الانتشار المعاكس متساوي الضغط

يحدث الانتشار العكسي المتساوي الضغط السطحي (المعروف أيضًا باسم الانتشار العكسي المتساوي الضغط في الحالة المستقرة) عندما ينتشر الغاز الخامل الذي يتنفسه الغواص في الجسم ببطء أكبر من انتشار الغاز الخامل المحيط بالجسم. ^{[ 1 ] [ 8 ] [ 9 ]}

من الأمثلة على ذلك تنفس الهواء في بيئة خليط الهيليوكس . ينتشر الهيليوم الموجود في خليط الهيليوكس بسرعة إلى الجلد، بينما ينتشر النيتروجين ببطء أكبر من الشعيرات الدموية إلى الجلد ثم إلى خارج الجسم. ينتج عن ذلك تأثير يؤدي إلى فرط تشبع في بعض مناطق الأنسجة السطحية وتكوّن فقاعات من الغاز الخامل. لا تحدث هذه الآفات الجلدية متساوية الضغط (الشرى) عندما يكون الغاز المحيط هو النيتروجين وغاز التنفس هو الهيليوم. ^{[ 10 ] [ 9 ]}

يحدث الانتشار العكسي المتساوي الضغط في الأنسجة العميقة (المعروف أيضًا باسم الانتشار العكسي المتساوي الضغط العابر) عندما يتنفس الغواص غازات خاملة مختلفة بالتتابع. ^{[ 1 ] [ 8 ]} ينتقل الغاز سريع الانتشار إلى داخل الأنسجة أسرع من انتقال الغاز أبطأ انتشارًا خارجها. ^{[ 7 ]}

أظهر هارفي في عام 1977 مثالًا على ذلك، حيث قام غواصون بالتبديل من خليط النيتروجين إلى خليط الهيليوم (حيث أن انتشار الهيليوم أسرع بـ 2.65 مرة من النيتروجين)، ^{[ 7 ]} وسرعان ما أصيبوا بحكة تبعها ألم في المفاصل. ^{[ 11 ]} كما قام غواصون آخرون يستخدمون خليط الهيدريلوكس بالتبديل إلى خليط الهيليوكس، وظهرت عليهم أعراض مرض تخفيف الضغط أثناء تجربة هيدرا 5. ^{[ 12 ]} وفي عام 2003، وصف دوليت وميتشل مرض تخفيف الضغط داخل الأذن (ICD) بأنه أساس هذا المرض ، واقترحا أن "يتم جدولة تغيير غاز التنفس على أعماق كبيرة أو سطحية لتجنب فترة التشبع الفائق القصوى الناتجة عن تخفيف الضغط". ^{[ 13 ]} ويمكن أن يحدث ذلك أيضًا عندما يقوم غواصون يستخدمون خليط الهيدريلوكس بالتبديل إلى خليط الهيليوكس. ^{[ 14 ]}

هناك تأثير آخر يمكن أن يظهر نتيجة للاختلاف في الذوبان بين مخففات غاز التنفس الخامل، والذي يحدث في عمليات تبديل الغاز متساوية الضغط بالقرب من سقف تخفيف الضغط بين غاز منخفض الذوبان (عادة الهيليوم) وغاز أعلى ذوبانًا، عادةً النيتروجين) ^{[ 15 ] [ 16 ]}

يشير نموذج تخفيف الضغط في الأذن الداخلية، الذي وضعه دوليت وميتشل، إلى أن الزيادة المؤقتة في ضغط الغاز بعد التحول من الهيليوم إلى النيتروجين في غاز التنفس قد تنتج عن اختلاف انتقال الغاز بين الحجرات. فإذا تجاوز انتقال النيتروجين إلى الحجرة الوعائية عن طريق التروية إزالة الهيليوم عن طريق التروية، بينما تجاوز انتقال الهيليوم إلى الحجرة الوعائية عن طريق الانتشار من اللمف المحيطي واللمف الداخلي الانتشار المعاكس للنيتروجين، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة مؤقتة في إجمالي ضغط الغاز، حيث يتجاوز دخول النيتروجين إزالة الهيليوم، مما قد يؤدي إلى تكوّن الفقاعات ونموها. ويشير هذا النموذج إلى أن انتشار الغازات من الأذن الوسطى عبر النافذة المستديرة ضئيل. ولا ينطبق هذا النموذج بالضرورة على جميع أنواع الأنسجة. ^{[ 13 ]}

قدّم لامبرتسن اقتراحات للمساعدة في تجنب مرض تخفيف الضغط في الأذن الداخلية أثناء الغوص. ^{[ 1 ] [ 8 ]} إذا كان الغواص محاطًا بالنيتروجين أو مشبعًا به، فلا ينبغي له استنشاق الغازات الغنية بالهيليوم. كما اقترح لامبرتسن أن تغيير الغازات الذي يتضمن الانتقال من مخاليط غنية بالهيليوم إلى مخاليط غنية بالنيتروجين سيكون مقبولًا، ولكن يجب أن يشمل التغيير من النيتروجين إلى الهيليوم إعادة الضغط. ومع ذلك، تُظهر دراسة حديثة أجراها دوليت وميتشل حول مرض تخفيف الضغط في الأذن الداخلية أن الأذن الداخلية قد لا تُحاكى بشكل جيد بواسطة الخوارزميات الشائعة (مثل خوارزمية بوهلمان ). يقترح دوليت وميتشل أن التحول من خليط غني بالهيليوم إلى خليط غني بالنيتروجين، كما هو شائع في الغوص التقني عند التحول من خليط ثلاثي الغازات إلى نيتروكس أثناء الصعود، قد يتسبب في تشبع مؤقت للغاز الخامل داخل الأذن الداخلية ويؤدي إلى مرض تخفيف الضغط في الأذن الداخلية. ^{[ 13 ]} اقترح ستيف بيرتون فرضية مماثلة لتفسير حدوث متلازمة تخفيف الضغط داخل الجمجمة (IEDCS) عند التحول من خليط ثلاثي إلى نيتروكس، حيث درس تأثير ذوبانية النيتروجين الأعلى بكثير من الهيليوم في إحداث زيادات عابرة في إجمالي ضغط الغاز الخامل، مما قد يؤدي إلى متلازمة تخفيف الضغط في ظل ظروف متساوية الضغط. ^{[ 17 ]} يُعد إعادة الضغط بالأكسجين فعالاً في تخفيف الأعراض الناتجة عن متلازمة تخفيف الضغط داخل الجمجمة. ومع ذلك، لا يتفق نموذج بيرتون لمتلازمة تخفيف الضغط داخل الجمجمة مع نموذج دوليت وميتشل للأذن الداخلية. يستخدم دوليت وميتشل في نموذجهما للأذن الداخلية معاملات ذوبانية قريبة من ذوبانية الماء. ^{[ 13 ]} ويقترحان أن يتم جدولة التحولات في غاز التنفس من مخاليط غنية بالهيليوم إلى مخاليط غنية بالنيتروجين بعناية، إما بشكل عميق (مع مراعاة التخدير النيتروجيني ) أو بشكل سطحي لتجنب فترة التشبع الفائق القصوى الناتجة عن تخفيف الضغط. كما يجب إجراء التحولات أثناء التنفس بأعلى ضغط جزئي للأكسجين المستنشق يمكن تحمله بأمان مع مراعاة سمية الأكسجين. ^{[ 13 ]}

اقترح ستيف بيرتون فرضية مماثلة لتفسير حدوث متلازمة تخفيف الضغط عند التحول من خليط الغازات الثلاثي إلى النيتروكس، حيث درس تأثير ذوبانية النيتروجين الأكبر بكثير من الهيليوم في إحداث زيادات عابرة في إجمالي ضغط الغاز الخامل، مما قد يؤدي إلى متلازمة تخفيف الضغط في ظل ظروف متساوية الضغط. ^{[ 18 ]}

يجادل بيرتون بأن التحول من التريمكس إلى النيتروكس مع زيادة كبيرة في نسبة النيتروجين عند ضغط ثابت يؤدي إلى زيادة إجمالي كمية الغازات المحملة، وخاصة في الأنسجة سريعة الحركة، حيث يتم تعويض فقدان الهيليوم بزيادة النيتروجين. قد يتسبب هذا في تكوّن فقاعات فورية ونموها في الأنسجة سريعة الحركة. ويُقترح قاعدة بسيطة لتجنب اضطراب الدورة الدموية داخل الجمجمة عند تغيير الغازات عند حد أقصى لتخفيف الضغط: ^{[ 18 ]}

• ينبغي ألا تتجاوز أي زيادة في نسبة غاز النيتروجين في غاز تخفيف الضغط خُمس الانخفاض في نسبة غاز الهيليوم. ^{[ 18 ]}

وقد ثبت أن هذه القاعدة تساهم بنجاح في تجنب حدوث اضطراب في الدورة الدموية في مئات الغطسات العميقة باستخدام مزيج ثلاثي من الغازات. ^{[ 18 ]}