Historia dekompresji

Pierwsze badania i obserwacje

W roku 1670 Robert Boyle oglądał oczy węża, którego poddawał sprężaniu i rozprężaniu, zauważył w nich rosnące pęcherzyki gazu. Boyle nie znalazł wytłumaczenia dla tego zjawiska jednak odnotował je w swoich opisach z badań co sprawiło że stały się pierwszą historyczną wzmianką na temat choroby dekompresyjnej. Przez kolejne 200 lat nikt nie rozwijał badań zapoczątkowanych przez Boyle'a, jednak rozwój technik budowlanych i górniczych w XIX wieku spowodował że badania te stały się koniecznością.

Kolejne adnotacje dotyczące choroby dekompresyjnej pojawiają się w roku 1841, kiedy to francuscy górnicy zaczęli pracować w pierwszej w świecie kopalni, w której w sztuczny sposób zwiększono ciśnienie powietrza, aby uchronić tunele przed zalewaniem wodą gruntową. W roku 1847 lekarze B. Pol i T.J.J. Watelle opisują kliniczne przypadki choroby górników jej oznaki i symptomy oraz notują że schorzenie było powodowane przez obniżeniem podwyższonego ciśnienia, a wyzdrowienie pojawiało się przy ponownym zwiększeniu ciśnienia. Jest to pierwszy opis rekompresji leczniczej. Zjawisko to przyrównywali do wyjęcia ręki z ognia, który powodował oparzenia i leczenia jej poprzez powtórne włożenie do płomieni. Niedługo potem podobne symptomy zaobserwowano u robotników w Stanach Zjednoczonych, pracujących w kesonach ciśnieniowych przy budowie mostów. W kesonach wykorzystywano sprężone powietrze, by umożliwić pracę ludzi na dnie rzeki. Podwyższone ciśnienie zapobiegało zalaniu kesona przez wodę. U robotników, opuszczających kesony bardzo często rozwijała się choroba powodująca bóle mięśni i stawów. Ponieważ reakcją na ból było wyginanie ciała, robotnicy nazywali objawy choroby "grecian bend" lub "bends" (krzywik) nawiązując w ten sposób do modnego wówczas kroju sukni wzorowanego na kształtach antycznych rzeźb kobiet. Dr. Andrew Smith opisując 110 przypadków choroby które wystąpiły podczas budowy Mostu Brooklińskiego po raz pierwszy używa terminów "caisson disease" (choroba kesonowa) and "compressed air illness" (choroba sprężonego powietrza).

W latach 70. XIX wieku francuski lekarz Paul Bart, analizuje raporty medyczne na temat przypadków choroby oraz przeprowadza eksperymenty aby odnaleźć przyczyny tej choroby. Efektem tych prac jest opublikowana w 1878 1100-stronicowa książka "La Pression Barometrique". Zalecał w niej, aby nurkowie i pracownicy kesonowi wynurzali się powoli, i jeżeli ich "wyginało" wracali w głąb i wynurzali się jeszcze wolniej. Teoria Berta wydawała się być zweryfikowana w roku 1893, podczas konstrukcji tunelu pod rzeką Hudson. Robotników, którzy byli dotknięci przez DCS leczono natychmiast w komorze dekompresyjnej, redukującej zarówno symptomy, jak i przypadki śmiertelne. I choć zalecenia Berta reprezentowały wielki postęp w medycynie dekompresji, pierwsze prawdziwe tabele uwzględniające czas i głębokość pojawiły się dopiero po kolejnych 30 latach.

Teoria dekompresji

W roku 1906 prof. John Scott Haldane, lekarz interesujący się skutkami oddziaływań gazów na ciało, zainteresował się przypadkami choroby dekompresyjnej u nurków klasycznych Royal Navy. Haldane znacząco przyczynił się do rozwoju wiedzy o oddychaniu, ulepszył warunki pracy w kopalniach w zakresie bezpieczeństwa gazowego i pierwszej pomocy, a pracując wraz z J. G. Priestley'em odkrył niejako "przy okazji", że dwutlenek węgla reguluje normalny cykl oddechowy – dając podwaliny "kamienia węgielnego" fizjologii oddychania.

Zaopatrzony w "La Pression Barometrique" i inne studia dotyczące ciśnienia wraz z A. E. Boycott'em i G.C.C. Damantem rozpoczął eksperymenty z kozami. Zakładając, iż ciało może znieść stałą liczbę nadwyżki azotu rozpuszczonego, wykorzystał kozy, by sprawdzić ile "nadwyżki" organizm potrafi tolerować, zanim powstaną pęcherzyki, powodujące "krzywik". "Kozie" eksperymenty okazały się sukcesem, rozpoczął więc eksperymenty z ochotnikami – nurkami z Royal Navy. Przed ich rozpoczęciem, jednakże, zażądał zmian w ekwipunku nurków, włączając w to lepsze pompy, które dostarczały czystszego powietrza. Gdy Haldane kończył swój projekt, zalecenia jego zespołu odnośnie wyciągarek i strojów stały się standardami Royal Navy.

Do zwiększenia bezpieczeństwa przyczyniły się badania jego syna, J. B. S. Haldane, który badał okoliczności zatrucia tlenowego w aparatach tlenowych z obiegiem zamkniętym, wykorzystywanych w okresie II wojny światowej przez Royal Navy do ewakuacji z łodzi podwodnych. Mniej więcej w tym samym czasie Kenneth Donald rozpoczął podobne badania w celu wykorzystywania nurków wyposażonych w aparaty tlenowe o obiegu zamkniętym do przyczepiania min na wrogich okrętach. Studia te utrwaliły pozycję Donalda jako niekwestionowanego autorytetu światowego. Nikt nie ma dziś wątpliwości, że to on oraz J. B. S. Haldane jako pierwsi zbadali i wyjaśnili działanie tlenu pod ciśnieniem. Eksperymenty Haldane'a były wykorzystywane przy biciu rekordów głębokości, a następnie wynurzania się bez nieuchronnej groźby choroby dekompresyjnej. Ponieważ praktyka potwierdzała teorie Haldane'a, ochotnicy osiągali rekordy głębokości niemal codziennie, dochodząc do głębokości 64 metrów. Po wynurzeniu się zdrowych nurków z "nienurkowalnej" głębokości, Haldane opublikował w roku 1907 pierwsze tabele nurkowe. The Journal of Hygiene opublikował artykuł "The Prevention of Compressed Air Illness", autorstwa Boycotta, Damanda i Haldane'a w roku 1908. Artykuł ten do dziś jest uważany za podstawową pracę teorii dekompresji, a prace Berta i Haldane'a są kontynuowane. Specjaliści medycyny nurkowej wciąż udoskonalają tablice nurkowe oraz metody leczenia choroby dekompresyjnej w celu zwiększenia bezpieczeństwa nurkowania oraz zminimalizowania ryzyka dekompresji. Niemniej jednak, zdecydowana większość komputerów nurkowych oraz tabel ma swe korzenie w oryginalnym modelu Haldane'a, który ze stosunkowo małymi modyfikacjami istnieje już około stu lat.

Kluczowe daty

1660-1670 – Sir Robert Boyle przeprowadza eksperymenty na ptakach i wężach. Jako pierwszy opisuje objawy choroby dekompresyjnej
1841 – Jacques Triger opisuje objawy choroby dekompresyjnej u górników pracujących pod ciśnieniem
1847 – B.Pol and TJJ Watelle opisują próby leczenia choroby dekompresyjnej poprzez rekompresje
1857 – Hoppe-Seyler powtarza eksperymenty Boyle'a sugeruje że śmieć zwierząt następuje z powodu tworzenia się pęcherzyków gazowych jako sposób leczenia zaleca rekompresje
1868 – Alfred Le Roy de Méricourt – opisuje chorobę dekompresyjną u nurków
1873 – Dr. Andrew Smith po raz pierwszy używa terminów "caisson disease" and "compressed air illness", do opisu 110 przypadków choroby które występiły podczas budowy Mostu Brooklińskiego .Użyte też zostaje słowo "the bends" do opisu objawów występujących u robotników
1878 – Paul Bert ustala, że choroby dekompresyjna jest spowodowana tworzeniem się w tkankach pęcherzyków azotu w trakcie lub po dekompresji wykazał również zalety oddychania tlenem przy leczeniu choroby
1897 – N. Zuntz proponuje model perfuzyjny opaty na tkankach teoretycznych do opisu zjawiska dekompresji
1906 – V. Schrotter sugeruje dekompresje ciągłą 20 minut na 1 atmosferę w celu uniknięcia choroby.
1906-1908 – John Scott Haldane – na zlecenie Admiralicji Brytyjskiej bada zjawisko choroby dekompresyjnej. Przeprowadza eksperymenty na kozach w celu uzyskania granicznych wartości występowania objawów choroby dekompresyjnej. na podstawie tych badań tworzy pierwsze tabele dekompresyjne.
1912 – Gunner George D. Stillson - opracowuje program testów mających na celu udoskonalanie tablic Haldane'a. Efektem pracy jego zespołu jest pierwsza publikacja United States Navy Diving Manual.
1912 – Leonard Erskine Hill – prace nad ciągła dekompresja
1935 – Albert R. Behnke eksperymentuje z użyciem tlenu podczas rekompresji leczniczej
1937 – Pierwsze tablice US Navy
1947 - Kenneth W. Donald publikuje wyniki badań na temat toksyczności tlenowej 1956 – Kolejna wersja tablic US Navy
1960 – FC Golding dzieli przypadki choroby dekompresyjnej na dwa typy: typy I i typ II
1965 – D.H. LeMessurier, Brian A. Hills. publikują artykuł bazujący na termodynamicznych analizach technik nurkowania rybaków z Torres Strait w którym sugerują powstawanie podczas dekompresji pęcherzyków które są eliminowane na przystankach dekompresyjnych. Artykuł stwierdza wolniejszą eliminacje pęcherzyków, niż wynikało by to ze standardowej teorii gazów rozpuszconych
1965 – Goodman and Workman – wprowadzenie tabel wykorzystujących tlen do przyśpieszonej dekompresji
1976 – pierwsze badania metod dekompresji bazujące na ultasonograficzej detekcji pęcherzyków.
1981 – Karl E. Huggins publikuje tabele czasów bezdekompresyjnych bazujacych na formule Spencer'a i ultrasonograficznych badiach doplerowskich
1983-1984 – Albert A. Bühlmann przeprowadza badania w wyniku których publikuje książkę: "Decompression-Decompression Sickness" w której przedstawia zagadnienie nurkowania i problemów dekompresyjnych przy nurkowaniach na poziomem morza. Predstawia sposoby liczenia dekompresji w takich przypadkach.
1984-1985 – Edward D. Thalmann publikuje algorytm E-L oraz tabele dla obiegów zamkniętych o stałym pPO2, następnie rozszerzony o mieszanki helowe
1986 – D. E. Yount and D. C. Hoffman proponują model pęcherzykowy
1990 - Bruce R. Wienke publikuje pierwsza w International Journal of Bio-Medical Computing prace na temat modelu RGBM (Reduced gradient bubble model) bazującego na badanaich wykonywanych w Los Alamos National Laboratory 1991 – D. E. Yount publikuje opis modelu VPM
1996 - Richard L. Pyle publikuje w czasopiśmie DeepTech publikacje na temat głębokich przystanków: "The Importance of Deep Safety Stops" 1999-2001 – tabele NAUI dla nurkowań rekreacyjnych oraz technicznych z użyciem Trimix'u and Nitrox'u bazujące na modelu RGBM
2003 – Erik Baker przedstawia finalna wersje modelu VPM-B który bazuje na pracach DecoList(1999), Eric Maiken, D.E. Yount and others
2007 – Saul Goldman publikuje w Journal of Applied Physiology artykuł "A new class of biophysical models for predicting the probability of decompression sickness in scuba diving" w którym opisuje model bazujący na zestawie tkanek teoretycznych połączonych równolegle i szeregowo. Transfer gazów obojętnych następuje zarówno z otoczeniem jak i z "sąsiednimi" tkankami. 2008 – US Navy Diving Manual wydanie 6 zawierające tabele Gerth i Doolette opublikowane w 2007 dla obiegów zamkniętych i otwartych, powietrza i nitroksów obejmujących również dekompresje w tym również powierzchniową