Bühlmann ZH-L16 - Inspiratorischer und alveolarer Inertgasdruck

Inspiratorischer und alveolarer Inertgasdruck

Modifizierter Originaltext von Oliver Maus/www.checkdive.eu

 

Als nächstes betrachten wir den inspiratorischen Inertgasdruck, da diesem in der Sättigungsgleichung grosse Bedeutung zukommt. Dieser ist praktisch die Schnittstelle nach aussen.

Der inspiratorische Inertgaspartialdruck wird bei Bühlmann mit

p_i = \left ( p_{amb} -p_{H_2O}\right )*F_I (2)

 angenommen (A.A.Bühlmann et al. - Tauchmedizin, S. 88, 90).

 

p_{H_2O} = Wasserdampfdruck in der Lunge (0.063 bar)
p_{amb} = Umgebungsdruck in bar
F_I = Inertgasanteil im Atemgas

Die Luft in der Atemgasflasche ist getrocknet. Auf dem Weg in die Alveolen wird die Luft befeuchtet. Dieser Wasserdampfdruck p_{H_2O} muss vom Umgebungsdruck p_{amb} abgezogen werden.

Respiratorischer Quotient

Hier kommt jedoch u. U. noch eine weitere Grösse zum Tragen, der respiratorische Quotient. Dieser ergibt sich aus einem Ungleichgewicht von Sauerstoffaufnahme und Kohlendioxidabgabe. In Ruhe werden pro Minute mit der Lunge ca. 250ml Sauerstoff aufgenommen, aber nur ca. 200ml Kohlendioxid abgegeben. Daraus ergibt sich das Verhältnis R=\frac{200}{250}=0,8.
Die Berechnung des inspiratorischen Inertgasdruckes kann daher um den respiratorischen Quotienten zum alveolaren Inspirationsdruck erweitert werden (A.A.Bühlmann et al. - Tauchmedizin, S. 90, H.R.Schreiner - A Pragmatic View of Decompression):

p_i=\left ( p_{amb}-p_{H_2O}+\frac{1-R}{R}*\Delta P_{CO_2} \right )*F_I (3)

\Delta P_{CO_2}=p_ACO_2-p_ICO_2 ist konstant mit 0.0534 bar. Der inspiratorische CO2-Partialdruck (mit der Atmung aufgenommen) ist zu vernachlässigen, daher kann hier der alveolare CO2-Partialdruck gleich dem arteriellen CO2-Partialdruck gesetzt werden.

Da der alveolare Inertgaspartialdruck nur ca. 0.005 bis 0.01 bar grösser als der inspiratorische Inertgasdruck ist, vernachlässigt Bühlmann die Differenz und rechnet der Einfachheit halber mit dem leichter zu ermittelnden inspiratorischen Inertgaspartialdruck.

Mathematisch ergibt sich Gl. (2) dadurch, dass R=1 gesetzt wird. 
Wird R verringert, z. B. auf den physiologischen Wert von 0.8 (Bsp. Schreiner) oder 0.9 (US Navy), ergeben sich kürzere Nullzeiten, bzw. längere Dekompressionszeiten. 
Schreiner ist der Auffassung, dass bei der Dekompressionsberechnung beim Bergseetauchen der alveolare Inertgaspartialdruck verwendet werden sollte (H.R.Schreiner - A Pragmatic View of Decompression). Schreiner setzt dazu folgende Standardwerte ein: R (0.8), \Delta P_{CO_2} (0.053 bar), p_{H_2O} (0.062 bar).

Eingesetzt in Gl. (3) ergibt sich als Vereinfachung:

P_a=\left(p_{amb}-0,049bar \right)*F_i (4)

Damit sind die Prozesse der Auf- und Entsättigung von Kompartimenten mit Inertgasen erläutert und mathematisch beschrieben.

 

Als nächstes betrachten wir etwas genauer die Entsättigung