에 무작위로 배정될 것입니다. 귀무가설이 기각되면 108명의 테스트 대상이 각 테스트 고도에 유사한 할당을 위해 모집됩니다. 이것은 고도 선택 알고리즘이 완료될 때까지 반복됩니다.

7.6.1. 연령 분포:52

연령 좌식 비율 좌식(63명) 운동 비율 운동(45명) 합계 # < 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 합계 100% 63 100% 45 108

7.6.2. 테스트 대상의 성별 분포는 대략 남성 50%, 여성 50%입니다.

7.6.3. 지난 60개월 동안 상용 항공편을 이용했지만 지난 1개월 동안 3시간 이상 비행하지 않았습니다.

7.6.4. 지난 1개월 동안 4,000피트를 넘지 않았습니다.

7.6.5. 병력

다음과 같은 병력이 없습니다.

지면에서 약물 또는 산소 요법을 필요로 하는 폐 질환 AMA 클래스 3 이하의 다음 상태 중 하나 만성 폐쇄성 폐 질환 만성 기관지염/폐기종 천식 제한성 폐 질환 AMA 클래스 3 이하의 다음 심장 상태 중 하나 관상 동맥 질환 부정맥 울혈 심부전 뇌혈관 질환 뇌혈관 사고(뇌졸중) 하지 심부 정맥 혈전증 제대로 조절되지 않는 당뇨병(지난 달 약물 용량/빈도 변경) 지난 6개월 이내에 발작. 챔버 참여를 방해하는 밀실 공포증 자기 관리 및 자기 이동을 방해하는 근골격계 장애. 모든 원인의 현재 빈혈 겸상적혈구 빈혈 겸상적혈구 특성 주임 연구원의 의견에 따르면 저산소 환경에 노출되면 과도한 위험을 초래할 수 있는 기타 상태.

테스트 시 다음을 수행해서는 안 됩니다.

전염병(상부 호흡기 질환 포함)이 있는 경우 임신한 경우 중요한 수술을 받은 지 4주 이내인 경우 치과 농양이 있는 경우 검사 후 24시간 이내에 스쿠버 다이빙을 한 경우 검사 후 24시간 이내에 헌혈한 경우 약물 또는 알코올의 영향을 받은 경우

각 챔버 실행 전에 설문지와 인터뷰를 통해 건강 상태를 확인합니다. 건강 설문지를 성공적으로 완성한 신청자는 최종 적격성 결정이 내려지기 전에 심혈관 및 폐 상태에 초점을 맞춘 자격을 갖춘 의사의 신체 검사를 받게 됩니다. 신청자가 연구에 포함될 자격이 있으려면 정상적인 심혈관 및 폐 검사가 필요합니다. 고도에서 운동할 40세 이상의 테스트 대상자는 고도 챔버 실행 전에 수행할 차등 운동 내성 테스트에서 4.0 METS까지 안전하게 운동할 수 있는 능력을 입증해야 합니다.

"PreRun" 설문지는 테스트 대상이 의사의 검토를 받은 이후로 부적격 조건이 발생했는지 확인하기 위해 테스트 대상이 고도 챔버에 들어가기 전에 실행 아침에 관리됩니다. 모든 PreRun 설문지는 의사 조사관이 검토합니다.

7.6.6. 특별한식이 요법이 필요하지 않습니다.

7.6.7. 영어를 읽고 말할 수 있습니다.

모든 설문지, 일상 및 비상 지침은 영어로 제공됩니다. 인종적 또는 민족적 배제 기준은 없습니다.

7.6.8. 신체 크기: 체질량 지수 35 미만, 신장 74" 미만.

상업용 항공기 좌석의 크기와 고도 챔버 내부는 참가자의 안전과 편안함을 위해 크기 제한이 필요합니다.

7.6.9 정보에 입각한 동의: 참여에 대해 자발적으로 정보에 입각한 동의를 하지 않은 신청자는 이 연구에 참여할 수 없습니다. 지원자는 오리엔테이션 세션 날짜를 통보받을 때 검토할 사전 동의서의 초안 사본을 받게 됩니다. 사전 동의는 오리엔테이션 중에 자세히 설명되며 모든 피험자의 질문 및 연구 참여에 대한 설명이 제공됩니다. 의사 및 과학 연구원만 후보자로부터 정보에 입각한 동의를 얻습니다. 모든 서명된 사전 동의 양식은 보잉 안전, 건강 및 환경 마스터 기록 보관 일정에 따라 보관됩니다.

8. 연구 장비 및 프로토콜

8.2 프로토콜:

각 실행의 자세한 일정은 첨부 4에 나와 있습니다. 실행 기간 동안 테스트 대상에게 테스트 장비가 연결되지 않습니다. 그러나 맥박산소측정기의 감지기는 각 피험자의 손가락에 간헐적으로 고정되어 혈중 산소화를 측정합니다. 각 측정에 대해 감지기는 약 1분 동안 부착됩니다. 2시간 30분부터 14시간까지 테스트 프로토콜이 진행되는 동안 테스트 피험자는 비행기에서와 마찬가지로 비디오 엔터테인먼트와 잡지를 제공받게 됩니다. 설문 조사 시간 동안 비디오가 중지됩니다. 피실험자들은 비행 시 평소에 가지고 다니는 물품(책, 업무 등)을 지참하고 20시간 비행 동안 입을 옷을 입도록 요청받습니다.

시험을 수행하고 시험 대상의 상태를 모니터링하기 위해 시험이 실행되는 동안 조사 팀 중 최소 한 명은 항상 고도 챔버에 있어야 합니다.

실험 대상은 다음과 같은 이유로 고도 챔버에서 제거됩니다.

1. 시험 대상자 요청

2. 다음과 같은 의학적 상태:

   의식 상실 5분 이상 지속되는 흉통 안심해도 완화되지 않는 숨가쁨 반복적인 구토

3. 챔버 내 관찰자 또는 의사의 판단에 따라 테스트 대상의 안전을 위해 제거해야 하는 기타 모든 상태.

실험 대상이 방을 떠나면 다시 돌아올 수 없습니다.

고도 챔버 실행은 오전 9시에 시작(시간 0)되도록 예정되어 있습니다. 피험자는 다음날 아침 약 6시 30분에 테스트를 완료합니다.

20시간 이전에 증상 유병률 및 심각도 정체가 확인되면 실행 기간을 줄일 수 있습니다. 이것은 모든 해수면과 8,000피트 런이 완료된 후에 결정될 것입니다.

8.3 연구 방법론, 샘플링 및 데이터 분석

8.3.1 연구 방법론

적당한 고도 노출이 편안함과 웰빙에 미치는 영향을 확인하기 위해 108명의 피험자가 20시간 동안 고도 챔버에서 8,000피트에 해당하는 기압에 노출되고 증상 설문 조사 질문에 대한 응답이 100명의 피험자의 응답과 비교됩니다. 동일한 챔버에서 20시간 동안 주변(지면) 압력에 노출됩니다.

이 연구는 Split-Split Plot Factorial 디자인을 사용할 것입니다. 챔버 런은 전체 플롯 단위이고 고도(0', 8,000' 및 모든 중간 고도)는 전체 플롯 요소이고 테스트 대상은 분할 플롯 요소로 운동이 있는 분할 플롯 단위입니다[Ex( 운동) vs Sed(앉아있는)], 각 피험자에 대한 반복 측정은 노출 시간을 split-split plot factor로 하는 split-split 단위를 나타냅니다. 따라서 이 설계에서 고도 차이를 테스트하기 위한 적절한 실험 장치는 챔버 실행입니다. 본 연구의 반복 측정은 20시간 동안 x회 시행될 설문지의 증상 항목에 대한 응답과 PaO2, 심박수 등의 측정을 포함하며 반복적으로 측정됩니다. 공부의 시간.

8.3.2 샘플링

216명의 피험자가 연구에 참여할 것입니다. 약 절반은 여성이고 약 절반은 남성입니다. 연령 분포 분석은 아래 표에 나와 있습니다(주어진 연령대의 경우 테스트 대상의 약 절반은 남성이고 약 절반은 여성임). 먼저 아래 주어진 분포에 맞는 216명의 피험자를 선택합니다. 그런 다음 주어진 연령 범위 내에서 주어진 성별의 시험 대상자는 4가지 조건(0' Condition Ex, 0' Condition Sed, 8,000' Condition Ex 및 8,000' Condition Sed) 중 하나에 무작위로 할당됩니다. 샘플 크기 고려 사항은 첨부 8을 참조하십시오.

0' 조건 8,000' 조건 피험자 수 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 합계 216 45/45 63/63 22/23 32/31 22/23 31/32

8.3.3 데이터 수집 및 기밀성

피험자 응답 수집에 사용되는 설문 및 전화 인터뷰 양식은 첨부 5에 나와 있습니다. 데이터 기록 양식은 첨부 6에 나와 있습니다. 테스트 대상은 테스트 대상 번호만으로 설문 조사 양식에서 식별됩니다. 데이터는 시험 대상 번호를 식별자로 사용하여 전자 스프레드 시트에 입력됩니다. 데이터 무결성을 보장하기 위해 조사자는 테스트 대상 번호와 테스트 대상 이름을 연결하는 스프레드시트를 사용할 수 있습니다. 스프레드시트는 암호 보안 액세스로 보호되는 파일 서버에 상주합니다. 사용하지 않을 때 설문 조사 양식, 전화 인터뷰 양식 및 노트북은 잠긴 캐비닛에 보관됩니다. 종이 기록은 The Boeing Company에 보관되며 10년 후 폐기됩니다. 전자 데이터는 암호로 보호된 컴퓨터 또는 유사하게 보호된 전자 형식으로 무기한 저장됩니다.

데이터 분석을 준비하기 위해 테스트 대상 응답과 인구 통계학적 정보는 테스트 대상 번호를 사용하여 병합되지만 이름은 포함되지 않습니다. 그룹화된 결과만 게시됩니다. 정보가 발생한 테스트 대상을 식별할 수 있는 형식으로 게시되지 않습니다.

8.3.4 데이터 분석

먼저 EQS 질문에서 AMS-R, AMS-C 및 AMS-D를 계산하여 치료 간의 유의한 차이에 대해 증상 데이터를 분석합니다. 고도로 인한 차이와 활동(Ex 대 Sed)으로 인한 주요 효과 및 고도와 운동 사이의 상호 작용 효과를 살펴보기 위해 split-split plot 요인 설계에 대해 적절한 분산 분석(ANOVA)을 수행할 것입니다. 이 ANOVA는 또한 테스트 대상 내 점수를 분석하여 증상 보고가 시간이 지남에 따라 변경되는지 확인합니다. 둘째, 증상 데이터는 "증상 없음=0"(증상 척도에서 0 응답) 및 "증상=1"(증상 척도에서 1-6 응답)으로 기록될 것입니다. 이러한 데이터는 고도와 운동 간의 주요 효과 및 상호 작용 효과에 대해 분석됩니다.

다른 종속 측정(SaO2, 심박수 등)은 분할-분할 플롯 요인 설계에 대한 적절한 ANOVA를 사용하여 분석됩니다. 이러한 데이터는 주요 효과(고도 및 활동), 시간 경과에 따른 변화 및 고도/활동 상호 작용에 대해서도 분석됩니다.