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.

Wielu nurków chciałoby wiedzieć dokładnie, jakie efekty dają czynniki zachowawcze w ich programach dekompresyjnych. Zdają sobie sprawę, że w miarę wzrastania czynników zachowawczych tworzone są dłuższe i głębsze profile, ale potrzebne im są bardziej fundamentalne informacje.

Zarówno procentowa wartość M, jak i gradient procentowej wartości M są pożyteczne przy analizie i ocenie profilów dekompresji. Przy zastosowaniu standardowego zestawu referencyjnych wartości M można oceniać różne profile na jednolitej podstawie. Uwzględnia się tu porównanie profili tworzonych przez kompletnie różne programy, algorytmy i modele dekompresji.

Wartości M są kojarzone z ograniczonym lub też żadnym występowaniem symptomów i sensownie niskim poziomem ryzyka. Kryteria te nie są jednak całkowicie do zaakceptowania przez wszystkich nurków. Wielu z nich chciałoby uzyskać zapis “bez symptomów” i “bardzo niski poziom ryzyka” w swoich profilach dekompresji.

Na szczęście autorzy modeli dekompresji i programiści dobrze rozumieją, że obliczenia oparte jedynie na wartościach M nie mogą wytworzyć odpowiednio bezpiecznych tabel dekompresji dla wszystkich nurków i sytuacji. Właśnie dlatego programy dekompresyjne dają możliwość wprowadzenia do obliczeń zachowawczości.

Niektóre metodologie uwzględniają w obliczeniach zwiększone zawartości gazu obojętnego, stosując współczynnik bezpieczeństwa głębokościowego, który oblicza głębszą niż rzeczywistą głębokość zanurzenia, podaje dłuższy niż rzeczywisty czas przebywania na niej i dopasowuje czasy połowicznego wysycenia tak ,aby były asymetryczne podczas uwalniania gazu (wolniejsze). Niektóre programy stosują więcej niż jedną taką metodę. Takie metodologie są skutecznie zachowawcze, jeśli są odpowiednio stosowane. Stopień “skuteczności” jest zwykle oceniany przez nurków pod względem dodatkowej długości i głębokości profili dekompresji, a także poprzez indywidualne doświadczenia z wynikami profili.

Wśród nurków powstało błędne przekonanie, że wartości M przedstawiają ścisła granicę pomiędzy chorobą dekompresyjną a jej brakiem. Być może wyjaśnia to, dlaczego niektórzy nurkowie rutynowo dochodzą do limitów podawanych przez tabele lub komputery nurkowe. Doświadczenia medycyny nurkowej wykazały, że ustalone limity (wartości M) są czasami nieadekwatne. Stopień nieadekwatności różni się w zależności od danego człowieka i sytuacji. W związku z tym, może bardziej odpowiednie byłoby nazwanie wartości M “linią prowadząca przez rozmyty, szary obszar” (rys. 2).

Taki brak pewności jest spowodowany różnicami w ludzkiej fizjologii, różnicami między indywidualnymi osobami i czynnikami predysponujące do choroby dekompresyjnej.

Ogólnie można powiedzieć, że model rozpuszczonego gazu sprawdził się w u nurków, a wiedza bazowa się poszerza. Na przykład początkowo zakładano, że wszystkie gazy obojętne muszą pozostać rozpuszczone w roztworze, a jakikolwiek pęcherzyki wskazywały na chorobę dekompresyjną.Teraz wiemy, że ciche pęcherzyki są obecne nawet podczas nurkowań bez wystąpienia symptomów. Oznacza to, że w rzeczywistości podczas nurkowania istnieje kombinacja dwóch zjawisk: większość gazu obojętnego przypuszczalnie znajduje się w roztworze oraz pewna ilość gazu obojętnego poza roztworem w formie pęcherzyków. W związku z tym wartość M odzwierciedla nie tylko dopuszczalny gradient nadciśnienia, ale także dopuszczalną ilość pęcherzyków.

Wartości M przetestowano empirycznie, co oznacza, że przeprowadzono rzeczywiste próby dekompresyjne z udziałem ludzi. Testy te przeprowadzono przy udziale stosunkowo małej grupy badanych, którzy mają reprezentować znacznie większą społeczność nurków. Nawet jeśli uzyskuje się miarodajne dane o przybliżonym progu występowania symptomów choroby dekompresyjnej (wartości M), proces ten nie może dokładnie przewidzieć lub zagwarantować absolutnego progu dla wszystkich. Ponadto wiemy z doświadczenia, że pewnie czynniki są predysponujące do choroby dekompresyjnej: brak sprawności fizycznej, otyłość, zmęczenie, narkotyki, alkohol, odwodnienie, nadmierny wysiłek, bardzo zimna woda, PFO itd. Indywidualna podatność może się też ulegać zmianie z dnia na dzień.

rys. 3

Współczesne modele dekompresyjne korzystają z koncepcji mieszanek wielogazowych, która

mówi, że całkowite ciśnienie gazu obojętnego w hipotetycznej tkance jest sumą ciśnień parcjalnych gazów obojętnych obecnych w niej, nawet jeśli różne gazy obojętne mają różny czas połowicznego wysycenia dla tej tkanki.

Algorytmy dekompresyjne dla mieszek gazów muszą uwzględniać więcej niż jeden gaz obojętny w mieszance oddechowej, tak jak hel i azot w trimixie. Wartości M w tej sytuacji określa się różnie w różnych algorytmach. Niektóre metodologie zakładają takie same wartości M dla azotu i dla helu, zwykle opierając się na wartościach M dla azotu.

W algorytmie Buhlmanna oblicza się pośrednią wartość M, która jest wypośrodkowaniem pomiędzy indywidualnymi wartościami M dla azotu i helu, opartym na proporcji tych gazów swobodnych obecnych w tkance. W równaniu liniowym wartości M, współczynnik “a” (He+N2) i współczynnik “b” (He+N2) oblicza się na podstawie ciśnień parcjalnych helu (PHe) i azotu (PN2) w następujący sposób:

a (He+N2) = [a(He)PHe + a(N2)*PN2]/[PHe + PN2];

b (He+N2) = [b(He)PHe + b(N2)*PN2]/[PHe + PN2].

“Strefą dekompresji” nazywany jest obszar na wykresie ciśnień znajdujący się pomiędzy linią ciśnienia otaczającego, a linią wartości M (rys. 2).

rys. 2

W modelu gazu rozpuszczonego, strefa ta odzwierciedla funkcjonalny obszar, w którym powinna nastąpić dekompresja. W teorii konieczny jest pewnej wielkości dodatni gradient powyżej ciśnienia otaczającego, aby tkanka desaturowała się w sposób optymalny. Wzależności od zawartości tlenu w mieszance oddechowej, tkanka może się desaturować nawet jeśli całkowite ciśnienie parcjalne gazu obojętnego jest mniejsze niż ciśnienie otaczające. Jednakże “efektywny” profil dekompresji charakteryzuje nasycenie gazem tkanek prowadzących, które przecinają się w strefie dekompresji. Nasycenie gazem tkanek o różnym czasie połowicznego wysycenia wchodzi wewnątrz i na zewnątrz strefy dekompresji podczas profilu dekompresji, w zależności od tego, która tkanka “prowadzi” lub “kontroluje” w danej chwili. Ogólnie można powiedzieć, że szybsze tkanki wchodzą do strefy dekompresji pierwsze i prowadzą (nasycenie gazem najbliższe linii wartości M), a następnie reszta profilu dekompresji będzie kontrolowana po kolei przez wolniejsze tkanki.

Linia ciśnienia otoczenia jest bardzo ważną linią referencyjną na wykresie ciśnienia. Przechodząc przez punkt wyjścia ma nachylenie 1.0 i przedstawia po prostu zbiór punktów, w których nasycenie tkanki gazami obojętnymi będzie równe ciśnieniu otaczającemu. Jest to istotne, ponieważ w chwili gdy nasycenie gazem obojętnym w tkance wykracza powyżej linii ciśnienia otaczającego, powstaje gradient nadciśnienia. Linia wartości M przedstawia ustalony limit dopuszczalnego gradientu nadciśnienia ponad krzywą ciśnienia otaczającego.

Zestawy wartości M można podzielić na dwie kategorie, bezdekompresyjne i dekompresyjne. Bezdekompresyjne wartości M są jedynie wartościami powierzchniowymi. Są to na przykład wartości M w systemie DSAT RDP. Profile nurkowań bez przystanków są tak zaprojektowane, aby obliczone nasycenie gazem nie przekroczyło powierzchniowych wartości M. Pozwala to na bezpośrednie wynurzenie na powierzchnię w dowolnej chwili podczas nurkowania. Niektóre algorytmy bezdekompresyjne biorą w obliczeniach pod uwagę szybkość wynurzania i zanurzania.

Dekompresyjne wartości M charakteryzując się posiadaniem parametru nachylenia, który określa zmianę w wartościach M wraz ze zmianą ciśnienia otaczającego. Wartość parametru nachylenia będzie się różnić w zależności od czasu połowicznego wysycenia hipotetycznej tkanki. Ogólnie można powiedzieć, że tkanki o szybszym czasie połowicznego wysycenia będą miały większe nachylenie niż wolniejsze tkanki. Ten fakt odzwierciedla obserwację, że szybsze tkanki tolerują większe nadciśnienie niż tkanki wolne. Jeśli nachylenie jest większe niż 1.0, to linia wartości M “rozwija się” nawykresie ciśnienia i tkanka będzie tolerować większe gradienty nadciśnienia w miarę zwiększania głębokości. Stałe nachylenie=1.0 oznacza, że tkanka będzie tolerować takie same gradienty nadciśnienia, niezależnie od głębokości. We wszystkich przypadkach wartość nachylenia nie może być mniejsza nić 1.0. W innym przypadku linia wartości M przecięłaby w którymś punkcie linię ciśnienia otaczającego, co oznaczałoby nie logiczną sytuację, gdzie tkanka nie mogłaby tolerować nawet ciśnienia otaczającego.