Fsikalised ohutegurid Krge ja madal hurhk H Vasar

Füüsikalised ohutegurid. Kõrge ja madal õhurõhk. H. Vasar 31. 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 mm. Hg = • = 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 mm. Hg sammas ja avaldab seega rõhku 1 atm. • Hüdrostaatiline rõhk 10 m sügavuses on seega 2 atm.

Atmosfääri õhu koostisosad • Lämmastik 78% • Hapnik 21% • Argoon 0, 93% • Süsinikdioksiid 0, 03% • Neoon • Helium • Krypton • Xenon • Vesinik • 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).

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 seadus Boyle-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. P 1/P 2 = V 2/V 1

Osarõhu muutumine vees (Dalton`i seadus) Sügavus Rõhk (atm) PN 2 PO 2 PCO 2 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 O 2 osarõhk.

Kõrgused ja alarõhk DALTON`I seaduse järgi kõrguse suurenedes proportsionaalselt langeb O 2 osarõhk Kõrgus (M) Rõhk (mm. Hg) 02 inspirat. Alv. O 2 Osarõhk mm. Hg osarõhk mm. Hg O 2 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 10 000 14 000 199 106 32 12 0, 055 0, 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“ • O 2 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 O 2 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 LÄVI 4000 -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 LÄVI 2000 -4000 m täieliku kompensatsiooni staadium (Südame löögisagedus, minutimaht ja hingamise minutimaht suurenevad. Töövõime langeb) REAKTSIOONILÄVI 0 - 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 (570 mm. Hg) Sissehingatavas õhus on 25% vähem O 2. 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 10003000 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 mm. Hg • 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 mm. Hg võrra, ei suuda hingamislihased rindkere vajalikul määral laiendada ja sissehingamine muutub võimatuks.

Maht muutub kõige rohkem merepinnal Depth (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 sukeldumisel Depth P tot (m) (ATA) Mahu Kopsu Boyle muutus maht PV=k 0 1 1 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 6 L , jääkmaht 1, 5 L; üldmaht on 7, 5 L. Rõhk 40 m 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 laienemine Vabasukeldumisel 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=P 2: P 1) Näit. VC=6 l, RV 1, 5 l, TC = 7, 5 l 7, 5: 1, 5=P 2: 1 atm; P 2= 5 atm Rõhk 5 atm on 40 meetrit

Kopsude maht pinnaletõusul Depth P tot (m) (ATA) Mahu Kopsu Boyle muutus maht 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 emfüseem Nahaalune emfüseem Siinuste barotrauma Kõrvade barotrauma Hamba barotrauma Kõhugaaside 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

Pneumothorax Mediastinal emphysema Terav valu rinnus, vaevaline hingamine, tsüanoos. O 2 + hospitaliseerimine. Mitte rekompressioon! Õhk on sattunud mediastinumisse kopsude vahele. Terav valu rinnaku taga, raske hingata (eriti sissehingamine), kähe metalne hääl. O 2, haiglasse, mitte barokambrisse saata!

Nahaalune emfüseem Tavaliselt järgneb mediastinaalsele emfüseemile. • Esmaabiks O 2, Õhk on kaelal ja õlavöötmel • Hospitaliseerida naha all. • Mitte rekompressioon! Lokaalne turse, krepitatsioon, Hääle muutused

Siinuste barotrauma.

Väliskõrva ja keskkõrva barotrauma • Kuulmetõrve halva läbitavuse korral kummub trummikile suureneva välisrõhu toimel trummiõõnde ja võib rebeneda. • Kõige sagedasem tuukrihaigus • Trummikilele toimiv rõhk kandub üle kuulmeluukeste sisekõrva ovaalaknale, mille äärelt jaluse tald lahti rebeneb. Labürindist voolab perilümf välja. Häirub nii kuulmis- kui tasakaalufunktsioon

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 100 mm. Hg 2 - kogu ulatuses punetus 100 -150 mm. Hg 3 - hemorraagiad 4 - hemorraagiad keskkõrvas TM ruptuuriga või ilma 5 - hemorraagia kogu keskkõrva ulatuses

Compression injury Negatiivse rõhu toime = SQUEEZE Lung squeeze- pikaaegne sukeldumine lisaõhuta Sinus squeeze Middle ear squeeze External 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, mille all 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. • N 2 on organismis indiferentne biokeemiliselt aga mitte füsioloogiliselt • Hüperbaarilistes tingimustes võib N 2 lahustuda kogustes, mis on mürgine närvisüsteemile • Erinevate gaaside lahustuvus erinevates kudedes on erinev (nt lihaskude mahutab suhteliselt vähe N 2 ja gaasivahetus toimub seal kiiresti. Rasvkude mahutab palju N 2 ja gaasivahetus toimub seal aeglaselt) • Organismi reaktsioon N 2 -le on narkootiline • Toime tugevus on otseses seoses N 2 osarõhu suurusega ja rõhu suurenemise kiirusega

KESSOONTÕBI/dekompressioontõbi N₂ 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/dekompressioontõbi N₂ 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 • O 2, kiiresti rekompressioonikambri sse

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, 6 A, 7, 9 - hapnikraviga • Tabelid 1 A, 2 A, 3, 4 - ainult õhuga • Spets. tabel 8 (69 m, Heliox või Nitrox gaasisegu+O 2) • Ravitabelid algavad tavaliselt 18 m sügavusest (cerebral või spinal DCI korral 50 m sügavusest) Kui neuroloogilist staatust ei ole hinnatud, alustatakse tavaliselt ravitabeliga nr 6 Ravi pikkus on väga erinev: 2 h- 7 h 48 h- 56 h. . .

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 → paanika • O₂ äge mürgistus tekib, kui O₂ osarõhk on 1, 7 bar või rohkem. Tekivad epileptilised krambid. • O₂ krooniline mürgistus tekib, kui p. O₂ 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 290 Määrus 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-FCL 3 • 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 ADiv. P-2(B)) Mereväe sukeldumise eeskiri