高性能戰(zhàn)機(jī)飛行員航訓(xùn)過度通氣致急性缺氧耐力不良兩例

310007 空軍杭州航空醫(yī)學(xué)鑒定訓(xùn)練中心 陳曉健 李交杰 陳小萍

急性缺氧耐力評定是航空生理訓(xùn)練基本內(nèi)容之一，它是通過缺氧體驗(yàn)和測定有效意識時間來評定缺氧耐力的，其客觀指標(biāo)通過有效意識時間來體現(xiàn)。有效意識時間是指從中斷氧源開始到不能有效地采取自救措施的時間間隔[1]。急性缺氧耐力存在個體差異，航訓(xùn)中訓(xùn)練順序安排不合理或訓(xùn)練方法不當(dāng)也會導(dǎo)致個體的急性缺氧耐力下降。下文就是在航訓(xùn)中發(fā)生兩例過度通氣從而導(dǎo)致急性缺氧耐力下降現(xiàn)象發(fā)生的報告。

1 臨床資料

例1，飛行員，男性，27歲，殲10飛行員，飛行總時間800 h，2008年于北京空四所進(jìn)行改裝體檢，結(jié)論合格，平素體健，無不適，心理測試顯示心理適應(yīng)度良好。2009年7月5日上午對其進(jìn)行急性缺氧耐力評定，試驗(yàn)前自訴身體良好，在倒寫數(shù)字測驗(yàn)的1 min內(nèi)，該飛行員書寫流利，字跡工整，數(shù)字準(zhǔn)確。倒寫數(shù)字測驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行低氧體驗(yàn)，用DY-84型氧檢測儀模擬7 500 m高空氧氣含量 (試驗(yàn)當(dāng)時氧氣壓力110 kg/cm2，氮?dú)?0 kg/cm2，氮?dú)鈽?biāo)準(zhǔn)壓力指示值2.5 kgt/cm2，氧氣標(biāo)準(zhǔn)壓力指示值3.8 kgt/cm2，混合氣體流量20 L/min，用SGA單項(xiàng)氣體分析儀檢測實(shí)際氧含量為7.1％)，試驗(yàn)進(jìn)行前1 min內(nèi)監(jiān)測儀顯示生命體征變化平緩，血氧飽和度由98％下降至85％，心率由94次/min上升到121次/min，在其后15 s內(nèi)，血氧飽和度急劇下降，由85％下降到60％，心率上升至139次/min。呼吸逐漸急促，指甲出現(xiàn)發(fā)紺，雙手輕度顫抖，書寫出現(xiàn)停頓，書寫速度變慢，即停止低氧耐力評定。松解面罩并緊急供純氧120 s后，呼吸逐步平緩，血氧飽和度恢復(fù)到100％，指甲紅潤。自述急性缺氧耐力評定過程中有眼花、手顫抖、全身肌肉僵直及出冷汗癥狀，試驗(yàn)全過程中意識清醒。追問其訓(xùn)練前休息及當(dāng)日活動情況得知，本次急性缺氧耐力評定前10 min進(jìn)行了兩腳蹬力120 kg持續(xù)1 min的抗荷訓(xùn)練，自我感覺較疲憊。因此，初步考慮為抗荷訓(xùn)練過度通氣所致，充分休息2 d后于7月7日再次對其進(jìn)行急性缺氧耐力評定，有效意識時間達(dá)2 min 30 s，血氧飽和度由100％降至76％，心率由76次/min上升至96次/min，自我感覺除出現(xiàn)眼花癥狀外，無前次低氧體驗(yàn)訓(xùn)練過程中的其他癥狀。吸氧2 min后癥狀消失，各種生命體征恢復(fù)正常，評定急性缺氧耐力良好。

例2，某部飛行員，男性，31歲，蘇-27飛行員，飛行總時間1 200 h，平素體健，心理測試顯示心理適應(yīng)度良好。2009年8月16日進(jìn)行急性缺氧耐力評定，評定前自訴身體感覺良好，在試驗(yàn)前進(jìn)行的倒寫數(shù)字測驗(yàn)的1 min內(nèi)書寫流利，字跡工整，數(shù)字準(zhǔn)確。倒寫數(shù)字測驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行低氧體驗(yàn)，低氧檢測儀模擬7 500 m高空氧氣含量 (試驗(yàn)當(dāng)時氧氣壓力90 kg/cm2，氮?dú)?00 kg/cm2，氮?dú)鈽?biāo)準(zhǔn)壓力指示值2.6 kgt/cm2，氧氣標(biāo)準(zhǔn)壓力指示值3.8 kgt/cm2，混合氣體流量20 L/min，用SGA單項(xiàng)氣體分析儀檢測實(shí)際氧含量為7.1％)。試驗(yàn)進(jìn)行前60 s內(nèi)監(jiān)測儀顯示生命體征變化平緩，血氧飽和度由99％下降至90％，心率由85次/min上升到100次/min，在其后20 s內(nèi)，血氧飽和度急劇下降，由90％下降到65％，心率上升至139次/min，呼吸逐漸急促，面色蒼白，指甲出現(xiàn)發(fā)紺，書寫錯誤，自我耐受不了主動中斷倒寫數(shù)字而停止訓(xùn)練。主檢軍醫(yī)立刻緊急供純氧120 s后，呼吸恢復(fù)正常，心率下降至87次/min，血氧飽和度恢復(fù)到100％，指甲轉(zhuǎn)紅潤。自述低氧吸入過程中有頭暈、眼花、手無力及出冷汗癥狀，試驗(yàn)全過程中意識清醒。追問其訓(xùn)練前休息及當(dāng)日活動情況得知，本次低氧耐力測驗(yàn)前15 min，已連續(xù)3次進(jìn)行加壓供氧訓(xùn)練約40 min。因此，考慮飛行員低氧耐力不良可能是過度換氣所致，囑其充分休息，并于2 d后同一時段對其再次進(jìn)行急性缺氧耐力評定，測定有效意識時間達(dá)2 min 45 s，血氧飽和度由100％降至78％，心率由72次/min上升至93次/min，自我感覺僅有頭暈及出冷汗癥狀。吸氧2 min后癥狀消失，各種生命體征恢復(fù)正常。評定急性缺氧耐力良好。

2 討論

過度通氣(hyperventilation)是指因通氣量過量增加導(dǎo)致肺泡氣中二氧化碳分壓降低的狀態(tài)[2]。其主要特點(diǎn)是從肺泡、血液和組織中排除過多的二氧化碳，導(dǎo)致肺泡氣、動脈血和組織中二氧化碳分壓降至正常水平以下，又由于血液中二氧化碳分壓降低，血液酸堿平衡遭到破壞，使堿量過多，低碳酸血癥和堿中毒是過度通氣引發(fā)的主要結(jié)果，這兩者改變組織細(xì)胞呼吸，其癥狀通常是逐步出現(xiàn)，常見有頭暈、眩暈、四肢和嘴唇周圍表皮麻木并有刺痛感、視力模糊和思考能力減退等。當(dāng)動脈血二氧化碳分壓下降至2.7～3.3 kPa(20～25 mmHg)時，可以產(chǎn)生肌肉痙攣，特別是四肢和面部肌肉痙攣，嚴(yán)重時可產(chǎn)生手足痙攣。在發(fā)生急性高空缺氧時，機(jī)體的癥狀和體征通常很快出現(xiàn)，常見頭暈、頭脹和心慌，但一般不會出現(xiàn)肌肉僵直和手足痙攣等體征。但過度通氣和缺氧的癥狀在實(shí)際工作十分類似，不便區(qū)分。

在機(jī)體發(fā)生急性高空缺氧時，機(jī)體主要通過循環(huán)和呼吸系統(tǒng)來代償，其中呼吸系統(tǒng)代償占有重要地位。在單純急性高空缺氧情況下，動脈血氧分壓降低至一定水平時，頸動脈體及主動脈體內(nèi)的感受器興奮性增強(qiáng)，引起肺通氣量的增加；但同時出現(xiàn)的“繼發(fā)性缺二氧化碳”又可抑制呼吸中樞，限制肺通氣量增加的程度，防止二氧化碳分壓降低過多。在合并過度通氣時，這種反饋調(diào)節(jié)機(jī)制因過度通氣致使動脈血中二氧化碳分壓過低而失靈，組織缺氧和缺二氧化碳兩者相互影響、綜合作用，導(dǎo)致機(jī)體缺氧耐力急劇下降。

本文報告這兩例急性缺氧耐力評定前進(jìn)行大運(yùn)動量抗荷訓(xùn)練及加壓供氧訓(xùn)練，導(dǎo)致飛行員發(fā)生急性缺氧耐力不良，經(jīng)過充分休息后，再次評定急性缺氧耐力良好，說明大運(yùn)動量后產(chǎn)生了過度通氣，產(chǎn)生的癥狀體征是過度通氣和急性缺氧綜合作用所導(dǎo)致的。

在日常航訓(xùn)中，飛行員因?yàn)橼s進(jìn)度，有時在出現(xiàn)過度通氣尚未完全恢復(fù)時就開始急性缺氧體驗(yàn)，此時急性高空缺氧合并過度通氣早期表現(xiàn)與缺氧癥狀的表現(xiàn)無明顯區(qū)別，飛行員主觀上還可能誤認(rèn)為“缺氧癥狀加重”或者“呼吸阻力仍然過大”，反而有意地加強(qiáng)呼吸，如此反復(fù)，以致引起嚴(yán)重缺二氧化碳，致使機(jī)體反應(yīng)癥狀更顯突出，從而影響了航訓(xùn)效果的評定。據(jù)文獻(xiàn)報道，在航空兵部隊(duì)飛行訓(xùn)練中，有90％的飛行人員經(jīng)歷過度通氣，美軍1970～1973年在多坐飛機(jī)上因過度換氣而發(fā)生14例空中暈厥[3-4]，且發(fā)生率隨機(jī)種性能提高而增加[5]；若合并發(fā)生缺氧或其他異常因素影響，即可能成為造成事故癥候甚至引起飛行失事的原因。

3 建議

鑒于過度通氣對航空生理訓(xùn)練的影響，以及對航空兵部隊(duì)實(shí)際飛行的危害，現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)建議。

3.1 增加相應(yīng)生理教育 在航空生理教育課時，詳細(xì)向空勤人員講解產(chǎn)生過度通氣的原因、癥狀表現(xiàn)和體征及其與缺氧的區(qū)別，并通過抗荷抗缺氧試驗(yàn)正確掌握動作要領(lǐng)，預(yù)防過度通氣的發(fā)生；航訓(xùn)前囑其注意休息，確保航訓(xùn)順利完成。

3.2 增加過度通氣體驗(yàn) 合理利用抗荷訓(xùn)練和加壓供氧訓(xùn)練，使之達(dá)到過度通氣效果，讓空勤人員體驗(yàn)過度通氣的感覺并體會與低氧體驗(yàn)的異同。

3.3 航訓(xùn)時加強(qiáng)責(zé)任心 在低氧耐力體驗(yàn)前仔細(xì)詢問受訓(xùn)飛行員休息情況，著重觀察其一般情況，并注意和加壓供氧及抗荷訓(xùn)練間隔時間，防止過度通氣和缺氧相互影響，從而加重其癥狀。

3.4 改進(jìn)航訓(xùn)相關(guān)裝備 改進(jìn)加壓供氧設(shè)備，使之呼吸氣流阻力符合國家軍用標(biāo)準(zhǔn)(GJB 1013-91)。對抗荷抗缺氧設(shè)備操作規(guī)范進(jìn)一步研討，防止發(fā)生過度通氣情況。在加壓供氧試驗(yàn)的過程中，囑被試飛行員逐步減低呼吸深度，但不要閉氣，防止肺內(nèi)壓升高刺激肺部位拉長器刺激迷走神經(jīng)導(dǎo)致心率變緩，從而影響航訓(xùn)效果。

[1]國防科學(xué)技術(shù)委員會.國家軍用標(biāo)準(zhǔn)：急性缺氧耐力的綜合評定[S].GJB 1092-91，P1.

[2]馬瑞山.航空航天生理學(xué)[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)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 period 1970-1973 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 hyperventilation during jet pilot training[J].JAviat Med，1957，28(3)：241-248.