Füüsikalised ohutegurid.Kõrge ja madal õhurõhk.

H.Vasar31.01.2013

Ohuteguri olemus

• RÕHK - pinnaühikule mõjuv jõud.• ÕHU RÕHK = pinnaühikule mõjuva õhu kaaluga.• MEREPINNA kõrgusel on õhurõhk võrdne 760 mm kõrguse

elavhõbedasamba kaaluga 1,03 kg.• Rõhku 1,03 kgf/cm² nim. normaalatmosfääriks- atm• 1 atm = 760 mmHg =• = 1 bar = 1 torr

Ohuteguri olemus. Rõhk vees.• Veekeskkond on hüperbaariline.

Paigalseisva vee igas punktis valitseb hüdrostaatiline rõhk, mis moodustab vee pinnale mõjuva atmosfäärirõhu (p₀) ja veesamba kaalu poolt tekitatava rõhu summana: p= p₀ + yh, kus y- vee erikaal ja h- veesamba kõrgus.

• 10 m kõrgune 1 cm² ristlõikepinnaga veesammas kaalub 1,03 kg, st. sama palju kui 760 mmHg sammas ja avaldab seega rõhku 1 atm.

• Hüdrostaatiline rõhk 10 m sügavuses on seega 2 atm.

Atmosfääri õhukoostisosad

• OSARÕHK e. partsiaalrõhk - rõhk, mida mingi gaasisegu

(näiteks õhu) keemiline komponent (näiteks hapnik) avaldaks, kui see vaadeldav komponent esineks üksi samal temperatuuril ja samal ruumalal.

• Mingi gaasisegu komponentide osarõhkude summat väljendab gaasisegu kogurõhk (Daltoni seadus).

•Lämmastik 78%•Hapnik 21%•Argoon 0,93%•Süsinikdioksiid 0,03%•Neoon•Helium•Krypton•Xenon•Vesinik

Dalton`i seadus.• Osarõhkude seaduse kohaselt

on keemiliselt inaktiivsete (üksteisega mittereageerivate) ideaalsete gaaside segu kogurõhk võrdne segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga.

• Henry-Dalton`i seadus väidab, et gaasisegu komponendi lahustuvus vedelikus on jääval temperatuuril võrdeline komponendi osarõhuga.

• Henry-Dalton`i seadus on oluline kunstlike hingamisgaaside valmistamisel ja kasutamisel

• Sukeldumisel kasutatavad gaasisegud: Hapnik, Nitrox,

Heliox, Trimix

Henry-Dalton`i seadus on tähtis gaaside lahustumisel organismis sukeldumise ajal.

Boyle seadusBoyle-Mariotte'i seadus on üks gaaside seadustest ning ideaalse gaasi olekuvõrrandi erijuht. Selle kohaselt muutub gaasi rõhk isotermilises protsessis pöördvõrdeliselt gaasi ruumalaga. See tähendab, et kui gaasi temperatuur hoida muutumatuna, siis gaasi ruumala vähendamisel kaks korda suureneb rõhk kaks korda. p x V= const, kui T= const, kus p, V ja T, ja tähistavad vastavalt gaasi rõhku, ruumala ja temperatuuri.

P1/P2 = V2/V1

Osarõhu muutumine vees(Dalton`i seadus)

Sügavus Rõhk (atm)

PN2 PO2 PCO2 Maht(l)

0 1 0,8 0,2 0,0003 10,0

10 2 1,6 0,4 0,0006 5,0

20 3 2,4 0,6 0,0009 3,3

30 4 3,2 0,8 0,0012 2,5

40 5 4,0 1,0 0,0015 2,0

Dalton`i seaduse järgi kõrguse suurenedes proportsionaalselt langeb O2 osarõhk.

Kõrgused ja alarõhkDALTON`I seaduse järgi kõrguse suurenedes proportsionaalselt langeb O2 osarõhk

Kõrgus (M) Rõhk (mmHg) 02 inspirat. Osarõhk mmHg

Alv. O2 osarõhk mmHg

O2 frakts.

0 760 149 105 0,2095

2000 596 115 76 0,164

3000 526 100 61 0,145

4000 462 87 50 0,127

5000 405 75 42 0,112

6000 354 64 38 0,098

7000 308 55 35 0,085

8 000 267 46 32 0,074

10 00014 000

199106

3212

0,0550,029

Kõrgused, alarõhk, hapnikuvaegus.• Organismi reaktsioonid

hapnikuvaegusele ei olene ainult vaeguse ulatusest, vaid ka ajavahemikust, mille kestel see tekib. Eristatakse:

1. akuutset hüpoksiat (äkiline rõhu langus lennukis)2. Kiiresti tekkivat hüpoksiat (kiire tõus mägiraudteel)3. Kroonilist hüpoksiat (kestval kõrgustes viibimisel)

„Mägitõbi“• O2 vaeguse poolt esile kutsutud häired:

töövõime langus, väsimus, halb enesetunne.• Spetsiaalseks tunnuseks on tahtejõuetus, unisus,

isutus, õhupuudus, tahhükardia, peapööritus, oksendamine, peavalud, apaatia või eufooria.

• Eriti ohtlik on aeglaselt, hiilivalt tekkiv O2 vaegus, eriti kehalise puhkeoleku puhul -eelnevate haigussümptomiteta tekib teadvuse kadu.

Kõrgusest tingitud hapnikuvaeguse toimeläved

Üle 7000 meetri: Kriitiline tsoon (surmaga lõppevad irreversiiblid kahjustused)- eluohtlikud KNS talitlushäired, teadvusekadu, krambid-------KÕRGUSSURM

KRIITILINE LÄVI4000-7000 m mittetäieliku kompensatsiooni staadium (rasked reversiiblid häired) e. ohutsoon. Töövõime, otsustusvõime, reaktsioonivõime tunduv vähenemine. Tekivad lihastõmblused, RR langus, kopsuödeem, lõpuks reversiibel tedvuse hämardumine

HÄIRETE LÄVI2000-4000 m täieliku kompensatsiooni staadium (Südame löögisagedus, minutimaht ja hingamise minutimaht suurenevad. Töövõime langeb)

REAKTSIOONILÄVI0- 2000 m indiferentne tsoon(organismi funktsioonid ei häiru, töövõimekus ei lange)

Lennuki siserõhk.• Enamus tsiviillennukeid kulgeb

kõrgusel 40 000 ft (~12 km)Kabiiniõhk sel kõrgusel peab olema

survestatud, et reisijad ja meeskond saaks normaalselt hingata- mitte alla 8000 ft taseme s.o. 0,75 atm (570mmHg)

Sissehingatavas õhus on 25% vähem O2.Õhk vahetub pideva vooluna sissetuleva

atmosfääri ja filtreeritud siseõhu seguna 2-3 minuti järel = 20-30 õhuvahetust tunnis

Vent.süsteem peab tagama 0,55 m³ värsket õhku minutis iga inimese kohta.

Lennuki siserõhk (0,75 atm)

• Kui lennuk tõuseb 1000-3000 ft/min e. 5-15 m/sek siis siserõhk suureneb 500 ft/min e. 2,5 m/sek

• See on inimesele talutav muutus

• Laskumine ei ole kiirem kui 300 ft/min e. 1,5 m/sek

Hüpoksia astmed ja sümptomid

Rõhu langus lennukis. Ajareserv.

• Rõhu ootamatu languse korral kabiinis peab lennuk laskuma 3 km (10 000 ft) kõrgusele, kus välisrõhk on 526 mmHg

• TUC- aeg, et haarata hapnikumask

Atmosfäärirõhk, füüsikaseadused, hingamisfüsioloogia, allveemeditsiin

Gaasiseadused peavad kindlalt meeles olema!

Vee all hingamine on võimalik ainult siis kui kopsudesisene õhurõhk on võrdne rindkerele väljast toimiva hüdrostaatilise rõhuga.

Kui hüdrostaatiline rõhk ületab kopsusisest rõhku vaid 100 mmHg võrra, ei suuda hingamislihased rindkere vajalikul määral laiendada ja sissehingamine muutub võimatuks.

Maht muutub kõige rohkem merepinnalDepth (m) P tot (ATA) k V= k/P Volume change

0 1 10 10,0 1

10 2 10 5,0 1/2

20 3 10 3,3 1/3

30 4 10 2,5 1/4

40 5 10 2,0 1,5

Kopsude maht sukeldumiselDepth (m)

P tot (ATA)

Mahu muutus

Kopsumaht

Boyle PV=k

0 1 1 6,0 6,0

10 2 1/2 3,0 6,0

20 3 1/3 2,0 6,0

30 4 1/4 1,5 6,0

40 5 1/5 1,2 6,0

• Sukelduja kopsude maht on 6L , jääkmaht 1,5L; üldmaht on 7,5L. Rõhk 40m sügavusel on 5 atm. Nüüd suureneva välisrõhu toimel rindkere maht enam väheneda ei saa, kopsudes tekib suhteline alarõhk ja rinnaõõs hakkab toimima imevalt. Veri tungib kopsudesse vähendade jääkmahtu .

Rindkere mahuline kokkusurumine ja laienemineVabasukeldumisel surub

järjest suurenev hüdrostaatiline rõhk rindkere kokku kuni kopsude jääkmahuni.

Vabasukeldumise sügavuse füsioloogiline piir on määratud kopsude üldmahu TC ja jääkmahu RV suhtega (TC:RV=P2:P1)

Näit.VC=6 l,RV 1,5 l, TC = 7,5l7,5:1,5=P2: 1 atm; P2= 5atmRõhk 5 atm on 40 meetrit

Kopsude maht pinnaletõusul Depth (m)

P tot (ATA)

Mahu muutus

Kopsumaht

Boyle PV=k

50 6 1/6 6,0 36

40 5 1/5 7,2 36

30 4 1/4 9,0 36

20 3 1/3 12 36

10 2 1/2 18 36

• Kui tuuker, hinganud vee all hingamisaparaadist, alustab tõusu ja hoiab hinge kinni, siis sügavuse vähenedes välisrõhk alaneb ja kopsudes oleva õhu rõhk osutub välisrõhust kõrgemaks.

• Õhk hakkab kopsudes paisuma.• Rohkem kui kopsude

üldmahuni see minna ei saa- kops rebeneb, õhk tungib rebendi kaudu rindkere kudedesse, naha aluskoesse, rebenenud veresoonte kaudu vereringesse. Seda nimetatakse BAROTRAUMAKS

BAROTRAUMA- tekib rõhu tagajärjel õhuga täidetud ruumides: kopsudes, siinustes,

sisekõrvas, seedetraktis:• pinnaletõusul gaaside ekspansioonist

(Expansion injury)• Sukeldudes sügavusse negatiivsest

rõhust/alarõhust (squeeze)

Gaaside ekspansioonist tingitud vigastused:

Arteriaalne gaasembolism (AGE)Pneumotooraks (kopsu kollaps)Mediastiinumi emfüseemNahaalune emfüseemSiinuste barotraumaKõrvade barotraumaHamba barotraumaKõhugaaside peetus

Arteriaalne gaasembolism• Kui kopsudes paisuv gaas ei pääse välja, tekib kopsukoe

ülevenitus ja rebenemine• Rebenevad ka kopse läbivad suured veresooned- paisuv gaas

pressitakse otse vereringesse• Sellised suured mullid blokeerivad verevoolu magistraalarterites• Püstiasendi tõttu kerkivad mullid ülespoole ja• esmaseks kohaks on peaaju veresooned- tulemuseks

ajuinsulti meenutav kliiniline pilt• Haigus avaldub esimese 5-10 min jooksul sukeldumisest• Ravi on kohene rekompressioon barokambris (vähendada

kiiresti gaasimulli ruumala ja kiirendada imendumist

Terav valu rinnus, vaevaline hingamine, tsüanoos.O2 + hospitaliseerimine.Mitte rekompressioon!

Õhk on sattunud mediastinumisse kopsude vahele.Terav valu rinnaku taga, raske hingata (eriti sissehingamine), kähe metalne hääl.O2, haiglasse, mitte barokambrisse saata!

Pneumothorax Mediastinal emphysema

Nahaalune emfüseem Tavaliselt järgneb mediastinaalsele emfüseemile. Õhk on kaelal ja õlavöötmel naha all. Lokaalne turse, krepitatsioon,Hääle muutused

• Esmaabiks O2,• Hospitaliseerida• Mitte rekompressioon!

Siinuste barotrauma.

Väliskõrva ja keskkõrva barotrauma• Trummikilele toimiv rõhk kandub

üle kuulmeluukeste sisekõrva ovaalaknale,mille äärelt jaluse tald lahti rebeneb. Labürindist voolab perilümf välja. Häirub nii kuulmis- kui tasakaalufunktsioon

• Kuulmetõrve halva läbitavuse korral kummub trummikile suureneva välisrõhu toimel trummiõõnde ja võib rebeneda.

• Kõige sagedasem tuukrihaigus

Rõhkude tasakaalustamine.• Laskumise ajal tuleb

trummiõõnt aktiivselt ventileerida (neelatamine)

• Teine meetod on kõrvade „läbipuhumine“. Liiga vägivaldse Valsalva manöövri tagajärjeks võib olla labürindi perilümfi rõhu tõus ja ümarakna rebenemine. Järgneb perilümfi väljavool ja sisekõrva kahjustus (vertigo, tinnitus, neurosensoorne kuulmislangus jne)

• Raskusastmed:0- norm.1- pars flacida osas hüpereemia (tekib rõhkude vahe korral 100mmHg2- kogu ulatuses punetus 100-150mmHg3- hemorraagiad4- hemorraagiad keskkõrvas TM ruptuuriga või ilma5- hemorraagia kogu keskkõrva ulatuses

Compression injuryNegatiivse rõhu toime = SQUEEZELung squeeze- pikaaegne sukeldumine lisaõhutaSinus squeezeMiddle ear squeezeExternal ear squeeze (liiga liibuv kapuuts, tugev maskirihm)Inner ear fistula (forsseeritud Valsalva)Alternobaric vertigo (ühe kõrva tasakaalustamise probleem)Caloric vertigo (külm vesi ühes kõrvas, lekkiv kapuuts)Suit squeeze (tuukriülikonna probleemid)Mask squeeze (maskis olevat rõhku ei õnnestu tasakaalustada)Tooth squeeze (vigased hambaplommid, milleall õhuruum)

Kessoontõbi• Kessoontõbi on haiguslik seisund, mis tekib organismis

lahustunud gaaside kiirel vabanemisel, mille käigus tekivad gaasimullid

• Põhjustajad peamiselt lämmastik ja heelium, mida sukeldumisel kasutatakse.

• N2 on organismis indiferentne biokeemiliselt aga mitte füsioloogiliselt

• Hüperbaarilistes tingimustes võib N2 lahustuda kogustes, mis on mürgine närvisüsteemile

• Erinevate gaaside lahustuvus erinevates kudedes on erinev (nt lihaskude mahutab suhteliselt vähe N2 ja gaasivahetus toimub seal kiiresti. Rasvkude mahutab palju N2 ja gaasivahetus toimub seal aeglaselt)

• Organismi reaktsioon N2-le on narkootiline• Toime tugevus on otseses seoses N2 osarõhu suurusega ja rõhu

suurenemise kiirusega

KESSOONTÕBI/dekompressioontõbiN₂ osatähtsus hüperbaarilistes tingimustes

• Lahustuva gaasi koguse määrab vaba gaasi osarõhu suurus (H-D seadus)

• Välisrõhu tõustes tõuseb ka N₂ osarõhk sissehingatavas õhus.

• Toimub kudede küllastumine N₂-ga e. SATURATSIOON kuni rõhkude tasakaalustumiseni

• Välisrõhu alanemisel N₂ hakkab väljuma kopsude kaudu- desaturatsioon

KESSOONTÕBI/dekompressioontõbiN₂ osatähtsus hüperbaarilistes tingimustes

• Kui välisrõhu alanemisel hakkavad koed üleliigset N₂ ära andma, peab veri transportima selle kopsudesse. Kui gaasi vabanemine ületab vere transpordivõimet, hakkab vabanev gaas moodustama gaasimulle.

• Gaasimull paisudes avaldab survet ümbritsevatele kudedele ja võib sulgeda vere- ning lümfisooni

Sõltuvalt gaasimullide asukohast on kessoontõvel väga suurte variatsioonidega sümptomaatika: kergest

liigesvalust või nahavärvuse muutusest eluohtlike vereringe või KNS häireteni

• Sümptomite suur ampluaa teeb haiguse diagnoosimise keerukaks

• Mida kiiremini sümptomid avalduvad, seda raskema haigusjuhuga on tegemist

• Avaldub tavaliselt esimese ööpäeva jooksul

• Haigus on tavaliselt progresseeruv

Cerebral DCI

CEREBRAL DCI

• Väsimus, peavalu, pööritus, tunnelnägemine, teadvuse hägunemine, teadvusetus, surm

• O2, kiiresti rekompressioonikambrisse

Spinal DCI, Vestibular DCI

Chokes, Lymphatic DCI, the „bends“, skin „bends“• Chokes- mullid häirivad

vereringet südames ja kopsudes (valu rindkeres, hingamishäired, tsüanoos....surm)

• The „bends“-mullid liigestes/liigeste ümber

• Lümfiteede ja naha haaratus – lööve, sügelus, nahaalune turse

Kessoontõve raviks on rekompressioon

• Rõhu tõus põhjustab gaasimullide ruumilise vähenemise andes kiire leevenduse

• Gaasi liikumise tasakaal nihkub vedelikuruumi kasuks kiirendades tekkinud gaasimullide imendumist

• Hüperbaariline hapnik kõrvaldab kessoontõvest põhjustatud kudede hapnikuvaesust

Kessoontõve tekkimise vältimine

• Kõige tähtsam: kasutada usaldusväärseid sukeldumistabeleid

• Täpselt arvestada sukeldumissügavust, põhjaaega

• Nendest sõltuvad dekompressioonipeatused

SUKELDUMISTABELID

BAROKAMBRI RAVITABELID• Tabelid 5,6,6A,7,9- hapnikraviga• Tabelid 1A,2A,3,4- ainult õhuga• Spets. tabel 8 (69m, Heliox või

Nitrox gaasisegu+O2)• Ravitabelid algavad tavaliselt 18m sügavusest(cerebral või spinal DCI korral 50m

sügavusest)Kui neuroloogilist staatust ei ole

hinnatud, alustatakse tavaliselt ravitabeliga nr 6

Ravi pikkus on väga erinev: 2h- 7h-48h- 56h ...

Gaaside toksilisus• Allveemeditsiinis on olulised: O₂, N₂, CO₂ ja CO.• N₂ omab narkootilist toimet sügavustes,

intoksikatsioonitase suureneb sügavuse, mitte aja pikkusega seoses.

• Õhuga sukeldudes ilmneb N₂ narkootiline efekt 40 m sügavusel.

• Üle 60 m sukeldudes O₂ toksilisus• Inertgaasid Ar, Kr, Xe on veel mürgisemad, Ne

vähem. He ei oma sügavustes narkootilist efekti, mistõttu kasutatakse teda süvasukeldumistel

Gaaside toksilisus• N₂-narkoos: reaktsiooniaeg pikeneb, kriitikameel

kaob, liigutused kohmakad ja ebatäpsed, ajataju kaob.Hirm ja N₂ narkoos koos → paanika

• O₂ äge mürgistus tekib, kui O₂ osarõhk on 1,7 bar või rohkem. Tekivad epileptilised krambid.

• O₂ krooniline mürgistus tekib, kui pO₂ mitme päeva vältel üle 0,5 bar

Riskifaktorid sukeldumisel:• Järjest palju tõuse ja laskumisi• Sügavaim sukeldumine

põhjaaja lõpus• Kiire pinnaletõus• Külm vesi (sõltuvalt sooja

veekihi paksusest on termokliin erinevates sügavustes. Eesti vetes suvel 10-15 m sügavusel langeb t⁰ järsult +18⁰ st +10⁰ peale)

• Mitu sukeldumist lühikese ajavahemiku järel

• Raske füüsiline töö

Seadusandlus Eestis • Vabariigi Valitsuse määrus “Tuukrite tervisenõuded,

eelneva ja perioodilise tervisekontrolli terviseuuringute loetelu, maht ja sagedus ning tervisetõendi väljastamise kord.” Vastu võetud 21.11.2003 nr 290Määrus kehtestatakse «Meresõiduohutuse seaduse» (RT I 2002, 61, 375; 63, 387) § 27 lõike 2 alusel.

• Määrusega kehtestatakse kuni 60 m sügavuses töötavate tuukrite tervisenõuded, eelneva ja perioodilise tervisekontrolli käigus tehtavate terviseuuringute loetelu, terviseuuringute maht ja sagedus ning tuukrina töötamise sobivust tõendava tervisetõendi väljaandmise kord.

NB! Määruse nõuded, mida Eestis ei täideta

• § 4. Nõutavad terviseuuringud: Eelneval tervisekontrollil vajalik barofunktsiooni test

rekompressioonikambris!!!• § 5. Tervisekontrolli tegija:Tuukrite tervisekontrolli

teeb arst, kes on registreeritud tervishoiutöötajana «Tervishoiuteenuste korraldamise seaduses» (RT I 2001, 50, 284; 2002, 57, 36; 61, 375; 62, 377) sätestatud korras ja kes on läbinud allveemeditsiinialase koolituse ning omab sellekohast tunnistust.

Sukeldumist reguguleerivad alusdokumendid Eestis

• Eesti Mereväes kehtib Mereväe Sukeldumise eeskiri, mis põhineb Norra kuningliku Mereväe sukeldumisregulatsioonidel (NATO)

• 1.osa: sukeldumisreeglid• 2.osa sukeldumistabelid ja ravitabelid• 3.osa: barokambri opereerimise reeglid

??? Tsiviilsektoris korraldavad sukeldumiskeskused (Maremark, Oxygene jm) sukeldumiskursuseid.

Tervisetõendeid saadakse perearstidelt?

• International Marine Contractors Association (IMCA)• European Diving Technology Committee (EDTC) Fitness to Dive standards• European Committee for Hyperbaric Medicine (ECHM) ECHM-EDTC Standards for Course Organisation and

Certification

Õhutransporditöötajate tervisekontroll

• Õhusõiduki meeskonnaliikmete, lennuliikluse lennujuhtide ja -informaatorite ning nimetatud erialadel õppivate ja õppima asuvate isikute tervisenõuded, tervisekontrolli ning tervisetõendite väljaandmise, pikendamise, uuendamise ja kehtetuks tunnistamise kord Vastu võetud 22.12.2005 nr 325

• Määrus kehtestatakse «Lennundusseaduse» § 241 lõike 2 alusel. • Lennundusspetsialistide, õppijate ja õppima asujate tervisenõuded ja

tervisekontrolli kord kehtestatakse kooskõlas 1990. aasta «Ühtsete lennundusnõuete väljatöötamise, vastuvõtmise ja rakendamise kokkuleppe» (RT II 2000, 2, 13) alusel välja antud Ühinenud Lennuametite (Joint Aviation Authorities) ühtsete lennundusnõuetega JAR-FCL 3 (Joint Aviation Requirements: Flight Crew Licensing (Medical)) «Lennumeeskonnaliikmete tervisetõendite väljaandmine» (edaspidi JAR-FCL 3).

• EASA (European Aviation Safety Agency)- Euroopa Lennundusohutusamet loodi 28.09.2003.

• Koostöö ICAO (International Civil Aviation Organisation) ja FAA (Federal Aviation Administration)

• 15.12.2011 välja antud “Meditsiini osa nõuete täitmise aktsepteeritud meetodid ja juhendmaterjal”

• JAA (Joint Aviation Authorities) lõpetas 2009.• Kasutusel olid enne JAA Manual of Aviation Medicine ja

JAR-FCL3• Praegu EU- FCL Part Medical (Acceptable Means of

Compliance and Guidance Material to Part-Med)

• Allikad:E.N. Rainford “Aviation

Medicine”Bove&Davis “Diving

Medicine”Allied Guide to Diving

Medical Disorders (NATO ADivP-2(B))

Mereväe sukeldumise eeskiri