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Conservation du sang et transport aérien : étude des contraintes physiques
TCB1 9 9 5
5:349-355
Conservation du sang et transport a rien : btude des contraintes physiques [temperature et pression] L. ALMANZA*, J.J. LATAILLADE**, B.A. ALMANZA**, B. PATS*, M. JOUSSEMET** * Service Anesthdsie et R~animation, H6pital d' Instruction des Armies Bdgin, Saint-Mand~ ** Centre de Transfusion Sanguine des Armies, 1 rue du Lieutenant Batany, Clamart
R~sum~ Apr~s transport a6rien, il existe une alt6ration biologique des concentr6s 6rythrocytaires. Les contraintes physiques sont 6tudi6es en vol r6el et en laboratoire. I1 existe des variations importantes de pression et de temp6rature ~ l'int6rieur des caisses isothermes 6tanches. Leurs m6canismes sont 6tudi6s. Des recommandations pour le transport a6rien des CE sont propos6es. Mots-cl~s
Concentr6s globulaires, transport a6rien, 6valuation.
:
Summary Blood conservation a n d air t r a n s p o r t : P h y s i c a l c o m p u l s i o n s s t u d y (temperature and pression) We study physical compulsions of packed red cells during air transport. We found important variations of pressions and temperatures in blood transport box. These variations explain the biologial alterations found in the f r s t part. New rules for blood air transport are proposed. Keywords:
Introduction La disponibilit6 en concentr6s 6rythrocytaires [CE) est un pr6alable indispensable a toute r6animation de traumatologie, a f o r t i o r i en temps de conflit ou de catastrophe. La voie a4rienne est un moyen rapide et fiable de r6duire les d61ais d'acheminement logistique vers les formations hospitali6res de campagne Correspondance : Dr Luc Almanza, Service Anesth6sie et R6animarion,H6pitaldu Val de Grfice,74, bd de Port-Royal,75230Paris Cedex05, France.
Red concentred cells, air transport, evaluation. hors m6tropole (op6rations militaires ou d'aide humanitaire). Dans une premi6re partie, nous en avons montr6 le retentissement sur la qualit6 des CE [1]. Dans une d6marche de qualit6 et de recherche du m6canisme responsable, cette seconde pattie vise v6rifier le respect des normes de conservation en vigueur [21 et la fiabilit6 des caisses isothermes de transport [CIT) actuellement en service, voire de proposer de nouvelles conditions de transport a6rien des CE. Cette 6tude nous impose d'exposer des considfi349
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rations a6ronautiques ou t e c h n i q u e s que n o u s n o u s s o m m e s efforc6s de r6duire au m i n i m u m .
M~thode Expdrience n ° 1
Mat6riel
et m6thode
Materiel Les CIT a c t u e l l e m e n t en service sont du mod61e t~LECTROLUX RCB 25 (Figure 1}. Leur v o l u m e interne est de 0,19 m a. Elles peuvent contenir jusqu'~ 30 CE dans une caissette m6tallique.
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Paroi i s o t h e r m e Joint
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H o r m i s p o u r l'essai n ° 1, leur pr4paration r 6 p o n d la p r o c 6 d u r e en v i g u e u r p o u r t r a n s p o r t et c o n s e r v a t i o n de cinq jours en a m b i a n c e t e m p 6 r 6 e [3]:
-
Au laboratoire, dix CIT vides, ~ temp6rature a m b i a n t e et choisies au h a s a r d sont soumises dans u n e enceinte ~ d6pression ~ un vol ~ fictif ~: d6pressions 6quivalentes ~ +2 000 m d'altitude (600 m m de Hg : pression r6gnant habituellement en soute pressuris6e) et ~ + 9 000 m (230 m m de Hg : soute non pressuris6e). Les temp6ratures et pressions dans les CIT sont relev6es p a r u n enregistreur auton o m e (TEAC HR-30G). La t e m p 6 r a t u r e de l'enceinte est parall61ement relev6e (COLDBOX, lab. Traceco).
les CIT sont stock6es ouvertes, en c h a m b r e froide ~ + 4 °C r6serv4e tt cet effet, les CE sont conditionn6s dans les CIT en c h a m bre froide,
-
p o u r cette e x p 6 r i m e n t a t i o n n o u s utiliserons 15 CE ~ titre de lest t h e r m i q u e ,
-
six p a c k s r6frig6rants c o n t e n a n t de l ' e a u (temp f r a t u r e entre - 2 et 0 °C) assurent le m a i n t i e n d ' u n e t e m p 6 r a t u r e interne c o m p r i s e entre + 2 et + 8 °C,
-
enfin les CIT seront p l o m b 6 e s afin de garantir l ' a b s e n c e d ' o u v e r t u r e au cours des essais {contr61es douaniers).
Expdrience n ° 2 Au laboratoire, deux CIT pr6par6es c o m m e ci-dessus sont soumises ~ u n ~ vol ~ fictif similaire. Les temp6ratures internes des CIT et de l'enceinte sont relev6es [COLDBOX, lab. Traceco).
Expdrience n ° 3 Au cours d ' u n vol Paris-Papeete-Paris (avion : DC8, escales ~ Los Angeles}, une caisse i s o t h e r m e pr6par6e c o m m e ci-dessus est placde ~ Failer dans une soute n o n t h e r m o s t a t 6 e m a i s s e u l e m e n t r6chauff6e (soute C), au retour dans la soute t h e r m o s t a t 6 e autom a t i q u e m e n t entre 15 et 24 °C {soute A) (Figure 2}. U n enregistreur t h e r m i q u e a u t o n o m e {COLDBOX, lab. Traceco) est dispos6 ~ l'int~rieur de la CIT, m~l~ aux CE. U n autre est dispos6 dans la m ~ m e soute t~ proximit6 i m m 6 d i a t e de la caisse isotherme.
SANG ET VOL At~RIEN : CONTRAINTES PHYSIQUES
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Soute
Figure 2 E m p l a c e m e n t des s o u t e s sur u n avion c o m m e r c i a l long courrier {Temp6rature m i n i m a l e enregistrde : soute A : + 8 °C, soute C : 0 °C, soute D : - 1 1 °C).
El1 outre, un enregistreur est dispos6 ~a l'aller dans ulie soute non thermostat6e {soute D), au retour dans la cabine des passagers (cabine}. Les pressions ambiantes sont celles qui r~gnent en cabine ~ passagers ~, nous les exprimerons en t e r m e d'altitude. Les altitudes de d6part sont sensiblement 6gales (0 m pour Los Angeles et Papeete et + 25 m p o u r Paris soit environ 760 m m de Hg).
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1000"
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Analyse des r~sultats
~w 400"
200"
Nous p r e n d r o n s en consid6ration les variations de pressions et les variations de temp6rature.
p, mR6sultats
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14-
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ExpErience n o 1
Aucune des 10 caisses test6es n'a p u ~tre ouverte au sortir de l'enceinte fi ddpression sans l'aide d ' u n outil (levier). La difficult6 est plus importante apras <
Les enregistrements de temp6rature sont donn~s figure 4. ExpErience n ° 3
Les tracds d ' f v o l u t i o n de la temp6rature relevdes dans l'avion et les CIT sont d o n n f s figure 5. La cha~ne du froid n'a jamais 6t6 r o m p u e tout au long du vol rfel.
1086
0
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20
40
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Temps (rain)
Figure 3 l~volution d e s t e m p 6 r a t u r e s et des p r e s s i o n s --[3-Enceinte - - , - CIT.
Discussion Les difficult6s d!ouverture de ces CIT sont bien r6elles et reproductibles. Les d~formations des parois, le d61ai n6cessaire p o u r obtenir une ouverture facile orientent vers la cr6ation d ' u n e hypobarie ~ l'int6rieur des CIT lors d ' u n vol fictif ou r6el. L'exp6rience n ° 1 le confirme : les variations de pression, sont similaires lors de la raise en d6pression (d6collage) et du palier en altitude. A l'inverse, ces variations n'existent pas lors de la remise en pression (atterrissage). I1 persiste une hypobarie ~al'int6rieur des CIT, ~ un niveau 6quivalent ~ l'altitude maximale. Les conditions de pr6paration (stockage et conditionnement en
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L. ALMANZA E T AL.
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Figure 4 t~volution des t e m p 6 r a t u r e s et des p r e s s i o n s r 6 g n a n t d a n s les CIT a u c o u r s des vols fictifs 2 000 in ( ! - ! ) et ~ 9 000 m (o--o).
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Paris-Papeete
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CTT - - 0 - Soute C .--IB- Soute D
Figure 5 l~volution des p r e s s i o n s et t e m p 6 r a t u r e s a u cours d u vol r6el.
Temps (heures) 24
T r a j e t Papeete- P a r i s ( r e t o u r ) I] CIT " i -
Cabine -.O.-Sou~e A
SANG ET VOL At~RIEN : C O N T R A I N T E S PHYSIQUES
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1
Au sol, apr~satterrissage
Figure 6 M4canisme de variation des pression et tempfrature internes des CIT en fonction de la pression ambiante Les eercles reprfsentent les volumes, les fl6ches : le sens des variations, le gris6 interne : les pressions.
chambre froide) 4cartent le p h 6 n o m ~ n e de r6traction de l'air c o n t e n u dans une enceinte 4tanche (loi de Mariotte : PV/T = Cte) lors de l'applieation d ' u n e difffrence t h e r m i q u e . En revanche, lors d ' u n e diminution de pression a m b i a n t e (dfcollage), il existe u n e transmission s i m u l t a n f e de cette h y p o b a r i e gt Fair interne (exp. n ° 1). I1 existe une surpression transmurale (2~p ou Pint/Pext > 0) facilitant l ' 6 c a r t e m e n t du eouvercle et du joint. L'6quilibre de pression est rapide et se fait par fuite d'air (Figure 6). A l'inverse, l ' a t t e r r i s s a g e , l ' a u g m e n t a t i o n des p r e s s i o n s
a m b i a n t e s tend a a u g m e n t e r l'6tanch6it6 du fait d ' u n e d 6 p r e s s i o n t r a n s m u r a l e (Ap < 0} p a r majoration de l ' a p p u i d u couverele sur le joint et par p h 6 n o m 6 n e de succion de la r6traction de l'air pifg6 dans u n v o l u m e fixe. Le joint d'ftaneh6it6, contrib u a n t a l'isolation t h e r m i q u e , p r f s e n t e u n e p e r m f a bilit6 s61ective et se c o m p o r t e c o m m e une soupape unidireetionnelle. Les variations de t e m p 6 r a t u r e interne des CIT sont rapides, c o n c o m i t a n t e s aux variations de pression (exp. n ° 1 et 2). La loi de Mariotte (PV/T - Cte)
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L. ALMANZA ET AL.
explique ce p h 4 n o m 6 n e : seul le v o l u m e interne des CIT reste constant. Au cours du vol r6el [exp. n ° 3J, l'abaissement de cette temp6rature est plus important, parfois audessous de la limite r6glementaire de +2 °C : elle atteint + 0,75 °C it l'aller en soute C. La perte initiale de 1 °C s'observe d6s l'arriv6e it l'altitude de croisi6re (2 000 m pression cabine) comme lors de l'exp6rience n ° 2. Au-delit, la temp6rature des CIT s'abaisse d'autant plus que la temp6rature des soutes est froide. Ceci confirme la faible protection au froid offerte par ce type de contenant bien qu'il s'agisse du mod61e le plus p e r f o r m a n t [2]. I1 existe une transmission de frigories de l'ext4rieur vers l'intfrieur des CIT lors d'exposition it de faibles temp6ratures ambiantes. Notons que dans un avion, malgr6 chauffage et climatisation, la temp4rature des soutes p e u t varier, s'abaissant de l'avant vers l ' e m p e n n a g e [soute A : + 8 °C (normalement entre + 15 et + 24 °C pour transport d'animaux), soute C : 0 °C et - 11 °C en soute D (fret I p o u r une temp4rature externe it 10 000 m de - 5 0 it - 7 0 °C]. Nous n'avons pu exposer nos CIT it des vols r6els it 9 000 m en soute non pressuris6e. II existe donc une conjugaison de deux ph6nom6nes expliquant la d6gradation de la qualit6 des CE : - u n traumatisme pressionnel proportionnel it l'altitude, inh6rent au vol a6rien, dont nous ne pouvons pr4ciser en l'6tat actuel, la part respective de l'amplitude et d u , choc ~ it l'ouverture, - une variation t h e r m i q u e it l'int6rieur des CIT, proportionnelle it l'altitude maximale et it la temp6rature en soute, pouvant s'61oigner des n o r m e s de conservation. La conjugaison de ces deux p h 6 n o m 6 n e s n ' e n est que plus d614t6re : l'alt6ration des CE est plus importante apr6s un vol r6el 00 et j30) qu'apr6s u n , vol ~, fictif [1]. Ces deux p h 6 n o m 6 n e s sont-ils seuls en cause ? I1 semble que oui : - l'isolement des CE par une feuille de carton limite l'h6molyse q u ' e n g e n d r e u n contact prolong6 avec les packs r6frig6rants par l'interm6diaire des parois m6talliques de la caissette interne [rapport d'activit6 du 810 e H6pital Militaire de Campagne p e n d a n t la guerre du golfe, non publi6), la vitesse des variations de pression dans l'avion lors du d6collage est trop faible pour p r o v o q u e r u n 6bullisme. Par ailleurs, les 6 r y t h r o -
cytes ne sont pas soumis it ce ph6nom~ne observ6 chez les mammif~res lors de d6pressu. risations brutales [4].
Obstacles au transport a~rien des CE Actuellement, il est n6cessaire de pr6ciser que les conditions de transport a6rien du sang ne sont p a s d6finies r6glementairement. - Le choix de la soute est it l'appr6ciation du transporteur (contraintes a4ronautiques : place disponible, centrage de l'avion) souvent en soute peu climatis4e afin d'approcher intuitive. m e n t la temp6rature de conservation (+2 + 8 °C) dans u n geste de b o n n e volont6. - Les d61ais de transport et de d6douanement pr6et post-vol sont totalement non maitrisables : lors d'intervention hors m6tropole (humanitaire ou militaire I, les CIT ne sont pas ouvertes sur les bases de transit mais u n i q u e m e n t sur le lieu de destination finale (h6pital de campagne).
Que peut-on proposer ? En mati~re de conditionnement Le c o n d i t i o n n e m e n t actuel p e r m e t le maintien des conditions r6glementaires de temp6rature (+ 2 °C, + 8 °C) p e n d a n t 5 jours : d61ai parfois n6cessaire l ' a c h e m i n e m e n t malgr6 son caract6re prioritaire. L'isolement des CE des parois m6talliques de la caissette interne, l'emploi de packs r6frig6rants contenant de l'eau it 0 °C visent it limiter l'h6molyse donc it optimiser les conditions de transport. I1 existe peu d'autres solutions. Les c h a m b r e s froides mobiles d6pendent d ' u n e source d'6nergie non disponible bord, compromettent la chalne du froid par des manipulations des CE en zone de transit par des personnels p e u qualifi6s. U n fabriquant commercialise un mod61e 6quip6 d ' u n e centrale t h e r m i q u e de r6frig6ration (Electrolux RCB 42 P). Cependant, ces produits sont on4reux et n4cessitent une source ext6rieure d'4nergie. Le respect des crit6res op6rationnels du temps de crise (rusticit6, a u t o n o m i e de 5 jours, faibles e n c o m b r e m e n t et poids) n'a pas 6t4 valid4 au cours d'op6rations r6elles. Les mod61es commerciauX de grande diffusion [type Camping Gaz*) n'assurent q u ' u n e conservation de quelques h e u r e s pour les t r a n s p o r t s l o c a u x (donn4es p e r s o n n e t l e s non
SANG ET VOL At~RIEN : CONTRAINTES PHYSIQUES
publi6es). La seule modification consisterait ~ la mise en place d ' u n e soupape de r6gulation de pression garantissant aussi le respect des n o r m e s t h e r m i q u e s de conservation.
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avoir lieu sous 41ingue mais provoque un refroidissement par le vent relatif. En revanche, ils sont capables d'atteindre des altitudes 61ev6es (2 000 ~ 4 000 m). Les conditions de transport p e u v e n t ~tre al6atoires.
En mati~re d'organisation logistique En temps de crise, tout est urgent surtout les premiers jours : le sang, l'oxyg6ne, le mat6riel m6dicochirurgical, les vivres mais aussi les i m p e d i m e n t a inh&ents ~ une op6ration militaire ou humanitaire. La chaine logistique c o m p r e n d de multiples intervenants, combine diff6rents m o d e s de transport (a4rien, terrestre voire maritime}. Les contraintes de transport de CE doivent ~tre rappel6es syst6matiquement : - aux responsables des bases de transit (transport prioritaire, d6p6t en zone ventil4e, ~ l'ombre et hors d'eau), - aux 6quipages des avions, il faudra maintenant indiquer : t r a n s p o r t e n s o u t e r 6 c h a u f f 6 e entre
+ 15 et
+25
°C, altitude
limit6e
2 000 m pour les a6ronefs/t soute non press u r i s 6 e . Ces contraintes imposent de conna1tre les caract6ristiques des a6ronefs utilis6s en ces circonstances [5] : * Avions c o m m e r c i a u x (moyens ou long courrier) : {Daguet (Golfe) 1991, Somalie 1993, Rwanda 1994} le transport dolt s'effectuer en soute animali6re ou mieux en cabine ~ passagers >> (pressurisation et climatisation efficaces}. * Avions militaires de transport strat6giques (C5 Galaxy, C141 Starlifter, C17 Globemaster am6ricains ou Antonov 134 russes) : seules quelques soutes de ees avions gdants sont pressuris6es mais mal climatis6es. Le stockage doit avoir lieu dans l'espace r6serv4 aux quelques passagers. * Avions militaires de transport tactiques (C130 Hercules, C160 Transall) : Les soutes sont pressuris6es gt 2 500 m, mais le rdchauffage n'est efficace que dans la partie ant4rieure, p r o c h e du poste de pilotage. Les temp6ratures sont souvent ndgatives au niveau de la r a m p e arri6re. * H4licopthres: bien adapt6s au transport rapide sur des lieux d'acc6s difficile, les h41icopt6res ne sont pas ou sont peu pressuris6s, p e u ou pas r6chauff4s. Le transport peut
Conclusion
Ainsi le transport a4rien est responsable de traumatismes pressionnel et t h e r m i q u e susceptibles d'alt6rer la qualit6 des CE. Si u n colisage sp6cifique permet d'identifier facilement les caisses isothermes de transport, de nouvelles r e c o m m a n d a t i o n s doivent ~tre raises en oeuvre : - Le condifionnement des caisses isothermes doit respecter les imp4ratifs de son lieu de destination (zone temp6r4e : 6 packs r6frig6rants ~ 0 °C, zone tropicale : 12 packs r4frig6rants ~ 0 °C). - Les caisses de transport doivent ~tre stock6es, p o u r les avions c o m m e r c i a u x : en soute climatis6e et r6chauff6e {soute animali6re) ou en cabine ~ passagers ~, p o u r les avions tactiques en soute pressuris6e au plus pr6s du poste de pilotage.
Remerciements Nous remercions c h a l e u r e u s e m e n t les m e m b r e s du Groupe des Convoyeuses de FAir et de l'escadron de transport ~ Esterel ,~p o u r leur participation active et leur patience.
R6f6rences [1] Almanza L., Lataillade J.J., Almanza B.A., Pats B., Joussemet M. -- Concentr~s &ythrocytaires et transport a6rien : 1TMpartie : l~valuation de la qualit6. Transfusion clinique et biologique (accept6 pour publication}. [2] Arr~t6 du 15.11.93 portant homologation du r6glement de l'Agence Frangaise du Sang relatif aux caract6ristiques de certains produits sanguins labiles et pris en appllcation de l'article L.666-8 du code de la sant6 publique. [3] Lataillade J.J., Almm~a B.A., Gozillon J., Joussemet M., Fabre G. {1994} l~valuation de la conservation de concentr4s de globules rouges en caisse isotherme de transport ; n ° 5-13 du recueil des travaux scientifiques de recherche du SSA. [4] Hemmingsen E., Hemmingsen B., Owe J., Andersen H. (1987) Lack of bubble formation in hypobarically decompressed ceils. Aviat. Space Environ. Med., 58, 742-746. [5] Jane's All The Worm Aircraft 1994, Jane's publishing Inc., John W.R. Taylor Ed. N.Y., USA.
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Conservation du sang et transport a rien : btude des contraintes physiques [temperature et pression] L. ALMANZA*, J.J. LATAILLADE**, B.A. ALMANZA**, B. PATS*, M. JOUSSEMET** * Service Anesthdsie et R~animation, H6pital d' Instruction des Armies Bdgin, Saint-Mand~ ** Centre de Transfusion Sanguine des Armies, 1 rue du Lieutenant Batany, Clamart
R~sum~ Apr~s transport a6rien, il existe une alt6ration biologique des concentr6s 6rythrocytaires. Les contraintes physiques sont 6tudi6es en vol r6el et en laboratoire. I1 existe des variations importantes de pression et de temp6rature ~ l'int6rieur des caisses isothermes 6tanches. Leurs m6canismes sont 6tudi6s. Des recommandations pour le transport a6rien des CE sont propos6es. Mots-cl~s
Concentr6s globulaires, transport a6rien, 6valuation.
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Summary Blood conservation a n d air t r a n s p o r t : P h y s i c a l c o m p u l s i o n s s t u d y (temperature and pression) We study physical compulsions of packed red cells during air transport. We found important variations of pressions and temperatures in blood transport box. These variations explain the biologial alterations found in the f r s t part. New rules for blood air transport are proposed. Keywords:
Introduction La disponibilit6 en concentr6s 6rythrocytaires [CE) est un pr6alable indispensable a toute r6animation de traumatologie, a f o r t i o r i en temps de conflit ou de catastrophe. La voie a4rienne est un moyen rapide et fiable de r6duire les d61ais d'acheminement logistique vers les formations hospitali6res de campagne Correspondance : Dr Luc Almanza, Service Anesth6sie et R6animarion,H6pitaldu Val de Grfice,74, bd de Port-Royal,75230Paris Cedex05, France.
Red concentred cells, air transport, evaluation. hors m6tropole (op6rations militaires ou d'aide humanitaire). Dans une premi6re partie, nous en avons montr6 le retentissement sur la qualit6 des CE [1]. Dans une d6marche de qualit6 et de recherche du m6canisme responsable, cette seconde pattie vise v6rifier le respect des normes de conservation en vigueur [21 et la fiabilit6 des caisses isothermes de transport [CIT) actuellement en service, voire de proposer de nouvelles conditions de transport a6rien des CE. Cette 6tude nous impose d'exposer des considfi349
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L. A L M A N Z A E T AL.
rations a6ronautiques ou t e c h n i q u e s que n o u s n o u s s o m m e s efforc6s de r6duire au m i n i m u m .
M~thode Expdrience n ° 1
Mat6riel
et m6thode
Materiel Les CIT a c t u e l l e m e n t en service sont du mod61e t~LECTROLUX RCB 25 (Figure 1}. Leur v o l u m e interne est de 0,19 m a. Elles peuvent contenir jusqu'~ 30 CE dans une caissette m6tallique.
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Paroi i s o t h e r m e Joint
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H o r m i s p o u r l'essai n ° 1, leur pr4paration r 6 p o n d la p r o c 6 d u r e en v i g u e u r p o u r t r a n s p o r t et c o n s e r v a t i o n de cinq jours en a m b i a n c e t e m p 6 r 6 e [3]:
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Au laboratoire, dix CIT vides, ~ temp6rature a m b i a n t e et choisies au h a s a r d sont soumises dans u n e enceinte ~ d6pression ~ un vol ~ fictif ~: d6pressions 6quivalentes ~ +2 000 m d'altitude (600 m m de Hg : pression r6gnant habituellement en soute pressuris6e) et ~ + 9 000 m (230 m m de Hg : soute non pressuris6e). Les temp6ratures et pressions dans les CIT sont relev6es p a r u n enregistreur auton o m e (TEAC HR-30G). La t e m p 6 r a t u r e de l'enceinte est parall61ement relev6e (COLDBOX, lab. Traceco).
les CIT sont stock6es ouvertes, en c h a m b r e froide ~ + 4 °C r6serv4e tt cet effet, les CE sont conditionn6s dans les CIT en c h a m bre froide,
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p o u r cette e x p 6 r i m e n t a t i o n n o u s utiliserons 15 CE ~ titre de lest t h e r m i q u e ,
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six p a c k s r6frig6rants c o n t e n a n t de l ' e a u (temp f r a t u r e entre - 2 et 0 °C) assurent le m a i n t i e n d ' u n e t e m p 6 r a t u r e interne c o m p r i s e entre + 2 et + 8 °C,
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enfin les CIT seront p l o m b 6 e s afin de garantir l ' a b s e n c e d ' o u v e r t u r e au cours des essais {contr61es douaniers).
Expdrience n ° 2 Au laboratoire, deux CIT pr6par6es c o m m e ci-dessus sont soumises ~ u n ~ vol ~ fictif similaire. Les temp6ratures internes des CIT et de l'enceinte sont relev6es [COLDBOX, lab. Traceco).
Expdrience n ° 3 Au cours d ' u n vol Paris-Papeete-Paris (avion : DC8, escales ~ Los Angeles}, une caisse i s o t h e r m e pr6par6e c o m m e ci-dessus est placde ~ Failer dans une soute n o n t h e r m o s t a t 6 e m a i s s e u l e m e n t r6chauff6e (soute C), au retour dans la soute t h e r m o s t a t 6 e autom a t i q u e m e n t entre 15 et 24 °C {soute A) (Figure 2}. U n enregistreur t h e r m i q u e a u t o n o m e {COLDBOX, lab. Traceco) est dispos6 ~ l'int~rieur de la CIT, m~l~ aux CE. U n autre est dispos6 dans la m ~ m e soute t~ proximit6 i m m 6 d i a t e de la caisse isotherme.
SANG ET VOL At~RIEN : CONTRAINTES PHYSIQUES
f
............../ .....
I10 000000000 00000 O ~
j
351
~
Soute
Figure 2 E m p l a c e m e n t des s o u t e s sur u n avion c o m m e r c i a l long courrier {Temp6rature m i n i m a l e enregistrde : soute A : + 8 °C, soute C : 0 °C, soute D : - 1 1 °C).
El1 outre, un enregistreur est dispos6 ~a l'aller dans ulie soute non thermostat6e {soute D), au retour dans la cabine des passagers (cabine}. Les pressions ambiantes sont celles qui r~gnent en cabine ~ passagers ~, nous les exprimerons en t e r m e d'altitude. Les altitudes de d6part sont sensiblement 6gales (0 m pour Los Angeles et Papeete et + 25 m p o u r Paris soit environ 760 m m de Hg).
[
v
•
1000"
800"~ SO0" N
Analyse des r~sultats
~w 400"
200"
Nous p r e n d r o n s en consid6ration les variations de pressions et les variations de temp6rature.
p, mR6sultats
~
14-
"~ 12-
ExpErience n o 1
Aucune des 10 caisses test6es n'a p u ~tre ouverte au sortir de l'enceinte fi ddpression sans l'aide d ' u n outil (levier). La difficult6 est plus importante apras <
Les enregistrements de temp6rature sont donn~s figure 4. ExpErience n ° 3
Les tracds d ' f v o l u t i o n de la temp6rature relevdes dans l'avion et les CIT sont d o n n f s figure 5. La cha~ne du froid n'a jamais 6t6 r o m p u e tout au long du vol rfel.
1086
0
!
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20
40
60
80
100
120
Temps (rain)
Figure 3 l~volution d e s t e m p 6 r a t u r e s et des p r e s s i o n s --[3-Enceinte - - , - CIT.
Discussion Les difficult6s d!ouverture de ces CIT sont bien r6elles et reproductibles. Les d~formations des parois, le d61ai n6cessaire p o u r obtenir une ouverture facile orientent vers la cr6ation d ' u n e hypobarie ~ l'int6rieur des CIT lors d ' u n vol fictif ou r6el. L'exp6rience n ° 1 le confirme : les variations de pression, sont similaires lors de la raise en d6pression (d6collage) et du palier en altitude. A l'inverse, ces variations n'existent pas lors de la remise en pression (atterrissage). I1 persiste une hypobarie ~al'int6rieur des CIT, ~ un niveau 6quivalent ~ l'altitude maximale. Les conditions de pr6paration (stockage et conditionnement en
352
L. ALMANZA E T AL.
001
/
76°1
mmlHg
0
I
I
i
10
20
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I
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I
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60
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I
I
80
90
100
"
Figure 4 t~volution des t e m p 6 r a t u r e s et des p r e s s i o n s r 6 g n a n t d a n s les CIT a u c o u r s des vols fictifs 2 000 in ( ! - ! ) et ~ 9 000 m (o--o).
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0
12 Trajet [I
Paris-Papeete
1'2
24 (aller)
CTT - - 0 - Soute C .--IB- Soute D
Figure 5 l~volution des p r e s s i o n s et t e m p 6 r a t u r e s a u cours d u vol r6el.
Temps (heures) 24
T r a j e t Papeete- P a r i s ( r e t o u r ) I] CIT " i -
Cabine -.O.-Sou~e A
SANG ET VOL At~RIEN : C O N T R A I N T E S PHYSIQUES
A
A 4
353
4,
"91
// 1ToCqI~
convection
~ll~convecdon
'~"~fToC:-IO*C~
Art sol, avantd&zollage
En altitude : avant6quilibr~
convection
fT*C<5*C)
T°CtIK
~cOnvection
En altitude : apr~s6quilibre
1
Au sol, apr~satterrissage
Figure 6 M4canisme de variation des pression et tempfrature internes des CIT en fonction de la pression ambiante Les eercles reprfsentent les volumes, les fl6ches : le sens des variations, le gris6 interne : les pressions.
chambre froide) 4cartent le p h 6 n o m ~ n e de r6traction de l'air c o n t e n u dans une enceinte 4tanche (loi de Mariotte : PV/T = Cte) lors de l'applieation d ' u n e difffrence t h e r m i q u e . En revanche, lors d ' u n e diminution de pression a m b i a n t e (dfcollage), il existe u n e transmission s i m u l t a n f e de cette h y p o b a r i e gt Fair interne (exp. n ° 1). I1 existe une surpression transmurale (2~p ou Pint/Pext > 0) facilitant l ' 6 c a r t e m e n t du eouvercle et du joint. L'6quilibre de pression est rapide et se fait par fuite d'air (Figure 6). A l'inverse, l ' a t t e r r i s s a g e , l ' a u g m e n t a t i o n des p r e s s i o n s
a m b i a n t e s tend a a u g m e n t e r l'6tanch6it6 du fait d ' u n e d 6 p r e s s i o n t r a n s m u r a l e (Ap < 0} p a r majoration de l ' a p p u i d u couverele sur le joint et par p h 6 n o m 6 n e de succion de la r6traction de l'air pifg6 dans u n v o l u m e fixe. Le joint d'ftaneh6it6, contrib u a n t a l'isolation t h e r m i q u e , p r f s e n t e u n e p e r m f a bilit6 s61ective et se c o m p o r t e c o m m e une soupape unidireetionnelle. Les variations de t e m p 6 r a t u r e interne des CIT sont rapides, c o n c o m i t a n t e s aux variations de pression (exp. n ° 1 et 2). La loi de Mariotte (PV/T - Cte)
354
L. ALMANZA ET AL.
explique ce p h 4 n o m 6 n e : seul le v o l u m e interne des CIT reste constant. Au cours du vol r6el [exp. n ° 3J, l'abaissement de cette temp6rature est plus important, parfois audessous de la limite r6glementaire de +2 °C : elle atteint + 0,75 °C it l'aller en soute C. La perte initiale de 1 °C s'observe d6s l'arriv6e it l'altitude de croisi6re (2 000 m pression cabine) comme lors de l'exp6rience n ° 2. Au-delit, la temp6rature des CIT s'abaisse d'autant plus que la temp6rature des soutes est froide. Ceci confirme la faible protection au froid offerte par ce type de contenant bien qu'il s'agisse du mod61e le plus p e r f o r m a n t [2]. I1 existe une transmission de frigories de l'ext4rieur vers l'intfrieur des CIT lors d'exposition it de faibles temp6ratures ambiantes. Notons que dans un avion, malgr6 chauffage et climatisation, la temp4rature des soutes p e u t varier, s'abaissant de l'avant vers l ' e m p e n n a g e [soute A : + 8 °C (normalement entre + 15 et + 24 °C pour transport d'animaux), soute C : 0 °C et - 11 °C en soute D (fret I p o u r une temp4rature externe it 10 000 m de - 5 0 it - 7 0 °C]. Nous n'avons pu exposer nos CIT it des vols r6els it 9 000 m en soute non pressuris6e. II existe donc une conjugaison de deux ph6nom6nes expliquant la d6gradation de la qualit6 des CE : - u n traumatisme pressionnel proportionnel it l'altitude, inh6rent au vol a6rien, dont nous ne pouvons pr4ciser en l'6tat actuel, la part respective de l'amplitude et d u , choc ~ it l'ouverture, - une variation t h e r m i q u e it l'int6rieur des CIT, proportionnelle it l'altitude maximale et it la temp6rature en soute, pouvant s'61oigner des n o r m e s de conservation. La conjugaison de ces deux p h 6 n o m 6 n e s n ' e n est que plus d614t6re : l'alt6ration des CE est plus importante apr6s un vol r6el 00 et j30) qu'apr6s u n , vol ~, fictif [1]. Ces deux p h 6 n o m 6 n e s sont-ils seuls en cause ? I1 semble que oui : - l'isolement des CE par une feuille de carton limite l'h6molyse q u ' e n g e n d r e u n contact prolong6 avec les packs r6frig6rants par l'interm6diaire des parois m6talliques de la caissette interne [rapport d'activit6 du 810 e H6pital Militaire de Campagne p e n d a n t la guerre du golfe, non publi6), la vitesse des variations de pression dans l'avion lors du d6collage est trop faible pour p r o v o q u e r u n 6bullisme. Par ailleurs, les 6 r y t h r o -
cytes ne sont pas soumis it ce ph6nom~ne observ6 chez les mammif~res lors de d6pressu. risations brutales [4].
Obstacles au transport a~rien des CE Actuellement, il est n6cessaire de pr6ciser que les conditions de transport a6rien du sang ne sont p a s d6finies r6glementairement. - Le choix de la soute est it l'appr6ciation du transporteur (contraintes a4ronautiques : place disponible, centrage de l'avion) souvent en soute peu climatis4e afin d'approcher intuitive. m e n t la temp6rature de conservation (+2 + 8 °C) dans u n geste de b o n n e volont6. - Les d61ais de transport et de d6douanement pr6et post-vol sont totalement non maitrisables : lors d'intervention hors m6tropole (humanitaire ou militaire I, les CIT ne sont pas ouvertes sur les bases de transit mais u n i q u e m e n t sur le lieu de destination finale (h6pital de campagne).
Que peut-on proposer ? En mati~re de conditionnement Le c o n d i t i o n n e m e n t actuel p e r m e t le maintien des conditions r6glementaires de temp6rature (+ 2 °C, + 8 °C) p e n d a n t 5 jours : d61ai parfois n6cessaire l ' a c h e m i n e m e n t malgr6 son caract6re prioritaire. L'isolement des CE des parois m6talliques de la caissette interne, l'emploi de packs r6frig6rants contenant de l'eau it 0 °C visent it limiter l'h6molyse donc it optimiser les conditions de transport. I1 existe peu d'autres solutions. Les c h a m b r e s froides mobiles d6pendent d ' u n e source d'6nergie non disponible bord, compromettent la chalne du froid par des manipulations des CE en zone de transit par des personnels p e u qualifi6s. U n fabriquant commercialise un mod61e 6quip6 d ' u n e centrale t h e r m i q u e de r6frig6ration (Electrolux RCB 42 P). Cependant, ces produits sont on4reux et n4cessitent une source ext6rieure d'4nergie. Le respect des crit6res op6rationnels du temps de crise (rusticit6, a u t o n o m i e de 5 jours, faibles e n c o m b r e m e n t et poids) n'a pas 6t4 valid4 au cours d'op6rations r6elles. Les mod61es commerciauX de grande diffusion [type Camping Gaz*) n'assurent q u ' u n e conservation de quelques h e u r e s pour les t r a n s p o r t s l o c a u x (donn4es p e r s o n n e t l e s non
SANG ET VOL At~RIEN : CONTRAINTES PHYSIQUES
publi6es). La seule modification consisterait ~ la mise en place d ' u n e soupape de r6gulation de pression garantissant aussi le respect des n o r m e s t h e r m i q u e s de conservation.
355
avoir lieu sous 41ingue mais provoque un refroidissement par le vent relatif. En revanche, ils sont capables d'atteindre des altitudes 61ev6es (2 000 ~ 4 000 m). Les conditions de transport p e u v e n t ~tre al6atoires.
En mati~re d'organisation logistique En temps de crise, tout est urgent surtout les premiers jours : le sang, l'oxyg6ne, le mat6riel m6dicochirurgical, les vivres mais aussi les i m p e d i m e n t a inh&ents ~ une op6ration militaire ou humanitaire. La chaine logistique c o m p r e n d de multiples intervenants, combine diff6rents m o d e s de transport (a4rien, terrestre voire maritime}. Les contraintes de transport de CE doivent ~tre rappel6es syst6matiquement : - aux responsables des bases de transit (transport prioritaire, d6p6t en zone ventil4e, ~ l'ombre et hors d'eau), - aux 6quipages des avions, il faudra maintenant indiquer : t r a n s p o r t e n s o u t e r 6 c h a u f f 6 e entre
+ 15 et
+25
°C, altitude
limit6e
2 000 m pour les a6ronefs/t soute non press u r i s 6 e . Ces contraintes imposent de conna1tre les caract6ristiques des a6ronefs utilis6s en ces circonstances [5] : * Avions c o m m e r c i a u x (moyens ou long courrier) : {Daguet (Golfe) 1991, Somalie 1993, Rwanda 1994} le transport dolt s'effectuer en soute animali6re ou mieux en cabine ~ passagers >> (pressurisation et climatisation efficaces}. * Avions militaires de transport strat6giques (C5 Galaxy, C141 Starlifter, C17 Globemaster am6ricains ou Antonov 134 russes) : seules quelques soutes de ees avions gdants sont pressuris6es mais mal climatis6es. Le stockage doit avoir lieu dans l'espace r6serv4 aux quelques passagers. * Avions militaires de transport tactiques (C130 Hercules, C160 Transall) : Les soutes sont pressuris6es gt 2 500 m, mais le rdchauffage n'est efficace que dans la partie ant4rieure, p r o c h e du poste de pilotage. Les temp6ratures sont souvent ndgatives au niveau de la r a m p e arri6re. * H4licopthres: bien adapt6s au transport rapide sur des lieux d'acc6s difficile, les h41icopt6res ne sont pas ou sont peu pressuris6s, p e u ou pas r6chauff4s. Le transport peut
Conclusion
Ainsi le transport a4rien est responsable de traumatismes pressionnel et t h e r m i q u e susceptibles d'alt6rer la qualit6 des CE. Si u n colisage sp6cifique permet d'identifier facilement les caisses isothermes de transport, de nouvelles r e c o m m a n d a t i o n s doivent ~tre raises en oeuvre : - Le condifionnement des caisses isothermes doit respecter les imp4ratifs de son lieu de destination (zone temp6r4e : 6 packs r6frig6rants ~ 0 °C, zone tropicale : 12 packs r4frig6rants ~ 0 °C). - Les caisses de transport doivent ~tre stock6es, p o u r les avions c o m m e r c i a u x : en soute climatis6e et r6chauff6e {soute animali6re) ou en cabine ~ passagers ~, p o u r les avions tactiques en soute pressuris6e au plus pr6s du poste de pilotage.
Remerciements Nous remercions c h a l e u r e u s e m e n t les m e m b r e s du Groupe des Convoyeuses de FAir et de l'escadron de transport ~ Esterel ,~p o u r leur participation active et leur patience.
R6f6rences [1] Almanza L., Lataillade J.J., Almanza B.A., Pats B., Joussemet M. -- Concentr~s &ythrocytaires et transport a6rien : 1TMpartie : l~valuation de la qualit6. Transfusion clinique et biologique (accept6 pour publication}. [2] Arr~t6 du 15.11.93 portant homologation du r6glement de l'Agence Frangaise du Sang relatif aux caract6ristiques de certains produits sanguins labiles et pris en appllcation de l'article L.666-8 du code de la sant6 publique. [3] Lataillade J.J., Almm~a B.A., Gozillon J., Joussemet M., Fabre G. {1994} l~valuation de la conservation de concentr4s de globules rouges en caisse isotherme de transport ; n ° 5-13 du recueil des travaux scientifiques de recherche du SSA. [4] Hemmingsen E., Hemmingsen B., Owe J., Andersen H. (1987) Lack of bubble formation in hypobarically decompressed ceils. Aviat. Space Environ. Med., 58, 742-746. [5] Jane's All The Worm Aircraft 1994, Jane's publishing Inc., John W.R. Taylor Ed. N.Y., USA.