La teoría de la descompresión es el estudio y modelado de la transferencia del componente de gas inerte de los gases respirables desde el gas de los pulmones a los tejidos y viceversa durante la exposición a variaciones en la presión ambiental. En el caso del buceo submarino y el trabajo con aire comprimido, se trata principalmente de presiones ambientales superiores a la presión superficial local, [1] pero también de astronautas, montañeros de gran altitud y viajeros en aviones que no están presurizados a la presión del nivel del mar, [2] [ 3] generalmente están expuestos a presiones ambientales inferiores a la presión atmosférica estándar al nivel del mar. En todos los casos, los síntomas causados por la descompresión ocurren durante o dentro de un período relativamente corto de horas, u ocasionalmente días, después de una reducción significativa de la presión. [4]
El término "descompresión" deriva de la reducción de la presión ambiental que experimenta el organismo y se refiere tanto a la reducción de la presión como al proceso de permitir la eliminación de los gases inertes disueltos de los tejidos durante y después de esta reducción de la presión. La absorción de gas por los tejidos se produce en estado disuelto y la eliminación también requiere que el gas se disuelva; sin embargo, una reducción suficiente de la presión ambiental puede provocar la formación de burbujas en los tejidos, lo que puede provocar daños en los tejidos y los síntomas conocidos como descompresión. enfermedad, y también retrasa la eliminación del gas. [1]
El modelado de descompresión intenta explicar y predecir el mecanismo de eliminación de gas y formación de burbujas dentro del organismo durante y después de los cambios en la presión ambiental, [5] y proporciona modelos matemáticos que intentan predecir procedimientos de descompresión en el campo con un riesgo aceptablemente bajo y razonablemente practicables. [6] Se han utilizado y todavía se utilizan modelos tanto deterministas como probabilísticos.
Una descompresión eficaz requiere que el buzo ascienda lo suficientemente rápido como para establecer un gradiente de descompresión tan alto, en tantos tejidos, como sea posible de forma segura, sin provocar el desarrollo de burbujas sintomáticas. Esto se ve facilitado por la presión parcial de oxígeno más alta aceptablemente segura en el gas respirable y evitando cambios de gas que podrían causar la formación o el crecimiento de burbujas de contradifusión. El desarrollo de cronogramas que sean a la vez seguros y eficientes se ha visto complicado por la gran cantidad de variables e incertidumbres, incluida la variación personal en la respuesta bajo diferentes condiciones ambientales y cargas de trabajo.
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El gas se respira a presión ambiental y parte de este gas se disuelve en la sangre y otros fluidos. Se continúa absorbiendo gas inerte hasta que el gas disuelto en los tejidos esté en un estado de equilibrio con el gas en los pulmones (ver buceo de saturación ), o la presión ambiental se reduce hasta que los gases inertes disueltos en los tejidos estén a un nivel más alto. concentración que el estado de equilibrio y comienza a difundirse nuevamente. [1]
La absorción de gases en líquidos depende de la solubilidad del gas específico en el líquido específico, de la concentración del gas, habitualmente medida mediante presión parcial , y de la temperatura. [1] En el estudio de la teoría de la descompresión, se investiga y modela el comportamiento de los gases disueltos en los tejidos en función de las variaciones de presión a lo largo del tiempo. [7]
Una vez disuelto, la distribución del gas disuelto puede ser por difusión , donde no hay un flujo masivo del solvente , o por perfusión , donde el solvente (sangre) circula alrededor del cuerpo del buzo, donde el gas puede difundirse a regiones locales de menor concentración . Dado el tiempo suficiente a una presión parcial específica en el gas respirable, la concentración en los tejidos se estabilizará o saturará a un ritmo que dependerá de la solubilidad, la velocidad de difusión y la perfusión. [1]
Si la concentración del gas inerte en el gas respirable se reduce por debajo de la de cualquiera de los tejidos, habrá una tendencia a que el gas regrese de los tejidos al gas respirable. Esto se conoce como desgasificación y ocurre durante la descompresión, cuando la reducción de la presión ambiental o un cambio de gas respirable reduce la presión parcial del gas inerte en los pulmones. [1]
Las concentraciones combinadas de gases en cualquier tejido dependerán de la historia de la presión y la composición del gas. En condiciones de equilibrio, la concentración total de gases disueltos será menor que la presión ambiental, ya que el oxígeno se metaboliza en los tejidos y el dióxido de carbono producido es mucho más soluble. Sin embargo, durante una reducción de la presión ambiental, la tasa de reducción de presión puede exceder la tasa a la cual el gas puede ser eliminado por difusión y perfusión, y si la concentración aumenta demasiado, puede llegar a una etapa en la que puede ocurrir la formación de burbujas en el ambiente sobresaturado. tejidos. Cuando la presión de los gases en una burbuja excede las presiones externas combinadas de la presión ambiental y la tensión superficial de la interfaz burbuja-líquido, las burbujas crecerán y este crecimiento puede causar daños a los tejidos. Los síntomas causados por este daño se conocen como enfermedad de descompresión . [1]
Las tasas reales de difusión y perfusión y la solubilidad de los gases en tejidos específicos generalmente no se conocen y varían considerablemente. Sin embargo, se han propuesto modelos matemáticos que se aproximan a la situación real en mayor o menor medida, y estos modelos se utilizan para predecir si es probable que se produzca formación de burbujas sintomáticas para un perfil de exposición a presión determinado. [7] La descompresión implica una interacción compleja de solubilidad del gas, presiones parciales y gradientes de concentración, difusión, transporte de masa y mecánica de burbujas en tejidos vivos. [6]
La solubilidad de los gases en líquidos está influenciada por la naturaleza del solvente líquido y el soluto, [8] la temperatura , [9] la presión , [10] [11] y la presencia de otros solutos en el solvente. [12] La difusión es más rápida en moléculas más pequeñas y ligeras, de las cuales el helio es el ejemplo extremo. La difusividad del helio es 2,65 veces más rápida que la del nitrógeno. [13] El gradiente de concentración se puede utilizar como modelo para el mecanismo impulsor de la difusión. [14] En este contexto, el gas inerte se refiere a un gas que no es metabólicamente activo . El nitrógeno atmosférico (N 2 ) es el ejemplo más común y el helio (He) es el otro gas inerte comúnmente utilizado en las mezclas respiratorias de los buceadores . [15] El nitrógeno atmosférico tiene una presión parcial de aproximadamente 0,78 bar al nivel del mar. El aire en los alvéolos de los pulmones está diluido por vapor de agua saturado (H 2 O) y dióxido de carbono (CO 2 ), un producto metabólico que desprende la sangre, y contiene menos oxígeno (O 2 ) que el aire atmosférico, ya que parte de él es absorbido por la sangre para uso metabólico. La presión parcial de nitrógeno resultante es de aproximadamente 0,758 bar. [dieciséis]
Por lo tanto , a presión atmosférica, los tejidos corporales normalmente están saturados con nitrógeno a 0,758 bar (569 mmHg). A presiones ambientales aumentadas debido a la profundidad o la presurización del hábitat , los pulmones de un buceador se llenan de gas respirable a la presión aumentada, y las presiones parciales de los gases constituyentes aumentarán proporcionalmente. [7] Los gases inertes del gas respirable en los pulmones se difunden hacia la sangre en los capilares alveolares y se distribuyen por todo el cuerpo mediante la circulación sistémica en el proceso conocido como perfusión . [7] Los materiales disueltos se transportan en la sangre mucho más rápido de lo que se distribuirían únicamente por difusión. [17] Desde los capilares sistémicos, los gases disueltos se difunden a través de las membranas celulares y hacia los tejidos, donde eventualmente pueden alcanzar el equilibrio. Cuanto mayor sea el suministro de sangre a un tejido, más rápido alcanzará el equilibrio con el gas a la nueva presión parcial. [7] [17] Este equilibrio se llama saturación . [7] La ingasificación parece seguir una ecuación exponencial inversa simple. El tiempo que tarda un tejido en absorber o liberar el 50% de la diferencia en la capacidad de gas disuelto a una presión parcial modificada se denomina tiempo medio para ese tejido y gas. [18] [19]
El gas permanece disuelto en los tejidos hasta que la presión parcial de ese gas en los pulmones se reduce lo suficiente como para provocar un gradiente de concentración con la sangre a una concentración menor que la de los tejidos relevantes. A medida que la concentración en la sangre cae por debajo de la concentración en el tejido adyacente, el gas se difundirá fuera del tejido hacia la sangre y luego será transportado de regreso a los pulmones, donde se difundirá hacia el gas pulmonar y luego será eliminado mediante la exhalación. . Si la reducción de la presión ambiental es limitada, esta desaturación tendrá lugar en la fase disuelta, pero si la presión ambiental se reduce lo suficiente, se pueden formar y crecer burbujas, tanto en la sangre como en otros tejidos sobresaturados. [7] Cuando la presión parcial de todo el gas disuelto en un tejido excede la presión ambiental total sobre el tejido, se sobresatura, [20] y existe la posibilidad de que se formen burbujas. [7]
La suma de las presiones parciales del gas que respira el buceador debe necesariamente equilibrarse con la suma de las presiones parciales del gas pulmonar. En los alvéolos el gas se ha humidificado y ha obtenido dióxido de carbono de la sangre venosa. El oxígeno también se ha difundido hacia la sangre arterial, reduciendo la presión parcial de oxígeno en los alvéolos. Como la presión total en los alvéolos debe equilibrarse con la presión ambiental, esta dilución da como resultado una presión parcial efectiva de nitrógeno de aproximadamente 758 mb (569 mmHg) en aire a presión atmosférica normal. [21] En estado estacionario, cuando los tejidos han sido saturados por los gases inertes de la mezcla respiratoria, los procesos metabólicos reducen la presión parcial del oxígeno menos soluble y lo reemplazan con dióxido de carbono, que es considerablemente más soluble en agua. En las células de un tejido típico, la presión parcial de oxígeno disminuirá, mientras que la presión parcial de dióxido de carbono aumentará. La suma de estas presiones parciales (agua, oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno) es menor que la presión total del gas respiratorio. Este es un déficit de saturación significativo y proporciona un amortiguador contra la sobresaturación y una fuerza impulsora para disolver las burbujas. [21] Los experimentos sugieren que el grado de insaturación aumenta linealmente con la presión para una mezcla respirable de composición fija, y disminuye linealmente con la fracción de gas inerte en la mezcla respirable. [22] Por lo tanto, las condiciones para maximizar el grado de insaturación son un gas respirable con la menor fracción posible de gas inerte, es decir, oxígeno puro, a la presión parcial máxima permitida. Este déficit de saturación también se conoce como insaturación inherente, la " ventana de oxígeno ". [23] o vacante de presión parcial. [24]
Se desconoce la ubicación de los micronúcleos o el lugar donde se forman inicialmente las burbujas. [25] La incorporación de mecanismos de formación y crecimiento de burbujas en los modelos de descompresión puede hacer que los modelos sean más biofísicos y permitir una mejor extrapolación. [25] Las condiciones de flujo y las tasas de perfusión son parámetros dominantes en la competencia entre el tejido y las burbujas de circulación, y entre múltiples burbujas, por el gas disuelto para el crecimiento de las burbujas. [25]
Para que exista una burbuja se requiere el equilibrio de fuerzas en la superficie. La suma de la presión ambiental y la presión debida a la distorsión del tejido, ejercida en el exterior de la superficie, con la tensión superficial del líquido en la interfaz entre la burbuja y el entorno, debe equilibrarse con la presión en el interior de la burbuja. Esta es la suma de las presiones parciales de los gases en el interior debido a la difusión neta del gas hacia y desde la burbuja. El equilibrio de fuerzas sobre la burbuja puede modificarse mediante una capa de moléculas tensioactivas que pueden estabilizar una microburbuja a un tamaño en el que la tensión superficial en una burbuja limpia provocaría su colapso rápido, y esta capa superficial puede variar en permeabilidad , de modo que si la burbuja está lo suficientemente comprimida como para volverse impermeable a la difusión. [26] Si el disolvente fuera de la burbuja está saturado o insaturado, la presión parcial será menor que en la burbuja y la tensión superficial aumentará la presión interna en proporción directa a la curvatura de la superficie, proporcionando un gradiente de presión para aumentar la difusión hacia afuera. de la burbuja, "exprimiendo efectivamente el gas fuera de la burbuja", y cuanto más pequeña sea la burbuja, más rápido será expulsada. Una burbuja de gas sólo puede crecer a presión constante si el disolvente circundante está suficientemente sobresaturado para superar la tensión superficial o si la capa superficial proporciona suficiente reacción para superar la tensión superficial. [26] Las burbujas limpias que son lo suficientemente pequeñas colapsarán debido a la tensión superficial si la sobresaturación es baja. Las burbujas con superficies semipermeables se estabilizarán en un radio específico dependiendo de la presión, la composición de la capa superficial y la sobresaturación, o continuarán creciendo indefinidamente, si son mayores que el radio crítico. [27] La formación de burbujas puede ocurrir en la sangre u otros tejidos. [28]
Un disolvente puede transportar una carga sobresaturada de gas en solución. El hecho de que salga de la solución en la mayor parte del disolvente para formar burbujas dependerá de varios factores. Algo que reduce la tensión superficial, adsorbe moléculas de gas, reduce localmente la solubilidad del gas o causa una reducción local de la presión estática en un fluido, puede provocar la nucleación o el crecimiento de una burbuja. Esto puede incluir cambios de velocidad y turbulencias en fluidos y cargas de tracción locales en sólidos y semisólidos. Los lípidos y otras superficies hidrofóbicas pueden reducir la tensión superficial (las paredes de los vasos sanguíneos pueden tener este efecto). La deshidratación puede reducir la solubilidad del gas en un tejido debido a una mayor concentración de otros solutos y menos disolvente para retener el gas. [29] Otra teoría supone que los núcleos de burbujas microscópicas siempre existen en medios acuosos, incluidos los tejidos vivos. Estos núcleos de burbujas son fases de gas esféricas que son lo suficientemente pequeñas como para permanecer en suspensión pero lo suficientemente fuertes como para resistir el colapso, y su estabilidad la proporciona una capa superficial elástica que consta de moléculas tensioactivas que resiste el efecto de la tensión superficial. [30]
Una vez que se forma una microburbuja, puede continuar creciendo si los tejidos están suficientemente sobresaturados. A medida que la burbuja crece, puede distorsionar el tejido circundante y causar daño a las células y presión sobre los nervios, lo que provoca dolor, o puede bloquear un vaso sanguíneo, cortando el flujo sanguíneo y provocando hipoxia en los tejidos normalmente perfundidos por el vaso. [31]
Si existe una burbuja o un objeto que recolecta moléculas de gas, esta colección de moléculas de gas puede alcanzar un tamaño en el que la presión interna excede la tensión superficial combinada y la presión externa y la burbuja crecerá. [32] Si el disolvente está suficientemente sobresaturado, la difusión del gas dentro de la burbuja excederá la velocidad a la que se difunde nuevamente en la solución, y si este exceso de presión es mayor que la presión debida a la tensión superficial, la burbuja seguirá creciendo. Cuando una burbuja crece, la tensión superficial disminuye y la presión interior cae, lo que permite que el gas entre más rápido y salga más lentamente, por lo que la burbuja crece o se contrae en una situación de retroalimentación positiva. La tasa de crecimiento se reduce a medida que crece la burbuja porque el área de la superficie aumenta con el cuadrado del radio, mientras que el volumen aumenta con el cubo del radio. Si la presión externa se reduce debido a la reducción de la presión hidrostática durante el ascenso, la burbuja también crecerá y, a la inversa, un aumento de la presión externa hará que la burbuja se encoja, pero puede que no haga que se elimine por completo si se utiliza una capa superficial resistente a la compresión. existe. [32]
Las burbujas de descompresión parecen formarse principalmente en los capilares sistémicos donde la concentración de gas es mayor, a menudo aquellos que alimentan las venas que drenan las extremidades activas. Generalmente no se forman en las arterias, siempre que la reducción de la presión ambiental no sea demasiado rápida, ya que la sangre arterial ha tenido recientemente la oportunidad de liberar el exceso de gas a los pulmones. Las burbujas que regresan al corazón a través de las venas pueden transferirse a la circulación sistémica a través de un agujero oval permeable en los buceadores con este defecto del tabique, tras lo cual existe el riesgo de oclusión de los capilares en cualquier parte del cuerpo a la que acaben. [33]
Las burbujas que regresan al corazón por las venas pasarán al lado derecho del corazón y desde allí normalmente entrarán a la circulación pulmonar y atravesarán o quedarán atrapadas en los capilares de los pulmones, que se encuentran alrededor de los alvéolos y muy cerca del gas respiratorio, donde el gas se difundirá desde las burbujas a través de las paredes capilares y alveolares hacia el gas del pulmón. Si el número de capilares pulmonares bloqueados por estas burbujas es relativamente pequeño, el buceador no presentará síntomas y ningún tejido resultará dañado (los tejidos pulmonares se oxigenan adecuadamente por difusión). [34] Las burbujas que son lo suficientemente pequeñas como para pasar a través de los capilares pulmonares pueden ser lo suficientemente pequeñas como para disolverse debido a una combinación de tensión superficial y difusión a una concentración reducida en la sangre circundante, aunque la teoría de la nucleación del modelo de permeabilidad variable implica que la mayoría Las burbujas que pasan por la circulación pulmonar perderán suficiente gas para pasar a través de los capilares y regresar a la circulación sistémica como núcleos reciclados pero estables. [35] Las burbujas que se forman dentro de los tejidos deben eliminarse in situ mediante difusión, lo que implica un gradiente de concentración adecuado. [34]
La contradifusión isobárica es la difusión de gases en direcciones opuestas causada por un cambio en la composición del gas ambiental externo o del gas respirable sin cambio en la presión ambiental. Durante la descompresión después de una inmersión, esto puede ocurrir cuando se realiza un cambio en el gas respirable o cuando el buzo se mueve hacia un ambiente lleno de gas que difiere del gas respirable. [36] Si bien no es estrictamente hablando un fenómeno de descompresión, es una complicación que puede ocurrir durante la descompresión y que puede resultar en la formación o crecimiento de burbujas sin cambios en la presión ambiental. Lambertsen ha descrito dos formas de este fenómeno: [37] [36]
El ICD superficial (también conocido como contradifusión isobárica en estado estacionario) [38] ocurre cuando el gas inerte respirado por el buceador se difunde más lentamente en el cuerpo que el gas inerte que rodea el cuerpo. [37] [36] [38] Un ejemplo de esto sería respirar aire en un ambiente de heliox. El helio del heliox se difunde rápidamente hacia la piel, mientras que el nitrógeno se difunde más lentamente desde los capilares hasta la piel y fuera del cuerpo. El efecto resultante genera sobresaturación en determinadas zonas de los tejidos superficiales y la formación de burbujas de gas inerte. [36]
El DAI de tejido profundo (también conocido como contradifusión isobárica transitoria) [38] ocurre cuando el buzo respira diferentes gases inertes en secuencia. [37] El gas que se difunde rápidamente se transporta al tejido más rápidamente que el gas que se difunde más lentamente fuera del tejido. [36] Esto puede ocurrir cuando los buzos cambian de una mezcla de nitrógeno a una mezcla de helio o cuando los buzos de saturación que respiran hidreliox cambian a una mezcla de heliox. [36] [39]
El estudio de Doolette y Mitchell sobre la enfermedad por descompresión del oído interno (IEDCS) muestra que es posible que el oído interno no esté bien modelado mediante algoritmos comunes (por ejemplo, Bühlmann). Doolette y Mitchell proponen que un cambio de una mezcla rica en helio a una mezcla rica en nitrógeno, como es común en el buceo técnico cuando se cambia de trimix a nitrox en el ascenso, puede causar una sobresaturación transitoria de gas inerte dentro del oído interno y provocar IEDCS. [40] Sugieren que los cambios de gas respirable de mezclas ricas en helio a mezclas ricas en nitrógeno deben programarse cuidadosamente, ya sea en profundidad (con la debida consideración a la narcosis por nitrógeno) o poco profundas para evitar el período de máxima sobresaturación resultante de la descompresión. También se deben realizar cambios durante la respiración a la mayor presión parcial de oxígeno inspirado que pueda tolerarse con seguridad, teniendo debidamente en cuenta la toxicidad del oxígeno. [40]
Aunque comúnmente se sostiene que la DCS es causada por la sobresaturación del gas inerte, Hempleman ha declarado:
... Esto no condujo a una reducción suficiente en la tasa de descompresión permitida y ahora se tienen en cuenta en los cálculos las altas presiones parciales de oxígeno. Siempre que la presión parcial de oxígeno en el aire (o en la mezcla) supera los 0,6 bar, se considera que hay cantidades significativas de oxígeno disuelto en los tejidos y que existe un mayor riesgo de descompresión. Esto se estima añadiendo un 25% a la profundidad de inmersión y procediendo con los cálculos como se acaba de describir utilizando el supuesto (1). Se obtiene así una primera profundidad de parada de oxígeno y se pasan 5 minutos a esta profundidad para permitir el uso metabólico del exceso de gas oxígeno disuelto. Después de esta "parada de oxígeno", los cálculos se realizan como se describe anteriormente. [41]
Las burbujas vasculares formadas en los capilares sistémicos pueden quedar atrapadas en los capilares pulmonares, bloqueándolos temporalmente. Si esto es severo, puede ocurrir el síntoma llamado "ahogo". [33] Si el buzo tiene un agujero oval permeable (o una derivación en la circulación pulmonar), las burbujas pueden pasar a través de él y evitar la circulación pulmonar para ingresar a la sangre arterial. Si estas burbujas no se absorben en el plasma arterial y se alojan en los capilares sistémicos, bloquearán el flujo de sangre oxigenada a los tejidos suministrados por esos capilares, y esos tejidos quedarán privados de oxígeno. Moon y Kisslo (1988) concluyeron que "la evidencia sugiere que el riesgo de DCI neurológica grave o de aparición temprana de DCI aumenta en buceadores con una derivación de derecha a izquierda en reposo a través de un FOP. Actualmente, no hay evidencia de que el PFO está relacionado con curvaturas leves o de aparición tardía". [42]
Las burbujas se forman dentro de otros tejidos, así como en los vasos sanguíneos. [33] El gas inerte puede difundirse hacia los núcleos de burbujas entre los tejidos. En este caso, las burbujas pueden distorsionar y dañar permanentemente el tejido. A medida que crecen, las burbujas también pueden comprimir los nervios a medida que crecen y causan dolor. [34] [43]
Las burbujas [a] extravasculares o autóctonas suelen formarse en tejidos lentos como articulaciones, tendones y vainas musculares. La expansión directa provoca daño tisular, con liberación de histaminas y sus efectos asociados. El daño bioquímico puede ser tan importante o más importante que los efectos mecánicos. [34] [33] [44]
El intercambio de gases disueltos entre la sangre y los tejidos está controlado por la perfusión y, en menor medida, por la difusión, particularmente en tejidos heterogéneos. La distribución del flujo sanguíneo a los tejidos es variable y está sujeta a diversas influencias. Cuando el flujo es localmente alto, esa área está dominada por la perfusión y por la difusión cuando el flujo es bajo. La distribución del flujo está controlada por la presión arterial media y la resistencia vascular local, y la presión arterial depende del gasto cardíaco y de la resistencia vascular total. La resistencia vascular básica está controlada por el sistema nervioso simpático, y los metabolitos, la temperatura y las hormonas locales y sistémicas tienen efectos secundarios y a menudo localizados, que pueden variar considerablemente según las circunstancias. La vasoconstricción periférica en agua fría disminuye la pérdida general de calor sin aumentar el consumo de oxígeno hasta que comienzan los escalofríos, momento en el que el consumo de oxígeno aumentará, aunque la vasoconstricción puede persistir. [33]
La composición del gas respirable durante la exposición a la presión y la descompresión es importante en la absorción y eliminación del gas inerte para un perfil de exposición a la presión determinado. Las mezclas de gases respirables para el buceo normalmente tendrán una fracción de gas de nitrógeno diferente a la del aire. La presión parcial de cada gas componente diferirá de la del nitrógeno en el aire a cualquier profundidad determinada, y la absorción y eliminación de cada componente de gas inerte es proporcional a la presión parcial real a lo largo del tiempo. Las dos razones principales para el uso de gases respirables mixtos son la reducción de la presión parcial de nitrógeno mediante dilución con oxígeno, para hacer mezclas de Nitrox , principalmente para reducir la tasa de absorción de nitrógeno durante la exposición a la presión, y la sustitución de helio (y ocasionalmente otros gases). para que el nitrógeno reduzca los efectos narcóticos bajo exposición a alta presión parcial. Dependiendo de las proporciones de helio y nitrógeno, estos gases se denominan Heliox , si no hay nitrógeno, o Trimix , si hay nitrógeno y helio junto con el esencial oxígeno. [45] [46] Los gases inertes utilizados como sustitutos del nitrógeno tienen diferentes características de solubilidad y difusión en los tejidos vivos que el nitrógeno que reemplazan. Por ejemplo, el gas inerte más común que sustituye al nitrógeno como diluyente es el helio, que es significativamente menos soluble en el tejido vivo, [47] pero también se difunde más rápido debido al tamaño y la masa relativamente pequeños del átomo de He en comparación con la molécula de N 2 . . [48]
El flujo sanguíneo a la piel y la grasa se ve afectado por la temperatura de la piel y central, y la perfusión muscular en reposo está controlada por la temperatura del propio músculo. Durante el ejercicio, el aumento del flujo hacia los músculos que trabajan a menudo se equilibra con un flujo reducido hacia otros tejidos, como los riñones, el bazo y el hígado. [33] El flujo sanguíneo a los músculos también es menor en agua fría, pero el ejercicio mantiene el músculo caliente y el flujo elevado incluso cuando la piel está fría. El flujo de sangre hacia la grasa normalmente aumenta durante el ejercicio, pero esto se inhibe con la inmersión en agua fría. La adaptación al frío reduce la vasoconstricción extrema que suele producirse con la inmersión en agua fría. [33] Las variaciones en la distribución de la perfusión no necesariamente afectan el intercambio de gases inertes respiratorios, aunque parte del gas puede quedar atrapado localmente por los cambios en la perfusión. El descanso en un ambiente frío reducirá el intercambio de gases inertes de la piel, la grasa y los músculos, mientras que el ejercicio aumentará el intercambio de gases. El ejercicio durante la descompresión puede reducir el tiempo y el riesgo de la descompresión, siempre que no haya burbujas, pero puede aumentar el riesgo si las hay. [33] El intercambio de gas inerte es menos favorable para el buceador que está caliente y hace ejercicio en profundidad durante la fase de entrada de gas, y descansa y está frío durante la descompresión. [33]
Otros factores que pueden afectar el riesgo de descompresión incluyen la concentración de oxígeno, los niveles de dióxido de carbono, la posición del cuerpo, los vasodilatadores y constrictores y la respiración con presión positiva o negativa. [33] y deshidratación (volumen de sangre). [49] La susceptibilidad individual a la enfermedad de descompresión tiene componentes que pueden atribuirse a una causa específica y componentes que parecen ser aleatorios. El componente aleatorio hace que las descompresiones sucesivas sean una mala prueba de susceptibilidad. [33] Algunos estudios han señalado que la obesidad y los niveles elevados de lípidos séricos son factores de riesgo, y el riesgo parece aumentar con la edad. [50] Otro estudio también ha demostrado que los sujetos mayores tendían a burbujear más que los sujetos más jóvenes por razones aún no conocidas, pero no se identificaron tendencias entre el peso, la grasa corporal o el sexo y las burbujas, y la pregunta de por qué algunas personas tienen más probabilidades formar burbujas que otros aún no está claro. [51]
Se han utilizado dos conceptos bastante diferentes para el modelado de descompresión. El primero supone que el gas disuelto se elimina mientras está en la fase disuelta y que no se forman burbujas durante la descompresión asintomática. El segundo, que está respaldado por observaciones experimentales, supone que las burbujas se forman durante la mayoría de las descompresiones asintomáticas y que la eliminación del gas debe considerar tanto la fase disuelta como la de burbujas. [32]
Los primeros modelos de descompresión tendían a utilizar modelos de fase disuelta y los ajustaban según factores más o menos arbitrarios para reducir el riesgo de formación de burbujas sintomáticas. Los modelos de fase disuelta se dividen en dos grupos principales. Modelos de compartimentos paralelos, en los que se considera que varios compartimentos con diferentes tasas de absorción de gas (tiempo medio) existen independientemente unos de otros, y la condición límite está controlada por el compartimento que muestra el peor caso para un perfil de exposición específico. Estos compartimentos representan tejidos conceptuales y no pretenden representar tejidos orgánicos específicos, simplemente representar la gama de posibilidades para los tejidos orgánicos. El segundo grupo utiliza compartimentos en serie, donde se supone que el gas se difunde a través de un compartimento antes de llegar al siguiente. [52] Una variación reciente del modelo de compartimentos en serie es el modelo de compartimentos interconectados (ICM) de Goldman. [53]
Los modelos más recientes intentan modelar la dinámica de las burbujas, también mediante modelos simplificados, para facilitar el cálculo de tablas y, posteriormente, permitir predicciones en tiempo real durante una inmersión. Los modelos utilizados para aproximar la dinámica de las burbujas son variados y van desde aquellos que no son mucho más complejos que los modelos de fase disuelta hasta aquellos que requieren una potencia computacional considerablemente mayor. [54]
Ninguno de los modelos de descompresión puede demostrarse como una representación precisa de los procesos fisiológicos, aunque se han propuesto interpretaciones de los modelos matemáticos que corresponden a varias hipótesis. Todas ellas son aproximaciones que predicen la realidad en mayor o menor medida y son aceptablemente fiables sólo dentro de los límites de la calibración con respecto a los datos experimentales recopilados. [55]
El perfil de descompresión ideal crea el mayor gradiente posible para la eliminación del gas inerte de un tejido sin provocar la formación de burbujas, [56] y los modelos de descompresión en fase disuelta se basan en el supuesto de que se puede evitar la formación de burbujas. Sin embargo, no está claro si esto es posible en la práctica: algunos de los modelos de descompresión suponen que siempre existen micronúcleos de burbujas estables. [30] Los modelos de burbujas suponen que habrá burbujas, pero hay un volumen total tolerable de fase gaseosa [30] o un tamaño de burbuja de gas tolerable, [57] y limitan el gradiente máximo para tener en cuenta estas tolerancias. [30] [57]
Idealmente, los modelos de descompresión deberían predecir con precisión el riesgo en todo el rango de exposición, desde inmersiones cortas dentro de los límites sin paradas, inmersiones con rebote de descompresión en todo el rango de aplicabilidad práctica, incluidas inmersiones con exposición extrema e inmersiones repetitivas, gases respiratorios alternativos, incluidos cambios de gas y PO 2 constante , variaciones en el perfil de inmersión e inmersiones de saturación. Generalmente este no es el caso, y la mayoría de los modelos se limitan a una parte del rango posible de profundidades y tiempos. También están limitados a una gama específica de gases respirables y, en ocasiones, restringidos al aire. [58]
Un problema fundamental en el diseño de las tablas de descompresión es que las reglas simplificadas que rigen una única inmersión y ascenso no se aplican cuando ya existen algunas burbujas de tejido, ya que retrasarán la eliminación del gas inerte y una descompresión equivalente puede provocar enfermedad por descompresión. [58] El buceo repetitivo, los ascensos múltiples dentro de una sola inmersión y los procedimientos de descompresión en la superficie son factores de riesgo importantes para la ED. [56] Estos se han atribuido al desarrollo de un volumen de fase gaseosa relativamente alto que puede trasladarse en parte a inmersiones posteriores o al ascenso final de un perfil en dientes de sierra. [6]
La función de los modelos de descompresión ha cambiado con la disponibilidad de los detectores de burbujas ultrasónicos Doppler, y ya no es simplemente limitar la aparición sintomática de la enfermedad por descompresión, sino también limitar las burbujas de gas venosas asintomáticas después de la inmersión. [25] Se han realizado una serie de modificaciones empíricas a los modelos de fase disuelta desde la identificación de burbujas venosas mediante medición Doppler en buceadores asintomáticos poco después de salir a la superficie. [59]
Un intento de solución fue el desarrollo de modelos de múltiples tejidos, que suponían que diferentes partes del cuerpo absorbían y eliminaban gas a diferentes velocidades. Estos son tejidos hipotéticos que se designan como rápidos y lentos para describir la tasa de saturación. Cada tejido o compartimento tiene una vida media diferente. Los tejidos reales también tardarán más o menos tiempo en saturarse, pero los modelos no necesitan utilizar valores de tejido reales para producir un resultado útil. Se han utilizado modelos con de uno a 16 compartimentos de tejido [60] para generar tablas de descompresión, y los ordenadores de buceo han utilizado hasta 20 compartimentos. [61]
Por ejemplo: los tejidos con un alto contenido de lípidos pueden absorber una mayor cantidad de nitrógeno, pero a menudo tienen un suministro sanguíneo deficiente. Estos tardarán más en alcanzar el equilibrio y se describen como lentos, en comparación con los tejidos con un buen suministro de sangre y menos capacidad de gas disuelto, que se describen como rápidos.
Los tejidos rápidos absorben gas con relativa rapidez, pero generalmente lo liberan rápidamente durante el ascenso. Un tejido rápido puede saturarse durante una inmersión recreativa normal, mientras que un tejido lento puede haber absorbido sólo una pequeña parte de su capacidad potencial de gas. Al calcular los niveles en cada compartimento por separado, los investigadores pueden construir algoritmos más eficaces. Además, cada compartimento puede tolerar más o menos sobresaturación que otros. La forma final es un modelo complicado, pero que permite la construcción de algoritmos y tablas adecuadas para una amplia variedad de buceo. Una computadora de buceo típica tiene un modelo de 8 a 12 tejidos, con tiempos medios que varían de 5 a 400 minutos. [61] Las tablas de Bühlmann utilizan un algoritmo con 16 tejidos, con tiempos medios que varían de 4 minutos a 640 minutos. [60]
Se puede suponer que los tejidos están en serie, donde el gas disuelto debe difundirse a través de un tejido para llegar al siguiente, que tiene diferentes propiedades de solubilidad, en paralelo, donde la difusión dentro y fuera de cada tejido se considera independiente de los demás, y como combinaciones de series y tejidos paralelos, lo que se vuelve computacionalmente complejo. [53]
El tiempo medio de un tejido es el tiempo que le toma al tejido absorber o liberar el 50% de la diferencia en la capacidad de gas disuelto a una presión parcial modificada. Por cada medio tiempo consecutivo, el tejido absorberá o liberará nuevamente la mitad de la diferencia acumulada en la secuencia ½, ¾, 7/8, 15/16, 31/32, 63/64, etc. [19] Rango de tiempos medios del compartimento del tejido desde 1 minuto hasta al menos 720 minutos. [62] Un compartimento de tejido específico tendrá tiempos medios diferentes para gases con diferentes solubilidades y velocidades de difusión. La ingasificación generalmente se modela siguiendo una ecuación exponencial inversa simple donde se supone la saturación después de aproximadamente cuatro (93,75 %) a seis (98,44 %) tiempos medios, dependiendo del modelo de descompresión. [18] [63] [64] Es posible que este modelo no describa adecuadamente la dinámica de la desgasificación si hay burbujas en la fase gaseosa. [65] [66]
Para una descompresión optimizada, la fuerza impulsora de la desaturación del tejido debe mantenerse al máximo, siempre que esto no cause una lesión tisular sintomática debido a la formación y el crecimiento de burbujas (enfermedad por descompresión sintomática), ni produzca una condición en la que la difusión se retrase por cualquier motivo. [67]
Hay dos formas fundamentalmente diferentes de abordar esto. El primero se basa en la suposición de que existe un nivel de sobresaturación que no produce la formación de burbujas sintomáticas y se basa en observaciones empíricas de la tasa máxima de descompresión que no resulta en una tasa inaceptable de síntomas. Este enfoque busca maximizar el gradiente de concentración siempre que no haya síntomas y comúnmente utiliza un modelo de tiempo medio exponencial ligeramente modificado. El segundo supone que se formarán burbujas en cualquier nivel de sobresaturación donde la tensión total del gas en el tejido es mayor que la presión ambiental y que el gas en las burbujas se elimina más lentamente que el gas disuelto. [64] Estas filosofías dan como resultado características diferentes de los perfiles de descompresión derivados de los dos modelos: el enfoque de sobresaturación crítica proporciona ascensos iniciales relativamente rápidos, que maximizan el gradiente de concentración, y paradas largas y poco profundas, mientras que los modelos de burbuja requieren ascensos más lentos, con profundidades más profundas. primeras paradas, pero puede tener paradas más cortas y poco profundas. Este enfoque utiliza una variedad de modelos. [64] [68] [69] [67] [70]
JS Haldane utilizó originalmente una relación de presión crítica de 2 a 1 para la descompresión basándose en el principio de que en ningún momento se debe permitir que la saturación del cuerpo exceda aproximadamente el doble de la presión del aire. [71] Este principio se aplicó como una relación de presión de la presión ambiental total y no tuvo en cuenta las presiones parciales de los gases componentes del aire respirable. Su trabajo experimental con cabras y sus observaciones de buzos humanos parecieron respaldar esta suposición. Sin embargo, con el tiempo se descubrió que esto no concordaba con la incidencia de la enfermedad de descompresión y se realizaron cambios en los supuestos iniciales. Posteriormente, esto se cambió a una relación de presiones parciales de nitrógeno de 1,58:1. [72]
Investigaciones posteriores realizadas por personas como Robert Workman sugirieron que el criterio no era la relación de presiones, sino las diferencias de presión reales. Aplicado al trabajo de Haldane, esto sugeriría que el límite no está determinado por la relación 1,58:1 sino más bien por la diferencia de presión crítica de 0,58 atmósferas entre la presión del tejido y la presión ambiental. La mayoría de las tablas haldanianas desde mediados del siglo XX, incluidas las tablas de Bühlmann, se basan en el supuesto de diferencia crítica. [73]
ElEl valor M es el valor máximo de la presión absoluta del gas inerte que un compartimento de tejido puede soportar a una presión ambiental determinada sin presentar síntomas de enfermedad por descompresión. Los valores M son límites para el gradiente tolerado entre la presión del gas inerte y la presión ambiental en cada compartimento. La terminología alternativa para los valores M incluye "límites de sobresaturación", "límites de sobrepresión tolerada" y "tensiones críticas". [68][74]
Los factores de gradiente son una forma de modificar el valor M a un valor másconservadorpara usarlo en un algoritmo de descompresión. El factor de gradiente es un porcentaje del valor M elegido por el diseñador del algoritmo y varía linealmente entre la profundidad máxima de la inmersión específica y la superficie. Se expresan como una designación de dos números, donde el primer número es el porcentaje del valor M profundo y el segundo es un porcentaje del valor M superficial. [69]Los factores de gradiente se aplican a todos los compartimentos tisulares por igual y producen un valor M que es linealmente variable en proporción a la presión ambiental. [69]
En efecto, el usuario está seleccionando una sobresaturación máxima más baja que la que el diseñador consideró apropiada. El uso de factores de gradiente aumentará el tiempo de descompresión, particularmente en la zona de profundidad donde el valor M se reduce más. Se pueden usar factores de gradiente para forzar paradas más profundas en un modelo que de otro modo tendería a producir paradas relativamente poco profundas, utilizando un factor de gradiente con un primer número pequeño. [69] Varios modelos de computadora de buceo permiten al usuario ingresar factores de gradiente como una forma de inducir un perfil de descompresión más conservador y, por lo tanto, presumiblemente de menor riesgo. [75] Forzar un factor de gradiente bajo en el valor M profundo puede tener el efecto de aumentar la entrada de gas durante el ascenso, generalmente de los tejidos más lentos, que luego deben liberar una mayor carga de gas a profundidades menores. Se ha demostrado que esta es una estrategia de descompresión ineficiente. [76] [77]
El modelo de gradiente variable ajusta los factores de gradiente para ajustarse al perfil de profundidad suponiendo que un ajuste en línea recta usando el mismo factor en el valor M profundo independientemente de la profundidad real es menos apropiado que usar un valor M vinculado a la profundidad real. . (el valor M superficial está vinculado a la profundidad real de cero en ambos casos) [78]
Según el modelo termodinámico de Hugh LeMessurier y Brian Andrew Hills , esta condición de fuerza impulsora óptima para la desgasificación se satisface cuando la presión ambiental es suficiente para evitar la separación de fases (formación de burbujas). [70]
La diferencia fundamental de este enfoque es equiparar la presión ambiental absoluta con el total de las tensiones parciales del gas en el tejido para cada gas después de la descompresión como el punto límite más allá del cual se espera la formación de burbujas. [70]
El modelo supone que la insaturación natural en los tejidos debido a la reducción metabólica de la presión parcial de oxígeno proporciona un amortiguador contra la formación de burbujas, y que el tejido puede descomprimirse de forma segura siempre que la reducción de la presión ambiental no exceda este valor de insaturación. Claramente, cualquier método que aumente la insaturación permitiría una descompresión más rápida, ya que el gradiente de concentración sería mayor sin riesgo de formación de burbujas. [70]
La insaturación natural aumenta con la profundidad, por lo que es posible un mayor diferencial de presión ambiental a mayor profundidad y se reduce a medida que el buceador sale a la superficie. Este modelo conduce a velocidades de ascenso más lentas y primeras paradas más profundas, pero paradas más cortas y poco profundas, ya que hay menos gas en fase de burbuja que eliminar. [70]
El criterio del volumen crítico supone que siempre que el volumen total de la fase gaseosa acumulada en los tejidos exceda un valor crítico, aparecerán signos o síntomas de DCS. Esta suposición está respaldada por estudios de detección de burbujas Doppler. Las consecuencias de este enfoque dependen en gran medida del modelo de formación y crecimiento de burbujas utilizado, principalmente de si la formación de burbujas es prácticamente evitable durante la descompresión. [32]
Este enfoque se utiliza en modelos de descompresión que suponen que durante los perfiles de descompresión prácticos, habrá crecimiento de núcleos de burbujas microscópicas estables que siempre existen en medios acuosos, incluidos los tejidos vivos. [67]
Una descompresión eficiente minimizará el tiempo total de ascenso y al mismo tiempo limitará la acumulación total de burbujas a un valor crítico no sintomático aceptable. La física y fisiología del crecimiento y eliminación de las burbujas indican que es más eficiente eliminar las burbujas mientras son muy pequeñas. Los modelos que incluyen la fase de burbuja han producido perfiles de descompresión con ascensos más lentos y paradas de descompresión iniciales más profundas como una forma de limitar el crecimiento de las burbujas y facilitar la eliminación temprana, en comparación con los modelos que consideran únicamente la fase de gas disuelto. [79]
Se ha demostrado experimentalmente que la formación de burbujas de gas inhibe significativamente la eliminación del gas inerte. [16] [80] Una cantidad considerable de gas inerte permanecerá en los tejidos después de que un buzo haya salido a la superficie, incluso si no se presentan síntomas de enfermedad por descompresión. Este gas residual puede estar disuelto o en forma de burbuja subclínica y continuará desgasificándose mientras el buzo permanezca en la superficie. Si se realiza una inmersión repetitiva, los tejidos se precargan con este gas residual lo que hará que se saturen más rápido. [81] [82]
En inmersiones repetitivas, los tejidos más lentos pueden acumular gas día tras día, si no hay tiempo suficiente para que el gas sea eliminado entre inmersiones. Esto puede ser un problema en situaciones de inmersiones múltiples de varios días. Múltiples descompresiones por día durante varios días pueden aumentar el riesgo de enfermedad por descompresión debido a la acumulación de burbujas asintomáticas, que reducen la tasa de liberación de gases y no se tienen en cuenta en la mayoría de los algoritmos de descompresión. [83] En consecuencia, algunas organizaciones de formación de buceadores hacen recomendaciones adicionales, como tomarse "el séptimo día libre". [84]
Los modelos de descompresión deterministas son un enfoque basado en reglas para calcular la descompresión. [85] Estos modelos parten de la idea de que la sobresaturación "excesiva" en varios tejidos es "insegura" (lo que resulta en enfermedad por descompresión ). Los modelos suelen contener múltiples reglas dependientes de la profundidad y del tejido basadas en modelos matemáticos de compartimentos de tejido idealizados. No existe una forma matemática objetiva de evaluar las reglas o el riesgo general más que la comparación con los resultados de las pruebas empíricas. Los modelos se comparan con resultados experimentales e informes de campo, y las reglas se revisan mediante juicio cualitativo y ajuste de curvas para que el modelo revisado prediga más fielmente la realidad observada, y luego se hacen más observaciones para evaluar la confiabilidad del modelo en extrapolaciones a rangos no probados previamente. La utilidad del modelo se juzga por su precisión y confiabilidad para predecir la aparición de enfermedad por descompresión sintomática y burbujas venosas asintomáticas durante el ascenso. [85]
Se puede suponer razonablemente que, en realidad, se produce tanto el transporte de perfusión por la circulación sanguínea como el transporte por difusión en tejidos donde hay poco o ningún flujo sanguíneo. El problema con los intentos de modelar simultáneamente la perfusión y la difusión es que hay una gran cantidad de variables debido a las interacciones entre todos los compartimentos del tejido y el problema se vuelve intratable. Una forma de simplificar el modelado de la transferencia de gas dentro y fuera de los tejidos es hacer suposiciones sobre el mecanismo limitante del transporte de gas disuelto a los tejidos que controlan la descompresión. Suponer que la perfusión o la difusión tienen una influencia dominante y que la otra puede ignorarse, puede reducir en gran medida el número de variables. [67]
La suposición de que la perfusión es el mecanismo limitante conduce a un modelo que comprende un grupo de tejidos con velocidades variadas de perfusión, pero suministrados por sangre con una concentración de gas aproximadamente equivalente. También se supone que no hay transferencia de gas entre compartimentos tisulares por difusión. Esto da como resultado un conjunto paralelo de tejidos independientes, cada uno con su propia velocidad de entrada y salida de gases que depende de la velocidad de la sangre que fluye a través del tejido. La absorción de gas para cada tejido generalmente se modela como una función exponencial, con un tiempo medio fijo, y la eliminación de gas también se puede modelar mediante una función exponencial, con el mismo o mayor tiempo medio, o como una función más compleja, como en el modelo de eliminación lineal exponencial. [81]
La hipótesis de la relación crítica predice que el desarrollo de burbujas ocurrirá en un tejido cuando la relación entre la presión parcial del gas disuelto y la presión ambiental excede una relación particular para un tejido determinado. La proporción puede ser la misma para todos los compartimentos de tejido o puede variar, y a cada compartimento se le asigna una proporción de sobresaturación crítica específica, según observaciones experimentales. [18]
John Scott Haldane introdujo el concepto de tiempos medios para modelar la absorción y liberación de nitrógeno en la sangre. Sugirió 5 compartimentos de tejido con tiempos medios de 5, 10, 20, 40 y 75 minutos. [18] En esta primera hipótesis se predijo que si la velocidad de ascenso no permite que la presión parcial del gas inerte en cada uno de los tejidos hipotéticos supere la presión ambiental en más de 2:1, no se formarán burbujas. [71] Básicamente, esto significaba que uno podía ascender desde 30 m (4 bar) a 10 m (2 bar), o desde 10 m (2 bar) a la superficie (1 bar) cuando estaba saturado, sin problemas de descompresión. Para garantizar esto, se incorporaron una serie de paradas de descompresión en los horarios de ascenso. La velocidad de ascenso y el tejido más rápido del modelo determinan el tiempo y la profundidad de la primera parada. A partir de entonces, los tejidos más lentos determinan cuándo es seguro ascender más. [71] Se descubrió que esta proporción de 2:1 era demasiado conservadora para tejidos rápidos (inmersiones cortas) y no lo suficientemente conservadora para tejidos lentos (inmersiones largas). La proporción también parecía variar con la profundidad. [86] El enfoque de Haldane para el modelado de descompresión se utilizó desde 1908 hasta la década de 1960 con modificaciones menores, principalmente cambios en el número de compartimentos y tiempos medios utilizados. Las tablas de la Marina de los EE. UU. de 1937 se basaron en una investigación de OD Yarbrough y utilizaron 3 compartimentos: los compartimentos de 5 y 10 minutos se eliminaron. En la década de 1950 se revisaron las tablas, se restauraron los compartimentos de 5 y 10 minutos y se añadió un compartimento de 120 minutos. [87]
En la década de 1960, Robert D. Workman, de la Unidad de Buceo Experimental de la Marina de los EE. UU. (NEDU), revisó las bases del modelo y las investigaciones posteriores realizadas por la Marina de los EE. UU. Las tablas basadas en el trabajo de Haldane y sus posteriores perfeccionamientos todavía resultaron inadecuadas para inmersiones más largas y profundas. Workman propuso que el cambio tolerable de presión se describía mejor como una diferencia de presión crítica y revisó el modelo de Haldane para permitir que cada compartimento de tejido tolerara una cantidad diferente de sobresaturación que varía con la profundidad. Introdujo el término "valor M" para indicar la cantidad máxima de sobresaturación que cada compartimento podía tolerar a una profundidad determinada y añadió tres compartimentos adicionales con tiempos medios de 160, 200 y 240 minutos. Workman presentó sus hallazgos como una ecuación que podría usarse para calcular los resultados para cualquier profundidad y afirmó que una proyección lineal de los valores M sería útil para la programación informática. [87]
Gran parte de la investigación de Albert A. Bühlmann consistió en determinar los compartimentos de tiempo medio más largos para el nitrógeno y el helio, y aumentó el número de compartimentos a 16. Investigó las implicaciones de la descompresión después de bucear en altitud y publicó tablas de descompresión que podrían ser utilizado en una variedad de altitudes. Bühlmann utilizó un método para el cálculo de la descompresión similar al propuesto por Workman, que incluía valores M que expresaban una relación lineal entre la presión máxima del gas inerte en los compartimentos de tejido y la presión ambiental, pero basado en la presión absoluta, lo que los hacía más fáciles de adaptar a la altitud. buceo. [52] El algoritmo de Bühlmann se utilizó para generar las tablas de descompresión estándar para varias asociaciones de buceo deportivo y se utiliza en varias computadoras personales de descompresión, a veces en una forma modificada. [52]
BA Hills y DH LeMessurier estudiaron las prácticas empíricas de descompresión de los buceadores de perlas de Okinawa en el Estrecho de Torres y observaron que hacían paradas más profundas pero reducían el tiempo total de descompresión en comparación con las tablas generalmente utilizadas en la época. Su análisis sugirió firmemente que la presencia de burbujas limita las tasas de eliminación de gases y enfatizó la importancia de la insaturación inherente de los tejidos debido al procesamiento metabólico del oxígeno. Esto se conoció como modelo termodinámico. [70] Más recientemente, los buceadores técnicos recreativos desarrollaron procedimientos de descompresión utilizando paradas más profundas que las requeridas por las tablas de descompresión en uso. Esto condujo a los modelos de burbujas RGBM y VPM. [88] Una parada profunda era originalmente una parada adicional introducida por los buzos durante el ascenso, a una profundidad mayor que la parada más profunda requerida por su algoritmo informático. También existen algoritmos informáticos que supuestamente utilizan paradas profundas, pero estos algoritmos y la práctica de paradas profundas no han sido validados adecuadamente. [89]
Una " parada Pyle " es una parada profunda que lleva el nombre de Richard Pyle , uno de los primeros defensores de las paradas profundas, [90] en las profundidades a medio camino entre el fondo y la primera parada de descompresión convencional, y a medio camino entre la parada Pyle anterior y la parada convencional más profunda. , siempre que la parada convencional esté a más de 9 m de profundidad. Una parada en Pyle dura aproximadamente 2 minutos. El tiempo de ascenso adicional requerido para las paradas en Pyle se incluye en el perfil de inmersión antes de finalizar el programa de descompresión. [91] Pyle descubrió que en las inmersiones en las que se detenía periódicamente para ventilar las vejigas natatorias de sus especímenes de peces, se sentía mejor después de la inmersión y basó el procedimiento de parada profunda en las profundidades y la duración de estas pausas. [89] La hipótesis es que estas paradas brindan una oportunidad para eliminar el gas mientras aún está disuelto, o al menos mientras las burbujas aún son lo suficientemente pequeñas como para eliminarse fácilmente, y el resultado es que habrá considerablemente menos o más pequeñas burbujas venosas para eliminar. en las paradas menos profundas como lo predice el modelo termodinámico de Hills. [92]
No está claro el valor y la seguridad de las paradas profundas adicionales al programa de descompresión derivado de un algoritmo de descompresión. Los expertos en descompresión han señalado que es probable que se realicen paradas profundas en profundidades donde continúa la ingasificación de algunos tejidos lentos, y que la adición de paradas profundas de cualquier tipo debe incluirse en la exposición hiperbárica para la cual se calcula el programa de descompresión, y no se añade posteriormente, de modo que se pueda tener en cuenta dicha ingasificación de tejidos más lentos. [89] Las paradas profundas realizadas durante una inmersión donde la descompresión se calcula en tiempo real son simplemente parte de una inmersión de varios niveles para la computadora y no agregan ningún riesgo más allá del inherente al algoritmo.
Hay un límite en cuanto a la profundidad que puede tener una "parada profunda". Debe producirse cierta liberación de gases y se debe minimizar la acumulación continua de gases para lograr una descompresión aceptablemente eficaz. La "parada de descompresión más profunda posible" para un perfil determinado se puede definir como la profundidad a la que la carga de gas para el compartimento principal cruza la línea de presión ambiental. Esta no es una profundidad de parada útil; es necesario cierto exceso en la concentración de gas en el tejido para impulsar la difusión de desgasificación; sin embargo, esta profundidad es un indicador útil del comienzo de la zona de descompresión, en la que la velocidad de ascenso es parte de la descompresión planificada. [94]
Un estudio realizado por DAN en 2004 encontró que la incidencia de burbujas de alto grado podría reducirse a cero siempre que la concentración de nitrógeno del tejido más saturado se mantuviera por debajo del 80 por ciento del valor M permitido y que una parada profunda adicional era una solución simple y práctica. manera de hacerlo, manteniendo la velocidad de ascenso original. [88]
La suposición de que la difusión es el mecanismo limitante del transporte de gas disuelto en los tejidos da como resultado un modelo de compartimento tisular bastante diferente. En este caso se ha postulado una serie de compartimentos, con transporte de perfusión en un compartimento y difusión entre los compartimentos, que por simplicidad están dispuestos en serie, de modo que para el compartimento generalizado, la difusión es hacia y desde sólo los dos compartimentos adyacentes en lados opuestos, y los casos límite son el primer compartimento donde se suministra y elimina el gas mediante perfusión, y el final de la línea, donde solo hay un compartimento vecino. [52] El modelo de serie más simple es un compartimento único, y esto se puede reducir aún más a un modelo unidimensional de "losa de tejido". [52]
Los modelos de descompresión de burbujas son un enfoque basado en reglas para calcular la descompresión basándose en la idea de que siempre existen núcleos de burbujas microscópicos en el agua y en los tejidos que contienen agua y que al predecir y controlar el crecimiento de las burbujas, se puede evitar la enfermedad por descompresión. La mayoría de los modelos de burbujas suponen que se formarán burbujas durante la descompresión y que se produce la eliminación del gas en fase mixta, que es más lenta que la eliminación en fase disuelta. Los modelos de burbujas tienden a tener primeras paradas más profundas para eliminar más gas disuelto a una sobresaturación más baja para reducir el volumen total de la fase de burbuja y potencialmente reducir el tiempo requerido a profundidades menores para eliminar las burbujas. [30] [57] [92]
Los modelos de descompresión que suponen la eliminación de gas en fase mixta incluyen:
En contraste con los compartimentos paralelos independientes de los modelos Haldanean, en los que se considera que todos los compartimentos conllevan riesgo, el modelo de Goldman postula un compartimento "activo" o "con riesgo" relativamente bien perfundido en serie con un "depósito" adyacente relativamente pobremente perfundido o compartimentos "amortiguadores", que no se consideran sitios potenciales para la formación de burbujas, pero afectan la probabilidad de formación de burbujas en el compartimento activo mediante el intercambio difuso de gas inerte con el compartimento activo. [53] [95] Durante la compresión, el gas se difunde hacia el compartimiento activo y a través de él hacia los compartimientos amortiguadores, lo que aumenta la cantidad total de gas disuelto que pasa a través del compartimiento activo. Durante la descompresión, este gas tamponado debe pasar nuevamente a través del compartimento activo antes de poder ser eliminado. Si la carga de gas de los compartimentos intermedios es pequeña, la difusión del gas añadido a través del compartimento activo es lenta. [95] Los modelos interconectados predicen una reducción en la tasa de lavado de gas con el tiempo durante la descompresión en comparación con la tasa predicha para el modelo de compartimento paralelo independiente utilizado para la comparación. [53]
El modelo de Goldman difiere del modelo de descompresión de la serie Kidd-Stubbs en que el modelo de Goldman supone una cinética lineal, mientras que el modelo KS incluye un componente cuadrático, y el modelo de Goldman considera que sólo el compartimento central bien perfundido contribuye explícitamente al riesgo, mientras que el El modelo KS supone que todos los compartimentos conllevan riesgos potenciales. El modelo DCIEM 1983 asocia el riesgo con los dos compartimentos más externos de una serie de cuatro compartimentos. [53] Goldman afirma que el modelo matemático basado en este concepto se ajusta no solo a los datos del perfil cuadrado de la Marina utilizados para la calibración, sino que también predice el riesgo con relativa precisión para los perfiles de saturación. Una versión de burbuja del modelo ICM no fue significativamente diferente en las predicciones y se descartó por ser más compleja y sin ventajas significativas. El ICM también predijo la incidencia de la enfermedad por descompresión con mayor precisión en las exposiciones de buceo recreativo de bajo riesgo registradas en el conjunto de datos Project Dive Exploration de DAN. Los modelos alternativos utilizados en este estudio fueron el LE1 (Lineal-Exponencial) y el modelo Haldaniano recto. [95] El modelo de Goldman predice una reducción significativa del riesgo después de una parada de seguridad en una inmersión de bajo riesgo [96] y una reducción significativa del riesgo mediante el uso de nitrox (más de lo que sugieren las tablas PADI). [97]
Los modelos probabilísticos de descompresión están diseñados para calcular el riesgo (o probabilidad) de que ocurra una enfermedad por descompresión (EDC) en un perfil de descompresión determinado. [98] [85] El análisis estadístico es muy adecuado para el trabajo con aire comprimido en operaciones de túneles debido a la gran cantidad de sujetos que sufren exposiciones similares a la misma presión y temperatura ambiente, con cargas de trabajo y tiempos de exposición similares, con el mismo programa de descompresión. [99] Un gran número de descompresiones en circunstancias similares han demostrado que no es razonablemente factible eliminar todos los riesgos de DCS, por lo que es necesario establecer un riesgo aceptable, basado en otros factores relevantes para la aplicación. Por ejemplo, un fácil acceso a un tratamiento eficaz en forma de tratamiento con oxígeno hiperbárico en el sitio, o una mayor ventaja para sacar al buzo del agua antes, pueden hacer que una mayor incidencia sea aceptable, al tiempo que interfiere con el horario de trabajo, efectos adversos en la moral del trabajador o una alta expectativa de litigio reduciría la tasa de incidencia aceptable. La eficiencia también es un factor, ya que la descompresión de los empleados se produce durante las horas de trabajo. [99]
Estos métodos pueden variar las profundidades y los tiempos de las paradas de descompresión para llegar a un programa de descompresión que asuma una probabilidad específica de que ocurra una ED, minimizando al mismo tiempo el tiempo total de descompresión. Este proceso también puede funcionar a la inversa, lo que permite calcular la probabilidad de DCS para cualquier programa de descompresión, siempre que existan datos suficientes y confiables. [99]
En 1936 se consideraba aceptable una tasa de incidencia del 2% para los trabajadores del aire comprimido en el Reino Unido. La Marina de los EE.UU. aceptó en 2000 una incidencia del 2% de síntomas leves, pero sólo del 0,1% de síntomas graves. El buceo comercial en el Mar del Norte en la década de 1990 aceptó un 0,5% de síntomas leves, pero casi ningún síntoma grave, y el buceo comercial en el Golfo de México también durante la década de 1990 aceptó un 0,1% de casos leves y un 0,025% de casos graves. Las autoridades de Salud y Seguridad tienden a especificar el riesgo aceptable tan bajo como sea razonablemente posible teniendo en cuenta todos los factores relevantes, incluidos los factores económicos. [99] [98] Para analizar la probabilidad de síntomas leves y graves, primero es necesario definir estas clases de manifestación, según corresponda al análisis. [100]
Las herramientas necesarias para la estimación de la probabilidad de enfermedad por descompresión son un modelo biofísico que describe el intercambio de gas inerte y la formación de burbujas durante la descompresión, datos de exposición en forma de perfiles de presión/tiempo para las mezclas de gases respirables y los resultados DCS para estas exposiciones, estadísticas. métodos, como el análisis de supervivencia o el análisis bayesiano , para encontrar el mejor ajuste entre el modelo y los datos experimentales, después de lo cual los modelos se pueden comparar cuantitativamente y se puede utilizar el modelo que mejor se ajuste para predecir la probabilidad de DCS para el modelo. Este proceso se complica por la influencia de las condiciones ambientales en la probabilidad de DCS. Los factores que afectan la perfusión de los tejidos durante la entrada y salida de gases, que afectan las tasas de absorción y eliminación de gas inerte respectivamente, incluyen la inmersión, la temperatura y el ejercicio. También se sabe que el ejercicio promueve la formación de burbujas durante la descompresión. [99]
También se sabe que la distribución de las paradas de descompresión afecta el riesgo de DCS. Un experimento de la USN que utilizó la enfermedad por descompresión sintomática como criterio de valoración comparó dos modelos para exposiciones de trabajo de buceo en el aire utilizando el mismo tiempo en el fondo, temperatura del agua y carga de trabajo, con el mismo tiempo total de descompresión, para dos distribuciones de profundidad diferentes de las paradas de descompresión, también en el aire. , y descubrió que las paradas menos profundas conllevan un riesgo estadísticamente muy significativamente menor. El modelo no intentó optimizar la distribución en profundidad del tiempo de descompresión o el uso del cambio de gas, simplemente comparó la efectividad de dos modelos específicos, pero para esos modelos los resultados fueron convincentes. [99]
Se llevó a cabo otra serie de experimentos para una serie de exposiciones de tiempo creciente en el fondo a una profundidad constante, con temperatura ambiente variable. Se compararon cuatro condiciones de temperatura: cálida durante el sector de fondo y descompresión, fría durante el sector de fondo y descompresión, cálida en el fondo y fría durante la descompresión, y fría en el fondo y cálida durante la descompresión. Los efectos fueron muy claros: la incidencia de DCS fue mucho menor para los buceadores que estaban más fríos durante la fase de infusión de gas y más calientes durante la descompresión que a la inversa, lo que se ha interpretado como una indicación de los efectos de la temperatura sobre la perfusión en la absorción y eliminación de gas. [99]
Un análisis estadístico retrospectivo de un gran conjunto de datos de informes de casos de inmersiones con aire y nitrox publicado en 2017 indicó que, para un riesgo aceptable del 2 % para síntomas leves y del 0,1 % para síntomas graves, utilizando un modelo de desgasificación lineal exponencial, los casos graves el riesgo de síntomas fue el factor limitante. Uno de los factores que complicó este análisis fue la variabilidad en los métodos para distinguir entre casos leves y graves. [98]
La descompresión por saturación es un proceso fisiológico de transición desde un estado estable de saturación total con gas inerte a presión elevada a condiciones estándar a presión atmosférica superficial normal. Es un proceso largo en el que los gases inertes se eliminan a un ritmo muy bajo limitado por los tejidos afectados más lentos, y una desviación puede provocar la formación de burbujas de gas que pueden producir enfermedad por descompresión. La mayoría de los procedimientos operativos se basan en parámetros derivados experimentalmente que describen una tasa de descompresión lenta y continua, que puede depender de la profundidad y la mezcla de gases. [101]
En el buceo de saturación, todos los tejidos se consideran saturados y la descompresión, que es segura para los tejidos más lentos, en teoría será segura para todos los tejidos más rápidos en un modelo paralelo. El ascenso directo desde la saturación de aire a aproximadamente 7 msw produce burbujas de gas venoso pero no DCS sintomática. Las exposiciones a saturaciones más profundas requieren programas de descompresión a saturación. [102]
La tasa segura de descompresión de una inmersión de saturación está controlada por la presión parcial de oxígeno en el gas respirable inspirado. [103] La insaturación inherente debido a la ventana de oxígeno permite una fase inicial relativamente rápida de descompresión de saturación en proporción a la presión parcial de oxígeno y luego controla la velocidad de descompresión adicional limitada por la mitad del tiempo de eliminación del gas inerte del compartimento más lento. [104] Sin embargo, algunos programas de descompresión de saturación específicamente no permiten que la descompresión comience con una excursión ascendente. [105] No se ha descubierto que las excursiones ni los procedimientos de descompresión actualmente en uso (2016) causen problemas de descompresión de forma aislada, pero parece haber un riesgo significativamente mayor cuando las excursiones van seguidas de una descompresión antes de que las burbujas asintomáticas resultantes de las excursiones hayan desaparecido por completo. resuelto. Iniciar la descompresión mientras hay burbujas parece ser el factor importante en muchos casos de enfermedad por descompresión inesperada durante la descompresión de saturación de rutina. [106]
La aplicación de un modelo de burbuja en 1985 permitió modelar con éxito descompresiones convencionales, descompresión de altitud, umbrales sin paradas e inmersiones de saturación utilizando una configuración de cuatro parámetros globales de nucleación. [107]
Continúan las investigaciones sobre modelos de descompresión de saturación y pruebas de programación. En 2015, se utilizó un concepto denominado Ventana de oxígeno extendida en pruebas preliminares para un modelo de descompresión de saturación modificado. Este modelo permite una tasa de descompresión más rápida al inicio del ascenso para utilizar la insaturación inherente debido al uso metabólico del oxígeno, seguida de una tasa constante limitada por la presión parcial de oxígeno del gas respirable. El período de tasa de descompresión constante también está limitado por la fracción máxima de oxígeno permitida, y cuando se alcanza este límite, la tasa de descompresión vuelve a disminuir a medida que se reduce la presión parcial de oxígeno. El procedimiento sigue siendo experimental en mayo de 2016. El objetivo es una reducción aceptablemente segura del tiempo total de descompresión para una profundidad de saturación y una mezcla de gases determinadas. [101]
Es importante que cualquier teoría sea validada mediante procedimientos de prueba cuidadosamente controlados. A medida que los procedimientos y equipos de prueba se vuelven más sofisticados, los investigadores aprenden más sobre los efectos de la descompresión en el cuerpo. La investigación inicial se centró en producir inmersiones libres de síntomas reconocibles de enfermedad por descompresión (EDC). Con el uso posterior de la prueba de ultrasonido Doppler, se descubrió que se formaban burbujas dentro del cuerpo incluso en inmersiones en las que no se encontraban signos o síntomas de DCI. Este fenómeno se conoce como "burbujas silenciosas". La presencia de embolias gaseosas venosas se considera un predictor de baja especificidad de la enfermedad por descompresión, pero se reconoce que su ausencia es un indicador sensible de descompresión de bajo riesgo, por lo que se cree que la detección cuantitativa de VGE es útil como indicador del estrés descompresivo al comparar estrategias de descompresión, o evaluar la eficiencia de los procedimientos. [108]
Las tablas de la Marina de los EE. UU. de 1956 se basaron en límites determinados por signos y síntomas externos de DCS. Investigadores posteriores pudieron mejorar este trabajo ajustando las limitaciones basándose en la prueba Doppler. Sin embargo, las tablas CCR de la Marina de los EE. UU. basadas en el algoritmo de Thalmann también utilizaron solo síntomas reconocibles de DCS como criterio de prueba. [109] [110] Dado que los procedimientos de prueba son largos y costosos, y existen limitaciones éticas en el trabajo experimental en sujetos humanos con lesiones como criterio de valoración, es una práctica común que los investigadores realicen validaciones iniciales de nuevos modelos basados en resultados experimentales de ensayos anteriores. Esto tiene algunas implicaciones al comparar modelos. [111]
Las inmersiones profundas y de corta duración requieren una descompresión prolongada en comparación con el tiempo en profundidad, lo que es inherentemente ineficiente en comparación con el buceo de saturación. Se han utilizado varias modificaciones a los algoritmos de descompresión con un rendimiento razonablemente validado en buceos menos profundos en el esfuerzo por desarrollar una descompresión más corta o más segura, pero generalmente no están respaldadas por experimentos controlados y, hasta cierto punto, se basan en evidencia anecdótica. Se desarrolló una creencia generalizada de que los algoritmos basados en modelos de burbujas y que distribuyen paradas de descompresión en un mayor rango de profundidades son más eficientes que los modelos tradicionales de contenido de gas disuelto al minimizar la formación temprana de burbujas, basándose en consideraciones teóricas, en gran medida en ausencia de evidencia de efectividad. , aunque hubo bajas incidencias de enfermedad por descompresión sintomática. Existe y se ha analizado alguna evidencia relevante para algunas de estas modificaciones, y en general respalda la opinión opuesta, de que las paradas profundas pueden conducir a mayores tasas de formación y crecimiento de burbujas en comparación con los sistemas establecidos que utilizan paradas menos profundas distribuidas durante el mismo tiempo total de descompresión para un perfil profundo determinado. [112] [76]
La integral de sobresaturación en el tiempo puede ser un indicador del estrés de descompresión, ya sea para un grupo de tejidos determinado o para todos los grupos de tejidos. La comparación de este indicador calculado para los grupos combinados de tejidos de Bühlmann para un rango de programas de descompresión de igual duración para la misma profundidad, tiempo de fondo y mezclas de gases, ha sugerido un mayor estrés de descompresión general para las inmersiones que utilizan paradas profundas, al menos en parte debido a la infusión continua de gases. de tejidos más lentos durante las paradas profundas. [76]
El cambio de gas durante la descompresión en circuito abierto se realiza principalmente para aumentar la presión parcial de oxígeno y aumentar el efecto de ventana de oxígeno , manteniendo al mismo tiempo por debajo de los niveles de toxicidad aguda . Está bien establecido, tanto en la teoría como en la práctica, que una mayor presión parcial de oxígeno facilita una eliminación más rápida y eficaz del gas inerte, tanto en estado disuelto como en forma de burbujas. En el buceo con rebreather en circuito cerrado, la presión parcial de oxígeno durante toda la inmersión se mantiene a un nivel relativamente alto pero tolerable para reducir la formación de gases y acelerar la liberación de gases del gas diluyente. Los cambios de diluyentes a base de helio a nitrógeno durante el ascenso son deseables para reducir el uso de helio costoso, pero tienen otras implicaciones. Es poco probable que los cambios en el gas de descompresión a base de nitrógeno aceleren la descompresión en los perfiles típicos de buceo técnico con rebote, pero hay cierta evidencia de que la descompresión con mezclas de helio y oxígeno tiene más probabilidades de provocar una DCS neurológica, mientras que la descompresión a base de nitrógeno es más probable que produzca otro síntoma si ocurre DCS. Sin embargo, el cambio de gas de descompresión rico en helio a gas de descompresión rico en nitrógeno está implicado en la ED del oído interno, relacionado con efectos de contradifusión. Este riesgo puede reducirse mediante una descompresión inicial suficiente, utilizando una presión parcial de oxígeno alta y haciendo que el cambio de helio a nitrógeno sea relativamente superficial. [112]
La USAF llevó a cabo experimentos en seres humanos en 1982 para validar los horarios de los límites sin descompresión del buceo aéreo antes de las excursiones inmediatas a la altitud y para el buceo en altitud, lo que permite el vuelo inmediato después de la inmersión a una altitud de 8.500 pies (2.600 m). [113] En 2004 se realizó otra serie de pruebas para validar las predicciones de un modelo de burbuja para la descompresión de altitud utilizando perfiles de exposición no probados previamente. Los parámetros incluyeron esfuerzo, altitudes de 18.000 a 35.000 pies (5.500 a 10.700 m), tiempo previo a la respiración y tiempo de exposición, pero estas exposiciones no incluyeron inmersiones recientes. [114]
Se llevaron a cabo experimentos con un criterio de valoración de síntomas de DCS utilizando perfiles cercanos a los límites de exposición sin descompresión para el buceo recreativo para determinar cómo la aparición de DCS durante o después del vuelo se relaciona con la duración del intervalo en superficie previo al vuelo (PFSI). Las inmersiones y el PFSI fueron seguidos por una exposición de cuatro horas a 75 kPa, equivalente a la altitud máxima permitida en la cabina de un avión comercial de 8.000 pies (2.400 m). La incidencia de DCS disminuyó a medida que aumentó el intervalo de superficie, sin incidencia durante un intervalo de superficie de 17 horas. Los perfiles de inmersiones repetitivas generalmente necesitaban intervalos de superficie más largos que las inmersiones individuales para minimizar la incidencia. Estas pruebas han ayudado a informar las recomendaciones sobre el tiempo para volar. [115]
La ecocardiografía transtorácica en vuelo ha demostrado que existe una probabilidad baja, pero distinta de cero, de sufrir enfermedad por descompresión en aviones comerciales presurizados después de un intervalo de superficie de 24 horas antes del vuelo después de una semana de múltiples inmersiones recreativas repetitivas, lo que se indica mediante la detección de burbujas de gas venoso en un número significativo de los buceadores evaluados. [116]
Continúan las investigaciones sobre la descompresión. Generalmente no hay datos disponibles sobre los detalles, sin embargo, Divers Alert Network (DAN) tiene un programa en curso basado en ciencia ciudadana dirigido por DAN (Europa) que recopila datos de buceadores recreativos voluntarios para su análisis por parte del personal de investigación de DAN y otros investigadores. Esta investigación está financiada por las cuotas de suscripción de los miembros de DAN Europe. [117] El Laboratorio de Seguridad en el Buceo es una base de datos en la que los miembros pueden cargar perfiles de inmersión desde una amplia gama de computadoras de buceo convertidas a un formato estándar y otros datos sobre la inmersión. [118] Se analizan datos sobre cientos de miles de inmersiones reales para investigar aspectos de la seguridad del buceo. [119] Las grandes cantidades de datos recopilados se utilizan para el análisis probabilístico del riesgo de descompresión. Los donantes de datos pueden obtener información inmediata en forma de un simple análisis de riesgo de sus perfiles de inmersión clasificados como uno de tres niveles nominales de riesgo (alto, medio y bajo) en función de la comparación con los valores M de Bühlmann ZH16c calculados para el mismo perfil.
Los proyectos enumerados (no todos directamente relacionados con la descompresión) incluyen: [120]
Los modelos de burbujas para descompresión eran populares entre los buceadores técnicos a principios de la década de 2000, aunque había pocos datos que respaldaran la eficacia de los modelos en la práctica. Desde entonces, varios estudios comparativos han indicado un número relativamente mayor de embolias gaseosas venosas después de la descompresión basándose en modelos de burbujas, y un estudio informó una tasa más alta de enfermedad por descompresión. Las paradas de descompresión más profundas al principio del ascenso parecen ser menos efectivas para controlar la formación de burbujas de lo que sugieren las hipótesis. Esta falla puede deberse a la ingasificación continua de tejidos más lentos durante el tiempo prolongado a mayor profundidad, lo que hace que estos tejidos estén más sobresaturados a profundidades menores. Aún se desconoce la estrategia de descompresión óptima para inmersiones de rebote profundas (2016). [121]
La eficacia práctica del cambio de gas diluyente a base de helio a nitrox para acelerar la descompresión no se ha demostrado de manera convincente. Estos interruptores aumentan el riesgo de enfermedad por descompresión del oído interno debido a los efectos de contradifusión. [121]
La descompresión es un área en la que descubres que, cuanto más aprendes, más sabes que realmente no sabes lo que está pasando. Porque detrás de la exactitud "en blanco y negro" de las entradas de las tablas, las cuentas regresivas segundo a segundo de las computadoras de buceo y debajo de la pureza matemática de los modelos de descompresión, se esconde una jungla fisiológica oscura y misteriosa que apenas ha sido explorada.
— Karl E. Huggins, 1992 [122]
Es necesaria la exposición a las diversas teorías, modelos, tablas y algoritmos para permitir al buceador tomar decisiones informadas y informadas con respecto a sus necesidades personales de descompresión. [55] La teoría básica de la descompresión y el uso de tablas de descompresión es parte del componente teórico del entrenamiento para buceadores comerciales, [123] y la planificación del buceo basada en tablas de descompresión, y la práctica y el manejo de campo de la descompresión es una parte importante del trabajo de el supervisor de buceo. [124] [125] Los buceadores recreativos están capacitados en la teoría y la práctica de la descompresión en la medida en que la agencia certificadora lo especifica en el estándar de capacitación para cada certificación. Esto puede variar desde una descripción rudimentaria suficiente para permitir al buceador evitar la obligación de descompresión para los buceadores de nivel básico, hasta la competencia en el uso de varios algoritmos de descompresión a través de computadoras personales de buceo, software de descompresión y tablas para buceadores técnicos avanzados. [73] La comprensión detallada de la teoría de la descompresión generalmente no es necesaria ni para los buceadores comerciales ni para los recreativos.
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