Кислородное окно при погружении с декомпрессией - Oxygen window in diving decompression

В дайвинге кислородное окно разница между частичное давление из кислород (ppO2) в артериальной крови и ppO2 в тканях организма. Это вызвано метаболический потребление кислорода.[1]

Описание

Термин «кислородное окно» впервые был использован Альберт Р. Бенке в 1967 г.[2] Бенке ссылается на ранние работы Momsen на «вакансии парциального давления» (PPV), где он использовал парциальные давления кислорода и гелий до 2–3ATA для создания максимального PPV.[3][4] Затем Бенке описывает «изобарический перенос инертного газа» или «присущую ненасыщенность», как их называют Лемессурье и Холмы и отдельно Hills.[5][6][7][8] которые в то же время сделали свои независимые наблюдения. Van Liew et al. также сделал аналогичное наблюдение, которое они не назвали в то время.[9] Позднее Сасс показал клиническое значение их работы.[10]

Эффект кислородного окна в декомпрессия описывается в дайвинг медицинский тексты и ограничения, рассмотренные Van Liew et al. в 1993 г.[1][11]

Этот отрывок цитируется из технической заметки Ван Лью:[11]
Когда живые животные находятся в устойчивом состоянии, сумма парциальных давлений растворенных газов в тканях обычно меньше атмосферного давления, явление, известное как «кислородное окно», «вакансия парциального давления» или «внутренняя ненасыщенность».[2][7][10][12] Это связано с тем, что метаболизм снижает парциальное давление O2 в ткани ниже значения в артериальной крови и связывание O2 гемоглобином вызывает относительно большое ПО2 разница между тканями и артериальной кровью. Производство CO2 обычно примерно такой же, как потребление O2 моль за моль, но рост PCO незначителен2 из-за его высокой эффективной растворимости. Уровни O2 и CO2 в ткани может влиять на кровоток и тем самым влиять на вымывание растворенного инертного газа, но величина кислородного окна не имеет прямого влияния на вымывание инертным газом. Кислородное окно обеспечивает тенденцию к абсорбции газов в организме, таких как пневмоторакс или пузырьки декомпрессионной болезни (ДКБ).[9] В случае пузырей DCS окно является основным фактором скорости сжатия пузыря, когда объект находится в устойчивом состоянии, изменяет динамику пузыря, когда инертный газ поглощается или выделяется тканями, и иногда может предотвратить преобразование пузыря. ядра в устойчивые пузыри.[13]

Van Liew et al. описать измерения, важные для оценки кислородного окна, а также упростить «допущения, доступные для существующей сложной анатомической и физиологической ситуации, чтобы обеспечить расчеты кислородного окна в широком диапазоне воздействий».[11]

Фон

Кислород используется для сокращения времени, необходимого для безопасной декомпрессия в дайвинг, но практические последствия и преимущества требуют дальнейшего изучения. Декомпрессия все еще далека от точной науки, и дайверы при глубоком погружении должны принимать множество решений, основываясь на личном опыте, а не на научных знаниях.

В технический дайвинг, применяя эффект кислородного окна за счет использования декомпрессионных газов с высоким ppO2 увеличивает эффективность декомпрессии и позволяет более короткие декомпрессионные остановки. Сокращение времени декомпрессии может быть важным для сокращения времени, проведенного на небольшой глубине в открытой воде (избегая опасностей, таких как водные течения и движение лодки), а также для уменьшения физической нагрузки, испытываемой дайвером.

Механизм

Кислородное окно не увеличивает скорость дегазации для данного градиента концентрации инертного газа, но снижает риск образования и роста пузырьков, который зависит от общего давления растворенного газа. Повышенная скорость дегазации достигается за счет увеличения градиента. Более низкий риск образования пузырей при заданном градиенте позволяет увеличить градиент без чрезмерного риска образования пузырей. Другими словами, большее кислородное окно из-за более высокого парциального давления кислорода может позволить дайверу выполнять декомпрессию быстрее при более мелкой остановке с тем же риском, или с той же скоростью, на той же глубине с меньшим риском, или с промежуточной скоростью. на средней глубине с промежуточным риском.[14]

Заявление

Использование 100% кислорода ограничено кислородное отравление на более глубоких глубинах. Судороги более вероятны, когда рО2 превышает 1,6бар (160 кПа). Технические водолазы используют газовые смеси с высоким ppO.2 в некоторых секторах расписания декомпрессии. Например, популярный декомпрессионный газ составляет 50%. найтрокс на декомпрессионных остановках, начиная с 21 метра (69 футов).

Куда добавить высокий ppO2 газ в графике зависит от того, какие пределы ppO2 считаются безопасными и по мнению дайвера об уровне дополнительной эффективности. Многие технические дайверы решили удлинить декомпрессионные остановки там, где ppO2 высокий и до толкать градиент на более мелких декомпрессионных остановках.[нужна цитата ]

Тем не менее, многое еще неизвестно о том, как долго должно длиться это расширение и какой уровень эффективности декомпрессии достигается. По крайней мере, четыре переменных декомпрессии имеют отношение к обсуждению того, как долго высокий ppO2 декомпрессионные остановки должны быть:

  • Время, необходимое для обращение и устранение газа через легкие;
  • В сосудосуживающее средство эффект (уменьшение размеров кровеносных сосудов) кислорода, снижающий эффективность декомпрессии при кровеносный сосуд начать контракт;
  • Пороговая глубина, при которой критические тканевые компартменты начинают выделять, а не вдыхать.
  • Кумулятивный эффект от острой кислородной токсичности.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Тикуисис, Питер; Герт, Уэйн А (2003). «Теория декомпрессии». В Брубакке, Альф О; Нойман, Том С. (ред.). Физиология и медицина дайвинга Беннета и Эллиотта (5-е изд.). Филадельфия, США: Сондерс. С. 425–7. ISBN  978-0-7020-2571-6.
  2. ^ а б Бенке, Альберт Р. (1967). «Изобарический (кислородное окно) принцип декомпрессии». Пер. Третья конференция Общества морских технологий, Сан-Диего. Новый Thrust Seaward. Вашингтон, округ Колумбия: Общество морских технологий. Получено 19 июн 2010.
  3. ^ Момсен, Чарльз (1942). «Отчет об использовании гелиевых кислородных смесей для дайвинга». Технический отчет экспериментального водолазного подразделения ВМС США (42–02). Получено 19 июн 2010.
  4. ^ Бенке, Альберт Р. (1969). «Исследования ранней декомпрессии». В Беннетте, Питер Б; Эллиотт, Дэвид Х (ред.). Физиология и медицина дайвинга. Балтимор, США: Компания Williams & Wilkins. п. 234. ISBN  978-0-7020-0274-8.
  5. ^ LeMessurier, DH; Холмы, Брайан А. (1965). «Декомпрессионная болезнь. Термодинамический подход, вытекающий из исследования методов ныряния в Торресовом проливе». Хвалрадец Скрифтер. 48: 54–84.
  6. ^ Холмы, Брайан А. (1966). «Термодинамический и кинетический подход к декомпрессионной болезни». Докторская диссертация. Аделаида, Австралия: Совет библиотек Южной Австралии.
  7. ^ а б Холмы, Брайан А. (1977). Декомпрессионная болезнь: биофизические основы профилактики и лечения. 1. Нью-Йорк, США: John Wiley & Sons. ISBN  978-0-471-99457-2.
  8. ^ Холмы, Брайан А. (1978). «Принципиальный подход к профилактике декомпрессионной болезни». Журнал Южнотихоокеанского общества подводной медицины. 8 (4). ISSN  0813-1988. OCLC  16986801. Получено 19 июн 2010.
  9. ^ а б Ван Лью, Хью Д; Бишоп, B; Walder, P; Ран, H (1965). «Влияние сжатия на состав и абсорбцию газовых карманов тканями». Журнал прикладной физиологии. 20 (5): 927–33. Дои:10.1152 / jappl.1965.20.5.927. ISSN  0021-8987. OCLC  11603017. PMID  5837620.
  10. ^ а б Сасс, ди-джей (1976). «Минимум <дельта> P для образования пузырей в легочной сосудистой сети». Подводные биомедицинские исследования. 3 (Добавка). ISSN  0093-5387. OCLC  2068005. Получено 19 июн 2010.
  11. ^ а б c Ван Лью, Хью Д; Конкин, Дж; Буркард, МЭ (1993). «Кислородное окно и декомпрессионные пузыри: оценки и значение». Авиация, космос и экологическая медицина. 64 (9): 859–65. ISSN  0095-6562. PMID  8216150.
  12. ^ Ванн, Ричард Д. (1982). «Теория и приложения декомпрессии». В Беннетте, Питер Б; Эллиотт, Дэвид Х (ред.). Физиология и медицина дайвинга (3-е изд.). Лондон: Байер Тиндалл. С. 52–82. ISBN  978-0-941332-02-6.
  13. ^ Ван Лью, Хью Д. (1991). «Моделирование динамики пузырей кессонной болезни и образования новых пузырей». Подводные биомедицинские исследования. 18 (4): 333–45. ISSN  0093-5387. OCLC  2068005. PMID  1887520. Получено 19 июн 2010.
  14. ^ Пауэлл, Марк (2008). Деко для дайверов. Саутенд-он-Си: Аквапресс. ISBN  978-1-905492-07-7.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка