8-1-2. Effects of Altitude

8-1-2. Effects of Altitude

 

a. Hypoxia.

 

1. 저산소증이란 뇌와 그 외 장기들의 기능이 손상될 정도로 체내 산소가 결핍된 상태이다. 비록 대기 중의 산소 농도는 지상에서 우주까지 약 21%로 일정하지만 고고도에서는 기압이 감소하므로 저산소증이 발생한다.

 

2. 야간 시력은 5,000ft 정도의 cabin pressure altitude에서부터 악화될 수 있다. 허나 hypoxia로 인한 그 외의 영향들은 보통 12,000ft 이하에서는 발생하지 않는다. 12,000 ~ 15,000ft의 고도에서는 판단력, 기억력, 경계심, 협응력, 그리고 계산 능력이 손상되고 두통, 졸음, 어지러움, 그리고 행복감이나 호전성이 발생한다. 이 영향들은 고도가 높아질수록 더 짧은 시간 내에 발생한다. 15,000ft에서 조종사의 능률은 15분 만에 심각하게 저하될 수 있다.

 

3. 15,000ft 이상의 cabin pressure altitudes에서는 시야 주변이 회색으로 흐려져서 중심 시야만 남게 되는 터널시(tunnel vision)가 발생한다. 손톱과 입술이 파랗게 변하는 청색증(cyanosis)이 발생한다. 18,000ft에서는 20 ~ 30분 사이에 수정 및 보호 조치를 취할 수 있는 능력을 상실하고 20,000ft에서는 5 ~ 12분 사이에 수정 및 보호 조치를 취할 수 있는 능력을 상실하며 곧이어 의식을 잃게 된다.

 

4. 저산소증의 영향이 발생하는 고도는 다양한 요인에 의해 더 낮아질 수 있다. 흡연이나 배기가스로 흡입한 일산화탄소, 헤모글로빈 부족(빈혈), 그리고 특정 약물은 혈액의 산소 운반 능력을 감소시킬 수 있다(신체 조직에 공급되는 산소의 양이 이미 수 천 피트의 cabin pressure altitude에 노출되었을 때와 동일해질 정도로). 소량의 알코올과 소량의 특정 약물(예를 들어 항히스타민제, 신경안정제, 진정제, 그리고 진통제)은 억제작용을 통해 뇌를 저산소증에 더 취약하게 만들 수 있다. 극심한 더위와 추위, 열, 그리고 불안감은 신체의 산소 수요를 증가시키며 따라서 저산소증에 취약해진다.

 

5. 저산소증의 영향은 보통 인지하기 상당히 어렵다(특히 점진적으로 발생하는 경우). 저산소증의 증상은 개인마다 다르지 않으므로 altitude chamber “flight”에서 저산소증의 영향을 경험 및 확인하면 저산소증을 인지하는 능력을 크게 향상시킬 수 있다. FAA는 FAA Civil Aeromedical Institute와 미국 전역의 많은 군사 시설에서 실시되는 항공 생리학 훈련을 통해 이 기회를 제공한다.

 

(Altitude chamber. 출처: youtube/Pilot Institute Airplanes)

6. 고도에 대한 내성을 감소시키는 요소들에 주의를 기울이고, 적절한 산소 시스템을 통해 흡입 공기에 산소를 더해주고, 그리고 안전한 cabin pressure altitude를 유지함으로써 저산소증이 예방될 수 있다. 최적의 보호를 위해 주간에는 10,000ft 이상에서, 그리고 야간에는 5,000ft 이상에서 보조 산소를 사용하는 것이 권장된다. CFR에 따라 12,500ft ~ 14,000ft의 cabin pressure altitudes에 노출된 경우에는 30분 후에 비행 승무원이 보조 산소를 이용해야 하고 14,000ft 이상의 cabin pressure altitudes에 노출된 경우에는 비행 승무원이 즉시 보조 산소를 이용해야 한다. 15,000ft 이상의 cabin pressure altitudes에 노출된 경우에는 항공기의 모든 탑승자가 보조 산소를 제공받아야 한다.

 

b. Ear Block.

 

1. 상승 도중 항공기 기내 압력이 감소함에 따라 중이(middle ear) 내의 팽창 공기가 유스타키오관을 열고 비강으로 빠져나가면서 중이의 압력이 기내의 압력과 동일해진다. 그러나 하강 도중에는 중이의 압력과 기내의 압력을 동일하게 만들기 위해 조종사가 주기적으로 유스타키오관을 열어야 한다. 이는 침을 삼키거나, 하품을 하거나, 혹은 목 근육을 긴장시킴으로써 이루어질 수 있다. 만약 이러한 방법들이 효과가 없다면 입을 다물고, 코를 손으로 쥐고, 코로 숨을 내쉬려 시도한다(=발살바 기법).

(출처: FAA PHAK)

2. 상기도 감염(예를 들어 감기나 인후통)이나 코 알레르기 질환은 유스타키오관 주변에 충혈을 발생시켜서 압력 균등화를 어렵게 만들 수 있다. 그 결과로 유스타키오관이 닫히고 중이와 기내의 압력 차이가 증가할 수 있다. 이러한 문제를 일반적으로 “귀 막힘(ear block)”이라 부른다.

 

3. 귀 막힘은 심각한 귀 통증을, 그리고 수 시간에서 수 일간 지속될 수 있는 청력 손실을 발생시킨다. 비행 도중, 혹은 착륙 후 고막 파열이 발생할 수 있다. 중이에 체액이 축적되어서 감염이 발생할 수도 있다.

 

4. 상기도 감염이나 코 알레르기 질환이 있는 경우에는 비행을 수행하지 않아야 귀 막힘이 예방된다. decongestant sprays나 decongestant drops로는 유스타키오관 주변의 충혈을 줄여주는데 충분한 보호를 제공하지 않는다. oral decongestants는 조종사의 수행 능력을 크게 손상시킬 수 있는 부작용을 가지고 있다.

 

5. 착륙 직후 귀 막힘이 사라지지 않으면 내과 의사의 진찰을 받아야 한다.

 

c. Sinus Block.

 

1. 상승 및 하강 도중 부비동과 비강을 연결하는 작은 구멍을 통해 부비동의 공기 압력이 기내의 공기 압력과 동일해진다. 상기도 감염(예를 들어 감기나 부비동염)이나 코 알레르기 질환으로 인해 구멍 주위에 충혈이 발생하면 압력 균등화가 느려질 수 있으며 그 결과로 부비동과 객실 사이의 압력 차이가 커지면서 구멍이 막힐 수 있다. “sinus block”은 하강 도중 자주 발생한다.

(출처: 건강다이제스트)

2. sinus block은 전두동(frontal sinuses. 각 눈썹 위에 위치)이나 상악동(maxillary sinus. 각 볼 위쪽에 위치)에서 발생할 수 있다. 이는 보통 부비동 부위에 극심한 통증을 일으킬 것이다. maxillary sinus block의 경우에는 윗니가 아플 수도 있다. 피 묻은 점액이 비강으로부터 배출될 수 있다.

 

3. 상기도 감염이나 코 알레르기 질환이 있다면 비행을 수행하지 않아야 sinus block이 예방된다. decongestant sprays나 decongestant drops로는 부비동 주변의 충혈을 줄여주는데 충분한 보호를 제공하지 않는다. oral decongestants는 조종사의 수행 능력을 크게 손상시킬 수 있는 부작용을 가지고 있다.

 

4. 착륙 직후 sinus block이 사라지지 않으면 내과 의사의 진찰을 받아야 한다.

 

d. Decompression Sickness After Scuba Diving.

 

1. 스쿠버다이빙 후 비행기를 타려는 조종사나 승객은 다이빙 도중 흡수된 과도한 질소가 제거될 충분한 시간을 가져야 한다. 그렇지 않으면 고도가 높아지면서 낮은 기압에 노출되는 동안 체내에서 기체 상태로 변한 질소로 인해 altitude decompression sickness가 발생할 수 있으며 그 결과로 비상상황이 이어질 수 있다.

 

2. 최대 8,000ft의 고도에 오르기 전에 권장하는 대기 시간은 non-decompression stop diving(상승 조절이 필요하지 않은 다이빙)의 경우 최소 12시간, 그리고 decompression stop diving(상승 조절이 필요한 다이빙)의 경우 최소 24시간이다. 8,000ft 이상에 오르기 위해서는 모든 스쿠버다이빙으로부터 최소 24시간을 대기해야 한다. 이러한 권장 고도는 여압이 이루어진 cabin altitudes가 아니라 실제 비행 고도(AMSL – above mean sea level)를 기준으로 한다. 이는 비행 중 항공기 감압의 위험을 고려한 것이다.

(Decompression stop diving의 예시. non-decompression stop diving의 경우에는 stop 없이 계속 상승할 수 있다. 출처: decodoppler)