気圧外傷
気圧外傷
その他の名前圧迫、減圧症、肺過圧損傷、容積外傷
マスクの圧迫によりダイバーに軽度の気圧外傷が生じた。眼球および周囲の皮膚に点状出血と結膜下出血が認められる。
症状場所によって異なります
合併症動脈ガス塞栓症、気胸、縦隔気腫
原因環境と、影響を受けた組織内または接触しているガスで満たされた空間との間の圧力差

圧外傷は、体内または体と接触している気体空間と周囲の気体または液体との圧力差によって引き起こされる体組織の物理的損傷です。 [ 1 ] [ 2 ]最初の損傷は通常、閉鎖空間内の気体の膨張によって直接的に、または組織を介して静水圧的に伝達される圧力差によって、張力またはせん断力で組織が過度に引き伸ばされることが原因です。最初の外傷部位からガスが局所組織または循環に導入されると、組織破裂が複雑になる可能性があり、遠隔部位での循環が阻害されたり、その存在によって臓器の正常な機能が妨げられたりする可能性があります。この用語は通常、関連するガス量が減圧前にすでに存在している場合に適用されます。圧外傷は、圧縮と減圧の両方のイベントで発生する可能性があります。[ 1 ] [ 2 ]

気圧外傷は、一般的に副鼻腔や中耳への影響、肺の過圧損傷、および外部からの圧迫による損傷として現れます。減圧症は、周囲の圧力低下によって間接的に引き起こされ、組織損傷は気泡によって直接的および間接的に引き起こされます。しかし、これらの気泡は溶解したガスの過飽和溶液から形成されるため、一般的に気圧外傷とはみなされません。減圧症は、肺の過膨張による気圧外傷によって引き起こされる減圧症と動脈ガス塞栓症を含む用語です。また、気圧の変化によって生じるすべての病状を包括する広義の用語である「減圧症」にも分類されます。 [ 3 ]

圧外傷は典型的には、スキューバ ダイバー、フリーダイバー、または飛行機の乗客の浮上または下降時、あるいは潜水室や加圧された航空機などの圧力容器の制御されない減圧時など、生物が周囲の圧力の大幅な変化にさらされたときに発生しますが、衝撃波によっても引き起こされる可能性があります。人工呼吸器誘発性肺障害(VILI) は、身体が自力で呼吸できない場合に使用される機械的人工呼吸器によって肺が過剰に膨張することによって引き起こされる症状であり、比較的大きな一回換気量と比較的高いピーク圧力を伴います。内部のガスで満たされた空間の過剰膨張による圧外傷は、容積外傷とも呼ばれます。

プレゼンテーション

気圧外傷によって損傷を受けやすい臓器や組織 の例は次のとおりです。

原因

潜水時、気圧外傷を引き起こす圧力差は静水圧の変化です。ダイバーに作用する周囲の圧力には、大気圧と水圧の2つの要素があります。水中で10メートル（33フィート）潜ると、周囲の圧力は海面における大気圧とほぼ等しい量だけ増加します。つまり、水面から水中10メートル（33フィート）まで潜ると、ダイバーにかかる圧力は2倍になります。この圧力変化により、柔軟なガスで満たされた空間の容積は半分に減少します。ボイルの法則は、ガス空間の容積とガス内の圧力の関係を説明しています。 [ 1 ] [ 21 ]

下降時の気圧外傷（圧迫圧外傷、スクイーズとも呼ばれる）は、ダイバーと接触する閉鎖空間内のガスの容積の自由な変化が妨げられることで引き起こされ、その結果、組織とガス空間の間に圧力差が生じ、この圧力差による不均衡な力によって組織が変形し、細胞が破裂します。[ 2 ]浮上時の気圧外傷（減圧圧外傷とも呼ばれる）も、ダイバーと接触する閉鎖空間内のガスの容積の自由な変化が妨げられることで引き起こされます。この場合、圧力差によって周囲の組織に張力が生じ、その組織の引張強度を超えます。[ 2 ]

高圧酸素療法を受ける患者は、気圧外傷を避けるため、耳の気圧を平衡化させる必要があります。意識不明の患者は耳の気圧外傷のリスクが高くなります。[ 22 ]高圧環境の急激な減圧は、重度の気圧外傷を引き起こし、続いて重度の減圧気泡の形成やその他の関連傷害を引き起こす可能性があります。バイフォード・ドルフィン号の事故はその一例です。ケーソン、エアロック、与圧された航空機、宇宙船、与圧服からの急速で制御不能な減圧も、同様の減圧気圧外傷を引き起こす可能性があります。

潜水艦、潜水艇、大気圧潜水服などの耐圧構造の破損は、急激な圧迫による気圧外傷を引き起こす可能性があります。急激な高度の変化は、内部の気腔の圧力を平衡化できない場合に気圧外傷を引き起こす可能性があります。バルサルバ法を用いて耳の圧力を平衡化するために過度に努力すると、中耳に過剰な圧力がかかり、中耳および/または内耳の気圧外傷を引き起こす可能性があります。爆発的な爆風と爆発的な減圧は、気圧外傷を誘発する可能性のある圧力波を生成します。内臓と体の外表面との間の圧力差は、肺、消化管、耳など、ガスを含む内臓に損傷を引き起こします。[ 23 ]肺損傷は急激な減圧中にも発生する可能性がありますが、損傷のリスクは爆発的な減圧よりも低いです。[ 24 ] [ 25 ]

機械的人工呼吸は肺の気圧外傷を引き起こす可能性がある。これは以下のいずれかの原因によると考えられる：[ 26 ]

その結果、肺胞が破裂し、気胸、間質性肺気腫（PIE）、縦隔気腫を引き起こす可能性がある。[ 27 ]

圧外傷は機械的人工呼吸器の既知の合併症であり、機械的人工呼吸器を受けているどの患者にも起こり得ますが、最も一般的には急性呼吸窮迫症候群に関連しています。かつては機械的人工呼吸器の最も一般的な合併症でしたが、通常は一回換気量とプラトー圧を30～50cm水柱（30～50mb）未満に制限することで回避できます。肺胞膨張を予測する肺胞経圧の指標として、プラトー圧または最大気道圧（PAP）は最も効果的なリスク予測因子であると考えられますが、一般的に受け入れられているリスクのない安全な圧力はありません。[ 27 ] [ 28 ]リスクは、胃内容物の誤嚥や壊死性肺炎や慢性肺疾患などの既存疾患によっても増加するようです。喘息重積状態は、気管支閉塞を克服するために比較的高い圧力を必要とするため、特に問題となります。[ 28 ]

肺胞の過膨張によって肺組織が損傷した場合、その損傷は容積外傷と呼ばれることがありますが、容積と経肺圧は密接に関連しています。人工呼吸器誘発性肺損傷は、しばしば高い一回換気量（Vt）と関連しています。[ 29 ]

同様の原因による他の傷害としては、減圧症やエブルリズムなどがある。[ 30 ]

病態生理学

肺過圧損傷

フリーダイバーは息を吐き出さずに潜水し、安全に浮上できる。これは、肺の中のガスが大気圧で吸い込まれ、潜降中に圧縮され、浮上中に元の容積まで膨張するからである。スキューバまたは水面供給ダイバーが水中呼吸器具から深いところでガスを呼吸すると、肺は大気圧よりも高い周囲圧力のガスで満たされる。水深10メートルでは、肺には大気圧の2倍のガスが含まれるため、息を吐き出さずに浮上すると、ガスは低下する圧力に合わせて膨張し、肺が弾性限界に達して裂け始め、生命を脅かす肺の損傷を受ける可能性が非常に高い。[ 2 ] [ 21 ]組織の破裂に加えて、過圧によって破裂部から組織にガスが入り込み、さらに循環系を通ってガスが侵入する可能性がある。[ 2 ]上昇時の肺気圧外傷（PBt）は、肺過膨張症候群（POIS）、肺過圧障害（LOP）、肺破裂としても知られています。[ 21 ]結果として生じる傷害には、動脈ガス塞栓症、気胸、縦隔気腫、間質気腫、皮下気腫などがあり、ガスがどこに行き着くかによって異なりますが、通常はすべて同時に起こるわけではありません。

POIS は機械的人工呼吸によっても引き起こされる可能性があります。

動脈ガス塞栓症

動脈系内のガスは、脳やその他の重要臓器の血管に運ばれる可能性があります。通常、血栓塞栓症に類似した一過性の塞栓症を引き起こしますが、その持続期間はより短いです。内皮が損傷すると炎症が発生し、脳卒中様の症状が続くことがあります。気泡は一般的に分布しており、様々な大きさで、通常は複数の領域に影響を及ぼし、予測不可能な様々な神経学的障害を引き起こします。浮上後約10分以内に意識喪失や意識状態の大きな変化が見られる場合は、別の証拠がない限り、一般的にガス塞栓症とみなされます。ガス気泡自体が静的塞栓を形成し、再圧縮されるまでその場に留まるという考えは、ガス塞栓は通常一過性であり、損傷は内皮損傷に続く炎症と炎症性メディエーターの上昇による二次的な損傷によるものであるという知見に取って代わられました。[ 31 ]

高圧酸素療法は、毛細血管床への供給を高酸素性動脈収縮させることで、炎症反応の抑制と浮腫の解消をもたらす可能性があります。高濃度常圧酸素療法は応急処置としては適切ですが、症状が改善したように見えても根治的治療とはみなされません。再圧療法を行わずに酸素療法を中止すると、再発がよく見られます。[ 31 ]

気胸

気胸は、肺と胸壁の間の胸膜腔に異常な空気が溜まる病気です。[ 32 ]典型的な症状としては、突然の鋭い片側の胸痛と息切れなどがあります。[ 33 ]少数の症例では、損傷した組織の一部によって一方向弁が形成され、胸壁と肺の間の空間の空気量が増加します。これは緊張性気胸と呼ばれます。[ 32 ]これにより、酸素不足と低血圧が徐々に悪化する可能性があります。これは閉塞性ショックと呼ばれる一種のショックにつながり、回復させなければ致命的となる可能性があります。[ 32 ]非常にまれですが、両肺が気胸に罹患することもあります。[ 34 ]しばしば「虚脱肺」と呼ばれますが、この用語は無気肺を指す場合もあります。[ 35 ]

水中装置で呼吸するダイバーには大気圧の呼吸ガスが供給されるため、肺には大気圧よりも高い圧力のガスが含まれることになります。圧縮空気を呼吸するダイバー（スキューバダイビングなど）は、肺を完全に膨らませて息を止めた状態でわずか1メートル（3フィート）浮上するだけで、気圧外傷による気胸を発症する可能性があります。[ 36 ]このような場合のさらなる問題は、減圧症の他の症状を持つ患者は通常、高圧療法を備えた潜水室で治療されることです。これにより、小さな気胸が急速に拡大し、緊張症状を引き起こす可能性があります。[ 36 ]

身体検査のみで気胸を診断することは困難な場合がある（特に小さな気胸の場合）。[ 37 ]気胸の存在を確認するために、通常は胸部X線、コンピュータ断層撮影（CT）スキャン、または超音波検査が用いられる。[ 38 ]同様の症状を引き起こす可能性のある他の疾患には、血胸（胸膜腔内に血液が溜まる）、肺塞栓症、心臓発作などがある。[ 33 ] [ 39 ]大きなブラも胸部X線上で同様に見えることがある。[ 32 ]

縦隔気腫

ダイバーの間では縦隔気腫としても知られる縦隔気腫は、胸部の中央にある肺と心臓と中心血管を取り囲む空洞である縦隔内にガスが溜まった状態であり、通常は肺破裂の結果として肺からガスが漏れることで形成されます。[ 40 ]

破裂した肺から噴出したガスの泡は、細気管支や血管の外側に沿って移動し、心臓、主要な血管、食道、気管の周囲の縦隔腔に達することがあります。縦隔に閉じ込められたガスは、ダイバーが浮上し続けるにつれて膨張します。閉じ込められたガスの圧力により、胸郭内や肩に激しい痛みが生じ、ガスが呼吸器を圧迫して呼吸が困難になり、血管が潰れることもあります。症状は、胸骨下の痛み、ショック、浅い呼吸、意識喪失、呼吸不全、関連するチアノーゼなど多岐にわたります。ガスは通常、時間の経過とともに体内に吸収され、症状が軽い場合は治療の必要はありません。そうでない場合は、縦隔に挿入した皮下針からガスを排出できる場合があります。[ 40 ]再圧は通常は適応されません。

診断

血液ガス分析装置

気圧外傷の診断には、一般的に、症状が示唆する損傷を引き起こす可能性のある圧力源への曝露歴が問われます。爆発やマスクの圧迫といった明らかな曝露歴から、内耳減圧症と内耳気圧外傷の可能性を区別することが非常に難しいケースまで、診断は多岐にわたります。これらの疾患は症状がほぼ同一であるにもかかわらず、発症メカニズムが異なり、治療法も互いに相容れない場合があります。これらの症例では、詳細な潜水歴が必要となる場合があります。[ 41 ]

気圧外傷に関しては、影響を受けた個人に対する診断検査には以下が含まれます。

研究室: [ 42 ]

画像: [ 42 ]

耳の気圧外傷

気圧外傷は外耳、中耳、内耳に影響を及ぼす可能性があります。中耳気圧外傷（MEBT）は最も一般的なダイビング障害であり、[ 43 ]ダイバーの10%から30%が経験しており、中耳の平衡不全が原因です。外耳気圧外傷は、外耳道に空気が閉じ込められることで発生する可能性があります。中耳および外耳の気圧外傷の診断は比較的容易で、介入を必要とするほど重度の場合は、損傷が目に見えることが多いです。

外耳道

外耳道が耳垢、外骨腫、ぴったりとしたダイビングスーツのフード、耳栓などによって閉塞されると、鼓膜と閉塞部の間に空気で満たされた密閉空間が形成され、気圧外傷が発生する可能性があります。潜降時に周囲の水とこの空間の内部との間に圧力差が生じ、外耳道の腫れや出血性水疱を引き起こす可能性があります。治療は通常、鎮痛剤と局所ステロイド点耳薬で行われます。合併症には局所感染などがあります。この種の気圧外傷は通常、容易に回避できます。[ 43 ]

中耳

中耳圧外傷（MEBT）は、外耳道と中耳の圧力差によって引き起こされる障害です。水中ダイバーによく見られ、通常はダイバーが潜行中、または稀に浮上中に十分に気圧平衡を保てなかった場合に起こります。気圧平衡の失敗は、経験不足または耳管機能不全が原因である可能性があり、これらには多くの原因が考えられます。[ 43 ]潜行中の周囲の気圧の不均衡な上昇は、中耳の気腔と鼓膜の上にある外耳道との間に圧力の不均衡を引き起こします。ダイバーはこれを「耳の圧迫」と呼び、内側への伸張、漿液の滲出と出血、そして最終的には破裂を引き起こします。通常、浮上中は体内の過剰な圧力が耳管を通して受動的に解放されますが、これが起こらない場合、中耳ガスの容積膨張により鼓膜が外側に膨らみ、伸展し、最終的には破裂します。これはダイバーの間では逆耳圧迫として知られています。この損傷は局所的な痛みと難聴を引き起こします。潜水中の鼓膜破裂により中耳に水が入り込み、熱刺激による激しいめまいを引き起こす可能性があります。これは水中での吐き気や嘔吐を引き起こす可能性があり、嘔吐物や水を誤飲するリスクが高く、致命的な結果につながる可能性があります。[ 43 ]

内耳

内耳圧外傷（IEBt）はMEBTよりもはるかにまれですが、同様の外的原因を共有しています。内耳への機械的外傷は、さまざまな程度の伝音性および感音性の難聴、およびめまいにつながる可能性があります。また、内耳に影響を与える状態が聴覚過敏につながることもよくあります。[ 44 ]強制バルサルバ法には2つのメカニズムが関連付けられています。1つは、耳管が圧力に反応して開き、高圧の空気が突然中耳に流れ込むことでアブミ骨底板が脱臼し、卵円窓または正円窓が内側に破裂するというものです。もう1つは、耳管が閉じたままで、脳脊髄液圧の上昇が蝸牛を通して伝わり、正円窓が外側に破裂するというものです。[ 43 ]

内耳圧外傷は内耳減圧症との鑑別が難しい場合があります。どちらの疾患も蝸牛前庭症状として現れます。症状の類似性により鑑別診断が困難となり、適切な治療が遅れたり、不適切な治療につながる可能性があります。[ 41 ]

窒素酔い、酸素中毒、高炭酸ガス血症、低酸素症は平衡障害やめまいを引き起こす可能性がありますが、これらは中枢神経系への影響であり、前庭器官への影響とは直接関係していないようです。ヘリオックス圧縮中の高圧神経症候群も中枢神経系の機能不全です。永続的な影響を伴う内耳損傷は通常、正円窓破裂によるもので、バルサルバ法や中耳の不十分な平衡化に関連することがよくあります。[ 45 ]内耳の気圧外傷は、外部原因が一般的に同じであるため、中耳の気圧外傷と同時に発生することがよくあります。さまざまな損傷が存在する可能性があり、これには内耳出血、迷路内膜裂傷、外リンパ瘻、その他の病状が含まれる場合があります。[ 46 ]

潜降中、または減圧症の可能性が低い浅い潜水中に蝸牛や前庭の症状を呈したダイバーは、頭部を挙上したベッドでの安静で治療する必要があり、脳脊髄液の増加や迷路内圧の上昇を引き起こす可能性のある活動は避けるべきです。48時間経過しても症状が改善しない場合は、迷路窓瘻の修復の可能性を調べるために試験的鼓室切開を考慮する必要があります。これらの症例では再圧治療は禁忌ですが、内耳減圧症の決定的な治療法であるため、適切な治療を決定するには早期かつ正確な鑑別診断が重要です。ダイバーのIEBtは、内耳減圧症（IEDCS）との区別が難しい場合があり、ダイビングプロファイルだけではどちらの可能性も常に排除できるとは限らないため、より可能性の高い障害を診断するには詳細なダイビング歴が必要になる場合があります。[ 41 ] [ 46 ]両方が同時に発生することもあり、IEDCS は三半規管に影響を及ぼして重度のめまいを引き起こす可能性が高く、IEBt は蝸牛に影響を及ぼして難聴を引き起こす可能性が高くなりますが、これらは単なる統計的な確率であり、実際にはどちらか一方、または両方が発生する可能性があります。[ 47 ] DCS に典型的な症状が存在する場合、ダイバーは DCS にかかっており、それに応じて再圧治療が行われると想定するのが慣例です。[ 47 ]限られた症例データから、IEBt と IEDCS の鑑別診断が疑わしい場合は、再圧によって通常は害を及ぼさないことが示唆されています。[ 46 ]

内耳圧外傷と内耳減圧症の症状比較[ 43 ]
気圧外傷減圧症
伝音性難聴または混合性難聴感音難聴
下降中または上昇中に発生する浮上中または浮上後に発症
蝸牛症状（難聴など）が優勢である前庭症状（めまい）が優勢；右側
耳抜きが困難な場合やバルサルバ法を強制したことがある耳管機能障害の既往歴なし
低リスクのダイビングプロファイル深度15m以上、ヘリウム混合ガス、ヘリウムから窒素へのガス切り替え、反復潜水
内耳の症状のみ、または同じ側の内耳と中耳の症状DCSを示唆するその他の神経学的または皮膚科学的症状

圧副鼻腔炎

副鼻腔は、他の空気で満たされた空洞と同様に、開口部が閉塞すると圧外傷を起こしやすくなります。これにより、痛みや鼻血（鼻血）が生じる可能性があります。圧力曝露歴があれば、診断は通常容易です。[ 48 ]圧副鼻腔炎は、気道副鼻腔炎、副鼻腔スクイーズ、または副鼻腔圧外傷とも呼ばれます。副鼻腔圧外傷は、外部または内部の過圧によって引き起こされる可能性があります。外部過圧はダイバーによって副鼻腔スクイーズと呼ばれ、内部過圧は通常、逆ブロックまたは逆スクイーズと呼ばれます。

マスクの圧迫

潜降中にダイバーのマスクの気圧が平衡化されていない場合、相対的に負圧となり、マスクで覆われた領域に点状出血や結膜下出血を引き起こす可能性がある。[ 48 ]

ヘルメットスクイーズ

これは主に歴史的な関心事ですが、ドライスーツにヘルメットを密着させて潜水する水面給気ダイバーにも依然として関係する問題です。空気供給ホースが水面近くまたは水面上で破裂すると、ダイバーの周囲の水とホース内の空気の圧力差が数バールにも達することがあります。ヘルメットとの接続部にある逆止弁は、正常に機能していれば逆流を防止しますが、ヘルメットダイビングの初期の頃のように逆止弁が機能していなかったり、故障したりすると、圧力差によってダイバーが硬いヘルメットに押し込まれ、重度の外傷を負う可能性があります。急激かつ大規模な潜水でも、空気供給が周囲の圧力上昇に追いつかず、同様の影響が生じる可能性があります。[ 49 ]ネックダム付きのヘルメットでは、ネックダムによってヘルメット内に水が浸入しても、深刻な気圧外傷が発生することはありません。ヘリウム回収ヘルメットでは、回収レギュレーターシステムが故障するとこのような事態が発生する可能性があるため、手動バイパスバルブが備えられています。このバルブによってヘルメット内の空気が排出され、開回路で呼吸を継続することができます。

肺気圧外傷

水中呼吸装置を使用している大気圧ダイバーの肺過圧障害は、通常、浮上時の息止めが原因です。肺内の圧縮ガスは大気圧の低下に伴って膨張するため、ダイバーが通常の呼吸のように気道を開いたままにしてガスを逃がさない限り、肺が過剰に膨張して破裂します。肺は過剰に膨張しても痛みを感じないため、ダイバーは傷害を防ぐための警告をほとんど受けることができません。息止めダイバーは水面から肺いっぱいの空気を持ち込み、浮上時に安全に元の容量近くまで再膨張するため、この問題は発生しません。[ 2 ]問題は深度で大気圧ガスを吸い込んだ場合にのみ発生し、浮上時に肺の容量以上に膨張する可能性があります。肺の気圧外傷は、与圧された航空機の爆発的な減圧によっても引き起こされる可能性があり、[ 50 ] 2003年2月1日にスペースシャトルコロンビア号の事故で乗組員に発生した事故のように。

防止

ダイビング

潜水中に気圧外傷が発生することがあります。潜降時に圧迫または圧迫を受けること、あるいは浮上時に体が大きく伸びて破裂することなどが原因です。これらの原因はいずれも、圧力を均衡させることで防ぐことができます。負圧、つまり不均衡な圧力はスクイーズと呼ばれ、鼓膜、ドライスーツ、肺、またはマスクを内側に押しつぶします。この圧力は、圧迫された空間に空気を送り込むことで均衡させることができます。一方、正圧、つまり不均衡な圧力は、内部空間を拡張して組織を破裂させます。この圧力は、例えば息を吐くなどして空気を排出することで均衡させることができます。これらのいずれの場合も、気圧外傷を引き起こす可能性があります。影響を受ける部位や、圧力の不均衡がスクイーズか拡張かによって、様々な対策が講じられます。

  • 耳と副鼻腔：鼓膜が伸びたり破裂したりする危険性があります。通常は潜降中に内側に押しつぶされますが、浮上時に外側に伸びることもあります。ダイバーは耳管を介して中耳に空気を出入りさせる様々な方法があります。嚥下することで耳管が開き、耳の圧力が調整されることもあります。[ 51 ]
  • 肺：浮上中に気胸、動脈ガス塞栓症、縦隔気腫および皮下気腫のリスクがあり、これらはダイバーによって一般的に破裂肺または肺過圧損傷と呼ばれます。肺の気圧を平衡化するには、浮上中に息を止めないことが必要です。このリスクは、ダイバーが水中の常圧ガス源から呼吸しない限り、水面からの息止め潜水では発生しません。息止め潜水では、潜降時に肺が圧迫され、胸腔内で押しつぶされるような感覚を覚えますが、不快ではあるものの、肺損傷を引き起こすことは稀で、水面では正常に戻ります。一部のダイバーは、過剰な空気が急速に通路を流れるのを妨げる肺病変を有しており、急速減圧中に息を止めていなくても肺の気圧外傷につながる可能性があります。このような人は、リスクが許容できないほど高いため、潜水すべきではありません。ほとんどの商業または軍事ダイビングの健康診断では、この病変の兆候を特に調べます。[ 52 ]
  • ダイビングマスクが目と鼻を圧迫する：主なリスクは、ガス空間と血圧の負圧差による目と顔面皮膚の毛細血管の破裂[ 10 ]、または高圧による眼窩気腫[ 53 ]です。これは、鼻からマスク内に空気を吸入することで回避できます。目だけを覆うゴーグルは、圧力を平衡化できないため、深海潜水には適していません。
  • ドライスーツの圧迫。主なリスクは、降下時にドライスーツの襞に圧迫されて皮膚が挟まれ、傷つくことです。ほとんどのドライスーツは、低圧ガス供給源から供給される手動操作バルブによって、圧迫に対する圧力を均等に調整できます。圧迫を避けるため、降下中は手動で空気を注入する必要があり、浮上時には手動または自動で空気を排出して浮力制御を維持します。[ 54 ]
  • ダイビングヘルメットのスクイーズ：ヘルメットのスクイーズ現象は、ガス供給ホースがダイバーの頭上で切断され、ヘルメットのガス入口の逆止弁が故障または装着されていない場合に発生します。重症度は静水圧差によって異なります。[ 55 ]通常は事故による非常に急速な潜降により、呼吸用ガスの供給が圧力を均等化できる速度を超え、一時的なスクイーズ現象が発生することがあります。逆止弁の導入と最大ガス供給流量の向上により、これらのリスクは両方ともほぼ排除されました。ネックダム付きのヘルメットでは、内部圧力が低くなりすぎるとダムからヘルメット内に水が入り込みます。これはヘルメットのスクイーズ現象ほど問題ではありませんが、ガス供給がすぐに回復しないとダイバーが溺れる可能性があります。[ 49 ]：90 この形の圧外傷は、制御された潜水速度によって回避できます。これは商業ダイバーの標準的な方法であり、彼らはショットライン、ダイビングステージ、ウェットベルを使用して潜水速度と浮上速度を制御します。

健康診断

プロのダイバーは、潜水適性検査（初回および定期的な健康診断）において、危険因子のスクリーニングを受けます。[ 56 ]レクリエーションダイバーはほとんどの場合、健康診断を受けませんが、トレーニングの受け入れ前に、最も一般的で識別しやすい危険因子を申告する医療申告書を提出する必要があります。これらの因子が申告された場合、ダイバーは医師による診察を受けるよう求められ、状況によってはダイビング資格を剥奪される可能性があります。[ 57 ]

喘息、マルファン症候群、およびCOPDは、気胸のリスクが非常に高くなります。国によっては絶対禁忌とみなされる場合もありますが、重症度を考慮する国もあります。軽度で症状が良好にコントロールされている喘息患者は、制限された状況下でダイビングが許可される場合があります。[ 58 ]

トレーニング

初心者ダイバーのトレーニングの大部分は、気圧外傷のリスクと回避手順の理解に焦点を当てています。[ 59 ]プロのダイバーと救助訓練を受けたレクリエーションダイバーは、ダイビング中の気圧外傷の認識と応急処置の管理に関する基本的なスキルの訓練を受けています。[ 60 ] [ 61 ]

機械的人工呼吸

人工呼吸器誘発性肺障害（VILI）は、単独の機械的力だけでは十分に説明できない可能性がある。損傷はこれらの力の相互作用と肺組織の既存の状態によって影響を受け、肺胞構造の動的変化が関与している可能性がある。プラトー圧や呼気終末陽圧（PEEP）などの因子だけでは、損傷を十分に予測することはできない。肺組織の周期的変形はVILIの原因として大きな役割を果たしている可能性があり、その一因にはおそらく一回換気量、呼気終末陽圧、呼吸数などが含まれる。あらゆる用途においてすべてのリスクを回避できることを保証するプロトコルは存在しない。[ 29 ]

航空と宇宙飛行

飛行機旅行中に引き起こされる気圧外傷は、飛行機耳とも呼ばれます。[ 62 ]環境圧力が急激に大きく変化しないようにする必要があります。[ 30 ]急速減圧に対する多重冗長レベルの保護、および関連する気腔、特に内耳の快適な気圧平衡化を可能にする十分な時間を確保した、壊滅的な故障を起こさないシステムを備える必要があります。低い内圧は減圧速度を低下させ、壊滅的な減圧時の重症度は気圧外傷のリスクを軽減しますが、通常の運航条件下では減圧症や低酸素症のリスクを高める可能性があります。

飛行機特有の急速減圧に対する保護対策としては、以下のものがある。[ 62 ]

  1. 上昇中および下降中にあくびをしたり飲み込んだりする
  2. 上昇時と下降時にバルサルバ法を使用する
  3. 離着陸中は眠らないようにしましょう
  4. 市販の鼻スプレーを使用する
  5. 登り降りの際に鼓膜にかかる圧力をゆっくりと均等にするフィルター付き耳栓を使用する

非常に高い高度にある加圧された客室環境以外では、圧力服が通常の保護手段であり、減圧や真空への曝露に対する決定的な保護手段であるが、高価で、重く、かさばり、動きを制限し、体温調節の問題を引き起こし、快適性を低下させる。[ 63 ]避けられない圧力変化による傷害を防ぐためには、同様の圧力均等化技術と比較的ゆっくりとした圧力変化が必要であり、そのためには耳管と副鼻腔が開通していることが必要である。

処理

潜水による気圧外傷の治療は症状によって異なり、症状は影響を受けた組織によって異なります。肺過圧損傷では、胸膜または縦隔から空気を除去するために胸腔ドレーンが必要になる場合があります。高圧酸素療法による再加圧は、動脈ガス塞栓症の根治的治療法です。圧力を上昇させることで気泡の大きさが小さくなり、血中の不活性ガス濃度が低下することで不活性ガスの溶解が促進され、高い酸素分圧によって塞栓によって損傷した組織に酸素が供給されるためです。再加圧を行う際には、緊張性気胸を回避するために注意が必要です。[ 64 ]組織にガスが関与しない気圧外傷は、通常、他の原因による同様の外傷の重症度と症状に応じて治療されます。

応急処置

肺の気圧外傷に対する病院前ケアには、十分な酸素化と灌流を維持する基本的な生命維持、気道、呼吸、循環の評価、神経学的評価、そして生命を脅かすあらゆる緊急状態への対応が含まれます。ダイビング中の事故では、最大100%の高流量酸素投与が適切と考えられています。血圧と脈拍を維持するために、等張液の注入を伴う大口径静脈アクセスが推奨されます。[ 65 ]

緊急治療

肺気圧外傷：[ 66 ]

副鼻腔圧迫症と中耳圧迫症は、一般的に鼻閉改善薬で圧差を緩和し、抗炎症薬で痛みを和らげることで治療します。重度の痛みには、麻薬性鎮痛薬が適切な場合があります。[ 66 ]

スーツ、ヘルメット、マスクの圧迫は症状と重症度に応じて外傷として治療されます。

薬

肺の気圧外傷に対する主な治療薬は、高圧酸素、常圧酸素、高圧ヘリオックスまたはナイトロックス、等張液、抗炎症薬、充血除去薬、鎮痛剤である。[ 67 ]

成果

ダイビングによる耳や肺の気圧外傷を受けたダイバーは、ダイビングドクターの許可が出るまで再びダイビングをしてはいけません。耳の損傷を受けた後の検査には、聴力検査と中耳の自動膨張の証明が含まれます。回復には数週間から数ヶ月かかる場合があります。[ 68 ]

疫学

アメリカ合衆国とカナダでは、年間約1,000件のダイビング傷害が発生していると推定されています。その多くは気圧外傷を伴い、報告されている傷害の約50%は中耳の気圧外傷です。ダイビング傷害は、不安特性やパニック傾向、経験不足、加齢や体力の低下、アルコール摂取、肥満、喘息、慢性副鼻腔炎、中耳炎と相関する傾向があります。[ 69 ]

他の動物における気圧外傷

クジラやイルカは、海軍のソナー、石油産業のエアガン、爆発物、海底地震、火山噴火によって引き起こされる過度の圧力変化にさらされると、重度の障害を引き起こす気圧外傷を発症します。水中爆発による魚類、ラッコ、アザラシ、イルカ、クジラなどの海洋哺乳類、そして鳥類の傷害と死亡は、いくつかの研究で記録されています。[ 70 ]

コウモリは、哺乳類の肺の構造がより脆弱であるのに対し、鳥類の肺は圧力変化の影響を受けにくいため、風力タービンのブレードの後ろの低圧ゾーンで致命的な気圧外傷を受ける可能性があると主張されています。 [ 71 ] [ 72 ]稼働中の風力タービンブレードに近い低圧領域を飛行中にコウモリが肺の気圧外傷で死亡する可能性があるという主張は、タービンブレード周辺の圧力を測定した報告によって裏付けられています。[ 73 ]風力タービンブレード付近でのコウモリの死亡に対する気圧外傷の診断と寄与については、風力タービンの近くで見つかった死んだコウモリと、タービンのない地域で建物に衝突して死亡したコウモリを比較した他の研究によって異論が唱えられています。[ 74 ]

浮袋過膨張

タイガーエンゼルフィッシュの頭端における気圧外傷 。膨張した浮袋（中央）と腹腔内のガス空間（左）に注目。
重度の気圧外傷を負ったカワカマス（Sebastes levis）。膨らんだ目と、口から飛び出して舌のように見える胃に注目してください。NOAA漁業提供[ 75 ]
タイガーエンゼルフィッシュの気圧外傷 - 尾部

浮袋が孤立した魚は、漁業によって水面に引き上げられた際に浮上圧障害を起こしやすい。浮袋は浮力調節器官であり、血液中の溶液から抽出されたガスで満たされており、通常は逆のプロセスで除去される。魚が水柱内でガスの再吸収よりも速く浮上すると、ガスは膨張し、浮袋は弾性限界まで伸張し、破裂する可能性がある。気圧障害は魚に致命傷を与えたり、行動不能に陥らせて捕食されやすくしたりする可能性があるが、メバルは浮上後すぐに引き上げられたのと同程度の深度に戻すことで回復できる。NOAAの科学者たちは、「シークオライザー」をはじめとする様々な潜水装置を開発し、メバルを速やかに深度に戻すことに成功した。[ 76 ] [ 75 ]この装置は、捕獲・放流されたメバルの生存率を向上させる可能性がある。

参照

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