CH702633A1

CH702633A1 - Device for oxygen supply in air crafts, particularly for pilot, has optional human parameter that is selectively used in addition to the usual units for storing, processing and supply of oxygen

Info

Publication number: CH702633A1
Application number: CH00126/10A
Authority: CH
Inventors: Gallus Bammert; Adolf Flueeli
Original assignee: Gallus Bammert
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2011-08-15

Abstract

The device has an optional human parameter that is selectively used in addition to the usual units for storing, processing and supply of oxygen for the specific formulation, calibration or regulation of the oxygen supply. The optional human parameter comprises the determination of the arterial oxygen saturation in the blood of the person, particularly in the form of an arbitrary active or passive system for direct or indirect determination of the current oxygen concentration in the blood. Independent claims are also included for the following: (1) a method for individual supply of person in aircraft with oxygen; and (2) a retrofit kit for selective retrofitting of aircraft and their equipments.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft Mittel zur Sauerstoffversorgung in Luftfahrzeugen, insbesondere für Luftfahrzeugführer, und ist dadurch gekennzeichnet, dass nebst den herkömmlichen Geräten zur Speicherung, Aufbereitung und Zuführung von Sauerstoff wenigstens ein beliebiger Humanparameter wahlweise für die spezifische Rezeptierung, Kalibrierung oder Regulierung der Sauerstoffzufuhr einsetzbar ist, sowie entsprechende Verfahren zur Optimierung der individuellen Sauerstoffversorgung von Luftfahrzeugführern in Luftfahrzeugen. The present invention relates to means for oxygen supply in aircraft, in particular for aircraft operators, and is characterized in that in addition to the conventional devices for storing, processing and supply of oxygen at least one arbitrary human parameter either for the specific formulation, calibration or regulation of the oxygen supply can be used, as well as appropriate methods for optimizing the individual oxygen supply of aircraft operators in aircraft.

[0002] In der Regel werden für die Sauerstoffzufuhr in Luftfahrzeugen, welche über keine Druckkabine verfügen, beispielsweise Kleinflugzeuge (Sportflugzeuge), Segelflugzeuge, Gleitschirme, Ballone, etc. Sauerstoffanlagen und -geräte mit barometrischer Höhenregelung eingesetzt. Auch bei Flugzeugen mit Druckkabinen werden Sauerstoffanlagen und -geräte eingesetzt, beispielsweise bei Kampf- Flugzeugen. Die Entwicklung und Verbreitung der Geräte wurde massgebend in den Zeiten des 2. Weltkrieges und den damals verfügbaren Technologien geprägt. In general, for the supply of oxygen in aircraft, which have no pressurized cabin, for example, small aircraft (sports aircraft), gliders, paragliders, balloons, etc. used oxygen equipment and devices with barometric height control. Even in aircrafts with pressurized cabins oxygen systems and equipment are used, for example, in combat aircraft. The development and distribution of the devices was decisively influenced during the times of World War II and the technologies available at that time.

[0003] Bekannt sind die sogenannten Mischregler (Dilutersysteme) von Herstellerfirmen wie beispielsweise Bendix, welche über eine Barometerdose gesteuert respektive geregelt, eine höhenabhängige Beimischung von Sauerstoff in die über eine Maske angesaugte und eingeatmete Umgebungsluft ermöglicht. Known are the so-called mixing controller (Dilutersysteme) of manufacturers such as Bendix, which controlled via a barometer box respectively regulated, allows a height-dependent admixture of oxygen in the aspirated via a mask and inhaled ambient air.

[0004] Diese Entwicklungsrichtung wurde auch noch nach dem 2. Weltkrieg im Detail verfeinert, wie in US3 782 402 respektive DE2 353 287 beschrieben. This direction of development was refined in detail even after the Second World War, as described in US Pat. No. 3,782,402 and DE 2,353,287, respectively.

[0005] In der neueren Zeit sind auch Geräte bekannt geworden, welche die Regelung des Mischverhältnisses der Sauerstoff- und Luftzufuhr elektronisch durchführen, indem eine elektronische Erfassung des höhenabhängigen barometrischen Druckes als Sollwert für die jeweilige Sauerstoffbeimischung über ein Mischventil erfolgt. In recent times, devices are also known, which carry out the control of the mixing ratio of the oxygen and air supply electronically by an electronic detection of the height-dependent barometric pressure as the desired value for the respective oxygen admixture via a mixing valve.

[0006] Zudem sind Geräte auf dem Markt, welche eine direkte Sauerstoffzufuhr von einem Höhenregler und einem vorgeschalteten Druckreduzierventil über Nasenkanülen auf den Piloten ermöglichen, insbesondere um der Vereisungsgefahr von Masken bei Höhenflügen in unbeheizten und kleinvolumigen Kabinen, beispielsweise in Segelflugzeugen, wirksam zu begegnen. In addition, devices on the market, which allow a direct supply of oxygen from a height regulator and an upstream pressure reducing valve via nasal cannulae on the pilot, in particular to effectively counter the risk of icing of masks at high altitude in unheated and small-volume cabins, for example in gliders.

[0007] Die konventionellen Geräte sind zudem meist mit einer Notfunktion versehen, um kurzfristig eine Zufuhr von 100% Sauerstoff verfügbar zu machen, beispielsweise beim Auftreten von Störungen oder entsprechenden Symptomen oder allenfalls situativ wie bei Anzeichen von gesundheitlichen Störungen wie Übelkeit etc. The conventional devices are also usually provided with an emergency function to make available in the short term, a supply of 100% oxygen, for example, the occurrence of disorders or corresponding symptoms or at best situational as signs of health disorders such as nausea, etc.

[0008] Der Einsatz von Sauerstoff wird ab einer Höhe von 10 000 Feet respektive 3000 Metern über Meereshöhe empfohlen, insbesondere bei längeren Aufenthalten in oder über diesen Höhen, während denen die körpereigenen Sauerstoff- Reserven sukzessiv abgebaut werden. The use of oxygen is recommended from a height of 10,000 feet or 3000 meters above sea level, especially for longer stays at or above these levels, during which the body's oxygen reserves are gradually reduced.

[0009] Diese generellen Empfehlungen der Behörden berücksichtigen weder die Tagesform des Piloten noch dessen grundsätzliche Höhentauglichkeit, welche primär von dessen Konstitution, Lebensstil, und insbesondere von dessen mittelfristigen bis langfristigen Höhenakklimatisation abhängig ist. Ein Meeresanwohner kann bereits bei einem kurzfristigen Aufstieg von Meereshöhe auf 3000 Meter bezüglich Sauerstoffversorgung des Körpers gesundheitlich merklich beeinträchtigt werden, während dem ein Bewohner der Anden, welcher permanent auf 4500 Metern Höhe lebt, beim kurzfristigen Abstieg auf ebenfalls 3000 Meter offensichtlich keinerlei Sauerstoffmangel erleidet. These general recommendations of the authorities take into account neither the day form of the pilot nor its basic altitude capability, which is primarily dependent on its constitution, lifestyle, and in particular its medium-term to long-term altitude acclimatization. An inhabitant of the sea can be impaired in a short-term rise from sea level to 3000 meters in terms of oxygenation of the body, while a resident of the Andes, who lives permanently at 4500 meters altitude, the short-term descent to likewise 3000 meters obviously no oxygen deficiency suffers.

[0010] Im Weiteren ist bekannt, dass selbst in Gebieten unterhalb von 1000 Metern über Meer, gewisse Menschen kaum mehr genügend Sauerstoff aufnehmen können, beispielsweise infolge fortgeschrittener Raucherlungen. Furthermore, it is known that even in areas below 1000 meters above sea level, some people can hardly absorb enough oxygen, for example as a result of advanced smoking.

[0011] Die konventionellen Geräte zur Regulierung der Sauerstoffzufuhr weisen mehrere Nachteile auf, einerseits dass die Regulierung nach einer einzigen vorgegebenen «Charakteristik» eines «Durchschnittsmenschen» nach der Höhenlage erfolgt, grundsätzlich ohne Berücksichtigung von Höhentauglichkeit und Tagesform des jeweiligen Menschen, andererseits diese Geräte nebst der Anzeige des Vorratsdruckes wohl eine Funktionsanzeige (Blinker) zur grundsätzlichen Überwachung der Atmung und der Funktion der Anlage als solche ermöglichen, jedoch keinerlei Angaben über die Qualität der aktuellen Sauerstoffversorgung des jeweiligen Opfers ermöglicht. The conventional devices for regulating the supply of oxygen have several disadvantages, on the one hand that the regulation according to a single predetermined "characteristic" of an "average person" takes place on the altitude, in principle, without consideration of altitude fitness and daily form of each person, on the other hand, these devices together the display of the supply pressure probably a function indicator (turn signal) for the fundamental monitoring of the respiration and the function of the system as such, but does not allow any information about the quality of the current oxygenation of each victim.

[0012] Demgegenüber sind jedoch auch Anwendungen bekannt, in welchen der Pilot von Anbeginn mit einer eher übermässigen Sauerstoffdosierung versorgt werden, beispielsweise bei modernen Kampf- Flugzeugen mit sehr grossen Steigleistungen sowie raschen Höhenänderungen, welche zudem auch mit Druckkabinen ausgerüstet sind. In contrast, however, applications are known in which the pilot are supplied from the beginning with a rather excessive oxygen dosage, for example, in modern combat aircraft with very high climbing performance and rapid height changes, which are also equipped with pressurized cabins.

[0013] Es ist insbesondere bekannt, dass bei Sauerstoffmangel die Wahrnehmungen des Menschen eingeschränkt werden, sodass ein allfälliger Sauerstoffmangel sich vorerst in Müdigkeit und Konzentrationseinbussen manifestieren kann, was bei längerem Aufenthalt in grösserer Höhe sich unbemerkt zu einem Höhenrausch als krankhafte euphorische Wesensveränderung entwickeln kann, was insbesondere für Piloten der Sportaviatik und der General Aviation eine heimtückische Gefahrenquelle darstellt. It is known in particular that the lack of oxygen, the perceptions of humans are limited, so that any oxygen deficiency can manifest for the time being in fatigue and loss of concentration, which can go unnoticed for prolonged stay at a higher altitude unnoticed to a high altitude noise as morbid euphoric change in nature, which is an insidious source of danger especially for pilots of sport aviation and general aviation.

[0014] Nach dem Werk «Anatomie und Physiologie» von Ursula Braun werden folgende Symptome der Höhenkrankheit beschrieben: In 3000 m Höhe lässt infolge des Sauerstoffmangels die allgemeine Aufmerksamkeit nach, die Reaktionszeit wird länger. In 4000 m Höhe regt der Sauerstoffmangel die Atemtätigkeit stark an, dadurch wird vermehrt CO2 abgeatmet und es entsteht eine respiratorische Alkalose. Jetzt treten bereits deutliche Symptome des Höhenrausches auf (herabgesetzte Kritikfähigkeit, euphorische Stimmungslage, grössere Risikobereitschaft, Rörensehen) In 5000 m Höhe fällt das Atmen subjektiv zunehmend schwerer, es treten Symptome des akuten Sauerstoffmangels auf (brennendes Hitzegefühl in den Lungen, Gelenkschmerzen, Benommenheit, Nebelsehen, Halluzinationen) In 6000-7000 m Höhe tritt bei fehlender langsamer Höhenadaption innerhalb weniger Minuten Bewusstlosigkeit auf und innerhalb einer viertel Stunde der Tod durch ErstickenAfter the work "Anatomy and Physiology" by Ursula Braun the following symptoms of altitude sickness are described: At an altitude of 3000 m, the lack of oxygen causes the general attention, the reaction time becomes longer. At an altitude of 4,000 m, the lack of oxygen strongly stimulates the respiratory activity, as a result more CO2 is exhaled and a respiratory alkalosis develops. Now there are already clear symptoms of the high altitude noise (reduced criticality, euphoric mood, greater risk-taking, noise) At a height of 5,000 m, breathing becomes subjectively increasingly difficult, symptoms of acute hypoxia (burning heat in the lungs, joint pain, drowsiness, fog, hallucinations) At a height of 6000-7000 m, unconsciousness occurs within a few minutes in the absence of slow altitude adaptation and death within a quarter of an hour due to asphyxiation

[0015] Auch bei der Benutzung von Sauerstoffanlagen bei Höhenflügen lauern bei Störungen oder Versagen der Anlage heimtückische Gefahren von Sauerstoffmangel, welche einerseits schwer wahrnehmbar sind, und andererseits je nach Operationshöhen vielfach kaum genügend Zeit für wirksame Gegenmassnahmen wie das Einschalten (Falls vorhanden) einer Notversorgung oder einen zeitgerechten Notabstieg in sichere Flughöhen ermöglichen. Even with the use of oxygen systems at high altitude lurking in case of malfunction or failure of the plant treacherous dangers of lack of oxygen, which on the one hand are difficult to perceive, and on the other hand, depending on operating heights often barely enough time for effective countermeasures such as switching (if present) an emergency or allow a timely emergency descent to safe altitudes.

[0016] Der zentrale Human- Parameter bezüglich dessen Sauerstoffversorgung ist der effektiv vorliegende Sauerstoffgehalt im Blut, der allgemein als Sauerstoffsättigung sO2 bezeichnet wird und angibt, wie viel Prozent des Hämoglobins im Blut mit Sauerstoff beladen sind. Flugmedizinisch relevant ist die arterielle Sauerstoffsättigung SaO2, welche in arterieller Blutprobe gemessen wird. Da diese direkte Bestimmung respektive Messung derzeit noch relativ schwierig ist, da diese eine Blutprobe sowie ein Labor bedingt, wird häufig eine indirekte Methode verwendet, die nicht invasive quasi- arterielle pulsoxymetrische Messung. Hierbei wird die Sauerstoff Sättigung über die Messung der Lichtabsorption respektive der Lichtemmision bei Durchleuchtung der Haut an einem leicht zugänglichen Körperteil wie Finger, Ohrläppchen etc. gemessen, und als SpO2 bezeichnet. The central human parameter for its oxygenation is the effective level of oxygen in the blood, commonly referred to as oxygen saturation, s02, which indicates how much of the hemoglobin in the blood is oxygenated. Medical relevance is the arterial oxygen saturation SaO2, which is measured in arterial blood sample. Since this direct determination or measurement is currently relatively difficult, since it requires a blood sample and a laboratory, an indirect method is often used, the non-invasive quasi- arterial pulse oximetry measurement. Here, the oxygen saturation is measured by the measurement of light absorption or the Lichtemmision by transillumination of the skin on an easily accessible body part such as fingers, earlobes, etc., and referred to as SpO2.

[0017] Die einfache Methode der Pulsoxymetrie weist jedoch gewisse Nachteile auf, indem Messfehler durch Oberflächeneinflüsse wie lackierten oder künstlichen Fingernägeln auftreten können. Besonders heimtückisch ist jedoch, dass lebensgefährliche Zustände wie das Vorliegen einer Kohlenstoffmonoxidintoxikation (CO-Vergiftung) über die Pulsoxymetrie nicht als solche erkennbar sind, ausser die CO-Sättigung wird durch besondere Pulsoxymeter direkt gemessen. Derartige CO- Vergiftungsgefahren durch äussere Einflüsse können beispielsweise bei Störungen in Motorflugzeugen auftreten. However, the simple method of pulse oximetry has certain disadvantages, in that measurement errors can occur due to surface influences such as lacquered or artificial fingernails. Particularly insidious, however, is that life-threatening conditions such as the presence of carbon monoxide intoxication (CO poisoning) via the pulse oximetry are not recognizable as such, except the CO saturation is measured directly by special pulse oxymeter. Such CO poisoning hazards due to external influences can occur, for example, in disturbances in motor aircraft.

[0018] Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass im gesunden Körper auf der jeweiligen Lebenshöhe eine gewisse Höhenadaption stattfindet. Eine kurzfristige Variation der Höhe um zirka plus 2000 Meter bis 3000 Meter kann in der Regel bei einem gesunden Menschen durch die Steigerung gewisser Körperfunktionen sowie dem zusätzlichen Abbau von internen Sauerstoffreserven ohne grosse Beeinträchtigung der Wahrnehmung und Handlungsfähigkeit kompensiert werden. Diese Fähigkeiten werden jedoch mit zunehmendem Alter des Menschen reduziert, und können zudem durch Rauchen sowohl kurzfristig (300-fach höhere Bindungsstärke von CO gegenüber O2) als auch langfristig (Raucherlunge) stark beeinträchtigt werden. In gewissen Fällen kann auch auf der gewohnten Umgebungshöhe die Funktion der Lunge dem Körper nicht mehr genügend Sauerstoff zuführen, sodass kranke Menschen (Patienten) mit zusätzlichem Sauerstoff versorgt werden müssen. In summary, it can be stated that in the healthy body takes place on the respective height of life, a certain height adaptation. A short-term variation in height by about 2000 meters to 3000 meters can usually be compensated in a healthy person by increasing certain body functions and the additional reduction of internal oxygen reserves without great impairment of perception and ability to act. These abilities, however, are reduced as people grow older, and can be severely affected by smoking both in the short term (300 times the CO-O2 binding strength) and the long-term (smoker's lung). In certain cases, even at the usual ambient altitude, the function of the lungs can no longer supply enough oxygen to the body, so that sick people (patients) need to be supplied with additional oxygen.

[0019] Somit ist offensichtlich, dass eine pauschale Regelung der Sauerstoffversorgung in Luftfahrzeugen über barometrisch ausgelegte Höhenregler, insbesondere für Verantwortungsträger wie Luftfahrzeugführer, Piloten, in Anbetracht der unterschiedlichen individuellen Höhenverträglichkeiten sowie der Schwierigkeiten zur Erkennbarkeit des Vorliegens eines akuten Sauerstoffdefizites, gewisse Unwägbarkeiten und Risiken aufweisen. Thus, it is apparent that a blanket regulation of the oxygen supply in aircraft via barometric height controller, in particular for leaders such as aircraft, pilots, given the different individual height tolerances and the difficulties to detect the presence of acute oxygen deficiency, certain uncertainties and risks ,

[0020] Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu überwinden. It is an object of the present invention to overcome the above drawbacks.

[0021] Es ist insbesondere ein Ziel der vorliegenden Erfindung, in der kritischen Phase der sich langsam entwickelnden Sauerstoffunterversorgung bei längeren Flügen in Höhen von über 3000 M/Meer dem Piloten eine Warnung vor dem Auftreten von ersten Wahrnehmungsstörungen und den dadurch möglichen Gefährdungen zu ermöglichen. It is in particular an object of the present invention, in the critical phase of the slowly developing oxygen deficiency on longer flights at altitudes above 3000 M / sea to allow the pilot a warning of the occurrence of first perception disorders and the possible hazards.

[0022] Es ist insbesondere ein Ziel der vorliegenden Erfindung, dem Piloten eine frühzeitige und zuverlässige Diagnose von allfälligen Sauerstoffunterversorgungen zu ermöglichen, welche sich je nach Konstitution und Tagesform des Piloten bereits nach Stunden auch unterhalb der empfohlenen Höhe von 3000 M/Meer einstellen können. It is in particular an object of the present invention to allow the pilot an early and reliable diagnosis of any Sauerstoffunterversorgungen, which can adjust depending on the constitution and shape of the pilot after hours even below the recommended altitude of 3000 M / sea.

[0023] Es ist insbesondere ein Ziel der vorliegenden Erfindung, dem Piloten plausible und qualitativ gute Informationen über dessen effektive Höhentauglichkeit zur Verfügung zu stellen, und die zum Teil doch sehr rudimentären Empfehlungen und pauschalen Vorgaben eines durchschnittlichen Sauerstoffbedarfes in Funktion der Höhe und deren simplifizierende Umsetzung durch konventionelle barometrische Geräte definitiv zu Überwinden. It is in particular an object of the present invention to provide the pilot with plausible and good quality information about its effective altitude capability, and the sometimes very rudimentary recommendations and blanket specifications of average oxygen demand as a function of altitude and their simplifying implementation definitely overcome by conventional barometric devices.

[0024] Es ist insbesondere ein Ziel der vorliegenden Erfindung, dem Piloten eine kausal zu seinem Körper und dessen unmittelbaren Konstitution und Kondition sowie dessen aktuellen situativen Belastung rückgekoppelte Sauerstoffversorgung zur Verfügung zu stellen. It is particularly an object of the present invention to provide the pilot with a causal feedback to his body and its immediate constitution and condition as well as its current situativen load oxygen supply available.

[0025] Es ist insbesondere ein Ziel der vorliegenden Erfindung, dem Piloten eine kausal zu seinem Körper und dessen vorliegenden Konstitution und Kondition eine einfache Möglichkeit zur Variation der Rezeptierung der Sauerstoffversorgung sowie zur individuellen Kalibration der entsprechenden Geräte zur Verfügung zu stellen. It is in particular an object of the present invention to provide the pilot with a causal to his body and its present constitution and condition a simple way to vary the formulation of the oxygen supply and for individual calibration of the corresponding devices.

[0026] Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Flugsicherheit durch die Verfügbarkeit der effektiven Höhentauglichkeitsdaten des Piloten über sämtliche Phasen von der Planung und Vorbereitung des Fluges (Flugplan, Flugroute, Flughöhen, Flugverfahren VFR, IFR etc.) über die Durchführung des Fluges bis hin zum Debriefing gezielt und nachhaltig zu verbessern. It is a further object of the present invention to provide flight safety through the availability of the pilot's effective altitude capability data throughout all phases of flight planning and preparation (flight plan, flight route, altitudes, flight procedures VFR, IFR, etc.) on the performance of the flight Flight to debriefing targeted and sustainable improvement.

[0027] Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Flugsicherheit durch die Verfügbarkeit der effektiven Höhentauglichkeitsdaten des/der Piloten und allfälligen Gefährdungen während des Fluges durch Sauerstoff Unterversorgungen des/der Piloten frühzeitig zu erkennen, und über geeignete Warnsysteme dem/den Piloten sowie allfälligen Flugüberwachungsinstanzen frühzeitig und zuverlässig zur Kenntnis zu bringen. It is a further object of the present invention to early detect the flight safety by the availability of the effective altitude capability data of the pilot (s) and any hazards during flight by oxygen undersupplies of the pilot (s), and by appropriate warning systems to the pilot (s) to inform possible air traffic control authorities early and reliably.

[0028] Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Interaktion von Mensch und (Flug)Maschine gezielt zu verbessern, insbesondere die Datenübertragung vom Menschen auf die Systeme zur Sauerstoffversorgung. It is a further object of the present invention to specifically improve the interaction of humans and (flight) machine, in particular the data transmission from humans to the systems for oxygenation.

[0029] Es ist insbesondere ein Ziel der vorliegenden Erfindung, neue und im Gegensatz zu den bekannten isoliert betrachteten indirekten höhenabhängigen Regelungen der Sauerstoffversorgung nach einem «Durchschnitts-Rezept» oder nach einem allgemeinen «tabellarischen Reglement» ein Verfahren zur direkten mit der effektiven Sauerstoffbefindlichkeit des/der Piloten kurzgekoppelten Sauerstoffversorgung zu ermöglichen, und bisher nicht systematisch quantifizierte und qualifizierte Dimensionen der aktiven und passiven Sicherheit bei der Planung und der Durchführung von Flügen für sämtliche Sparten der Aviatik (jedoch nicht der Raumfahrt) gezielt und zuverlässig zu erschliessen. It is in particular an object of the present invention, new and in contrast to the known isolated considered indirect height-dependent regulation of oxygenation according to an "average recipe" or according to a general "tabular rules" a method of direct with the actual Sauerstoffbefindlichkeit the / enable pilots to provide short-coupled oxygenation, and to systematically and reliably access previously unquantified and qualified dimensions of active and passive safety in flight planning and execution for all aviation (but not aerospace) sectors.

[0030] Diese Ziele werden mit der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist, auf eine verblüffend einfache Art und Weise erreicht. These objects are achieved with the present invention as defined in the claims in an amazingly simple manner.

[0031] Das erfindungsgemässe Mittel zur Sauerstoffversorgung in Luftfahrzeugen, insbesondere für Luftfahrzeugführer, ist dadurch gekennzeichnet, dass nebst den herkömmlichen Geräten zur Speicherung, Aufbereitung und Zuführung von Sauerstoff wenigstens ein beliebiger Humanparameter wahlweise für die spezifische Rezeptierung, Kalibrierung oder Regulierung der Sauerstoffzufuhr einsetzbar ist. The means according to the invention for supplying oxygen in aircraft, in particular for aircraft operators, is characterized in that, in addition to the conventional devices for storing, processing and supplying oxygen, at least one arbitrary human parameter can optionally be used for the specific formulation, calibration or regulation of the oxygen supply.

[0032] Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Preferred embodiments of this invention are defined in the dependent claims.

[0033] Dabei werden Ausführungsformen, wie sie in den abhängigen Ansprüchen definiert sind, normalerweise nicht wiederholt. Embodiments as defined in the dependent claims are not normally repeated.

[0034] Als wesentliche Vorteile der erfindungsgemässen Sauerstoffversorgung sind folgende Punkte hervorzuheben: Überwindung des über viele Jahrzehnte gewachsenen Vorurteiles einer rezeptualen Sauerstoffversorgung aufgrund der Flughöhe als einzigem Parameter Enorme Steigerung der aktiven und passiven Sicherheit von Piloten, Besatzungen und Passagieren. Verfahren grosser Präzision zur ganzheitlichen Erfassung und gezielter Deckung des individuellen spezifischen und situativ variablen Sauerstoffbedarfes von Piloten, Besatzungen und gegebenenfalls auch Passagieren in beliebigen Luftfahrzeugen aller Kategorien.The following points should be emphasized as essential advantages of the oxygen supply according to the invention: Overcoming the prejudice of a receptive oxygen supply that has grown over many decades due to altitude as the only parameter Enormous increase in the active and passive safety of pilots, crews and passengers. A method of high precision for the holistic detection and targeted coverage of the individual specific and situationally variable oxygen demand of pilots, crews and possibly also passengers in any aircraft of all categories.

[0035] Im folgenden Teil werden mögliche Ausführungsformen beschrieben. In the following part possible embodiments are described.

[0036] Gemäss einer ersten möglichen Ausführungsform des erfindungsgemässen Mittels zur Sauerstoffversorgung in Luftfahrzeugenwird der Pilot eines Luftfahrzeuges mit Sonden versehen, welche die Erfassung dessen aktuellen Blutsauerstoffgehaltes ermöglichen. Diese Informationen werden dem Sauerstoffregler als Regelinput übermittelt, wobei dem Regler die Einhaltung eines Sollwertes des Blutsauerstoffgehaltes des Piloten von > = 95% vorgegeben ist. According to a first possible embodiment of the means according to the invention for the supply of oxygen to aircraft, the pilot of an aircraft is provided with probes which enable the detection of its current blood oxygen content. This information is transmitted to the oxygen regulator as a control input, whereby the controller is given the compliance of a target value of the blood oxygen content of the pilot of> = 95%.

[0037] Gemäss einer zweiten möglichen Ausführungsform des erfindungsgemässen Mittel zur Sauerstoffversorgung in Luftfahrzeugenwird der Pilot mittels einem am Körper befestigbaren Interface mit drei unabhängigen Sensoren zur Messung des Blutsauerstoffes und drei Übertragungskanälen auf den im Flugzeug installierten Sauerstoffregler versehen, sodass beim Auftreten einer Fehlmessung in einem der Sensoren oder einer Übertragungsstörung auf einem der Kanäle wenigstens zwei gleichlautende Messwerte vorliegen, sodass sich der Fehler oder das Fehlerhafte Signal identifizieren und für die weitere Verwendung eliminieren lässt. According to a second possible embodiment of the inventive means for oxygen supply in aircraft, the pilot is provided by means of a body-mountable interface with three independent sensors for measuring the blood oxygen and three transmission channels on the installed in the aircraft oxygen regulator, so that when a false measurement in one of Sensors or a transmission disturbance on one of the channels at least two identical measured values are present, so that the error or the faulty signal identify and can be eliminated for further use.

[0038] Gemäss einer dritten möglichen Ausführungsform des erfindungsgemässen Mittel zur Sauerstoffversorgung in Luftfahrzeugenwird der Pilot mittels einem am Körper befestigbaren Interface mit drei unabhängigen Sensoren zur Messung des Blutsauerstoffes und drei Übertragungskanälen auf den im Adapter installierten Sauerstoffregler versehen, sodass beim Auftreten einer Fehlmessung in einem der Sensoren oder einer Übertragungsstörung auf einem der Kanäle wenigstens zwei gleichlautende Messwerte vorliegen, sodass sich der Fehler oder das Fehlerhafte Signal identifizieren und für die weitere Verwendung eliminieren lässt. According to a third possible embodiment of the inventive means for oxygen supply in aircraft, the pilot is provided by means of a body-mountable interface with three independent sensors for measuring the blood oxygen and three transmission channels on the oxygen regulator installed in the adapter, so that when a false measurement in one of Sensors or a transmission disturbance on one of the channels at least two identical measured values are present, so that the error or the faulty signal identify and can be eliminated for further use.

[0039] Gemäss einer vierten möglichen Ausführungsform des erfindungsgemässen Mittel zur Sauerstoffversorgung in Luftfahrzeugenwerden dem Piloten die Sensoren zusammen mit einem Sender implantiert, sodass eine günstige Handhabung erzielbar ist. According to a fourth possible embodiment of the inventive means for oxygen supply in aircraft pilots the sensors are implanted together with a transmitter, so that a favorable handling can be achieved.

[0040] Gemäss einer fünften möglichen Ausführungsform des erfindungsgemässen Mittel zur Sauerstoffversorgung in Luftfahrzeugenwerden die Signale der gemessenen Blutsauerstoffwerte nebst deren Nutzung zur Speisung des Sauerstoffreglers dem Piloten als Information aufbereitet und zur Verfügung gestellt, insbesondere ein Warnsystem zur Vermeidung von Unterversorgungen. According to a fifth possible embodiment of the means according to the invention for oxygen supply in aircraft, the signals of the measured blood oxygen values, together with their use for supplying the oxygen regulator, are prepared and made available to the pilot as information, in particular a warning system for avoiding undersupply.

[0041] Gemäss einer sechsten möglichen Ausführungsform des erfindungsgemässen Mittel zur Sauerstoffversorgung in Luftfahrzeugenwerden die Signale der gemessenen Blutsauerstoffwerte nebst deren Nutzung zur Speisung des Sauerstoffreglers auf einem Datenerfassungsgerät gespeichert und deren Verlauf über die Zeit aufgezeichnet. According to a sixth possible embodiment of the means for supplying oxygen in aircraft according to the invention, the signals of the measured blood oxygen values, together with their use for supplying the oxygen regulator, are stored on a data acquisition device and their course recorded over time.

[0042] Gemäss einer siebten möglichen Ausführungsform des erfindungsgemässen Mittel zur Sauerstoffversorgung in Luftfahrzeugenwerden die Signale der gemessenen Blutsauerstoffwerte nebst deren Nutzung zur Speisung des Sauerstoffreglers auf einem Datenerfassungsgerät gespeichert und deren Verlauf permanent über einen beliebigen Kommunikationskanal an die Flugsicherung übermittelt. According to a seventh possible embodiment of the inventive means for oxygen supply in aircraft, the signals of the measured blood oxygen values are stored along with their use for feeding the oxygen regulator on a data acquisition device and transmitted their course permanently via any communication channel to the air traffic control.

[0043] Gemäss einer ersten möglichen Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Versorgung von Personen in Luftfahrzeugen mit Sauerstoff es werden die aktuellen Blutsauerstoffwerte als Regelparameter an der jeweiligen Person wahlweise direkt oder indirekt gemessen und dem Sauerstoffregler übermittelt, wobei dem Regler die Einhaltung eines Sollwertes des Blutsauerstoffgehaltes des Piloten von > = 95% vorgegeben ist. According to a first possible application of the method according to the invention for supplying persons in aircraft with oxygen, the current blood oxygen values are optionally measured directly or indirectly as control parameters at the respective person and transmitted to the oxygen regulator, wherein the regulator is adhering to a target value of the blood oxygen content of the Pilots of> = 95%.

[0044] Bei einer zweiten möglichen Anwendung der erfindungsgemässen Verfahrens werden die Messwerte der Blutsauerstoffkonzentration als Sicherheitsrelevante Information an Bord erfasst, über die Zeit gespeichert und kann bei Bedarf von der Flugsicherung abgerufen werden. In a second possible application of the method according to the invention, the measured values of the blood oxygen concentration are recorded on board as safety-relevant information, stored over time and can be called up by the air traffic control if required.

[0045] Bei einer dritten möglichen Anwendung der erfindungsgemässen Verfahrens werden die gewonnenen Informationen über die individuelle Sauerstoffcharakteristik der jeweiligen Person periodisch aufgenommen und als Rezeptierung für die Eingabe eines individuellen Korrekturfaktors bei entsprechend nachgerüsteten konventionellen Sauerstoffreglern zur Verfügung gestellt. In a third possible application of the inventive method, the information obtained about the individual oxygen characteristic of each person are recorded periodically and provided as a formulation for the input of an individual correction factor with appropriately retrofitted conventional oxygen regulators available.

[0046] Mittels Verwendung von Aufrüst- und Nachrüstsätzen lassen sich eine Vielzahl herkömmlicher Sauerstoffregler mit bescheidenem Aufwand zur wahlweisen Eingabe von individuellen Parametern des Piloten umrüsten, sodass eine den jeweils individuellen Konditionen und Konstitutionen entsprechend günstig und zweckmässig ausgelegte Sauerstoffversorgung mit bescheidenem Aufwand ermöglicht wird, indem beispielsweise vier zusätzliche Höhenstufen à 1000 Meter zu den Standartwerten angewählt werden können, sodass bereits auf Meereshöhe wahlweise eine Sauerstoffversorgung wie auf 4000 Meter erzielbar ist. Somit lassen sich Standartgeräte mittels Eingabe eines persönlichen Korrekturfaktors erweitert nutzen. By using upgrading and retrofit sets can be a variety of conventional oxygen regulator with modest effort for optional input of individual parameters of the pilot retool, so that the respective individual conditions and physiques appropriately and conveniently designed appropriate oxygen supply with modest effort is made possible by For example, four additional height levels à 1000 meters from the standard values can be selected, so that even at sea level an oxygen supply as at 4000 meters can be achieved. Thus, standard devices can be extended by entering a personal correction factor.

Claims

1. means for oxygen supply in aircraft, in particular for aircraft, characterized in that in addition to the conventional devices for storage, processing and supply of oxygen at least one any human parameter is optionally used for the specific formulation, calibration or regulation of the oxygen supply.

2. Agent for oxygen supply in aircraft according to claim 1, characterized in that the arbitrary human parameter comprises the detection of arterial oxygen saturation in the blood of the person, preferably in the form of at least one of any active or passive system for direct or indirect detection of the current oxygen concentration in the blood respectively in the hemoglobins contained therein, for example a pulse oximeter.

3. means for oxygen supply in aircraft according to one of claims 1 to 2, characterized in that the arbitrary human parameter comprises the detection of the individual arterial oxygen saturation in the blood of the person or in the hemoglobins contained therein, preferably in the form of a redundant system, for example via at least three independent sensors and channels, so that any erroneous measurements can be identified early on and specifically excluded from the evaluation.

4. means for oxygen supply in aircraft according to one of claims 1 to 3, characterized in that the arbitrary system for detecting the current oxygen concentration or the arterial oxygen saturation in the blood or in the hemoglobins contained therein is either sequentially or permanently usable, including any combination thereof, preferably in a sequential sequence which can be set within a reasonable bandwidth, for example periodically according to personal criteria such as the respective constitution for obtaining an individual height parameter which can be set on a barometric height controller as an individual correction factor.

5. means for oxygen supply in aircraft according to one of claims 1 to 4, characterized in that the arbitrary system for detecting the individual current oxygen concentration or the arterial oxygen saturation in the blood or in the hemoglobins contained therein either before, during or after the flight is used , including any combination thereof, preferably for preparing, checking or preconditioning the pilot prior to use, for example, to determine the so-called daily form of the pilot and optimal setting of the same before the start of the mission.

6. means for oxygen supply in aircraft according to one of claims 1 to 5, characterized in that the arbitrary system for detecting the current oxygen concentration or the arterial oxygen saturation in the blood or in the hemoglobins contained therein either as any adaptable external accessories or as an implant either or can be used in the respective person, including any combination thereof, preferably as a redundant control parameter for an oxygen supply system, for example as personalized control signals which can be transmitted by the pilot via at least one interface to the appropriate on-board systems.

7. means for oxygen supply in aircraft according to one of claims 1 to 6, characterized in that the arbitrary system for detecting the current oxygen concentration or the arterial oxygen saturation in the blood or in the hemoglobins contained therein is optionally used as a control parameter or monitoring parameters, including each any combination thereof, preferably as redundant editable control or monitoring parameters, for example in combination with any Flugüberwachungs- retrieval and reporting systems, such as a transponder.

8. A method for individual supply of persons in aircraft with oxygen, characterized in that the regulation of the oxygen supply due to the current blood oxygen content of the respective person takes place, preferably via an indirect detection of the current blood oxygen content respectively the arterial oxygen saturation of the respective person via at least one pulse oximeter, or for example via at least one temporally adapted to the respective person or at least one temporary or permanently implanted in the respective person and provided with corresponding interfaces for data transmission any suitable measuring device.

9. Use of the described means according to one of claims 1 to 7 and application of the described method according to claim 8 for the targeted monitoring of oxygen demand and for the targeted assurance of individual oxygenation of persons, in particular leaders such as aircraft, in any aircraft of all categories.

10. Retrofit kits for optional retrofitting of aircraft and their equipment to ensure individual on-demand oxygenation of persons on board and other installations and devices for the individual detection, analysis, recording, monitoring and, if necessary, transmission of blood oxygen values or arterial oxygen saturation of persons on board, as well as infrastructures for flight planning and flight preparation at aerodromes to enable the use of the information, means and methods according to the invention.