2009年12月8日 星期二

深水安全停留的重要性 - 從減壓潛水重新思考上升參數

The Importance of Deep Safety Stops:
Rethinking Ascent Patterns From Decompression Dives
作者: Richard L. Pyle
翻譯:trimixman
原始連結 http://www.bishopmuseum.org/research/treks/palautz97/deepstops.html
本文精簡版原始發表於DeepTech, 5:64;後續完整版本發表於Cave Diving Group Newsletter, 121:2-5.

在我開始前,讓我們先弄清楚一些事 : 我是個魚類迷(魚類學者),特別聲明這點是因為那代表了二件事 : 第一,我在水裡花了非常多的時間;第二,雖然我是個生態學家,對動物生理學有不少的了解,但在減壓生理方面我並不是一個專家,當你讀我的文章時請謹記這些。



在技術潛水這個觀念存在之前的年代裡,我在180-220呎的潛水次數,遠超過我能記起來的次數,由於大量的潛水,最後我開始注意到一些特定的模式,在這些潛水後,十分頻繁地,我感到某些程度的疲勞和不適,而這些潛水後的症狀,十分明顯地與隋性氣體積存的關連性,遠大於物理作用或是低溫曝露,因為在200呎且少於1小時的潛水,相較於淺水層4到6小時的潛水,其症狀通常較為劇烈。

有趣的是這些症狀並不是很固定的發生,有時侯我完全感覺不到任何症狀,而某些時侯潛水後有極度的睡意,以致於開車回家時都很難保持清醒。我從各種廣泛、不同的影響參數,試著串連這些劇烈症狀,例如大量的曝露時間、在10呎減壓停留時,額外所花的時間值、海流的強度、水質的透明度、水溫、前晚睡的如何、脫水程度…等,所有你能想到的…但是這些明顯的參數似乎沒有一個與此有關。最後,我想到是什麼了 - 是魚!沒錯,每次我採集到魚時,我就沒有潛水疲勞的問題,而我一無所獲時,症狀就會傾向強烈,我相當訝異於其中的關連性十分一致。

問題是:儘管如此,這仍沒有任何實質上的意義,為什麼這些症狀就得和抓魚扯上關係?事實上,採集後我預期會有更劇烈的症狀,因為像這樣的潛水中,在滯底時我費力的程度是更加重的(要追魚不是那麼容易的)。
另外還有一件事不同,你看,大部分的魚都有一個充滿氣體的內部器官,稱為鰾(swimbladder)-基本上就是魚的浮力調節器。如果把魚從200呎處直接帶到水面,它的鰾會膨脹到原來的7倍大,並且壓碎其它的器官。
通常我要採集的是活體魚,因此我必須在上升過程中的某處停留,暫時性的將皮下注射器的針頭插入魚鰾,以釋放過多的氣體,通常這項作業的停留深度,會比我的第一個減壓站深度來得大。

例如:在一個平均深度200呎的潛水,第一個減壓站會在靠近50呎的附近,但是為魚而停的深度大約是125呎。所以,每當我抓到魚時,我的上升側面圖將會包括一個額外的、深度遠大於第一減壓站、時間2-3分鐘的停留。

不幸的是,這根本也沒什麼幫助,當你從血液和組織釋放氣體飽和壓力的角度來思考時,深水層的停留將會帶來更多的減壓問題,因為在深水層花了更多的時間。

有些人天生就對真實世界正在發生的事,比理論世界中應該要發生的事,有著更大的信心,我決定開始在所有的減壓潛水中,都加入深水層停留,不論我是否有沒有抓到魚...
猜猜看發生什麼事?

我那些疲勞症候完全都消失了!這實在是太神奇了! 我指的是在早上的深潛之後,我真的可以在下午和傍晚的時侯,還能完成一些其它的工作!
我開始告訴人們這項驚人的發現,但總是千篇一律的碰了一鼻子灰,有時還會召來某些專家們的嚴正訓斥說這一定是錯誤的!

"很顯然的",他們跟我說
"你應該儘可能的儘快離開深水層,以減少氣體的累積..."

這世上沒有人會喜歡對立,所以對於在深水層減壓的事,我變得沈默...

過了好幾年,我越來越相信這些深水層停留對於減少減壓症可能性的價值,在我所有潛後症狀的類別裡,範圍包括了單次潛水中從疲勞、肩膀疼痛一直到四肢麻痺,那是某次深潛時我忽略了深水層減壓站所致。

作為一個科學家的專業,我覺得有必要了解這些明顯症侯群的潛在作用機制,但結果總是被那些似是而非、自相矛盾的潛水側面圖所困擾,不久後我看到David Yount博士在美國水下科學學院(AAUS)1989年年會所發表的文件。

Yount博士是夏威夷大學的物理教授,同時也是可變透通性減壓演算模型(Varying-Permeability Model,VPM)的創造者之一。這個演算模型將微核的存在納入計算(micronuclei,血液與組織中氣體形式的氣泡),並以此為減壓過程中,氣泡成長或縮小的主要因素。

VPM論點中稱之為初始減壓站的深度,比依循neo-Haldanian減壓模式(腔隔基礎,compartment-based)所建議的要更深,對我來說,最後這一切終於開始變得合乎邏輯了。(想要了解VPM的讀者,請參閱Best Publishing's Hyperbaric Medicine and Physiology,第6章; Yount, 1988)

如同先前已經提過的,在潛水生理方面我並不是一個專家,讓我解釋為何要以教育訓練的方式讓潛水員都了解。首先,大部分的讀者都知道在大多數的潛水後,血管中的氣泡固定都可以偵測得到 - 即使是免減壓潛水(No Decompression),氣泡就在那兒,但它們不見得一定會導致減壓症。現今,技術潛水員們所進行的大部分深水減壓潛水(相對於商業或軍事潛水員),都是非飽和潛水(sub-saturation dive),換句話說,他們的滯底時間(bottom-times)相對較短(在本文中我認為300呎2小時算是短時間),端視深度、潛水時間和使用氣體種類而定。

而在理論上以腔隔為基礎的演算模式中,介於海底(bottom)和第一減壓站之間,通常是一個相對來說較為直線拉長型的上升,海底時間越短,上升越直線越好。傳統上的思維箝制會使你認為"儘快滾出深水區",將額外的氣體累積減到最小。有很多人甚至相信深水區的上升應該使用較快的上升率,重點是,如此潛水員就會經常性地在"相對性的短時間內週遭壓力急遽下降"的情況下進行上升 - 所以他們才會說:"儘快滾出深水區!"

這點,我相信就是問題所在,也許這和血液經由典型的循環系統通過所需時間有關,也許和血液通過心臟瓣膜時微小氣泡的形成有關,而且在氣體從週遭血液釋放時成長更大。無論生理學上的機制為何,我相信從深水區的免停留上升初始時期(initial non-stop ascent),是氣泡形成、促使氣泡成長大小的關鍵。

過去的一年間我學習了很多有關於氣泡物理的東西,遠超過我想要在此處講述的,這件事就留給真正懂的人。氣泡長成或縮小,取決於許多複雜的因素,包括即時的氣泡大小,較小的氣泡在減壓中傾向於縮小,而較大的氣泡則傾向於變大,而且比較可能導致減壓症。因此,要減少減壓症的可能性,讓氣泡保持較小的狀態是很重要的。以相對較快的上升速度從深水層上升到第一減壓站,對於保持較小的氣泡並無助益,藉著減緩初始上升到第一減壓站(包含一個或多個深水減壓站),也許氣泡能保持在較小的狀態,在後續的減壓站中繼續縮小。

如果這其中有任何一些論點是對的,那麼我懷疑在減壓症影響所及的大量變化中,與滯底到第一減壓站間的上升參數是有非常大的關連的,也與剩餘的減壓側面圖有關。減壓症是一種非常複雜的症侯群 - 即便是最頂尖的潛水生理學家也未必解釋清楚,不幸的是我們似乎無法完整、廣泛的了解它,因為我們的身體是如此不可思議與充滿混沌的環境,這些都阻礙了各種避免減壓症的努力,但是我認為,像我們這樣的非飽和減壓潛水員,只要我們改變初始上升的方法,就能有效的減少減壓症的可能性。

你們之中可能會想"...他不是說他並不是個潛水生理的專家嗎?...為什麼我要相信他",如果你這麼想,那很好,那就是我想要你去思考的:不要只相信我一個人!

所以,你何不好好仔細研究一下DeepTech期刋95年9月號(第3期),讀讀Bruce Weinke的專欄?我知道那其中有一些非常尖端的東西,但你應該反覆的讀到完全了解為止...你何不連絡aquaCorps公司,訂購tek.95會議中,編號9的錄音帶(氣泡減壓策略),聽聽看Eric Maiken解釋有關於氣體物理的事,那其中可能有些是你從不知道的...

如果你已經這樣做了,那你何不也訂購最近tek.96會議中,有關"了解氦氮氧表格"的錄音帶,你可以聽聽Andre Galerne(可說是氦氮氧之父)談到在表格之外的深水減壓站,是如何戲劇化的減少減壓症的影響;同一張錄音帶中你也可以聽聽COMEX公司(法國商業潛水公司,曾執行過世界最深潛的計畫)的Jean-Pierre Imbert對於比一般表格更深初始減壓站(initial stop)的全新看法...你何不問問George Irvine在DeepTech期刋96年1月號(第4期)中他說到:「在每一次減壓計畫裡的第一減壓站前,加入3到4個短時間的深水減壓站」是什麼意思?

看看Peter Bennett主編的警示潛水員雜誌96年1/2月號中,他談到在休閒潛水關於此點基本上是相同的論點。如果你真的想要讀些廣開眼界的專文,那麼試著搜尋由LeMessurier and Hills所撰寫的托列斯海峽(Torres Strait)潛水漁人集散地的報告(清單位於該文末端的參考書目部份),這份清單仍不斷的更新...

重點是,我似乎不是唯一提倡深水減壓站論點的人。

你還是有所懷疑嗎?那麼且讓我這樣問你:你相信所謂的"免減壓"潛水後的"安全停留,對於減少減壓症的可能性是有用的嗎?如果不,那你應該看看潛水員警示網(Diver Alert Network)的統計資料彙整結果;如果是,那你早已經在免減壓潛水中,進行了"深水停留"了。如果這讓你覺得好過些,那麼將你上升到第一減壓站之前所做的額外"深水減壓停留",姑且稱之為"深水安全停留"吧!

試著如此思考:在單次潛水中,第一減壓站的功能機制其實等同於水面,也就是免減壓潛水滯底時間(No-deco bottom time)的絕對最大上限...


難道你不認為在免減壓潛水中的安全停留,要比想盡辦法讓潛水保持在免減壓限制內,更為重要嗎?

也許你會說 : 「我已經在減壓過程中執行過安全停留了我總是在減壓站更深的1020呎處停留減壓

「此舉固然正確,但不是在此我所要談的重點..

「為什麼?!

「在免減壓潛水中我在20呎處執行安全停留,為何我不該在更深一些的深度進行深水安全停留…?

我告訴你為什麼

因為,安全停留就是為了避免氣泡增生,而氣泡增生是絕對壓力變化機制中的一部分,卻不是深度上線性的機制,假設,最大深度75英呎的潛水,你在20英呎處安全停留,水面上的絕對壓力是1ATA75英呎處是3.3ATA,而安全停留的20英呎是1.6ATA – 這大約是3.3ATA1ATA間的中間壓力值。

那麼再假設,你下潛到200英呎(大約是7ATA),你的第一個減壓站是50英呎(大約是2.5ATA),介於這二個深度的中點絕對壓力是4.75ATA,也就是125英呎的深度,因此,在這次的潛水中,你將會在大約125英呎處執行深水層安全停留 這個深度,恰好就是通常幫我的小魚注射針頭的時侯。

當然,物理及生理的機制比這個更複雜多了,中點深度的絕對壓力值,並不盡然就是理想的安全停留深度,事實上 我幾乎可以肯定的告訴你不是如此。

就我所理解的氣泡型減壓演算模型中,起始減壓站(第一減壓站),應當是絕對壓力變化機制的起始點,而不是相對比例的壓力變化,因此,在大部分的減壓潛水中,理想的停留點應當要比絕對壓力中點的深度再更深一些。

不幸的是,我強烈的懷疑,有那些潛水電腦會開始將氣泡型減壓演算法整合進來?至少不會是以完整的形式,我想。

在這之前,減壓潛水需要一個簡單的方法 一個可靠的經驗法測可供依循,而不必依賴電子計算機的運算能力,例如在上升時深度水區段降低上升速率。

不過說比做容易,這其實相當困難 尤其是在開放水域中,相反的,在上升過程中,我想你可以採用好幾個短時間的減壓站,分階段完成上升。且不論在生理上是否正確,你可以想像它們就像進廠維修,讓你的身體可以跟得上絕對壓力的變化機制。

以下就是我所整合的深度層安全停留的方法 :

1)用你慣用的軟體計算出當次潛水的減壓時程

2) 在開始上升和第一減壓站間,找到那個中間深度點,你也可以用絕對壓力來算出此一中間點,就大部分的技術潛水範疇中,線性距離上的中點就很接近此點,而且比較容易計算。此一深度就是你第一個深水層停留深度,停留時間大約是2-3分鐘。

3)將深水層停留納入你的減壓時程中重新計算(大部分的軟體允許這種多層停留的計算)

4)如果你的第一個深水層停留,和第一個強制減壓站之間的深度超過30呎,那麼在二者的中點間,再增加一個深水層停留站

5)重覆計算直到各個間距深度不超過30

舉例 :

假設你要進行300英呎的氦氮氧潛水,你的軟體計算出第一個強制減壓站是100英呎,那麼你應該要在200150125英呎處各增加一個短時間(2分鐘)的深水層停留站。

當然,你的計算軟體會告訴你在這些停留站間,你仍處於吸收隋性氣體的階段,因此其後的減壓時間,會稍微增加一些。

然而,在我個人及其它許多人的經驗中,隨之降低獲致DCI症候的機率,將遠大於這些停留時間的成本。

事實上我願意打賭,深水層安全停留站的效益之大,甚至可以減少整體的總減壓時間,且保有較低的致病機率 但這仍須要有人可以提供更直接的證據來支持此一論點,你真的應當要多花點額外的減壓時間來確保安全。

任何有讀過我在潛水網路論壇文章的人都知道,我積極的倡導個人承擔風險責任的潛水方式,如果你打算聽從我的論點將深水層停留加到你的減壓程序中,那很好;如果你決定繼續遵照潛水電腦計算的減壓程序,那也不錯。

不論你的決定為何,你自己要完全承擔任何發生水下狀況的完全責任,如果你並沒有把潛水正視為有風險的行動,那麼你只是一個在水中大聲求救的陸地哺乳動物而己!!不能接受風險與責任,那麼就離水遠點

如果你照我的方法去潛水而得了減壓症,那麼這是你的錯誤,你怎麼會笨到聽從一個魚類迷的減壓建議!!

參考書目:
Bennett, P.B. 1996. Rate of ascent revisited. Alert Diver, January/February 1996: 2.
Hamilton, B. and G. Irvine. 1996. A hard look at decompression software. DeepTech, No. 4 (January 1996): 19- 23
LeMessurier, D.H. and B.A. Hills. 1965. Decompression sickness: A thermodynamic approach arising from a study of Torres Strait diving techniques. Scientific Results of Marine Biological Research. Nr. 48: Essays in Marine Physiology, OSLO Universitetsforlaget: 54-84.
Weinke, B. 1995. The reduced gradient bubble model and phase mechanics. DeepTech, No. 3 (September 1995): 29-37.
Yount, D.E. 1988. Chapter 6. Theoretical considerations of Safe Decompression. In: Hyperbaric Medicine and Physiology (Y-C Lin and A.K.C. Niu, eds.), Best Publishing Co., San Pedro, pp. 69-97.

特別感謝Eric Maiken為我解說氣泡生理學,為我這些很傻的想法增加了一些理論基礎