Wyjaśnienie znaczenia głębokich przystanków

Transkrypt

Wyjaśnienie znaczenia głębokich przystanków
Marcin Krysiński
Na postawie : “Deep Stops Explained” by Erik C. Baker
Na postawie : “ Deep Stops Explained” Erik C. Baker
opracował Marcin Krysiński ITDA Adv. Trimix Instructor (www.krysinski.biz) www.zangielskiego.com.pl
1
Wstęp ......................................................................................................................................................... 3
Obliczenia konwencjonalne ..................................................................................................................... 3
Pęcherzyki i gradienty .............................................................................................................................. 4
Przedstawienie problemu ......................................................................................................................... 4
Rozwiązanie problemu ............................................................................................................................. 6
Uzupełnienie ........................................................................................................................................... 10
Wnioski końcowe.................................................................................................................................... 11
O autorze ................................................................................................................................................. 11
Bibliografia: ............................................................................................................................................ 11
2
Wstęp
Stare powiedzenie “gram prewencji jest wart tyle, co kilogram leczenia” z pewnością świetnie
oddaje naturę różnych symptomów choroby dekompresyjnej (DCS). Najlepszym lekiem na
wszystkie jej objawy jest uprzednie wypełnienie odpowiedniego profilu dekompresji. Techniczni
nurkowie zauważyli, że wielu symptomów można uniknąć, uwzględniając w profilach głębokie
przystanki”. Bliższe przyjrzenie się modelowi dekompresji wykazuje, że takie działania służą
zredukowaniu lub wyeliminowaniu nadmiernych gradientów nadciśnienia. Wiedząc o tym,
można modyfikować model tak, aby dostarczyć precyzyjnych gradientów, a przystanki obliczyć
wewnątrz strefy dekompresji do głębokości “najgłębszego dopuszczalnego przystanku
dekompresyjnego”.
Uwaga: Dalsze wyjaśnienie koncepcji dekompresji i terminologii w nich używanych można
znaleźć w poprzednim artykule „Zrozumieć wartości M” Marcin Krysiński na postawie :
“Understanding M Values” Erik C. Baker
Wielu nurków technicznych zaobserwowało pojawiające się u nich zmęczenie, mdłości lub
senność po wykonaniu pewnych rodzajów nurkowań dekompresyjnych. Takie symptomy
często wywołuje „nurkowanie typu winda” lub inaczej „góra dół”, które jest stosunkowo głębokie
i charakteryzuje się krótkim czasem pobytu na największej głębokości. Konwencjonalne
zastosowanie modelu dekompresji rozpuszczonego gazu dla tego rodzaju nurkowania
wygeneruje w profilu dekompresji pierwszy przystanek znacznie płytszy, niż głębokość
nurkowania. Szereg nurków twierdzi, że dodanie w profilach kilku “głębokich przystanków”, tzn.
głębszych niż wymagane przez konwencjonalne obliczenia, powodowało, że powynurzeniowe
symptomy uległy znacznemu zmniejszeniu lub całkowitej eliminacji. Wśród nurków
technicznych kontrowersją i niejasnością otoczone są pytania o głębokość takich “przystanków
głębokich” i ich liczbę. Obserwacje empiryczne nurków doprowadziły do opracowania
pomocniczych metod wprowadzania głębokich przystanków. Wiele z takich metod zakłada
indywidualną ocenę i decyzję, a nie ma podstawy w tabelach dekompresyjnych. Analiza
kompletnych profili dekompresyjnych, wykorzystujących dowolne głębokie przystanki, ujawnia
potencjalne problemy. Należą do nich zbyt głębokie przystanki i nieodpowiednie przedłużenie
czasu dekompresji na płytkich przystankach w celu zrekompensowania zwiększonego
nasycenia gazem na przystankach głębokich.
Obliczenia konwencjonalne
W praktyce i teorii dekompresji odbywają się “negocjacje” między odpowiednią dekompresją
(żadnych symptomów choroby dekompresyjnej) i dekompresją ekonomiczną (minimalny czas,
zapas gazu, przebywanie itd.). Konwencjonalne algorytmy rozpuszczania gazu, takie jak te
opracowane przez Roberta D. Workmana czy Alberta A. Buhlmanna, starają się
zoptymalizować dekompresję poprzez pozwolenie nurkowi na wynurzanie się do najpłytszej
głębokość, czyli “pułapu”, na podstawie wartości M, ograniczających wynurzanie dla
hipotetycznych tkanek. Ekonomiczność tego jest dwojaka: eliminacja gazu obojętnego podczas
dekompresji w szybszych tkankach jest przyspieszona, podczas gdy pobieranie gazu w
wolniejszych tkankach jest zminimalizowane. W praktyce nurków instruuje się tradycyjnie, aby
3
“zeszli z dna” i wynurzyli się do pierwszego przystanku zgodnie z harmonogramem.
Przy typowym nurkowaniu odbijającym konwencjonalne obliczanie pozwoli na stosunkowo
długie wynurzanie z dna do pierwszego przystanku. Przy takim scenariuszu wysycenie gazem
obojętnym w najszybszych tkankach może być równe lub prawie równe wysyceniu na
największej głębokości, podczas gdy najwolniejsze tkanki są tylko częściowo nasycone.
Oznacza to, że najszybsze tkanki będą kontrolować początkowe wynurzanie, ponieważ ich
wysycenie gazem obojętnym będzie bliższe wartości M znacznie wcześniej, niż w wolnych
tkankach. Pierwszy przystanek jest wymagany, kiedy wysycenie gazu obojętnego w tkance
prowadzącej jest równe, lub bliskie, wartości M.
Pęcherzyki i gradienty
Kiedy Robert D. Workman po raz pierwszy zaprezentował koncepcję wartości M w 1965
zakładano, że gaz obojętny nie uwolni się z roztworu w postaci pęcherzyków w tkankach
nurka, aż do chwili przekroczenia wartości M. Teoria ta budziła wtedy pewne kontrowersje,
jednak uznano, że w przyszłości technologia będzie w stanie dostarczyć lepszych informacji na
temat obecności i zachowania pęcherzyków w ciele nurka. Workman przyznał, że badania nad
są ultradźwiękowymi metodami wykrywania pęcherzyków w celu umożliwienia dokładniejszego
określenia adekwatności dekompresji, znajdują się na wczesnym etapie.
Od tego czasu opracowano technikę ultradźwiękową Dopplera, którą zastosowano szeroko w
prowadzonych w różnych częściach świata badaniach nad dekompresją. Badania te wykazały
obecność pęcherzyków w organizmie podczas (i po) wielu nurkowań, także takich, po których
nie wystąpiły żadne symptomy choroby dekompresyjnej. Innymi słowy, nurek nie musi
przekroczyć wartości M, aby wytworzyć pęcherzyki. Fakt ten uznała nauka o dekompresji, ale
mechanizmy tworzenia i wzrostu pęcherzyków w ciele ludzkim nie są ani zrozumiałe, ani
dokładnie opisane.
Biorąc pod uwagę prawa fizyki i modele tworzenia pęcherzyków, można powiedzieć, że
większej liczby i większych rozmiarów pęcherzyków można się spodziewać w miarę
zwiększanie gradientów nadciśnienia. W modelu gazu rozpuszczonego oznacza to, że można
się spodziewać większej liczby większych pęcherzyków, kiedy wysycenia gazem obojętnym w
tkankach przecinają się nadal na wykresie ciśnień ponad linią ciśnienia otaczającego.
Przedstawienie problemu
Wykres ciśnień na rys. 1 pokazuje kompletny profil dekompresji obliczony metodą
konwencjonalną. W tym profilu najszybsze tkanki mają największe wysycenie gazem podczas
początkowego wynurzania i są tkankami prowadzącymi. Wartości M dla tych szybkich tkanek
pozwalają na duże gradienty nadciśnienia w stosunku do tkanek wolniejszych. W rezultacie
powstaje duży i gwałtowny gradient nadciśnienia podczas wynurzania do pierwszego
przystanku. Jest on nieproporcjonalny do mniejszych gradientów nadciśnienia, dozwolonych
podczas pozostałej części profilu dekompresji, kiedy kontrolujące są tkanki wolniejsze.
4
Uwagi :
1. 13/50 Trimix nurkowanie na 90 msw
2. Dekompresja: Nitrox 36% od 33 msw
Nitrox 50% od 21 msw
Nitrox 80% od 9 msw
3. Ustwienia konserwatyzmu – minimalne (15%)
4. Prędkość wynurzania 10 msw/min.
5. Nasycenie gazu obojętnego pokazane dla czasu dennego 20 min
6. Czasy w tabeli podanie dla odejścia z przystanków
7. Ten profil dekompresji jest typowy dla głębokiego nukowania
Typu winda
5
rys. 1
Przypuszczalnie podczas początkowego wynurzania do pierwszego przystanku mogło się
utworzyć wiele pęcherzyków. W takim przypadku obliczony gradient to 22,4 metry wody
morskiej (msw) - 2,2 atmosfery. Dla porównania, kiedy otwiera się puszkę z napojem
gazowanym, gradient ciśnienia pomiędzy rozpuszczonym dwutlenkiem węgla i powietrzem
wynosi około 3,1 do 3,4 atmosfer.
Chociaż w profilu dekompresji na rys. 1 nie jest przekroczona wartość M, nurek może
odczuwać symptomy zmęczenia, mdłości lub senności po takim nurkowaniu. Wyjaśnienie tej
sytuacji bierze pod uwagę teorie migracji pęcherzyków w ciele i opóźnione odsycanie gazu,
spowodowane akumulacją pęcherzyków w pęcherzykach płucnych. W każdym razie, możliwe
jest wykazanie związku przyczynowo-skutkowego pomiędzy dużymi gradientami nadciśnienia
podczas nurkowania, a symptomami pojawiającymi się po nurkowaniu. Symptomy łagodne lub
niejednoznaczne, takie jak zmęczenie lub mdłości, które normalnie nie podlegają leczeniu,
mogą być zaliczone do kategorii tresu dekompresyjnego, lżejszej wersji choroby
dekompresyjnej.
Rozwiązanie problemu
Duże i/lub gwałtowne gradienty nadciśnienia w profilu dekompresji przypuszczalnie wytwarzają
więcej pęcherzyków, co prowadzi do stresu dekompresyjnego lub choroby dekompresyjnej.
Oczywistym rozwiązaniem jest ograniczenie wielkości gradientów nadciśnienia. W tym celu
można wykorzystać informacje z modelu dekompresji rozpuszczonego gazu. Po pierwsze,
istnieje limit głębokości “głębokiego przystanku”. Wysycenie gazem obojętnym prowadzącej
tkanki, powiązane z “przystankiem dekompresyjnym”, nie powinno być poniżej strefy
dekompresji. Ogólnie można stwierdzić, że pewnej wielkości gradient nadciśnienia jest
konieczny do skutecznego odsycenia gazu. Jest również ważne, aby podczas dekompresji
zminimalizować wielkość nasycania gazem w wolniejszych tkankach.
W kontekście modelu gazu rozpuszczonego “najgłębszy dopuszczalny przystanek
dekompresyjny” dla danego profilu można określić jako głębokość następnego standardowego
przystanku ponad punktem, gdzie wysycenie gazem prowadzących tkanek przecina linię
ciśnienia otaczającego (rys. 1 do 3). Najgłębszą dopuszczalną głębokość przystanku łatwo
obliczyć w programie dekompresyjnym, a będzie ona różnić się w zależności od szybkości
wynurzania i rodzaju zastosowanej mieszanki.
Profil dekompresji nie koniecznie musi zakładać pierwszego przystanku na największej
dopuszczalnej głębokości przystanku. Głębokość ta oznacza po prostu punkt, w którym
przynajmniej jedna tkanka będzie w strefie dekompresji. W wielu profilach dekompresji
przystanki na głębokości wyższej o kilka standardowych przystanków od najgłębszego
dopuszczalnego przystanku powinny być odpowiednie do kontroli nadmiernych gradientów
nadciśnienia. Jednak największa dopuszczalna głębokość przystanku jest cenną informacją
dla nurka, jako że przedstawia początek strefy dekompresji. Kiedy nurek osiągnie ten punkt
podczas wynurzania, powinien zwolnić wynurzanie do szybkości strefy dekompresyjnej, równej
10m/min lub jeszcze mniejszej. Takie postępowanie pomoże zredukować gwałtowne zmiany
gradientów nadciśnienia, które przypuszczalnie prowokują powstawanie pęcherzyków.
6
Uwagi :
1. 13/50 Trimix nurkowanie na 90 msw
Nitrox 80% od 9 msw
5. Nasycenie gazu obojętnego pokazane dla czasu dennego 20 min
6. Czasy w tabeli podanie dla odejścia z przystanków
7. Głębokie przystanki powodują wyższe nasycenie gazami
7
3. Ustwienia konserwatyzmu – minimalne (15%)
obojętnymi na płytszych przystankach dekompresyjnych
rys. 2
Uwagi :
1. 13/50 Trimix nurkowanie na 90 msw.
5. Nasycenie gazu obojętnego pokazane dla czasu dennego 20 min.
8
Nitrox 80% od 9 msw.
3. Ustwienia konserwatyzmu poprzez kontrole gradientu.
6. Czasy w tabeli podanie dla odejścia z przystanków.
7.Kontrola nasycenia gazami w stosunku do wartości M poprzez
gradient.
rys.3
Istnieje jeszcze kwestia wprowadzania głębokich przystanków. Empirycznie opracowaną
metodę głębokich przystanków opublikował nurek i biolog morski Richard L. Pyle. Jest ona
stosowana w połączeniu z wielopoziomowym, komputerowym programem dekompresji.
Kompletny profil dekompresji, wykorzystujący metodę Richarda Pyle' a do ustalania głębokich
przystanków, przedstawia wykres ciśnień na rys. 2. Wykres wskazuje, że metoda ta skutecznie
redukuje lub całkowicie eliminuje nadmierne gradienty nadciśnienia, w porównaniu z profilem
obliczonym konwencjonalnie. Takie podejście wiąże się jednak z potencjalnymi problemami. W
zależności od użytego programu dekompresyjnego i jego metody zachowawczości, wysycenie
gazem w wolniejszych tkankach może być bliższe wartości M na płytszych przystankach z
powodu zwiększonego nasycania, spowodowanego przez przystanki głębokie. Program
zrekompensuje głębokie przystanki, ale jeśli nie zwiększy się współczynnika zachowawczości,
może nie zapewnić takiego samego marginesu bezpieczeństwa na płytkich przystankach, jak
podczas wykonywania konwencjonalnego profilu.
Dobrym sposobem oceny jest tu obliczenie maksymalnych procentowych wartości M i
gradientów procentowych wartości M dla wszystkich tkanek, na każdym przystanku. Wykres
ciśnień na rys. 3 przedstawia kompletny profil dekompresji, obliczony przy wykorzystaniu
współczynników gradientowych do kontroli gradientów nadciśnienia w całym profilu.
Współczynniki gradientowe zapewniają jednolite podejście do zachowawczości w obliczeniach
dekompresyjnych. Można je stosować do tworzenia głębokich przystanków w strefie
dekompresji, kontrolowania gradientów nadciśnienia i zapewniania stałego marginesu
bezpieczeństwa od wartości M w całym profilu dekompresji. Współczynnik gradientowy jest to
po prostu ułamek dziesiętny, lub procentowy gradient wartości M (rys. 4).
Opis rys 4.
Wspólczynnik gradientu (GF) jest częscia dziesiętną( lub procentową) gradientu wartości M z zakresu <0,1>. GF=0 odpowiada linii ciśnienia
otoczenia. GF=1 odpowiada linii wartości M. GF modyfikuje oryginalne równanie wartości M dodając konserwatyzm w strefie dekompresji.
GF Lo wyznacza głębokość pierwszego przystanku. Zaleca się generowanie pierwszego przystanku jak najgłębiej.
Równania wartości M zmodyfikowane w celu użycia GF:
Równanie Wokmana:
Równanie Buhlmanna:
GF mogą być wprowadzone ręcznie dla każdego przystanku lub automatycznie. Prosta funkcja liniowa umożliwia stopniową zmianę GF
od GF Lo do GF Hi.
nachylenie GF=
GF Hi - GF Lo
Głębokość ostatniego przystanka - Głębokość pierwszego przystanka
GF=nachylenie GF * Bierzący przystanek * GF Hi
Zalety metody wprowadzania konserwatyzmu poprzez współczynniki gradientu:

Umozliwia generowanie przystanków jak najgłębiej

Przystanki dekompresyjne wraz z głebokimi przystankami zawsze będą w strefie dekompresji

Umozliwia precyzyjną kontrolę gradientu nadciśnienia wraz ze stopniową jego zmianą od pierwszego przystanku do powierzchni.
9

Elastyczność: GF może być użyta do brania pod uwagę fizjolofii nurka jak i różnych typów profili nurkowych.
rys. 4
Uzupełnienie
Erik Baker ostatnio odkrył, że powyższy diagram zawiera mały błąd w zmodyfikowanym
równaniu Workmana. Równania W Workmana wartości M są funkcją ciśnienia
głębokościowego (nie ciśnienia otaczającego, używanego przez Buhlmanna). W związku z tym
na wykresie ciśnień wszystko jest “przesunięte” o wartość powierzchniowego ciśnienia
barometrycznego.
Niepoprawne zmodyfikowane równanie Workmana zapisano w następujący sposób:
M = Głębokość*(L\M - GF + 1) + GF MO
10
Dop. głębokość = (M - GF*MO)/( L\M8GF - GF + l) [Uwaga. “M” powinno być “P”]
Poprawne zmodyfikowane równanie W Workmana do stosowania we współczynnikach
gradientu brzmi:
M = Głębokość*(L\ M- GF + 1) + (Psb + GF*(MO - Psb»
Dop. głębokość = (P - (psb + GF*(MO - Psb )/( L\ M8GF - GF + 1)
gdzie P = ciśnienie gazu obojętnego w tkance, absolutne
Psb = ciśnienie powierzchniowe barometryczne, absolutne
Wnioski końcowe
Dodanie głębokich przystanków do profilu zwiększa wymagany czas trwania płytkich
przystanków, a także ogólny czas dekompresji. Jednakże, jeśli wynikiem jest naprawdę
“wystarczająca dekompresja”, nie kłócie się to z koncepcją “dekompresji ekonomicznej”.
Wykres ciśnień jest świetnym narzędziem dla nurków do obliczania profilów dekompresji.
Nawet szybka analiza może wykazać potencjalne obszary problemów, takie jak duże gradienty
nadciśnienia. Zachęca się autorów modeli dekompresji i programistów komputerowych do
uwzględnienia go w swoich programach.
Na zakończenie tylko dodam, że przykładowe profile dekompresji użyte w wykresach ciśnień w
niniejszym artykule zostały obliczone z minimalną zachowawczością i są przeznaczone
wyłącznie do celów porównawczych.
O autorze
Erik C. Baker jest inżynierem elektrykiem, zatrudnionym w firmie architektoniczno-inżynieryjnej
w Pensylwanii. W ramach hobby prowadzi badania w zakresie dekompresji i fizjologii
nurkowania. Opracował kilka programów komputerowych w języku fortran do obliczania i
analizy dekompresji. Erik ma certyfikat nurka jaskiniowego i nurka trimix.
Bibliografia:
Baker EC. 1998. Understanding M-values. Immersed. Vol. 3, No. 3.
Bennett PB, Elliott DH, eds. 1993. The Physiology and Medicine of Diving. London: WB Saunders.
Bühlmann, AA. 1984. Decompression-Decompression Sickness. Berlin: Springer-Verlag.
Bühlmann, AA. 1995. Tauchmedizin. Berlin: Springer-Verlag.
11
Hamilton RW, Rogers RE, Powell MR, Vann RD. 1994. Development and validation of no-stop decompression
procedures for recreational diving: The DSAT Recreational Dive Planner. Santa Ana, CA: Diving Science and
Technology Corp.
Pyle RL. 1996. The importance of deep safety stops: Rethinking ascent patterns from decompression dives.
DeepTech. 5:64; Cave Diving Group Newsletter. 121:2-5.
Schreiner HR. 1968. Safe ascent after deep dives. Rev. Subaquat. Physiol. Hyperbar. Med. 1:28-37.
Schreiner HR, Kelley PL. 1971. A pragmatic view of decompression. In: Lambertsen CJ, ed. Underwater
Physiology IV. New York: Academic Press.
Wienke BR. 1991. Basic decompression theory and application. Flagstaff, AZ: Best.
Wienke BR. 1994. Basic diving physics and applications. Flagstaff, AZ: Best.
Workman RD. 1965. Calculation of decompression schedules for nitrogen- oxygen and helium-oxygen dives.
Research Report 6-65. Washington: Navy Experimental Diving Unit.
12

Wyjaśnienie znaczenia głębokich przystanków

Transkrypt

Podobne dokumenty

Zespół Wokalny MSW w Olsztynie zwraca się z

Hasło crc

Artykuł w formacie

MAPA DOJAZDU LINIE AUTOBUSOWE z przystanku Dworzec

wskazówki dojazdu - Pracownia Obywatelska

Wynik dekompresji cieśni nadgarstka u pacjentów z cukrzycą P. J.

Relacja z Tattoofestivalu Lodz 2010, kultura i sztuka