Die Welt des Trimix vom Helium im Körper bis zum Sauerstoff-Fenster. Dr. med. Jochen Steinbrenner Vorsitzender der Spitalleitung

Transkript

1 Die Welt des Trimix vom Helium im Körper bis zum Sauerstoff-Fenster Dr. med. Jochen Steinbrenner Vorsitzender der Spitalleitung

2 Programm Helium Trimix Gasgemische Isobare Gegendiffusion Sauerstoff-Fenster Gasing

3 Warum Helium? Warum kein Stickstoff?

4 Vorteil Sauerstoff Keine narkotischen Auswirkungen Keinen Einfluss auf die Dekozeiten aber po2 max. = 1,6 bar aber po2 min... = 0,16 bar Nachteile Stickstoff ab ca. pn2 = 4 bar narkotische Wirkung Dekompression Dichtezunahme in der Tiefe -> erhöht den Atemwiderstand

5 Tiefenrausch N2 löst sich im Fett des Gehirns, das heisst, N2 lagert sich an die Kontaktstellen der Nervenenden, den Synapsen an. Diese Anlagerung führt zu einer Störung der Übertragung zwischen den Nervenenden. Dadurch wirkt das narkotisch auf das Zentralnervensystem (ZNS).

6 Physikalische Gaseigenschaften Gas Helium Wasserstoff Stickstoff Argon Symbol He H N Ar Narkosepotential keine Dichte

7 Vorteile Helium Helium wird vom Körper 2,65 mal so schnell aufgenommen und abgegeben wie Stickstoff Verkürzung der Dekozeiten Keine Vergiftungserscheinungen wie beim Sauerstoff Keine narkotische Wirkung wie beim Stickstoff Aufgrund der kleinen Dichte auch in grossen Tiefen mühelos atembar

8 Stickstoff- und Helium-Halbwertszeiten für ZHL16A Kompartment Halbwertszeit Stickstoff Halbwertszeit Helium

9 Stickstoff-Sättigung und Entsättigung

10 Grosse Wärmeleitfähigkeit Teuer Nachteile Helium HPNS High Pressure Nervous Syndrom = unkontrollierbares Muskelzittern ab 120 Meter Verminderung durch Stickstoff-Anteil und schneller Abstieg?

11 Welches Gas? Sauerstoff- Toxizität Stickstoff- Narkose Atemlosigkeit Sauerstoff reduzieren Stickstoff reduzieren Stickstoff reduzieren Helium zufügen TRIMIX

12 Trimix Trimix-Gemische werden nach den Anteilen Sauerstoff und Helium benannt, wobei die Differenz zu 100 % den Stickstoffantteil angibt: Tx 21/35 enthält 21 % O 2, 35 % He, 44 % Stickstoff bis 45 m: Tx 21/35 bis 60 m: Tx 18/45 bis 75 m: Tx 15/55 bis 90 m: Tx 12/60 Bis 120 m: Tx 10/70

13 Trimix

14 Gasgemische SAUERSTOFF Geringe Tiefen NITROX Sauerstoff - Stickstoff - Gemisch (O2 erhöht, N2 erniedrigt) Langzeit - Tauchgänge in mittleren Tiefen

15 Gasgemische HELIOX Sauerstoff - Helium - Gemisch (O2 erniedrigt, N2 ersetzt durch He) Tauchgänge in grosse Tiefen ( m), Sättigungstauchen TRIMIX Sauerstoff - Stickstoff - Helium - Gemisch Anwendungsbereich zwischen Nitrox und Heliox

16 Gasgemische HELIAIR Der Atemluft wird ein Anteil Helium beigemischt Vorteil: vereinfachte und günstige Herstellung Nachteil: Sauerstoffpartialdruck sinkt. Dadurch u. U. nicht mehr ab der Wasseroberfläche zum Abtauchen benutzbar BERUFSTAUCHER Berufstaucher sind in der Schweiz bei der SUVA versichert und dürfen nur mit Heliox tauchen

17 Gasgemische HYDROX Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff Mit Hydrox konnten Taucher in Tiefen von 700 Metern gelangen HYDRELIOX Wasserstoff, Helium und Sauerstoff

18 Gewebesättigung am Ende der Grundzeit

19 Gewebesättigung bei 24m

20 Gewebesättigung bei 18m stop Nach Wechsel zum Deko-Gas

21 Gewebesättigung bei 9m

22 Gewebesättigung Oberfläche

23 Warum wird beim professionellen Tauchen mit verschiedenen Gasgemischen getaucht? Verringerung der Dekompressionszeiten Verlängerung der Aufenthaltsdauer Vergrösserung der erreichbaren Tauchtiefe

24 Isobare Gegendiffusion Änderung des Gasgemisches bei konstantem (isobarem) Druck führt zu einem Partialdruckgradienten He diffundiert 2,65 mal schneller als N 2 Beim Gaswechsel mit unterschiedlichen He- und N- Anteilen -> isobare Gegendiffusion mit Änderung des lokalen Totaldrucks Problem?

25 Das eine Gas kann ins Gewebe diffundieren während ein anderes Gas hinaus diffundiert

26 Lokaler Totaldruck-Abfall Wechsel Trimix auf Nitrox -> He diffundiert schneller aus Gewebe heraus, als N 2 hinein Lokaler Totaldruck-Anstieg Wechsel Nitrox auf Trimix -> He diffundiert schneller in das Gewebe hinein, als N 2 hinaus

27 Lokaler Totaldruck-Abfall Wechsel Trimix auf Nitrox -> He diffundiert schneller unproblematisch aus Gewebe heraus, als N 2 hinein Lokaler Totaldruck-Anstieg Wechsel Nitrox auf Trimix -> He diffundiert schneller in das Gewebe hinein, als N 2 hinaus???

28 Lokaler Totaldruck-Anstieg Wechsel Nitrox auf Trimix -> He diffundiert schneller in das Gewebe hinein, als N 2 hinaus I. Luft als Travelgas -> unproblematisch (Gewebesättigung noch gering) II. Airbreaks -> unproblematisch (Schnelle Gewebe unter kritischem Druckunterschied) III. Hoher He-Anteil auf Luft -> z. B. Innenohr: via Perfusion N 2 ins Innenohr, gleichzeitig He-Diffusion von Mittel- zu Innenohr -> Blasenbildung N2-Anteil in den Gemischen so weit wie möglich gleich halten

29 Den Stickstoff-Anteil nicht signifikant ansteigen lassen

30 Partialdrücke bei Trimix 21/35

31 Partialdrücke bei Switch zu EAN 50

32 Sauerstoff-Fenster O 2

33 Sauerstoff-Fenster Oxygen Window venöse Untersättigung Summe der Partialdrücke Umgebungsdruck

34 Wie geht das? Inertgase (He, N): Partialdrücke sind linear der Gaskonzentration CO 2 : Wird im Blut in Kohlensäure umgesetzt -> Erniedrigung pco 2

35 Wie geht das? O 2 : Wird an Hämoglobin gebunden -> trägt nicht zum Partialdruck bei O 2 ist 20x weniger löslich als CO 2 O 2 -Partialdruck wird durch gelöstes O 2 gegeben

36 O 2 -Konzentration im Blut bei 1 bar

37 O 2 -Konzentration im Blut bei erhöhtem Partialdruck

38 po 2 als Funktion der O 2 -Konzentration Häm-Bindung Lösung im Blutplasma

39 Gas-Konzentrationen bei 1 bar

40 Verbrauch von 4,5 ml O 2 pro 100 ml Blut -> grüne Kurve

41 Gas-Konzentrationen mit 100% O 2 bei 1 bar

42 Verbrauch von 4,5 ml O 2 pro 100 ml Blut -> rote Kurve

43 Gas-Konzentrationen mit 100% O 2 bei 1,6 bar

44 Grösse des Sauerstoff-Fensters 1 bar Luft => ca. 70 mbar 1 bar O 2 => ca. 800 mbar 1,6 bar O 2 => ca mbar Weitere Steigerung möglich, aber O 2 -Toxizität Theoretisch maximaler Wert bei knapp 3 bar -> Sauerstoff-Fenster ca. 2,4 bar => Therapie

45 Therapie bei Dekompressionserkrankungen

46 Hilft das Sauerstoff-Fenster bei der Entsättigung (off-gasing)?

47 Sättigungs- und Entsättigungsverlauf Treibende Kraft des Druckausgleiches der Inertgase zwischen Atemgas, Lungen, Blut und Geweben ist das Partialdruckgefälle Verändert sich beim Ab- oder Auftauchen dieses Partialdruckgefälle, so wird vom Körper vermehrt Inertgas gelöst, bzw. über die Atmung ausgeschieden! Je grösser das Druckgefälle, desto schneller verläuft die Auf- oder Entsättigung.

48 Sättigung- und Entsättigungsverlauf Sättigungsgrad der ersten 5 Perioden. 1. Periode 50 % 2. Periode 75 % 3. Periode 87,5 % 4. Periode 93,75 % 5. Periode 96,875 % Ein Gewebe gilt nach 6 Halbwertszeiten als voll gesättigt.

49 => Kein Einfluss des Sauerstoff-Fensters auf die Entsättigung (off-gasing) von Inertgasen (N, He)!

50 ABER: Es hilft gegen die Blasenentstehung Bestimmte Grösse an Übersättigung ist für off-gasing notwendig (Inertgasgradient) Jedes Gas ist unabhängig beim off-gasing

51 ABER: Es hilft gegen die Blasenentstehung Blasenentstehung erfolgt durch kritische Übersättigung (Summe der Gasdrücke > M-Wert) Vergrösserung des Sauerstoff-Fensters reduziert die Gasdrucksumme und damit die Übersättigung Reduzierte Blasenbildung

52 Problem Begriffsdefinition Definition Reduzierter inspiratorischer Inertgasdruck durch den erhöhten Sauerstoffgehalt im Atemgemisch Senkung Partialdruck zwischen venösem und arteriellem System Erhöhte Partialdrucksenkung der arteriellen und venösen Seite durch Einatmen eines hohen Sauerstoff- Partialdrucks Benefit Grösserer Inertgas-Gradient verursacht off-gassing??? Reduzierung Blasenbildung Höhergradig reduzierte Blasenbildung

53 Fragen? Quellen: - Decompression for Divers von Mark Powell - Handbuch Technisches Tauchen von Francois Brun, Pascal Bernabé - Technisches Tauchen von Horst Dederichs - SSI Manual Technisches Tauchen - CMAS Tauchen aber Sicher - Zeitschrift Wetnotes