Sicherheitsaspekte gepulster Sauerstoffsysteme bei der Zulassung und in der Praxis

Abstract

Die Anforderungen der EASA für die Zulassung von Notfall-Sauerstoffsystemen (CS 25.1443) wurden vor mehr als 40 Jahren definiert und basieren auf damals verfügbaren technologischen Standards. Als Parameter zur Bewertung der Leistungsfähigkeit von Systemen dient dabei der tracheale Sauerstoffpartialdruck (ptO2). Dieser ist ein integrales Maß für die Menge O2 in den Atemwegen, für die Oxigenierung des Organismus ist aber ausschlaggebend, zu welchem Zeitpunkt des Atemzyklus der Sauerstoff verfügbar ist. Für Systeme mit einem kontinuierlichen O2-Massenfluss erscheint die damalige Herangehensweise noch sinnvoll, die Industrie arbeitet heute aber verstärkt an verbrauchsoptimierten System mit gepulster O2-Zudosierung. Diese Systeme können im Rahmen der aktuellen Regularien nicht zugelassen werden. Das DLR hat im Auftrag der EASA in einer Pilotstudie untersucht, wie die Sicherheit von Sauerstoffsystemen technologieunabhängig bewertet werden kann, um zeitgemäße Zulassungskriterien zu ermöglichen. Dabei wurde die Pulsoximetrie zur kontinuierlichen Messung der arteriellen Sauerstoffsättigung (SpO2) eingesetzt, im Gegensatz zum ptO2 kann damit direkt die O2-Versorgung des Organismus beurteilt werden. Das Schutzziel umfasst 95% der Passagier-Population, deren Zusammensetzung sich allerdings in den letzten Jahren demographisch stark verändert hat. Daher wurde zunächst in Teil 1) eine Stichprobe von 36 potenziell empfindlichen Individuen (fortgeschrittenes Alter: 60 Jahre ±6 SD, teilweise Raucher) in der Unterdruckkammer ohne zusätzlichen Sauerstoff auf 6 Höhenstufen zwischen 5 und 16 kft untersucht. Die Teilnehmer absolvierten jeweils 2 psychomotorische Leistungstests und führten eine Übung zum Anlegen einer PAX-Maske bei sich selbst und einem Mitreisenden durch. Unter Einbeziehung von Daten der ICE-Studie (Ideal Cabin Environment, 2006) mit 1161 Teilnehmern konnte daraus eine alters- und höhenkorrelierte Abschätzung des SpO2-Grenzwertes für das 5%-Quantil vorgenommen werden. In 2) wurde die Effizienz aktueller O2-Flussschemata mittels SpO2 Messung überprüft. Hierfür wurden 10 Teilnehmer aus 1) gewählt die eine besonders starke Reaktion auf die hypobare Hypoxie gezeigt hatten und, geschützt durch Standard-Passagiermasken, einer Dekompression auf 40 kft ausgesetzt. Hierbei wurde ein sauerstoffreduziertes Versorgungsprofil gewählt; es konnte demonstriert werden, dass unter Berücksichtigung der Eigenschaften von Masken mit Reservoirbeutel (Phase-Dilution) noch deutliches Potenzial zur O2-Einsparung vorhanden ist, ohne dadurch die Sicherheit der Flugreisenden zu verringern. Teil 3) der Studie betrachtet die Situation von Kabinenbesatzung. Aus Sicht der Regularien wird diese im Dekompressionsfall wie Passagiere behandelt, im Anschluss an den Notabstieg wird auf Flughöhen von > 8000 ft erwartet, dass die Cabin Crew Miglieder sich in der Kabine bewegen und den Passagieren helfen. In wie weit die zur Verfügung stehenden portablen Sauerstoffgeräte unter gleichen regulatorischen Gesichtspunkten behandelt werden können wie die stationären Systeme, ist noch unklar und sollte dringend Überprüft werden.