GESUND AUF FLUGREISEN

Einfluss des Tragens von FFP2-Masken auf die Sauerstoffsättigung bei Kabinendruck in Flughöhe (Vortrags-Abstract)¹

Stefan Sammito^a, Geraldine P. J. Müller^a, Oliver M. Erley^a, Andreas Werner^a

¹ Eine ausführliche Darstellung der Ergebnisse wurde unter „Sammito S, Müller GPJ, Erley OM, Werner A. Impact of in-flight use of FFP2 masks on oxygen saturation: an experimental crossover study. J Travel Med 2021; doi: 10.1093/jtm/taab018.“ publiziert.

^a Zentrum für Luft- und Raumfahrtmedizin der Luftwaffe, Köln und Königsbrück

Einleitung

Das Tragen von medizinischen Schutzmasken hat sich als – neben regelmäßigem Händewaschen und Desinfizieren, einer Nieshygiene, dem Einhalten von Abstandsregeln [12] und den seit Ende 2020 verfügbaren Impfungen – eine der am stärksten präventiv wirkenden medizinischen Empfehlungen im Kampf gegen die SARS-CoV-2-Pandemie fest etabliert. Dies gilt insbesondere in den Lebensbereichen, in denen der empfohlene Mindestabstand nur schwer einzuhalten ist, wie es typischerweise Weise an Bord von (Linien-)Flugzeugen der Fall ist. Einzelne Fälle berichteten die Übertragung von SARS-CoV-2 im Rahmen von Flügen [1][6][4]. Hier spielen mögliche Präventionsmaßnahmen zur Verhinderung der Übertragung dieser Tröpfcheninfektion eine entscheidende Rolle [9]. Bisher war keine wissenschaftliche Literatur über den Einfluss des Einsatzes dieser persönlichen Schutzausrüstung (PSA) in einem Luftfahrzeug verfügbar, insbesondere nicht unter Aeromedical Evacuation (AE)-Bedingungen. Aus Untersuchungen der US-amerikanischen Streitkräfte mit AE-Flügen bei bestehender koronarer Herzerkrankung von Patienten ist bekannt, dass es bei Transporten mit einer Kabinendruckhöhe von 6 900 ft zu einem Abfall der Sauerstoffsättigung (SpO₂) von im Mittel 5,5 Prozentpunkten kam [2]. Aus der Literatur ist ferner bekannt, dass das Tragen von Schutzmasken (FFP2 und FFP3) zu einer Erhöhung des Atemwiderstandes beiträgt und im arbeitsmedizinischen Setting zu einer höheren Belastung des Trägers bzw. zu einer Reduzierung der körperlichen Leistungsfähigkeit geführt hat [7][8].

In der vorliegenden Studie wurde untersucht, inwieweit das Tragen von PSA (FFP2) kombiniert mit einer typischen Kabinenhöhe während eines Fluges (zwischen 6 000 ft und 8000 ft, entsprechend einem Druck von 812 hPa bis 753 hPa [5]) und der damit verbundenen hypobaren Hypoxie eine zusätzliche Sauerstoffentsättigung herbeiführen könnte.

Methoden

Freiwillige lungen- und herzgesunde Probanden absolvierten in der Höhenklimasimulationskammer des Zentrums für Luft- und Raumfahrtmedizin der Luftwaffe in Königsbrück je zwei kontrollierte 80-minütige Flüge im Cross-Over-Design (mit und ohne FFP2-Maske) auf einem Plateau von 7 500 ft über Ortshöhe (OH, 174 m über Meeresspiegel), welches den Kabinendruckverhältnissen in einem Linienflugzeug entspricht (Abbildung 1). Die Auf- und Abstiegsgeschwindigkeiten (Aufstieg 750 ft/min, Abstieg 1000 ft/min) entsprachen den Steig- und Sinkraten eines typischen Flugzeugmusters. Die Umweltbedingungen wurden konstant gehalten (Lufttemperatur 20 ± 1°C, Luftfeuchtigkeit 45 ± 5 %).

Abb. 1: Versuchsdurchführung während einer der Kammerflüge: Für die Bestimmung des SpO2 wurde Kapillarblut entnommen und mit dem mobilen Blutgasanalysegerät (Pfeil) sofort untersucht. Dieses Gerät ist u. a. auch bei AirMedEvac-Flügen im Einsatz.

Die aufgezeichneten physiologischen Parameter wurden deskriptiv und statistisch mittels IBM SPSS 24 (IBM^®, Armonk, NV, USA) analysiert. Dargestellt werden Median und Interquartilbereiche. Unterschiede wurden mit dem Wilcoxon-Test für verbundene Stichproben bei einem Signifikanzniveau von p < 0,05 untersucht. Alle Probanden wurden mündlich und schriftlich über Sinn und Zweck der Studie informiert und gaben ihre schriftliche Einwilligungserklärung sowie eine Einwilligung zum Datenschutz gemäß EU-DSGVO. Die Studie wurde von der Ethikkommission der Ärztekammer Nordrhein, Deutschland, im Vorfeld der Studie beraten (Az 2020227).

Ergebnisse

Insgesamt neun Probanden (6 männlich, 3 weiblich, Median_Alter: 38 Jahre) nahmen an der Studie teil. Alle Probanden hatten in den Voruntersuchungen keine restriktiven oder obstruktiven Lungenveränderungen und zeigten im Ruhe-EKG keine Auffälligkeiten. Ebenfalls wies keiner der Probanden initial eine Anämie auf.

Die SpO₂ lag auf OH ohne Maske bei 97,4% (IQR:2,3%) bzw. 97,2% mit Maske (IQR:1,4%) (p = 0,374) und fiel auf 92,8 % (IQR:3,4 %) ohne Maske bzw. 92,8 % (IQR:2,0%) mit Maske bei der Kabinenhöhe von 7,500ft über OH ab (p=0 ,139). Es zeigte sich kein Unterschied der SpO₂ im intraindividuellen Vergleich zwischen der Kammerfahrt mit und ohne FFP2-Maske (p>0,05). Die Herzschlagfrequenzen lagen während der gesamten Messung zwischen 60 und 80Schlägen/min. Auch diese zeigten im intraindividuellen Vergleich keinen Unterschied zwischen der Kammerfahrt mit und ohne FFP2-Maske (p > 0,05). Die Blutgasanalysen vor der Kammerfahrt auf OH, nach Erreichen und nach ca. 70min auf Kabinenhöhe sowie nach Rückkehr auf OH zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen denen mit bzw. ohne Maske (Abbildung 2).

Abb. 2: Herzschlagfrequenzwerte (HR) und periphere Sauerstoffsättigung (pSO₂) im Zeitverlauf: Die Kurven mit den durchgezogenen Linien stellen dabei die Kammerflüge mit FFP2-Maske dar, die gestrichelte Linie die ohne FFP2-Maske.

Diskussion

Die vorliegende Studie konnte zeigen, dass das Tragen einer FFP2-Maske weder unter Ruhebedingungen auf OH noch im Rahmen eines simulierten 80-minütigen Fluges auf einer Kabinenhöhe von 7500ft über OH zu Veränderungen der SpO₂, der Herzschlagfrequenz oder den Parametern der kapillären Blutgasanalyse führten. Dieses Ergebnis deckt sich mit Erkenntnissen anderer Arbeitsgruppen, die trotz des erhöhten Atemwiderstandes der medizinischen Schutzmasken keine Einschränkungen der SpO₂ und der Leistungsfähigkeit auf Meereshöhe mit und ohne Belastung zeigen konnten [10][3][11]. PSA, wie eben FFP2-Masken, können demnach trotz eines erhöhten Atemwiderstandes ohne Gefahr für Sauerstoffentsättigung von gesunden Personen genutzt werden.

Literatur

1. Bae SH, Shin H, Koo H-Y et al.: Asymptomatic Transmission of SARS-CoV-2 on Evacuation Flight. Emerg Infect Dis 2020; 26(11): 2705-2708. mehr lesen
2. Bendrick GA, Nicolas DK, Krause BA, Castillo CY: Inflight oxygen saturation decrements in aeromedical evacuation patients. Aviat Space Environ Med 1995; 66(1): 40-44. mehr lesen
3. Chan NC, Li K, Hirsh J: Peripheral Oxygen Saturation in Older Persons Wearing Nonmedical Face Masks in Community Settings. JAMA 2020; 324(22): 2323-2324. mehr lesen
4. Choi EM, Chu DKW, Cheng PKC et al.: In-Flight Transmission of SARS-CoV-2. Emerg Infect Dis 2020; 26(11): 2713-2716. mehr lesen
5. Graf J, Stüben U, Pump S: In-flight medical emergencies. Dtsch Arztebl Int 2012; 109(37): 591-602. mehr lesen
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7. Lerman Y, Shefer A, Epstein Y, Keren G: External inspiratory resistance of protective respiratory devices: effects on physical performance and respiratory function. Am J Ind Med 1983; 4(6): 733-740. mehr lesen
8. Love RG, Muir DC, Sweetland KF, Bentley RA, Griffin OG: Acceptable levels for the breathing resistance of respiratory apparatus: results for men over the age of 45. Br J Ind Med 1977; 34(2): 126-129. mehr lesen
9. Lu H, Huo N, Xu X et al.: The epidemiologic characteristics of patients with severe acute respiratory syndrome (SARS). Beijing Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban 2003; 35: Suppl: 8-11. mehr lesen
10. Samannan R, Holt G, Calderon-Candelario R, Mirsaeidi M, Campos M: Effect of Face Masks on Gas Exchange in Healthy Persons and Patients with COPD. Ann Am Thorac Soc 2020; 18(3): 541-544. mehr lesen
11. Shaw K, Butcher S, Ko J, Zello GA, Chilibeck PD: Wearing of Cloth or Disposable Surgical Face Masks has no Effect on Vigorous Exercise Performance in Healthy Individuals. Int J Environ Res Public Health 2020; 17(21): 8110. mehr lesen
12. World Health Organization: Novel Coronavirus (2019-nCoV) Advice for the Public. Geneva, Switzerland (Updated 1 October 2021). , letzter Aufruf 15. März 2022. mehr lesen

Für die Verfasser

Oberfeldarzt Priv.-Doz. Dr. Stefan Sammito

Zentrum für Luft- und Raumfahrtmedizin der Luftwaffe

E-Mail: stefansammito@bundeswehr.org

Vortrag bei der 66. Fliegerarzttagung der Bundeswehr in Bonn (8. bis 11. November 2021)