등압 역확산

Isobaric counterdiffusion

생리학에서 ICD(isobaric counterdiffusion)는 가스 조성 변화 후 일정한 주변 압력 하에서 다른 가스가 조직 안팎으로 확산되는 것과 이 현상의 생리학적 영향이다.불활성 가스 역확산이라는 용어는 동의어로 사용되기도 하지만 주변 압력이 [1][2]변화하는 상황에도 적용될 수 있다.그것은 혼합 가스 다이빙과 마취학과 [citation needed]관련이 있다.

배경

이소바릭 역확산은 1973년 그레이브스, 이디큘라, 램버트슨, 퀸에 의해 다른 가스 혼합물(불활성 성분이 질소 또는 네온)[3][4]에 둘러싸인 상태에서 호흡한 실험 대상자들에게 처음 설명되었다.

임상 관련성

의학에서 ICD는 다른 방향으로 가스를 확산시켜 신체와 주변 [5]장비의 공기의 내부 압력을 증가시킬 수 있는 것이다.

예를 들어 수술실(공기에 둘러싸인)에서 아산화질소를 호흡하는 환자가 이에 해당합니다.기관 내 튜브의 측정띠는 아산화질소가 공기로 채워진 공간으로 확산되어 부피가 증가하므로 모니터링해야 합니다.복강경 수술에서는 아산화질소가 복강이나 골반강으로 확산되어 내압이 증가하므로 피한다.고막성형술의 경우 아산화질소가 [citation needed]중이 안으로 퍼지기 때문에 피부 플랩이 내려가지 않습니다.

다이빙과의 관련성

수중 다이빙에서 ICD는 하나의 불활성 가스가 신체 조직으로 확산되는 반면 다른 불활성 가스는 확산되는 것이다.감압 현상으로 엄밀하게는 말할 수 없지만 감압 중에 발생할 수 있는 합병증으로 환경 [6][7]압력의 변화 없이 기포가 형성 또는 성장할 수 있다.조직으로 확산되는 기체가 다른 기체가 조직을 떠나는 속도를 초과하는 속도로 그렇게 하면 환경 압력의 변화 없이, 특히 동시 감압 없이 기포의 형성 또는 성장을 일으키기에 충분한 과포화도로 조직 내 복합 가스 농도를 올릴 수 있다.n. 이 현상의 두 가지 [1][8]형태는 Lambertsen에 의해 설명되었습니다.

표면 ICD

표면 ICD(정상 상태 이소바릭 역확산이라고도 함)는 다이버에 의해 호흡된 불활성 가스가 [1][8][9]몸을 둘러싸고 있는 불활성 가스보다 더 천천히 체내로 확산될 때 발생합니다.

이것의 예로는 헬리옥스 환경에서 공기를 들이마시는 것이 있습니다.헬리옥스의 헬륨은 피부로 빠르게 확산되는 반면, 질소는 모세혈관에서 피부로 그리고 몸 밖으로 더 천천히 확산됩니다.그 결과 표면 조직의 특정 부위에서 과포화를 일으키고 불활성 가스 기포를 형성한다.이러한 등압성 피부 병변( 두드러기)은 주변 가스가 질소이고 호흡 가스가 [10][9]헬륨인 경우에는 발생하지 않습니다.

심부 조직 ICD

심층 조직 ICD(일명 과도 이소바릭 역확산)는 다이버에 의해 다른 불활성 가스가 [1][8]순차적으로 호흡될 때 발생합니다.빠르게 확산되는 가스는 느린 확산 가스가 [7]조직 밖으로 운반되는 것보다 더 빨리 조직 안으로 운반됩니다.

이것의 예는 1977년 Harvey에 의해 문헌에서 보여졌습니다. 다이버들이 질소 [7]혼합물에서 헬륨 혼합물로 바꾸면서 그들은 빠르게 가려움증을 일으켰고 관절통이 [11]뒤따랐습니다.하이드라독스를 호흡하는 포화 다이버들은 헬리오크스 혼합액으로 전환했고 히드라 [12]5호기 동안 감압병 증세가 나타났다.2003년 Dolette와 Mitchell은 ICD를 내이 감압 질환의 기초로 설명했으며 "감압으로 인한 최대 과포화 기간을 피하기 위해 호흡 가스 스위치를 깊이 또는 얕게 스케줄해야 한다"[13]고 제안했다.또한 포화 다이버들이 호흡하는 하이드리옥스를 헬리옥스 [14]혼합물로 전환하는 경우에도 발생할 수 있습니다.

저용해성 가스(일반적으로 헬륨과 고용해성 가스, 전형적으로 질소)[15][16] 사이의 감압 천장 근처의 이소바릭 가스 스위치에서 발생하는 불활성 호흡 가스 희석제 사이의 용해도 차이로 인해 나타날 수 있는 또 다른 효과가 있다.

Doulette와 Mitchell의 내이 감압 모델은 호흡 가스의 헬륨에서 질소로 전환한 후 가스 장력의 일시적인 증가가 구획 간 가스 전달의 차이로 인해 발생할 수 있음을 시사한다.관류를 통한 혈관실로의 질소의 수송이 관류를 통한 헬륨의 제거를 초과하는 경우, 주변 림프 및 내림프로부터의 확산에 의한 혈관실로의 헬륨의 전달이 질소의 역확산을 초과하는 경우, 질소 투입량이 초과됨에 따라 총 가스 장력이 일시적으로 증가할 수 있습니다.기포 형성 및 성장을 초래할 수 있는 헬륨 제거이 모델은 중이의 가스가 둥근 창을 통해 확산되는 것은 무시할 수 있음을 시사한다.모델은 모든 조직 [13]유형에 반드시 적용할 수 있는 것은 아닙니다.

ICD 방지

Lambertsen은 [1][8]잠수 중에 ICD를 피하는 것을 돕기 위한 제안을 했다.잠수부가 질소에 둘러싸여 있거나 질소로 포화되어 있는 경우 헬륨이 풍부한 가스를 흡입해서는 안 됩니다.Lambertson은 또한 헬륨이 풍부한 혼합물에서 질소가 풍부한 혼합물로의 가스 전환은 허용될 수 있지만, 질소에서 헬륨으로의 변경에는 재압축이 포함되어야 한다고 제안했다.그러나 Doulette와 Mitchell의 내이감압증(IEDCS)에 대한 최근 연구는 내이(예: Bühlmann) 알고리즘에 의해 내이가 잘 조절되지 않을 수 있음을 보여준다.Doulette와 Mitchell은 상승 시 트리믹스에서 니트록스로 전환할 때 흔히 볼 수 있듯이 헬륨이 풍부한 혼합에서 질소가 풍부한 혼합으로 전환하면 내이 내부의 불활성 가스의 일시적인 과포화를 [13]일으켜 IEDCS를 발생시킬 수 있다고 제안한다.Trimix에서 nitrox로 전환할 때 IEDCS의 발생률을 설명하는 유사한 가설은 총 불활성 가스 압력의 일시적인 증가를 발생시키는 데 헬륨보다 훨씬 더 큰 질소의 용해성의 영향을 고려한 스티브 버튼에 의해 제안되었으며, 이 가설은 [17]등압 조건에서 DCS로 이어질 수 있다.산소에 의한 재압축은 ICD에 의한 증상 완화에 효과적이다.그러나 버튼의 IEDCS 모델은 둘레트와 미첼의 내이 모델과 일치하지 않는다.Doulette와 [13]Mitchell은 물에 가까운 용해도 계수를 사용하여 내이를 모델링합니다.그들은 감압으로 인한 최대 과포화 기간을 피하기 위해 헬륨이 풍부한 혼합물에서 질소가 풍부한 혼합물로의 호흡 가스 스위치를 깊이(질소 마취에 대한 상당한 고려사항) 또는 얕게 신중하게 계획해야 한다고 제안한다.산소 [13]독성을 충분히 고려하여 안전하게 견딜 수 있는 가장 큰 흡기 산소 부분 압력을 호흡하는 동안 스위치를 켜야 합니다.

Trimix에서 nitrox로 전환할 때 IEDCS의 발생률을 설명하는 유사한 가설은 총 불활성 가스 압력의 일시적인 증가를 발생시키는 데 헬륨보다 훨씬 더 큰 질소의 용해성의 영향을 고려한 스티브 버튼에 의해 제안되었으며, 이 가설은 [18]등압 조건에서 DCS로 이어질 수 있다.

버튼은 일정한 압력에서 질소 분율이 크게 증가하는 트리믹스에서 니트록스로 전환하는 효과는 헬륨의 손실이 질소 증가에 의해 보상되는 것보다 더 큰 것이므로 특히 더 빠른 조직 내에서 전반적인 가스 부하를 증가시키는 효과가 있다고 주장한다.이것은 빠른 조직에 즉각적인 기포 형성과 성장을 야기할 수 있다.감압 천장에서 가스를 전환할 때 ICD를 피하기 위한 간단한 규칙이 [18]제안됩니다.

  • 감압 가스의 질소 가스 비율 증가는 헬륨 [18]가스 비율 감소의 1/5로 제한해야 합니다.

이 규칙은 수백 개의 딥 트리믹스 [18]다이빙에서 ICD를 성공적으로 방지하는 것으로 밝혀졌습니다.

Ultimate Planner라고 불리는 감압 계획 소프트웨어 도구는 내이를 수성(미첼과 둘레트의 접근법) 또는 지질 조직(버튼의 [19]접근법)으로 모델링하여 ICD를 예측하려고 시도합니다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 감압병 – 용액에서 용존가스로 인해 발생하는 장애
  • 감압 이론 – 감압 생리학 이론 모델링
  • 내이감압증 – 용액에서 불활성기포가 형성되어 발생하는 질환

레퍼런스

  1. ^ a b c d e Hamilton, Robert W; Thalmann, Edward D (2003). "Decompression Practice". In Brubakk, Alf O; Neuman, Tom S (eds.). Bennett and Elliott's physiology and medicine of diving (5th ed.). United States: Saunders. pp. 477–8. ISBN 978-0-7020-2571-6. OCLC 51607923.
  2. ^ Lambertson, Christian J; Bornmann, Robert C; Kent, MB, eds. (1979). Isobaric Inert Gas Counterdiffusion. 22nd Undersea and Hyperbaric Medical Society Workshop. Vol. UHMS Publication Number 54WS(IC)1-11-82. Retrieved 10 January 2010.
  3. ^ Graves, DJ; Idicula, J; Lambertsen, Christian J; Quinn, JA (February 1973). "Bubble formation in physical and biological systems: a manifestation of counterdiffusion in composite media". Science. 179 (4073): 582–584. Bibcode:1973Sci...179..582G. doi:10.1126/science.179.4073.582. PMID 4686464.
  4. ^ Graves, DJ; Idicula, J; Lambertsen, Christian J; Quinn, JA (March 1973). "Bubble formation resulting from counterdiffusion supersaturation: a possible explanation for isobaric inert gas 'urticaria' and vertigo". Physics in Medicine and Biology. 18 (2): 256–264. Bibcode:1973PMB....18..256G. CiteSeerX 10.1.1.555.429. doi:10.1088/0031-9155/18/2/009. PMID 4805115. Retrieved 10 January 2010.
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  6. ^ Hamilton & Thalmann 2003, 페이지 477–478. 대상:
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  19. ^ Salama, Asser (2014). "Ultimate planner (deco software)". Tech Diving Mag. Asser Salama. Retrieved 17 March 2016.