Fizjologia nurkowania

Plan prezentacji1. Rodzaje nurkowania2. Układ oddechowy a nurkowanie3. Dekompresja

1. Model dekompresji2. Dekompresja lecznicza3. Komora ciśnieniowa

4. Uraz ciśnieniowy płuc

1. Rodzaje nurkowania

Nurkowanie z zatrzymanym

oddechem

Nurkowanie powietrzne

Nurkowanie mieszaninowe

Nurkowanie saturowane

2. Układ oddechowy a nurkowanie

Oddychanie sprężonymi gazami w warunkach nurkowania i hiperbarii ma znaczny wpływ na mechanikę

oddychania

Dochodzi do zmian objętości płuc, klatki piersiowej i całego układu

oddechowego zależnie od

CiśnieniaRodzaju

ekspozycji hiperbarycznej

Zmiany w układzie oddechowym na głębokości


TLC

FRCRV

Największe znaczenie w fizjologii oddychania pod zwiększonym

ciśnieniem ma

Całkowita pojemność płuc (TLC)

Czynnościowa pojemność zalegająca (FRC)

Objętość zalegająca (RV)

W czasie oddychania pokonywane muszą być opory elastyczne płuc i

ściany klatki piersiowej.



Cały układ oddechowy wykazuje znaczną sztywność, ponieważ

w odpowiedzi na duże zmiany ciśnienia

Reaguje niewielką zmianą swojej objętości



Podczas nurkowania na układ oddechowy mogą działać ciśnienia znacznie większe od występujących w drogach oddechowych, co często kończy się dla nurka bardzo niekorzystnie

Przykładem tego jest zanurzenie i wynurzenie nurka z zatrzymanym oddechem. Doprowadzić to może do szeregu poważnych uszkodzeń określanych mianem zgniecenia płuc i urazu ciśnieniowego płuc

Jeżeli nurek zatrzyma oddech z objętością powietrza w płucach bliską wartości TLC, wówczas wynurzenie nawet z 1-2 m morze spowodować groźne dla życia pęknięcie płuc.


TLC

TLC


Jeżeli powietrze w płucach ulegnie sprężeniu do wartości zbliżonych do RV

Dochodzi do znacznie większego przepływu krwi przez pęcherzyki płucne i wydajniejszego nasycania gazem obojętnym

Może to doprowadzić do rozwinięcia się choroby ciśnieniowej po wielokrotnych, następujących po sobie zanurzeniach z zatrzymanym oddechem na znaczne głębokości


RV

RV


Oddychanie sprzężonymi gazami z powodu większej ich gęstości wpływa na dynamikę przepływu gazów w drogach oddechowych.

Przy ruchu dużych objętości gazów w drogach oddechowych (głębokie oddychanie) przepływ i opór przepływu są bardziej zależne od gęstości gazu

niż przy ruchu małych objętości gazu



MVV

MVE

Maksymalna wentylacja podczas wysiłku (MVE) w warunkach normobarii stanowi około 50-60% wartości maksymalnej wentylacji dowolnej (MVV, tj. zdolności do świadomego wysiłku oddechowego).

atmpp atmpp

MVVMVE

W warunkach hiperbarii maksymalna wentylacja wysiłkowa znacznie wzrasta w stosunku do maksymalnej wentylacji dowolnej

Zdolność do wykonania wysiłku zmniejsza się wraz ze wzrostem ciśnienia i zmniejszeniem się

MVV ze względu na:

gęstość czynnika oddechowego

dodatkowe obciążenia spowodowane przez elementy automatu

oddechowego (ustnik, węże, zawory)



Zanurzenie wpływa na układ oddechowy

bezpośrednio poprzez działanie ciśnienia

pośrednio przez wpływ na zmiany dystrybucji krwi w

organizmie

na podstawie licznych porównań parametrów fizjologicznych badanych w warunkach zanurzenia i na powierzchni ustalono,

że podczas zanurzenia dochodzi do następujących zmian w układzie oddechowym



Zmniejsza się pojemność życiowa płuc (VC) podczas, gdy objętość oddechowa (TV) pozostaje prawie nie zmieniona

Zmniejsza się czynnościowa objętość zalegająca (FRC) aż do ok. 66% wartości wyjściowej

Zwiększa się zdolność płuc do zwiększonej i przyspieszonej dyfuzji gazów oddechowych przez błonę pęcherzykowo-włośniczkową do krwi


RV

VC

FRC

TV

FRC

VC

TV

RV


Zwiększa się praca oddechowa. Spowodowane jest to łącznie przez

Wzrost gęstości mieszaniny

oddechowej

Zwiększenie oporów dla przepływu

gazów o niemal 30%

Zwiększenie „sztywności” płuc

Wpływ ciśnienia hydrostatycznego

na klatkę piersiową



Zmniejsza się maksymalna pojemność wentylacyjna (MBC) i maksymalna wentylacja dowolna (MVV).

Zwalnia się i pogłębia oddech, który jest ok 1,5-2,5 razy głębszy niż na powierzchni

Zwiększenie pracy oddechowej i zmniejszenie wentylacji płuc sprzyja retencji CO2 w pęcherzykach płucnych


MBC

MVV

atmpp atmpp

MBC

MVV


Często nurkowie trenują tzw. „oddech skokowy”, który obejmuje bardzo małą częstość oddechu, bardzo dużą objętość oddechową (TV) i zatrzymanie oddechu w czasie szczytu

Wykazano, że ten sposób oddychania jest bardzo wydajny w odniesieniu do płucnej wymiany gazowej

Z drugiej strony, kontrolowane ograniczenie częstości oddechu wybitnie zmniejsza reakcję na CO2


1. Model dekompresji2. Prędkość wynurzania3. Przystanki bezpieczeństwa4. Dekompresja lecznicza5. Komora ciśnieniowa

3. Dekompresja

3. DekompresjaPrędkość wynurzania

• 18m/min – pęcherzyki gazowe o średnicy ponad 20μm -> mikrozatory

• 10m/min – pęcherzyki o średnicy poniżej 5μm • Liczba pęcherzyków krążących zmniejsza się

do ok.– 1/5 przy 3-minutowym przystanku bezpieczeństwa

na 3m– jeszcze bardziej przez 1-minutowy przystanek na

6m i 4-minutowy przystanek na 3m

3. DekompresjaPrzystanki bezpieczeństwa

Głęboki przystanek bez zmiany prędkości wynurzania zmniejsza wskaźnik dużych pęcherzyków do blisko 0 z 30% dla wynurzenia bez przystanku

Przy małej prędkości wynurzania i głębokich przystankach dekompresyjnych > bezpieczna i skuteczna eliminacja gazu obojętnego z organizmu nurka

Specjalny rodzaj dekompresji stosowany tylko w chorobach nurkowych takich jak:

Choroba ciśnieniowaPowietrzne zatory tętnicze w

przebiegu urazu ciśnieniowego płuc

Zatrucie tlenkiem węgla

3. DekompresjaDekompresja lecznicza

Koniecznym warunkiem jest uprzednia rekompresja chorego do ciśnienia odpowiadającego wybranemu sposobowi leczenia

Rekompresja i dekompresja lecznicza jest niezastąpiona w chorobach nurkowych

Efekty leczenia zależą głównie od czasu w jakim się je rozpoczyna

Zabronione jest ponowne zanurzanie chorego nurka i prowadzenie rekompresji leczniczej w wodzie

3. DekompresjaKomora ciśnieniowa

3. DekompresjaKomora ciśnieniowa

Leczenie chorób nurkowych

Prowadzenie dekompresji przerywanej

Zabezpieczenie prac i operacji podwodnych

Ratowanie załóg okrętów podwodnych i nurków niemogących wynurzyć się

Prowadzenie treningów ciśnieniowych nurków

Przeprowadzenie testów tolerancji tlenowej

Przeprowadzanie doświadczeń i prac badawczych pod zwiększonym ciśnieniem

Przeznaczenie komór ciśnieniowych

3. DekompresjaChoroba ciśnieniowa

• Obecność żylnych pęcherzyków gazowych• N2 rozpuszcza się w organizmie nurka > szybkie

wynurzanie powoduje gwałtowne wydzielanie N2 z tkanek w postaci pęcherzyków gazowych (mogą powodować ogniskowe uszkodzenie mózgowia)

• Niedowłady nóg i rąk• Trudności w oddychaniu• Nudności• Zaburzenia wzroku, mowy i świadomości• Objawy ustępują samoistnie lub po rekompresji

• W 1931 r. w USA przedstawiono dwa przypadki „niezwykłej choroby ciśnieniowej po nurkowaniu na głębokości 16 stóp (5 m)”.

• Rozdęcie i pęknięcie płuc – urazu ciśnieniowego płuc – co powodowało dostanie się powietrza do żył płucnych. Następnie powietrze wędrowało do lewego serca i w końcu do mózgu – tętniczy zator powietrzny.

• Jest chorobą nurkową bardzo rzadką: 0,02% • Uraz ciśnieniowy płuc może wystąpić najczęściej podczas

wynurzania i bardzo rzadko podczas zanurzania.

4. Uraz ciśnieniowy płucBarotrauma

“ Najczęściej przyczyną urazu ciśnieniowego płuc jest zła technika wynurzania. do złej techniki wynurzania dochodzi, gdy nurek przestraszy się pod wodą, wypuści ustnik, aparat oddechowy poda mu wodę. Wówczas nurek w obawie, że zabraknie mu powietrza, wstrzymując wydech, jak najszybciej chce osiągnąć powierzchnię. Zatrzymane w płucach powietrze w czasie wynurzania rozpręża się, doprowadzając do uszkodzenia pęcherzyków płucnych, drzewa oskrzelowego, a nawet do rozerwania opłucnej.”


Najczęstsze przyczyny urazu ciśnieniowego płuc:• Wynurzanie z zatrzymanym oddechem podczas nurkowania z

nurkowym aparatem oddechowym• Niekontrolowane lub szybkie wynurzanie się• Odruchowy skurcz krtani na skutek paniki pod wodą• Upośledzona drożność dróg oddechowych• Palenie uważane jest za jedną z możliwych przyczyn urazu

ciśnieniowego płuc, gdyż generalnie powoduje zwiększenie ilości wydzieliny zalegającej w drogach oddechowych. Niszczenie surfaktantu.


• Różnica ciśnień na zewnątrz i wewnątrz płuc osiąga 60-80cm H2O >>> uszkodzenie miąższu płucnego przez przekroczenie wytrzymałości ściany pęcherzyka płucnego

• Rozerwanie pęcherzyka >>> rozerwanie otaczających naczyń krwionośnych >>> krew w pęcherzyku i przestrzeni międzypęcherzykowej >>> wyłączenie z funkcji zalanego pęcherzyka oraz go otaczających (przez ucisk)

• Wzrost ciśnienia w płucach >>> powietrze pęcherzykowe wtłoczone do wenuli >>> pęcherzyki powietrza do lewego przedsionka, aorty, naczyń górnej części ciała – zwłaszcza zaopatrujących mózg (tętniczy zator gazowy = arterial gas embolism)


Przy rozerwaniu pęcherzyków płucnych leżących podopłucnowo może dojść do rozerwania błony opłucnowej. Powietrze dostaje się wówczas do jamy opłucnowej i powstaje odma opłucnowa. Przy rozerwaniu pęcherzyków płucnych leżących blisko głównych oskrzeli powietrze może przemieszczać się wzdłuż nich do śródpiersia, tworząc odmę śródpiersia. Dalsza wędrówka powietrza w górę klatki piersiowej i do szyi spowoduje odmę podskórną w tych okolicach.


KaszelOdksztuszanie plwociny podbarwionej krwią i krwioplucieSkrócenie i spłycenie oddechuBóle podczas oddychaniaDusznośćSinica

Uszkodzenie miąższu

płucnego



Odma śródpiersiamediastinal emphysema

• Ból w klatce piersiowej• Gniecenie za mostkiem• Skrócenie oddechu• Zaburzenia/ból podczas połykania

Odma podskórnasubcutaneous emphysema

• Trzeszczenie przy ucisku skóry nad obojczykami i skóry szyi

• Asymetria okolic nadobojczykowych• Zniekształcenie szyi

Odma opłucnowa pneumothorax

• Krótki, ostry ból w klatce piersiowej w momencie pękania opłucnej• Asymetria klatki piersiowej• Skrócenie i przyspieszenie oddechu• Silna, szybko narastająca duszność• Przyspieszenie tętna


W naczyniach mózgowych• Bóle głowy• Utrata przytomności• Zaburzenia psychiczne i czuciowe• Drgawki• Niedowłady i porażenia mięśni oraz

ośrodków mózgowych• Zaburzenia równowagi, koordynacji,

wzroku, słuchu i mowy• Zgon

W naczyniach wieńcowych• Ból za mostkiem promieniujący

do lewej kończyny górnej, szyi, karku i żuchwy

• Szybkie i słabo wyczuwalne tętno

• Spadek ciśnienia tętniczego krwi

• Zaburzenia rytmu serca• Zatrzymanie pracy serca

• Podstawową zalecaną pierwszą pomocą w wypadku jakiegokolwiek urazu ciśnieniowego jest podanie tlenu. Tlen jest pomocny na dwa sposoby:1. oddychanie tlenem powoduje obniżenie ciśnienia parcjalnego azotu w pęcherzykach płucnych, i przez to wzrost gradientu ciśnienia azotu pomiędzy krwią a światłem pęcherzyka. Przyspiesza to usuwanie azotu z organizmu, spowalnia i zapobiega wzrostowi pęcherzyków w naczyniach i ułatwia ich usuwanie. 2. pęcherzyki w organizmie powodują uszkodzenia wywołując lokalną hipoksję - blokując przepływ krwi niosącej tlen; dlatego oddychanie tlenem zwiększa stężenie tlenu we krwi i "efektywność" krwi docierającej do tkanek dotkniętych hipoksją. Jest to szczególnie ważne w wypadku mózgowej embolii gazowej, gdyż dotkniętą tkanką jest mózg, szczególnie wrażliwy na niedotlenienie.


• Jeśli u nurka doszło do zatoru gazowego (embolii), kluczowa jest szybka rekompresja w celu zmniejszenia ilości i rozmiaru pęcherzyków w krwiobiegu i ponownego przeprowadzenia gazu do roztworu. Skutecznie przywraca to przepływ krwi do tkanek. Żaden inny uraz ciśnieniowy nie wymaga rekompresji


• Odma opłucnowa może wymagać chirurgicznego usunięcia gazu poprzez dren wprowadzony przez ścianę klatki piersiowej do jamy opłucnowej. Rekompresja pacjenta, u którego wystąpiła jednocześnie embolia gazowa i odma opłucnowa, może być skomplikowana, ze względu na rozprężanie się powietrza w opłucnej podczas dekompresji. W takim wypadku, leczenie odmy musi zostać przeprowadzone w komorze przed przywróceniem pacjenta do ciśnienia atmosferycznego. Odma śródpiersiowa i podskórna ustąpi samoczynnie, gdyż krew będzie powoli reabsorbować uwięzione powietrze.


Uraz ciśnieniowy płuc Choroba ciśnieniowa

Głębokość nurkowania Do 10 m Od 10m

Czas nurkowania Nie ma wpływu Zwykle przekracza wartość dla dekompresji zerowej

Najczęstsza przyczyna Wynurzanie z zatrzymanym oddechem Zła dekompresja

Czas wystąpienia objawów Do 30 min Do 12 h

Pierwsze objawy chorobowe Kaszel z krwiopluciem, bóle w klatce piersiowej Bóle stawów, świąd skóry

Rodzaj zatorów gazowych Powietrzne Azotowe

Lokalizacja zatorów gazowych Mózgowie, mięsień sercowySkóra, ścięgna, kości, płuca, rdzeń

kręgowy, mózgowie, ucho wewnętrzne

Objawy neurologiczne Uszkodzenie mózgowiaUszkodzenie dolnego odcinka

rdzenia kręgowego, mózgowia, przedsionka


Fizjologia nurkowania

Education

Transcript of Fizjologia nurkowania