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减压症
Decompression sickness
同义词divers' disease, the bends, caisson disease
Photograph of the cramped interior of a cylinder containing two benches
两名美国海军水兵准备在潜水室英语Diving chamber内进行训练。
分类和外部资源
医学专科急救医学英语Emergency medicine
ICD-10T70.3
DiseasesDB3491
eMedicine769717

减压症,俗称潜水夫病沉箱病,(英文:Decompression sickness,简称:DCS,俚语常用 divers' disease、the bends、caisson disease),泛指人体因周遭环境压力急速降低时造成的疾病。这是潜水危害及气压病的一种。

简介

潜水员必须进入再压舱以避免减压症。

减压症可因下列几种状况发生:

  • 潜水员急速上浮,或在长时间或深潜后没有进行减压停留;
  • 未有加压设施的飞机升空时;
  • 飞机因蒙皮受损或机械故障导致座舱增压失效时;
  • 潜水员于潜水后马上搭乘飞机。纵然飞机有进行加压,但座舱压力若未能维持在海平面的压力时亦会出现;
  • 工程人员从加压后排除地下水的沉箱或坑道出来时;
  • 太空人进行太空漫步,或舱外活动时,而宇航服内的压力较舱内压力低时。

这些情况都会使溶在体内的气体(主要是氮气)溶出,在体内形成气泡致病。

根据亨利定律,当一种在液体上的气体压力下降时,该气体溶于液体的量亦会下降。示范这个定律的例子就时当开启软性饮料的樽或罐时,气体会从中出来,在液体中亦有气泡。这些二氧化碳的排出是因在容器内的压力下降至大气压力

同样地,氮气是一种溶解于人体组织及体液内的气体。当身体暴露于压力下降的环境时,氮气会被释放到离开身体的气体中。若氮气被逼离体液的速度太快时,气泡会在身体内形成,造成减压症的症状,如皮肤发痒皮疹关节痛、感觉器衰弱、麻痹死亡

因其他过程而造成的空气栓塞症,与减压症的大部分症状相似。这两个被分类为减压病

历史

最早记载减压症的报告在1841年,由一位采矿工程师发现很多煤矿工人从隧道高压环境出来后出现肌肉抽痛的状况。潜水艇驾驶员朱利尔斯(Juius H. Kroehl)在1867年的潜水艇试验中因减压病丧生。另一名早期的减压症病患是1869年时一位使用潜水衣潜水的人员。

加重因子

  • 减压的幅度:压力大幅下降会有较高出现减压症的可能。例如,周边压力在潜水上升10米后或从海平面飞行上升5000米后会减半。在潜水不久后飞行亦会扩大压力的下降。
  • 重复暴露:在短时间内(约数小时)重复潜水或上升超过海拔18000呎以上亦会增加患上减压症的风险。
  • 上升的程度:上升越快,患上减压症的风险亦越高。
  • 高海拔的滞留时间:飞到6000米以上的时间愈久,愈容易得到减压症。
  • 年龄:有多篇研究报告指出随着年纪增加罹患减压症的风险也愈高。
  • 之前受伤病史:曾有关节或肢体损伤者较易加重减压症的发生。
  • 环境温度:有些证据指出低温环境中更易造成减压症的发生。
  • 身体型态:一个有较高身体脂肪的人会较易患上减压症。这是由于不健康的血液供应,会较多储存于脂肪组织之内。虽然脂肪只占成人身体的15%,它却储存了超过一半的氮。
  • 运动:在飞上约6000米以上高空前、或潜水前后曾经从事激烈运动中,都有较高的风险得到减压症。
  • 饮用酒精:饮酒后从事会有减压状况的活动有较高的风险得病。
  • 心房中隔缺损胎儿心脏心房间的孔洞,在出生后的第一口呼吸会靠垂下物来遮盖。约有20%的成人这个垂下物并没有完全封死这个孔洞,因咳嗽或其他提升胸部压力的活动会使血液流过这个孔洞。在潜水时,静脉内的血液及微气泡会经此孔直接进入动脉,而非经过可排放气泡的肺部

症状

气泡可以在身体任何一个部分形成,但在肩膀手肘膝盖脚跟上就经常见到具有症状的感觉。

下表就不同的减压症列出了不同的症状。关节痛就占有当中的60-70%,而肩膀是最普遍感到痛楚的地方。这种类在医学上分类为DCS I。神经症状就占有10-15%,最普遍的有头痛及视觉障碍,这就是DCS II分类。栓塞的情况较小出现,只占少于2%。皮肤表现就占有10-15%。

减压症的症状有皮肤皮疹、虚脱、关节痛、视觉障碍、平衡障碍、呼吸困难、乏力、痳痹、瘫痪、人事不省及死亡中央神经系统损害的症状就显示有严重的创伤。

表一:减压症的症状
种类 气泡位置 症状
关节痛 通常是身体的大关节
(手肘、肩膀、臀部
手腕膝盖、脚跟)
  • 局部深层痛楚,程度由轻微至严重。有时是隐隐作痛,但很小是刺痛。
  • 关节主动或被动的活动加剧疼痛。
  • 将关节弯曲至舒适位置可舒缓痛楚。
  • 若是由上升造成,疼痛可以即时或几小时后才出现。
神经 脑部
  • 混乱或失忆
  • 头痛
  • 视觉出现暗点、隧道视觉、复视或视觉模糊
  • 不能解释的虚脱或行为失常
  • 主要因内耳炎而引起的癫痫、头昏眼花、眩晕反胃呕吐及人事不省
脊髓
  • 在下胸或背部不正常的感觉如灼烫、刺痛及发痳
  • 症状由脚掌向上伸延,可能会有上升的虚弱或瘫痪
  • 下腹或胸痛
周围神经
窒息 肺部
皮肤病变 皮肤
  • 耳朵面部颈部手臂及上身的发痒
  • 感觉像细小昆虫在皮肤上爬行
  • 在肩膀、上胸及下腹有大理石色皮及发痒
  • 皮肤肿胀及凹陷性水肿

治疗

再压是唯一对严重减压症有效的治疗,而休息及吸氧气(须提高氧气浓度)亦对轻微的症状有效。再压一般都是在再压舱进行。在潜水时,较危险的有水中再压。

在缺乏再压舱或快速上升时,氧疗对于怀疑减压症病者是有效的急救措施。大部分循环呼吸器可以提供高浓度的氧气,并且可以作为开路给氧复苏器的另一选择。

常造成的减压原因

减压症的主要成因是身体周边压力的下降。普遍造成压力下降的方式有:

  • 离开高压环境
  • 潜水中的上浮
  • 上升飞行至高处

离开高压环境

减压症的原名为沉箱病。这个名字于19世纪使用,当时有低于地下水面的大型挖掘工程,例如的桥柱及隧道,都需将沉箱加压避免地下水涌入箱内。工人须在高压力的环境下逗留,当离开时会出现减压现象而存有患病的风险。

位于美国密苏里州圣路易市的艾德桥(Eads Bridge)在1867年至1874年建筑期间,减压症令13个工人死亡,而当时仍未对这种病有所认识。及后建筑纽约市布鲁克林大桥时,减压症亦令主持工程的工程师华盛顿·罗布林(Washington Roebling)束手无策。

潜水中的上浮

减压症对潜水员来说亦是著名的伤害。当潜水员下潜时,水底压力会随之上升;而当潜水员上浮时,压力亦会下降。若潜水员在长时间或深潜后,不是缓慢地上浮及没有进入减压舱去除气体,就会存有患病的风险(但风险因素仍是未知)。一些潜水员在同一环境下会较其他人敏感。

经常连续进行深潜的浮潜者亦曾出现减压症。减压症可能是塔拉瓦那症候群的成因,这种病在几个世纪都影响着南太平洋原住民,因他们经常在没有装备下潜水寻找食物及珍珠

以下是两个与潜水员患上减压症有关的因素,虽然它们之间的关系并未完全清楚:

  • 长时间或深潜——在体内组织被吸收的呼吸气体中的惰性气体,如,在高压下的浓度会较正常为高(亨利定律)。
  • 快速上浮——当上浮时周围压力的减少,会引起吸收的气体从溶液中出来及在血液内形成气泡。若上浮的速度足够缓慢,不致这些气泡上升太高,它们会透过肺部安全地离开身体。

生理学家约翰·波顿·桑德森·霍尔丹(John B S Haldane)在20世纪初期研究这个问题,最终发明阶段性及逐步的减压方法,使潜水员的压力逐渐释放令体内氮的释出不会引起减压症。气泡在每次下潜都会产生,但减慢上浮及减压舱可以减低气泡的体积及数量,以避免对潜水员造成伤害。

严重的减压症会导致死亡。这是因大气泡进入带的血液流进脑部中央神经系统及其他主要器官。

纵然压力改变未必有立即的症状,急促的压力改变会造成称为“异压性骨坏死”(DON)的永久骨头创伤。异压性骨坏死可以由单一次暴露在急促减压而成。异压性骨坏死从X光的骨头映像可以看见及被诊断出来。不幸的是,X光在永久创伤出现后的3个月都会显示为正常,差不多要4年的时间才真正可以从X光看到创伤的影响。[1]

避免事项

减压表及潜水计算机都是可以帮助潜水员选择减压舱的深度及持续时间。要避免减压病是根本不可能,有时在较浅水及短时间的下潜都会患病。要减低风险,潜水员须避免长时间及深潜,并应缓慢地上浮。而且,需要减压舱或与上一次下潜16个小时内的下潜都会增加患病风险。此外亦有其他风险因素,如年龄、肥胖症、疲倦、喝酒、脱水心房中隔缺损等。再者,在深潜后24小时内飞行亦是造成减压症的因素。

氦及氮

并非唯一造成减压症的呼吸气体。气体混合物,如氦氮氧混合气及氦一氧混合气包括,都会牵涉造成减压症。 在长途潜行(约3小时或更长)时,氦进出身体较氮为快,身体差不多达至氦的饱和状态。对于这样的潜行,就氮的减压时间会较短。

就氦气在短途潜行时的减压影响出现一些讨论。大部分潜水员进行较长时间的减压,而一些如WKPP的潜水员就创先(包括在减压舱内)使用较短的减压时间。

减压时间可以大幅减小透过使用氮氧混合气(或在非常浅水的地方使用纯)。原因是溶出氮的速率是与潜水员体内及吸入气体内的氮分压(ppN2)的差成正比。而出现气泡的可能性是与潜水员体内的ppN2及总环境水压或气压的差成正比。

上升飞行至高处

在没有加压的飞机飞上高海拔时,如偷渡者、在机舱内遇上瞬间失压的乘客、或在开放驾驶舱的机师,都会患上减压症。潜水员在潜水后,未经至少12小时至36小时的缓冲时间即搭乘飞机航行都会有患病风险,这是因机舱内的气压通常调节在约海拔2000米处相同的气压,较海平面气压为低。这同样会发生在潜水后到达非常高的地方。

高海拔减压症在1930年代的飞机及热气球时普遍的问题。在现今的航空技术可以使飞机飞得更高及更远。虽然现今飞机较安全及可靠,乘客仍有面对高海拔引起的问题。第一宗减压症后的一个半世纪人类增进了及累积了对减压症的认识。但是,问题却仍未被解决。高海拔减压症仍是现今飞机乘客的危害。

没有特定的海拔被认为是绝对的极限海拔,但有可以确保没有减压症的最低海拔。现时并没有证据显示健壮的人在潜水后上升5500米以下会患上减压症。在5500-7500米的高度就有小量减压症出现。大部分减压症的病例都在7500米以上出现。一项美国空军就减压症所造的研究显示只有13%的病例在7500米以下出现,随海拔愈高就愈高风险。虽然在5500米以上,愈高海拔就有愈高风险患病,但是这并不显示高海拔与减压症的严重性的直接关连(见表一)。

空气栓塞症及减压症有着相似的症状及治疗,因为它们都是由体内气泡所引起。就潜水而言,这两种病都被称为减压病。气压病就包含了减压症、空气栓塞症及气压伤。

要上升高海拔并不一定是飞行,前往一些高海拔地方如埃塞俄比亚厄立特里亚高地(高海平面2500米)、秘鲁玻利维亚阿蒂普拉诺高原及西藏(高海平面3-5千米)等地,也会有高海拔减压症的风险。

医学治疗

台湾的潜水伕症劳工纪念碑,纪念1995年捷运线221标工程采用“压气工法”作业时施工不当造成的减压症。

轻微的关节痛及皮肤病变(不包括大理石色皮)从高海拔下降会消失,但仍须医学评估。如果症状在下降时仍然维持或在陆地水平再出现,这就需要立即进行高压氧治疗。神经性的减压症、窒息及大理石色皮的皮肤病变都是以高压氧治疗。这些状况是非常严重,如不加以治疗会有性命危险。

呼吸纯氧的效果

减压症研究的其中一个突破是预先呼吸氧气。在暴露于低压环境前呼吸纯氧,可以降低患病的风险。预先呼吸氧气可以促进消除身体组织内的。在上升前呼吸30分钟纯氧可以降低在5500-13000米高空患病风险10-30分钟。若在飞行前持续呼吸纯氧,可以提供有效的保护。但是,若只在起飞后才呼吸纯氧,则不能降低患病的风险,所以不应取代预先呼吸。

虽然预先呼吸纯氧是有效的方法来保护抵抗减压症,但这却是很复杂及昂贵的。所以,只有军事飞行员及太空人才会使用这种方法。

搭乘飞机之前的水肺潜水

减压症风险与低气压环境的关系,并非在海平面停止,而当潜水员在潜水后进入低于海平面的气压时这个关系会继续。减压症在低于5000呎仍会有机会出现:

  1. 飞机在高海拔时机舱气压一般都不是处于海平面气压,而近似于海拔2500米的气压。
  2. 在高海拔的陆地,例如在厄立特里亚潜水,并进入约2500米高的阿斯马拉高原(厄立特里亚机场位于此处)。
  3. 偶尔在洞穴潜水会出现托里拆利真空

发生高海拔减压症时的应对措施

  • 立即戴上氧气面罩及开启调节器至100%氧气
  • 开始紧急下降及在可能情况下降落。纵然症状在下降时消失,仍须降落,继续呼吸氧气及寻求医学评估。
  • 如果其中一种症状是关节痛,保持疼痛部位静止。不要尝试活动关节来减轻痛楚。
  • 在降落后寻求熟悉航空或低压医药的医生协助。
  • 治疗会涉及由专人操纵使用的高压舱。
  • 在降落后仍有可能出现延后的症状,不论它们在飞航时有否出现。

重点事项

  • 在飞行上升超过5500米而没有加压机舱,减压症必然是一种危害。
  • 熟悉减压症的症状,并监察所有乘客的状况。
  • 在飞行的24小时内,避免不需要的体能消耗。
  • 纵然机舱是有进行加压,减压症仍会在机舱压力突减的情况下出现。
  • 在经过急速减压的飞行后,最少24小时内不要再飞行。同时间须保持对减压症症状出现的警惕。若出现延后的症状,立即寻求治疗。
  • 在飞行期间才呼吸100%纯氧;预先吸纯氧并不能阻止减压症。
  • 不要忽略任何已消失的症状。这可能代表已患上减压症,须尽快寻找医生评估。
  • 若有任何显示患上减压症,不要在未清楚状况下再次飞行。
  • 潜水及飞行之间要预留最少24小时。
  • 留意高压舱的位置,以备紧急时使用。

相关条目

  • 高山症
  • 潜水室(diving chamber、减压室)

外部链接

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外部资源

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