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2021-02-01在高空環境會產生哪些生理問題?飛機上的人體秘辛大解析 614 期

Author 作者 盧衍良/成功大學航太博士,朝陽科技大學飛航系主任,曾任職飛安會工程師、考選部典試委員與交通部/民航局/陸委會等委員。
機上廣播
各位乘客您好,我們本班機即將起飛,請隨時留意您的身體狀況,如有不適請立即通知空服員。►►►

人類的身體與生俱來就不適合飛行,但我們卻利用智慧創造科技,改變了生活中的一切,至今已經飛行了100多年!今天就讓我們認識一下這些始終存在,卻也容易被忽略掉的航空生理症狀。在此之前,讀者們也必須先有個基本認知:一般生活醫學討論的,都是在「正常環境下,人體產生不正常症狀」的治療問題;然而航空醫學所要探討的,卻都是「正常人體在不正常的環境下,產生生理問題」的預防與抑制。那麼,那些因為航空而導致的「高空缺氧問題」、「氣體膨脹效應」,以及「高空減壓病」等生理問題,究竟是怎麼一回事呢?

雖然那裡空氣很稀薄─高空缺氧問題

人類飛行首先要面對的就是「壓力變化」的問題。大氣壓力(atmospheric pressure)會隨著飛行的海拔高度越高而越來越低,人類能夠自主呼吸的能力也就跟著越來越低,如圖一所示。現代民航客機動輒會飛到3萬5千英呎(feet, ft)以上的高空,為了讓旅客們感到舒適,機艙加壓早已是法規的必備要求。
 

圖一/海拔高度與大氣壓力變換關係圖
大氣壓力會隨著飛行的海拔高度升高而下降,使得人類能夠自主呼吸的能力跟著降低。

但考慮到機身內外壓力差過大將會影響飛機結構安全,多數飛機在飛行中最大內外壓差約為0.585個大氣壓力,讓機艙內的壓力相當於海拔8000英呎以下,這樣的環境便可以讓旅客處於正常自主呼吸的狀態。近年新出廠的飛機,雖然可以讓機艙壓力高度(cabin pressure altitude)更接近能讓人體感到舒適的環境,但仍然無法達到相當於地表的壓力。

而高空飛行環境除了低壓以外,機外的零下溫度環境與較少的高空水分,即使機艙內部經過調溫控制,其溫度通常也會偏低,且空氣會變得十分乾燥,這些都是飛機爬升到高空所伴隨而來的環境條件。

如表一所示,隨著海拔高度越高,大氣壓力越低,人體的肺氧分壓也會跟著降低,連帶的也讓血液中的血氧飽和度降低。血氧飽和度是反映呼吸循環功能的重要生理參數,是一種衡量人體血液攜帶氧氣能力的指標,當血氧飽和度低於90%以下時,人體就會有缺氧(hypoxia)的風險。

 

表一
 
高空缺氧危害並沒有一定的症狀或過程,每位個案都會有所不同,不過在臨床上,高空缺氧的初期症狀會讓人產生如微醺般的欣慰感,由於心智反應變慢,因此會失去警覺功能,手腳動作也會不協調。在行為表現上,則會變得無精打采、對周遭警覺減弱、行動遲緩,甚至昏沉欲睡,沉浸在一種具有莫名安全感的狀態中。……【更多內容請閱讀科學月刊第614期】