Wartość M i Gradient Factor

Opracowano na postawie : “Understanding M Values" Erik C. Baker

Co to jest M-wartość? Określenie "M-wartość" zostało użyte przez Roberta D. Workmana w połowie lat 60 ubiegłego wieku podczas jego badań dekompresyjnych jakie prowadził dla US Navy Experimental Diving Unie (NEDU). Workman był lekarzem medycyny w randze kapitana Korpusu Medycznego Marynarki Stanów Zjednoczonych.

"M" jest skrótem od słowa "Maksymalne". Dla danego ciśnienia otoczenia, M-wartość jest definiowana jako wartość maksymalnego ciśnienia parcjalnego gazu inertnego (ciśnienia absolutnego) jakie może tolerować hipotetyczna tkanka "kompartment" bez wystąpienia objawów choroby dekompresyjnej . M-wartości reprezentują zatem limity dla tolerowanego gradientu pomiędzy ciśnieniem gazu inertnego a ciśnieniem otoczenia dla każdego przedziału tkankowego. Dobre zrozumienie wartości M  pozwala nurkom ustalić właściwy konserwatyzm przy obliczaniu dekompresji przy pomocy programów dekompresyjnych.

M-wartość Workmana.

Reprezentacja M-wartości według Workmana w formie równania liniowego była dużym krokiem w ewolucji modeli dekompresyjnych gazów rozpuszczonych w cieczach. Jego M-wartości bazowały na koncepcji liniowej zależności pomiędzy głębokością (a dokładniej ciśnieniem na tej głębokości panującym) a tolerowanym przez tkankę nadciśnieniem  gazu inertnego o wartości specyficznej dla każdego przedziału tkankowego. Ta idea jest ważnym elementem we wszystkich dzisiejszych modelach dekompresyjnych.

Workman przedstawił M-wartości w formie parametrów równania - punktu początkowego przy wartości 0 oraz nachylenia prostej. Wartość powierzchniowa (ciśnienie zero) oznaczona jest M0. Wartość nachylenia prostej jako ∆M - reprezentuje ona zmianę M-wartości wraz ze zmianą ciśnienia na głębokości.

Workman zaproponował więc równanie prostej w formacie y=mx+b

gdzie:

  • m - współczynnik kierunkowy - czym większa wartość tym kąt nachylenia prostej jest większy (na rys. poniżej przedstawiono proste z współczynnikiem kierunkowym 1 i 2)
  • b - rzędna punktu - punktu, w którym prosta przecina oś rzędnych (na rys. poniżej przedstawiono rzędne dla wartości 10m i 20m)
  • x - głębokość nurkowania

 

Wykres przedstawiający dwie proste y=2*H+20 oraz  y=H+10

M=∆M*głębokość + M0

TG = (P-M0)/∆M

gdzie:

  • M - maksymalne ciśnienie parcjalne (absolutne) gazu inertnego w hipotetycznym przedziale tkankowym
  • Głębokość = ciśnienie na danej głębokości mierzone na poziomie morza
  • TG - tolerowane głębokość = ciśnienie mierzone od poziomu morza
  • M0 - przecięcie linii na głębokości zero, M-wartość dla powierzchni wody
  • ∆M - nachylenie prostej M-wartości

Dla każdej tkanki zostały określone dwa parametry: M0 - maksymalne ciśnienie na powierzchni wody i ∆M - nachylenie prostej M-wartości. Korzystając z równania jesteśmy w stanie narysować prostą odpowiadającą maksymalnemu ciśnieniu parcjalnemu  gazu inertnego w hipotetycznej tkance dla danej głębokości. Ponieważ ∆M dla tkanek zmienia się, nachylenie prostych jest różne, nie są one równoległe. Ogólnie, im "szybsza" tkanka (tkanka o krótszym czasie półokresu nasycenia), tym bardziej nachylona jest prosta M-wartości. Odzwierciedla to obserwowany i mierzony fakt, iż szybsze tkanki tolerują większe nadciśnienie gazów parcjalnych niż wolniejsze tkanki.

 

M-wartość Bühlmanna.

Metoda obliczeń dekompresyjnych Bühlmanna jest podobna do stosowanej przez Workmana. Dotyczy to M-wartości i ich liniowego związku z ciśnieniem otoczenia i tolerowanym ciśnieniem gazu inertnego w tkankach. Główną różnicą pomiędzy nimi jest to, że M-wartości Workana bazowały na ciśnieniu związanym z głębokością, a M-wartości Bühlmanna - na ciśnieniu absolutnym (na przykład nurkowanie na dużej wysokości nad poziomem morza). Wydawać się może to naturalne, gdyż prace Workmana dla US Navy odbywały się w większości na poziomie morza, zaś prace Bühlmanna - obejmowały wysokogórskie jeziora Szwajcarii.

Bühlmann opublikował dwa zestawy M-wartości, które stały się powszechnie znane w kręgach nurkowych: ZH-L12 - zestaw z książki wydanej w 1983 roku oraz ZH-L16 - zestaw z wydania 1990 i późniejszych. Oznaczenie "ZH" - oznacza Zurich - rodzinne miasto Bühlmanna, "L" - model liniowy, a "12" i "16" ilość par M-wartości dla odpowiednich table półczasów azotu i helu. Model ZH-L12 miał 12 par wartości dla 16-tkankowego modelu a ZH-L16 - 16 par wartości. Model ZH-L16 występuje w trzech wersjach oznaczonych literami A, B i C, przy czym podstawą jest model ZHL-16A, który dzieli się na dwa podmodele ZH-L16B i ZH-L16C. Podział ten został dokonany w wyniku badań, gdy okazało się, że model A jest nie dość konserwatywny dla niektórych przedziałów tkankowych i niektórych zakresów głębokości. Model B jest nieco bardziej konserwatywny, a C - jeszcze bardziej konserwatywny i ten jest najpowszechniej stosowany w komputerach nurkowych. Model B jest używany najczęściej do generowania tablic nurkowych.

 

Porównanie M-wartości

Tabele poniższa prezentują  porównanie M-wartości dla azotu pomiędzy różnymi Haldanowskimi (opartymi o fizykę gazów rozpuszczonych w cieczach) modelami.

oznaczenia:

  • Cpt - kompartment (hipotetyczna tkanka)
  • HT - półokres,
  • Mo - powierzchniowa M-wartość (10msw=1bar),
  • ∆M - nachylenie prostej M-wartości

Wszystkie M-wartości zostały zaprezentowane w "stylu" Workmana. Ich ewolucja i coraz większa precyzja od Workmana (1965) do Bühlmanna (1990) jest ewidentnie widoczna. Generalnym trendem jest delikatnie wzrastający konserwatyzm odzwierciedlający coraz bardziej intensywny proces sprawdzania doświadczalnego z użyciem coraz doskonalszych metod diagnostycznych (ultrasonografia Dopplerowska), które pozwalają na monitorowanie obecności i ilości "cichych pęcherzyków", które pomimo swojej obecności w układzie krążenia nie powodują objawów choroby dekompresyjnej.

Przyglądając się tym tabelom szybko możemy dojść do wniosku, że nie ma między nimi dużych różnic. Mówiąc inaczej - wygląda na to, że jest duża spójność pomiędzy wartościami otrzymanymi przez różne zespoły badawcze pracujące w różnych częściach świata i w różnym czasie. Jest to dobry znak, wskazujący na to, że stanowią one naukowo określone i doświadczalnie zbadane wiarygodne parametry dla określania momentu wystąpienia zaburzeń związanych z chorobą dekompresyjną dla całej populacji ludności świata.

Wykres powyżej przedstawia przebieg wartości M dla głębokości od 0-50m, M1 to tkanka 1 z tabelki powyżej, M16 to tkanka 16.

.