Влияние высоты кабины самолета на комфорт и дискомфорт пассажиров

Высота влияет на здоровье и самочувствие человека, влияя на оксигенацию тканей за счет изменения парциального давления кислорода в газе, поступающем в легкие. Парциальное давление любого компонента смешанного газа равно общему давлению газа, умноженному на долю газа, образованного этим компонентом: примерно 78 % для азота и 21 % для кислорода в воздухе на всех высотах. . С увеличением высоты общее давление воздуха уменьшается и, следовательно, парциальные давления всех составляющих газов, включая кислород, уменьшаются. Когда воздух вдыхается, он насыщается водяным паром из тканей тела, что еще больше снижает его парциальное давление кислорода. Оксигенация тканей, измеряемая по парциальному давлению кислорода в артериальной крови (paO2), напрямую связана с парциальным давлением кислорода в газе, поступающем в легкие.

Федеральное авиационное агентство США требует, чтобы коммерческие самолеты были сконструированы таким образом, чтобы барометрическое давление в салоне на максимальной крейсерской высоте превышало давление во внешней атмосфере на высоте 8000 футов (565 мм рт. ст.)1. Научная основа этого предела неясна. Хотя существует большой объем знаний о влиянии высоты на человека, большая часть из них относится к здоровым молодым людям, проживающим на высоте более 8000 футов. Исследование влияния высоты на пассажиров коммерческих авиалиний, проведенное Макфарландом в 1937 году, показало, что «…пожилые люди в возрасте до 72 лет реагируют на умеренную высоту, то есть до 16 000 футов, без необычных трудностей». Однако тот же автор пришел к выводу: «Представленный здесь анализ человеческого фактора предполагает, что комфорт и благополучие авиапассажиров будут значительно улучшены, если условия будут как можно ближе к уровню моря. В любом случае, высота кабины от 3000 до 5000 футов не должна превышаться». 2, 3 В 1986 году Комитет по качеству воздуха в кабине авиалайнера Национального исследовательского совета (NRC) пришел к выводу: «Точно так же снижение парциального давления кислорода (pO2), происходящее на высоте 8000 футов, безопасно для нормальных людей, но, возможно, опасно для больных ХОБЛ». 4 В отчете, опубликованном в 2001 году, NRC пришел к выводу, что исследованиям влияния давления в кабине на восприимчивых людей следует уделять первоочередное внимание5.

Острая горная болезнь (ОГБ), синдром, характеризующийся головной болью, анорексией, тошнотой, рвотой, утомлением и нарушением сна, начало которого следует сразу же за подъемом на высоту6, была зарегистрирована у 12–42% посетителей, побывавших на высоте от 6300 до 10 000 метров над уровнем моря. футов в горах Колорадо.7-12 О динамике этих симптомов во времени не сообщалось достаточно подробно, чтобы можно было охарактеризовать их появление в течение первых нескольких часов после прибытия на высоту.

Медицинские проблемы, связанные с гипоксией, во время полета встречаются редко..13-18 Однако неопубликованная статистическая модель 19 предсказывает, что на высоте 8000 футов значительная часть людей, возраст которых аналогичен возрасту пассажиров коммерческих самолетов, будут испытывать paO2 ниже уровней, при которых использование Дополнительный кислород рекомендуется различными медицинскими органами.20-24 Если рекомендации по использованию дополнительного кислорода верны,25, 26 возможно, что воздействие этих уровней гипоксии в течение до 20 часов (максимальная предполагаемая продолжительность сегментов полета коммерческих самолетов) может отрицательно сказаться на комфорте и самочувствии пассажиров. .

Было продемонстрировано, что физические упражнения снижают оксигенацию крови у людей с нормальным и ненормальным здоровьем легких.27-29 Некоторые члены экипажа самолета выполняют умеренную работу в рамках своей работы30-34, а некоторым рекомендуются физические упражнения для облегчения дискомфорта, возникающего в результате длительного бездействия в полете. Неизвестно, оказывают ли умеренные физические нагрузки благотворное или вредное влияние на комфорт и самочувствие людей, находящихся на высоте.

Термины «комфорт» и «благополучие» широко используются, но не имеют точного определения. «Комфорт» определяется как «...обстоятельство, при котором человек может полностью сосредоточиться на выбранных задачах. Поддержанию благополучия не уделяется никакого внимания». 35 «Благополучие» определяется как «состояние здоровья, счастья или процветания». 36 Это исследование будет измерять единую концепцию «комфорт и благополучие» с использованием следующих факторов Анкеты экологических симптомов IV:

фактор 1, острая церебральная горная болезнь; фактор 2, острая респираторная горная болезнь; и Фактор 5, Бедствие.37

Низкие баллы указывают на большую степень комфорта и благополучия, чем высокие баллы.

Сообщалось, что легкая гипоксия вызывает бессимптомные изменения насыщения кислородом, частоты сердечных сокращений, артериального давления, зрительных функций, кратковременной памяти и мелкой моторной координации.38-41 Неопубликованные исследования выявили бессимптомные нарушения контроля зрачковых мышц, возможно, из-за дисбаланса между симпатическим и парасимпатическим нервным контролем.42

7. ПЛАН И РАСПИСАНИЕ ИЗУЧЕНИЯ

7.1 Учебная среда

Из-за размера барокамеры потребуется несколько «прогонов» на каждой высоте, чтобы оценить необходимое количество испытуемых. «Прогон» будет состоять из соответствующей ориентации испытуемых, скрининга для исключения лиц с временно дисквалифицирующими заболеваниями (см. Раздел 7.6.5), вход в камеру, разгерметизация до выбранной высоты, поддержание этого давления в течение периода времени, не превышающего 20 часов, в течение которого будут собираться и регистрироваться данные об исходе, с последующей регерметизацией до уровня моря, окончательным сбором и записью данных и увольнением. . Последующее телефонное интервью будет проведено через 5-7 дней после завершения анализа камеры (Приложение 6). Одни и те же испытуемые не будут использоваться на разных высотах.

Во время прогонов испытуемые будут сидеть в креслах коммерческого самолета и им будет разрешено спать, есть или ходить по своему желанию в рамках физических ограничений барокамеры. Будут предоставлены развлечения авиационного типа (журналы, книги, видеокассеты). В палате будет организовано питание и туалет. Пять испытуемых будут случайным образом выбраны для упражнений на беговой дорожке-эргометре со скоростью 3 мили в час в течение 10 минут один раз в час в течение 9 часов, чтобы имитировать метаболическую нагрузку от 2500 до 3300 ккал.

Испытуемые и испытательный персонал в камере не будут знать высотный профиль пробега. Для испытательных высот, равных уровню земли, будет выполняться кратковременная разгерметизация и повторное повышение давления для имитации шума и изменений давления при работе на больших высотах.

Следующие параметры окружающей среды будут поддерживаться в заданных пределах для каждого запуска:

Давление: Уровень земли Окружающее +/- 2 мм рт. ст. 2000 футов 707 мм рт. ст. +/- 2 мм рт. ст. 4000 футов 656 мм рт. ст. /- 2 мм рт.ст. 8000' 564 мм рт.ст. +/- 2 мм рт.ст.

Низкая частота сообщений о неотложных состояниях среди авиапассажиров и посетителей горных курортов свидетельствует о том, что пребывание на высоте безопасно. Таким образом, бессимптомное воздействие высоты на физиологические параметры априори не считается достаточно серьезным, чтобы требовать изменения конструкции, и не учитывается в логике выбора высоты, описанной в п. 7.3. Однако будут измерены физиологические переменные, чтобы продемонстрировать, является ли гипоксия, возникшая во время испытаний, достаточно серьезной, чтобы оказать какое-либо влияние на испытуемых.

7.2.1 Первостепенный интерес представляют следующие исходы:

Распространенность и тяжесть следующих симптомов: Измеряется по:

Обморок Наблюдение Одышка Опросник Опросник боли в груди Опросник тошноты Опросник головной боли Опросник недомогания Опросник кратковременной дисфункции памяти Опросник усталости Опросник мелкой моторики

Физиологические показатели/показатели производительности Измеряется:

Частота сердечных сокращений Пульсоксиметр Насыщение артериальной крови кислородом Пульсоксиметр Острота зрения Диаграмма Снеллена Цветовосприятие FM 100 Оттенок Кратковременная память Кентукки Комплексный тест на слух Координация мелкой моторики Purdue Pegboard

7.2.2 Результаты вторичного интереса:

Распространенность и тяжесть следующих симптомов: Измеряется по:

Опросник головокружения Опросник слабости Опросник покраснения Опросник озноба Опросник потливости Опросник дрожи Опросник покалывания Опросник онемения Опросник заложенности уха Опросник нечеткости зрения Опросник туннельного зрения Опросник сонливости Опросник нервозности Опросник раздражительности Опросник беспокойства Опросник депрессии Опросник счастья Опросник воинственности/агрессивности

Усовершенствованный вопросник экологических симптомов (ESQ IV) будет использоваться для определения исходов симптомов37. Расширение состоит из дополнительных вопросов, которые позволяют получить информацию о восприятии испытуемыми окружающей среды в камере, недавнем приеме пищи и напитков и уровне активности. Он будет распространяться перед разгерметизацией и периодически на протяжении всего цикла, чтобы установить распространенность симптомов, а дежурный в палате будет проводить физиологические тесты и тесты производительности в выбранное время на протяжении всего цикла.

7.5 Место обучения:

Центр аэрокосмической и гипербарической медицины Университет штата Оклахома Центр медицинских наук 801 East 91st Tulsa Oklahoma 74132

7.6 Испытуемые:

Испытуемые будут набраны из Талсы и близлежащих районов. Университет штата Оклахома будет платить испытуемым 18 долларов в час в качестве компенсации за их участие в этом исследовании.

Следующие критерии отбора испытуемых будут использоваться для выбора в общей сложности 216 испытуемых, 108 из которых будут случайным образом распределены по возрастным группам от 0 до 8000 лет. Если нулевая гипотеза будет отклонена, 108 испытуемых будут набраны для аналогичного назначения на каждую тестовую высоту. Это будет повторяться до тех пор, пока алгоритм выбора высоты не будет завершен.

7.6.1. Распределение по возрасту:52

Возраст Ведущий сидячий образ жизни Доля сидячих (63 человека) Занятия спортом Доля занятий спортом (45 человек) Всего # < 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 Итого 100% 63 100% 45 108

7.6.2. Гендерное распределение испытуемых будет примерно 50% мужчин и 50% женщин.

7.6.3. Летали коммерческими рейсами в течение последних 60 месяцев, но не более 3 часов за последний месяц.

7.6.4. Не превышал 4000 футов за последний месяц.

7.6.5. История болезни

Не иметь в анамнезе:

Заболевание легких, требующее медикаментозного лечения или кислородной терапии на уровне земли Любое из следующих состояний класса 3 по AMA или хуже Хроническая обструктивная болезнь легких Хронический бронхит/эмфизема Астма Рестриктивные заболевания легких Любое из следующих заболеваний сердца класса 3 по AMA или хуже Ишемическая болезнь сердца Аритмия Застойная Сердечная недостаточность Цереброваскулярная болезнь Цереброваскулярная катастрофа (инсульт) Тромбоз глубоких вен нижних конечностей Плохо контролируемый сахарный диабет (изменение дозы/частоты приема лекарств за последний месяц) Судороги в течение последних 6 месяцев. Клаустрофобия, препятствующая участию в палате. Скелетно-мышечное расстройство, нарушающее уход за собой и самостоятельное передвижение. Текущая анемия любой причины Серповидноклеточная анемия Серповидноклеточная черта Другие состояния, которые, по мнению Главного исследователя, могут привести к чрезмерному риску при воздействии гипобарической среды.

Не должен во время испытания:

иметь инфекционное заболевание (включая заболевание верхних дыхательных путей) быть беременным быть в течение 4 недель после серьезной хирургической операции. иметь зубной абсцесс; заниматься подводным плаванием в течение 24 часов после теста; сдавать кровь в течение 24 часов после теста; находиться под воздействием наркотиков или алкоголя.

Состояние здоровья должно быть установлено с помощью вопросника и опроса перед каждым запуском камеры. Кандидаты, успешно заполнившие анкету о состоянии здоровья, пройдут медицинский осмотр у квалифицированного врача, уделив особое внимание сердечно-сосудистому и легочному состоянию, прежде чем будет принято окончательное решение о соответствии требованиям. Для того, чтобы заявитель имел право на включение в исследование, потребуются нормальные сердечно-сосудистые и легочные обследования. Испытуемые старше 40 лет, которые будут тренироваться на высоте, должны будут продемонстрировать свою способность безопасно тренироваться до 4,0 METS в тесте на толерантность к нагрузке, который должен быть выполнен до дня запуска в барокамере.

Анкета «PreRun» будет введена утром перед пробежкой, прежде чем испытуемые войдут в барокамеру, чтобы определить, не появились ли у испытуемых какие-либо дисквалифицирующие условия после прохождения осмотра врачом. Все анкеты PreRun будут рассмотрены врачом-исследователем.

7.6.6. Не имеют особых диетических потребностей.

7.6.7. Может читать и говорить по-английски.

Все анкеты, рутинные и экстренные инструкции будут даны на английском языке. Критериев исключения по расовому или этническому признаку нет.

7.6.8. Размер тела: индекс массы тела менее 35 и рост менее 74 дюймов.

Размер кресел коммерческого самолета и интерьер барокамеры требуют ограничения размера для безопасности и комфорта участников.

7.6.9 Информированное согласие. Ни один заявитель, не давший добровольно информированное согласие на участие, не будет допущен к участию в этом исследовании. Кандидатам будет предоставлен черновик формы информированного согласия для ознакомления, когда они будут проинформированы о датах вводных сессий. Информированное согласие будет подробно объяснено во время ориентации, а также будут объяснены все вопросы испытуемых, касающиеся этого и их участия в исследовании. Только врачи и научные исследователи получат информированное согласие от кандидатов. Все подписанные формы информированного согласия будут храниться в соответствии с Графиком хранения основных документов компании Boeing по безопасности, охране труда и окружающей среде.

8. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ И ПРОТОКОЛЫ

8.2 Протоколы:

Подробная временная шкала каждого прогона приведена в Приложении 4. Никакое тестовое оборудование не будет прикреплено к испытуемым на время прогона. Тем не менее, детектор пульсового оксиметра будет периодически прикрепляться к пальцу каждого испытуемого для измерения оксигенации крови. Для каждого измерения детектор будет присоединен примерно на 1 минуту. На протяжении всего протокола испытаний с 2,5 до 14 часов испытуемые будут обеспечены видеоразвлечениями и журналами, как и в полете. Видео будет остановлено во время опроса. Испытуемых попросят взять с собой те предметы, которые они обычно берут с собой в полет (книги, работу и т. д.), и надеть одежду, в которой они будут находиться в течение 20-часового полета.

По крайней мере, один член группы исследователей должен постоянно находиться в барокамере во время тестовых прогонов для проведения испытаний и наблюдения за состоянием испытуемых.

Испытуемые будут удалены из барокамеры по следующим причинам:

1. Запрос испытуемого

2. Любое из следующих заболеваний:

   Потеря сознания Боль в груди, сохраняющаяся более 5 минут Одышка, не купирующаяся успокоением Повторяющаяся рвота

3. Любое другое состояние, которое, по мнению наблюдателя в камере или врача, требует устранения в целях безопасности испытуемых.

После того, как испытуемый покинет камеру, ему не разрешат вернуться.

Запуск высотной камеры будет запланирован на начало (час 0) в 9:00. Испытуемые завершат тестирование примерно в 6:30 утра следующего дня.

Продолжительность сеансов может быть уменьшена, если обнаружится, что распространенность симптомов и их тяжесть выходят на плато до 20 часов. Это будет определено после прохождения всех уровней моря и прохождения 8000 футов.

8.3 Методология исследования, выборка и анализ данных

8.3.1 Методология исследования

Чтобы определить влияние пребывания на умеренной высоте на комфорт и самочувствие, 108 испытуемых будут подвергаться воздействию барометрического давления, эквивалентного 8000 футов, в барокамере в течение 20 часов, а их ответы на вопросы анкеты о симптомах будут сравниваться с ответами 100 испытуемых. подвергается воздействию давления окружающей среды (грунта) в течение 20 часов в той же камере.

В исследовании будет использоваться факторный план с разделенным графиком. Прогоны камеры представляют собой единицы всего участка, а высота (0 футов, 8000 футов и любые промежуточные высоты) является фактором всего участка, испытуемый представляет собой единицу разделенного участка с упражнениями в качестве фактора разделения участка [Пример ( упражнения) по сравнению с Sed (сидячий образ жизни)], а повторные измерения для каждого испытуемого представляют собой единицу разделения-разделения с временем экспозиции в качестве коэффициента графика разделения-разделения. Таким образом, в соответствии с этой конструкцией подходящей экспериментальной установкой для проверки перепадов высот является прогон камеры. Повторяющиеся измерения в этом исследовании включают ответы на пункты анкеты по симптомам, которые будут вводиться x раз в течение 20-часового периода времени, а также измерения PaO2, частоты сердечных сокращений и т. д., которые также будут проводиться неоднократно в течение 20 часов. время исследования.

8.3.2 Отбор проб

В исследовании примут участие двести шестнадцать испытуемых, примерно половина из которых будет женщинами, а примерно половина - мужчинами. Распределение по возрасту приведено в таблице ниже (обратите внимание, что для данного возрастного диапазона примерно половина испытуемых будет мужчинами, а примерно половина - женщинами). Сначала будут отобраны 216 испытуемых, которые соответствуют приведенному ниже распределению. Затем испытуемые определенного пола в заданном возрастном диапазоне будут случайным образом распределены по одному из четырех состояний (0' Состояние Ex; 0' Состояние Sed; 8000' Состояние Ex и 8000' Состояние Sed). См. Приложение 8 для соображений размера выборки.

0' Состояние 8,000' Состояние Возраст # Subj Ex M/F Sed M/F Ex M/F Sed M/Ж Ex M/F Sed М/Ж < 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 Итого 216 45/45 63/63 22/23 32/31 22/23 31/32

8.3.3 Сбор данных и конфиденциальность

Формы опроса и телефонного интервью, использованные для сбора ответов испытуемых, приведены в Приложении 5. Формы регистрации данных приведены в Приложении 6. Испытуемые будут идентифицированы в формах опроса только по номеру испытуемого. Данные будут введены в электронную таблицу с использованием номера испытуемого в качестве идентификатора. Для обеспечения целостности данных исследователям будет доступна электронная таблица, связывающая номер испытуемого с именем испытуемого. Электронные таблицы будут храниться на файловых серверах, защищенных паролем доступа. Когда они не используются, формы опросов, формы телефонных интервью и ноутбуки будут храниться в запирающихся шкафах. Бумажные записи будут храниться компанией Boeing и уничтожаться через 10 лет. Электронные данные будут храниться на компьютерах, защищенных паролем, или в аналогично защищенном электронном формате на неопределенный срок.

При подготовке к анализу данных ответы испытуемых и демографическая информация будут объединены с использованием номера испытуемого, но имена не будут включены. Будут опубликованы только сгруппированные результаты. Ничто не будет опубликовано в такой форме, в которой можно было бы идентифицировать испытуемого, от которого была получена информация.

8.3.4 Анализ данных

Данные о симптомах будут проанализированы на наличие существенных различий между методами лечения путем сначала расчета AMS-R, AMS-C и AMS-D на основе вопросов EQS. Мы проведем соответствующий дисперсионный анализ (ANOVA) для факториального плана с разделенным графиком, чтобы рассмотреть различия из-за высоты и основные эффекты из-за активности (Ex против Sed) и эффекты взаимодействия между высотой и физическими упражнениями. Этот дисперсионный анализ также будет анализировать внутренние баллы испытуемых, чтобы определить, меняются ли отчеты о симптомах с течением времени. Во-вторых, данные о симптомах будут перекодированы как «нет симптома = 0» (0 ответов по шкале симптомов) и «симптом = 1» (от 1 до 6 ответов по шкале симптомов). Эти данные будут проанализированы на предмет основных эффектов и эффектов взаимодействия между высотой и физическими упражнениями.

Другие зависимые показатели (SaO2, частота сердечных сокращений и т. д.) будут проанализированы с использованием соответствующего дисперсионного анализа для факториального плана графика «расщепление-расщепление». Эти данные также будут проанализированы на предмет основных эффектов (высота и активность) и изменений с течением времени, а также взаимодействия высоты/активности.