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7/21/2019 Journal Hypoxia
http://slidepdf.com/reader/full/journal-hypoxia 1/3
1408
BRITISH MEDICAL
JOURNAL
VOLUME
28 6
30 APRIL
1983
H e a l t h S e r v i c e s
D e v e l o p m e n t ,
Ambulance S e r v i c e .
A d v a n c e d t r a i n i n g
f o r
a m b u l a n c e m e n .
L o n d o n :
DHSS,
1 9 7 6 .
( H e a l t h
N o t i c e
H N ( 7 6 ) 2 0 4 . )
4White
NM ,
P a r k e r W S, B i n n i n g
RA,
Kimber
ER,
Ead
H W ,
C h a m b e r l a i n
DA.
M o b i l e
c o r o n a r y
c a r e
p r o v i d e d b y a m b u l a n c e p e r s o n n e l .
Br
M e d J 3
1 9 7 3
; i i i
: 6 1 8 - 2 2 .
B r i g g s R S , Brown PM,
C r a b b ME,
e t
a l . The
B r i g h t o n
r e s u s c i t a t i o n
a m b u l a n c e s :
a
c o n ti n u i n g e x p e r i m e n t
i n
p r e ho s p it a l c a r e b y
a m b u l a n c e
s t a f f .
Br
Me d
J
1 9 7 6 ; i i :
1
1 6 1 - 5 .
6
M a c k i n t o s h
AF,
C r a b b
ME, G r a i n g e r R ,
W i l l i a m s J H , C h a m b e r l a i n
DA.
Th e
B r i g h t o n
r e s u s c i t a t i o n
a m b u l a n c e s :
r e v i e w
o f 4 0
c o n s e c u t i v e
s u r v i v o r s
o f
o u t - o f - h o s p i t a l
c a r d i a c
a r r e s t .
Br
MedJ
1 9 7 8 ; i : 1 1 1 5 - 8 .
N e i l s o n
JM.
A
s p e c i a l p u r p o s e h y b r i d c o m p u t e r
f o r
a n a l y s i s
o f
EC G a r r h y t h -
m i a s .
L o n d o n : I n s t i t u t e o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r s ,
1 9 7 1 : 1 5 1 . ( C o n f e r e n c e
p u b l i c a t i o n
No
7 9 . )
V e t t e r
N J , J u l i a n
DG.
C o m p a r i s o n
o f
a r r h y t h m i a
c o m p u t e r a n d c o n -
v e n t i o n a l
m o n i t o r i n g
i n
a
c o r o n a r y
c a r e
u n i t .
L a n c e t 1 9 7 5 ; i : 1 15 1 - 4 .
9
Lau YK,
S m i t h J , M o r r i s o n
S L ,
C h a m b e r l a i n DA.
P o l i c y
f o r e a r l y d i s -
c h a r g e a f t e r a c u t e m y o c a r d i a l
i n f a r c t i o n .
Br
Me d
J f
1 9 8 0 ; 2 8 0 : 1 4 8 9 - 9 2 .
° 0
N o r r i s
RM,
B r a n d t PWT, C a u g h e y DE, L e e
A J , S c o t t
P J . A
new
c o r o n a r y
p r o g n o s t i c i n d e x . L an c et 1 9 6 9
; i
: 2 7 4 - 8 .
A r m s t r o n g
A ,
Duncan B , O l i v e r
MS , e t a l . N a t u r a l
h i s t o r y o f a c ut e c o r o n-
a r y h e a r t
a t t a c k s .
A
c o m m u n i t y
s t u d y . Br Heart3
1 9 7 2 ; 3 4 : 6 7 - 8 0 .
1 2
K i n l e n
L J .
I n c i d e n c e
a n d
p r e s e n t a t i o n o f
m y o c a r d i a l
i n f a r c t i o n i n a n
E n g l i s h
c o m m u n i t y .
Br H e a r t
_
1 9 7 3 ; 3 5 : 6 1 6 - 2 2 .
3
B a i n t o n CR, P e t e r s o n DR . D e a t h s f r o m
c o r o n a r y
h e a r t d i s e as e
i n p e r s o n s
f i f t y y e a r s o f
a g e a n d y o u n g e r . N E n g l 3 Me d
1 9 6 3 ; 2 6 8 : 5 6 9 - 7 5 .
Gordon T , K a n n e l
W B .
P r e m a t u r e
m o r t a l i t y
f r o m
c o r o n a r y h e a r t
d i s e a s e .
Th e F ramingham s t u d y .
JAMA
1 9 7 1 ; 2 1 5 : 1 6 1 7 - 2 5 .
5
S c h w a r t z C J ,
G e r r i t y
RG.
A n a t o m i c a l
p a t h o l o g y
o f s u d d e n
u n e x p e c t e d
c a r d i a c
d e at h . C i r c u l at i o n
1 9 7 5 ; s u p p l
3 : 1 8 - 2 6 , 5 1 - 2 .
6
M a r g o l i s
J R , K a n n e l
W B,
F e i n l e i b M, e t a l . C l i n i c a l
f e a t u r e s o f u n -
r e c o g n i s e d
m y o c a r d i a l i n f a r c t i o n - s i l e n t a n d
s y m p t o m a t i c . Am J
C a r d i o l 1 9 7 3 ; 3 2 : 1 - 7 .
7 Adgey
AAJ, N e l s o n
PG, S c o t t ME,
e t
a l .
Management o f v e n t r i c u l a r
f i b r i l l a t i o n
o u t s i d e
h o s p i t a l .
L a n c e t
1 9 6 9 ; i :
1 1 6 9 - 7 1 .
1 8 P a nt r i d g e J F . M o b i l e
c o r o n a r y
c a r e .
C h es t 1 9 7 0 ; 5 8 : 2 2 9 - 34 .
9
P a n t r i d g e
J F , G e d d e s J S . A m o b i l e i n t e n s i v e - c a r e
u n i t
i n
t h e
management
o f
m y o c a r d i a l i n f a r c t i o n . L a n c e t
1 9 6 7 ; i i
: 2 7 1 - 3 .
2 0
P a n t r i d g e
J F , W e b b SW ,
Adgey
AAJ,
Geddes
J S .
The f i r s t h o u r
a f t e r
t h e
o n s e t
o f
a c u t e m y o c a r d i a l i n f a r c t i o n .
P r o g r e s s
i n
C a r d i o l o g y
1 9 7 4 ; 3 :
1 7 3 - 8 8 .
> Maroko
P R ,
K j e k s h u s J K ,
S o b e l B E , e t
a l .
F a c t o r s
i n f l u e n c i n g i n f a r c t
s i z e
f o ll ow i ng e x p e r i m e n t al
c o r o n a r y
a r t e r y
o c c l u s i o n s .
C i r c u l a t i o n
1 9 7 1
; 4 3 : 6 7 - 8 2 .
2 2
J u l i a n D ,
C a m p b e l l R W F . S u d d e n c a r d i a c d e a t h .
I n :
Hamer J ,
R o w l a n d s
D ,
e d s .
R e c e nt a d v a n c e s i n c a r d i o l o g y . V o l 8 . E d i n b u r g h ,
L o n d o n ,
M e l b o u r n e , Ne w
Y o r k :
C h u r c h i l l L i v i n g s t o n e ,
1 9 8 1 : 7 1 - 9 1 .
( A c c e p t e d
1 6
F e b r u a r y 1 9 8 3 )
A v i a t i o n
M e d i c i n e
P r o b l e m s o f a l t i t u d e
I :
H y p o x i a
a n d
h y p e r v e n t i l a t i o n
RICHARD M
HARDING,
F
JOHN
MILLS
E v e n
m o d e r n a i r c r a f t
s t i l l e x p o s e t h e i r
p a s s e n g e r s
t o
s o m e
r i s k s
f r o m
l o w e r e d
a t m o s p h e r i c
p r e s s u r e .
C o n c o r d e
commonly
c r u i s e s a t a l t i t u d e s
o f 5 0 0 0 0 - 6 0 0 0 0
f t
( 1 5
2 40 - 1 8 2 8 8
m w h e r e ,
i f
u n p r o t e c t e d ,
i t s
o c c u p a n t s
w o u l d b e
u n c o n s c i o u s w i t h i n 1 5
s e c o n d s
a n d d e a d
f o u r
t o
s i x
m i n u t e s
l a t e r
f r o m l a c k
o f
o x y g e n . 2
E v e n
a t
t h e more u s u a l
c r u i s i n g
a l t i t u d e s
o f c o m m e r c i a l a i r c r a f t - 3 0 0 0 0 - 4 0
0 0 0
f t
( 9 1 4 4 - 1 2
1 9 2
m -
u n p r o t e c t e d
p a s s e n g e r s
a n d c r e w
w o u l d
r a p i d l y
s u c c u m b . Of
c o u r s e
t h i s
d o e s
n o t
h a p p e n ,
t h a n k s
t o t h e
p r o t e c t i o n
o f t h e
a i r c r a f t
p r e s s u r e
c a b i n .
The
w e l l
b e i n g
o f t h e
a i r
t r a v e l l e r
w i t h i n
t h i s a r t i f i c i a l e n v i r o n m e n t
i s ,
h o w e v e r , a l w a y s
t h r e a t e n e d b y t h e
p r o b l e m s
o f
a l t i t u d e
e x t e n d i n g
b e y o n d
l a c k
o f
o x y g e n
t o
d e c o m p r e s s i o n
s i c k n e s s ,
c o l d , a n d s i m p l e
p r e s s u r e
e f f e c t s .
P h y s i c s
o f
t h e
atmosphere
A s c e n t
t o
a l t i t u d e
i s
a s s o c i a t e d w i t h a
f a l l
i n
a i r p r e s s u r e
p a r a l l e l
b y
d e c r e a s e s i n
d e n s i t y a n d
t e m p e r a t u r e .
Thus
a t
1 8
0 0 0
f t
( 5 4 8 6 m
a t m o s p h e r i c p r e s s u r e
h a s
f a l l e n
t o
h a l f
i t s
v a l u e
a t
s e a l e v e l
a n d
t h e
a m b i e n t
t e m p e r a t u r e
t o
a b o u t
-
2 0 ° C
RAF I n s t i t u t e o f
A v i a t i o n
M e d i c i n e ,
F ar nbo r ough , Hant s
RICHARD
M
HARDING,
M B , D A V M E D , s q u a d r o n
l e a d e r
F
JOHN
MILLS, M A , M B , s q u a d r o n l e a d e r
C o r r e s p o n d e n c e
t o :
S q u a d r o n
L e a d e r R M
H a r d i n g .
( f i g 1 ) . Th e f a l l
i n
t o t a l a t m o s p h e r i c p r e s s u r e
a n d t h e
c o n s e q u e n t
r e d u c t i o n
i n
t h e
p a r t i a l
p r e s s u r e
o f o x y g e n P o 2
p o s e s
t h e
g r e a t e s t s i n g l e t h r e a t
t o
a n y o n e
w h o f l i e s ,
h y p o x i a . F o r t u n a t e l y ,
t h e r e l a t i o n s h i p
b e t w e e n o x y g e n
s a t u r a t i o n o f
h a e m o g l o b i n a n d
o x y g e n
t e n s i o n ,
r e f l e c t e d
i n t h e s h a p e o f
t h e
o x y g e n d i s s o c i a t i o n
c u r v e ,
m i n i m i s e s t h e e f f e c t . The
p l a t e a u
r e p r e s e n t s
a n
i n b u i l t
r e s e r v e ,
w h i c h i s
e x p l o i t e d b y
a i r c r a f t
d e s i g n e r s ,
a n d
p r o v i d e s
p r o t e c t i o n a g a i n s t h y p o x i a
up
t o
a n a l t i t u d e
o f
1 0 0 0 0 f t
( 3 0 4 8 m
( f i g
2 ) .
A s c e n t t o t h i s a l t i t u d e p r o d u c e s
a f a l l
i n
a l v e o l a r P o 2
f r o m
t h e
n o r m a l 1 3
7 k P a
( 1 0 3
mm
H g )
t o
8 - 0
k P a
( 6 0
mm
H g )
b u t
o n l y a s l i g h t
f a l l i n
p e r c e n t a g e
s a t u r a t i o n
o f
h a e m o g l o b i n
w i t h
o x y g e n .
As
t h e
a l t i t u d e p r o g r e s s i v e l y
r i s e s
a b o v e
1 0 0 0 0
f t
( 3 0 4 8 m
t h e
p e r c e n t a g e
s a t u r a t i o n o f
h a e m o g l o b i n
f a l l s
p r e c i p i -
t o u s l y
a n d
r e s u l t s
i n
h y p o x i a .
Cabin
p r e s s u r i s a t i o n
a n d
d e c o m p r e s s i o n
C o m m e r c i a l
a i r c r a f t c a b i n s a r e
p r e s s u r i s e d
t o b e l o w
1 0
0 0 0
f t
( 3 0 4 8 m ) - u s u a l l y
b e t w e e n 5 0 0 0
a n d
7 0 0 0 f t
( 1 5 2 4 - 2 1 3 4 m -
b o t h a s a s a f e t y
m a r g i n
f o r
p a s s e n g e r s ( s e e p r e v i o u s a r t i c l e ,
1 6
A p r i l , p 1 2 2 9 )
a n d
b e c a u s e
p s y c h o m o t o r
p e r f o r m a n c e
a t n o v e l
t a s k s ,
w h i c h
i s
o f
r e l e v a n c e
t o
a i r c r e w ,
d e t e r i o r a t e s
a t
a l t i t u d e s o f
8 0 0 0
f t
( 2 43 8 m ). 3
P r e s s u r i s a t i o n t o
s e a
l e v e l ,
t h o u g h
i d e a l , i s
n o t
c o s t
e f f e c t i v e .
A i r c r a f t m a i n t a i n
a
p o s i t i v e
a m b i e n t
p r e s s u r e w i t h i n t h e i r
c a b i n s
b y
d r a w i n g
i n
e x t e r n a l
a i r a n d
d e l i v e r i n g
i t c o m p r e s s e d
t o
t h e
c a b i n . The
o u t f l o w
o f c a b i n
a i r i s
t h e n
c o n t r o l l e d
s o
a s
t o
m a i n t a i n
t h e
r e q u i r e d
p r e s s u r e
d i f f e r e n t i a l .
Th e
t h r o u g h
f l o w
a l s o v e n t i l a t e s t h e
c a b i n a n d
p r o v i d e s
a means
b y
w h i c h
t h e
a m b i e n t t e m p e r a t u r e m a y
b e
c o n t r o l l e d .
As l o n g
a s
t h e
p r e s s u r i -
s a t i o n s y s t e m a n d t h e a i r c r a f t r e m a i n i n t a c t , p r o t e c t i o n i s
p r o v i -
7/21/2019 Journal Hypoxia
http://slidepdf.com/reader/full/journal-hypoxia 2/3
BRITISH
MEDICAL
JOURNAL VOLUmE
286
30
APRIL 1983
800
7 0 0
-
I
E
a ,
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n
V )
Q i
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U
L
0
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2 0 -
1 5 .
0
8
_ 1 0
D
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a
5
_ c
V
C )
n
-5 0
L-60
F IG 1 - R e l a t i o n b e t w e e n a l t i t u d e a n d
p r e s s u r e a n d b et w e en
a l t i t u d e a n d
temperature.
C o n v e r s i o n : t r a d i t i o n a l
t o SI
u n i t s - a t m o s p h e r i c p r e s s u r e :
1 0 0 Hg I
1 3 - 3
k P a .
( A l t i t u d e : 5 0 0 0 f t 1 5 0 0
m . )
A l t i t u d e ( x
1
f t )
c
a )
x
0
- c
E
a)
c-
c
a
a
0
1 2 3
4
5
6
7
8 9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
P a r t i a l p r e s s u r e o f a l v e o l a r
oxyg e n
kPu
FI G 2 - R e l a t i o n
b e t w e e n
p a r t i a l pres s ure
o f a l v e o l a r
o x y g e n ,
percentage
s a t u r a t i o n
o f
h a e m o g l o b i n
w i t h
o x y g e n ,
a n d
a l t i t u d e .
C o n v e r s i o n :
SI
t o t r a d i t i o n a l
u n i t s - p a r t i a l p r e s s u r e
o f
a l v e o l a r
oxyg e n:
1 kPaz8
g .
( A l t i t u d e :
5 0 0 0
f t
1 5 0 0
m . )
ded
a t normal
o p e r a t i n g
a l t i t u d e s .
I n
p r a c t i c e
t h e
d e g r e e
o f
p r e s s u r i s a t i o n
i n c r e a s e s
l i n e a r l y w i t h ,
b u t
a t
a
s l o w e r
r a t e
t h a n ,
a c t u a l
a l t i t u d e ,
f r o m
g r o u n d
l e v e l
t o
a
h i g h m a x i m u m
d i f f e r e n t i a l
pr es s ur e ( f i g 3 ) .
T h e r e a f t e r ,
c a b i n a l t i t u d e
i n c r e a s e s a t t h e same
r a t e
as
a i r c r a f t
a l t i t u d e
a l o n g
a
l i n e
d e t e r m i n e d
b y
t h e
pressure
c h a r a c t e r i s t i c s
o f t h e
h u l l ,
t h e
m a x i m u m
d i f f e r e n t i a l
pr es s ur e
l i n e .
Th e
p r o b l e m s
o f a l t i t u d e
become m a n i f e s t
i f a n d
whe n c a b i n
C a b i n
d i f f e r e n t i a l
p r e s s u r e
( l b / i n 2 )
0 2
4
/
,
6
o
o
X/
/ /
/ / <
/
o
< 8 M a x i m u m
d i f f e r e n t i a l
/
/
X-pressre
i n e
/
/ _
/
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//
9
/ j
~ / /
/
/
/
/ ,
5
1 0 1 5 2 0 2 5 3 0
4 0
5 0
A i r c r a f t a l t i t u d e
( x
l O O O f t
)
F I G 3 - T y p i c a l
s u b s o ni c p a s s e ng e r a i r c r a f t p r e s s u r i s a t i o n
p r o f i l e . I n
t h i s e x -
a m p l e
t h e
m a x i m u m
d i f f e r e n t i a l
p r e s s u r e l i n e i s r e a c h e d when a i r c r a f t
a l t i t u d e
i s
3 9 5 0 0 f e e t
( 1 2
0 4 0
m a n d c a b i n
a l t i t u d e
i s
6 0 0 0 f t
( 1 9 2 9
m ) .
C o n v e r s i o n : t r a d i t i o n a l t o
SI u n i t s - c a b i n
d i f f e r e n t i a l
p r e s s u r e :
1
l b / i n 2
0 - 0 7
k g / c m 2 . ( A l t i t u d e : 5 0 0 0 f t - 1 5 0 0
m . )
p r e s s u r i s a t i o n
f a i l s . S u c h f a i l u r e s s t i l l
o c c u r i n b o t h c i v i l a n d
m i l i t a r y
a i r c r a f t ,
l a r g e
a n d
s m a l l . 4
6
I n
t h e
c a s e
o f
a
s l o w
l o s s
o f
p r e s s u r i s a t i o n - f o r e x a m p l e , a s a r e s u l t
o f m a l f u n c t i o n
o f
a c o n -
t r o l s y s t e m - t h e
c a b i n
a l t i t u d e w i l l
i n c r e a s e
s l o w l y ;
t h i s i s
u s u a l l y
r a p i d l y r e c o g n i s e d a n d d e a l t w i t h b y
t h e c r e w . H y p o x i a i n
s u s c e p t i b l e
s u b j e c t s
i s t h e m a i n d a n g e r . E f f e c t s a r e
more
d r a m a -
t i c w h en
a r a p i d d e c o m p r e s s i o n
o c c u r s - f o r e x a m p l e , when a
window i s
l o s t o r
t h e
p r e s s u r e h u l l
i s
r u p t u r e d b y
a n
e x p l o s i o n .
I n
t h e s e c a s e s t h e r e
i s
a
m a s s i v e mo v ement
o f
a i r
o u t t h r o u g h t h e
d e f e c t ,
w h i c h
w i l l
c a r r y
w i t h i t
a n y
l o o s e
a r t i c l e s
a n d
e v e n
p a s -
s e n g e r s
c l o s e
t o t h e b r e a c h who a r e
n o t w e a r i n g t h e i r s e a t b e l t s . 4
The
a i r m ove m e n t
c r e a t e s
c o n s i d e r a b l e n o i s e a n d t h e s u d d e n
c o o l i n g c a u s e s
c o n d e n s a t i o n a n d
m i s t i n g ,
t h u s
m a k i n g
b o t h
c o m m u n i c a t i o n
a n d
v i s i o n d i f f i c u l t . T h e s e i n i t i a l
e v e n t s
a r e
r a p i d l y
s u c c e e d e d
b y
t h e
p r o b l e m s
o f
h y p o x i a , p e r h a p s
c o m p l i -
c a t e d
b y c o l d i n j u r y
( f r o s t b i t e
a n d
f r o s t n i p ) , a n d
d e c o m p r e s s i o n
s i c k n e s s .
The
r a t e ,
d u r a t i o n ,
a n d
e f f e c t s
o f
r a p i d
d e c o m p r e s s i o n
d e p e n d
on
t h e e x t e r n a l
a n d
c a b i n
a l t i t u d e s a t t h e
m o m e n t o f
d e c o m p r e s s i o n ,
t h e
v o l u m e
o f t h e
c a b i n ,
a n d
t h e
s i z e
o f t h e
d e f e c t .
Combat
a i r c r a f t
a r e
p r e s s u r i s e d
t o a l e s s e r
d e g r e e
s o
a s
t o
a c h i e v e
a
l o w e r s t r u c t u r a l
w e i g h t
a n d
i m p r o v e t h e p o w e r t o
w e i g h t
r a t i o . I n
a d d i t i o n ,
t h e
r i s k
o f
s u d d e n
l o s s o f c a b i n
p r e s s u r i s a t i o n
i n
t h e s e
a i r c r a f t
i s
i n c r e a s e d
a s
a
r e s u l t o f
enemy
a c t i o n .
The
d e g r e e o f p r e s s u r i s a t i o n
d e p e n d s
on
a c t u a l
a l t i t u d e ,
a s i n
c o m m e r c i a l a i r c r a f t . The
o x y g e n
d e f i c i t when c a b i n
a l t i t u d e s
e x c e e d
1 0
0 0 0 f t
( 3 1 2 5
m
i n m i l i t a r y a i r c r a f t i s
c o m p e n s a t e d
f o r
b y o x y g e n e n r i c h m e n t
o f t h e a i r
a s a l t i t u d e
i n c r e a s e s ,
u n t i l
a t a b o u t 3 0
0 0 0 f e e t ( 9 1 4 4
m 100 o x y g e n
i s
b e i n g d e l i v e r e d . The
s u p p l y
i s
f e d
i n d i v i d u a l l y
t o
e a c h
crew
m e m b e r
t h r o u g h
a
r e g u l a t o r
a n d
m a s k .
H y p o x i a
PHYSIOLOGICAL
FACTORS
The e a r l i e s t
f e a t u r e o f
h y p o b a r i c
h y p o x i a
i s
o f t e n
a
s u b t l e
p e r s o n a l i t y
c h a n g e
p e r h a p s
c o u p l e d
w i t h
e u p h o r i a ,
l a c k
o f
j u d g m e n t ,
l o s s
o f s h o r t term
m e m o r y ,
a n d
m e n t a l i n c o o r d i n a -
t i o n .
T h i s
c o m b i n a t i o n
i s
n o t
u n p l e a s a n t
a n d r e s e m b l e s t h e
e a r l y s t a g e s
o f a l c o h o l i c
i n t o x i c a t i o n ,
b u t i t s
i n s i d i o u s n e s s
i s
o f
t h e
g r e a t e s t
d a n g e r
t o
t h e v i c t i m .
I n
a
crew member
i t
ma y
b e
d i s a s t r o u s s i n c e h e i s unaware o f h i s
f a i l i n g
p e r f o r m a n c e .
S u b s e q u e n t
f e a t u r e s
r e f l e c t
t h e s t i mu l a t i on o f
c a r d i o v a s c u l a r
a n d
r e s p i r a t o r y
c o m p e n s a t o r y
m e c h a n i s m s .
I n
m o d e r a t e
h y p o x i a - f o r
e x a m p l e ,
a i r
b r e a t h i n g
a t
2 5
0 0 0
f t
( 7 6 2 0
M 6-
c a r d i a c
o u t p u t
a n d h e a r t r a t e
a r e
i n c r e a s e d
b u t o v e r a l l
p e r i p h e r a l
r e s i s t a n c e i s
r e d u c e d ,
s o
t h a t
m e a n a r t e r i a l b l o o d
p r e s s u r e
i s
u n c h a n g e d .
C e r e b r a l b l o o d
f l o w i s
i n c r e a s e d , t h o u g h
t h e
1 4 0 9
7/21/2019 Journal Hypoxia
http://slidepdf.com/reader/full/journal-hypoxia 3/3
1 4 1 0
BRITISH
MEDICAL
JOURNAL
VOLUME
286 3 0
APRIL 1983
d e g r e e
o f i n c r e a s e i s m o d i f i e d
b y
t h e
m a g n i t u d e
o f
c o e x i s t i n g
h y p o c a p n i a
t h a t r e s u l t s
f r o m
i n c r e a s e d
r e s p i r a t o r y
m i n u t e
v o l u m e .
Thus c e r e b r a l a n d c a r d i a c
p e r f u s i o n
i s
i n c r e a s e d
a t
t h e
e x p e n s e o f
l e s s v i t a l
o r g a n s .
M u s c u l a r i n c oo r di n a t i o n d e-
v e l o p s - i n c l u d i n g
s l u r r e d
speech-and
t h i s , t o g e t h e r
w i t h l o s s
o f t o u c h s e n s a t i o n ,
ma y p r e v e n t t he v i c t i m
f r o m
t a k i n g
e f f e c t i v e
r e m e d i a l
a c t i o n . The
s p e c i a l
s e ns e s a r e a l s o
a f f e c t e d ;
c l a s s i c a l l y ,
t u n n e l l i n g
o f v i s i o n
o c c u r s , t h o u g h n o n - s p e c i f i c
v i s u a l
s y m p -
t o m s
a r e
more common.
L o s s
o f a u d i t o r y a c u i t y
i s
a
l a t e
f e a t u r e ,
h o w e v e r ,
a n d
e v e n
t h e n i s
n o t
p r o n o u n c e d .
R e s p i r a t i o n
i n c r e a s e s
u n d e r t h e
h y p o x i c
d r i v e t o
h e l p
a l l e v i a t e
c e r e b r a l
h y p o x i a
b u t i s
i n e f f e c t i v e ,
a n d t h e
s y m p t o m s
a n d
s i g n s
o f
h y p e r v e n t i l a t i o n
d e v e l o p
w i t h t h o s e o f
h y p o x i a . H y p e r v e n t i l a -
t i o n i s
a n o r m a l
r e s p o n s e
t o
a f a l l
i n
a l v e o l a r
P o . ,
t o b e l o w
7
3 - 8 0 k P a
( 5 5 - 6 0
mm
H g )
a n d i n d e e d
m a y
b e t h e
d o m i n a n t
c l i n i c a l
f e a t u r e .
L i g h t h e a d e d n e s s , f e e l i n g s
o f
u n r e a l i t y
a n d
a n x i e t y , p a r a e s t h e s i a e ,
v i s u a l d i s t u r b a n c e s - f o r
e x a m p l e ,
b l u r r i n g
a n d s c o t o m a t a - a n d
p a l p i t a t i o n s
a r e c o m m o n
i n
p e o p l e
e x p o s ed s u d d e n l y
t o
a l t i t u d e s
o f 2 5
0 0 0 f t
( 7 6 2 0 m ) .
The
f e a t u r e s o f
h y p o x i a
v a r y
b e t w e e n
s u b j e c t s ,
a n d
t h e r a t e
a t
w h i c h t he y d e v e l o p
d e p e n d s
on t h e
s e v e r i t y
o f t h e
h y p o x i c
i n s u l t . Thus most
o f t h e
c h a n g e s
d e s c r i b e d
o c c u r
w i t h i n
t h r e e t o
f i v e m i n u t e s
o f
s u d d e n
e x p o s u r e
t o
a n a l t i t u d e
o f 2 5
0 0 0 f t
( 7 6 2 0
m
( b y
w h i c h t i m e
a l v e o l a r
P o 2 =40 k P a
( 3 0
mm
H g )
a n d
a l v e o l a r
P c o 2
29
k z P a ( 2 2
mm
H g ) , 6
b u t
a b o v e
4 5 0 0 0 f t
( 1 3
7 1 6
m u n c o n s c i o u s n e s s ,
o f t e n
p r e c e d e d
b y c o n v u l s i o n s ,
s u p e r v e n e s
w i t h i n 1 5 - 2 0
s e c o n d s .
The t r e a t m e n t f o r
h y p o b a r i c h y p o x i a
i s
w i t h
o x y g e n .
I n
p a s s e n g e r
a i r c r a f t
o x y g e n
i s d e l i v e r e d
t h r o u g h a u t o m a t i c
d r o p
d o w n
s e t s
w h e n e v e r
t h e c a b i n
a l t i t u d e
e x c e e d s a
c e r t a i n
l e v e l ,
u s u a l l y
1 2
0 0 0 - 1 4
0 0 0
f t
( 3 6 5 8 - 4 2 6 7 m ) . E a c h
s e t h a s
a
mask
a t t a c h e d
w h i c h
s h o u l d b e
i m m e d i a t e l y p l a c e d o v e r
t h e
f a c e .
I n
man y
s y s t e m s
t h e
a c t i o n o f
p u l l i n g
t h e
mask
w i t h i t s
d e l i v e r y
t u b e a t t a c h e d
o n t o
t h e
f a c e
i n i t i a t e s t h e f l o w
o f
o x y g e n .
Even t h i s
s i m p l e
m a n o e u v r e
m a y
b e
b e y o n d
t h e
a b i l i t y
o f
p a s s e n g e r s w h en
t h e y
a r e
e x p o s e d
t o
r a p i d d e c o m p r e s s i o n
a t
h i g h
a l t i t u d e . 4
7
M a n i p u l a t i n g
t h e
e q u i p m e n t
m a y
b e f u r t h e r
c o m p l i c a t e d i f t h e
s t r i c k e n a i r c r a f t s u b s e q u e n t l y d e s c e n d s
r a p i d l y
a n d t h e
p a s s e n -
g e r s
a r e
f l e x e d
f o r w a r d
i n
t h e i r
s e a t s .
S e a t s
f a c i n g
b a c k w a r d s
w o u l d
p r e v e n t
s u c h
f l e x i n g
a n d
s o make t h e
o x y g e n
mask
e a s i e r
t o
u s e . 8
Th e
c r e w o n
t h e f l i g h t
d e c k
a r e
e q u i p p e d
w i t h
more
e l a b o r a t e o x y g e n s y s t e m s - s i m i l a r
t o t h o s e i n
m i l i t a r y
a i r c r a f t -
t o
e n a b l e t h e m t o
a c c o m p l i s h , u n i m p a i r e d ,
a
r a p i d
d e s c e n t t o a
s a f e a l t i t u d e
o f l e s s t h a n
1 0 0 0 0
f t
( 3 0 4 8
m ) .
The c a b i n s t a f f
h a v e
p o r t a b l e o x y g e n
s e t s
f o r t h e i r o wn
u s e
w h i l e h e l pi n g
p a s s e n g e r s .
A
d e g r e e
o f
h y p o x i a
w i l l
d e v e l o p
i n
a l l
o c c u p a n t s
o f
a n
a i r c r a f t
whe n
b r e a t h i n g
a i r a t
a l t i t u d e s a b o v e 1 0
0 0 0 f t
( 3 0 4 8
m ) .
Some
s u b j e c t s
m a y ,
h o w e v e r ,
become
h y p o x i c
b e l o w
t h i s a l t i t u d e
a n d w i l l
r e q u i r e t h e r a p e u t i c o x y g e n
i n t h e
a i r c r a f t ,
w h i l e
t h e i r
f e l l o w
p a s s e n g e r s
r e m a i n
f i t
a n d w e l l .
O x y g e n
m a y b e g i v e n
t h r o u g h
t h e
p a s s e n g e r s
ow n a u t o m a t i c
s e t o r
f r o m a
p o r t a b l e
e m e r g e n c y
s u p p l y ( s e e p r e v i o u s
a r t i c l e ,
9
A p r i l , p 1 2 0 4 ) .
MEDICAL
FACTORS
Many
f a c t o r s
ma y c a u s e
o n e
p e r s o n
t o
b e
more
s u s c e p t i b l e
t o
l a c k
o f
o x y g e n t h a n
a n o t h e r .
I l l
h e a l t h , e s p e c i a l l y
c a r d i o -
v a s c u l a r a n d
r e s p i r a t o r y d i s o r d e r s ( s e e
p r e v i o u s a r t i c l e ,
1 6
A p r i l , p 1 2 6 9 ) ma y
o b v i o u s l y
l e a d
t o p r o b l e m s .
A l c o h o l
a n d
o t h e r
d r u g s ,
p a r t i c u l a r l y
p r o p r i e t a r y
c o l d c u r e s
( e s p e c i a l l y
t h o s e
c o n t a i n i n g
a n t i h i s t a m i n e s ) , m a y
p o t e n t i a t e t h e
l a c k
o f
o x y g e n . C a r b o n
m o n o x i d e
p r e f e r e n t i a l l y d i s p l a c e s
o x y g e n
f r o m
t h e
h a e m o g l o b i n
m o l e c u l e a n d
s o
s m o k i n g ma y
r a i s e
c a r b o x y h a e m o g l o b i n
c o n c e n t r a t i o n s
s u f f i c i e n t l y t o
r e d u c e
t h e
r e s e r v e , d e s p i t e e n z y m a t i c a n d
h a e m a t o l o g i c a l
c o m p e n s a t o r y
m e c h a n i s m s . I n
a d d i t i o n , t h e
i n t e r a c t i o n
o f
c a r b o n
m o n o x i d e
w i t h h a e m o g l o b i n
s h i f t s t h e
o x y g e n
d i s s o c i a t i o n
c u r v e
t o
t h e
l e f t s o
f u r t h e r r e d u c i n g
t h e amount
o f o x y g e n a v a i l a b l e f o r
r e l e a s e t o
t h e
t i s s u e s . 9
Thus a n
e s t a b l i s h e d
h e a v y
s m o k e r
ma y
a l r e a d y b e a t
a n
e q u i v a l e n t a l t i t u d e
o f s e v e r a l
t h o u s a n d
f e e t
w h i l e
w a l k i n g t o h i s a i r c r a f t .
F i n a l l y , a n y
c o n d i t i o n t h a t
i n c r e a s e s o x y g e n
r e q u i r e m e n t s ,
s u c h
a s e x e r c i s e
o r
c o l d , w i l l
r e d u c e
t o l e r a n c e t o
h y p o x i a .
O c c a s i o n a l l y symptoms
a n d
s i g n s
w o r s e n
t r a n s i e n t l y
when
o x y g e n
i s
r e s t o r e d t o a
h y p o x i c
p a t i e n t .
T h i s
o x y g e n p a r a d o x
p r o b a b l y
r e s u l t s f r o m a c o m b i n a t i o n o f
a
r e f l e x
p e r i p h e r a l
a r t e r i o l a r
v a s o d i l a t a t i o n w i t h c o n s e q u e n t h y p o t e n s i o n a n d
a
p e r s i s t e n t c e r e b r a l
v a s o c o n s t r i c t i o n d u e
t o
h y p o c a p n i a
a s s o c i a t e d
w i t h
h y p o x i a . 6
The
phenomenon i s
u s u a l l y
m i l d
a n d
l a s t s
f o r
1 5 - 6 0
s e c o n d s , a f t e r
w h i c h
r e c o v e r y i s r a p i d p r o v i d e d
t h a t
o x y g e n a d m i n i s t r a t i o n i s m a i n t a i n e d . O c c a s i o n a l l y ,
h o w e v e r ,
t h e
p a r a d o x m a y
p r o d u c e c o n v u l s i o n s
a n d
l o s s
o f
c o n s c i o u s n e s s .
H y p e r v e n t i l a t i o n
H y p o x i a i s
n o t
t h e
o n l y
c a u s e
o f
h y p e r v e n t i l a t i o n
i n
f l i g h t ,
b u t
i t
i s t h e
m o s t
i m p o r t a n t a n d d i f f i c u l t
a s p e c t
o f
t h e
d i f f e r e n t i a l
d i a g n o s i s
o f
h y p e r v e n t i l a t i o n . O t h e r
c a u s e s
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o t h e r e n -
v i r o n m e n t a l
s t r e s s e s ,
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a s w h o l e
b o d y v i b r a t i o n
i n
a i r
t u r b u -
l e n c e ,
m o t i o n
s i c k n e s s ,
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a m b i e n t
t e m p e r a t u r e s .
The
m o s t c o m m o n
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a n x i e t y
o r
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s t r e s s .
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l a r g e
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o f
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t r a i n i n g
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a i r c r e w ,
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u n u s u a l
o r s e v e r e
m e n t a l
s t r e s s
s u c h
a s
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i n e x p e r i e n c e d
a i r
t r a v e l l e r s
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symptoms
a n d
s i g n s
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d e s c r i b e d
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a r e
a l l
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t h e
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V e r y
r a r e l y
d o e s
u n c o n s c i o u s n e s s
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o r
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The
u s u a l
c l i n i c a l
p i c t u r e
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a n
i n c r e a s i n g l y
a n x i o u s
p a s s e n g e r w i t h
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h e l p .
The
s i m p l e
b u t
e f f e c t i v e
r e -
b r e a t h i n g
o f
e x p i r e d
a i r
i s
t h e
t r e a t m e n t
o f c h o i c e
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l o g i c a l
e x p l a n a t i o n
b u t
f i r m
i n s t r u c t i o n s t o b r e a t h e
more
s l o w l y .
I n
p a s s e n g e r s
who
h a b i t u a l l y h y p er v e n t i l at e s e d a ti o n
b e f o r e t h e
f l i g h t m a y b e
i n d i c a t e d . E x p e r i e n c e a n d t r a i n i n g w i l l
r e d u c e
t h e
l i k e l i h o o d
o f
h y p e r v e n t i l a t i o n
amo ng c r e w m e m b e r s .
D e s p i t e t h e
f a c t t h a t
h y p e r v e n t i l a t i o n
i s
p r o b a b l y m or e c om -
m o n d u r i n g f l i g h t
t h a n
h y p o x i a ,
a i r c r e w
must a s s u m e
t h a t
a n y
s u s p i c i o u s
symptoms
o r
s i g n s
a r e d u e
t o
h y p o x i a
w h e n e v e r
t h e
c a b i n a l t i t u d e
e x c e e d s
1 0
0 0 0
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( 3 0 4 8
m )
a n d n o t t o
h y p e r v e n t i -
l a t i o n f r o m a n o t h e r c a u s e .
They
must
a l s o
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a p p r o p r i a t e
r e m e -
d i a l
a c t i o n . Th e
i m p o r t a n c e o f
t h e
s i m i l a r i t i e s
b e t w e e n
h y p e r -
v e n t i l a t i o n
d u e
t o
h y p o x i a
a n d
h y p e r v e n t i l a t i o n a l o n e ,
a n d
t h e
p o s s i b l y
f a t a l
i m p l i c a t i o n s
o f
m i s d i a g n o s i s ,
s h o u l d
b e
e m p h a s i s e d
d u r i n g t r a i n i n g .
Next
w e e k s
a r t i c l e c o v e r s
f u r t h e r
m e d i c a l
p r o b l e m s
d u e
t o
c h a n g e s
i n
a t m o s p h e r i c p r e s s u r e
w h i l e
f l y i n g .
R e f e r e n c e s
M i n e r v a .
V i e w s .
Br
Med 3 1 9 8 2 ; 2 8 4 : 7 4 9 .
2
E r n s t i n g J .
Soze e f f e c t s o f r a i s e d
i n t r a p u l m n o n a r y p r e s s u r e
i n
m a n . M a i d e n -
h e a d , E n g l a n d :
T e c h n i v i s i o n
L t d ,
1 9 6 6 .
D e n i s o n
DM
L e d w i t h
MA ,
P o u l t o n
E C . Complex r e a c t i o n t i m e s a t
s i m u l a t e d c a b i n
a l t i t u d e s o f 5 0 0 0
f e e t a n d
8 0 0 0
f e e t .
A e r o s p a c e Me d
1 9 6 6 ; 3 7 : 1 0 1 0 - 3 .
1
N o r r i s
W . T h e u n s a f e s k y . L o n d o n :
Arrow
B o o k s ,
1 9 8 1 .
5
Underwood-Ground
KE.
Check
y o u r o x y g e n .
A v i a t S p a c e E n v i r o n Me d
1 9 8 2
; 5 3 : 2 4 - 6 .
6
E r n s t i n g J , S h a r p GR.
H y p o x i a
a n d
h y p e r v e n t i l a t i o n .
I n : Dhenin
G , e d .
A v i a t i o n n m e d i c i n e .
V o l 1 . L o n d o n : Tri-Med
B o o k s
L t d ,
1 9 7 8 .
7
H o f f l e r GW
Turner
HS, Wick RL, B i l l i n g s
CE. B e h a v i o u r o f n a i v e
s u b j e c t s
d u r i n g
r a p i d
d e c o m p r e s s i o n
f r o m
8 0 0 0
t o
3 0 0 0 0
f e e t .
A e r o s p a c e
Me d
1 9 7 4 ; 4 5 : 1 1 7 - 2 2 .
N
v o n B e c k h
H i .
F o r w a r d f a c i n g
v e r s u s r e a r w a r d f a c i n g
p a s s e n g e r
s e a t s
d u r i n g e m e r g e n c y
d e s c e n t
o f
m u l t i
m a c h - h i g h
a l t i t u d e
t r a n s p o r t
a i r -
c r a f t .
A e r o s p a c e
Me d
1 9 6 9 ; 4 0 : 1 2 1 5 - 8 .
9
P e r u t z
MF . H a e m o g l o b i n s t r u c t u r e
an d r e s p i r a t o r y
t r a n s p o r t .
S c i Am
1 9 7 8
; 2 3 9 : 6 8 - 8 6 .
B a l k e B , W e l l s
J G , C l a r k RT . I n - f l i g h t
h y p e r v e n t i l a t i o n
i n
a i r c r a f t
p i l o t s .
J
A v i a t
Me d
1 9 5 7 ; 2 8 : 2 4 1 - 8 .
Lum
LC.
H y p e r v e n t i l a t i o n
a n d
a n x i e t y
s t a t e .
7
R S o c
Me d
1 9 8 1
; 7 4 : 1 - 4 .
