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航空醫學

航空醫學. 吳怡昌. 國防醫學院 航太醫學研究所 三軍總醫院 航太醫學部 中華民國九十一年七月廿四日. 航空生理學篇. 800. 700. 大氣壓力 (mm/Hg). 氣壓 - 高度之相對關係曲線. 600. 500. 400. 300. 200. 100. 0. 0. 10000. 20000. 30000. 40000. 50000. 60000. 70000. 高度 ( 呎 ). 大氣壓力與高度之關係圖. 飛行高度越 高 ， 環境大氣壓力越 低. 氣體分壓的觀念 道爾頓定律 (Dalton’s Law).

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Presentation Transcript

  1. 航空醫學 吳怡昌 國防醫學院 航太醫學研究所 三軍總醫院 航太醫學部 中華民國九十一年七月廿四日

  2. 航空生理學篇

  3. 800 700 大氣壓力(mm/Hg) 氣壓-高度之相對關係曲線 600 500 400 300 200 100 0 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 高度( 呎 ) 大氣壓力與高度之關係圖 飛行高度越高， 環境大氣壓力越低

  4. 氣體分壓的觀念 道爾頓定律(Dalton’s Law) 混合氣體的總壓 等於 各組成氣體之分壓的 總和 PT = P1 + P2 + ...+ PN

  5. 大氣壓力 (mmHg) 肺氧分壓 (PAO2) 血氧飽和度 (%) 高度 (呎) ground level 760 104 97 10,000 523 67 90 20,000 349 40 70 30,000 226 21 20 40,000 141 6 5 50,000 87 1 1 高度、肺泡氧壓、血氧飽和度之關係-------- 環境空氣 -------- 缺氧危害

  6. 高空缺氧症 肇因：空氣中之氧分壓過低 症狀：無特定之症狀且常因個體差異而不同。 包括：頭痛、暈眩、疲勞、欣慰感、噁心、視力模糊、對空氣之渴望、反應遲鈍、動作不協調、心智行為改變、判斷力變差、意識喪失、死亡。

  7. 定義： 從發生缺氧開始至失去行為能力為止的時間。 缺氧之有效意識時間 (Time of Useful Consciousness; TUC) 缺氧時間 註：TUC時間又稱EPT時間 (Effective Performance Time) 戴上面罩

  8. FL 430或以上 FL 400 FL 350 FL 300 FL 280 FL 250 FL 220 FL180 9-12 秒 15-20 秒 30-60 秒 1-2 分 2.5-3 分 3-5 分 8-10 分 20-30 分 有效意識時間(TUC) 高 度 TUC時間

  9. 高空缺氧症對飛安之危害 • 任何程度的缺氧都會使個體的判斷能力受損、反應時間延遲、夜視能力減弱、精細協調動作變差、飛行技能衰退。 • 值得注意的是，缺氧初期症狀往往並不明顯，但對個體判斷力的侵害即可能已發生，因此即便飛行員具有相當的缺氧症知識，也可能由於未察覺而無法立刻改正缺氧的危機。 • 陸航老煙槍的疑問。

  10. 波義爾定律(Boyle’s Law) P1V1=P2V2 • 簡言之，氣體之體積與環境壓力成反比 • 高度上升時：大氣壓力下降，氣體體積變大。 • 高度下降時：大氣壓力上升，氣體體積變小。

  11. 氣體膨脹效應 43,000 6.0X 9.5X 5.0X 4.0X 34,000 2.5X 3.0X 25,000 1.8X 16,000 2.0X WET GAS EXPANSION DRY GAS EXPANSION

  12. Middle Ear Cavity Tympanic Membrane Atmospheric Pressure External Ear Eustachian Tube Middle Ear Cavity Tympanic Membrane Atmospheric Pressure External Ear Eustachian Tube Blocked / Infected 環境氣壓變化之中耳效應 下降高度時，發生中耳氣塞 以Valsalva動作排除壓差

  13. 高空減壓症 原已溶解於體內的氮氣隨著環境氣壓突然降低，以致於因溶解度的遽降而生成大量的氣態氮氣。當溢出的氮氣量遠超過肺臟的排出量時，氮氣形成氣泡在血液中循環，即可造成各類型的臨床表徵，此稱減壓症。發生於高空航行環境下的減壓症，又稱為高空減壓症。

  14. 高空減壓病 潛水後飛行： - SCUBA 潛水是在高壓環境呼吸空氣，故大量氮氣會溶解於身體內各組織。 - 潛水越深越久，氮氣溶解量越多速率越快。 - 潛水完後，細微氣泡可形成於體內組織。 - 潛水後立刻飛行時，既存的氣泡會膨脹而阻塞血管或壓迫神經或引發血液病變，而發生「高空減壓病」。

  15. 高空減壓病 潛水後飛行： - 潛水後飛行，發生高空減壓病的最低高度約為5000呎左右。 - 潛水後，至少24小時內應避免飛行。

  16. 空間迷向之定義 (Spatial Disorientation) “A State Characterized by an Erroneous Sense of Any of the Parameters Displayed by Aircraft Control and Performance and Flight Instruments” AFMAN 11-217, Vol 1, Apr 96

  17. 空間迷向之分類 Type I - Unrecognized (未認知型) Type II - Recognized (認知型) Type III - Incapacitating (失能型)

  18. Type I – 未認知型 • 比較危險型態之空間迷向- 飛機並非處於飛行員認知的情景 • 飛行員未能有意識地認知任何空間迷項的徵兆 • 可肇因於注意力問題 (pain-induced attention distraction) • 可導因於錯誤的感官訊息或線索(perception probem) • Crashes with smile on their face (late or no recovery，例如CFIT情況) • 主要涉及“心理層面”因素

  19. 例如：控制飛行墬地 (Controlled flight into terrain, CFIT) 案例：於1996年，一架美空軍737-200飛機墬毀於克羅西亞的Dubrovnik 機場附近的2300呎山上，死亡人員包括美國商務部長Ron Brown和其他商業鉅子多人。

  20. Type II – 認知型 • 飛行員意識上認知到有問題，但是可能無法了解問題徵兆是來自空間迷向。 • 飛行員有機會可以改正此異常飛行狀態。 • 偏重涉及“生理層面”因素

  21. 個人裝備所誘發之錯覺 • 夜視鏡： • 降低視野 • 產生虛影 (False Shadowing) • 改變景深 • 降低視力

  22. Type III – 失能型 • 飛行員會經歷一種壓倒性的失能感覺 • 主要肇因於個體感官訊息的極度衝突 • 飛行員無法利用儀表或視覺所提供的訊息，執行適當的定向行為。 • 涉及“生理和心理層面”因素

  23. 例如：巨手現象(Giant Hand Phenomenon)

  24. 內 在 因 素 外 在 因 素 • 環境因素 • 惡劣天候 • 雲霧霾塵 • 地形地勢 • 夜間飛行 • 飛行因素 • 座艙設計 • 儀錶配置 • 編隊飛行 • 飛行科目 • 生理因素 • 空腹低血醣 • 宿醉 • 缺氧 • 微恙或疾病 • 藥物作用 • 轉頭運動 • 心理因素 • 疲憊 • 過度自信 • 心有旁鶩 • 狹管式注意力 • 工作負荷過高 飛行錯覺和空間迷向的誘發因素

  25. 臨床航空醫學篇

  26. 空勤體檢之目的 飛行安全之維護與作戰效能之確保乃是國軍飛航體系的終極作業目標。故此，航醫單位必須妥善運用航空醫學專業技能，儘可能地及早發掘或辨認任何可能危及飛行安全和損及作戰效能的醫學因素，並適時提出有效的改正或防範措施，以確保上述作業目標之達成。空勤體檢作業即為此矣！

  27. 空勤體檢標準如何定訂？ • 經驗法則 • 理論基礎 • 科學實證

  28. 於1912年2月間，美國戰爭部(War Depart)首度頒佈飛行生之空勤體格標準。 • 於1914年，當時美國通信部隊(Signal Corps)的飛行部門要求陸軍軍醫長提供判定適合飛行的體格標準。但是不久後，軍醫長的標準被要求降低，因為實在招不到飛行生。 • 之後，被尊稱為「美國軍事航空醫學之父」的Theodore Lyster少校積極投入體檢單位的成立和體格標準的研擬等工作，終致確立美國航空醫學發展的奠基。

  29. 飛行安全 訓補需求 戰技效能 風險 效益 定訂空勤體檢標準之考量

  30. 缺點免計制度之精神 • 缺點免計是空勤體檢政策的一項“例外”，但其作業依然必須遵循「飛行安全之維護和作戰效能之確保」的基本作業目標。 • 缺點免計制度是為了避免讓嚴格的空勤體檢標準制度嚴重僵化組織的人力運用；同時，用以提高昂貴的飛行人力資源的投資效益。

  31. 缺點免計制度之思維 • 缺點免計的制度亦促使航空醫學必須從飛行安全的風險、作戰效能的影響和飛航作業的實際需求面等層面，予以慎重考量飛行員的適飛能力。

  32. 缺點免計制度之效益 • 航空醫學的進步使得身具體格缺點的飛行員，大多得以獲得缺點免計而重回飛行崗位。 • 缺點免計的制度讓飛航組織能夠留用昂貴的作戰人力資源，且讓飛行人力資源的運用更具彈性。

  33. 空中緊急傷患後送作業

  34. Period Mortality rate of casualties WW II 4.5 deaths/ 100 casualties Korean War 2.5 deaths/ 100 casualties Vietnam War <1.0 deaths/ 100 casualties Desert Storm <1.0 deaths/ 100 casualties 空中緊急傷患後送作業之效益

  35. 人為因素篇

  36. All US Navy/Marine Corps Mishaps (CY 1977-92) 16 14 12 人為因素 10 8 Class A, B,& C Mishaps/100,000 Flight Hours 6 4 機械因素 2 0 1979 1981 1987 1985 1983 1989 1991 1977 Year 資料來源：Shappell & Wiegmann, 1996

  37. 疏失率： 人為因素 1/1,000 飛機因素 1/10,000,000 飛行失事肇因分析 其他 機場/航管 人為因素 天候因素 飛機 維護作業 其他 個體表現衰退 違規 工作負荷過高 組員資源管理不佳 技能不佳 資料來源：FAA Human Performance Program, 1999

  38. 能 表 技 現 人為因素 vs. 技能表現  - • 飛行疲勞 • 身心問題 • 壓力與疾病 • 人為自加壓力 • 行政負荷 • 身心健全 • 生活規律 • 敬業態度 • 專業技能 • 訓練管理 人為 因素

  39. 飛行失事 危害因子 人員裝備 耗損 士氣戰力 喪失 作業風險

  40. 身為智者 酒精 藥物 疲勞 香煙 低血醣 --- 讓人為自加壓力遠離飛機 ---

  41. 個體技能衰減的催化劑-飛航作業風險- • 睡眠喪失/疲勞 - 時差因素 • 年齡老化 • 環境噪音與溫度 • 營養攝取不均  工作負荷  擾流與震動 • 身心問題 - 身心理壓力 - 疾病 - 人為自加壓力 • 作業紀律(單位) • 管理機制(組織)

  42. 飛行個人裝備之負荷

  43. 提昇夜間戰鬥能力的夜視鏡

  44. 第三代夜視鏡 第二代夜視鏡 第一代夜視鏡

  45. 頭盔 電池盒 夜視鏡

  46. 飛行失事醫學調查篇

  47. 詳實 調查作業 訂定 減除措施 確認 失事肇因 落實 飛安管理 確保 飛行安全 與效能 發掘 併存危因 飛安失事調查之宗旨 航空醫學

  48. 醫學調查程序之五步驟 • 調查準備  • 初步調查  • 蒐整醫學及心理資料  • 綜合分析  • 撰寫報告

  49. 飛航作業風險管理篇

  50. 美海軍飛行失事率之統計 (FY 50-96) 776 aircraft destroyed in 1954 Angled decks Aviation Safety Center Naval Aviation Maintenance Program established in 1959 (NAMP) RAG concept initiated NATOPS Program initiated 1961 Squadron Safety program System Safety Designated Aircraft ACT 39 aircraft destroyed in 1996 60 50 40 Class A Mishaps/100,000 Flight Hours 30 20 1.84 10 0 FY 50 65 80 96

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