SQ_Flugmedizin_ZUS PDF - Bachelor Flugmedizin für Ingenieure - Zusammenfassung

Bachelor Flugmedizin für Ingenieure - Zusammenfassung - Der Fachschaft zur Verfügung gestellt von Simon Köhler. Version 1.5 (Stand...

Bachelor Flugmedizin für Ingenieure - Zusammenfassung - Der Fachschaft zur Verfügung gestellt von Simon Köhler. Version 1.5 (Stand 02.2022) Die Inhalte in diesem Dokument werden Studenten der Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stuttgart im Rahmen des Studiums der Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stuttgart zur Verfügung gestellt. Diese dürfen ausschließlich für akademische Zwecke verwendet werden und sind Studenten der Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stuttgart vorbehalten. Weder Korrektheit noch Vollständigkeit der Inhalte wird gewährleistet und weder für fehlerhafte noch für fehlende Informationen wird gehaftet. Die Verwendung verläuft auf eigene Gefahr und wird nicht empfohlen. Für jegliche Folgen die aus der Verwendung der in dieser Zusammenfassung enthaltenen Formeln, Grafiken und Informationen hervorgehen ist der Anwender verantwortlich. Alle Dokumente sind nur für den privaten Gebrauch bestimmt. Die Weitergabe an Dritte, Vervielfältigung oder die Veröffentlichung dieser Dateien vollständig, auszugsweise oder in Abwandlung ist strengstens untersagt. Inhalt 1. Flugunfälle und Flugsicherheit............................................................................................................ 1 2. AME Medical – Medizinisches Tauglichkeitszeugnis für Piloten......................................................... 2 3. Flugophthalmologie............................................................................................................................. 4 4. Atmosphäre......................................................................................................................................... 8 5. Visual Illusion – optische Täuschungen............................................................................................. 13 6. Pilotensuizide.................................................................................................................................... 16 7. Refraktive Chirugie............................................................................................................................ 17 8. Stress................................................................................................................................................. 18 9. Cardio – Vaskuläres System............................................................................................................... 23 10. Jet Lag – Transmeridiane Desynchronisation.................................................................................. 26 11. Pulmo – Atmungssystem................................................................................................................. 30 12. Akustisches Organ........................................................................................................................... 35 13. Motion Sickness – Kinetosen........................................................................................................... 38 14. CIMON – Crew Interactive Mobile Companion............................................................................... 41 15. E-Zigaretten..................................................................................................................................... 42 16. Zukunft – Ready for the Future....................................................................................................... 43 17. Kommunikation............................................................................................................................... 44 18. Fehler............................................................................................................................................... 47 Die Reihenfolge der Kapitel entspricht der Vorlesungsreihenfolge aus dem WS21/22. Klausurrelevante Themengebiete: - 1. Einführung in die Flugmedizin – Flugunfälle und Flugsicherheit - 2. AME Medical - 3. Flugophthalmologie - 4. Atmosphäre - 5. Visual Illusion - 7. Refraktive Chirurgie - 8. Stress - 9. Cardio – vaskuläres System - 10. Jet Lag - 11. Pulmo - 12. Akustisches Organ - 13. Motion Sickness - 17. Fehler 1. Flugunfälle und Flugsicherheit Wozu Flugmedizin? → Vermeidung von Flugunfällen mit tödlichen Ausgang Flugunfälle - 3,7 Milliarden Passagiere pro Jahr - ca. 65 Flugzeugunfälle mit 270 Opfern pro Jahr ABER: Fliegen ist mit Abstand die sicherste Art zu Reisen Ursachen - Gewalt o Flugzeug wird selbst zur Waffe/Bombe - Wetter o 14,4 % aller Flugunfälle ▪ 54% bei Landung, 17% beim Start und 29% im Flug ▪ schwere Unfälle meist beim Start ▪ Fokus auf beinahe Unfälle, um daraus zu lernen - technisches Versagen o nach menschlichem Versagen und Wetter die häufigste Ursache für Unfälle - menschliches Versagen o verhaltensbedingt o krankheitsbedingt ▪ medizinische Probleme werden durch 2-Mann-Cockpit kompensiert, aber verriegelbare Cockpit-Türe kann zu Problem werden (Germanwings…) ▪ 6,9% im privaten Flugverkehr, 4,4% im kommerziellen Flugverkehr ▪ Ursachen: 40% koronare Herzerkrankungen Cerebvaskuläre Erkrankung (Hirnerkrankung) Magen-Darm-Erkrankung (akute Ursache) Lebensmittelvergiftung Vergiftung durch Alkohol/medikamente ➔ Zwischenfälle aller 2,7 Millionen Flugstunden ➔ Incapacitation-Risk im Cockpit unter 1% (Ausfallwahrscheinlichkeit beider Piloten) 1 2. AME Medical – Medizinisches Tauglichkeitszeugnis für Piloten Definition: „Flugmedizin befasst sich mit der Erfassung und Erhaltung der Gesundheit, Sicherheit und Leistungsfähigkeit derer, die in der Luft und im Weltraum fliegen.“ Bedingungen an Bord: → dünne und trockene Luft Anfänge der Flugmedizin Paul Bert: 1833 – 1886: Untersuchungen zu: - Wirkung der Veränderungen von Luftdruck und Luftzusammensetzung auf Menschen - Höhenkrankheit - giftige Effekte des Sauerstoffs - Druckfallkrankheit Flugmedizin – Qualifikation Regularien: - Luftverkehrszulassungsordnung, Luft-VZO §24e - EASA (European Aviation Safety Agency) Ausbildung: - Studium der Humanmedizin (6 Jahre) - Facharztanerkennung Innere/Arbeits- Medizin ( 6 Jahre) - Lehrgänge und Prüfungen, weitere 6 Jahre: Beschleunigungsphysiologie in der Humanzentrifuge Erleben von Sauerstoffmangelsymptomen in der Hypoxiekammer Cockpiterfahrungsflüge / Trans-Atlantikflüge AMC – Aero Medical Center - Kompetenzzentrum - Alle Untersuchung der Privat und Berufspiloten - Erstuntersuchung Piloten - Sondergenehmigung bei Untauglichkeit AMC gibt es in Hamburg, Köln, Frankfurt, Stuttgart und München. 2 AME – Aero Medical Examiner - AME Klasse II: Untersuchungen für Privatflugzeugführer - AME Klasse I: Untersuchungen für Berufspiloten - AeMC: Erstuntersuchung Berufspiloten und Sonderuntersuchungen AME ist der Arzt, der Piloten untersuchen darf. Medical Untersuchungsintervalle entsprechend den Anforderungen: - Privatpilot: 14 –  Jahre - Berufspiloten: 18 – 65 Jahre - Militärpilot: 18 – 41 Jahre Einschränkungen durch: - Vorerkrankungen - Single Pilot - Flugzeugmuster.....etc Es existieren Untersuchungen verschiedener Grade für alle am Flugverkehr beteiligten Personen: - Körperliche Untersuchung - EKG - Labor, Impfstatus - Lungenfunktion - Prüfung des Vestibularorgans - Augenuntersuchung - Akustisches Organ - Bewegungsapparat - Psychische Verfassung Wird einem Pilot die Flugtauglichkeit aberkannt, darf er seine Rechte nicht Ausüben (im Sinne von Flugverbot) und er muss zur Wiederherstellung der Tauglichkeit neu bewertet werden. 3 3. Flugophthalmologie Aufbau des Auges und Tränenwege. Tagsehtechnik: Farbensehen, zentrales Sehen Fovea centralis (Sehgrube im Zentrum des gelben Flecks, Größe ca. 1,5 mm): Areal des schärfsten Sehens mit Sehwinkel von ca. 2°. Restliche Netzhaut ist für peripheres Sehen verantwortlich. Visus sei die Stelle des schärfsten Sehens innerhalb des Areals des schärfsten Sehens. Sehfeld: Keine Auswirkungen bis max. 5°. Danach Verminderung der Sehleistung, d.h. das Sehfeld ist bis 5° uneingeschränkt. Danach beginnen Einschränkungen. Abweichung von max. 5 ° möglich, (bei 10° Verschiebung nur noch 10% Visus). Nachtsehtechnik: Blick bewusst um 10-15° am Objekt vorbeiführen = „Exzentrische Fixation“ Sichtbares Licht: Von 380nm (violett) bis 780nm (rot) 4 Gesichtsfeld: Möglichkeiten zur Bestimmung des Sehvermögens sind die klassischen Buchstaben-/Zahlentafeln oder die sogenannten Landoltringe (siehe rechts). Hell-Dunkel-Anpassung: - Hell-Adaption sehr schnell durch Pupillenverkleinerung (bei Blendung Auge schließen) - Dunkeladaption sehr langsam (ca. 45min) o Stäbchen: Verarbeitung von schwachen Licht → schwarz/weiß Sehen o Zapfen: Farbensehen, weniger empfindlich als Stäbchen Brechungszustände Emmetropie: Normalsichtigkeit !! Kurzsichtige sehen Gegenstände in der Nähe besser Presbyopie: Altersweitsichtigkeit und Weitsichtige sehen entfernte Objekte besser !! Hyperopie: Weitsichtigkeit Myopie: Kurzsichtigkeit Presbyopie/ Emmetropie: 5 Myopie: Augapfel zu lang, Brechkraft der Linse zu groß. Abbildungen werden vor Netzhaut dargestellt. Korrektur mit Zerstreuungslinse – Kurzsichtigkeit bis zu -14 Dioptrien. Hyperopie: Augapfel zu klein/kurz, Brechkraft nicht ausreichend. Abbildungen werden hinter der Netzhaut dargestellt. Korrektur mit Sammellinse – Weitsichtigkeit mit + Weitere Erkrankungen und Abweichungen der Augen: Astigmatismus Objekte erscheinen verzerrt. Korrektur mit Zylinder-Gläsern, torischen Kontaktlinsen. Fluguntaugliche Erkrankung. Hornhautverkrümmung als Art des Nur geringe Ausmaße Astigmatismus. tolerabel für Medical. Untersuchung mittels Hornhauttopographie und Keratometrie. Farbenschwäche Farben können nicht Erblich! auseinander gehalten werden. Keine Therapie, unter Umständen spezielle (Rot-Grün-Schwäche) Brillen möglich. Bei Farbschwächen ist der benannte Bereich unterentwickelt und wird nicht wahrgenommen. Bei Rotschwäche z.B. sieht der Patient den roten Bereich des Spektrums nicht in normaler Länge sondern verkürzt oder gar nicht. Farbsehstörungen: - Normales Sehen (Trichomasie): 3 Zapfenpigmente vorhanden - Trichromate Farbschwäche: 3, aber abnormale Zapfenpigmente (anormale Trichromasie) o Protanomalies Sehen: Rot-Farbschwäche o Deuteranomalies Sehen: Grün-Farbschwäche o Trianomalies Sehen: Blau-Farbschwäche - (Dichromasie) Bichromat: 2 Zapfenpigmente vorhanden o Protanopie: langwelliges rotes Licht wird nicht wahrgenommen o Deuteranopie: gesamtes sichtbares Spektrum wird erkannt, Patienten haben jedoch nur für zwei Farben die Farbempfindungen o Tritanopie: keine Farbempfindungen im kurzwelligen Bereich - Monochromasie: 1 Zapfensegment vorhanden (sehr selten) - Achromatopsie: schwarz-weiß Sehen – totale Farbenblindheit 6 Glaukome: Reihe von Krankheiten unterschiedlicher Ursachen die ein Absterben von Nervenfasern zur Folge haben. Entstehung durch gestörte Kammerwasser- Zirkulation oder Kammerwasserstauung. Untersuchung mittels Computerperimetrie. Skotome: Sensibilitätsverlust des Auges (verschwommenes Sehen, Nichtwahrnehmung bis Erblindung). Auslöser häufig Erkrankungen der Netzhaut. Makuladegeneration: Makula (gelber Fleck) ist deformiert oder anderweitig geschädigt. Führt zu verzerrtem Sehen. Medizinische Verfahren der Flugophthalmologie: Hornhauttopographie/ Erstellung eines Höhenmodells der Hornhaut zur Erkennung von Keratometrie Verkrümmungen dieser. Landoltring Methode zur Ermittlung des Sehvermögens. Außendurchmesser = 5 Winkelminuten, Öffnung gleich 1 Winkelmin. Augentest mit mind. 5m Entfernung. Bestanden mit 60% richtig. Ishihara-Tafel Test zur Farbwahrnehmung. Zahlen in unterschiedlicher Farbe werden in Kreisen mit anderen Farbpigmenten „versteckt“. Anomaloskop Patient schaut auf einen zweigeteilten Kreis. Die unter Hälfte ist spektral Gelb, die obere Hälfte muss der Patient durch stufenlose Drehung an Farbscheibe so einstellen, dass sich geschlossener Kreis ergibt. Titmus-Test Test auf Stereosehen (räumliches Sehen) Zeichnung einer Fliege wirkt dann echt und wie in 3D bei Fähigkeit des räumlichen Sehens. Untersuchung des Funduskamera oder Ophtalmoskop Augenhintergrunds Keratometrie (oben) und Ishihara-Tafeln (unten) 7 4. Atmosphäre Begriff: atmos + spharia (Luft, Druck, Dampf) (Kugel) Eigenschaften: - Gasgemisch aus: 78% Stickstoff N2 21% Sauerstoff O2 0,03% Kohlenstoffdioxid CO2 ~ 1% verschiedene Edelgase - Zusammensetzung der Atmosphäre konstant bis ca. 90km - Gravitation bindet Atmosphäre an die Erde - Schutz vor kosmischer Strahlung, ultravioletter Strahlung, kleinen Kometen (Sternschnuppen), Ozon, Temperatur - Form: Rotationsellipsoid - Höhe am Äquator: ~ 60.000 ft an den Polen: ~ 30.000 ft Schichtaufbau (von oben nach unten): Exosphäre Thermosphäre Mesopause Mesosphäre Stratopause Stratosphäre Tropopause Troposphäre 1) Thermosphäre - Thermos = Warm, Heiß (griech.) - 80 bis 500 km Höhe und 1700°C - ISS in 350 km Höhe 2) Mesosphäre - Mesos = Mitte (griech.) - 50 bis 90 km Höhe - kalte Schicht: Temperatur und Druck sinken stark o Temperatur von 0°C bis -90°C - Auftreten von Sternschnuppen (Verglühen von Kometen), hoher UV-Anteil 3) Stratosphäre - Stratos = Decke (griech.) - Stratosphäre enthält Ozonschicht - Äquator: 15 bis 50 km Höhe Pole: 8 bis 50 km Höhe - Ozon (O3) absorbiert elektromagnetische Strahlung und wandelt sie in Wärme - Temperatur steigt mit zunehmender Höhe 8  - trockene Schicht: aufgrund niedriger Temperatur kondensiert Wasserdampf aus der Luft - Temperatur von -60°C bis 0°C - Stratosphäre wird durch DLR untersucht mit High Altitude and Long Range Research Aircraft (HALO) → untersucht werden: Abgase von Industriegebieten, Entwicklung der Gaszusammensetzung, Strahlungswerte etc. - Stratosphärensprung: o Felix Baumgartner aus 39.045 m Höhe o Geschwindigkeit von 1.342,8 km/h → erster Mensch, der im freien Fall die Schallmauer durchbrach o Dauer: 4 min und 20 sek o längster freier Fall ohne Stabilisierungsfallschirm über 36.500 m 4) Troposphäre - Äquator: 0 bis 15 km Höhe - Pole: 8 bis 15 km Höhe - Temperaturgradient: 2°C je 1.000 ft bzw. 0,65°C je 100 m - Tropopause hat konstante Temperatur von -56°C - Flugverkehr und Wetterereignisse finden in dieser Schicht statt Pausen: Alle Pausen trennen die unterschiedlichen Schichten voneinander. Ihre Gemeinsamkeit besteht in einem abrupten Temperaturwechsel, der sich nicht aus den Temperaturfunktionen der einzelnen Schichten erwarten lässt. ICAO-Standardatmosphäre Idealisierte untere Standardatmosphäre nach der International Civil Aviation Organization (ICAO): - Temperatur T: 15°C - Luftdruck p: 1013,25 hPa - Rel. Luftfeuchte: 0% - Temperaturgradient: -0,65°C pro 100 m - Druckgradient: Druck halbiert sich alle 5500 m 9 Kabinendruck Atmosphäre aus medizinischer Sicht: 1) Indifferente Zone: - Höhe: 0 bis 7.000 ft - O2-Sättigung: 97% bis 93% - Symptome: keine bis 5.000 ft, ab hier bis 7.000 ft eingeschränkte Nachtsicht ➔ Reaktionsschwelle (7.000 ft): erste Körperreaktionen treten auf 2) Kompensations- oder Anpassungszone: - Höhe: 7.000 ft bis ca. 10.000 ft/12.000 ft - O2-Sättigung: 93% bis 85% - Symptome: Vollständige Kompensation leichter Symptome möglich. Ab 8.000 ft eingeschränkte Funktion des Kurzzeitgedächtnisses. ➔ Störschwelle (10.000 ft/12.000 ft): Ausfallerscheinungen nicht mehr kompensierbar 3) Mangelzone - Höhe: 10.000 ft/12.000 ft bis 18.000 ft/25.000 ft - O2-Sättigung: 85% bis 60% - Symptome: rapide Abnahme der Leistungsfähigkeit ➔ kritische Schwelle (18.000 ft/25.000 ft): Bewusstlosigkeit und Tod 10 Die 4 wichtigsten physikalischen Gesetze in der Flugmedizin: 1) Boyle-Marriot’sches Gesetz o 𝑝𝑉 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡. 𝑤𝑒𝑛𝑛 𝑇 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡. o Folgerung: Ein abgeschlossener, aufsteigender Ballon wird dank Druckabnahme an Volumen zulegen. Feuchte Luft wird schneller an Volumen gewinnen, denn bei sinkender Temperatur verdampft Wasser schneller und Wasserdampf nimmt bei konstanter Masse mehr Volumen ein, als Wasser. o Medizinisch: Schmerzen überall dort, wo Flüssigkeiten in abgeschlossenen Räumen vorliegen aufgrund von Druckänderungen (bspw. durch Höhenzunahme oder -abnahme) ▪ Sinusitis (Entzündung der Nasennebenhöhlen) ▪ Magen-Darm ▪ Otitis media (Mittelohrentzündung → geplatztes Trommelfell) 2) Graham-Diffusions-Gesetz o In einem abgeschlossenen Raum bewirkt die Diffusion den Abbau von Konzentrationsunterschieden bis hin zur vollständigen Durchmischung. ▪ Diffusion durch eine poröse Wand oder Membran: Osmose o Medizinisch: ▪ Gasaustausch in Lungenbläschen → Atmung ▪ Stoffdiffusion bei Nierenfiltration ▪ Stoffdiffusion bei Blutgefäßen und Zellen 3) Dalton-Gesetz o 𝑝𝑔𝑒𝑠 = 𝑝1 + 𝑝2 + ⋯ + 𝑝𝑛 o Der Gesamtdruck jedes Gasgemisches ist die Summe der einzelnen Teildrücke der Gaskomponenten. ▪ Die einzelnen Teildrücke steigen im gleichen Umfang wie der Gesamtdruck des Gasgemisches. o Medizinisch: Hypoxie Sauerstoffpartialdruck sinkt. Dadurch kann wegen dem Gesetz nach Henry weniger Sauerstoff in das Blut diffundieren. o Symptome: Schwindel, Sehstörungen, Konzentrationsschwäche, Hyperventilation, Zyanose (blaue Verfärbung der Haut), Koordinationsstörungen, Verlust des Auffassungsvermögens, Beklemmungsgefühl, abnormes Temperaturempfinden, Euphorie oder Apathie etc. o Achtung: Durch Teildruckerhöhungen und -verminderungen können sonst harmlose Gaskonzentrationen lebensgefährlich werden. Gase können aus Körperflüssigkeiten ausdiffundieren und Embolien verursachen. Folgen einer Sinustitis 11  4) Henry’sches Gesetz o Je höher der Druck eines Gases auf eine Flüssigkeit ist, desto mehr Gas wird in der Flüssigkeit gebunden. o Die Menge des gebunden Gases ist proportional zum Druck des Gases auf die Flüssigkeit: 𝑝1 𝑄1 = 𝑝2 𝑄2 o Medizinisch: ▪ weniger Sauerstoff im Blut aufgrund geringerem Druck ▪ Druckabfall/rapid decompression: 30 sek Bewusstsein/TUC (time of useful consciousness) → Selbstrettungszeit ▪ 18.000 ft Höhe: nur noch 50% der gelösten Gasmenge im Blut wie auf Meereshöhe → Gase lösen sich aus dem Organismus und verursachen: Parasthensie (abnormale Sinneswahrnehmung) Bends (Gelenkschmerzen) Chokes (Luftnot und schmerzende Hustenanfälle) Fettembolien Luftembolien Gewebenekrosen ▪ Folgen: Lähmungen, Schäden am zentralen Nervensystem (ZNS-Schäden), Hirnödem, Schock ▪ Therapie mit Druckkammer (bpsw. bei Taucherkrankheit); zuvor sofortiges Absinken (Höhenaufgabe), Landung und Beatmung mit 100% Sauerstoff Folgen einer Oitis media Folgen der Dekompressionskrankheit 12 5. Visual Illusion – optische Täuschungen Generell versucht das Gehirn, aus verschiedenen Informationen ein sinnvolles Bild zusammen- zusetzen. Dabei werden auch mittels Erfahrungswerten Informationen interpretiert, was zu visuellen Illusionen führen kann. Bedeutung für das Fliegen: - Nicht abgrenzbarer Horizont - Scheinhorizonte - Reflexionen - Autokinese - Lichtintensität und Farbe (Sichtbedingungen) - Scheinbare Objektgröße und Bewegung - Landebahnschätzfehler Wahrnehmungstäuschungen des Gesichtssinns: - können nahezu alle Aspekte des Sehens betreffen - Tiefenillusionen, Farbillusionen, geometrische Illusionen, Bewegungsillusionen, etc. - in der Fliegerei vor allem bei fehlendem Bezugssystem (Horizont) - abhängig von der Erfahrung des Flugzeugführers und von Umweltbedingungen Optische Täuschungen: White Out Orientierungsverlust/fehlende Orientierung in weißen Umgebungen (Wolken, Nebel, Schneegestöber) bei schwachen Lichtverhältnissen → Horizont verschwindet. Reflexionen Lichtreflexe und Spiegelungen im Glase der Kabine, Horizont und Wasser scheinen zu verschwimmen über dem Ozean/beim Blick über das Wasser Flicker-Vertigo-Effekt Lichtreflexe/-blitze wie bei einem Stroboskop aufgrund der Rotor- drehung vor einer Lichtquelle durch Schatten und Reflexionen Dunst/Nebel Können Gegendstände/Dinge verschwommen erscheinen lassen. Entfernungseinschätzung wird schwieriger. Gefahr der Desorientierung. Blasse bläuliche Objekte scheinen weit entfernt. Durch Dunst lassen sie sich nicht auflösen. Wenn zusätzlich strukturlose Objekte, wie Sand, Schnee oder Wasser lässt sich Flughöhe schlecht beurteilen, man denkt man ist zu hoch. Lichtpunkte werden bei Nebel als weiter entfernt angenommen, bspw. Landebahnen. Objektgröße/Farbe Kleine, dünne Objekte wie Stromleitungen/-masten können vor dunklem Hintergrund leicht verschwinden. Entfernte Gegenstände erscheinen kleiner als sie tatsächlich sind. 13 Autokinese Objekte scheinen sich zu bewegen, obwohl sie stationär sind. Tatsächlich bewegen sich die Augen des Beobachters (Sakadden). Abhilfe durch Scanning-Techniken und Suche eines Referenzpunktes. Bei Dunkelheit kann isolierter Lichtpunkt in diese Illusion gleiten, eine stationäre Lichtquelle kann für ein anderes Flugzeug gehalten werden → Gefahr von riskanten Ausweichmanövern oder Kollisionen. Farbwahrnehmung und Blaues Licht wird heller wahrgenommen als Rotes. Im Flug wird daher die Lichtintensität Bordbeleuchtung meist in roten Farben gewählt. Veränderungen der Lichtintensität einer Lichtquelle können als Bewegung der Lichtquelle fehlgedeutet werden. Chromatische Rote Gegenstände erscheinen räumlich näher als blaue Gegenstände. Aberration Objektgröße und Weiter entfernte Objekte scheinen sich langsamer zu bewegen als relative Bewegung räumlich nahe Objekte. Nicht abgrenzbarer Bei Dämmerung oder Dunkelheit und Wechsel zwischen Festland und Horizont Wasser, schlechter Wetterlage mit tiefen Wolkenschichten oder Licht- schimmern auf Wasser, Verwechslung von Lichtern mit Sternen. Scheinhorizonte Auftreten bei Ausrichtung des Flugzeugs an einer schrägen Wolkengrenze (Flugzeug in Querlage). Unbewusster Sink- oder Steigflug bei Ausrichtung an einer absteigenden oder aufsteigenden Wolke. 14  Schätzfehler beim Abschätzung der Länge und Breite der Landebahn ist abhängig von Landeanflug Flughöhe und Anflugwinkel. Auswirkungen haben außerdem heller oder dunkler Landebahnbelag und abfallendes oder ansteigendes Gelände. Piloten entwickeln in der Ausbildungen einen „Blick“ für die Piste: Pilot gewöhnt sich an die optische Erscheinung der Landebahn und die Kontur prägt sich ein. Bei unbekannten Landebahnen ist Fehleinschätzung möglich, bspw. bei abweichender Neigung/Länge/Breite. Lösungen: PAPI-Leuchten (Precision Approach Path Indicator) korrigieren Schätzfehler indem sie genau anzeigen, ob man zu hoch/tief ist. Black-Hole-Illusion Desorientierung bei strukturloser Umgebung erweckt Eindruck, man sei über dem vorgesehenen Gleitpfad, was zu aggressiven Sinken führt, bspw. bei sternloser Nacht. Empty-Field-Myopia/ Dem Auge fehlen wichtige Anhaltspunkte zur Fokussierung auf ein Myopie bei leeren Objekt (strukturloses Gelände). Auge stellt sich auf einen Ruhe-Focus Sichtfeld von etwa 50 cm ein. Wenn sich in diesem Bereich Strukturen befinden, wird diese Neigung verstärkt. Es ergibt sich eine Art „Kurzsichtigkeit“ Flackerndes Licht und Auftreten durch Anti-Collision-Lights, Flackerlicht durch Propeller oder der Stroboskop-Effekt Gegenlicht sowie bei Helikopterflügen. Kritische Frequenzen von 5 Hz bis 20 Hz, es besteht die Gefahr von Unwohlsein, Nervosität, Übelkeit, Benommenheit bis hin zu epileptischen Anfällen. Gegenmaßnahmen: Augen schließen, Blendschutz, keine polarisierende Sonnenbrille, Strobe-Lights ausschalten Vektions-Illusion Vortäuschung einer eigenen Bewegung, obwohl sich benachbartes Objekt bewegt (bspw. bei Zügen). Reaktionszeit: 5,5 Sekunden vom Erkennen der Gefahr bis zum Einleiten des Ausweichmanöver 15 6. Pilotensuizide Derzeit sieben nachgewiesene Pilotensuizide: 1) Japan-Airlines Flug 350: o Im Landeanflug auf den Flughafen Tokio-Haneda reagierte Kapitän Seiji Katagiri nicht mehr. Er stellte den Autopiloten aus und drückte die Steuerknüppel nach vorne. Nach dem Absturz zeigten sich schizoide Züge des Kapitäns, welcher selbst überlebte. o 24 von 174 Insassen starben 2) Royal-Air-Maroc Flug 630: o Kurz nach dem Start schaltete Pilot Kahyati den Autopiloten aus und Sinkfug wurde eingeleitet. Der Co-Pilot befand sich im Cockpit, verhinderte den Absturz jedoch nicht. Auch ein kuwaitischer Prinz mit Familie befand sich unter den Toten. Ursache abschließend nicht eindeutig ein Suizid. o 44 Menschen starben. 3) Silk-Air Flug 185: o Bis heute ungeklärter Absturz einer Boeing 737. Beide Flugschreiber waren schon vor dem Sturzflug ausgefallen. Der Kapitän hatte schon auf vorherigen Flügen die Flugschreiber deaktiviert und die Sturzflugkurve wies auf eine manuelle Handlung hin. o 104 Menschen starben. 4) EgyptAir Flug 990 o El-Batouti sollte als Teil der Ersatz-Crew den mittleren Part des Langstreckenflugs übernehmen. Nach 20 Minuten soll er bereits den Co-Pilot abgelöst haben. Als der Kapitän auf die Toilette ging, stellte er die Triebwerke und den Autopiloten ab und leitete einen steilen Sturzflug ein. Aufgrund eines Stromausfalls konnten die letzten Minuten nie rekonstruiert werden. o 217 Menschen starben. 5) Malaysia-Airlines Flug MH370 o Die Maschine ist bis heute verschwunden. Auch hier gelangte einer der Piloten nicht zurück ins Cockpit. Die Malaysia-Airlines-Maschine von Flug MH370 ist bis heute nicht gefunden. Es ist möglich, dass der Pilot die Maschine absichtlich verschwinden ließ. Feststeht, dass es zu erheblichen Manipulationen an Bord kam. o 239 Menschen werden vermisst. 6) Germanwings Flug 4U9525 o Co-Pilot Andreas L. brachte den Airbus absichtlich zum Absturz. Der Kapitän verließ das Cockpit und übergab das Kommando an L.. Dieser verriegelte die Tür von innen, welche sich auch nicht durch Sicherheitscodes öffnen ließ. Weitere Indizien für einen geplanten Absturz: L. leitete einen Sinkflug ein. Er antwortete nicht auf Versuche der Flugsicherung. Sein Atmen ist auf dem Voice-Rekorder zu hören. 16 7. Refraktive Chirugie Begriff: Alle Operationen, die die Gesamtbrechkraft des Auges verändern. LASIK: Abtragen von Hornhautmasse mittels Schnittlaser um Hornhautverkrümmung zu beheben. Risiken: ▪ Reduzierter Blendvisus ▪ Monokulare Doppelbilder ▪ Infektionen ▪ Verlagerung des Flaps ▪ Instabilität der Hornhaut Kontaktlinsen: ▪ seit 1636 ▪ formstabile/harte Linsen seit 1976 ▪ sauerstoffdurchlässig, geringe Augenschädigung ▪ Augenschäden durch Verwendung überalterter Kontaktlinsen ▪ weiche Linsen seit 1971 Risiken (alle ca. 3x höher als Normalsehende): LASIK ▪ Sauerstoffmangel im Auge ▪ Ablagerung von Staub ▪ Überempfindlichkeit ▪ Verrutschen ▪ Infektionen Smarte Kontaktlinsen 17 8. Stress - Körperreaktion auf belastende Einflüsse o Beschreibt den Zustand eines Organismus, nicht die Ursache (Stressor) - Stress ist eine Körperreaktion, Auslöser sind immer die Stressoren - Unterscheidung nach Hans Selye in positiven Stress (Eustress) und negativen Stress (Disstress) - Stressoren sind: o physikalische Stressoren ▪ Lärm ▪ Hitze o leistungsbedingte Stressoren ▪ Zeitdruck ▪ Verantwortung o soziale Stressoren ▪ (fehlende) Anerkennung ▪ Konflikte Eustress – positiver Stress - positiv empfundener Stress - erhöht Aufmerksamkeit und maximale Leistungsfähigkeit - grundsätzliches Stress-Erregungspotenzial - ist für das Überleben eines Organismus unabdingbar ➔ Eustress tritt auf, wenn ein Mensch Motivation oder Anregung empfindet. Disstress – negativer Stress - negativ empfundene Stressreaktion - unangenehm, bedrohlich, überfordernd, … - Ausweglosigkeit zur Bewältigung der Situation - Überfluss an Distress → Burnout-Syndrom Optimum im Studium Höchstsubjektives Empfinden für Stress. Nicht klar einteilbar (Stressmodell von Lazarus)! 18  Links: Stressmodell nach Lazarus: „Nicht die Beschaffenheit der Reize oder Situationen ist von Bedeutung, sondern die individuelle Wahrnehmung des Betroffenen.“ Was passiert im Körper? - erhöhte Anspannung des Körpers (Ausschüttung bestimmter Neurotransmitter und Hormone z.B. Adrenalin und Noradrenalin) - Adrenalin setzt Glucose und Fettsäuren frei - Noradrenalin - Verengung der Blutgefäße und Blutdrucksteigerung - Stimulation Herztätigkeit und Atmung - Schweißbildung Symptome bei Distress - Rücken- & Kopfschmerzen - Gereiztheit, Aggression - Konzentrationsstörung - Schlafstörungen - Leistungsknick - Bluthochdruck - Herzrasen Burnout - Zustand ausgesprochener emotionaler Erschöpfung mit reduzierter Leistungsfähigkeit - Alters- & Geschlechtsunabhängig - oft Berufsleute mit hohem Arbeits-/sozialem Druck 19  - Symptome: o Zwang sich zu beweisen o Vernachlässigung eigener Bedürfnisse o Verdrängung von Konflikten o Rückzug vom sozialen Umfeld o innere Leere o Depression o völlige Erschöpfung Mittel gegen Stress – und welche nicht helfen Was hilft: Was nicht hilft: - Zeitmanagement - Medikamente.. Dosis! Dauer! Ärztliche - positive Stimulantien (Musik) Kontrolle! - Bewegung, sportliche Aktivität - Nikotin, Alkohol - NEIN.... sagen können - Ess-Attacken - Medikamente (unter ärztlicher - Drogen Kontrolle) - Isolation - Entspannungstechniken - Schlafmangel - Yoga - Fehlernährung Folgen von Alkoholkonsum - Urteilsvermögen sinkt - Augenmuskel-Irritation/ Doppelbilder - Schwindel, Müdigkeit - individuelle Unterschiede - Lichtempfindlichkeit, Übelkeit, Kopfschmerz, Gereiztheit Hangover: o bis zu 72 Stunden o min. 12 Std. Pause bis Flug o Schwindel, Müdigkeit, Lichtempfindlichkeit, Übelkeit, Kopfschmerz, Gereiztheit 20 Alkoholkonsum in der Fliegerei - mindestens 12 h Pause zwischen Alkoholkonsum und Fliegen - Störung von: Koordination, räumlicher Orientierung, Entfernungseinschätzung - Alkoholabbau: o Bei einem mittleren Abbauwert von 0,15‰ pro Stunde dauert es etwa 6-7 Stunden um 1‰ abzubauen. o Aufgrund des langsameren Stoffwechsels in der Nacht beträgt die Abbaurate zwischen 0:00 – 6:00 Uhr nur ca. 0,09‰ pro Stunde. o Hang-over-Symptome bis zu 48 – 72 Stunden möglich… ➔ Kein Alkohol beim Fliegen! ➔ Nach Konsum ausreichende Erholungszeit (ggf. mehr als 12h, teilweise 24h vorgeschrieben) ➔ Probleme rechtzeitig mit einem Flugmediziner besprechen. Rauchen und seine Folgen - Schädigung des gesamten Körpers durch die vielen verschiedenen Inhaltstoffe von Zigaretten - Einschränkung der T-Zell-Aktivität des Immunsystems - Magen-Darm-Erkrankungen o Steigerung der Magensäureproduktion, Hemmung der Magenschleimproduktion ➔ Magengeschwüre ➔ Zwölffingerdarmgeschwüre - Atemwegserkrankungen o Lähmung des Flimmerepithels → Selbstreinigungsmechanismus der Atemwege zerstört, Schädigung der Lungenbläschen ➔ Krebs ➔ chronische Bronchitis ➔ eingeschränkte Lungenfunktion, Lungenüberblähung - Gefäßkrankheiten o Wandverhärtung und – Verengung der Gefäße, Plaques o Folgen: Arterienverkalkung = Arteriosklerose o Periphere Durchblutungsstörungen o Koronare Herzkrankheiten (z.B. Herzinfarkt) o Gehirnschlag o vermehrte Bildung von Blutgerinnseln, Venenthrombosen - Bösartige Tumore o Lunge, Kehlkopf, Speiseröhre, Zunge, Blase, Niere, Bauchspeicheldrüse - Impotenz o Minderdurchblutung der Hoden o Verminderung der Spermienzahl o Libido-Minderung o früherer Eintritt in die Wechseljahre - Risiken für Ungeborene und Neugeborene o Geringe Gewichtszunahme und Entwicklungsprobleme des Ungeborenen o Risiko für Frühgeburten steigt o verringertes Geburtsgewicht o erhöhte Säuglingssterblichkeit 21 Was passiert, wenn man aufhört zu Rauchen? ➔ In Flugzeugen ist das Rauchen seit 25 Jahren verboten. 22 9. Cardio – Vaskuläres System Herz-Kreislauf System und dessen Belastungen im Flug… Allgemeines - Häufigste Todesursache in Deutschland: chronische ischämische Herzkrankheiten o 10 Sekunden nach Sistieren der Herzfunktion setzt vollständige Bewusstlosigkeit ein o in der Fliegerei spricht man von einer „sudden incapacitation“ = unvorhergesehener Verlust der Handlungskontrolle o 1 sudden incapacitation aller 2,7 Mio. Flugstunden - Durchschnitt 2,6 Exitus (Herzinfarkte) bei 100.000 Athleten - Männer mit 10-fach höherem Risiko als Frauen - Belastungsfaktor Höhe: o Hypoxie und Mangelerscheinung ab 1500 m Flughöhe o Hirnfunktionseinschränkungen o Farbsehen/Nachtsehen eingeschränkt o periphere Vasokonstriktion: Blutdruck steigt ca. 10 mm Hg (Quecksilbersäule) bei 2500 m Kabinen-/Flughöhe o Pulsbeschleunigung um 3-4 p/min je 1000 Höhenmeter - 40% aller Flugunfälle mit Pilotenfehler sind auf koronare Herzerkrankungen zurückzuführen - Hauptrisikofaktor: Alter o 30 – 50 Jahre: 18% Risiko o älter als 50 Jahre: 43% Risiko - Richtlinie: Copilotenalter + Pilotenalter < 120 - maximales Pilotenalter für Klasse 1 (gewerblicher Flugschein): 65 Jahre Häufigste Todesursachen in Deutschland Gefäßspasmus: Krampfartige Verengung von Blutgefäßen Flugreisetauglichkeit - Richtlinien im International Air Transport Association Medical Manual - eigener Kriterienkatalog der Airlines - Lufthansa: 1250 Notfälle/Jahr, 35 Not-/Zwischenlandungen und 5-8 Exitus/Jahr 23 Anatomie Herzleistung - Herzmuskel versorgt durch Coronararterien - normale Herzfrequenz: 60 bis 80 Schläge pro Minute - Kardialer Auswurf: Frequenz x Schlagvolumen - Schlagvolumen: 70 Milliliter je Schlag, d.h. 5 l in Ruhe, bis zu 30 l bei Anstrengung - Leistung: 100.000 Schläge pro Tag - Pumpleistung: mehr als 7.000 Liter am Tag Diagnostik - Blutdruck-/RR-Messung (auch Langzeitmessungen) - Anamnese 24  - EKG (Elektrokardiogramm) - Ergometrie und Belastungs-EKG - Echocardiographie - Cardio-MRT & Cardio-CT Standard-EKG Herzinfarkt - Durchblutungsstörungen (Ischämie) von Teilen des Herzmuskels, meist verursacht durch Blutgerinnsel in einer arteriosklerotisch veränderten Engstelle (künstlich erzeugte Engstelle in einer Blutleitung durch Kalkablagerungen, Fettablagerungen etc.) einer Herzkranzgefäßes - Symptome: plötzlich auftretender, starker und anhaltender Schmerz im Brustbereich (vorwiegend linksseitig) Therapie von Herzinfarkten bzw. deren Ursachen und Folgen: o Defibrillator o Herzschrittmacher o Bewegung und gesunde Ernährung o 6 Monate Flugverbot nach Myocardinfarkt ▪ unter Umständen Berufsunfähigkeit (Flugmedizinische Beurteilung erforderlich nach EASA seit April 2013) ▪ Permanente Untauglichkeit, Berufsverbot OML-OSL Eintrag oder Sondergenehmigung möglich 25 10. Jet Lag – Transmeridiane Desynchronisation Rhythmische Muster - Zirkadian: o Einen Tag dauernd: Körpertemp. Schlafen/Wachen, Hormonproduktion - Ultradian: o Frequenz höher als 1 Tag, Periodendauer also kürzer als ein Tag: Hunger, Blasentätigkeit, Konzentration, Leistung, Nervenzellenaktivität - Zirkaseptan: o Siebentagesrhythmus; häufiger Verlauf von Infektionen /Fieber, Immunsystem - Zirkaannual: o Jahresrhythmus: Gewebeveränderungen, Haut, Haare Zirkaannuale Rhythmen: Jahreszeiten - Winter: o Erhöhte Nahrungsaufnahme, Anstieg bei Körpergewicht und Blutzuckerspiegel o Stimmungstief, erhöhte Nervosität o Melatonin-Konzentration im Blut ist höher o Konzentrations- und Reaktionsgeschwindigkeit etwas schlechter o Nächtlicher Schlaf: länger und tiefer als im Sommer Zirkadiane Rhythmen - Körpertemperatur: o Maximum (~ 37,5°C) am frühen Nachmittag o Tiefstwert (~ 36,5°C) 12h später, gegen 3 Uhr nachts - Leberzyklus: o sekretorische Phase: 2-14 Uhr, Entgiftung des Blutes o assimilatorische Phase: 14-2 Uhr, Synthese wichtiger Stoffe (z.B. Glykogen, Eiweiße, Cholesterin) - Lunge: o Lungenschleimhaut empfindlicher auf allergene Substanzen während der Nacht (nächtliches Maximum an Asthmaanfällen) - Nieren: o Scheiden am Morgen größte Wassermenge aus - Intellekt: o Morgens: intellektuelle Leistungen höher o Abends: sensomotorische Fähigkeiten besser - Schmerzempfinden: o nachts und morgens am höchsten o Nachmittags und abends am geringsten - Zellen: o nachts wachsen Haare und Haut am schnellsten o nachmittags produzieren Immunzellen die meisten Abwehrstoffe o Tumor-Wachstum (Chemotherapie) 26 Zentraluhr im Gehirn – Suprachiasmatischer Nukleus (SCN) - Hormone mit zirkadianer Produktion und Ausschüttung: Wachstumshormon, Testosteron, Cortisol, Melatonin - wichtig für psychomotorische Leistungen Melatonin - Bildung in Darm und Netzhaut des Auges - Freisetzung in der Zirbeldrüse unter dem Einfluss von Dunkelheit - Maximum gegen drei Uhr morgens (Faktor 10) - jahreszeitlich wechselnde Rhythmik - Tageslicht bremst Sekretion - Bedeutung bei Jet-Lag und Schichtarbeit ist allgemein anerkannt - Anwendung von Melatonin ist aber umstritten zur Behandlung von Jet-Lag Schlafdauer - Langschläfer: > 9 h 30 min - Kurzschläfer: < 6 h - deutscher Durchschnitt: 23 Uhr Einschlafen; 06 Uhr Aufstehen - durchschnittliche Schlafdauer: 7h 15 min - individuelle Unterschiede möglich: o man unterscheidet unter „Lerchen“ und „Eulen“ → Frühaktive Menschen bzw. spätaktive Menschen (Morgen- vs. Abendmenschen) - zusätzliche Schlafpforten: o Zeiten, in denen dem Menschen das Einschlafen außerhalb der gewohnten Nachtzeit relativ leicht fällt ▪ zwischen 9 und 10 Uhr ▪ zwischen 13 und 14 Uhr ▪ zwischen 17 und 18 Uhr o Phasendauer von 4 Stunden: besonders bei monotonen Situationen/Tätigkeiten Leistungstiefe in diesen Zeiten möglich Nachttiefpunkt (biologische Geisterstunde – Hora minoris resistentiae) - gegen 3 Uhr morgens - Muskulatur hat geringste Aktivität - Körpertemperatur am Tiefpunkt - Lunge höchste Anfälligkeit für Asthma - Blutdruck sinkt und Allergene - Herzaktivität am geringsten - Leistungsfähigkeit erreicht ein - Blut hat maximale Minimum Verklumpungstendenz - Stimmung sackt ab 27 Tagestiefpunkt (Suppenkoma) - 14 Uhr bis 16 Uhr - Herzaktivität sinkt - physiologisches Tagestief - ähnlich wie Nachttiefpunkt (dieser tritt - Körpertemperatur sinkt um 1,5°C ab 12 Stunden zuvor auf) Erholsamer Schlaf – Powernapping - steigert Leistungsfähigkeit und Reaktionsgeschwindigkeit - Studie der NASA und des Fraunhofer-Instituts mit 23.000 Testpersonen aus Griechenland lieferte folgende Ergebnisse: o während des Tagestiefs am sinnvollsten o maximal 30 Minuten o wann immer es die Situation zulässt (auch im Cockpit) - Reaktionen kurz nach dem Powernap noch verzögert (Schläfrigkeit), schneller Besserung Ruhezeiten nach ICAO: vorgeschriebene durch die International Civil Aviation Organization → bspw. für einen 12 Stunden Flug über 11 Zeitzonen 2,2 Tage Mindest-Ruhezeiten Freilauf - Experiment im Andechser Bunker des Max-Planck-Instituts - ohne Zeitbezug, kein Tageslichtrhythmus, keine Uhren etc. dehnt sich der subjektive Tag auf 25 Stunden aus - Tag unterteilt sich in 1/3 Schlafen und 2/3 wach sein - Einschlafzeitpunkt und Aufwachzeitpunkt blieben quasi konstant - Erwachen häufig ca. 5 Stunden nach dem Temperaturminimum (Nachttiefpunkt) Schlaf-Wach-Rhythmus - Rhythmusstörungen und Synchronisierung o Synchronisierung: gleiche Phasenlänge des Schlaf-Wach-Rhythmus und Temperaturzyklus o Desynchronisierung: Verschiebung der Zyklen gegeneinander - Auswirkungen von Desynchronisation: o vor allem, wenn Temperaturminimum in Wachphase fällt o getrübte Stimmung o geringe Konzentrations- und Leistungsfähigkeit o langfristige Schlafstörungen - willentliche Beeinflussung von Schlafen und Wachen o Schlaf-Wach-Rhythmus kann manipuliert werden o z.B. eine Nacht „durchmachen“ o Schichtarbeit - Temperaturzyklus kann nicht bewusst willentlich gesteuert werden! - Physiologische Folgen von Schlafmangel: o Veränderungen im Kohlehydrat-Stoffwechsel o hohe Glucose-Werte im Blut o höhere Kortisol-Konzentration am Abend als üblich o veränderter Rhythmus der Schilddrüsenhormone 28  - Gesundheitliche Folgen von Schlafmangel: o Schlafstörungen (Ein-Durchschlafstörungen) o Herzerkrankungen, Bluthochdruck, Magenbeschwerden, Nervosität o rasches Ermüden, Stimmungstief, beeinträchtigt Leistungsvermögen o Aktivitäts- und Schlafbedürfnis stellen sich zu unpassenden Zeiten ein - 4,5h Schlaf pro Tag kaum über eine Woche durchhaltbar o bei 3h Schlaf pro Tag nimmt die Leistungsfähigkeit bereits innerhalb der ersten 7 Tage rapide ab - Therapie von Schlafmangel: o sofort die Gewohnheiten in der aktuellen Zeitzone übernehmen (Schlafen, Essen) o Stabilisierung des Biorhythmus: ▪ Helles Licht ▪ Körperliche Aktivitäten ▪ Entspannung z.B.: Autogenes Training, Yoga o Resynchronisationsrate von ca. 1 bis 1,5h pro Tag → so viele Tage nötig, wie überflogene Zeitzonen ▪ Resynchronisation in 2 Etappen aufteilen (2h danach, 3-4h später) o bei Flügen nach Westen wach bleiben, Bewegung und eiweißreiche Nahrung o bei Flügen nach Osten schlafen und kohlenhydratreiche Nahrung Jet-Lag - Phänomen beim Überschreiten von zwei oder mehr Zeitzonen - Transmeridiane Desynchronisation - Mensch unterliegt circadianen Rhythmen o Desynchronisation durch Zeitverschiebung o Schlag-Wachrhythmus und Temperaturverlauf desynchronisiert o Zeitgeber sind verändert (Hell/ Dunkel, Tagesablauf, etc.) - Symptome: o Schlafstörungen, Müdigkeit, Abgeschlagenheit, Merkfähigkeitsstörungen o Konzentrationsverlust o Reduktion der psychomotorischen Leistungsfähigkeit o Kanalisierung (Psyche kanalisiert sich wie in einem Tunnel auf eine Information → Tunnelblick) o eingeschränktes visuelles Erkennen o Verlust der Initiative, Stimmungsschwankungen o ähnliche Defizite wie unter Hypoxie - stark beeinflusst durch: o zunehmendes Alter: Jet Lag stärker empfunden o Soziale Faktoren: Problemsituationen o Flugrichtung: Richtung Osten meist stärker empfunden o Anzahl der überflogenen Zeitzonen o Tageszeit: Tagesflüge werden besser toleriert Ruhezeiten für Piloten - Einheitliche EU-Regelung im zivilen Lufttransport: o abhängig von Fluganzahl und Uhrzeit der Flüge o max. 17 Std. mit Ruhemöglichkeiten an Bord o Mindestruhezeit = vorhergehende Dienstzeit 29 11. Pulmo – Atmungssystem Aufbau der Lunge Lungenvolumen - Gesamtkapazität ca. 6 Liter - Atemzugvolumen von 0,5 Liter - Atemzuglungenvolumen von 3 Liter (funktionelle Residualkapazität) - verbleibendes Restvolumen in der Lunge nach maximaler Ausatmung von 1,5 Liter (Residualvolumen) Funktionsweise der Lungenbläschen – Diffusion - Sauerstoff diffundiert in die Lungenbläschen und Kohlenstoffdioxid diffundiert aus den Lungenbläschen heraus - Lungenbläschen sind im Sinne der Oberflächenvergrößerung mit Kapillaren überzogen, um bestmögliche Diffusion zu ermöglichen Erkrankungen – Pneumothorax - Pneumothorax = Pneu (Luft) + Thorax (Brustkorb) - Ansammlung von Luft zwischen Lunge und Brustkorb → verursacht durch Luft in Pleurahöhle (enger kapillarer Spaltraum zwischen Pleura und Wandblatt der Brusthöhle) ➔ Ausdehnung eines oder beider Lungenflügel wird behindert 30 Erkrankungen – Hypoxie Sauerstoff-Kohlenstoffdioxid-Austausch: - Externe Atmung: Atmosphäre – Lunge - Interne Atmung: Lunge – Blut - Zellatmung: Blut – Zelle Formen der Hypoxie (Sauerstoffmangel): 1) Hypoxämische Hypoxie: ➔ Sauerstoffmangel mit Folge der Unterversorgung von Organen ➔ bspw. Lungenerkrankungen bei großen Höhen (über 10.000 ft.) 2) Anämische Hypoxie ➔ Blutmangel, nicht ausreichender Sauerstofftransport 3) Ischämische (stagnierende) Hypoxie ➔ Einschränkung der Organdurchblutung ➔ Sauerstoff erreicht sein Ziel nicht 4) Histotoxische Hypoxie ➔ Zellen können den Sauerstoff nicht verwerten ➔ bspw. durch Zyankalivergiftung, Schlafmittel oder Alkoholvergiftung 5) Hypobare Hypoxie ➔ Höhenexposition geht einher mit Verringerung des Umgebungsluftdrucks bei gleichbleibender Sauerstoffkonzentration 6) Normobare Hypoxie ➔ Sauerstoffkonzentration wird verringert bei unverändertem Luftdruck ➔ z. B. durch Zufuhr von Stickstoff oder Kohlendioxid (bspw. Rauchgas) 31  Atmosphärische Bedingungen ohne Druckkabine (links) Kohlenstoffmonoxid CO - Kohlenstoffmonoxid bindet sich 300x stärker an Hämoglobin (Hb)-Moleküle als Sauerstoff und blockiert die schwächer bindenden O2-Moleküle - Gas ist farblos, geschmackslos und geruchslos und tötet schnell → innerhalb kürzester Zeit können 60% des Hämoglobins beansprucht sein - Symptome bei langsamen Einwirken: o Kopfschmerzen, Übelkeit, Herzklopfen, Apathie, Erbrechen, Kurzatmigkeit - bei Vorflugkontrolle Kontrolle auf CO: o Auspuffsysteme auf Lecks überprüfen o Frischluftzufuhr im Cockpit jederzeit gewährleisten - im Fall von zu hoher CO-Konzentration in der Kabine: o Frischluftzufuhr, Sauerstoffgerät nutzen, Tower informieren - Therapie bei CO-Vergiftung: o Biomonitoring auf Intensivstation o Sauerstoff-Überdruckbeatmung Viele Flugzeuge besitzen CO-Meldekarten, die durch Verfärbung eine erhöhte Konzentration anzeigen. Sauerstoffsättigung - Sauerstoffsättigung nimmt ab 10.000 ft rapide ab (von 90% auf 55% in 22.000 ft) ➔ normal 95-98% Sauerstoffsättigung im Blut Symptome des Sauerstoffmangels Subjektive Symptome: Objektive Symptome: - Sehstörungen - Hyperventilation - Konzentrationsstörungen - Zyanose - Schwindelgefühl - Beeinträchtigung/Verlust des - Beklemmungsgefühl Urteilsvermögens - Abnormes Temperaturempfinden - Verringertes Auffassungsvermögen - Kribbeln in den Extremitäten - Verminderte Kritikfähigkeit - Euphorie oder Apathie - Koordinationsstörungen In der Endphase kommt es zu Muskelkrämpfen, Versagen der Atmung und des Kreislaufs, schließlich zur Bewusstlosigkeit bis der Tod eintritt. 32 Bei Bewegung bemerkt man selbst die Hypoxie schneller. D.h. ein Bergsteiger erkennt seinen Sauerstoffmangel auf 3.000 m eher, als ein Pilot auf gleicher Flughöhe. Tunnelblick und Farbsehstörung 33 Kompensationsstufen zur Vorbeugung von Hypoxie Höhe [ft] Erforderliche Maßnahmen - 0 – 10.000 - normale Luft ausreichend - 10.000 – 33.700 - Luft + zusätzlicher Sauerstoff - 33.700 – 40.000 - 100% Sauerstoff - über 40.000 - 100& Sauerstoff unter Druck Anpassung des Körpers an dauerhaften Sauerstoffmangel durch vermehrte Bildung von Hämoglobin möglich. So haben Bewohner der Anden eine sehr hohe Hämoglobinkonzentration. Beeinflussende Faktoren der Hypoxie - niedrige Temperatur bedeutet erhöhten Sauerstoffbedarf (Heizen des Körpers) - körperliche Aktivität - Krankheiten - Alter über 35 Jahren - Schlafmangel - Medikamente, Drogen, Alkohol und Nikotin Rapid Decompression – Druckabfall - Druckabfall durch Beschädigung der Zelle (Verlust einer Tür, Versagen von Nietverbindungen…) - TUC = Time of Useful Consciousness = Zeit zum Reagieren - ab 12.000 ft Flughöhe nur noch 30 mm Hg Sauerstoffpartialdruck ➔ über 12.000 ft nicht ohne Sauerstoff fliegen 34 12. Akustisches Organ Anatomie Reizleitung des Hörnervs Reiz des Hörnervs wird weitergeleitet in: 1. Hirnstamm o Sensomotorische Verbindung: Gehirn und Körper, Regulation von Herzschlag, Körpertemperatur, Atmung etc. 2. Limbisches System o Verarbeitung von Gefühlen, Auslösen körperlicher Reaktionen wie Gänsehaut, Weinen, Magendrücken 3. primäre Hörareale o rechts und links außen im Großhirn, Schaltzentralen des Hörens 4. sekundäre Hörareale o linke Gehirnhälfte: Rhythmus „verstehen“ o rechte Gehirnhälfte: Klangfarben und Tonhöhen erkennen 5. Präfrontalhirn o Wissen über Musik 6. Orbitofrontaler Kortex o persönlicher Musikgeschmack ▪ linker OFK ist aktiv, wenn Musik gefällt ▪ rechts, wenn nicht gefällt 35 Einfluss von Alkohol - Präfontaler Kortex (Bereich für die Persönlichkeit) wird zerstört → Menschen verändern sich Frequenzbereiche - Hörbare Frequenzen für Menschen: 20 – 20.000 Hz Funktionsweise des Ohres und des Verstehens - Im Ohr sind Haarzellen in Flüssigkeit eingebettet. Je nachdem wie diese Haarzellen schwanken ergibt das einen elektrischen Reiz. Bei Lärm werden diese Haarzellen umgeknickt. - Frauen sprechen in deutlich höheren Tönen, werden deshalb auch im Funkverkehr besser verstanden. o Sprechen Frauen lauter, wird ihre Stimme als deutlich unangenehmer empfunden, als wenn Männer lauter sprechen. - Konsonanten müssen verstanden werden, denn sie enthalten die wichtigsten Wortinformationen. o Durch Einschränkungen im Hochtonbereich gehen also die wichtigsten Wortinformationen verloren, denn Konsonanten liegen im Hochtonbereich. 36 Lärm und Lärmschutz - Lärm kann zur Zerstörung der Haarzellen führen - Lärm im Cockpit: o Helikopter: 100 dB o Jet 60 – 80 dB - Aktive Lärmschutzkopfhörer erkennen eingehende Signale und filtern nach Umgebungslärm und Sprachnachrichten bzw. überraschend auftretenden, wichtigen Geräuschen wie Triebwerksfehler. Sie erzeugen ein amplitudenverschobenes Gegensignal und löschen Umgebungslärm so aktiv aus. - Lärmschutz wird häufiger getragen in Berufen mit Uniformen → sonst als lästig, unschick, nicht modisch empfuden - Anforderungen an den Gehörschutz: o Ausreichende Dämmung zur Hörprotektion o Anpassung an das Spektrum der Lärmquelle o keine Überdämmung insbesondere im Hochtonbereich o Idealfall: Trennung von Störschall und Nutzschall o aktive Geräuschunterdrückung: Communikation Ear Plugs (CEP) oder Active Noise Reduction (ANR) o EG-Richtlinie Rechnung tragen Erkrankungen des Innenohrs Therapie: Hörgerät (wird immer als störend empfunden und bedeutet Verminderung der Lebensqualität) Vibration - Schäden analog zu Schall abhängig von: Frequenz, Intensität, Dauer - Symptome von Schäden durch Vibration: o Sehkraft eingeschränkt o Müdigkeit o Rückenschmerzen, Bandscheibenvorfall o Ganzkörpervibration 37 13. Motion Sickness – Kinetosen Grundlagen und Ursachen (Pathogenese) - 3 Systeme stehen dem Menschen zur Verfügung: o Visuelles System (Wahrnehmung der räumlichen Orientierung) o Vestibularsystem (Wahrnehmung von Beschleunigungen, Eigen- und Fremdbewegungen → Gleichgewichtsorgan) o Propriozeptives System (Wahrnehmung von inneren Körperinformationen wie Kraft und Körperhaltung) - Symptome der Bewegungskrankheit: o Schwindelgefühl mit und ohne Übelkeit bei der Mitfahrt in sich bewegenden Objekten wie Auto, Schiff, Flugzeug, Zug, Achterbahn etc. o Symptome halten Stunden bis Tage an o weitere Symptome: ▪ Schwindel, Schwitzen, häufiges Gähnen ▪ Übelkeit, Angst, Panik ▪ Desorientiertheit, Handlungsunfähigkeit - Ursachen: o körpereigenes Bewegungsempfinden kommt durcheinander, auch Corioliseffekt kann Ursache sein o Informationen aus Auge und Gehör widersprechen Informationen aus Gleichgewichtsorgan o Effekt der Kinetose begünstigt durch fehlende Referenzpunkte (Mitfahrer ohne Blick nach außen leiden schneller an Kinetosen) o Durch Otholitenorgan (kleine Steine aus Kalk oder Stärke im Gleichgewichtsorgan) kann aufgrund deren Masse Beschleunigung und Verzögerung wahrgenommen werden Anatomie des Gleichgewichtsorgans 38 Funktion der Bogengänge Bogengang-Konflikt: Plötzliche Auslenkung der Cupula (bspw. abruptes Abstoppen, Richtungsänderung) die während der Bewegung in Ausgangsstellung zurückgekehrt war, sorgt für Widerspruch → Bogengänge zeigen Bewegung an, während andere Sinne Stillstand anzeigen. ➔ Gefühl das Hängens (LEANS – man denkt man steht/ist schief oder gerade, obwohl man gerade/schief ist) oder Friedhofstrudeln 39 Therapie - wenig Kopfbewegungen - Fixieren des Horizontes - Einnehmen von gleichen Flugbedingungen - Atmen von 100%igen Sauerstoff - Konditionierung: Vertrautheit mit Flugbewegungen, Vertrauen in Luftfahrzeug, Instrumentenflug, Ablenkung,... - Entspannungstechniken, psychische Verarbeitung - Medikamente ➔ 2-3% der Flugschüler sind nicht therapierbar 40 14. CIMON – Crew Interactive Mobile Companion Allgemeines: - erste künstliche Intelligenz auf der ISS - Technologiedemonstration einer freifliegenden, autonomen KI - Unterstützung der Astronauten bei Experimenten und im täglichen Leben Aufgaben: - Entlastung der Astronauten: o Schritt für Schritt Anleitungen für Experimente / Reparaturen o ausführliche Informationen on-demand o Frühwarnsystem für technische Probleme o mehr Freiheiten durch Sprachsteuerung ➔ Reduzierung der negativen Auswirkungen von Stress auf das Immunsystem - Crew: o Unterhaltung z.B. Musik o Untersuchung psychologischer Gruppeneffekte o reagiert empfindlich: „Don‘t be so mean“ Zukunft: - Weltraum: o Vorbereitung von Langzeitmissionen o Ständige Unterstützung von Astronauten auf der ISS o Assistenz bei der Mensch-Mensch Interaktion - Erde: o Medizin und Pflege o Bildung o psychosoziale und Mensch-Mensch Interaktion 41 15. E-Zigaretten Wie schädlich sind sie wirklich? Funktion - Temperatur des Heizelements bestimmt Dampfmenge - Erzeugung von feinem Aerosol o Luft wird am Ende eingesogen, die Flüssigkeit durch das Heizelement verdampft und anschließend mit dem Luftstrom mitgesogen. Das Aerosol wird eingeatmet. Liquid - Propylenglykol-Basis (Disco/Theaternebel) - Langzeitauswirkungen unbekannt - weniger Schadstoffe als Tabakrauch, aber weniger auf Menschen getestet - teilweise Nikotinhaltig - Eigenschaften verändern sich mit Verdampfung o unerforscht o Entstehung von Formaldehyden o Kontaktallergien Auswirkungen auf die Lunge - Aerosol trägt feinste Partikel tief in Lunge o Hustenreiz o Entzündungen o verringerte Lungenfunktion - Gefahr von chronisch-obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) Auswirkungen auf Körperzellen - Formaldehyd wirkt krebsfördernd - 3 ml Liquid sorgt für 14 mg Formaldehyd im Dampf (zum Vergleich: 1 Schachtel Zigaretten erzeugt 1-3 mg Formaldehyd) 42 16. Zukunft – Ready for the Future Genomik - derzeit über 4.000 Studien zur Gentherapie - Informationen aus der Genomik: o Blutzellen-Krankheiten o Krebs o Kardiovaskuläre Erkrankungen o Angeborene Blindheit und Sehstörungen o Typ-1-Diabetes o Hämophilie o Vererbte Immunschwächen - Vorhersage der Selbstmordgefahr möglich - Korrektur von Farbfehlsichtigkeit möglich Regenerative Medizin - Arten von Zellen, Geweben und Organen die Forscher erfolgreich gezüchtet haben: o Lungenzellen o Akustische Haarzellen bei Taubheit o Transplantation von Netzhautzellen bei Makula-Degeneration o Myelin-produzierende Zellen Multiple Sklerose o Haarfollikel bei Kahlköpfigkeit - Umwandlung menschlicher Stammzellen in epitheliale Stammzellen (EpSCs) - Entzellularisiertes Gewebe zur Hautregeneration Biomedizinische Geräte - smarte Kleidung zur Überwachung der Vitalwerte - Nutzung von Smartphone und Smartwatch als Diagnosegerät - weitere Geräte wie: o künstliches Herz, Lunge und Niere o Pillenkamera o Hirnimplantat für künstliches sensorisches Feedback o Hirn-Computer-Implantat zur Steuerung von Prothesen o elektronische Pflaster o Exoskelette o künstliche Retina und intelligente Brillen & Kontaktlinsen o Hirntrauma-Monitor - 3D-Druck zur Anfertigung individuell benötigter Organe oder medizinisches Equipment 43 17. Kommunikation - 76% der Flugunfälle erfolgen durch Flight Crew Error (menschliches Versagen) - Unterstützende Systeme zur Vermeidung von Flugunfällen: o TCAS = Traffic Alert and Collision Avoidance System (Kollisionswarnsystem) o GPWS = Ground Proximity Warning System (Höhenwarnsystem) o TAWS = Terrain Awareness Warning System (Kollisionswarnsystem) GPWS - verarbeite Signale von: o Funkhöhenmesser o ADIRS (Air Data and Inertial Reference System) o Druck- und Trägheitsmessgeräten o Instrumentenlandesystem (ILS) o Flugcomputer o Guidance-Computer (liefert in Echtzeit Fluginformationen) - Berechnung von Werten wie Höhe, Flugrichtung, Neigung etc. TAWS - Aussenden von Funkwellen zur Abtastung des Geländes - Warnung bei Kollisionsgefahr (bspw. Flugroute führt in ein Hindernis) Funkverkehr - hoch sensibel - häufig viele Informationen auf einmal - Stressresistenz vom Piloten gefordert - Häufige Fehlerquellen: o unklare Aussprache o unnötige fachfremde Kommunikation (bspw. Privatgespräche) o „Drum-herum-Reden“ ohne klares Ergebnis - Lösungen und Mittel gegen Fehler: o genormte Fachbegriffe, Aussprache und Phrasen o festgelegte Kommunikationsprotokolle (Wer darf wann was sagen…) o Trainieren von Verhaltensmustern Kommunikation nach Schulz von Thun Sachebene: Worum geht es? Situation, Thema, Fakten, Zeitraum, Informationsgehalt 44 Appellebene: Was wird beabsichtigt? Was will jemand (von mir/uns)? Befehle, Aufrufe, Anweisungen, Aufgaben, Bitten, Impulse, Regeln, Richtlinien, Festlegungen Beziehungsebene: In welche Beziehung treten/sind wir? Position zueinander, Rolle, Figur im Spiel, Offenheit, Freiheit, Ehrlichkeit, Unterordnung, Zwang, Ausnutzen, Schenken, Fordern, Drohen, Loben, Begeistern, Helfen Selbstoffenbarungseb.:Wie ist die innere Situation? Warum? Woher? Motive, Stimmungen, Weltsicht, Charakter, Persönlichkeit, innere Strukturen, Emotionen, Glaube Informationsverarbeitung 1) Aufnahme durch Sensorik 2) Zentrale Verarbeitung und Entscheidung 3) Informationsweiterleitung (durch Gesten oder Sprache) 4) Informationsspeicherung im Gedächtnis Aufteilung der Aufmerksamkeitsressourcen, da begrenzte Kapazität: Wahrnehmung → Entscheidung → Antwort-Auswahl → Arbeitsgedächtnis → Antwort-Ausführung Informationsverarbeitung nach Rasmusson Erfahrungen 1) Entdeckung, dass Handlungsbedarf besteht 2) Info-Verarbeitungsstufen Sinnes- Wahr- Entschei- Aus- Muskel 3) Wissensbasierte Analyse organe nehmung dung führung 4) Bewertung der Gesamtsituation Anschließend: Planung und Ausführung Störung der Informationsverarbeitungskette - Stress - Reizüberflutung - Wachsamkeitsverlust - Monotonie oder auch Zeitdruck 45 55-38-7 Regel Dominanz der Beziehungsebene bestimmt den inhaltlichen Austausch: 7 goldene Regeln der Kommunikation 1. Jeder lebt in seiner eigenen Welt 2. Alles, was man sagt, kann missverstanden werden 3. 90% der Kommunikation verlaufen nonverbal 4. Es geht nie nur “um die Sache” 5. Emotionen sind stärker als die Ratio 6. Hinter jedem Verhalten versteckt sich ein Motiv 7. Man kann nicht nicht kommunizieren 46 18. Fehler Belastungsfaktoren im Cockpit - Temporär hohe Handlungsdichte (bis zu 60 Aktionen/ min) - Informationsüberladung ( Start-Landung ) - Monotonie - allgemeiner Diskomfort (Technik, Enge, Lärm ) - Daily Hassels - Life Event ➔ Kumulation der Belastungen hat die Folgen: Fehler, Fehlverhalten, Crash Qualitätsanforderungen im Cockpit - hohe Resistenz gegenüber Belastungen - geringe psychische Vulnerabilität - pünktliche, ökonomische, sichere Flugdurchführung - geringe Reaktion auf physikalische Stressoren - Kommunikation ohne Blickkontakt (Nebeneinander Sitzen) - Training von „ Coping“ Warum machen Menschen Fehler? - seit 40.000 Jahren sind unsere Gene unverändert - Aufgabenteilung im Gehirn: o Zwischenhirn entscheidet o Stammhirn: übernimmt Regie bei Stress o Kleinhirn: dominiert Gewohnheiten o Großhirn: sekundäre Rationalisierung - Fehler durch Stress: Tunnelblick o STRESS: Ausschüttung Hormone (Adrenalin, Kortisol) o Verzweiflung, Ohnmacht, Resignation, Kanalisation o Stammhirn übernimmt Regie ▪ Angreifen ▪ Flucht ▪ Totstellreflex - Fehler durch Wahrnehmung o Jeder Mensch hat seine individuelle Wahrnehmung! ▪ Gene, Rasse, Kultur, Erziehung, Vorerfahrungen, Interesse o BIO SPAM Filter im Gehirn ▪ Verzerrung der Wahrnehmung ▪ Ergänzungen zur Wahrnehmung ▪ Erschaffen neuer Informationen, die nicht extra markiert sind! - Fehler durch Genussmittel: HANGOVER o bis zu 72 Stunden o min. 12 Std. Pause bis Flug o Schwindel, Müdigkeit, Lichtempfindlichkeit, Übelkeit, Kopfschmerz, Gereiztheit 47  Instrumentendesign - bestmöglich selbsterklärend (Verringerung der Reaktionszeit in Stresssituationen) - bei Notfällen alle Sinne ansprechen s(Erhöhung der Aufmerksamkeit im Notfall) - Schadenstoleranz der Systeme um menschlichen Faktor abzufangen Fehler - Schweizer-Käse-Modell: Jede Fehlerart ist Loch im „Käse“ mit dem Namen „sicherer Flug“ - Fehlervermeidung durch geeignete Crew (Training, Fähigkeiten) - Sicherheitskultur im Unternehmen stärken - jeden Fehler analysieren und zukünftig berücksichtigen Entscheidungsmodell FOR-DEC Durch eine derartige Systematisierung soll verhindert werden, dass Fehler im Informations- management ungeprüft falsche Entscheidungen nach sich ziehen. Environment Operational Facts Options Risks & Decision Execution Check Benefits - viel mehr Fehlerquellen durch immer komplexer werdende Luftfahrt - ABER: viel mehr Sicherheitssysteme - Ziel: Automatisierung, um mehr menschliche Fehler auszuschließen (häufigste Unfallursache) - Anforderung an Piloten steigt in komplexer werdendem Umfeld → sein Fehlerpotential steigt - Automatisierung kann auch zu Überlastung durch Informationsüberladung, Monotonie und Zeitdruck führen 48