Nutec NORSK UNDERVANNSTEKNOLOGISK SENTER A.S. Rapport nr: a Dato : Prosjekt nr:l1110 Revidert

Transkript

1 Nutec NORSK UNDERVANNSTEKNOLOGISK SENTER A.S Postboks 6, 5034 Ytre Laksevåg. Telefon (05) Telex : nutec n. Telefax: (05) Rapport nr: a Dato : Prosjekt nr:l1110 Revidert Rapportens tittel: Effekten av forhøyet partialtrykk av oksygen på lungefunksjon ved metningsdykking. The NUTEC Oxygen Toxicity Study. Klient/oppdragsgiver: FUDT (Norsk Hydro A/S, Oljedirektoratet, Saga Petroleum A/S, Statoil) Conoco Norway mc. Kontrollert av: K. Jakobsen Godkjent av: T. Syversen Klients/kontaktpersons refeimse: C. Hordnes, i. Smith-Sivertsen, J.A. Ask, M. Magnussen, G. Sandvik, G. Mallery. Arbeidet utført av: Einar Thorsen, Kåre Segadal, Jim Reed, Craig Elliott, Amund Gulsvik, John Hjelle Rapportskrivers sjnatur: Einar Thorsen 2f Sammendrag: En signifikant reduksjon i lungenes diffusjonskapasitet og gassutvekslingsfunksjon er påvist etter metningsdykk. Venøse gassembolier fikrert i lungesirkulasjonen og eksponering for forhøyet partialtrykk ai oksygen kan bidra til disse forandringene i lungefunksjon. For å kvantifisere effekten av hyperoksi, ble et 28 dagers mer.ningsdykk til 15 meter med et oksygenpartialtrykk tilsvarende et tidligere dypt metningsdykk til 360 meter gjennomført (OTS 3). Dekompresjonshastigheten var meget langsom, 5 kpa/time, og venøse bobler kunne ikke påvises ved Doppler ultralyd monitorering. Kontrolistudien var den 28 dager lange isolasjonsstudien for ESA i 1990 til 5 meter med et oksygen partialirykk på 21 kpa, tilsvarende normal atmosfære. Åtte forsøkspersoner, hvorav syv uten tidligere dykkeerfaring eller hyperoksieksponering deltok i studien. Umiddelbart etter dykket ble det funnet en signifikant reduksjon i lungenes diffusjonskapasitet på 9.8 % sammenlignet med 11.3 % etter dypdykket og ingen signifikant endring etter ESA isolasjonsstudien. Det var også en reduksjon i maksimale ekspiratoriske strømningshastigheter ved lave lungevolum og en reduksjon i maksimalt oksygenopptak på 10.1 %. Lungenes statiske compliance var signifikant øket. Eksponering for forhøyet partialtrykk av oksygen tilsvarende hyperoksieksponenngen ved dype metningsdykk forårsaker en signifikant reduksjon i lungefunksjon. Mønsteret av lungefunksjonsendringene er sammenfallende med mønsteret av lungefunksjonsendringer etter dype metningsdykk. Konsekvensen av å redusere partialtrykket av oksygen ved metningsdykking på operasjonelle prosedyrer og dekompresjonstabeller må utredes. Emneord på engelsk: oxygen toxicity pulmonary function saturation diving Emneord på norsk: oksygentoksisitet lungefunksjon metningsdykking ERKLÆRING VED FORDELING: Fortrolig Graderingen gjelder til: ISBN: x Fri Distribusjon Antall Sider: 24

2 tt EFFEKTEN AV FORHØYET PARTIALTRYKK AV OKSYGEN PÅ LUNGEFUNKSJON VED METNINGSDYKKING c N-5021 Bergen. Norsk Undervannsteknologisk Senter a.s., Gravdalsveien 255, N-5034 Ytre Laksevåg. Tyne NE2 4HH, England. 2) Universitetet i Bergen, Lungeavdelingen, Haukeland Sykehus, University of Newcastle Upon Tyne, Department of Physiological Sciences, Newcastle upon Einar Thorsen, Kåre Segadal, Jim W. Reed >, Craig E11iott, Amund Gu1svilc 2 og John Hjelle. fl NUTEC OXYGEN TOXICITY STUDY

3 INNHOLD 1. INNLEDNING 4 Side 2. METODER 5 3. RESULTATER DISKUSJON OPPFØLGING KONKLUSJON REFERANSER 22

4 4 INNLEDNING En signifikant reduksjon i lungenes diffusjonskapasitet og gassutvekslingsfunksjon er påvist etter ett metningsdykk (1-4). Studier av langtidseffekter av dykking på lungefunksjon viser at resteffektene av hvert metningsdykk akkumuleres til en langtidseffekt (5-8). Disse effektene er blitt påvist i studier fra Norge, England, Japan og Russland uavhengig av hverandre. Årsakene til forandringene i lungefunksjon ved metningsdykking kan være flere. Oksygen har velkjente toksiske effekter på lungene (9), og partialtrykket av oksygen er vanligvis Øket til kpa under bunnfasen med kortere perioder på opptil 100 kpa ved arbeid i vann ( lock-outs t ). Gjennom dekompresjonsfasen er partialtrykket av oksygen vanligvis kpa. Dannelse av venøse gassembolier gjennom dekompresjonsfasen er vanlig ved dekompresjon fra dype memingsdykk. Gass emboliene flitreres i lungesirkulasjonen hvor de kan indusere en inflanimasjonsprosess og affisere gassutvekslingen (2). Høyt trykk i seg selv, økt gasstetthet, forurensninger i kammersystemet og mangel på fysisk aktivitet gjennom lange dekompresjoner kan også bidra til disse effektene. Bruken av oksygen ved metningsdykking er basert på Ciark og Lambertsens studier av oksygentoksisitet (9), hvor man antar at oksygen i partiakrykk mindre enn 50 kpa ikke er toksisk. Denne antagelsen kan være riktig når det gjelder effekten på lungenes vitalkapasitet, men dose-respons forholdet for andre lungefunksjonsvariabler er ilcke kjent. Det er ikke tidligere gjennomført eksponerings studier til partialtrykk av oksygen som tilsvarer eksponeringen ved metningsdykking, hvorved man kan kvantifisere effekten av oksygen alene. For å kvantifisere hvor mye effekten av hyperoksi bidrar til forandringene i lungefunksjon etter metningsdykk, har man gjennomført en 28 dagers isolasjonsstudie med eksponering for partiakrykk av oksygen på 40 kpa i 14 dager med perioder på 75 kpa annenhver dag, og 50 kpa de neste 12 dagene med gradvis reduksjon til 21 kpa over de to siste dagene av eksponeringen. Oksygeneksponeringen var derved den

5 samme som ved tidligere dypdykk (OTS) (1,2) til trykk tilsvarende 3.7 MPa eller 360 meter sjøvann. Som andre kontrolistudie ble brukt den 28 dager lange isolasjons studien for ESA i 1990, hvor partialtrykket av oksygen var 21 kpa under bunnfasen og totaltryklcet var 0.15 MPa. 2. METODER 2.1 FORSØKSPERSONENE Åtte forsøkspersoner i alderen år (median 24) deltok i studien. Syv kom fra Den Kongelige Norske Marine og hadde erfaring fra undervannsbåttjeneste, mens en var nyutdannet profesjonell dykker. Alle forsøkspersonene gav skriftlig informert samtykke til å delta i studien som var godkjent av Regional Komite for Medisinsk Forskningsetilck. Forsøkspersonenes høyde var cm (median 177) og vekt kg (median 76). Fire var aldri-røykere, to tidligere røykere og to røykere. Alle tilfredsstilte kravene til Helseundersøkelse av dykker& gitt av Helsedirektoratet (10). 2.2 DYKKET Forsøket ble gjennomført i trykkammersystemet ved Norsk Undervannsteknologisk Senter høsten Varigheten av eksponeringen var 28 dager ved omgivelsestrykk tilsvarende 0.25 MPa. Atmosfæren var en blanding av oksygen, nitrogen og helium. Partialtrykket av oksygen var 40 kpa de første 14 dagene, 50 kpa de neste 12 dagene og ble så gradvis redusert til 21 kpa gjennom de to siste dagene i dekompresjonsfasen. I løpet av de første 14 dagene ble oksygeneksponering ved lock-outs t simulert ved at dykkerne pustet på Built in Breathing System - (BIBS) med en gassblanding med partialtrykk av oksygen på 75 kpa i to timer annenhver dag. Profilen for oksygeneksponeringen er gitt i figur 1. Eksponeringen måtte gjennomføres ved et omgivende trykk på 0.25 MPa for å holde fraksjonen av oksygen i gassbland ingen lik eller mindre enn 0.21 av sikkerhetsmessige årsaker mot brann.

6 Partialtrykkene av helium og nitrogen i atmosfæren ble justert til å gi en tetthet av atmosfæren som var lik gasstettheten i ESA isolasjonsstudien. Gasstettheten gjennom dykket varierte mellom Dekompresjonshastigheten var 5 kpaiime 1 med 8 timer nattstopp. Dekompresjonen gl 1. Gasstettheten i bunnfasen av dykket til 3.7 MPa var 7.1 kgm g l. Gasstettheten i ESA isolasjonsstudien var 30 minutter annenhver dag gjennom hele dykket. Under dykket hadde dykkeme anledning til å gjøre fysisk trening på ergometersykkel dagene som simulerte dekompresjonsfasen fra et dypt metningsdykk til trykk tilsvarende 3.7 MPa. I tillegg hadde dykkerne anledning til å gjøre vekttrening i inntil p02(kpa) 0 Days i inntil 30 minutter annenhver dag de første 14 dagene og hver fjerde dag de neste 12 Figur 1. Profilen for oksygeneksponeringen. dekompresjonstid inidudert nattstopp var 46 timer. Gjennomsnittlig dekompresjons startet om ettermiddagen dykkedag 26 kl 17 og ble avsluttet dykkedag 28 kl 15. Total hastighet i dykket til 0.15 MPa var 7.5 kpatime. Gjennomsnittlig dekompresjons hastighet i dykket til 3.7 MPa var 15 kpatime dekompresjonstid var 13 dager. 1 med 6 timers nattstopp, og total 6

7 c KONTROLLDYKK Oksygeneksponeringsprofilen i dette dykket tilsvarte oksygeneksponeringen ved OTS dykkene i 1986 til trykk tilsvarende 3.7 MPa. Resultatene av lungefunksjonsunder søkelsene før og etter disse dykkene er tidligere publisert (1,2). Det andre kontroll dykket var den 28 dager lange isolasjonsstudien for ESA i 1990 som ble gjennomført ved 0.15 MPa omgivelsestrykk og med et partialtrykk av oksygen på 21 kpa gjennom bunnfasen og med 21% oksygen i atmosfæren gjennom den 7 timer lange dekompre sjonsfasen. Atmosfæren forøvrig i dette dykket var nitrogen. Seks forsøkspersoner uten dykkeerfaring deltok i denne studien. Forsøkspersonenes alder var år (median 28), høyde cm (median 181) og vekt kg (median 78). Alle var aldri røykere. 2.4 LUNGEFUNKSJONSMÅLINGER Måling av statiske og dynamiske lungevolum, diffusjonskapasitet, luknings volum og ventilasjonsdistribusjon ble målt ved NUTEC dager før, 4-5 dager før og i løpet av de to første dagene etter dykkets avslutning. Statisk compliance ble målt en gang i uken før dykket og i løpet av de to første dagene etter dykket. En arbeidsbelastningstest ble gjennomført dager før dykket og i løpet av de første tre dagene etter dykket. I tillegg til undersøkelsene gjort ved NUTEC, ble dynamiske lungevolum, diffusjonskapasitet og arbeidsbelasmingstest gjort før og i løpet av tre dager etter dykket ved Respirasjonsfysiologisk Laboratorium, Lungeavdelingen Haukeland Sykehus, Universitetet i Bergen, uavhengig av undersøkelsene gjennomført ved NUTEC. Eventuelle tidligere lungesykdommer og aktuelle lungesymptomer ble registrert på standardiserte spørreskjema før og etter dykket. Statiske lungevolum ble målt med nitrogenutvaskningsmetodikk fra funksjonell reservekapasitet (FRC). Kombinert med måling av ekspiratorisk reservekapasitet (ERV) og inspirert vitalkapasitet (IVC), ble restvolum (RV) og total lungekapasitet beregnet (TLC)(1 1). Dynamiske lungevolum og maksimale strømningshastigheter ble målt ved maksimale ekspiratoriske og inspiratoriske manøvre fra TLC. Forsert

8 vitalkapasitet (FVC), forsert ekspirert volum i ett sekund (FEV oksygenopptak (V %, FEF 1), 2) og IV (CV) på single manøvre. Midlere maksimal strømningshastighet mellom 25-75% og mellom 75-1) og maksimal 8 Lukningsvolum (CV) og ventilasjonsdistribusjon ble målt ved nitrogenutvasking fra en inhalasjon til TLC med rent oksygen, hvor fase III (A-N hastighet ved 50 % av FIVC inspirert ble tatt som beste målte verdier. Diffusjons kapasitet ble målt som transfer factor for karbon monoksid (Tl) ved inhalasjon av strønmingshastighet (PEF) ble tatt som beste resultat fra minst tre tilfredsstillende volum (VA) og karbon monoksid diffusjon per enhet lungevolum beregnet (K0). testgass fra RV til TLC med 10 sekund pause ved TLC før ekspirasjon(tt på et Gould serie 1000 IV lungefunksjonstestingsutstyr. Alle resultater ble korrigert nitrogenutvaskningskurven ble bestemt (12). Volumkalibrering og test gass kalibrering breath-holding manoeuver )(l 1). Ved samtidig heliumfortynning ble effektivt alveolært FRC ved inspirasjons og ekspirasjonsbevegelser ble beregnet. Maksimale respira til BTPS (Body Temperature Pressure Saturated) betingelser. ble gjort før hver test og kalibreringssjekk ble gjort etter hver test. Målingene ble gjort og trykkendringer i spiserøret (11). Lungenes volumøkning per enhet trykkendring ved målt ved maksimale manøvre mot lukket munnstykke. Statisk complice toriske trykk ved maksimal ekspirasjon fra TLC og maksimal inspirasjon fra RV ble Arbeidsbelastningstest ble gjort på elektrisk bremset ergometersykkel med 15 Watt Økning i arbeidsbelastningen hvert minutt til symptombegrensende maksimal Ohmeda puls oksymeter med proben festet i Øreflippen. Minuttventilasjon (VE), belastning. Hjertefrekvens og hjerterytme ble kontinuerlig overvåket gjennom maksimal inspiratorisk luftstrømshastighet (PIF) og forsert inspiratorisk strømnings arbeidsbelastningen ved EKG registrering. Arteriell oksygenmetning ble målt med et t ble målt ved samtidige registreringer av lungevolumsendringer 2) og karbon dioksid utskillelse (VCO 50 og 75% av FVC ekspirert (FEF 85 % av FVC ekspirert (FEF %,FEF %), og maksimale strømningshastigheter ved %) ble tatt som beste verdier fra flow - 2) ble målt med et Gould volum kurver hvor FVC ikke varierte mer enn 5% fra beste FVC (11). Forsert inspiratorisk vitalkapasitet (FIVC), forsert inspirert volum i ett sekund (FIV

9 9 serie 9000 ergospirometriutstyr. Ventilasjonsekvivalentene for oksygenopptak og karbon dioksid utskillelse (VE/V0 2 og VE/VCO 2) ble beregnet og verdiene ved 40, 60 og 80% av maksimalt oksygenopptak ble funnet ved lineær interpolasjon. Forsert vitalkapasitet of FEV 1 ble målt daglig under dykket med et Wedge 570 Science spirometer. De elektriske signalene ble ledet gjennom penetratorer i kammerveggen til overflaten hvor signalene ble bearbeidet. Kalibrering ble gjort daglig med en 3.00 liter kalibreringssprøyte. Resultatene ble korrigert til BTPS betingelser. Under dykket ble det daglig rapportert eventuelle lungesymptomer på et standardisert spørreskjema. 2.5 MONITORERING AV VENØSE GASSEMBOLIER Gjennom dekompresjonen ble monitorering med tanke på venøse gassbobler utført med Doppler-ultralyd undersøkelse med samme metodikk som ved tidligere dype metningsdykk (2,13). 2.6 DATABEARBEIDELSE, STATISTIICK Sammenligning av resultater mellom før og etterdykks undersøkelsene ble gjort med ensidig Student s t-test. Forandring i lungefunksjonsvariablene ble beregnet som forskjellen fra gjennomsnittet av førdykksundersøkelsene i de tilfellene testene ble gjort to ganger før dykket. Resultatene er gitt som gjennomsnitt ± ett standardavvilc. En p verdi <0.05 ble ansett som signifikant.

10 fl RESULTATER Ingen av forsøkspersonene rapporterte lungesymptomer før eller etter dykket på de standardiserte spørreskjemaene. Tre dykkere rapporterte tørrhoste av i - 3 dagers varighet i løpet av dykkets 2. og 3. uke. Ingen brystsmerter eller ubehag eller perioder med unormal tungpustethet ble rapportert. Det var ingen signifikante endringer i FVC eller FEV 1 ved de daglige målingene gjennom bunnfasen av dykket. De individuelle resultatene er gitt i Figur 2, A og B. Det var en liten økning i FEV 1 på de to siste dagene av dykket i dekompresjonsfasen forenlig med reduksjonen i gasstettheten. FVC endret seg ikke gjennom dekompresjo nen. Etter dykket var det heller ingen endringer i FVC og FEV førdykkstestene, men det var en signifikant reduksjon i FEF 1 sammenlignet med 75 %, FEF % og FEF % (p<0.0s), Tabell i. Der var ingen endringer i PEF eller i forserte inspiratoriske volum eller strømningshastigheter. De maksimale respiratoriske trykkene var uendret. Både inspiratorisk og ekspiratorisk statisk compliance var signifikant Øket etter dykket, og lungenes elastiske sammentrekningstrykk (lung recoil pressure) var redusert, Tabell 2. Der var imidlertid ingen endringer i statiske lungevolum eller 2. lukningsvolum, mens der var en liten Økning i A-N Det var en markant signifikant reduksjon i diffusjonskapasitet etter dykket på. 9.8 % sammenlignet med førdykksmålingene. Verdiene som er angitt i Tabell 3 er korrigert for endringer i hemoglobinkonsentrasjon som influerer på mengden av carbon monoksid som kan overføres fra testgassen i lungene til blodet. Det var en signifikant reduksjon i hemoglobin konsentrasjon, Tabell 3. Det var ingen endringer i effektivt alveolært volum.

11 11 Det ble ved Doppler ultralyd monitorering ikke funnet venøse gassembolier gjennom dekompresjonsfasen hos noen av dykkerne. Både hvileregistreringene og registreringe ne etter ekstremitetsbevegelser var negative. Hjertefrekvens i hvile var Øket fra 62 ± 6 til 75 ± 9 (p<o.ol). Ved arbeidbelastnings testen ble samme maksimale hjertefrekvens som før dykket oppnådd, 186 ± 6 og 186 ± 7. Maksimal minuttventilasjon var heller ikke forskjellig, ± 13.4 og ± min 1. Maksimalt oksygenopptak var imidlertid redusert fra 3.35 ± 0.39 til 3.01 ± 0.41 lmin (p<0.01), og de ventilatoriske ekvivalentene for oksygen opptak og karbon dioksyd eliminasjon var signifikant Øket både ved 60, 80 og 100% av maksimalt oksygenopptak. Figur 3. Ved ESA isolasjonsstudien ble det ikke funnet signifikante endringer i statiske og dynamiske lungevolum, diffusjonskapasitet, ventilasjonsdistribusjon eller maksimalt oksygenopptak. Maksimak oksygenopptak ble i den studien målt ved indirekte teknikk. Statisk compliance ble ikke målt i den studien. Resultatene av lungefunk sjonstestene fra denne studien er gitt i tabell 4. Resultatene av lungefunksjonstestene utført ved Respirasjonsfysiologisk laboratorium ved Universitetet i Bergen viste forandringer forenlig med resultatene fra testene ved NUTEC. I dette laboratoriet var det en signifikant reduksjon i diffusjonskapasitet fra ± 1.1 til 11.9 ± 1.4 mmol min kpa (p<o.ol) og i FEF til 4.29 ± 1.07 l s (p<0.o5). Det var ingen endringer i FEF % fra 4.76 ± 1.22 % eller i FEF % ved dette laboratoriet. Resultatene som er gitt i de følgende tabellene er fra undersøkelsene utført ved NUTEC.

12 12 Tabell 1. Forserte ekspiratoriske og inspiratoriske lungevolum og strømningshastigheter ved førdykks og etterdykksundersøkelsene 1.Predive 2.Predive Postdive FVC (1) 5.84 ± ± ± 0.49 FEV 1 (1) 4.72 ± ± ± 0.50 FEF 75% (1s ) 4.62 ± ± ± 1.00* FEF 7585 % (1s ) 1.54 ± ± ± 0.25* FEF% (1s 1) 7.87 ± ± ± 1.45 FEF 50% (1s 1) 5.62 ± ± ± 1.36* FEF 75% (1s ) 2.21 ± ± ± 0.41* PEF (1s ) ± ± ± 1.95 FIVC (1) 5.76 ± ± ± 0.52 Fly 1 (1) 5.54 ± ± ± 0.45 F1F 50% (1s ) 8.13 ± ± ± 1.13 PW (1s ) 8.67 ± ± ± 1.34 Forkortelser se teksten. *005

13 C 13 Tabell 2. Statiske lungevolum, compliance og ventilasjonsdistribusjon ved førdykks og etterdykks undersøkelsene. 1.Predive 2.Predive Postdive IVC (1) 5.77 ± ± ± 0.51 TLC (1) 7.21 ± ± ± 0.56 FRC (1) 3.74 ± ± ± 0.32 RV (1) 1.44 ± ± ± 0.21 CV (% of VC) 9.9 ± ± ± 1.2*# A-N 2 (%) 0.85 ± ± ± 0.38* 1) 1.74 ± ± 0.46* C(1kPa (1*Pa ) 2.31 ± ± 0.64* P (kpa) ± ± 0.77* For forkortelser se teksten. p<005 #;p<oos bare ved sammenligning med 2.Predive.

14 14 Tabell 3. Diffusjonskapasitet ved førdykks og etterdykksundersøkelsene 1.Predive Predive Postdive TL 0 (mmoimin kpaj 13.10± ± ± 1.14* (mmolinin kpa j1) t 1.78 ± ± ±0.16* VA (1) 7.38 ± ± ± 0.67 Hemoglobin (gd1 ) ± (X) ± 0.50* Hematocrite 0.46 ± ±0.16 For forkortelser se teksten. ; p<o.ol. a; korrigert for endringer i hemoglobin konsentrasjon. #; dimensjonsløs.

15 15 Tabell 4. Resultat fra lungefunksjonsundersøkelsene før og etter ESA isolasjonsstudien. Predive Postdive FVC (1) 6.28 ± ± 0.56 FEV 1 (1) 5.07 ± ± 0.56 FEF 75% (1s ) 5.12 ± ± 2.15 FEF 7585 % PEF (1s ) TLC (1) FRC (1) RV (1) (1s 1) CV (% of VC) 1.81 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± 2.6 A-N 2 (%) 1.01 ± ± 0.46 rpa (mmolmin lcpa ) ± ± 2.08 K0a (mmolmin kpa t ) 1.75 ± ± 0.25 VA (1) 7.94 ± ± 0.81 D; korrigert for endringer i hemoglobinkonsentrasjon.

16 ) CD 1 fl fl fl 0 o.l. Cli 0) -.,l I I I m - o0 - P) C) 4 c:i CD Cli Cii ri CI) I\) I\) - Cli C) 0 C) 0 -

17 I I I I V02/VO2peak x 100 Predive Postdive VENCO2 (I/I) 40 - VENO2 (I/I) I I I V02/VCO2peak x 100 Predive Postdive Figur 3. Figur 3 De ventilatoriske ekvivalentene for oksygen opptak og karbon dioksid utskillelse ved predive ( ) og postclive (---) undersøkelsene.

18 dykk. Reduksjonen i maksimalt oksygenopptak og hjertefrekvens- og ventilasjons med mønsteret av lungefunksjonsendringer som man har sett etter dype metningsdykk. Dette mønsteret av forandringer er imidlertid helt forskjellig fra det klassiske mønsteret av lungefunksjonsforandringer ved oksygentoksisitet (9). Reduksjonen i lungenes diffusjonskapasitet var av samme størrelsesorden som etter et dypt metnings Det ble funnet forandringer i lungefunksjon etter dette dykket som er sammenfallende 4. DISKUSJON C 18 var 9.5, 11.0 og 12.7 %. Både etter de dype metningsdykkene og dette dykket var det respiratoriske trykk var uendret. I motsetning til ved tidligere dypdykk var det ingen Det var en reduksjon i malcsimale ekspiratoriske strømningshastigheter bortsett fra i endringer i vitalkapasitet. Dette er forenlig med Ciark og Lambertsens modellering av PEF. Maksimale inspiratoriske lungevolum og strømningshastigheter samt maksimale oksygentoksisitet (9) hva gjelder forandringer i vitalkapasitet. Reduksjon i maksimale ForsØkspersonene rapporterte ingen vedvarende lungesymptomer og det var ingen metningsdykk (2). Det var ingen endringer i diffusjonskapasitet eller maksimal fysisk ekspiratoriske strømningshastigheter og Økning i -N2 tyder imidlertid på affeksjon endringer i statiske lungevolum. endringene ved progressiv arbeidsbelastningstest var også sammenlignbare med et dypt ikke fant etter dette dykket. det reduserte sammentrekningstrykket er forenlig med reduksjonen maksimale yteevne etter kontrolidykket ved 0.15 MPa. etter dype metningsdykk. Reduksjonen i diffusjonskapasitet etter de tre OTS dykkene gav signifikante endringer i vitalkapasitet (14). økningen i lungenes compliance og av små bronchier eller såkalt small airways dysfunction. Dette er også påvist ved Reduksjonen i diffusjonskapasitet på 9.8% etter dette dykket er forenlig med funnene nedsatt. Man ville da imidlertid forventet en Økning i statiske lungevolum hvilket man senere studier av Ciark ved kortvarig eksponering for høye oksygendoser som ikke strømningshastigheter og Økningen i -N2. Dette betyr at lungenes elastisitet er

19 19 en reduksjon i hemoglobin. Resultatet av diffusjonskapasitetsmålingene er korrigert for denne effekten og en reduksjon i hemoglobin kan demied ikke forklare reduksjonen i diffusjonskapasitet. Siden effektivt alveolært volum var uendret, var det heller ingen reduksjon i den alveolære overflaten tilgjengelig for diffusjon. Endringer i lungekapillærene og arteriolene er imidlertid påvist ved tidlig oksygentoksisitet og endoteicellene i lungesirkulasjonen er av de mest følsomme cellene for hyperoksi (15). I en studie (16) ble det funnet at endringene i sirkulasjonskomponenten av diffusjons kapasiteten overskygget ventilasjonskomponenten ved oksygentoksisitet. Som en kontroll på metodene og reproduserbarheten på metodene som ble benyttet, ble en del av lungefunksjonstestene utført to ganger før dykket og i tillegg ble et utvalg av de mest sentrale lungefunksjonstestene også gjort i et annet laboratorium før og etter dykket uavhengig av undersøkelsene ved NUTEC. Der var ingen signifikante forskjeller mellom 1. og 2. predive undersøkelser, og resultatene fra det andre laboratoriet viste de samme endringene i lungefunksjonsvariablene som ved NUTEC. En reduksjon i lungenes elastisitet kan skyldes forandringer i lungenes surfactant t som opprettholder overfiatespenningen i alveolene. Spesielt med tanke på reversibili teten av forandringene som ble sett etter dypdykkene, kan ikke destruksjon av elastisk bindevev gi reversible endringer i lungenestt comp1iance. Kapillærenes endotelceller er også følsomme for hyperoksi og både kapillærforandringer og mekaniske endringer i kapillærene på grunn av elastiske krefter i lungene kan kompromittere kapillærfor syningen til alveolene (17). Dette er forenlig med nevnte studie som viste hovedsake lig sirkulasjonsavhengig reduksjon i diffusjonskapasitet etter hyperoksieksponering. Biokjemiske studier viser at det er en viss toleranse for hyperoksi, med ved en viss terskel er denne toleransen brutt og biokjemiske så vel som fysiologiske endringer progredierer raskt (18). Denne grensen er for andre lungefunksjonsvariabler enn vitalkapasitet definitivt lavere enn 50 kpa. En nylig gjennomført studie i Japan viste ingen signiflkant reduksjon i diffusjonskapasitet etter et dykk til 300 meter med 42 kpa oksygen i bunnfasen og dekompresjonsfasen, mens et dykk til 320 meter med 49.5 kpa oksygen i dekompresjonsfasen viste signifikant reduksjon i diffusjons kapasitet (19). Dette er forenlig med våre funn etter denne studien.

20 G 20 Det er relativt store interindividuelle forskjeller i lungefunksjonsforandringene etter dypdykk så vel som etter hyperoksieksponeringen ved denne studien. Hos dykkere kan man heller ikke utelukke en adaptasjon til hyperoksi etter gjentatte memingsdykk. Hyperoksi vil indusere Økning av enzymer som bryter ned toksiske oksygenradikaler (18). Effekten kan derfor være større hos våre forsøkspersoner enn hos dykkere. Dette betyr at man ikke med sikkerhet kan tilskrive hele effekten av et dypdykk til hyperoksieksponeringen. 5. OPPFØLGING Det ble funnet en signifikant reduksjon i lungefunksjon hos forsøkspersonene etter dykket. Ved dype metningsdykk hvor man har sett tilsvarende effekt, har man funnet en normalisering 6-8 uker etter og ett år etter dykket. Forsøkspersonene i dette dykket vil bli etterundersøkt 6-8 uker etter (januar 1992) og ett år etter (november 1992) dykket, og resultatene vil bli rapportert innen 1/1-93.

21 21 6. KONKLUSJON Eksponering til forhøyet partialirykk av oksygen tilsvarende hyperoksieksponeringen ved dype metningsdykk forårsaker en signifikant reduksjon i lungefunksjon. MØnsteret av lungefunksjonsendringene er sammenfallende med mønsteret av lungefunksjonsendringer etter dype metningsdykk. For å redusere de akutte effektene og om mulig også langtidseffektene av metnings dykking på lungefunksjon, bør hyperoksieksponeringen ved metningsdykking reduseres. Konsekvensen av å redusere partialtrykket av oksygen ved metningsdyklcing på operasjonelle prosedyrer og dekompresjonstabeller må utredes.

22 -133. function and diffusion capacity after deepsaturation dives. Br J md Med 1990; 47: REFERANSER 1. Thorsen E, Segadal K, Myrseth E, Påsche A, Gulsvik A. Pulmonary mechanical C Suzuki S, Ikeda T, Hashimoto A, Hamad.a K. Decrease in the single breath diffu 7. Elliott C, Reed JW, Cotes le, Robinson NG, King J. Narrowing of small lung air professional saturation divers. Undersea Biomed Res 1991: 18; dive to 300 m. Br J md Med 1987; 44: 76 - Res 1991; 18: Thorsen E, Hjelle I, Segadal K, Gulsvik A. Exercise tolerance and pulmonary gas 3. Cotes JE, Davey IS, Reed JW, Rooks M. Respiratory effectsof a single saturation ways in commercial divers. EUBS 1990 Proceedings. pp exchange after deep saturation dives. J Appi Physiol 1990; 68: Thorsen E, Segadal K, Kambestad B, Gulsviic A. Divers lung function: small 6. Thorsen E, Segadal K, Kambestad B. Characteristics of the response to exercise in airways disease? Br I md Med 1990; 47: Proceedings. pp sing capacity of the lung after 300 and 320 msw saturation dives. Undersea Biomed adaptation of divers to the conditions of deepwater dlives in the arctic. EUBS Ciark JM, Lambertsen CJ. Oxygen toxicity: a review. Pharmacol Rev 1971; 23: Dmitrouk AT, Gulyar S, Ilyin VN, Moiseenko EV. Physiological mechanisms of

23 Det Kongelige Norske Sosialdepartement. Retningslinjer for leger ved undersøkel se av dykkere gitt av Helsedirektoratet. Dokument Kode I TRE. Oslo Quanjer PH, ed. Standardised lung function testing. Bull Europ Physiopathol Respir 1983; 19(suppl 5). 12. National Heart and Lung Institute. Suggested standardised procedures for ciosing volume determinations (nitrogen method). Bethesda: Divisjon of Lung Diseases, National Heart and Lung Institute, Brubakk AO, Peterson R, Grip A, Holand B, Onarheim J, Segadal K, Kunicie TD, Tønjum S. Gas bubbies in the circulation of divers after ascending excursions from 300 to 250 msw. J Appi Physiol 1986; 60: Clark JM, Jackson RM, Lambertsen CJ, Gelfand R, HiIIerWDB, Unger M. Pulmonary function in men after oxygen breathing at 3.0 ATA for 3.5 h. J Appl Physiol 1991; 71: Jones R, Zapol WM, Reid L. Pulmonary artery remoddeling and pulmonary hypertension after exposure to hyperoxia for 7 days. Am J Pathol 1984; 117: Puy RIM, Hyde RW, Fisher AB, Ciark JM, Dickson J, Lambertsen CJ. Alterations in the pulmonaiy capilary bed during early 02 toxicity in man. J Appi Physiol 1968; 24: Koyama S, Hildebrandt J. Air interface and elastic recoil affect vascular resistance in three zones in rabbit lung. J Appl Physiol 1991; 70: Harabin AL, Braisted JC, Flynn ET. Response of antioxidant enzymes to intermittent and continuous hyperbaric oxygen. J Appi Physiol 1990; 69:

24 24 C 19. Suzuki S, Ikeda T, Hashimoto A. Decrease in the single-breath diffusing capacity after saturation dives. Undersea Biomed Res 1991; 18:

25 APPENIMX

26 FEV 1. (TLC). 1. Statiske lungevolum. VANLIGE BETEGNELSER FOR BESKRIVELSE AV LUNGEFUNKSJON vitalkapasiteten (PIC) og summen av RV og IVC er den totale lungekapasiteten c enhet trykkforandring over lungene. for karbon monoksyd(tl Gassvolumet i lungene etter en vanlig normal utpusting kalles funksjonell residual kapasitet (FRC). Fra dette volumet kan man ytterligere puste ut det ekspiratoriske 4. Statisk lunge compliance. reservevolumet (ERV) og gassvolumet som da er igjen i lungene kalles residual volumet (RV). Det totale volumet man kan puste inn fra RV er den inspiratoriske mål på effektiviteten av denne gassutvekslingsprosessen er måling av iransfer faktor ekspirert ved målepunktet. Det forserte ekspirerte volumet i første sekund benevnes gjennomsnittlig maksimal strømningshastighet mellom forskjellige lungevolum angis 2. Dynamiske lungevolum og strømningshastigheter. hemoglobininnholdet i blodet. Forholdet TICO/VA kalles transfer koeffisient (Krn). Med diffusjon menes her transport av gass fra lungenes alveoler til blodet. Et indirekte som FEFX% og FEFXY%. x og y indikerer fraksjonen (i prosent) av FVC som er Ved utpusting fra total lungekapasitet med maksimal kraft måles forsert vitalkapasitet 3. Diffusjonskapasitet. Compliance er et mål på lungenes elastisitet hvor man måler volumforandring per (VA), lungesirkulasjonen, egenskaper ved membranen mellom alveolene og blodet og (FVC). Den maksimale strømningshastigheten ved forskjellige lungevolum og 0).Transporten av gass er avhengig av effektivt lungevolum