Tauchmedizin & technisches Tauchen: die unendliche (Deko-)Geschichte

Tauchmedizin & technisches Tauchen: die unendliche (Deko-)Geschichte Agenda: •die 3 Wellen •Technisches Tauchen: was ist denn DAS? •Dass Taucha' bleed machd? •Ox-Tox: was zuviel ist, ist zuviel! •Ist der 3m-Stopp tot? •deep stops und silent bubbles •HANDS ON •Zeit zur Diskussion

die 3 Wellen:

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Haldane Workman, Schreiner, Bühlmann-Hahn, und Andere … VPM, RGBM, VGM & GFM (*)

VPM: RGBM: VGM: GFM:

Varying Permeability Model Reduced Gradient Bubble Model Variable Gradient Method Gas Formation Model

Die erste Tauchtabelle der Welt mit Stufendekompression (1907)

DCI: Decompression Illness (Überbegriff DCS + C/AGE) DCS: Decompression Sickness Dekompressionskrankheit Dekompressions“unfall“ Deko-Hit (*) Kategorien von Hills, B.A., „Decompression Sickness“ C / AGE: cerebrale / arterielle Gasembolie

• Prof. Dr. med Albert A. Bühlmann (1923 – 1994) Arzt an der Züricher Uniklinik • Dr. Max Hahn (1929 – 2000) Physiker und TL ***

Was haben die 1. und die 2. Welle gemeinsam? Kompartimente: Gruppe von mathematischen Modell-Geweben, Perfusion (Durchblutung) = Kehrwert der Halbwertszeit „schnelle“ Kompartimente -> kleine HWZ: 2 – 20 min. „langsame“ Kompartimente -> große HWZ: 600 -> 700 + min. Erlaubte Übersättigung / tolerierter Umgebungsdruck: „2:1“ bzw. abhängig vom Kompartiment / HWZ steigt linear mit der Tiefe (U.S. Navy: M-Werte ZH-L: a / b –Koeffizienten)

Was haben die 1. und die 2. Welle gemeinsam?

Was haben die 1. und die 2. Welle gemeinsam?

Technisches Tauchen: was ist denn DAS? Ausrüstung & verwendete Gase HPNS und Konsorten: Helium-Tremor und der Taucher CO2: the silent Killer!

HPNS:

High Pressure Nervous Syndrome

z.B.: Bottom Gas 2 * 12 L Trimix, Wing, Harness + Backplate 2 Automaten, 2 MischgasComputer, 2 Lampen, …

z.B.: DekoGase: EAN 60, EAN 99; Argon, Ersatzmaske, 2 SchneideWerkzeuge, … etc. pp. ..

Atemgase / Bottom Mix z.B.: TRIMIX (Tri = 3: O2, He, N2) TG sei auf 90 m Tiefe Absolutdruck / Umgebungsdruck 10 Bar Bsp.: Gemisch Trimix 12 / 68 / 20 Partialdrücke P Gassorte: PO2 = 1,2 Bar PHe = 6,8 Bar PN2 = 2,0 Bar WARUM ??? Helium: Meyer-Overton 1899 PO2 deutlich < 1,4 Bar PN2 entspricht Luft TG auf ca. 16 m

HPNS SIGNS AND SYMPTOMS

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Tremors of the hands Myoclonic jerking of the limbs Increased reflexes Nausea and vomiting Loss of appetite, weight loss Dizziness Fatigue and somnolence (microsleep)

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Animals – convulsions EEG theta (3-7 hz)  EEG alpha (8-13 hz) ↓ Evoked potentials  Decrement in performance Poor sleep, vivid dreams Visual/auditory hallucinations Dyspnea

Symptome aus dem Bereich des Sättigungstauchens: beim technischen Tauchen bedeutungslos

HPNS / Helium-Tremor: Film von DAN / TEC 2008

CO2: the silent Killer! DAN / TEC 2008:

Wood and Bryan made this chillingly accurate prediction… “A vicious circle could be established during exercise by an increased work of breathing without an attendant increase in ventilation leading to carbon dioxide accumulation” J Appl Physiol 1969;27:4-8

Blut CO2 wird bestimmt durch die CO2 Produktion der Gewebe und der Ventilation der Lunge

PACO2 = VCO2 / VA Tauchen kann dieses Gleichgewicht empfindlich stören!

bleibt konstant in der Tiefe für vergleichbare Arbeitsbelastung ABER WOB (work of breathing) kann entscheidend ansteigen!

- Immersion - Totvolumen - Gerätebedingt / Wartung - erhöhte Gasdichte bedeutet erhöhten Atemwiderstand

Dass Taucha' bleed machd? Macht (Technisches) Tauchen blöd? Die Geneva "memory dive" Study!

Negative neurofunctional effects of frequency, depth and environment in recreational scuba diving: the Geneva "memory dive" study Br J Sports Med 2004;38:108-114

215 gesunde Sporttaucher Global CBF Messungen Mittels 133Xe SPECT und psychometrische Tests

Conclusions: Scuba diving may have long-term negative neurofunctional effects when performed in extreme conditions, namely cold water, with more than 100 dives per year, and maximal depth below 40 m.

Ox-Tox: was zuviel ist, ist zuviel! Mechanismen und neue Ergebnisse zum Thema: Sauerstoff-Toxizität: FED, MAP und CBF (*) Oxygen Bends: das Phänomen der Sauerstoff-Dekompressionskrankheit

FED: First Electrical Discharge MAP: Mean Arterial Pressure CBF: Cerebral Blood Flow

Ox-Tox: was zuviel ist, ist zuviel!

Original: La Pression Barometrique, 1878

J. Physiol. 1899;24;19-35

Sidney Woollcott, D.S.M.

Symptom Onset Time (min)

Multiple Exposures of a Single Diver 160

Wet Rest at 70 fsw twice per week

140 120 100 80 60 40 20 0

0

5

10 Dive in Series

15

20 28

Summary of Donald’s Findings •611 individual exposures at 25–100' •50% Survival Times – Dry vs Wet (rest at 90'): 50% decrease – Rest vs Work (wet at 50'): 58% decrease – 65oF vs 49o/87.5o (rest at 50'): 19% decrease – Depth from 50-100' (wet rest): 25 min at 50' with 5 min decrease for each additional 10'

•Individual variability (wet rest at 70') – Mean = 57 min – Range = 7–148 min 29

Open Water O2 Diving - Arieli et al. (ASEM 77:526, 2006)

•2,527 dives by 473 Israel Defense Forces Navy combat divers to 7–23 fsw •91.5% O2 (± 5% SD): 1.1–1.6 atm •0% symptoms at 7 fsw (61 dives) •2.7% symptoms in at 10 fsw (711 dives) •3.3% symptoms at 13 fsw (269 dives) •3.9% symptoms at 17 fsw (1108 dives) •6% symptoms at 20 fsw (164 dives) •8 divers lost consciousness after 3-4 hrs 30

PIO2= 1.51 atm (Fatality #1239) • 39% nitrox at 95' in cave (1.51 atm O2) • Witnessed seizure • Meds: pseudoephedrine, phenylpropanolamine, antihistamine

PIO2=1.4 atm (Fatality) • 24.3% O2, 26% N2, 49.7% He • Turned dive after 25 min at 156' (1.4 atm O2) – Fell sideways & convulsed at 147' – Dropped regulator, jaw locked • Gas & equipment tested OK • Meds: birth control, Afrin

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Does Cialis Increase CBF & Potentiate O2 Toxicity? - Demchenko, Ruehle, Piantadosi

•Hypothesis: tadalafil ↑ O2 toxicity •Do other meds potentiate O2 toxicity?

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CO2 & O2 Physiology •Cerebral blood flow (CBF) controls O2 delivery to brain – High CBF  ↑O2 & ↑free radicals in the brain  earlier O2 toxicity

•Arterial CO2 controls CBF – High CO2  ↑flow & accelerates O2 toxicity – Low CO2  ↓flow & delays O2 toxicity

•What controls arterial CO2? VENTILATION 33

FED: First Electrical Discharge

MAP: Mean Arterial Pressure

CBF: Cerebral Blood Flow Sowohl MAP als auch CBF ändern sich vor Beginn eines Ox-Tox Hits

Carbon Dioxide and Oxygen Enhancement of Narcosis •Case & Haldane (1941) 300 fsw with CO2 3.64.3% •Much more severe narcosis than air alone •At higher partial pressures of CO2 loss of consciousness

Correlation of Narcotic Potency of the Inert Gases with Lipid Solubility and Other Physical Characteristics Gas

He Ne H2 N2 A Kr Xe O2 CO2

Mol. Wt.

Solubility in lipid

Temperature (ºC)

Oil-water Oilsolubility ratio

Relative narcotic potency (least narcotic) 4.26 3.58 1.83 1 0.43 0.14 0.039 (most narcotic)

4 20 2 28 40 83.7 131.3

0.015 0.019 0.036 0.067 0.14 0.43 1.7

37 37.6 37 37 37 37 37

1.7 2.07 2.1 5.2 5.3 9.6 20.0

32 44

0.11 1.34

40 40

5.0 1.6

Oxygen Narcosis Conclusions •Oxygen has narcotic properties •Special use only (rapid compression) •Not a problem for technical divers •Oxygen convulsions more serious problem •Valued use in decompression

Ox-Narc: Film von DAN / TEC 2008

Oxygen Bends: das Phänomen der SauerstoffDekompressionskrankheit

Oxygen Bends: das Phänomen der SauerstoffDekompressionskrankheit

Ist der 3m-Stopp tot? die neue United States Navy Tabelle von 2008 Wo kommt das denn jetzt her? Was hat das für praktische Auswirkungen?

Paradigmenwechsel bei der United States Navy (USN) USN Tabelle seit 1957 fast unverändert, größte Überarbeitung der USN Tabelle seit 1983 / 1993: Ziel: DCS Wahrscheinlichkeit weiter absenken! •NDL verkürzt •Repetitivgruppen erhöht •Deko-Stopps verlängert •10 feet Stopps auf 20 feet verlegt •Abkehr vom „12 h Dogma“ •Separate Tabelle für Arbeiten im Flachwasserbereich •3 Dekompressions-Modi: AIR, AIR/O2, Sur-DO2 Nachwievor ist diese Tabelle nicht für die Zielgruppe „zivile Taucher“!  Technische Voraussetzungen  Körperliche Voraussetzungen

Paradigmenwechsel bei der USN O-Text: There is no prohibition on performing repetitive dives in the reverse order, i.e., shallowest dive first and deepest dive last, or in any random order if the operational situation requires it.

Sowie: Tauchcomputer (Cochran „Navy“) werden seit 2001 benutzt

Auszug aus NEDU TR 09-03, p. E-10:

worom jetzat dees???

Es traten 19 Fälle von DCS Type II bei 1629 TG auf, hauptsächlich bei den Profilen 130 – 190 feet

deep stops und silent bubbles: die Fortsetzung der unendlichen Deko-Geschichte die „neuen“ Modelle: VPM / RGBM / VGM / GFM Ergebnisse hierzu von der NEDU, der Navy Experimental Diving Unit (Gerth-Report 2008 sowie NEDU TR 06-07) und der 2008 DAN Technical Diving Conference, 18. - 19. Januar, Durham, N.C.; sowie von: UHMS Decompression and the Deep Stop Workshop, 26. - 28. Juni 2008 Salt Lake City, Utah

Was unterscheidet die „neuen“ Modelle von den alten? 1. Welle: nur gelöstes Inertgas 2. Welle: dito, mit Verfeinerungen (dichteres HWZ Spektrum, asymmetrische Entsättigung, respiratorischer Quotient, … 3. Welle: freie Gasphase (Gasblasen) werden berücksichtigt, das Volumen dieser Blasen soll minimiert werden: ergo: tiefe Stopps

tiefe Stopps: kürzere Dekompressions-Stopps, die in größerer Tiefe durchgeführt werden, als es eine herkömmliche Tabelle / Deco-Software vorschreibt „deep stop“ Strategien: Haldane: „2:1“ Hills, Brian Andrew: „zero supersaturation“ DAN / NAUI: „halbe Tiefe“ „von Hand: Halbierung größte Tiefe – tiefster Tabellenstopp“ Uwatec: Level Stop oder PDIS DIY-Deco (*): Gradientenfaktoren, … (*) PDIS: Pressure Dependant Intermediate Stop Do-It-Yourself Desktop Decompression Software

Bisher üblich: ca. 1 min. Neue Messungen sind widersprüchlich (UHMS, 2008)! Effektivität fraglich: abhängig vom Tauchprofil! I.e.: Gas, Tiefe, Zeit ! Langsamere Kompartimente sättigen sich weiter! Neue Empfehlung(en): 2,5 min! Nur für ausgewählte Profile! Summe der Zeiten auf den tiefen Stopps + Aufstiegszeit: Als geplante Grundzeit addieren! Tabellen / Software Deko-Stopps im flachen Bereich: Auf keinen Fall kürzen!

Anzahl TG # DCS Hits in % =================================== 400 21 5,25 81 1 1,23 20 5 25 _______________________________________ 501

27

5,4

Anmerkung dieser Autoren in einer anderen Studie: der Temperatureffekt scheint den „deep stop“-Effekt zu überdecken!

•HANDS ON … Gasanalyse und Ultraschall-Doppler Messung

•Zeit zur Diskussion und Zeit für Weißbier und Weißwurschd 

•DIVE Version 2_9 für Power-User und solche, die es werden wollen ... 

Ultraschall-Doppler Messung

Ultraschall-Doppler Messung

Kategorien 0 – 4 Spencer Code: 0: keinerlei Blasensignale 1: einzelne, gelegentliche Signale, die meisten Herzzyklen sind signalfrei 2: mehrere, aber weniger als die Hälfte der Herzzyklen mit Signalen, einzeln bzw. in Gruppen 3: die meisten Herzzyklen enthalten Gruppen von Einzel-Signalen 4: kontinuierliche Blasensignale in jedem Herzzyklus, immer komplett von der Systole zur Diastole, die regulären Herzsignale werden übertönt

Ultraschall-Doppler Messungen

Grade 0

Grade 1

Grade 2

Grade 3

Grade 4

Ultraschall-Doppler Messungen: •Schlechte Korrelation zwischen hohen Spencer Grades und DCS •Bessere Korrelation zwischen niedrigen Spencer Grades und Abwesenheit von DCS •UltraschallDoppler Messungen lediglich als Indikator für „decompression stress“ •COPERNICUS Modell:

Provided by: the SubMarineConsulting Group www.SMC-de.com THANKS TO: