Farbensehen bei moderater Hypoxie

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1 Farbensehen bei moderater Hypoxie Werkstattbeitrag (Zwischenbericht) M. Scherer 1, H. Welsch 2, S. Rädel 2, H.-V. Ulmer 1 1 Institut für Sportwissenschaft, Johannes Gutenberg-Universität, Albert-Schweitzer-Str. 22, Mainz 2 Flugmedizinisches Institut der Luftwaffe Abt. Flugphysiologie, Steinborner Str. 43, Königsbrück

2 Einleitung in großen Höhen (> ft = ca m) können in der Fliegerei und im Bergsport Hypoxien auftreten Ursachen: keine oder defekte Druckkabine bzw. O 2 -Versorgung 2

3 Einleitung: Untersuchungsstand RICHALET u. a. (1988) konnten bereits in Höhen < m Farbsinnstörungen auf der Rot-Grün-Achse nachweisen bisherige Untersuchungen (in der vom Referenten gesichteten Literatur) wurden mit diversen Farbtafeltests bzw. Anomaloskopen durchgeführt solche Tests sind für die Fliegerei nur bedingt geeignet, da der Realitätsbezug zu ausgeübten Tätigkeiten nicht ausreichend gegeben sein könnte 3

4 Fragestellung Im Rahmen der Nachtsehdemonstration für das fliegende Personal der Bundeswehr sollte beim FlMedInstLw Abt. Flugphysiologie untersucht werden, inwieweit sich moderate Hypoxie in einer simulierten Höhe von ft (Jets) bzw ft (sonstige Luftfahrzeuge) auf das Farbensehen unter realitätsnahen Bedingungen auswirkt Ergebnisse des Vortrags beziehen sich auf ft (ca m), da die Testsimulation den realen Flugbedingungen der Jetpiloten ähnelt 4

5 Methodik Es wurden 64 männliche Personen, 62 Soldaten und 2 Zivilisten, untersucht: 34 x Luftfahrzeugführer 21 x Waffensystemoffiziere 3 x Bordpersonal 6 x Jetpassagiere Alter der Probanden: Jahre (Mw ± s D = 34 ± 8) Versuchshöhe: ft (Höhen-Klima- Simulationsanlage) 5

6 Methodik die Farbwahrnehmung wurde mittels Tiefflugkarte (Maßstab 1: ) überprüft Veränderungen in der Farbwahrnehmung wurden mittels Fragebogen abgefragt zur Tiefflugkarte (= Fokus) wurden 8 Fragen gestellt konzipiert auf intraindividuellen Vergleich Selbstbeurteilung der Farbwahrnehmung bei moderater Hypoxie im Vergleich zu 100% O 2 - Sättigung arterielle Sättigung der Versuchspersonen lag zwischen 64% und 89% (Mw ± s D = 77% ± 5%) 6

7 Methodik: Tiefflugkarte 7

8 Methodik: Fragebogen Nachfolgende Details wurden abgefragt (exemplarische Darstellung siehe Folie 9): 1. gelbe Farbflächen (= Ortschaften) 2. grüne Farbflächen (= Wälder) 3. blaue Farbflächen (= Gewässer) 4. gelbe Linien (= Haupt- und Nebenstraßen) 5. rote Linien bzw. Markierungen (Hochspannungsleitungen, Gebäude) 6. violette Ziffern (= Höchsterhebungen eines Sektors) 7. rot eingegrenzte Gebiete (= Sperrgebiete) 8. grüne Korridore (= Nachtflugkorridore) 8

9 Methodik: Fragebogen Wie haben Sie die Farben der folgenden Details bei O 2 -Mangelversorgung im Vergleich zu 100% O 2 -Versorgung wahrgenommen? 1. gelbe Farbflächen (= Ortschaften)? gleich gut? etwas schlechter? deutlich schlechter? nur als Grauton? überhaupt nicht 9

10 Methodik: Versuchsablauf Trennung der Probanden von 100% O 2 -Zufuhr in simulierten ft (Einatmung von Kammerluft, inspiratorischer O 2 -Partialdruck etwa 80 mmhg) Austeilen der Tiefflugkarte (und Farbtafel) nach ca. 5 min (= moderate Hypoxie) Betrachten der Farbtafel für 15 s Betrachten der Tiefflugkarte für 45 s Wiederanschluss an 100% O 2 (Gesamtdauer der moderaten Hypoxie ca. 6 min) Betrachten der Tiefflugkarte, bis Ausgangswerte der O 2 -Sättigung im Blut erreicht sind Betrachten der Farbtafel (bei 100% O 2 ) Austeilen und Beantworten des Fragebogens 10

11 Ergebnisse wesentliche Farbsinnstörungen beim Betrachten der Tiefflugkarte in simulierten ft treten insbesondere auf bei gelben Farbinformationen (Ortschaften, Straßen) grünen Farbinformationen (Wälder, Nachtflugkorridore) 11

12 Ergebnisse Ortschaften Wälder Straßen Nachtflugkorridore rel. Antworthäufigkeiten (n=64) _ 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 2% 12% 6% 6% gleich gut 34% 45% 28% 32% etwas schlechter 45% 28% 40% 45% deutlich schlechter 8% 15% 17% 9% nur als Grauton 12% 0% 9% 8% überhaupt nicht Antwortoptionen (Wahrnehmung der Farben) 12

13 Ergebnisse Gewässer Hindernisse Höchsterhebungen Sperrgebiete rel. Antworthäufigkeiten (n=64) _ 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 15% 23% 20% 29% gleich gut 43% 45% 43% 51% etwas schlechter 29% 26% 29% 12% deutlich schlechter 9% 3% 6% 8% nur als Grauton 3% 3% 2% 0% überhaupt nicht Antwortoptionen (Wahrnehmung der Farben) 13

14 Ergebnisse 14

15 Ergebnisse 15

16 Diskussion aufgrund der O 2 -Empfindlichkeit verschiedener Zapfentypen der Netzhaut, die die Rot-, Grün- und Blauwahrnehmung vermitteln, decken sich die Ergebnisse des Feldversuchs mit Laborversuchen => Ergebnisse des simulierten Feldversuchs sind schlüssig, besonders valide und für die Probanden besonders plausibel 16

17 Diskussion beim Fliegen nach Karte und gleichzeitiger, reduzierter O 2 -Sättigung im Blut kann es zu Schwierigkeiten beim Kartenlesen bzw. zu Fehlinterpretationen anderer, farbcodierter Informationen kommen es ist zu vermuten, dass dieser Effekt bei der Ausübung von Paralleltätigkeiten verstärkt wird 17

18 Diskussion Ursache der großen Streuung des Farbsehverhaltens? unterschiedliche individuelle Absenkungen der O 2 -Sättigung des Hb und ggf. Disposition, die aber kein Anlass zur Aberkennung der Fliegertauglichkeit sein sollte (nachgewiesene Farbsehtüchtigkeit gehört zur Fliegerverwendungsfähigkeit) 18

19 Diskussion Viel wichtiger ist für die Fliegerei, dass der Pilot (die Besatzung) den Effekt kennt und ihn als weiteres Zeichen für eine Störung im O 2 -Versorgungssystem einstuft ggf. bei der Farbcodierung von Instrumenten- Anzeigen und Karten andere Kontraste verwendet werden sollten, insbesondere: kein Gelb und Hellgrün auf hellem Hintergrund 19

20 Literaturverzeichnis Brandl H, Lachenmayr B (1994): Abhängigkeit der Empfindlichkeit im zentralen Gesichtsfeld von der Hämoglobin-Sauerstoff- Sättigung, in: Ophtalmologe 91, Draeger J, Schwartz R (2002): Opthalmologie für den Fliegerarzt, in: Draeger J, Kriebel J: Praktische Flugmedizin, Richalet J-P, Duval-Arnould G, Darnaud B, Keromes A, Rutgers V (1988): Modification of Colour Vision in the Green/Red Axis in Acute and Chronic Hypoxia explored with a Portable Anomaloscope, in: Aviation, Space, and Environmental Medicine 59, Scherer M (Magisterarbeit in Vorbereitung): Farbensehen und Hypoxie. Der Einfluss moderater Hypoxie auf den Farbsinn. Wirth D, Rumberger E (2002): Ausgewählte physiologische Grundlagen der Flugmedizin, in: Draeger J, Kriebel J: Praktische Flugmedizin,

21 Danksagung Der Autor dankt dem Leiter des Flugmedizinischen Instituts der Luftwaffe in Königsbrück, Herr Dr. Welsch, und allen Mitarbeitern für die freundliche Unterstützung während der Untersuchung. Auch dankt der Autor allen Probanden, die sich im Rahmen ihres Lehrgangs bereit erklärten, an der Untersuchung teil zu nehmen. 21

22 Kontaktadresse Für Fragen bzw. Anregungen bittet der Autor um Kontaktaufnahme via 22