 |
| |
 |
|
|
| |
|
|
|
|
| |
| |
Dekompressziós stratégiák: |
|
| |
| |
| Változó filozófia?
Írta: Simon Mitchell, MBBS, DipDHM, DipOccMed, PhD
Az utóbbi néhány évben burjánzanak az olyan szoftver programok, amelyek a technikai búvárok számára lehetővé teszik, hogy a mélységi merülésekhez megtervezzék a dekompressziós megállókat/időket. Sok találgatás és vita van a különböző dekompressziós tervező szoftverek értékéről.
Ez nem meglepő, mivel némely szoftverek jelentősen rövidebb dekompressziós követelményeket számítanak ugyanarra a mélység és idő kombinációra, mint mások. Emellett a különböző szoftverek által generált dekompressziós algoritmusok összes hosszuk és idő/mélység profiljuk tekintetében is eltérhetnek egymástól. Például, némelyik újabb tervező szoftver olyan megállókkal rendelkező dekompressziós profilokat állít elő, amelyek mélyebben kezdődnek és kisebb mélységeken rövidebb megállókat alkalmaznak. Ez a mélyebb dekompressziós megállók felé mutató irányzat úgy tűnik, jelentős lendületet nyer. Azon búvárok számára, akik „panasznapokon” vetik fel, hogy „Ha rossz a dekompresszió, nagy bajba kerülsz”, a dekompressziós megállók időtartama és természete terén bekövetkező változások zavarba ejtők lehetnek.
Az, aminek a modern búvárok most tanúi, egy mini forradalom a dekompresszió tervezésének filozófiája terén, amely most jön lendületbe a technikai búvár közösségben. A jelen cikkben megpróbálom megmagyarázni ennek a „forradalomnak” az alapjait nem technikai szaknyelven, és ennek jelentőségét a búvárok számára. Ez csak bevezetés a legalapvetőbb fogalmakba, és aki a részletekre kíváncsi, annak tovább kell kutatnia.
A dekompresszió szükségessége
A merülés során a belélegzett inert gázt (rendszerint nitrogént) oldott formában halmozzuk fel szöveteinkben, mivel oldhatósága növekszik a mélységben ránk ható nagyobb nyomáson. Minél nagyobb a mélység és minél tovább maradunk ott, annál több inert gáz halmozódik fel. Emelkedéskor a környező nyomás csökken, és csökken a szöveteinkben oldott inert gáz oldhatósága is. Oldhatóságának csökkenésével az oldott gázmolekulák a fizika törvényei szerint visszatérnek gázállapotba. A tüdő léghólyagocskáihoz történő eljutásuk ezt a folyamatot elősegíti, de időt igényel a gázmolekulák bejutása a vérbe és azután a tüdőbe (kigázosodás). Bizonyos szövetekben ez a folyamat hátramarad ahhoz a sebességhez viszonyítva, amellyel az emelkedő búvár körül a nyomás csökken. Ilyen körülmények között nyilvánvaló, hogy az emelkedés során elérkezünk egy olyan ponthoz, amikor az oldott gáz nyomása legalább is bizonyos szövetekben meghaladja a búvárt körülvevő víz nyomását. Az ilyen szövetet túltelítettnek nevezzük.
Ha elérjük a túltelítettség kritikus pontját, a gázmolekulák nem maradnak tovább oldott állapotban és buborékok képződnek. Bizonyítékok vannak arra, hogy ezt a folyamatot katalizálja az, hogy a szövetekben állandóan jelen vannak mikro-buborékok, amelyek magját képezik a nagyobb inert gázbuborékoknak túltelítettség esetén. Más szavakkal az oldott inert gáz bediffundál ezekbe a meglevő mikro-buborékokba, és így ezek megnőnek. Elméletileg ezek a mikro-buborékoknak el kellene tűnniük, mivel az ilyen kicsiny buborékoknál a gömb alakú falnál fellépő felületi feszültség sokkal nagyobb erővel nyomja őket össze, mint a belső gáznyomás. Mégis, úgy tűnik, bizonyos felületi feszültséget csökkentő anyagok jelenlétében stabilizálódhatnak; a természetben megtalálhatók olyan detergens jellegű molekulák, amelyek csökkentik a felületi feszültséget a gáz-folyadék fázishatáron. Ezek a felületi feszültséget csökkentő anyagok lehetővé teszik, hogy a mikro-buborékok fennmaradjanak, és mintegy várnak a túltelítettség állapotára, amely elősegíti növekedésüket. Az ennek eredményeképp keletkező nagyobb buborékok idézik elő a dekompressziós betegséget (DCS). Minden olyan törekvésünk, amely dekompressziónk (emelkedésünk) szabályozására irányul, azt célozza, hogy elkerüljük a gáz mikro-buborékok növekedését olyan inert gázbuborékokká, amelyek megfelelő méretben és számban DCS-t okoznak.
A dekompresszió szabályozásának hagyományos felfogásai
Az első módszeres törekvések, amelyek a DCS elkerülése érdekében a merülésekből történő felemelkedés szabályozására irányultak, egy skót fiziológus, J. S. Haldane nevéhez fűződnek, aki az 1900-as évek elején végezte kutatásait. Haldane matematikai módszereket dolgozott ki a szövetekben levő inert gáz mennyiségének kiszámítására egy merülés bármely fázisában. Megfelelő helyesbítésekkel, amelyek számításba vették, hogy bizonyos szövetek (gyors szövetek) más szöveteknél (lassú szövetek) gyorsabban veszik fel és választják ki az inert gázt, Haldane (elméletileg) képes volt nyomon követni az inert gáz felvételét és kiválasztását a kompresszió és dekompresszió alatt egy sor testszövet esetében. Ami még fontosabb, e matematikai modellek felhasználásával képes volt előre jelezni, hogy dekompresszió (emelkedés) során egy sor elméleti testszövetben milyen mélységben következik be az inert gáz túltelített állapota.
Haldane következő lépése az volt, hogy megpróbálta megbecsülni a még elviselhető túltelítettség legnagyobb mértékét. Ehhez állatkísérleteket végzett (főleg kecskéken) úgy, hogy fokozatosan nagyobb mélységekbe merítette le őket, amíg sikerült megállapítania a dekompressziós betegséget okozó küszöb-mélységeket. Ezekből a kísérletekből extrapolálta a még elviselhető mértékű túltelítettséget – legalább is kecskéknél.
E két lényeges (bár valamilyen mértékben csak közelítő) információcsoport – azaz az inert gáz túltelítettségének mértéke a szövetekben az emelkedés során és a még elviselhető túltelítettség legnagyobb mértéke – kombinációja lehetővé tette Haldane számára, hogy olyan dekompressziós menetrendeket tervezzen meg, ahol időszakonként megállnak emelkedés közben, időt hagyva a gázmolekuláknak ahhoz, hogy kilépjenek a szövetekből, mielőtt a túltelítettség mértéke meghaladja a még elviselhető legmagasabb szintet.
Munkájának értékesíthető alkalmazásaihoz Haldane-nak arra volt szüksége, hogy dekompressziós menetrendjei biztonságosak és hatékonyak (a lehető leggyorsabb emelkedést lehetővé tévők) legyenek. Okfejtése szerint: ha az emelkedést úgy tervezzük, hogy elérjük (de nem haladjuk meg) a még elviselhető túltelítettség legnagyobb mértékét, akkor így optimalizálhatjuk az oldott gáz mozgásának sebességét a szövetek és a tüdő között, és így elérhetjük az inert gáz kiválasztásának lehető legjobb arányát. Következésképpen dekompressziós menetrendjeit úgy tervezte meg, hogy maximalizálja a túltelítettséget (azaz gyakorlatilag hogy a dekompressziós megálló előtt a lehető legnagyobb emelkedést érjük el), anélkül, hogy túllépnénk a túltelítettség biztonságos határait. Ilyen stratégia alapján előállított dekompressziós táblázatokat mély, rövid időtartamú, süllyedő, emelkedő és újra süllyedő merülésekre (ezek a kedvtelési búvárkodásnál tipikusak), melyeknek jellegzetes vonása volt a kezdetben viszonylag nagy emelkedés, amelyet a viszonylag kis mélységekben végrehajtott növekvő időtartamú megállók sorozata követett.
A munkái alapján megtervezett búvártáblázatok oly látványosan hatékonyabbak voltak a merülések irányítására korábban előírt rendhez képest, hogy Haldane dekompresszióra vonatkozó fogalmait évtizedeken át még csak nem is vitatták. A búvártáblázatok tervezésének Haldane-féle megközelítése a fejlődés és a módosítások ellenére sem ment feledésbe. A gyakorlati tapasztalatok nyomán különösen azt a módszert módosították és finomították, amellyel a legnagyobb mértékű biztonságos túltelítettséget határozzák meg. Mindazonáltal az alapvető közelítésmód nagyjából ugyanaz maradt: számítsuk ki az emelkedés során a szövetekben levő gáz mennyiségét, emelkedjünk, amennyire csak lehet, anélkül, hogy túllépnénk a legnagyobb biztonságos túltelítettség mértékét, és időszakonként szakítsuk meg az emelkedést, hogy lehetővé tegyük a kigázosodást, amikor a szövetben a gáz nyomása megközelíti a maximális biztonságos túltelítettség értékét (a modern táblázattervezők ezt „M” értéknek nevezik). A legtöbb táblázat tervezésénél ezt a Haldane-féle vagy megújított Haldane-féle (a Haldane által eredetileg leírtak számos módosítását tükröző) megközelítést használják.
Problémák a dekompresszió szabályozásának Haldane-féle megközelítésével
A dekompresszió modellezésének Haldane-féle felfogása magában foglalja azt a feltevést, hogy a dekompressziós stratégia alapvetően megelőzi a buborékképződést. Feltételezi, azzal, hogy dekompressziós megállókat iktatunk be annak megelőzésére, hogy az inert gáz túltelítettsége ne haladja meg a még elviselhető túltelítettség legnagyobb értékét, azzal a buborékképződést is megelőzzük. Érthető, hogy Haldane ezt feltételezte. Ne feledjük, hogy ő a még elviselhető túltelítettség legnagyobb mértékét azokból a küszöbértékekből vezette le, amelyekre a DCS megelőzésére volt szükség kecskéknél. Logikusnak tűnt, hogy úgy következtetett, ahol a betegség jelen van, ott buborékok is vannak, és ahol nincs betegség, ott nincsenek buborékok. Abban az időben még nem állt rendelkezésre technika a buborékok észlelésére.
A Doppler ultrahangos technika 1960-as évekbeli megjelenése nyomán nagyszámú bizonyíték gyűlt össze arra nézve, hogy a buborékképződés fellép sok (ha nem a legtöbb) a Haldane-féle dekompressziós eljárásnak megfelelően irányított dekompressziós menetrend esetén is. Ennek ellenére e dekompressziók döntő többsége nem eredményez DCS-t. Ez több okból is rendkívül érdekes felfedezés. Először is ez megmagyarázza, hogy alkalmanként miért lép fel mégis DCS olyan merüléseknél, ahol nem sértik meg az előírt dekompressziós menetrendet. Nyilván e normális esetben „csendes” buborékok számának már egy kis emelkedése is elég lehet a tünetek kiváltására. Másodszor, ez rávilágított a Haldane-féle dekompressziós menetrendek utolsó fázisainak számításával kapcsolatos, potenciálisan jelentős problémára. Nevezetesen, ha buborékok alakulnak ki, az inert gázoknak a szövetekből történő eltávozása lassabban megy végbe, mint ahogy azt a szövetekben levő inert gázmennyiség számítására használt Haldane-féle technikák előre jelzik. Ez megmagyarázza azt is, miért volt szükség az évek folyamán annyi empirikus alapú toldozásra-foldozásra a menetrendeknél, és hogy miért tűntek szükségesnek a kezdeti nagyobb emelkedés után a hosszú, megállók kisebb mélységekben.
Mivel mindez nagyon negatívan hangzik, itt azért megállok egy pillanatra, és megjegyzem, hogy a Haldane-féle és a módosított Haldane-féle dekompressziós rendszerek a sokféle kiegészítéssel és „csűrcsavarral” együtt is az évek során jó szolgálatokat tettek nekünk, és ez továbbra is így van. Mégis, a fentiek előkészítik a talajt arra, hogy alternatív stratégiákat tárgyaljunk meg a dekompresszió irányításával kapcsolatban.
Egy másik szempont: a buborékok kialakulásának megelőzése
Körülbelül akkor, amikor a Doppler ultrahangos technikával először észleltek buborékokat a ”Haldane-féle dekompressziók” során, a dekompresszió másfajta megközelítésének úttörői arra ösztönöztek, hogy gondoljuk át stratégiánkat. Olyan emberek, mint például a biomedikus Brian Hills, azt javasolták, hogy a dekompressziós stratégiák összpontosítsanak inkább a buborékok kialakulásának megelőzésére, nem pedig a gáz eltávozásának elősegítésére azzal, hogy maximalizáljuk a szövetek inert gázzal történő túltelítődését egy feltételezetten „biztonságos” határon belül. Ez pontosan az ellenkező filozófia volt, mivel a Doppler ultrahangos eljárás kimutatta, hogy a „biztonságos” túltelítés maximalizálása a kigázosodás érdekében, igen gyakran (ha nem mindig), buborékok kialakulását eredményezi.
A Hills és mások által képviselt felfogás (néha úgy hivatkoznak rá, mint a dekompresszió buborékos modelljére), a buborékok kialakulásának megelőzésére összpontosított azzal, hogy sokkal alacsonyabb szintre korlátozza a szövetek túltelítődését, mint amit a Haldane-féle felfogás megenged. Érvelésük a következő volt: a túltelítődést olyan mértékre kell korlátozni, hogy az megelőzze az inert gázoknak a jelentős mértékű diffúzióját a korábban említett mikro-buborékokba. Gyakorlati nyelven szólva ez azt jelenti, hogy a kezdeti emelkedés kisebb mértékű volt, majd a dekompressziós megállók mélyebben kezdődtek. Majdnem paradox, hogy ez nem vezetett hosszabb dekompresszióhoz. Valójában az e felfogásból eredő számítások azt mutatták: az az idő, amit a megállók korábbi megkezdésére fordítanak, bőven megtérül azzal, hogy megelőzzük a buborékok kialakulását, ami lelassítja kis mélységben történő megállásoknál az inert gáz eltávozását; azaz a kis mélységben végrehajtott megálló ténylegesen rövidebb lehet. (Jegyezzük meg, hogy valójában ez nem ilyen egyszerű, de ez a magyarázat képet ad az alapfogalmakról.) Mindenesetre az eredmény: korábbi (mélyebben történő) megállók, rövidebb kis mélységben végrehajtott megállók, és talán összességében rövidebb dekompressziós idők, ha a profilokat a Haldane-féle modellekkel vetjük össze.
Ez a felfogás még nem igazán terjedt el az 1970-es években, amikor először került szóba, de az érdeklődés nemrégiben újra feléledt iránta, ahogy nagyobb nyomással jelentkezett az extrém technikai búvárok igénye a rövidebb (de biztonságos) dekompressziós stratégiák iránt. Például, néhány esetben a Woodville Karst Plain Project (WKPP) keretében végrehajtott extrém barlangi merüléseknél egyedül a dekompresszió több mint 12 órát jelentett, és csaknem lehetetlen volt a hagyományos Haldane-féle algoritmusok használata. Ezek a búvárok, és mások is, lassan elkezdtek olyan dekompressziós profilokat használni, amelyek inkább hasonlítottak a buborék modell szerint generált profilokra, és nemrégiben kiadásra került számos olyan technikai búvár dekompressziós csomag, amely buborék modelleken alapszik. Ezek közül a legismertebb az igen innovatív Reduced Gradient Bubble Model (RGBM) amelyet Bruce Wienke fizikus tervezett, és amelyet most számos technikai és nem technikai kedvtelési búvár szoftvercsomag és búvárkomputer tartalmaz.
Úgy vélem a Wienke-hez és másokhoz hasonló újítók által bevezetett ilyen fejlesztések igen izgalmasak. Ugyanakkor jobb, ha lelkesedésünket elővigyázatosan mérsékeljük. Bár az új algoritmusok némely védelmezője gyakran lép fel azzal az igénnyel, hogy „teszteljük a gyakorlatban”, a valóság az, hogy jelenleg még nem várható összegyűjtött merülési adatbázis a buborék modell algoritmusok ismert kimeneteleiről. Egyszerűbben szólva ez azt jelenti, hogy még nem tudjuk igazán, mennyire biztonságosak az olyan újabb modellek, mint az RGBM. Azt kell mondanunk, hogy a dolog reményteljesnek tűnik, de sok merülést végrehajtó, reprezentatív búvár populációra vonatkoztatottan több adatra van szükség ahhoz, hogy a koncepciót valóban megalapozottnak tekinthessük. Ez nem jelenti azt, hogy én nem használnám az RGBM-et (ami azt illeti, alkalmanként használom is), de tájékozott felhasználóként tudomásul veszem, hogy ez a modell érvényességének korai stádiumában van. Sajnos az olyan szervezetek, mint a WKPP és mások által kiadott anyagok kritikátlan olvasói gyakran félreértelmezik azokat az extrém merülésekről adott jelentéseket, amelyeket „rövid” dekompressziókkal hajtottak végre, és feltételezik, hogy ezek a dekompressziós stratégiák érvényességének bizonyítékát jelentik. Az a lelkesült hangvétel, amellyel e csoportok némely szerzője bemutatja anyagát, csak súlyosbítja az ilyen félreértések lehetőségét. Fontos annak megértése, hogy a technikai búvárok nagymértékben válogatott populációjának tevékenységére vonatkozó következtetések nem általánosíthatók a szélesebb búvár népességre.
Elővigyázatos szavaim ellenére valószínűnek látom, hogy a buborék modelleken alapuló új dekompressziós algoritmusok használata idővel megfelelően érvényes lesz és használatuk jobban elterjed. Potenciális előnyeik nyilvánvalóak minden mélységi és technikai búvár számára.
|
|
|
| |
|
| |
| |
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
