2. 海军军医大学(第二军医大学)第一附属医院妇产科, 上海 200433
2. Department of Gynaecology and Obstetrics, The First Affiliated Hospital of Naval Medical University (Second Military Medical University), Shanghai 200433, China
舰载机是航空母舰战斗群实施军事威慑、海上封锁、夺取海空控制权的主要攻击和防御力量,在完成战斗、攻击、反潜、预警、加油、侦察等任务中发挥着重要作用。由于特殊的航行环境和航行特点,舰载机飞行员必须连续大强度地完成各种复杂而高难度的任务,再加上舰载机特殊的起降方式和作业特点,舰载机飞行员容易发生一些职业疾病,如颈椎病、腰椎病、减压病、眩晕症等。自发性气胸虽不是舰载机飞行员的高发疾病,但它的发生与飞行员这一职业有着密切的关系[1],应予以密切关注与防护。
自发性气胸是指在没有创伤或人为因素的情况下肺组织及脏层胸膜自发性破裂,空气进入胸膜腔,导致肺组织受压、萎缩引发的一系列综合征[2]。其临床表现为不同程度的胸痛、胸闷、呼吸困难,双侧大量气胸可引起窒息,严重者可发生血管损伤伴随胸膜腔内大量出血,引起休克甚至死亡[3]。该疾病在地面发生时通常较为容易处理,但在舰载机飞行中一旦发生可能导致航行任务中止、严重事故或重大空难,危害飞行安全。美国海军在舰载机飞行员的疾病防护方面经验丰富,且已开展了大量研究,值得借鉴。本文对美国海军舰载机飞行员自发性气胸的发生情况及诱发因素进行分析,提出防护措施,为我军舰载机飞行员的职业健康维护提供参考。
1 舰载机飞行员自发性气胸发生情况自发性气胸在普通人群中的总体年发病率为(7~28)/10万,男女比例为3.3∶1,典型的发病群体多为瘦高体型且年龄在15~35岁的男性[4]。美国海军舰载机飞行员有少量自发性气胸的报道。1975年报道1名驾驶T-33教练机的教官在空中发生自发性气胸。该教官29岁,拥有2 800 h的飞行经验,发病前在海拔9 144 m高空飞行2 h,飞行期间身体无异常表现,飞行结束几分钟后感到左胸轻微不适。因任务繁重,第2天这名教官和1名学生一起飞行,以1 220 m/min的速度上升,当上升到海拔4 877 m完成180°急转弯(倾斜45°,加速度为2 G)过程中,突然感到严重呼吸困难和左胸刺痛,立即决定停止任务,以305 m/min的速度缓慢下降,随后安全降落。经检查被诊断为自发性气胸[5]。1994年报道1名驾驶F-16舰载机的飞行员在返回途中突发自发性气胸。该飞行员26岁,此次在海拔4 572 m的高空进行训练,当在海拔约2 438 m飞行、加速度约为6 G时突然感到胸部刺痛,他立即减速并请求停止训练,剧烈疼痛持续约15 s后减缓,但仍存在呼吸短促、呼吸困难,在平安着陆并返回基地后被诊断为自发性气胸[6]。2018年报道1名24岁F/A-18舰载机飞行员在空中发生自发性气胸。该飞行员在海拔4 876.8 m的飞行训练中进行加速度为6.5 G的转弯训练时突然出现右侧胸背痛,立即终止训练返回基地,降落后感觉疼痛明显好转,随后3 d胸痛加重且呼吸困难,到航空医学诊所就诊,经高分辨率CT扫描显示为自发性气胸。该飞行员随即接受了可视化辅助胸腔镜胸膜固定术和顶端楔形切除术,6周后再次接受机械胸膜固定术及左侧心尖楔形切除术。根据美国海军航空医疗豁免指南,在手术后2.5个月进行肺功能测试和心肺运动测试中,该患者的表现好于预期。经过3个月的康复,该飞行员恢复了飞行状态,并重新参与了培训课程,此后飞行多次均未出现任何问题[7]。
舰载机在一些国家起步较晚、发展滞后,因此对舰载机飞行员自发性气胸的研究极少。自发性气胸在我国及其他国家战斗机飞行员中也有个案报道。我国2014年报道了1名歼击机飞行员在进行高强度飞行训练(飞行中曾进行特技飞行)结束后约1 h发生自发性气胸,经治疗出院并停飞观察3个月后鉴定为飞行合格[8];2017年报道了1名歼击机飞行员发生自发性气胸,在全身麻醉下行胸腔镜下肺大疱切除术后治愈出院[9]。虽然对舰载机飞行员自发性气胸发生的报道较少,但如何加强其诱发因素及防护措施研究对于维护国家安全和提高战斗力具有重要意义。
2 舰载机飞行员自发性气胸诱发因素 2.1 舰载机+Gx加速度作用的影响+Gx加速度是指惯性力作用于人体X轴、由背指向胸的加速度,舰载机弹射起飞或滑跃起飞时受到此加速度的影响。+Gx加速度作用时,胸、腹部受到与身体纵轴垂直的惯性力作用。当舰载机进行弹射起飞时,飞行员身体承受4~6 +Gx加速度负荷,会使胸廓受压、前后径缩短,胸腔容积减少,吸气肌负担增加;+Gx加速度作用还可以造成小气道受压闭塞、肺泡闭锁、肺泡气滞留,自发性气胸的发生风险增高[7]。反复抗荷动作训练也可能会增加高性能舰载机飞行员发生自发性气胸的风险,抗荷动作训练在增加飞行员承受的正向G力的同时增加其全身动脉血压并维持脑血流量,继而使跨肺压和肺泡内压升高,导致肺泡破裂,气体漏入胸膜腔而产生自发性气胸[7]。
2.2 抗荷加压呼吸的影响美国F/A-18舰载机飞行员通过加压面罩进行抗荷加压呼吸,从而确保能够在更高的高度飞行。加压面罩在飞行期间以0.98 kPa的正压输送氧气,但在飞行员承受高+Gz加速度负荷期间输送压力可以达到7.06 kPa[7]。据报道,肺泡破裂和医源性气胸分别与超过4.90 kPa的气道峰值压力和超过4.66 kPa的平台压力有关[10],因此抗荷加压呼吸也可能是自发性气胸发生的一个促成因素。
2.3 医学筛查手段的影响舰载机飞行员是一个独特且人数较少的群体,他们在试运行和飞行许可之前要接受全面医学筛查,其中包括胸部X线片,但胸膜下气泡很难在胸部X线片上看到,很可能被遗漏。在高性能舰载机的飞行员中,胸膜下气泡被漏检也可能会增加自发性气胸的发生风险[7]。
3 舰载机飞行员自发性气胸防护策略 3.1 加强对舰载机高+Gx飞行中的防护训练和研究飞行员在承受高+Gx加速度负荷期间,胸腹部受到惯性力作用,肺通气功能受到很大影响。对抗+Gx作用最为理想的体位是12°~15°背角,飞行员严格按照标准规范进行操作有助于对抗高+Gx损伤。
加压供氧是提高飞行员抗+Gx耐力的有效措施[11]。从理论上讲,加压呼吸可在舰载机起飞时对抗+Gx对飞行员呼吸的影响,但对于加压呼吸在起飞过程中什么时间应用、加压呼吸的频率、呼吸时间长短等标准都未明确,有必要根据航空生物动力学实验结果尽快制定相关标准并在舰载机上进行验证,从而有效维护舰载机飞行员的健康,保护其职业寿命。
3.2 减少自发性气胸诱发危险因素吸烟是自发性气胸的危险因素,多数自发性气胸患者有吸烟史,吸烟者自发性气胸的复发率也更高,而戒烟可降低自发性气胸的发生风险[12]。海军部队吸烟行为较为普遍,相当一部分吸烟的海军飞行员愿意主动戒烟,只因缺乏合理的方法和指导戒烟成功率较低[13],部队的特殊环境也会增加飞行员的戒烟难度。应加强对舰载机飞行员宣教吸烟对健康的损害,同时要给予正确的行为指导和有益的心理辅导,帮助有戒烟意愿的飞行员戒烟。
3.3 加强自发性气胸的医学筛查胸部X线片是诊断气胸的一种方便、快捷的方法,但其分辨率相对较低,可能会造成小气泡的漏检。CT分辨率高,无组织重叠,对气胸的临床诊断准确率更高,具有更强的临床实用价值[14]。
α1抗胰蛋白酶(α1-antitrypsin,α1-AT)是一种弹性蛋白水解酶抑制物,可以抑制蛋白酶分解肺组织的弹性蛋白,阻止肺泡间隙被损坏,降低因气腔持久性扩大而形成肺气肿的风险。α1-AT缺乏是自发性气胸的危险因素[15-16],因此加强α1-AT等血清学指标的筛查对于预防自发性气胸的发生有重要意义。
3.4 提高自发性气胸救治水平,降低复发率自发性气胸的常用治疗方法有保守治疗、排气疗法、胸膜固定术等,但在治疗后仍有一定的复发率[17]。因此,对于从事高危险活动的舰载机飞行员,提高救治水平、降低复发率尤为重要。对于自发性气胸患者,采用胸腔镜下肺大疱切除术联合胸膜固定术可减轻手术创伤,减少术后并发症,加快术后康复,改善肺功能[18]。在可视化胸腔镜手术中,常规行胸膜固定术也是一种防止术后复发的有效方法[19]。
4 小结加强舰载机飞行员职业疾病的防护,对于保障飞行安全、提升军事水平和战斗力具有重要意义。本文对美国舰载机飞行员自发性气胸的案例进行分析并提出了防护建议,但由于自发性气胸在舰载机飞行员中比较罕见,仍需不断积累数据,进一步总结防护措施及救治方法。此外,自发性气胸在舰载机飞行员中的发生也应引起科研工作者的高度重视,以制定有针对性的、全面性的防护措施,避免因舰载机飞行员突发疾患而导致航空任务中止、严重事故或重大灾难的发生,维护飞行员身心健康、保障飞行安全。
[1] |
全军航空航天医学专业委员会. 军事飞行人员肺大疱和自发性气胸个别评定指南(2022)[J]. 空军航空医学, 2022, 39(1): 16-20. DOI:10.3969/j.issn.2097-1753.2022.01.004 |
[2] |
CAKMAK M, DURKAN A. Analysis of patients undergoing surgical treatment for primary spontaneous pneumothorax[J]. Niger J Clin Pract, 2021, 24(11): 1669. DOI:10.4103/njcp.njcp_361_20 |
[3] |
FOROULIS C N, KLEONTAS A, KARATZOPOULOS A, et al. Early reoperation performed for the management of complications in patients undergoing general thoracic surgical procedures[J]. J Thorac Dis, 2014, 6(Suppl 1): S21-S31. DOI:10.3978/j.issn.2072-1439.2014.02.22 |
[4] |
BOBBIO A, DECHARTRES A, BOUAM S, et al. Epidemiology of spontaneous pneumothorax: gender-related differences[J]. Thorax, 2015, 70(7): 653-658. DOI:10.1136/thoraxjnl-2014-206577 |
[5] |
HO B L. A case report of spontaneous pneumothorax during flight[J]. Aviat Space Environ Med, 1975, 46(6): 840-841. |
[6] |
ROBB D J. Cases from the aerospace medicine residents' teaching file. Case H57. Complete spontaneous pneumothorax in-flight in an F-16 pilot during a high-G maneuve[J]. Aviat Space Environ Med, 1994, 65(2): 170-172. |
[7] |
DEYOUNG H, AHMED Y, BUCKLEY J. F/A-18 aviator successfully returned to flight after an in-flight spontaneous pneumothorax[J]. Aerosp Med Hum Perform, 2018, 89(11): 1008-1012. DOI:10.3357/amhp.5145.2018 |
[8] |
于涛, 薛娟, 吴镝, 等. 飞行员飞行后气胸一例[J]. 海军医学杂志, 2014, 35(6): 460. DOI:10.3969/j.issn.1009-0754.2014.06.014 |
[9] |
冯小霞, 董燕. 歼击机飞行员自发性气胸1例胸腔镜下治疗的护理[J]. 实用医药杂志, 2017, 34(8): 743-744. DOI:10.14172/j.issn1671-4008.2017.08.032 |
[10] |
HSU C W, SUN S F. Iatrogenic pneumothorax related to mechanical ventilation[J]. World J Crit Care Med, 2014, 3(1): 8-14. DOI:10.5492/wjccm.v3.i1.8 |
[11] |
李洁, 荆忱, 汪东军, 等. 高性能战斗机飞行员地面加压呼吸训练中心电图变化特点分析[J]. 华南国防医学杂志, 2017, 31(11): 757-760. DOI:10.13730/j.issn.1009-2595.2017.11.012 |
[12] |
WALKER S P, BIBBY A C, HALFORD P, et al. Recurrence rates in primary spontaneous pneumothorax: a systematic review and meta-analysis[J]. Eur Respir J, 2018, 52(3): 1800864. DOI:10.1183/13993003.00864-2018 |
[13] |
孙海文, 马贵喜, 周家兴. 海军飞行员戒烟需求及影响因素研究[J]. 解放军医药杂志, 2015, 27(4): 92-94. DOI:10.3969/j.issn.2095-140X.2015.04.024 |
[14] |
TERZI E, ZAROGOULIDIS K, KOUGIOUMTZI I, et al. Acute respiratory distress syndrome and pneumothorax[J]. J Thorac Dis, 2014, 6(Suppl 4): S435-S442. DOI:10.3978/j.issn.2072-1439.2014.08.34 |
[15] |
MENGA G, GIRBAL M S, MONTOTO PIAZZA L, et al. [Alpha-1 antitrypsin deficiency and spontaneous pneumothorax. Just a coincidence?][J]. Medicina (B Aires), 2020, 80(5): 473-478. |
[16] |
SERAPINAS D, OBRIKYTE V, VAICIUS D, et al. Alpha-1 antitrypsin deficiency and spontaneous pneumothorax: possible causal relationship[J]. Pneumologia, 2014, 63(1): 32-35. |
[17] |
WALKER S P, MASKELL N. Pneumothorax management—chest drain or needle aspiration?[J]. J Thorac Dis, 2017, 9(10): 3463-3464. DOI:10.21037/jtd.2017.08.155 |
[18] |
JUNG H, KIM H J. Simultaneous Viscum pleurodesis and video-assisted thoracic surgery (VATS) bullectomy in patients with primary spontaneous pneumothorax[J]. Sci Rep, 2021, 11(1): 22934. DOI:10.1038/s41598-021-02224-z |
[19] |
HALLIFAX RJ, YOUSUF A, JONES HE, et al. Effectiveness of chemical pleurodesis in spontaneous pneumothorax recurrence prevention: a systematic review[J]. Thorax, 2017, 72(12): 1121-1131. DOI:10.1136/thoraxjnl-2015-207967 |