飛行疲勞的生理心理因素及對策

    飛行活動是現代社會中最複雜的勞動類型之一. 在飛行過程中,飛行人員必須具有良好的生理和心理狀態［1］. 但由於種種原因,如機艙的雜訊和振動、氣壓變化、長時間飛行、無規律工作、高應激狀態、似晝夜節律的擾亂以及睡眠不足等,致使飛行人員經常處於疲勞和半疲勞狀態,導致飛行員的能力下降，易引起判斷失誤，出現飛行錯覺，甚至導致嚴重的飛行事故［2］.

    1飛行疲勞及主要特點    飛行員產生飛行疲勞, 最初感覺全身乏力、倦怠、萎靡不振、精力分散, 飛行能力明顯降低. 據調查,連續飛行10 h後,有70%的飛行員頭暈頭痛, 70%～80%的人全身酸痛、倦怠無力.

    飛行疲勞與日常中的疲勞，既相似又有其特點. 在科技日新月異的今天，勞累感似乎成了現代人的普遍感覺，保健專家將這些勞累感分為三種類型：一是體力性疲勞：這種疲勞是繁重的體力勞動或過強的體育運動造成的. 表現為手腳酸軟無力，體能下降明顯. 二是腦力性疲勞：由於長期進行複雜的腦力勞動，大量消耗大腦內的血氧，從而削弱了腦細胞的正常功能. 此類人群常表現為頭昏腦脹，記憶力下降，注意力渙散，失眠多夢等癥狀. 三是心理性疲勞：是由現代生活中高強度的壓力與緊張感造成的. 超負荷的精神負擔可使心理處於一種混亂不安的狀態，從而導致人情緒沮喪、抑鬱或焦慮. 現代社會日趨激烈的競爭在不斷地增加人們的精神負荷，故心理性疲勞的人越來越多，此種疲勞比體力和腦力疲勞的危害更大［3］.

    飛行疲勞的主要特點是：反應遲鈍，思路單一，思想麻木，記憶力下降，判斷失誤，條理性差，視力下降，個性變為冷漠或易激惹［4］. 有研究表明飛行事故的1/5直接或間接地與疲勞相關. 因醫學原因停飛的前5位或多或少與疲勞產生的後遺症停飛［5］相關.

    2引發飛行疲勞的因素

    為了飛行安全和飛行人員的身心健康,飛行管理部門對飛行人員疲勞問題非常重視,各國軍航或民航都在進行有關疲勞方面的教育,分析成因和研究對抗措施，儘可能減少或緩解飛行疲勞，提高飛行質量,消除飛行事故隱患. 在引發飛行疲勞的逐多因素中，工作負荷、睡眠、情緒等是常見因素.

    2.1飛行負荷過重飛行負荷,通俗地講就是飛行工作量. 它決定於飛行時間、飛行任務的難易、技術是否熟練、情緒是否緊張、航線上的氣象條件、跨越時區多少和座艙的環境條件等. 如飛行時間相對過長, 部分耐力差的飛行人員就可產生明顯的或過度的疲勞感［6］.

    2.2睡眠和休息不足睡眠和休息不足,容易產生飛行疲勞. 如長途飛行, 跨越時區較多, 飛行時間長,作息制度也受到較大的影響,干擾正常的睡眠過程, 這樣就容易產生飛行疲勞. 如飛行前睡眠不好,起飛時就有疲勞感的飛行員,在空中對缺氧、加速度、顛簸等的耐力低於正常水平, 容易產生錯覺.

    2.3不良情緒情緒穩定的飛行員,在飛行中能較好地控制自己不受外界各種刺激因素的干擾,能根據任務調動自己的積極性,形成最佳的心理狀態,以便在緊張飛行中充分發揮自己的體能和技能. 反之,就會因情緒波動而不能控制自己的行為,致使動作忙亂,導致不能發揮正常的飛行技術水平. 而起飛、著陸時的緊張情緒則可能增加飛行負荷, 導致飛行疲勞.

    在眾多損害飛行人員生理和心理狀態的因素之中,睡眠不足是最普遍、影響最嚴重的因素之一. 航空環境中導致睡眠不足的幾種最主要的原因,即工作的需要對睡眠的限制,不良的睡眠衛生習慣,環境因素,精神緊張和似晝夜節律的擾亂.

    3疲勞監測的研究進展

    疲勞的監測主要從睡眠狀態、生物節律、腦電圖、心電圖、體溫、脈搏和血壓幾個方面進行監測. 關於疲勞的評價主要從主訴、量表和飛行日誌等進行分析評價.

    1992年,澳大利亞Snell等［7］人對優秀中長跑運動員進行了生理學測試,試圖從血液測試中判斷血液運輸氧的能力和身體中鐵的代謝狀況,以此監測慢性疲勞的程度. 1991年美國Coen等根據個體無氧閾來控制長跑訓練,以利於更好地消除疲勞. 同年,義大利的French等［8］對優秀長跑運動員運動至疲勞時通過攝入咖啡因來緩解和消除疲勞. 有研究表明由於長途飛行疲勞的飛行員的警覺性時常減低，甚至在應急狀態下也是如此，因此，Cabon等［9］應用飛行員活動電子監測儀（the electronic pilotactivity monitor,EPAM）對飛行員的警覺狀態進行連續監測，並限制睏乏狀態如打盹以預防睡眠慣性，並用腦電圖、心電圖和心率等生理參數進行監測，以證明EPAM監測飛行員低警覺期的能力，結果表明是可行的.

    　　1987年最早由美國疾病控制中心制訂慢性疲勞綜合征（CFS）的診斷標準，並於1994年加以修訂完善［10］. 該標準被國際醫學界公認為金標準.

    　　用瞳孔的遮閉狀態來判斷疲勞 . 通過對眼動儀瞳孔模塊輸出視頻的圖像處理,由此推斷瞳孔的遮閉狀態,計算出用於疲勞判定的眼瞼閉合度值. 主要觀察指標:從圖像採集卡中採集的圖像反應了被試者瞳孔的開閉狀態. 計算出用於制定疲勞的眼瞼閉合度值,推斷被試者的疲勞程度［11］.

    運動性心理疲勞概念模型的提出. 分析闡述了用生理生化指標檢測評價心理疲勞的可行性以及心理疲勞、生理疲勞與生理生化指標的關係;提出了採用不同生理生化指標檢測不同層次與性質的心理疲勞的研究設想與思路,如用內分泌激素等生化指標檢測評價負性情緒性心理疲勞,用ERP等生理指標檢測評價認知性心理疲勞等;提出進行相關研究時應特別注意檢測手段與指標的檢測效度、敏感性、適用條件、綜合評價、個體差異等,以避免研究工作走向歧途［12］.

    表面肌電信號的特徵改變. 通過設計一種高輸入阻抗,低噪,抗干擾性強的前端表面肌電信號(SEMG)採集器將駕駛員的腰部肌肉疲勞信號採集到DSP處理器上. 實現疲勞狀態在DSP處理器上的定量描述. 從而實現疲勞駕駛檢測［13］.

    動態心電圖及心率變異性(HRV). 徐先慧等［14］採用24 h動態心電圖方法檢測16名北京—美洲、北京—澳洲和北京—歐洲航線飛行的飛行員動態心電圖及心率變異性(HRV);另外檢測10名國內晝間飛行的飛行員動態心電圖及心率變異性(HRV)作對照組. 結果發現跨時區飛行使飛行員HRV 譜成份的晝夜周期節律顯著降低.

    肌電皮溫生物反饋儀. 飛行疲勞可以使飛行人員操縱能力下降，造成錯、忘、漏,是導致飛行事故的重要原因之一.  王開輝等［15］應用 JD/PW25型高級肌電皮溫生物反饋儀對 49例飛行疲勞的空軍飛行員進行肌肉放鬆訓練,達到了消除飛行疲勞的目的,收到較好療效.

    付兆君等［16］探討睡眠剝奪條件下服用咖啡因對情緒情感狀態的影響. 實驗中服用咖啡因後,POMS量表（取自WHO「神經行為核心測試組合」）中的指標有力－好動高於安慰劑組,疲憊－惰性、困惑－迷茫得分低於安慰劑組,表明服用咖啡因可以有效地改善睡眠剝奪引起的不良情緒 ,提高積極的情緒要素水平 ,降低主觀疲勞程度,使人充滿自信.

    4預防飛行疲勞的措施

    如何消除疲勞是一個涉及多學科、多方位、多指標的問題. 研究緩解飛行疲勞是一項十分迫切的研究課題. 目前試圖在評價飛行疲勞指標上找到突破口尚存諸多困難,但採取綜合應對措施,可以把飛行疲勞的影響降到最低限度.

    4.1充足的休息睡眠高質量的睡眠是保持充沛體力和精力所必需的，對軍人來說，則與戰鬥力密切相關. 休息環境要安靜, 無喧鬧、無吸煙等不良影響;室溫不宜過高或過低;飛行緊張階段要安排好午睡；應制定適時打盹、強制睡眠訓練計劃. 如有的國家對承擔離開基地數日或更長時間飛行任務的人員作出規定:出航天數越多,每天值班的時間應越短, 以保證有充足的休息時間.

    4.2良好的飛行環境消除或減少飛機座艙中的不良因素 如缺氧、過冷過熱、雜訊、振動等.

    4.3合理的營養飲食營養學研究表明，含糖豐富的食物容易使人睏倦，含蛋白質豐富的食物可以使人清醒. 如果飲食搭配合理，並在開飯的時間、菜譜安排上與要求的節律相適應，就有助於調整節律到某一狀態. 為了效果更好，最好在出發展開地點以前就開始調整飲食的時間、成分等. 保證每餐有足夠的熱量和營養,禁止空腹飛行,以防發生空中暈厥. 在夜間執行任務前給予高蛋白飲食，將有利於飛行員保持覺醒，提高其腦力工作能力.

    4.4積極的情緒情感飛行人員積極的情緒可以提高耐力, 減少疲勞. 睡眠剝奪不僅可以導致認知功能的下降,同時還可以對情緒狀態產生明顯的影響. 改善生活條件,解決後顧之憂,使飛行員身心俱佳,從而減少疲勞的發生.   

    4.5適量的體育鍛煉研究表明，平時經常進行適當體育鍛煉的人，其身體耐力較好，除了不容易患病外，其適應時差變化和調整節律的能力較強，同時也能較好地適應輪班工作. 適當鍛煉可以降低夜間血漿褪黑素水平，安排適當時間進行適中鍛煉可以調節人的節律. 在生理節律的最低點前進行適度體力活動還可以提高人的覺醒水平.

    4.6合理的規章制度合理控制飛行量，為了防止飛行疲勞,有關部門規定了一段時期內的「最多飛行時間」. 如民航飛行員每年飛行時間不得超過1000 h, 以防過度疲勞. 飛行訓練中應吃間餐，長途飛行應隔4 h進餐一次. 平時應加強飛行員的日常保障和身體鍛煉,嚴格體檢標準, 進行疲勞意識教育，提高飛行員的身體素質和健康鑒定質量,防止飛行員帶病飛行.

    　　飛行疲勞是航空航天醫學研究的重點課題之一，不僅關係到飛行員身體健康與工作績效，而且直接威脅到飛行安全. 引進和發展飛行疲勞處理系統模型和睡眠訓練系統,增強飛行人員自身處理疲勞的能力. 通過模擬訓練,提高操作熟練度,降低疲勞發生率［17］. 建立飛行疲勞的動態監測系統，對軍航、民航飛行人員進行有關飛行疲勞教育，使他們學會預防和消除飛行疲勞的措施和方法，對保障飛行安全有著十分重要的意義.