安全的上升速度

200506_ascent压病(DCS)依然在许多方面是个谜题。目前科学家可以非常确定DCS的起因是因在高压环境被压入人体组织的惰性气体在压力减少时变成气泡,而且也已经于一个世纪前就知道,DCS只会在你上升时才会发病。上升,是一个压力减少的过程,这也是造成DCS的爆发的主因。而成为DCS的患者与否的关键原因就在于你如何上升,更精确的说就是你上升的速度。

而在这,争论又开始了!慢一点也许比较安全,但要多慢?慢一点会比较好吗?还是这样的上升又会太慢?应该要在所有的上升过程中都保持同一个上升速度还是在接近水面时快一点或慢一点?我们应该一路上升,还是在中间要停一下?如果要在中间停一下,那是在多深停?停多久?

有关DCS的研究在最近的一个世纪来如同我们科学的进步一样有很大的进展。就像是路边停车一样,研究人员和潜水员朝着一个研究方向去探索前进,直到撞到了前方的车子(发生了DCS),他们再往后退,再撞到后方的车子。在这反复探索的过程,最终我们终于会安全地停在这个停车格的中央。目前我们虽然已经非常接近这个安全范围了,但还是有一小部份是曝露在危险之中!

 

我们该上升多慢?

从以往的理论和实务中发现,上升的越快,就越有可能得到DCS,而你上升的越慢,压力释放的越慢就越能避免DCS。这个理论在实验室和现实世界都得到了証实。在1870年代,Paul Bert把狗放在加压舱中压到了88米/290呎的压力,然后对他们做不同速度的减压。几乎在1~4分钟就完成减压程序(上升到海平面)的狗都死掉了,但有些幸运的小狗则在1个小时或更久的减压过程后平安生还。

Andrew Smith医师在1872年时布鲁克林大桥建造时是工地的医生,他发现当工人从东河底的沉箱回到地面时也发生了DCS。因为在他到这工作之前,工人们在长时间于21米/70呎的沉箱中工作换班后,常很快的回到地面。

Smith医师并不担心身体中产生的气泡,他和很多人都相信,DCS是因为〝人体内部器官充血〞而造成的。他并不知道Bert的有关气泡造成DCS的理论,因为Bert的理论一直到1878年才刊出。虽然Smith医师的理论是错误的,但他是个很细心的观察者,他发现了〝也许这沉箱病(DCS)最有可能起因是上升的速度太快所导致,如果有更充足的时间来通过这段上升,说不定这个病就不会发生〞。所以Smith医师就要求把上升梯的速度降到每分钟3米/11呎,但DCS并没有从此消失,不过Smith医师的缓慢上升理论的确有效的减少DCS发生在沉箱工人身上的机会,而在19世纪,上升速度小于每分钟3米/11呎已是一个标准的规定。

 

你会上升得太慢吗? 

当更慢的上升速度被用在更深更久的潜水中,马上明显发现即使上升速度减到0.5米/1.5呎还是会得DCS。所以我们得从Bert没注意到的地方开始着手。J.S. Haldane开始一个广泛的研究去钻研1分钟的上升及1个小时的上升到底还有什么不同。他知道DCS的起因是上升的速度,但是到底其中正确的关系在哪里?这次山羊成了我们的研究目标,因为他们在体型和心血管方面和人类比较相像。

在1906年于皇家海军的一连串实验中,Haldane将山羊压到不同的压力,直到他认为山羊已经吸收足量的气体了,然后以不同的速度来将山羊减压来看山羊是否会有疼痛反应。基本上,Haldane的研究方向就像是在一路倒车直到撞到后面的东西为止,他的研究为DCS找到了一个清楚的源头。从他的研究资料,他得到一个图表,这个图表一直到今天都是我们学习减压理论时的基础,其中还包含了器官对于吸收、代谢气体的组织半时间。

而Haldane发现潜水员的上升也真的有可能会太慢。浪费太多时间在深水域,潜水员实际上还是在吸收更多的惰性气体并且恶化他的减压问题。所以Haldane设定了一个比较快的上升速度-每分钟9米/30呎,而不是当时皇家海军采用的每分钟1.5米/ 5呎。试想皇家海军在Haldane研究发表前,30米/100呎深5分钟的滞底时间的潜水,皇家海军潜水员要用20分钟上升,而且其中一半的时间待在超过15米/50呎的深度。依Haldane的计划表,则只须要7分钟的上升,其中包含了3分钟的停留,而中间只有1分钟40秒在15米/50呎以下。

每分钟9米/ 30呎或接近的上升速度在20世纪的前半个世纪成为主流。对于着潜水盔的潜水员来说,他们的水面团队很难以快于这个速度把他们在水底的潜水员轻易的拉到水面!但对于水肺潜水员来说,是完全不受这个规定限制,而且在1950年代,美国海军水底爆破大队的潜水员希望可用每分钟30米/100呎的速度上升,这个速度对于要用同一个潜水计划着潜水盔潜水员来说实在太快了,所以海军决定做个妥协,用每分钟18米/60呎来做为上升速度的标准。新的减压表便依这个上升速度设计,并且在志愿者身上做测试,在1959年开始使用。接下来的40多年,几乎所有的潜水员都依每分钟18米/60呎来做为上升的速度。

不过接踵而至的是,这个理论似乎又向前冲过头而碰到极限了。每分18米/60呎上升速度似乎运作的非常好,整体来说,依海军减压表操作,DCS的发生率非常的低。但隐藏在统计数字中的是对某些特定潜水来说,这个减压表非常不安全。这些特定的潜水员指得是潜的比一般潜水员更深、更久,在减压过程中须要把一些代谢气体更慢的组织计入考量!所以在1970年代,瑞士教授A.A. Buehlmann使用了更保守的计算方式,做了一个新的减压表。在这同时他把最大上升速度减到每分钟10米/33呎。Buehlmann的新减压表和新的上升速度限制被放入某些第一代的潜水电脑表并在欧洲广受欢迎,并且在1980年代进入美国潜水界。

不过某些电脑表依然使用美国海军的每分钟18米/60呎的上升速度,这使得有些潜水员误信所有的电脑表都是一样。而几乎在同一时间,都普勒气泡侦测仪也在这时被开发出来。它显示出,即使有些被认为安全无比的潜水模示在潜水完后,潜水员身体内还是有气泡。此时潜水电脑表厂商和潜水教育机构都开始觉得有必要再更小心的看待上升速度。所以他们全部选择了每分钟9米/30呎的速度,不知是不是巧合,这正是Haldane在80年前所推荐的上升速度。

最近,有些研究员建议将上升速度减到每分钟3米/10呎的速度会更加安全。与Divers Alert Network(DAN)欧洲分部合作的Alessandro Marroni和Peter Bennett博士已经开始更仔细研究每分钟18/9/3米的不同上升速度所造成的影响,还有深水域停留和浅水域安全停留。这个研究目前尚未完全完成。在目前,深水域的上升速度目前比较建议使用每分钟9米/30呎的上升,这个速率比每分钟3米及18米的上升速度会产生更少的气泡!

 

你应该把你的上升速度加快还是减慢?

你的上升速度在接近水面时应该要改变吗?大部份的潜水员在浅水域上升的非常快。因为潜水员和沉箱工人可以整天在浅水域中而不会得DCS,所以他们觉得的是浅水域是安全的。但现在我们知道其实浅水域反而是比较危险的,而不是比较安全,因为压力在这段区域其实变化得更快。有些潜水员及潜水电脑表已经是深水域上升较快的的拥护者-比如说从超过30米深的水域到30米之间以每分钟18米上升,然后减速到每分钟3米的速度来完成接下来的上升。这到底是个好主意吗?一样的,这些规定一直在反反复复的改变。

在一百年之前,潜水员是以固定的速度上升-比如说以每分钟1.5米/5呎从开始上升到最后到水面的阶段都一样的上升速度。想像一下一个潜水深度剖面图,X轴是时间,一个缓慢的上升会是一条和水平面呈非常小的角度的直线,从8大气压力(70米),倒数7、6、5、4、3、2、1。这似乎是一个非常合理的模式,因为一定的速度会避免掉突然的快速上升出现。但是当年Haldane把山羊放在加压舱中做实验时,他发现一些另人惊讶的现象,山羊可以忍受从8大气压(70米)直接到4大气压(30米)、从6大气压(50米)直接到3大气压(20米)、从2大气压(10米)直接到1大气压(水平面)的快速上升。却不能慢慢以同一个速度从8大气压力慢慢地7、6、5、4、3、2、1大气压力地上升到水面。Haldane的山羊从8大气压力快速上升到4大气压力后然后在从慢慢的上升到水面后依然活跳跳的。

也就是在此时,Haldane一定有一种兴奋的感觉,因为他发现的就是气泡形成的现象,而且此时Paul Bert已经指出气泡是DCS的主因。基础物理学告诉我们,在山羊的身体中,气泡是以组织半时间来计算稳定生成(请记得组织半时间是以曲线的速度累积,并不是直线)。所以当山羊用不同的速度从8大气压力->4大气压力->2大气压力->1大气压力上升时,他的潜水剖面因上升速度的不同,呈一个向上弯的曲线。这个上升速度速度正好让气体从组织代谢出来的速度呈现一个稳定的直线!而如果你假设气体会从组织代谢形成小气泡,而小气泡会被持续代谢出体外,只要这两个速度都是相等或是气泡代谢出出体外的的速度比较快,那在体内的气泡根本就不会有变大和累积的机会!同样的我们来看这只山羊的情形,气体从牠的组织分解出来,当压力变化的的速度和气泡被释出的速度在一个安全的范围内,DCS就不会发生。

这似乎証明了上升速度其实不是一直不变的而是不同深度会有不同。上升速度会在最深的地方上升得很快,而在接近水面时越来越慢。这样子,潜水员身体组织中气体澎涨的情形会接近一直线!但就如同早期Smith医师和早期的潜水员决定他们以不变的上升速度一样,在当时要求水面上的工作人员快速把在深水的潜水员拉起,然后随着潜水员上升再把速度渐渐减慢,这在当时的技术上根本是做不到。所以最后,Haldane把上升的过程分成以每3米/10呎做一个停留一直到水面-就像是山羊在加压舱的减压过程。减压的过程在浅水域会变得更长,其实就是减慢你在这段水深的上升速度。举例来说,一个30米深25分钟的潜水,会要求在9米做1分钟停留,然后6米5分钟停留,然后3米做10分钟停留,所以整个上升时间为19分钟。

 

回到未来

潜水员总是得寸进尺。即使在上升速度定为18米/60呎之前,他们发现他们可以略过很多的Haldane要求的停留而不会得到减压病,而依据1959年的海军减压表,他们开始在30米/100呎潜水25分钟后不经减压而直接上升到水面。以每分钟18米/60呎的速度上升,现在整个上升时间不是19分钟而是1分40秒,潜水剖面中的上升部份又回到了一直线的情形,而不是一个曲线,而且这个直线比以前19世纪沉箱工人所使用的上升速度直线更陡峭。难怪在比较长的潜水后,潜水员身上有气泡和DCS会发生。

当Buehlmann在潜压表中加上一些组织半时间更慢的器官来减慢我们的上升速度的同时,其他人开始建议一个在浅水域的减压停留。这个3~10米/10~30呎停留3~5分钟是由美国水下科学学院在1989年所提出的建议,这个安全停留后来被各个潜水教育机构简化成我们现在所执行的在5米做3分钟的停留。此外潜水教育机构NAUI也对免减压潜水过程提出了一个大深度安全停留用在你最大深度的一半做安全停留。再加上每分钟9米/30呎的上升速度,这样会把整个上升剖面变成一个像上升的平缓阶梯,再次的你的上升又回到了一个类似Haldane在100年前所预测的曲线一般。所以我们的上升剖面从最早之前的一条平缓的直线,变成了一条上弯线,然后又变成了一条陡峭的直线,然后现在又变回了上弯线。

 

saftystop你真的需要停留吗?

在整个剖面上,其实你可以平均整个上升的阶梯,然后划成一条平滑的曲线,成为一个不用停留的曲线,这样会有同样的减压效果。但这是真的吗?停留真的能帮助整个气体释出?当然,一个阶梯状的上升绝对比一个一直持续减慢的不停上升还来得容易执行。取代在5米做三分钟安全停留后以每分钟9米上升的方式,代表你必须以每分钟1.5米在波涛汹涌的浅水域上升,这里的压力变化大也让你的浮力控制倍受挑战,用这个速度上升来达到同样的减压效果是非常难完成的。所以有一些停留是可以适度的帮助潜水员更容易的达成上升速度的控制!但是阶梯式的停留真的会更有效率的让你的身体器官和持续上升一样的代谢气体速度吗?

有些研究员真的这么认为。Dr. Bennet说〝停留绝对是值得的,如果你用电脑程式来比对各器官的气体代谢速度,你可以看到气体在停留时会比持续上升更有效率的代谢出去〞。但研究依然尚未完成,最好的停留时间和深度依然未定。

解决目前未知的减压问题依然须要时间,还有更多的资料佐证。研究依然在DAN欧洲分部的赞助下在地中海进行,而DAN美国分部则持续的用他们的Project Dive Exploration计划来收集上万笔的休闲潜水员资料。如果你有兴趣将你的潜水资料提供给这个研究,请至 www.diversalertnetwork.org/research/projects/pde。

 

如何减慢上升速度

把上升速度固定在每分钟9米是有些小技巧的。这里有些建议:

把你的上升过程分成3米一阶。每阶须要花掉20秒。所以用你觉得舒服而且合理缓慢的速度上升3米然后停一下到20秒钟到,再接下做另一阶上升。

当你抓在锚绳上升时,请以手抓锚绳拳头相叠的向上攀升,每分钟9米的速度大约是你可以做到的最大速度。

多停一下来调整你的浮力。如果你是中性浮力或一点负浮力,这样对保持你的上升速度来说是比较简单的。

比你的潜伴慢!如果你和你的潜伴都在做一样的上升程序,记得比他慢一点。

编辑台的话:

身为一个 Full Trimix 技术潜水员和潜水技术文章翻译者,我们想带给各位读者的是更正确的资讯,因为目前减压的程序还未有定论,但保守的减压程序对潜水员绝对是有益无害,所以我们针对休闲潜水员提出下列建议:

1、保持上升速度永远小于每分钟9米。或依据您所学潜水系统的上升速度。

2、在最大深度超过12米的潜水中,在最大深度的一半做一分钟的大深度安全停留。例如:最大深度30米,在15米停留一分钟。

3、在12米以内的浅水域保持更慢的上升速度,如每分钟3米的上升速度。

4、无论是否最大深度超过18米,都要在5米做3分钟~5分钟的安全停留。

5、不要认为在5米做了3分钟~5分钟的安全停留,就代表你的体内会有较少的氮气累积。

6、在5米安全停留后慢速上升,最好是每分钟1米,千万不要一股脑的升上水面,除非真的有什么紧急状况。

7、除非接受过正规的训练课程,否则请避免减压潜水状况的发生。

8、加强自己的浮力控制,才能更容易控制上升的速度。

9、唯有安全,休闲活动才有意义。

 

文章授权: Scuba Diving Magazine

作者:John Francis

编译: 潜水易购网

 

 

最后编辑于:2014/8/27作者: FunDiving

该用户很懒,还没有介绍自己。

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