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.

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

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

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.

rys. 2

Uwagi :

rys.3

Uwagi :

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).

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:

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.
• Elastyczność: GF może być użyta do brania pod uwagę fizjolofii nurka jak i różnych typów profili nurkowych.

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.

Uwagi :

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.

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.

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 “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.

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.

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.

Dalsze lektury na temat dekompresji:

Bennett PB, Elliott DH, eds.  1993.  The physiology and medicine of diving.   London: WB Saunders.

Boycott AE, Damant GCC, Haldane JS.  1908.  The prevention of compressed air illness.  J Hyg (London)  8:342-443.

Bühlmann, AA.  1984.  Decompression  Decompression sickness.  Berlin: Springer-Verlag.

Bühlmann, AA.  1995.  Tauchmedizin.  Berlin: Springer-Verlag.

Hamilton RW, Muren A, Röckert H, Örnhagen H.  1988.  Proposed new Swedish air decompression tables.  In: Shields TG, ed.  XIVth Annual Meeting of the EUBS.  European Undersea Biomedical Society.  Aberdeen: National Hyperbaric Center.

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.

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 Publishing Co.

Wienke BR.  1994.  Basic diving physics and applications.  Flagstaff, AZ: Best Publishing Co.

Workman RD.  1965.  Calculation of decompression schedules for nitrogen-oxygen and helium-oxygen dives.  Research Report 6-65.  Washington: Navy Experimental Diving Unit.

Workman RD.  1969.  American decompression theory and practice.  In: Bennett PB, Elliott DH, eds.  The physiology and medicine of diving and compressed air work.  London: Baillière, Tindall & Cassell.

Korzystając ze relacji wartości M i standardowego zestawu wartości M nurkowie mogą określić własne limity dekompresyjne, które są zarówno dokładne, jak i ruchome. Wybrany margines bezpieczeństwa zależy od indywidualnej dyspozycji i wcześniejszego doświadczenia z profilami. Przy nurkowaniu dekompresyjnym zawsze pożądana jest uczciwa ocena własnej kondycji. Na przykład autor-nurek (pracownik biurowy) wybrał własny limit wynoszący 85% wartości M i 50-60% gradientu wartości M na typowe nurkowania z trimixem. W celu zapewnienia marginesu bezpieczeństwa, profil dekompresji można obliczyć bezpośrednio do wcześniej ustalonego procentu gradientu wartości M. Zaletą takiego podejścia jest kompletna zgodność w całym zakresie ciśnień otaczających i precyzyjna kontrola nad powstałym w rezultacie profilem.

Najczęściej stosuje się wartości M z zestawu ZH-L16 Buhlmanna, może nawet we wszystkich programach dekompresji komputerowych używanych przez nurków technicznych. Takie wartości M opracowano i przetestowano dla szerokiego zakresu wystawienia na ciśnienia otaczające; od nurkowania na wysokiej wysokości n.p.m., po nurkowanie w morzu. Udowodniono, że jeśli się ich używa z odpowiednią zachowawczością, są “godne zaufania” w przypadku nurkowania technicznego (o ile coś może być w ogóle godne zaufania w niedokładnej nauce). Stały się de facto światowym standardem, które mogą służyć jako uniwersalne wartości referencyjne do porównania i oceny profili dekompresji.

Programistom jest stosunkowo łatwo uwzględnić w profilach dekompresji obliczanie procentowej wartości M i gradientu procentowej wartości M w formie skrótowej. Tabela 5 jest tego przykładem i pokazuje efekt zachowawczości czynników użytych w komercyjnym programie komputerowym.

Przy czynniku konserwatyzmu równym 0%, profil dekompresji znajduje się w zakresie 90% wartości M i wchodzi na około 70% w strefę dekompresji (gradient wartości M 70%). Wyraźnie widać, że program ten stosuje w pewnym stopniu zachowawczość, ponieważ żadna z wartości nie osiąga 100%. Przy czynniku zachowawczości 50% (zalecanego w instrukcji obsługi), profil znajduje się w zakresie 85% wartości M i wchodzi na około 40-50% w strefę dekompresji. Przy czynniku zachowawczości równym 100%, profil jest w 77% wartości M i wchodzi na około 20-35% w strefę dekompresji. Proszę zauważyć, że wartości podane w tabeli 5 podane są dla momentu przybycia do odpowiednich przystanków, czyli dla najgorszego przypadku. To z kolei koreluje z krawędziami “stopni” w profilu wysycenia gazem na wykresie ciśnień (przykład na rys. 2). Najwyższe wartości we wszystkich profilach obliczane są dla wyjścia na powierzchnię, co wyjaśnia, dlaczego zawsze bezpieczny jest bardzo wolny ostatni odcinek wynurzania z ostatniego przystanku dekompresyjnego do powierzchnie.