Hypobare Dekompression

Hypobare Dekompression bezeichnet die Reduzierung des Umgebungsdrucks unter den normalen atmosphärischen Druck auf Meereshöhe. Höhenbedingte Dekompression ist eine Form der hypobaren Dekompression und die natürliche Folge eines ungeschützten Aufstiegs in größere Höhen. Andere Formen der hypobaren Dekompression entstehen durch die beabsichtigte oder unbeabsichtigte Druckentlastung eines Druckanzugs oder einer Druckkabine, eines Fahrzeugs oder einer Unterkunft und können kontrolliert oder unkontrolliert erfolgen . Auch die Druckreduzierung in einer Unterdruckkammer zählt dazu .

Eine Dekompression in der Höhe kann als Dekompression nach Sättigung in niedrigerer Höhe auftreten, oder als Dekompression nach einem Ausflug in niedrigere Höhenlagen, beispielsweise bei Personen, die in großer Höhe leben, einen kurzen Ausflug in niedrigere Höhenlagen unternehmen und zurückkehren, oder bei einer Person, die nach einem Tauchgang in großer Höhe dekomprimiert , was einen Sonderfall der Tauchdekompression darstellt . ^{[ 1 ]}

Die Dekompression hat physikalische Auswirkungen auf gasgefüllte Räume und Flüssigkeiten, insbesondere wenn diese gelöste Gase enthalten. Die physiologischen Auswirkungen der Dekompression beruhen auf diesen physikalischen Effekten und den daraus resultierenden Folgen für das lebende Gewebe, hauptsächlich durch die Bildung und das Wachstum von Blasen, die Ausdehnung gasgefüllter Räume und unerwünschte Reaktionen im geschädigten Gewebe. Die Bildung und das Wachstum von Blasen aufgrund des reduzierten Drucks können auf die verringerte Löslichkeit gelöster Gase gemäß dem Henryschen Gesetz , auf die Keimbildung und das Wachstum von Blasen in übersättigten Flüssigkeiten oder auf das Sieden von Flüssigkeiten zurückzuführen sein, wenn der Druck unter den Dampfdruck für die jeweilige Flüssigkeitstemperatur sinkt .

Sowohl die Dekompressionsgeschwindigkeit als auch der Druckabfall beeinflussen die Art der zu erwartenden Verletzung und deren Schweregrad. Ein Barotrauma tritt eher bei rascher Dekompression auf, während eine Dekompressionskrankheit eher bei einem starken Druckabfall auftritt; beides kann jedoch gleichzeitig vorkommen. Das Hypoxierisiko hängt hauptsächlich vom Sauerstoffpartialdruck nach der Dekompression ab.

Die Dekompression in der Höhe hat drei wesentliche physiologische Auswirkungen: Dekompressionskrankheit aufgrund von Blasenbildung im Gewebe, ähnlich derjenigen, die nach Dekompression in Umgebungen mit überhöhtem Luftdruck auftritt; Barotrauma durch die Überdehnung gasgefüllter Räume; und Höhenkrankheit , eine Folge von Sauerstoffmangel (Hypoxie) aufgrund des natürlich niedrigen Sauerstoffpartialdrucks in der Luft in der Höhe. In größeren Höhen kann es zu schwereren und potenziell tödlichen Hypoxie kommen. Dekompressionskrankheit und Barotrauma gelten als Bestandteile der Dekompressionskrankheit . ^{[ 2 ]}

Abrupte Höhenaufstiege vom Meeresspiegel auf über 4.600 m (15.000 Fuß) ohne vorherige Sauerstoffzufuhr können zu venösen Gasblasen führen. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Symptomen liegt bei etwa 5 % in einer Höhe von 6.500 m (21.200 Fuß), wo die Wahrscheinlichkeit für venöse Gasblasen über 50 % beträgt. In einer Höhe von 6.900 m (22.500 Fuß) übersteigt die Häufigkeit venöser Gasblasen 70 %, die Häufigkeit einer Dekompressionskrankheit (DCS) liegt bei 55 %. ^{[ 3 ]} Diese Effekte lassen sich durch eine langsamere Dekompression oder durch das Ausspülen eines Teils des Stickstoffs aus dem Gewebe vor der Dekompression verhindern oder verzögern. Dies kann durch die Voratmung eines hohen Sauerstoffanteils vor und während der Dekompression erreicht werden. ^{[ 4 ]}

Die Höhenkrankheit klingt oft nach Rückkehr in die Sättigungshöhe ab, manchmal ist jedoch eine Behandlung mit erhöhten Sauerstoffkonzentrationen, üblicherweise 100 % bei Oberflächendruck, angezeigt. In schwereren Fällen kann eine hyperbare Sauerstofftherapie indiziert sein. ^{[ 5 ]} Es gibt wenige Hinweise darauf, dass die Höhenkrankheit bei gesunden Personen in Höhen unter 5.500 m (18.000 Fuß) auftritt, ^{[ 6 ]} sie kann jedoch in geringeren Höhen bei Tauchern mit ausreichender Restbelastung des Gewebes mit Inertgas nach einem Tauchgang auftreten. ^{[ 1 ]}

Barotrauma ist eine Gewebeschädigung, die durch einen Druckunterschied zwischen einem Gasraum im Körperinneren oder in Kontakt mit dem Körper und dem umgebenden Gas oder der umgebenden Flüssigkeit verursacht wird. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Die initiale Schädigung entsteht meist durch Überdehnung des Gewebes unter Zug- oder Scherkräften, entweder direkt durch die Ausdehnung des Gases im geschlossenen Raum oder durch hydrostatisch übertragenen Druckunterschied. Ein Geweberiss kann durch das Eindringen von Gas in das umliegende Gewebe oder den Blutkreislauf über die ursprüngliche Verletzungsstelle kompliziert werden. Dies kann zu einer Blockade der Durchblutung an entfernten Stellen führen oder die normale Funktion eines Organs beeinträchtigen.

Die Dekompression kann beabsichtigt oder unkontrolliert erfolgen. Beabsichtigte Dekompression umfasst den kontrollierten, drucklosen Aufstieg auf eine bestimmte Höhe. Unkontrollierte Dekompression ist ein ungeplanter Druckabfall in einem geschlossenen System, wie beispielsweise einer Flugzeugkabine oder einer Überdruckkammer . Sie resultiert typischerweise aus menschlichem Versagen , Materialermüdung , Konstruktionsfehlern oder einem Aufprall , wodurch ein Druckbehälter Druck in die Umgebung mit niedrigerem Druck abgibt oder sich gar nicht erst druckbeaufschlagt. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

Eine solche Dekompression kann als explosiv, schnell oder langsam eingestuft werden : ^{[ 10 ].}

• Eine explosive Dekompression (ED) ist so heftig und schnell, dass die Luft nicht sicher aus der Lunge und anderen luftgefüllten Körperhöhlen wie den Nasennebenhöhlen und den Eustachischen Röhren entweichen kann , was typischerweise zu einem schweren bis tödlichen Barotrauma führt . ^{[ 9 ]}
• Eine schnelle Dekompression kann zwar langsam genug sein, um die Entlüftung von Hohlräumen zu ermöglichen, aber dennoch ein schweres Barotrauma oder Beschwerden verursachen. ^{[ 9 ]}
• Eine langsame oder allmähliche Dekompression erfolgt so langsam, dass sie möglicherweise nicht bemerkt wird, bevor die Hypoxie einsetzt. Sie verursacht wahrscheinlich kein Barotrauma, kann aber eine Dekompressionskrankheit auslösen.

Höhenkrankheit , auch bekannt als akute Bergkrankheit (AMS), Höhenkrankheit, Hypobaropathie oder Soroche, ist eine pathologische Folge des Aufenthalts in großer Höhe. Sie wird durch akuten Sauerstoffmangel und eine respiratorische Alkalose infolge von Hyperventilation und dem damit einhergehenden niedrigen Kohlendioxidpartialdruck im Blut verursacht. ^{[ 11 ]} Höhenkrankheit ist primär eine Folge von Hypoxie . Sie kann durch die Gabe von zusätzlichem Sauerstoff – in gewissem Maße – vermieden und behandelt werden.

Oberhalb der Armstrong-Grenze ist der Luftdruck so niedrig, dass Wasser bei normaler Körpertemperatur siedet . In Höhen über etwa 15 km (50.000 Fuß) beträgt die Zeit, in der ein Bewusstsein noch brauchbar ist, 9 bis 12 Sekunden. Der Bewusstseinsverlust ist auf Sauerstoffmangel (Hypoxie) zurückzuführen und zieht eine Reihe von Veränderungen der kardiovaskulären und neurologischen Funktionen nach sich, die schließlich zum Tod führen, sofern der Druck nicht innerhalb von 60–90 Sekunden wiederhergestellt wird. ^{[ 2 ]} Auf der Erde liegt die Armstrong-Grenze bei etwa 18–19 km (11–12 Meilen; 59.000–62.000 Fuß) über dem Meeresspiegel , ^{[ 2 ] [ 12 ]} oberhalb derer der Luftdruck unter 0,0618 atm (6,3 kPa , 47 mmHg oder etwa 1 psi ) sinkt. Das US-amerikanische Standardatmosphärenmodell setzt den Armstrong-Druck auf eine Höhe von 19.202 m (63.000 Fuß) fest.

• Hyperbare Medizin  – Medizinische Behandlung bei erhöhtem Umgebungsdruck
• Physiologie der Dekompression  – Physiologische Grundlagen der Dekompressionstheorie und -praxis

 Dieser Artikel enthält gemeinfreies Material aus der Broschüre „Höhenbedingte Dekompressionskrankheit“ (PDF) . Federal Aviation Administration .