【关键词】 飞行疲劳；睡眠剥夺；动态监测；生物反馈；放松

0引言

　　飞行活动是现代社会中最复杂的劳动类型之一. 在飞行过程中,飞行人员必须具有良好的生理和心理状态［1］. 但由于种种原因,如机舱的噪声和振动、气压变化、长时间飞行、无规律工作、高应激状态、似昼夜节律的扰乱以及睡眠不足等,致使飞行人员经常处于疲劳和半疲劳状态,导致飞行员的能力下降，易引起判断失误，出现飞行错觉，甚至导致严重的飞行事故［2］.

1飞行疲劳及主要特点

　　飞行员产生飞行疲劳, 最初感觉全身乏力、倦怠、萎靡不振、精力分散, 飞行能力明显降低. 据调查,连续飞行10 h后,有70%的飞行员头晕头痛, 70%～80%的人全身酸痛、倦怠无力.

　　飞行疲劳与日常中的疲劳，既相似又有其特点. 在科技日新月异的今天，劳累感似乎成了现代人的普遍感觉，保健专家将这些劳累感分为三种类型：一是体力性疲劳：这种疲劳是繁重的体力劳动或过强的体育运动造成的. 表现为手脚酸软无力，体能下降明显. 二是脑力性疲劳：由于长期进行复杂的脑力劳动，大量消耗大脑内的血氧，从而削弱了脑细胞的正常功能. 此类人群常表现为头昏脑胀，记忆力下降，注意力涣散，失眠多梦等症状. 三是心理性疲劳：是由现代生活中高强度的压力与紧张感造成的. 超负荷的精神负担可使心理处于一种混乱不安的状态，从而导致人情绪沮丧、抑郁或焦虑. 现代社会日趋激烈的竞争在不断地增加人们的精神负荷，故心理性疲劳的人越来越多，此种疲劳比体力和脑力疲劳的危害更大［3］.

　　飞行疲劳的主要特点是：反应迟钝，思路单一，思想麻木，记忆力下降，判断失误，条理性差，视力下降，个性变为冷漠或易激惹［4］. 有研究表明飞行事故的1/5直接或间接地与疲劳相关. 因医学原因停飞的前5位或多或少与疲劳产生的后遗症停飞［5］相关.

2引发飞行疲劳的因素

　　为了飞行安全和飞行人员的身心健康,飞行管理部门对飞行人员疲劳问题非常重视,各国军航或民航都在进行有关疲劳方面的教育,分析成因和研究对抗措施，尽可能减少或缓解飞行疲劳，提高飞行质量,消除飞行事故隐患. 在引发飞行疲劳的逐多因素中，工作负荷、睡眠、情绪等是常见因素.

　　2.1飞行负荷过重飞行负荷,通俗地讲就是飞行工作量. 它决定于飞行时间、飞行任务的难易、技术是否熟练、情绪是否紧张、航线上的气象条件、跨越时区多少和座舱的环境条件等. 如飞行时间相对过长, 部分耐力差的飞行人员就可产生明显的或过度的疲劳感［6］.

　　2.2睡眠和休息不足睡眠和休息不足,容易产生飞行疲劳. 如长途飞行, 跨越时区较多, 飞行时间长,作息制度也受到较大的影响,干扰正常的睡眠过程, 这样就容易产生飞行疲劳. 如飞行前睡眠不好,起飞时就有疲劳感的飞行员,在空中对缺氧、加速度、颠簸等的耐力低于正常水平, 容易产生错觉.

　　2.3不良情绪情绪稳定的飞行员,在飞行中能较好地控制自己不受外界各种刺激因素的干扰,能根据任务调动自己的积极性,形成最佳的心理状态,以便在紧张飞行中充分发挥自己的体能和技能. 反之,就会因情绪波动而不能控制自己的行为,致使动作忙乱,导致不能发挥正常的飞行技术水平. 而起飞、着陆时的紧张情绪则可能增加飞行负荷, 导致飞行疲劳.

　　在众多损害飞行人员生理和心理状态的因素之中,睡眠不足是最普遍、影响最严重的因素之一. 航空环境中导致睡眠不足的几种最主要的原因,即工作的需要对睡眠的限制,不良的睡眠卫生习惯,环境因素,精神紧张和似昼夜节律的扰乱.

3疲劳监测的研究进展

　　疲劳的监测主要从睡眠状态、生物节律、脑电图、心电图、体温、脉搏和血压几个方面进行监测. 关于疲劳的评价主要从主诉、量表和飞行日志等进行分析评价.

　　1992年,澳大利亚Snell等［7］人对优秀中长跑运动员进行了生理学测试,试图从血液测试中判断血液运输氧的能力和身体中铁的代谢状况,以此监测慢性疲劳的程度. 1991年美国Coen等根据个体无氧阈来控制长跑训练,以利于更好地消除疲劳. 同年,意大利的French等［8］对优秀长跑运动员运动至疲劳时通过摄入咖啡因来缓解和消除疲劳. 有研究表明由于长途飞行疲劳的飞行员的警觉性时常减低，甚至在应急状态下也是如此，因此，Cabon等［9］应用飞行员活动电子监测仪（the electronic pilot瞐ctivity monitor,EPAM）对飞行员的警觉状态进行连续监测，并限制困乏状态如打盹以预防睡眠惯性，并用脑电图、心电图和心率等生理参数进行监测，以证明EPAM监测飞行员低警觉期的能力，结果表明是可行的.

　　1987年最早由美国疾病控制中心制订慢性疲劳综合征（CFS）的诊断标准，并于1994年加以修订完善［10］. 该标准被国际医学界公认为金标准.

　　用瞳孔的遮闭状态来判断疲劳 . 通过对眼动仪瞳孔模块输出视频的图像处理,由此推断瞳孔的遮闭状态,计算出用于疲劳判定的`眼睑闭合度值. 主要观察指标:从图像采集卡中采集的图像反应了被试者瞳孔的开闭状态. 计算出用于制定疲劳的眼睑闭合度值,推断被试者的疲劳程度［11］.

　　运动性心理疲劳概念模型的提出. 分析阐述了用生理生化指标检测评价心理疲劳的可行性以及心理疲劳、生理疲劳与生理生化指标的关系;提出了采用不同生理生化指标检测不同层次与性质的心理疲劳的研究设想与思路,如用内分泌激素等生化指标检测评价负性情绪性心理疲劳,用ERP等生理指标检测评价认知性心理疲劳等;提出进行相关研究时应特别注意检测手段与指标的检测效度、敏感性、适用条件、综合评价、个体差异等,以避免研究工作走向歧途［12］.

　　表面肌电信号的特征改变. 通过设计一种高输入阻抗,低噪,抗干扰性强的前端表面肌电信号(SEMG)采集器将驾驶员的腰部肌肉疲劳信号采集到DSP处理器上. 实现疲劳状态在DSP处理器上的定量描述. 从而实现疲劳驾驶检测［13］.

　　动态心电图及心率变异性(HRV). 徐先慧等［14］采用24 h动态心电图方法检测16名北京—美洲、北京—澳洲和北京—欧洲航线飞行的飞行员动态心电图及心率变异性(HRV);另外检测10名国内昼间飞行的飞行员动态心电图及心率变异性(HRV)作对照组. 结果发现跨时区飞行使飞行员HRV 谱成份的昼夜周期节律显著降低.

　　肌电皮温生物反馈仪. 飞行疲劳可以使飞行人员操纵能力下降，造成错、忘、漏,是导致飞行事故的重要原因之一. 王开辉等［15］应用 JD/PW25型高级肌电皮温生物反馈仪对 49例飞行疲劳的空军飞行员进行肌肉放松训练,达到了消除飞行疲劳的目的,收到较好疗效.

　　付兆君等［16］探讨睡眠剥夺条件下服用咖啡因对情绪情感状态的影响. 实验中服用咖啡因后,POMS量表（取自WHO“神经行为核心测试组合”）中的指标有力－好动高于安慰剂组,疲惫－惰性、困惑－迷茫得分低于安慰剂组,表明服用咖啡因可以有效地改善睡眠剥夺引起的不良情绪 ,提高积极的情绪要素水平 ,降低主观疲劳程度,使人充满自信.