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急性缺氧耐力评定是航空生理训练基本内容之一,它是通过缺氧体验和测定有效意识时间来评定缺氧耐力的,其客观指标通过有效意识时间来体现。有效意识时间是指从中断氧源开始到不能有效地采取自救措施的时间间隔[1]。急性缺氧耐力存在个体差异,航训中训练顺序安排不合理或训练方法不当也会导致个体的急性缺氧耐力下降。下文就是在航训中发生两例过度通气从而导致急性缺氧耐力下降现象发生的报告。
1临床资料
例1,飞行员,男性,27岁,歼10飞行员,飞行总时间800 h,2008年于北京空四所进行改装体检,结论合格,平素体健,无不适,心理测试显示心理适应度良好。2009年7月5日上午对其进行急性缺氧耐力评定,试验前自诉身体良好,在倒写数字测验的1 min内,该飞行员书写流利,字迹工整,数字准确。倒写数字测验结束后进行低氧体验,用DY-84型氧检测仪模拟7 500 m高空氧气含量(试验当时氧气压力110 kg/cm2,氮气90 kg/cm2,氮气标准压力指示值2.5 kgt/cm2,氧气标准压力指示值3.8 kgt/cm2,混合气体流量20 L/min,用SGA单项气体分析仪检测实际氧含量为7.1%),试验进行前1 min内监测仪显示生命体征变化平缓,血氧饱和度由98%下降至85%,心率由94次/min上升到121次/min,在其后15 s内,血氧饱和度急剧下降,由85%下降到60%,心率上升至139次/min。呼吸逐渐急促,指甲出现发绀,双手轻度颤抖,书写出现停顿,书写速度变慢,即停止低氧耐力评定。松解面罩并紧急供纯氧120 s后,呼吸逐步平缓,血氧饱和度恢复到100%,指甲红润。自述急性缺氧耐力评定过程中有眼花、手颤抖、全身肌肉僵直及出冷汗症状,试验全过程中意识清醒。追问其训练前休息及当日活动情况得知,本次急性缺氧耐力评定前10 min进行了两脚蹬力120 kg持续1 min的抗荷训练,自我感觉较疲惫。因此,初步考虑为抗荷训练过度通气所致,充分休息2 d后于7月7日再次对其进行急性缺氧耐力评定,有效意识时间达2 min 30 s,血氧饱和度由100%降至76%,心率由76次/min上升至96次/min,自我感觉除出现眼花症状外,无前次低氧体验训练过程中的其他症状。吸氧2 min后症状消失,各种生命体征恢复正常,评定急性缺氧耐力良好。
例2,某部飞行员,男性,31岁,苏-27飞行员,飞行总时间1 200 h,平素体健,心理测试显示心理适应度良好。2009年8月16日进行急性缺氧耐力评定,评定前自诉身体感觉良好,在试验前进行的倒写数字测验的1 min内书写流利,字迹工整,数字准确。倒写数字测验结束后进行低氧体验,低氧检测仪模拟7 500 m高空氧气含量(试验当时氧气压力90 kg/cm2,氮气100 kg/cm2,氮气标准压力指示值2.6 kgt/cm2,氧气标准压力指示值3.8 kgt/cm2,混合气体流量20 L/min,用SGA单项气体分析仪检测实际氧含量为7.1%)。试验进行前60 s内监测仪显示生命体征变化平缓,血氧饱和度由99%下降至90%,心率由85次/min上升到100次/min,在其后20 s内,血氧饱和度急剧下降,由90%下降到65%,心率上升至139次/min,呼吸逐渐急促,面色苍白,指甲出现发绀,书写错误,自我耐受不了主动中断倒写数字而停止训练。主检军医立刻紧急供纯氧120 s后,呼吸恢复正常,心率下降至87次/min,血氧饱和度恢复到100%,指甲转红润。自述低氧吸入过程中有头晕、眼花、手无力及出冷汗症状,试验全过程中意识清醒。追问其训练前休息及当日活动情况得知,本次低氧耐力测验前15 min,已连续3次进行加压供氧训练约40 min。因此,考虑飞行员低氧耐力不良可能是过度换气所致,嘱其充分休息,并于2 d后同一时段对其再次进行急性缺氧耐力评定,测定有效意识时间达2 min 45 s,血氧饱和度由100%降至78%,心率由72次/min上升至93次/min,自我感觉仅有头晕及出冷汗症状。吸氧2 min后症状消失,各种生命体征恢复正常。评定急性缺氧耐力良好。
2讨论
过度通气(hyperventilation)是指因通气量过量增加导致肺泡气中二氧化碳分压降低的状态[2]。其主要特点是从肺泡、血液和组织中排除过多的二氧化碳,导致肺泡气、动脉血和组织中二氧化碳分压降至正常水平以下,又由于血液中二氧化碳分压降低,血液酸碱平衡遭到破坏,使碱量过多,低碳酸血症和碱中毒是过度通气引发的主要结果,这两者改变组织细胞呼吸,其症状通常是逐步出现,常见有头晕、眩晕、四肢和嘴唇周围表皮麻木并有刺痛感、视力模糊和思考能力减退等。当动脉血二氧化碳分压下降至2.7～3.3 kPa(20～25 mmHg)时,可以产生肌肉痉挛,特别是四肢和面部肌肉痉挛,严重时可产生手足痉挛。在发生急性高空缺氧时,机体的症状和体征通常很快出现,常见头晕、头胀和心慌,但一般不会出现肌肉僵直和手足痉挛等体征。但过度通气和缺氧的症状在实际工作十分类似,不便区分。
在机体发生急性高空缺氧时,机体主要通过循环和呼吸系统来代偿,其中呼吸系统代偿占有重要地位。在单纯急性高空缺氧情况下,动脉血氧分压降低至一定水平时,颈动脉体及主动脉体内的感受器兴奋性增强,引起肺通气量的增加;但同时出现的“继发性缺二氧化碳”又可抑制呼吸中枢,限制肺通气量增加的程度,防止二氧化碳分压降低过多。在合并过度通气时,这种反馈调节机制因过度通气致使动脉血中二氧化碳分压过低而失灵,组织缺氧和缺二氧化碳两者相互影响、综合作用,导致机体缺氧耐力急剧下降。
本文报告这两例急性缺氧耐力评定前进行大运动量抗荷训练及加压供氧训练,导致飞行员发生急性缺氧耐力不良,经过充分休息后,再次评定急性缺氧耐力良好,说明大运动量后产生了过度通气,产生的症状体征是过度通气和急性缺氧综合作用所导致的。
在日常航训中,飞行员因为赶进度,有时在出现过度通气尚未完全恢复时就开始急性缺氧体验,此时急性高空缺氧合并过度通气早期表现与缺氧症状的表现无明显区别,飞行员主观上还可能误认为“缺氧症状加重”或者“呼吸阻力仍然过大”,反而有意地加强呼吸,如此反复,以致引起严重缺二氧化碳,致使机体反应症状更显突出,从而影响了航训效果的评定。据文献报道,在航空兵部队飞行训练中,有90%的飞行人员经历过度通气,美军1970～1973年在多坐飞机上因过度换气而发生14例空中晕厥[3-4],且发生率随机种性能提高而增加[5];若合并发生缺氧或其他异常因素影响,即可能成为造成事故症候甚至引起飞行失事的原因。
3建议
鉴于过度通气对航空生理训练的影响,以及对航空兵部队实际飞行的危害,现提出以下几点建议。
3.1增加相应生理教育在航空生理教育课时,详细向空勤人员讲解产生过度通气的原因、症状表现和体征及其与缺氧的区别,并通过抗荷抗缺氧试验正确掌握动作要领,预防过度通气的发生;航训前嘱其注意休息,确保航训顺利完成。
3.2增加过度通气体验合理利用抗荷训练和加压供氧训练,使之达到过度通气效果,让空勤人员体验过度通气的感觉并体会与低氧体验的异同。
3.3航训时加强责任心在低氧耐力体验前仔细询问受训飞行员休息情况,着重观察其一般情况,并注意和加压供氧及抗荷训练间隔时间,防止过度通气和缺氧相互影响,从而加重其症状。
3.4改进航训相关装备改进加压供氧设备,使之呼吸气流阻力符合国家军用标准(GJB 1013-91)。对抗荷抗缺氧设备操作规范进一步研讨,防止发生过度通气情况。在加压供氧试验的过程中,嘱被试飞行员逐步减低呼吸深度,但不要闭气,防止肺内压升高刺激肺部位拉长器刺激迷走神经导致心率变缓,从而影响航训效果。
参考文献
[1]国防科学技术委员会.国家军用标准:急性缺氧耐力 的综合评定[S].GJB 1092-91,P1.
[2]马瑞山.航空航天生理学[M].西安:陕西科学技术出版社,1999:97.
[3]David H.Karney.Hyperventilation-causes and cures.U.S[J]. Army Aviation Digest,1976,7:36-37.
[4] Reider DR.Hyperventilation:USAF experience for the period1970-1973 and physiological review[A].In:Aerospace medical association 1975 Annual Scientific Meeting.San Francisco,1975[C].San Francisco: Aerospace Medical Association,1975: 250-251.
[5]Balke B,Wells JG,Clark R T,Jr. In-flight hyperventilationduring jet pilot training[J].J Aviat Med,1957,28(3):241-248.
(收稿日期:2009-10-15)
