In Search of Safe Ascents 安全的上昇速度
隨著更多的研究關於人體內部在上昇時的情況,最新的上昇速度準則出爐了!


作者:John Francis

減壓病(DCS)依然在許多方面是個謎題。目前科學家可以非常確定DCS的起因是因在高壓環境被壓入人體組織的惰性氣體在壓力減少時變成氣泡,而且也已經於一個世紀前就知道,DCS只會在你上昇時才會發病。上昇,是一個壓力減少的過程,這也是造成DCS的爆發的主因。而成為DCS的患者與否的關鍵原因就在於你如何上昇,更精確的說就是你上昇的速度。

而在這,爭論又開始了!慢一點也許比較安全,但要多慢?慢一點會比較好嗎?還是這樣的上昇又會太慢?應該要在所有的上昇過程中都保持同一個上昇速度還是在接近水面時快一點或慢一點?我們應該一路上昇,還是在中間要停一下?如果要在中間停一下,那是在多深停?停多久?

有關DCS的研究在最近的一個世紀來如同我們科學的進步一樣有很大的進展。就像是路邊停車一樣,研究人員和潛水員朝著一個研究方向去探索前進,直到撞到了前方的車子(發生了DCS),他們再往後退,再撞到後方的車子。在這反覆探索的過程,最終我們終於會安全地停在這個停車格的中央。目前我們雖然已經非常接近這個安全範圍了,但還是有一小部份是曝露在危險之中!

我們該上昇多慢?

從以往的理論和實務中發現,上昇的越快,就越有可能得到DCS,而你上昇的越慢,壓力釋放的越慢就越能避免DCS。這個理論在實驗室和現實世界都得到了証實。在1870年代,Paul Bert把狗放在加壓艙中壓到了88公尺/290呎的壓力,然後對他們做不同速度的減壓。幾乎在1~4分鐘就完成減壓程序(上昇到海平面)的狗都死掉了,但有些幸運的小狗則在1個小時或更久的減壓過程後平安生還。

Andrew Smith醫師在1872年時布魯克林大橋建造時是工地的醫生,他發現當工人從東河底的沉箱回到地面時也發生了DCS。因為在他到這工作之前,工人們在長時間於21公尺/70呎的沉箱中工作換班後,常很快的回到地面。

Smith醫師並不擔心身體中產生的氣泡,他和很多人都相信,DCS是因為〝人體內部器官充血〞而造成的。他並不知道Bert的有關氣泡造成DCS的理論,因為Bert的理論一直到1878年才刊出。雖然Smith醫師的理論是錯誤的,但他是個很細心的觀察者,他發現了〝也許這沉箱病(DCS)最有可能起因是上昇的速度太快所導致,如果有更充足的時間來通過這段上昇,說不定這個病就不會發生〞。所以Smith醫師就要求把上昇梯的速度降到每分鐘3公尺/11呎,但DCS並沒有從此消失,不過Smith醫師的緩慢上昇理論的確有效的減少DCS發生在沉箱工人身上的機會,而在19世紀,上昇速度小於每分鐘3公尺/11呎已是一個標準的規定。

你會上昇得太慢嗎?

當更慢的上昇速度被用在更深更久的潛水中,馬上明顯發現即使上昇速度減到0.5公尺/1.5呎還是會得DCS。所以我們得從Bert沒注意到的地方開始著手。J.S. Haldane開始一個廣泛的研究去鑽研1分鐘的上昇及1個小時的上昇到底還有什麼不同。他知道DCS的起因是上昇的速度,但是到底其中正確的關係在哪裏?這次山羊成了我們的研究目標,因為他們在體型和心血管方面和人類比較相像。

在1906年於皇家海軍的一連串實驗中,Haldane將山羊壓到不同的壓力,直到他認為山羊已經吸收足量的氣體了,然後以不同的速度來將山羊減壓來看山羊是否會有疼痛反應。基本上,Haldane的研究方向就像是在一路倒車直到撞到後面的東西為止,他的研究為DCS找到了一個清楚的源頭。從他的研究資料,他得到一個圖表,這個圖表一直到今天都是我們學習減壓理論時的基礎,其中還包含了器官對於吸收、代謝氣體的組織半時間。

而Haldane發現潛水員的上昇也真的有可能會太慢。浪費太多時間在深水域,潛水員實際上還是在吸收更多的惰性氣體並且惡化他的減壓問題。所以Haldane設定了一個比較快的上昇速度-每分鐘9公尺/30呎,而不是當時皇家海軍採用的每分鐘1.5公尺/ 5呎。試想皇家海軍在Haldane研究發表前,30公尺/100呎深5分鐘的滯底時間的潛水,皇家海軍潛水員要用20分鐘上昇,而且其中一半的時間待在超過15公尺/50呎的深度。依Haldane的計劃表,則只須要7分鐘的上昇,其中包含了3分鐘的停留,而中間只有1分鐘40秒在15公尺/50呎以下。

每分鐘9公尺/ 30呎或接近的上昇速度在20世紀的前半個世紀成為主流。對於著潛水盔的潛水員來說,他們的水面團隊很難以快於這個速度把他們在水底的潛水員輕易的拉到水面!但對於水肺潛水員來說,是完全不受這個規定限制,而且在1950年代,美國海軍水底爆破大隊的潛水員希望可用每分鐘30公尺/100呎的速度上昇,這個速度對於要用同一個潛水計劃著潛水盔潛水員來說實在太快了,所以海軍決定做個妥協,用每分鐘18公尺/60呎來做為上昇速度的標準。新的減壓表便依這個上昇速度設計,並且在志願者身上做測試,在1959年開始使用。接下來的40多年,幾乎所有的潛水員都依每分鐘18公尺/60呎來做為上昇的速度。

不過接踵而至的是,這個理論似乎又向前衝過頭而碰到極限了。每分18公尺/60呎上昇速度似乎運做的非常好,整體來說,依海軍減壓表操作,DCS的發生率非常的低。但隱藏在統計數字中的是對某些特定潛水來說,這個減壓表非常不安全。這些特定的潛水員指得是潛的比一般潛水員更深、更久,在減壓過程中須要把一些代謝氣體更慢的組織計入考量!所以在1970年代,瑞士教授A.A. Buehlmann使用了更保守的計算方式,做了一個新的減壓表。在這同時他把最大上昇速度減到每分鐘10公尺/33呎。Buehlmann的新減壓表和新的上昇速度限制被放入某些第一代的潛水電腦表並在歐洲廣受歡迎,並且在1980年代進入美國潛水界。

不過某些電腦表依然使用美國海軍的每分鐘18公尺/60呎的上昇速度,這使得有些潛水員誤信所有的電腦表都是一樣。而幾乎在同一時間,都普勒氣泡偵測儀也在這時被開發出來。它顯示出,即使有些被認為安全無比的潛水模示在潛水完後,潛水員身體內還是有氣泡。此時潛水電腦表廠商和潛水教育機構都開始覺得有必要再更小心的看待上昇速度。所以他們全部選擇了每分鐘9公尺/30呎的速度,不知是不是巧合,這正是Haldane在80年前所推薦的上昇速度。

最近,有些研究員建議將上昇速度減到每分鐘3公尺/10呎的速度會更加安全。與Divers Alert Network(DAN)歐洲分部合作的Alessandro Marroni和Peter Bennett博士已經開始更仔細研究每分鐘18/9/3公尺的不同上昇速度所造成的影響,還有深水域停留和淺水域安全停留。這個研究目前尚未完全完成。在目前,深水域的上昇速度目前比較建議使用每分鐘9公尺/30呎的上昇,這個速率比每分鐘3公尺及18公尺的上昇速度會產生更少的氣泡!

你應該把你的上昇速度加快還是減慢?

你的上昇速度在接近水面時應該要改變嗎?大部份的潛水員在淺水域上昇的非常快。因為潛水員和沉箱工人可以在整天在淺水域中而不會得DCS,所以他們覺得的是淺水域是安全的。但現在我們知道其實淺水域反而是比較危險的,而不是比較安全,因為壓力在這段區域其實變化得更快。有些潛水員及潛水電腦錶已經是深水域上昇較快的的擁護者-比如說從超過30公尺深的水域到30公尺之間以每分鐘18公尺上昇,然後減速到每分鐘3公尺的速度來完成接下來的上昇。這到底是個好主意嗎?一樣的,這些規定一直在反反覆覆的改變。

在一百年之前,潛水員是以固定的速度上昇-比如說以每分鐘1.5公尺/5呎從開始上昇到最後到水面的階段都一樣的上昇速度。想像一下一個潛水深度剖面圖,X軸是時間,一個緩慢的上昇會是一條和水平面呈非常小的角度的直線,從8大氣壓力(70公尺),倒數7、6、5、4、3、2、1。這似乎是一個非常合理的模式,因為一定的速度會避免掉突然的快速上昇出現。但是當年Haldane把山羊放在加壓艙中做實驗時,他發現一些另人驚訝的現象,山羊可以忍受從8大氣壓(70公尺)直接到4大氣壓(30公尺)、從6大氣壓(50公尺)直接到3大氣壓(20公尺)、從2大氣壓(10公尺)直接到1大氣壓(水平面)的快速上昇。卻不能慢慢以同一個速度從8大氣壓力慢慢地7、6、5、4、3、2、1大氣壓力地上昇到水面。Haldane的山羊從8大氣壓力快速上昇到4大氣壓力後然後在從慢慢的上昇到水面後依然活跳跳的。

也就是在此時,Haldane一定有一種興奮的感覺,因為他發現的就是氣泡形成的現象,而且此時Paul Bert已經指出氣泡是DCS的主因。基礎物理學告訴我們,在山羊的身體中,氣泡是以組織半時間來計算穩定生成(請記得組織半時間是以曲線的速度累積,並不是直線)。所以當山羊用不同的速度從8大氣壓力->4大氣壓力->2大氣壓力->1大氣壓力上昇時,他的潛水剖面因上昇速度的不同,呈一個向上彎的曲線。這個上昇速度速度正好讓氣體從組織代謝出來的速度呈現一個穩定的直線!而如果你假設氣體會從組織代謝形成小氣泡,而小氣泡會被持續代謝出體外,只要這兩個速度都是相等或是氣泡代謝出出體外的的速度比較快,那在體內的氣泡根本就不會有變大和累積的機會!同樣的我們來看這隻山羊的情形,氣體從牠的組織分解出來,當壓力變化的的速度和氣泡被釋出的速度在一個安全的範圍內,DCS就不會發生。

這似乎証明了上昇速度其實不是一直不變的而是不同深度會有不同。上昇速度會在最深的地方上昇得很快,而在接近水面時越來越慢。這樣子,潛水員身體組織中氣體澎漲的情形會接近一直線!但就如同早期Smith醫師和早期的潛水員決定他們以不變的上昇速度一樣,在當時要求水面上的工作人員快速把在深水的潛水員拉起,然後隨著潛水員上昇再把速度漸漸減慢,這在當時的技術上根本是做不到。所以最後,Haldane把上昇的過程分成以每3公尺/10呎做一個停留一直到水面-就像是山羊在加壓艙的減壓過程。減壓的過程在淺水域會變得更長,其實就是減慢你在這段水深的上昇速度。舉例來說,一個30公尺深25分鐘的潛水,會要求在9公尺做1分鐘停留,然後6公尺5分鐘停留,然後3公尺做10分鐘停留,所以整個上昇時間為19分鐘。

回到未來

潛水員總是得寸進尺。即使在上昇速度定為18公尺/60呎之前,他們發現他們可以略過很多的Haldane要求的停留而不會得到減壓病,而依據1959年的海軍減壓表,他們開始在30公尺/100呎潛水25分鐘後不經減壓而直接上昇到水面。以每分鐘18公尺/60呎的速度上昇,現在整個上昇時間不是19分鐘而是1分40秒,潛水剖面中的上昇部份又回到了一直線的情形,而不是一個曲線,而且這個直線比以前19世紀沉箱工人所使用的上昇速度直線更陡峭。難怪在比較長的潛水後,潛水員身上有氣泡和DCS會發生。

當Buehlmann在潛壓表中加上一些組織半時間更慢的器官來減慢我們的上昇速度的同時,其他人開始建議一個在淺水域的減壓停留。這個3~10公尺/10~30呎停留3~5分鐘是由美國水下科學學院在1989年所提出的建議,這個安全停留後來被各個潛水教育機構簡化成我們現在所執行的在5公尺做3分鐘的停留。此外潛水教育機構NAUI也對免減壓潛水過程提出了一個大深度安全停留用在你最大深度的一半做安全停留。再加上每分鐘9公尺/30呎的上昇速度,這樣會把整個上昇剖面變成一個像上昇的平緩階梯,再次的你的上昇又回到了一個類似Haldane在100年前所預測的曲線一般。所以我們的上昇剖面從最早之前的一條平緩的直線,變成了一條上彎線,然後又變成了一條陡峭的直線,然後現在又變回了上彎線。

你真的需要停留嗎?

在整個剖面上,其實你可以平均整個上昇的階梯,然後劃成一條平滑的曲線,成為一個不用停留的曲線,這樣會有同樣的減壓效果。但這是真的嗎?停留真的能幫助整個氣體釋出?當然,一個階梯狀的上昇絕對比一個一直持續減慢的不停上昇還來得容易執行。取代在5公尺做三分鐘安全停留後以每分鐘9公尺上昇的方式,代表你必須以每分鐘1.5公尺在波濤汹湧的淺水域上昇,這裏的壓力變化大也讓你的浮力控制倍受挑戰,用這個速度上昇來達到同樣的減壓效果是非常難完成的。所以有一些停留是可以適度的幫助潛水員更容易的達成上昇速度的控制!但是階梯式的停留真的會更有效率的讓你的身體器官和持續上昇一樣的代謝氣體速度嗎?

有些研究員真的這麼認為。Dr. Bennet說〝停留絕對是值得的,如果你用電腦程式來比對各器官的氣體代謝速度,你可以看到氣體在停留時會比持續上昇更有效率的代謝出去〞。但研究依然尚未完成,最好的停留時間和深度依然未定。

解決目前未知的減壓問題依然須要時間,還有更多的資料佐證。研究依然在DAN歐洲分部的贊助下在地中海進行,而DAN美國分部則持續的用他們的Project Dive Exploration計劃來收集上萬筆的休閒潛水員資料。如果你有興趣將你的潛水資料提供給這個研究,請至 www.diversalertnetwork.org/research/projects/pde

如何減慢上昇速度

把上昇速度固定在每分鐘9公尺是有些小技巧的。這裡有些建議:

  • 把你的上昇過程分成3公尺一階。每階須要花掉20秒。所以用你覺得舒服而且合理緩慢的速度上昇3公尺然後停一下到20秒鐘到,再接下做另一階上昇。
  • 當你抓在錨繩上昇時,請以手抓錨繩拳頭相疊的向上攀昇,每分鐘9公尺的速度大約是你可以做到的最大速度。
  • 多停一下來調整你的浮力。如果你是中性浮力或一點負浮力,這樣對保持你的上昇速度來說是比較簡單的。
  • 比你的潛伴慢!如果你和你的潛伴都在做一樣的上昇程序,記得比他慢一點。
     

編輯台的話:

身為一個 Full Trimix 技術潛水員和潛水技術文章翻譯者,我們想帶給各位讀者的是更正確的資訊,因為目前減壓的程序還未有定論,但保守的減壓程序對潛水員絕對是有益無害,所以我們針對休閒潛水員提出下列建議:

1、保持上昇速度永遠小於每分鐘9公尺。或依據您所學潛水系統的上昇速度。
2、在最大深度超過12公尺的潛水中,在最大深度的一半做一分鐘的大深度安全停留。例如:最大深度30公尺,在15公尺停留一分鐘。
3、在12公尺以內的淺水域保持更慢的上昇速度,如每分鐘3公尺的上昇速度。
4、無論是否最大深度超過18公尺,都要在5公尺做3分鐘~5分鐘的安全停留。
5、不要認為在5公尺做了3分鐘~5分鐘的安全停留,就代表你的體內會有較少的氮氣累積。
6、在5公尺安全停留後慢速上昇,最好是每分鐘1公尺,千萬不要一股腦的昇上水面,除非真的有什麼緊急狀況。
7、除非接受過正規的訓練課程,否則請避免減壓潛水狀況的發生。
8、加強自己的浮力控制,才能更容易控制上昇的速度。
9、唯有安全,休閒活動才有意義。


文章授權: Scuba Diving Magazine
編譯: Scuba SHOP 潛水易購網


Scuba Diving Magazine原文出處連結 In Search of Safe Ascents
 


發佈日期:2006-03-20
創作者介紹

Life is awsome_Jason (NAUI Instructor #48548)

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