غواصولوژیکامپیوترهای-غواصیمقالات غواصی

جداول غواصی و مُدل های برداشت فشار

مروری بر تاریخچه جداول غواصی و پیدایش مُدل های برداشت فشار

جداول غواصی و مُدل های برداشت فشار

مروری بر تاریخچه پیدایش مُدل های فشار برداری

اولین تحقیقات بروی فیزولوژی Decompression مختص غواصان اِسکوبا نبود. برای اولین بار در سال ۱۸۴۱ میلادی، کارگران مشغول به کار درون کیسون ها Compressed Air Workers (جعبه های فلزی که کارگران درون آنها به عملیات عمرانی زیر آب میپرداختند) و نیز کارگران مشغول به ساخت تونل در زیر رودخانه ها علایم و نشان هایی از درد و سر گیجگی نشان دادند. سال ۱۸۸۰ میلادی این مشکلات بسیار عمومی تر شده و به بیماری بِند THE BEND (بِند یا خم شدگی، کارگران بر اثر بیماری تجمع گاز نیتروژن بیشتر در کمر به سمت جلو خم میشدند) معروف گردید. بعدها این اسم به بیماری کیسون تغییر نام داد و بعدها برای غواصان هارد هَت HARDHAT DIVERS (غواصان صنعتی با لباس های استاندارد و هِلمت های بزرگ) بیماری برداشت فشار به نام “فَلج غواص – Diver’s Palsy معروف گردید.

تحقیقات بیماری های ناشی از برداشت فشار(Decompression Sickness) – DCS* در دهه ۱۸۰۰ میلادی منجر به ایجاد اصول و نتایج خوبی گردید، یکی از آنها تهیه جداول برداشت فشار بود که برای اولین بار در سال ۱۹۰۸ توسط بوی کات، دامانت و هالدین (Boycott, Damant and Haldane) منتشر گردید.

بعدها این اصول با نام اصول هالدین برای برداشت فشار و در کنار برداشت فشار غواصی، اصول اولیه تئوری های برداشت فشار را تشکیل داند که بعدها به عنوان پایه های اصلی جداول برداشت فشار غواصی نیروی دریایی ایالت متحده توسعه و بسط داده شدند.

برای تمامی تئوری ها، چهار قانون اصلی در کار هالدین وجود داشت:

۱) “پیشرفت میزان حل شدن گازها در بافت های بدن تحت فشار (اشباع) به طور عمومی از یک انحنای لوگاریتمی پیروی می کند. منحنی دفع گازهای حل شده بعد از برداشت فشار مشابه همان انحنای اشباع خواهد بود اگر هیچ حبابی تشکیل نگردد”.

۲) “زمان مورد نیاز برای به اشباع رسیدن بافت های مختلف بدن انسان یا حیوان، توسط تنفس هوا تحت فشار بسته به بافت های مختلف از چند دقیقه تا چند ساعت به طول می انجامد”.

۳) “در برداشت فشار باید اولین بخش باید شامل کاهش سریع فشار مطلق به نصف باشد، در ادامه، رِیت برداشت فشار باید آهسته تر و آهسته تر گردد تا در نهایت، هرگز فشار نیتروژن در هیچ یک از بافت ها بدن بیشتر از دو برابر میزان هوا نگردد”.

۴) “برداشت فشار در صورتی که میزان فشار نیتروژن درون بدن بیش از دو برابر فشار اتمسفر گردد ایمن نخواهد بود”.

گرچه این قوانین اولیه برای طراحی جداول برداشت فشار بودند، اما بعدها قانون سوم و چهارم رد شدند و به طور کلی دچار تغییر شدند.

 

جداول غواصی: یک مقایسه

اغلب غواصان قدیمی تر جداول غواصی نیروی دریایی آمریکا USN Navy Diving Tables را قبول داشته و به ندرت در مورد اعتبار مُدل آن سوال می کردند. اما هنگامی که از آن جداول برای غواصی اسپرت استفاده می نمائیم باید برخی موارد را در نظر داشته باشیم:

·       این جداول برای افراد نیروی دریایی جوان و با اوج آمادگی طراحی شدند.

·       این جداول در ابتدا فقط برای آبهای گرم (بالای ۲۰ درجه) تعریف شدند.

·       جداول غواصی نیروی دریایی برای غوص تک در روز طراحی شده اند.

·       غواصان با نظارت دایو مستر به غواصی می پرداخت.

·       در غواصی هایی که نیاز به برداشت فشار در زیر آب داشتند، برای هر غواصی یک اتاق فشار مخصوص آماده در محل غواصی وجود داشت.

·       سه الی پنج درصد از غواصان دچار مشکل شده و درمان می شدند.

·       در نیروی دریایی قبل از اینکه فرد بتواند از این جداول برای غوص تکرار استفاده کند باید ۱۲۰ غوص بدون مشکل داشته باشد!

با تمامی موارد فوق امروزه همچنان این جداول به صورت گسترده توسط غواصان اسکوبا که از کامپیوترهای غواصی استفاده نمی کنند، مورد بهره برداری قرار می گیرند.

البته بیش از ۷۰ سال استفاده در صنعت غواصی تفریحی، غواصی صنعتی و غواصی نظامی امروزه این جداول معتبرترین جداول غواصی دنیا می باشند. در سپتامبر ۲۰۱۷ ورژن هفتم این جداول ارایه شدند.

در سال ۱۹۹۰ یک سری از جداول جدید تولید شده و با هدف غواصان اسپرت و تفریحی مورد تست قرار گرفتند.

IMG_6074 جداول غواصی و مُدل های برداشت فشار

مُدل هالدین Haldane

در سال ۱۹۰۸ میلادی، آقای هالدین تجربیات زیادی از برداشت فشاربروی بُزها انجام داد تا توانست فرمول “مُدل برداشت فشار” خود را ارایه کند. بر اساس این تحقیقات، او نظریه ای را معرفی کرد که می توانست به صورت منطقی واکنش فیزیولوژیک بدن انسان به فشار و برنامه های برداشت فشار را توضیح دهد. گرچه برخی از حدسیات او بعدها رد شدند، اما این نظریات در دوران خود بسیار ارزشمند بودند و در اصل پایه و اساس توسعه و رشد تمامی تحقیقات انجام شده در زمینه علم برداشت فشار و جداول غواصی امروزی هستند.

در واقع، هالدین با تجربیاتی که از تحقیق روی حیوانات بدست آورده بود، این تِز را ارایه کرد که “اگر اثری از بیماری برداشت فشار بعد از فشار برداری دیده نگرد، پس هیچ حبابی درخون باقی نمانده است”. امروزه با استفاده از تکنولوژی و مونیتور های داپلر فهمیده ایم که تشکیل حباب و باقی ماندن آن ها در خون برای تمامی غواصان رُخ میدهد فارغ از زمان و عمق غواصی.

در تحقیقات بروی حیوانات، هالدین برای رساندن بدن بُز ها به حد اشباع آنها را سه ساعت تحت فشار نگاه داشت و نتیجه گیری نمود که بدن انسان نیاز به ۵ ساعت زمان برای رسیدن به حد اشباع دارد.

برای تخصیص “زمان نصف” به پنج گروه بافت های بدن (امروزه به عنوان بخش ها از آنها یاد می کنیم)، هالدین کم سرعت ترین گروه بافت را ۷۵ دقیقه در نظر گرفت. این میزان بر اساس تئوری ۵ ساعت برای انسان و رسیدن به حداقل ۹۵ درصدی اشباع تحت فشار بود، امروزه تمامی مُدل های حرفه ای زمان ۲۴ ساعت را برای رسیدن به اشباع در نظر می گیرند و کم سرعت ترین بافت را با زمان ۱۲۰۰ دقیقه محاسبه می کنند.

هالدین سپس سه برنامه برای جداول غواصی با هوا در نظر گرفت:

برنامه اول: برای تمامی غواصانی که نیاز به برداشت فشار کمتر از ۳۰ دقیقه دارند.
برنامه دوم: برای غواصانی که به بیش از ۳۰ دقیق برداشت فشار نیاز دارند
برنامه سوم: برای غواصی به اعماق بالا (۱۰۰ متری) و استفاده از اکسیژن برای برداشت فشار.

این برنامه ها در اصل برای غواصان بود تا بعد از پایان غواصی، از عمق به سرعت به ایشتگاه برداشت فشار رفته و بعد از برداشت فشار با سرعت خیلی کمتر به سطح برگردند. نیروی دریایی انگلستان این برنامه ها را در سال ۱۹۰۸ مورد استفاده قرار داد و تا دهه ۱۹۵۰ میلادی به استفاده از آن ها پرداخت.

(نتایج حاصل شده نشان دهده این امر بودند که برناه اول بسیار محتاط بود و برنامه دوم بسیار آزاد (خطر پذیر)). در سال ۱۹۱۵ اولین سری جداول غواصی نیروی دریایی آمریکا تولید شدند، این جداول به جداول سی و آر C and R معروف بودند و به خوبی پاسخگوی نیاز غواصان نیروی دریایی بودند؛ آنها زیر دریایی F-4 غرق شده در عمق ۹۳ متری با استفاده از این جداول شناور ساختند.

مُدل لئونارد هیل Sir Leonard Hill

در سال ۱۹۱۲ میلادی، آقای لئونارد هیل فرضیه فشار حیاتی خود را ارایه کرد که در آن تئوری هالدین برای برداشت فشار پله ای را زیر سوال می برد. آقای هیل پیشنهاد استفاده از برداشت فشار مداوم و یکپارچه را در فرضیه خود ارایه داد و با اسناد حاصل از تجربیات و تئوری ها فرضیه خود را پشتیانی می نمود. اعتبار برنامه های برداشت فشار او به طور اساسی مورد بحث واقع نشدند و استفاده از جداول برداشت فشار پله ای در عمل گسترش بیشتری پیدا نمود.

مُدل هانسن، شیلینگ و هاوکینز Hawkins, Shilling & Hansen

در سال ۱۹۳۰ میلادی، هانسن، شیلینگ و هاوکینز پی بردند که نسبت رسیدن به حد اشباع، به عملکرد میزان زمان از دست دادن نیتروژن بافت ها، عمق و زمان غواصی بستگی دارد. آقای یاربور Yarborough   کارهای آنان را توسعه داده و یک سری از جداول نیروی دریایی آمریکا (گروه های هاف تایم ۲۰، ۴۰ و ۷۵ دقیقه) را مجددا محاسبه نمود. نیروی دریایی آن جداول را تا سال ۱۹۵۷ که سری جدید جداول برداشت فشار برای غواصی با هوا تغییر یافته معرفی شدند مورد استفاده قرار داد.

این جداول امروزه به طور وسیعی مورد استفاده قرار گرفته و همچنان در حال توسعه هستند. به عنوان مثال در مُدل جدید الگوریتم ایی-اِل E-L نیروی دریایی آمریکا که بر این اساس واقع شده که میزان جذب نیتروژن در بافت ها بسیار سریع بوده (تئوری دیگر هالدین) اما خروج نیتروژن از بافت ها در سرعت بسیاری کمتری صورت می گیرد. در این تئوری میزان کمتری از نیتروژن در فواصل بین غوص ها دفع شده و نتیجه سطوح بالاتر نیتروژن باقی مانده در خون در غوص های تکرار است.

مُدل هِمپل مَن Hempleman

نیروی دریایی انگلستان در سال ۱۹۵۸ میلادی به سمت استفاده از تئوری های فیزیولوژیست انگلیسی آقای هِمپل مَن حرکت نمود. “بر اساس تحقیقات ایشان دریافتند که در صورتی که در عمق خاص بیماری برداشت فشار در عضو خاصی رُخ دهد، آن عضو در آن عمق دچار بیشترین میزان آسیب پذیری است و در صورت جلوگیری از اشباع شدن آن عضو از گازهای بی اثر می توان از بیماری برداشت فشار جلوگیری نمود.

برخلاف هالدین آقای هَمپل مَن بدن را یک عضو و یا گروه بافتی میدانستو معتقد بود میزان جذب گاز در بدن به راحتی با فرمول و دانستن زمان و عمق تحت فشار قرار گرفتن قابل محاسبه است. او همچنین برخلاف هالدین که معتقد بود زمان جذب و دفع گاز در بدن یکسان است، او معتقد بود که میزان دفع گاز یک و نیم برابر آهسته تر از میزان جذب می باشد. با استفاده از تئوری که بافت امکان تحمل فشار تا ۹ متر را دارند، او سری جدید از جداول برداشت فشار تعریف نمود که هم اکنون در نیروی دریایی انگلستان مورد استفاده قرار میگیرند).

مُدل وُرک مَن Workman

در سال ۱۹۶۵ میلادی، آقای وُرک مَن مفهوم تفاوت فشار Delta P برای فشار های نسبی گازها را ارایه نمود. ان مفهوم ساده تر از مفهوم نسبت بوده و تطابق اطلاعات بیشتری را نشان میداد. او مفهوم میزان ام M-Value را معرفی نمود، بر اساس این مفهوم هر بافت یا بخش به صورت تئوری دارای یک حداکثر میزان تحمل نیتروژن در سطح بدون تشکیل حباب در خون می باشد. اِم M یعنی ماکزیمم میزان جذب نیتروژن در یک بافت در یک عمق خاص.

در تلاش برای بهبود بخشیدن جداول برداشت فشار، آقای هِمپل مَن در سال ۱۹۶۸ از یک متغیر برای میزان جذب نیتروژن در بافت ها تحت فشار نسبت به جذب نیتروژن در فشار سطح دریا استفاده کرد تا جداول را ایمن تر نماید. گرچه نیروی دریایی با نتایج محتاط بدست آمده موافقت نکرده و از آنها استفاده نکرد. او با استفاده از تجارب و غواصی های زیاد جدول جدید و تغییر یافته خود را در سال ۱۹۷۲ با سیستم متریک ارایه نمود. 

مُدل شراینر Schreiner

در سال ۱۹۷۱ میلادی، شراینر محاسبات “بر اساس گاز” را به محاسبات “بر اساس بخش” تغییر داد. این کار اجازه محاسبه برای گازهای متفاوت و یا مخلوط های گازی را مقدور می ساخت. جداول محاسباتی باید اطلاعات زیادی را نگهداری می کردند، نگهداری سابقه گازها در بخش های متفاوت و مقایسه آنها با ماتریکس حداکثر میزان اِم مُدل ورک من. در نظر غواصان “هاف تایم – زمان نیمه” و “میزان اِم” به عنوان اعداد واقعی وجود دارند در حالی که این مقادیر برا اساس مُدل های ریاضی محاسبه شده اند. در حقیقت، این محاسبات “مُدل” به معنای کامل نبوده بلکه مِتُدهای محاسباتی هستند.

به طور خلاصه محاسبات هالدین کافی نیستند، زیرا:

۱) غواصی های عمیق و طولانی به زمان برداشت فشار بیشتری از آنچه محاسبه شده نیاز دارند.

۲) تغییر جداول برای اصلاح مشکل اول، محاسبات مربوط به غواصی های کوتاه و در عمق کم را که به خوبی کار میکردند بهم میریزد.

۳) محاسبات زیادی باید بکار بردتا محاسبات هالدین با جداول هماهنگ گردند.

۴) روش های دیگری برای محاسبه جداول پیشنهاد شده اند و هر مُدلی اگر متغییرهای کافی برای تنظیم و اطلاعات پایه مناسب داشته باشد می تواند پذیرفته شود.

امروزه غواصان با انواع جداول مختلف، الگوریتم های متفاوت برخورد می کنند که درون کامپیوترهای غواصی آنها برنامه ریزی شده اند. برخی نمونه های ساده شده از جداول نیروی دریایی آمریکا هستند و بسیاری روش های کاملن متفاوت برای مدیریت برداشت فشار را دنبال می کنند.

اولین کامپیوتر غواصی

اولین کامپیوتر غواصی که می توانست اطلاعات برداشت فشار واقعی در چندین بافت را محاسبه و ارایه دهد در کانادا در موسسه توسعه و تحقیق نظامی DRDC توسط سرهنگ دِرِک Derek Kidd و فیزیکدان رُی استانز Roy Stubbs تولید گردید. اولین نمونه آنالوگ این کامپیوتر در سال ۱۹۶۳ ساخته شد و در سال ۱۹۶۴ در آمریکا و کانادا ثبت گردید.

در سال ۱۹۷۵ میلادی نمونه کاملن الکترونیکی به نام Cyber Diver XD-3 تولید گردید، این کامپیوترها اولین کامپیوترهای غواصی الکترونیکی بودند اما به تولید انبوه نرسیدند و به جز نظامیان خاص کسی آنها را ندید.

تنها بعد از سال ۱۹۸۰ میلادی اولین کامپیوتر غواصی عمومی شروع به تولید گردید.

IMG_6086 جداول غواصی و مُدل های برداشت فشار

مُدل اسپنسر و هاگینز Spencer and Huggins

با پیشرفت های صورت گرفته در تجهیزات شناسایی حباب ها در خون دکتر اسپنسر پیشنهاد داد تا جداول پیشنهاد شده برای غواصی بدون برداشت فشار مورد بازبینی مجدد قرار بگیرند تا شانس ایجاد حباب بعد از غواصی را به حداقل برسانند. در سال ۱۹۸۱ میلادی آقای کارل هاگینز، یک دستیار در بخش تحقیقات دانشگاه میشیگان بر اساس پیشنهاد دکتر اِسپنسر یک سری جدید از جداول تولید نمود که به جداول هاگینز / اسپنسر معروف شدند.

این جداول برای الگوریتم های اولین کامپیوتر الکترونیکی غواصی عمومی با نام The Edgeساخته شده توسط صنایع اُرکا به کار رفت، که بطور گسترده بین غواصان متداول شد. 

موسسه توسعه و تحقیق نظامی کانادا DRDC

این موسسه به تحقیقات خود در زمینه تولید جداول جدید، بر اساس یافته های نوین حاصل از مطالعات توسط داپلرهای اُلترا سونیک ادامه داد که به علت تولید کم ترین میزان حباب هنگام غواصی مورد استقبال قرار گرفتند. این جداول خصوصن برای غواصی های عمیق پیشنهاد می گردند.

مُدل بولمن Dr. Albert Buhlmann

مدل محتاط دیگر بر اساس تحقیقات دکتر بُولمن سوئیسی از بخش فیزیولوژی هایپر باریک دانشگاه زوریخ به وجود آمد. الگوریتم ها و جداول بدست آمده او امروزه به طور بسیار گسترده در بین تمامی تولید کنندگان و غواصان محبوبیت داشته و بیشترین کامپیوترهای غواصی ساخته شده بر اساس این الگوریتم ها کار می کنند، به علاوه این جداول به عنوان جداول مناسب جداگانه مورد استفاده قرار می گیرند.

مُدل گروه حباب های کوچک ریز Tiny Bubble Group

 یک گروه از محققان دانشگاه هاووایی مُدل گروه حباب های کوچک ریز را پیشنهاد دادند، اساس مدل بر تئوری “اگر میزان کل حباب های تشکسل شده ناشی از گازهای بی اثر از میزان حیاتی خاصی کمتر باشد، غواص در محدوده ایمن قرار دارد.” استوار است. بر این اساس جداولی نیز تهیه شد اما هرگز به اندازه کافی تست نگردید. این جداول در مقایسه با جداول نیروی دریایی آمریکا به شدت محتاط هستند. 

مُدل موسسه تحقیقات پزشکی دریایی NMRI*

 مطالعات و تحقیقات دیگری توسط موسسه تحقیقات پزشمی دریایی صورت گرفته است. با توجه به زمان غواصی و عمق غواصی این موسسه یک جدول تهیه نموده که میزان ابتلای غواص به بیماری غواصی را بر اساس یک درصد تا پنج درصد نشان میدهد. سوپروایزر غواصی بر اساس اولویت کاری خود نوع ریسک را در نظر گرفته و عمل میکند.

از کدامیک استفاده کنیم؟

غواصان باید از کدام جداول استفاده کنند؟ پاسخ به این سوال بسیار سخت است و گستردگی بسیاری دارد. غواصان حرفه ای ترجیح میدهند با جداول مخصوص به خود غواصی کنند. به نوعی هر جدولی که برای شما کار کند خوب است! اطلاع از تمامی جداول و آشنایی با نحوه استفاده به شما کمک می کند بهترین جداول و الگوریتم را برگزینید و یا کامپیوتر غواصی خود را انتخاب کنید.

اعتبار جداول

قاعدتا برای انتخاب جداول باید به چندین نکته نوجه کنید:

۱) نوع جداول و نوع غواصی شما.
۲) برنامه ریزی غوص و برنامه های بک آپ.
۳) انعطاف پذیری جداول و امکان تغییر ناگهانی.
۴) میزان تست شدن جداول در تحقیقات و نظرات بعدی در مورد آنها.
۵) نکات مثبت و منفی جداول.
۶) راحتی فهمیدن و استفاده با در نظر گرفتن شرایط غواصی و گاز مصرفی.
۷) استفاده از کامپیوترهای غواصی ترجیحن با جداول مختلف و یا الگوریتم های متفاوت.

در کل انتخاب جداول غواصی امری پیچیده است که نیاز به تجربه بالا دارد، اگر در استاندارد غواصی خاصی آموزش دیده اید جداول پیشنهادی را دنبال کنید و یا بهترین جدولی که با سیستم شما کار میکند و بدون خطر بوده را برگزینید.

در بقیه موارد از قبیل غواصی صنعتی، غواصی علمی، غواصی نظامی، غواصی تحت هوای فشرده شده، جداول درمانی هایپرباریک استفاده از جداول نیروی دریایی آمریکا ورژن هفتم که در سپتامبر ۲۰۱۷ به روز رسانی شدند پیشنهاد میگردند.

برای غواصان تکنیکال استفاده از مُدل های مختلف و جداول گوناگون بر اساس گاز های تنفسی، تجهیزات و بسیاری موارددیگر الزامی است. به نوعی شما باید جدول خود را داشته باشید.

DCS = Decompression Sickness
NMRI = Naval Marine Research Institute

غواصی ایمن – غواص هوشمند
تیم ایراتک

برچسب ها
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

یازده + 20 =

بستن