สรีรวิทยาของการลดความดันเป็นแง่มุมของสรีรวิทยาที่ได้รับผลกระทบจากการสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงความดันบรรยากาศ อย่างมาก เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนของความสามารถในการละลายของก๊าซความดันย่อยและระดับความเข้มข้น การแพร่การขนส่งมวลโดยการไหลเวียนและกลไกของฟองอากาศในเนื้อเยื่อที่มีชีวิต^{[ 1 ]}ก๊าซจะถูกสูดดมเข้าไปที่ความดันบรรยากาศ และก๊าซบางส่วนจะละลายเข้าสู่กระแสเลือดผ่านผนังถุงลม ไหลเวียน และแพร่เข้าสู่ของเหลวอื่นๆ ของเนื้อเยื่อที่ได้รับการไหลเวียน ก๊าซเฉื่อยจะยังคงถูกดูดซึมต่อไปจนกว่าก๊าซที่ละลายในเนื้อเยื่อจะอยู่ในสภาวะสมดุลกับก๊าซในปอด (ดู: " การดำน้ำแบบอิ่มตัว ") หรือความดันบรรยากาศลดลงจนกว่าก๊าซเฉื่อยที่ละลายในเนื้อเยื่อจะมีความเข้มข้นสูงกว่าสภาวะสมดุล และเริ่มแพร่ออกไปอีกครั้ง^{[ 2 ]}

การดูดซับก๊าซในของเหลวขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายของก๊าซเฉพาะในของเหลวเฉพาะ ความเข้มข้นของก๊าซ (โดยทั่วไปแสดงเป็นความดันย่อย) และอุณหภูมิ^{[ 2 ]}ในการศึกษาทฤษฎีการลดความดัน พฤติกรรมของก๊าซที่ละลายในเนื้อเยื่อของร่างกายจะถูกตรวจสอบและสร้างแบบจำลองสำหรับการเปลี่ยนแปลงของความดันเมื่อเวลาผ่าน ไป ^{[ 3 ]}เมื่อละลายแล้ว การกระจายตัวของก๊าซที่ละลายจะเกิดขึ้นโดยการไหลเวียนของตัวทำละลาย (เลือด) รอบๆ ร่างกายของนักดำน้ำ และโดยการแพร่ซึ่งก๊าซที่ละลายสามารถแพร่กระจายไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้น ต่ำกว่า เมื่อไม่มีการไหลของตัวทำละลาย ในปริมาณมาก เมื่อเวลาผ่านไปนานพอที่ความดันย่อยเฉพาะในก๊าซหายใจ ความเข้มข้นในเนื้อเยื่อจะคงที่หรืออิ่มตัวในอัตราที่ขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายในท้องถิ่น อัตราการแพร่ และการไหลเวียนของก๊าซ หากความเข้มข้นของก๊าซเฉื่อยในก๊าซหายใจลดลงต่ำกว่าความเข้มข้นของเนื้อเยื่อใดๆ จะมีแนวโน้มที่ก๊าซจะกลับจากเนื้อเยื่อไปยังก๊าซหายใจ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการคายก๊าซ และเกิดขึ้นระหว่างการลดความดัน เมื่อการลดลงของความดันบรรยากาศหรือการเปลี่ยนแปลงของก๊าซหายใจทำให้ความดันย่อยของก๊าซเฉื่อยในปอดลดลง^{[ 2 ]}

ความเข้มข้นรวมของก๊าซในเนื้อเยื่อใดๆ จะขึ้นอยู่กับประวัติของความดันและองค์ประกอบของก๊าซ ภายใต้สภาวะสมดุล ความเข้มข้นรวมของก๊าซที่ละลายจะน้อยกว่าความดันแวดล้อม เนื่องจากออกซิเจนถูกเผาผลาญในเนื้อเยื่อ และคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นนั้นละลายได้ดีกว่ามาก อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการลดความดันแวดล้อม อัตราการลดความดันอาจเกินอัตราที่ก๊าซสามารถถูกกำจัดออกไปได้โดยการแพร่และการไหลเวียน และหากความเข้มข้นสูงเกินไป อาจถึงขั้นที่เกิดการก่อตัวของฟองอากาศใน เนื้อเยื่อ ที่อิ่มตัวเกินเมื่อความดันของก๊าซในฟองอากาศเกินกว่าความดันภายนอกรวมของความดันแวดล้อมและแรงตึงผิวจากส่วนต่อประสานระหว่างฟองอากาศกับของเหลว ฟองอากาศจะขยายตัว และการขยายตัวนี้อาจทำให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อ อาการที่เกิดจากความเสียหายนี้เรียกว่าโรคจากการลดความดัน^{[ 2 ]}

โดยทั่วไปแล้ว อัตราการแพร่กระจายและการไหลเวียนที่แท้จริง รวมถึงความสามารถในการละลายของก๊าซในเนื้อเยื่อเฉพาะนั้นไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด และมีความแตกต่างกันอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ได้มีการเสนอแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ประมาณสถานการณ์จริงได้มากหรือน้อย และแบบจำลองการลดความดัน เหล่านี้ ถูกนำมาใช้เพื่อทำนายว่าการเกิดฟองอากาศที่มีอาการจะเกิดขึ้นหรือไม่สำหรับโปรไฟล์การสัมผัสความดันที่กำหนด^{[ 3 ]}การลดความดันอย่างมีประสิทธิภาพจำเป็นต้องให้นักดำน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำเร็วพอที่จะสร้างความลาดชันของการลดความดันให้สูงที่สุดในเนื้อเยื่อหลายๆ ส่วนเท่าที่จะทำได้อย่างปลอดภัย โดยไม่กระตุ้นให้เกิดฟองอากาศที่มีอาการ ซึ่งทำได้โดยการใช้ความดันย่อยของออกซิเจนที่ปลอดภัยสูงสุดในก๊าซหายใจ และหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงของก๊าซที่อาจทำให้เกิด การก่อตัวหรือการเติบโตของฟอง อากาศแบบย้อนกลับการพัฒนากำหนดการที่ทั้งปลอดภัยและมีประสิทธิภาพนั้นมีความซับซ้อนเนื่องจากมีตัวแปรและความไม่แน่นอนจำนวนมาก รวมถึงความแปรปรวนของแต่ละบุคคลในการตอบสนองภายใต้สภาพแวดล้อมและภาระงานที่แตกต่างกัน^{[ 4 ]}

ความสามารถในการละลายคือคุณสมบัติของก๊าซ ของเหลว หรือของแข็ง ( ตัวถูกละลาย ) ที่สามารถกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในรูปโมเลกุลหรือไอออนในตัวกลางที่เป็นของเหลวหรือของแข็ง ( ตัวทำละลาย ) ในทฤษฎีการลดความดัน ความสามารถในการละลายของก๊าซในของเหลวมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากการเกิดฟองจากก๊าซเหล่านี้ทำให้เกิดโรคจากการลดความดัน^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

ความสามารถในการละลายของก๊าซในของเหลวได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลักสามประการ:

• ลักษณะของตัวทำละลายเหลวและตัวถูกละลาย^{[ 8 ]}
• อุณหภูมิ (ก๊าซละลายในน้ำได้น้อยลง แต่อาจละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ ได้มากขึ้น ที่อุณหภูมิสูงขึ้น) ^{[ 9 ] [ 10 ]}
• ความดัน (ความสามารถในการละลายของแก๊สในของเหลวเป็นสัดส่วนกับความดันย่อยของแก๊สบนของเหลว – กฎของเฮนรี , ^{[ 11 ]}

การมีตัวละลายอื่น ๆ ในตัวทำละลายอาจส่งผลต่อความสามารถในการละลายได้เช่นกัน^{[ 12 ]}

เนื้อเยื่อของร่างกายประกอบด้วยส่วนประกอบที่เป็นน้ำและไขมันในอัตราส่วนที่แตกต่างกัน และความสามารถในการละลายของก๊าซที่เกี่ยวข้องกับการลดความดันในเนื้อเยื่อเหล่านี้จะแตกต่างกันไปตามองค์ประกอบของเนื้อเยื่อ^{[ 13 ]}

การแพร่คือการเคลื่อนที่ของโมเลกุลหรือไอออนในตัวกลางเมื่อไม่มีการไหลของมวลโดยรวมของตัวกลาง และสามารถเกิดขึ้นได้ในก๊าซ ของเหลว หรือของแข็ง หรือการผสมผสานใดๆ ก็ได้^{[ 14 ]}การแพร่ถูกขับเคลื่อนด้วยพลังงานจลน์ของโมเลกุลที่แพร่ – การแพร่จะเร็วขึ้นในก๊าซและช้าลงในของแข็งเมื่อเทียบกับของเหลวเนื่องจากระยะห่างระหว่างการชนกันที่แตกต่างกัน และการแพร่จะเร็วขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเนื่องจากพลังงานเฉลี่ยของโมเลกุลมากขึ้น การแพร่ยังเร็วขึ้นในโมเลกุลที่เล็กและเบากว่า ซึ่งฮีเลียมเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุด ความสามารถในการแพร่ของฮีเลียมเร็วกว่าไนโตรเจน 2.65 เท่า^{[ 15 ]}

ความชันของความดันย่อย หรือที่รู้จักกันในชื่อความชันของความเข้มข้นสามารถใช้เป็นแบบจำลองสำหรับกลไกการขับเคลื่อนของการแพร่ได้ ความชันของความดันย่อยคืออัตราการเปลี่ยนแปลงของความดันย่อย (หรือที่แม่นยำกว่านั้นคือความเข้มข้น) ของตัวถูกละลาย (ก๊าซที่ละลาย) จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในตัวทำละลาย โมเลกุลของตัวถูกละลายจะชนกับโมเลกุลอื่นๆ ที่มีอยู่แบบสุ่ม และมีแนวโน้มที่จะกระจายออกไปตามเวลาจนกระทั่งการกระจายตัวมีความสม่ำเสมอทางสถิติ ซึ่งมีผลทำให้โมเลกุลแพร่จากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงกว่า (ความดันย่อย) ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า และอัตราการแพร่จะเป็นสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้น เนื้อเยื่อที่ก๊าซเฉื่อยละลายได้ดีกว่าจะพัฒนาปริมาณก๊าซที่ละลายได้มากกว่าเนื้อเยื่อที่ก๊าซละลายได้น้อยกว่าในที่สุด^{[ 16 ]}

ในบริบทนี้ ก๊าซเฉื่อยหมายถึงก๊าซที่ไม่มีกิจกรรมทาง เม ตาบอลิ ซึม ไนโตรเจน ในบรรยากาศ(N2 ₎เป็นตัวอย่างที่พบได้บ่อยที่สุด และฮีเลียม (He) เป็นก๊าซเฉื่อยอีกชนิดหนึ่งที่นิยมใช้ในส่วนผสมสำหรับการหายใจของนักดำน้ำ^{[ 17 ]}

ไนโตรเจนในบรรยากาศมีความดันย่อยประมาณ 0.78 บาร์ที่ระดับน้ำทะเล อากาศในถุงลมของปอดถูกเจือจางด้วยไอน้ำ อิ่มตัว (H₂O ₎และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ ₎ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญที่ปล่อยออกมาจากเลือด และมีออกซิเจน (O₂ ₎ น้อย กว่าอากาศในบรรยากาศ เนื่องจากออกซิเจนบางส่วนถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดเพื่อใช้ในการเผาผลาญ ความดันย่อยของไนโตรเจนที่ได้จึงอยู่ที่ประมาณ 0.758 บาร์^{[ 18 ]}

ที่ความดันบรรยากาศ เนื้อเยื่อของร่างกายจึงอิ่มตัวด้วยไนโตรเจนที่ 0.758 บาร์ (569 มิลลิเมตรปรอท) เมื่อความดันบรรยากาศเพิ่มขึ้นเนื่องจากความลึกหรือการปรับความดันในที่อยู่อาศัย ปอดของนักดำน้ำจะเต็มไปด้วยก๊าซหายใจที่ความดันที่เพิ่มขึ้น และความดันย่อยของก๊าซที่เป็นส่วนประกอบจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน^{[ 3 ]}

ตัวอย่างเช่น: ที่ระดับน้ำทะเล 10 เมตร (msw) ความดันย่อยของไนโตรเจนในอากาศจะเท่ากับ 1.58 บาร์^{[ 3 ]}

ก๊าซเฉื่อยจากก๊าซหายใจในปอดจะแพร่เข้าสู่เลือดในเส้นเลือดฝอยของถุงลม ("เคลื่อนตัวตามความแตกต่างของความดัน") และกระจายไปทั่วร่างกายโดยการไหลเวียนโลหิต ทั่วร่างกาย ในกระบวนการที่เรียกว่าการไหลเวียนโลหิต^{[ 3 ]}

การ ไหลเวียน ของเลือดหมายถึงการไหลของเลือดจำนวนมากผ่านเนื้อเยื่อ สารที่ละลายแล้วจะถูกขนส่งในเลือดได้เร็วกว่าการกระจายตัวโดยการแพร่เพียงอย่างเดียวมาก (ใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีเมื่อเทียบกับหลายชั่วโมง) ^{[ 19 ]}

ก๊าซที่ละลายในเลือดถุงลมจะถูกลำเลียงไปยังเนื้อเยื่อของร่างกายโดยการไหลเวียนของเลือด จากนั้นจะแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และเข้าไปในเนื้อเยื่อ ซึ่งในที่สุดอาจถึงจุดสมดุล ยิ่งมีปริมาณเลือดไปเลี้ยงเนื้อเยื่อมากเท่าใด เนื้อเยื่อก็จะยิ่งถึงจุดสมดุลกับก๊าซที่ความดันย่อยใหม่ได้เร็วขึ้นเท่านั้น^{[ 3 ] [ 19 ]}

หากปริมาณก๊าซที่ส่งไปยังตัวทำละลายมีไม่จำกัด ก๊าซจะแพร่เข้าไปในตัวทำละลายจนกระทั่งมีปริมาณที่ละลายมากพอที่จะถึงสมดุล และปริมาณที่แพร่กลับออกมาจะเท่ากับปริมาณที่แพร่เข้าไป ซึ่งเรียกว่าภาวะอิ่มตัว^{[ 3 ]}ความเข้มข้นที่ภาวะอิ่มตัวขึ้นอยู่กับความดันย่อยของก๊าซที่ส่งมาและความสามารถในการละลายของก๊าซในตัวทำละลายนั้น ภายใต้เงื่อนไข ดัง กล่าว

หากความดันย่อยภายนอกของก๊าซ (ในปอด) ลดลง ก๊าซจะแพร่ออกมากกว่าแพร่เข้า สภาวะที่เรียกว่าภาวะอิ่มตัวยิ่งยวดอาจเกิดขึ้นได้ ภาวะอิ่มตัวยิ่งยวดของก๊าซอาจนิยามได้ว่าเป็นผลรวมของความดันย่อยของก๊าซทั้งหมดที่ละลายในของเหลวซึ่งเกินกว่าความดันแวดล้อมในของเหลว^{[ 20 ]}ก๊าซจะไม่จำเป็นต้องก่อตัวเป็นฟองในตัวทำละลายในขั้นตอนนี้ แต่ภาวะอิ่มตัวยิ่งยวดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเติบโตของฟอง^{[ 3 ]}สารละลายก๊าซอิ่มตัวยิ่งยวดในเนื้อเยื่ออาจก่อตัวเป็นฟองได้หากมีจุดเริ่มต้นที่ เหมาะสม ^{[ 20 ]}

หากสมมติว่าการดูดซับก๊าซเป็นแบบเอกซ์โพเนนเชียล ซึ่งเป็นการประมาณที่ดีของค่าทดลองสำหรับการแพร่ในวัสดุเนื้อเดียวกันที่ไม่มีชีวิต ครึ่งชีวิตของเนื้อเยื่อคือเวลาที่เนื้อเยื่อใช้ในการดูดซับหรือปล่อยก๊าซที่ละลายแล้ว 50% ของความแตกต่างที่ความดันย่อยที่เปลี่ยนแปลงไป สำหรับครึ่งชีวิตแต่ละครั้งที่ต่อเนื่องกัน เนื้อเยื่อจะดูดซับหรือปล่อยก๊าซที่ละลายแล้วครึ่งหนึ่งของความแตกต่างสะสมในลำดับ ½, ¾, 7/8, 15/16, 31/32, 63/64 เป็นต้น จำนวนครึ่งชีวิตที่เลือกเพื่อสมมติว่าอิ่มตัวเต็มที่ขึ้นอยู่กับแบบจำลองการลดความดัน และโดยทั่วไปจะมีช่วงตั้งแต่ 4 (93.75%) ถึง 6 (98.44%) ^{[ 21 ] [ 22 ]}ครึ่งชีวิตของช่องเนื้อเยื่อที่ใช้ในการสร้างแบบจำลองการลดความดันมีช่วงตั้งแต่ 1 นาทีถึงอย่างน้อย 720 นาที^{[ 23 ]}

ตัวอย่างเช่น: เนื้อเยื่อที่แช่ไว้ 5 นาที จะอิ่มตัว 50% ใน 5 นาที, 75% ใน 10 นาที, 87.5% ใน 15 นาที และในทางปฏิบัติ จะอิ่มตัวในประมาณ 30 นาที (อิ่มตัว 98.44% ที่ครึ่งชีวิต 6 เท่า)

ช่องเนื้อเยื่อเฉพาะจะมีครึ่งชีวิตที่แตกต่างกันสำหรับก๊าซที่มีความสามารถในการละลายและอัตราการแพร่ที่แตกต่างกัน แบบจำลองนี้อาจไม่สามารถอธิบายพลวัตของการปล่อยก๊าซได้อย่างเพียงพอหากมีฟองอากาศในเฟสก๊าซอยู่^{[ 24 ] [ 25 ]}

ก๊าซยังคงละลายอยู่ในเนื้อเยื่อจนกว่าความดันย่อยของก๊าซนั้นในปอดจะลดลงมากพอที่จะทำให้เกิดความแตกต่างของความเข้มข้น โดยในเลือดจะมีความเข้มข้นต่ำกว่าในเนื้อเยื่อที่เกี่ยวข้อง ความดันย่อยที่ลดลงในปอดจะส่งผลให้ก๊าซแพร่จากเลือดเข้าสู่ก๊าซในปอดมากขึ้น และจากก๊าซในปอดเข้าสู่เลือดน้อยลง สถานการณ์ที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นระหว่างเลือดและเนื้อเยื่อแต่ละชนิด เมื่อความเข้มข้นในเลือดลดลงต่ำกว่าความเข้มข้นในเนื้อเยื่อที่อยู่ติดกัน ก๊าซจะแพร่จากเนื้อเยื่อเข้าสู่เลือด จากนั้นจะถูกส่งกลับไปยังปอด ซึ่งจะแพร่เข้าสู่ก๊าซในปอดและถูกกำจัดออกทางการหายใจออก หากการลดลงของความดันแวดล้อมมีจำกัด การลดความอิ่มตัวนี้จะเกิดขึ้นในเฟสที่ละลายอยู่ แต่หากความดันแวดล้อมลดลงมากพอ ฟองอากาศอาจก่อตัวและเติบโตได้ทั้งในเลือดและเนื้อเยื่อที่อิ่มตัวเกินอื่นๆ^{[ 3 ]}

เมื่อก๊าซในเนื้อเยื่อมีความเข้มข้นที่แพร่กระจายออกไปมากกว่าที่แพร่กระจายเข้าไป เนื้อเยื่อนั้นจะเรียกว่าอิ่มตัวยิ่งยวดกับก๊าซนั้นเมื่อเทียบกับเนื้อเยื่อโดยรอบ การอิ่มตัวยิ่งยวดสามารถนิยามได้ว่าเมื่อความดันย่อยรวมของก๊าซที่ละลายในเนื้อเยื่อเกินกว่าความดันแวดล้อมทั้งหมดที่กระทำต่อเนื้อเยื่อ^{[ 26 ]}และมีความเป็นไปได้ทางทฤษฎีที่จะเกิดการก่อตัวหรือการเติบโตของฟองอากาศ^{[ 3 ]}

มีการลดลงของความดันก๊าซรวมในเนื้อเยื่อเนื่องจากกระบวนการ เผาผลาญ ^{[ 27 ]}ผลรวมของความดันย่อยของก๊าซที่นักดำน้ำหายใจเข้าไปจะต้องสมดุลกับผลรวมของความดันย่อยในก๊าซในปอด ในถุงลม ก๊าซได้รับการทำให้ชื้นด้วยความดันย่อยประมาณ 63 มิลลิบาร์ (47 มิลลิเมตรปรอท) และได้รับคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 55 มิลลิบาร์ (41 มิลลิเมตรปรอท) จากเลือดดำ ออกซิเจนยังแพร่เข้าสู่เลือดแดง ทำให้ความดันย่อยของออกซิเจนในถุงลมลดลงประมาณ 67 มิลลิบาร์ (50 มิลลิเมตรปรอท) เนื่องจากความดันรวมในถุงลมต้องสมดุลกับความดันแวดล้อม การเจือจางนี้จึงส่งผลให้ความดันย่อยของไนโตรเจนที่มีประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 758 มิลลิบาร์ (569 มิลลิเมตรปรอท) ในอากาศที่ความดันบรรยากาศปกติ^{[ 27 ]}

เมื่ออยู่ในสภาวะสมดุล เมื่อเนื้อเยื่ออิ่มตัวด้วยก๊าซเฉื่อยของส่วนผสมการหายใจ กระบวนการเผาผลาญจะลดความดันย่อยของออกซิเจนที่ละลายได้น้อยกว่า และแทนที่ด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งละลายในน้ำได้มากกว่ามาก ในเซลล์ของเนื้อเยื่อทั่วไป ความดันย่อยของออกซิเจนจะลดลงเหลือประมาณ 13 มิลลิบาร์ (10 มิลลิเมตรปรอท) ในขณะที่ความดันย่อยของคาร์บอนไดออกไซด์จะอยู่ที่ประมาณ 65 มิลลิบาร์ (49 มิลลิเมตรปรอท) ผลรวมของความดันย่อยเหล่านี้ (น้ำ ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และไนโตรเจน) จะอยู่ที่ประมาณ 900 มิลลิบาร์ (675 มิลลิเมตรปรอท) ซึ่งน้อยกว่าความดันรวมของก๊าซหายใจประมาณ 113 มิลลิบาร์ (85 มิลลิเมตรปรอท) นี่คือการขาดดุลความอิ่มตัวที่สำคัญ และทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์ป้องกันการอิ่มตัวเกินและเป็นแรงผลักดันในการละลายฟองอากาศ^{[ 27 ]}

การทดลองชี้ให้เห็นว่าระดับความไม่อิ่มตัวจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามความดันสำหรับส่วนผสมการหายใจที่มีองค์ประกอบคงที่ และลดลงเป็นเส้นตรงตามสัดส่วนของก๊าซเฉื่อยในส่วนผสมการหายใจ^{[ 28 ]}ด้วยเหตุนี้ เงื่อนไขสำหรับการเพิ่มระดับความไม่อิ่มตัวให้สูงสุดคือก๊าซหายใจที่มีสัดส่วนของก๊าซเฉื่อยน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ กล่าวคือ ออกซิเจนบริสุทธิ์ ที่ความดันย่อยสูงสุดที่อนุญาตได้ การขาดความอิ่มตัวนี้ยังถูกเรียกว่า " หน้าต่างออกซิเจน " ^{[ 29 ]}หรือช่องว่างความดันย่อย^{[ 30 ]}

เมื่อนักดำน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำหลังจากการลดความดัน จะมีปริมาณก๊าซเฉื่อยตกค้างกระจายอยู่ตามเนื้อเยื่อ มีทั้งปริมาณก๊าซจริงที่ไม่ทราบค่าและปริมาณก๊าซที่จำลองตามอัลกอริทึมการลดความดัน ความไม่สมดุลของก๊าซตกค้างจะค่อยๆ ปรับสมดุลไปสู่ก๊าซหายใจ และเพื่อวัตถุประสงค์ในการคำนวณ จะถือว่ายังคงปรับสมดุลต่อไปตามอัลกอริทึม โดยปกติจะถือว่าอากาศในบรรยากาศเป็นก๊าซหายใจ ปริมาณก๊าซตกค้างจะถูกคำนวณและส่วนต่างๆ ของเนื้อเยื่อในแบบจำลองจะได้รับการปรับปรุงเพื่อให้สามารถใช้เป็นค่าพื้นฐานสำหรับการดำน้ำซ้ำๆ นอกจากนี้ยังจะเป็นค่าพื้นฐานสำหรับการลดความดันเพิ่มเติมหากนักดำน้ำขึ้นไปที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น การหายใจด้วยออกซิเจนหรือไนตร็อกซ์หลังดำน้ำจะขับก๊าซเฉื่อยออกจากเนื้อเยื่อได้เร็วกว่าอากาศ แต่โดยปกติแล้วคอมพิวเตอร์ดำน้ำจะไม่คำนวณสิ่งนี้ การลดปริมาณก๊าซเฉื่อยในเนื้อเยื่อจะช่วยลดความเสี่ยงในการเกิด DCS เมื่อบินหรือสัมผัสกับความดันบรรยากาศที่ต่ำกว่าหลังจากดำน้ำ^{[ 31 ] : บทที่ 9}

การแลกเปลี่ยนก๊าซที่ละลายระหว่างเลือดและเนื้อเยื่อถูกควบคุมโดยการไหลเวียนของเลือด และในระดับที่น้อยกว่าโดยการแพร่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเนื้อเยื่อที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน การกระจายตัวของการไหลเวียนของเลือดไปยังเนื้อเยื่อมีความแปรปรวนและขึ้นอยู่กับอิทธิพลต่างๆ เมื่อการไหลเวียนสูงในบริเวณนั้น บริเวณนั้นจะถูกควบคุมโดยการไหลเวียนของเลือด และจะถูกควบคุมโดยการแพร่เมื่อการไหลเวียนต่ำ การกระจายตัวของการไหลเวียนถูกควบคุมโดยความดันโลหิตเฉลี่ยและความต้านทานของหลอดเลือดในบริเวณนั้น และความดันโลหิตขึ้นอยู่กับปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดและความต้านทานของหลอดเลือดทั้งหมด ความต้านทานของหลอดเลือดพื้นฐานถูกควบคุมโดยระบบประสาทซิมพาเทติก และสารเมตาบอไลต์ อุณหภูมิ และฮอร์โมนทั้งในระดับท้องถิ่นและระบบมีผลกระทบรองและมักจะเกิดขึ้นเฉพาะที่ ซึ่งอาจแตกต่างกันอย่างมากตามสถานการณ์ การหดตัวของหลอดเลือดส่วนปลายในน้ำเย็นจะลดการสูญเสียความร้อนโดยรวมโดยไม่เพิ่มการบริโภคออกซิเจนจนกว่าจะเริ่มสั่น ซึ่ง ณ จุดนั้นการบริโภคออกซิเจนจะเพิ่มขึ้น แม้ว่าการหดตัวของหลอดเลือดอาจยังคงอยู่^{[ 6 ]}

ปริมาณก๊าซที่ละลายในเนื้อเยื่อส่งผลต่อทั้งอัตราและทิศทางการแพร่กระจายที่เกี่ยวข้องกับเนื้อเยื่อนั้น เนื่องจากเป็นหนึ่งในปัจจัยที่กำหนดความเข้มข้น ปริมาณก๊าซที่ละลายในเนื้อเยื่อโดยทั่วไปจะไม่ถูกนำมาพิจารณา เนื่องจากไม่มีวิธีวัดปริมาณก๊าซดังกล่าวในนักดำน้ำได้ในทางปฏิบัติ และมักจะกล่าวถึงในแง่ของความเข้มข้น ความดันย่อย หรือระดับความอิ่มตัว^{[ 32 ] [ 33 ]}

องค์ประกอบของก๊าซหายใจในระหว่างการสัมผัสความดันและการลดความดันมีความสำคัญต่อการดูดซึมและการขับถ่ายก๊าซเฉื่อยสำหรับโปรไฟล์การสัมผัสความดันที่กำหนด ก๊าซผสมสำหรับดำน้ำโดยทั่วไปจะมีสัดส่วนของไนโตรเจนต่ออากาศที่แตกต่างกัน ความดันย่อยของก๊าซแต่ละองค์ประกอบจะแตกต่างจากความดันย่อยของไนโตรเจนในอากาศที่ความลึกใด ๆ และการดูดซึมและการขับถ่ายของก๊าซเฉื่อยแต่ละองค์ประกอบจะเป็นสัดส่วนกับความดันย่อยจริงเมื่อเวลาผ่านไป เหตุผลหลักสองประการสำหรับการใช้ก๊าซหายใจผสมคือ การลดความดันย่อยของไนโตรเจนโดยการเจือจางด้วยออกซิเจนเพื่อทำเป็น ส่วนผสม ไนตร็อกซ์ เพื่อลดการดูดซึมไนโตรเจนในระหว่างการสัมผัสความดันและเร่งการขับถ่ายไนโตรเจนในระหว่างการลดความดัน และการใช้ฮีเลียม (และบางครั้งก๊าซอื่น ๆ) แทนไนโตรเจนเพื่อลดผลกระทบจากการมึนงงและการทำงานของการหายใจภายใต้การสัมผัสความดันสูง ขึ้นอยู่กับสัดส่วนของฮีเลียมและไนโตรเจน ก๊าซเหล่านี้เรียกว่าเฮลิอ็อกซ์หากไม่มีไนโตรเจน หรือไตรมิกซ์หากมีไนโตรเจนและฮีเลียมพร้อมกับออกซิเจนที่จำเป็น^{[ 34 ] [ 35 ]}

ก๊าซเฉื่อยที่ใช้แทนไนโตรเจนมีลักษณะการละลายและการแพร่กระจายในเนื้อเยื่อที่มีชีวิตแตกต่างจากไนโตรเจนที่มันแทนที่ ตัวอย่างเช่น ก๊าซเฉื่อยที่ใช้เจือจางไนโตรเจนที่พบได้บ่อยที่สุดคือฮีเลียม ซึ่งละลายในเนื้อเยื่อที่มีชีวิตได้น้อยกว่ามาก^{[ 36 ]}แต่ยังแพร่กระจายได้เร็วกว่าเนื่องจากขนาดและมวลของ อะตอม ฮีเลียม ค่อนข้างเล็ก เมื่อเทียบกับโมเลกุลของไนโตรเจน^{[ 37 ]}

องค์ประกอบของก๊าซหายใจสามารถวัดได้ ระบุปริมาณได้ และใช้ในอัลกอริทึมการลดความดันในปัจจุบัน สำหรับการดำน้ำแบบวงจรเปิด มักจะให้มาเป็นข้อมูลป้อนเข้าจากผู้ใช้ รวมถึงข้อมูลป้อนเข้าของผู้ใช้เกี่ยวกับสวิตช์ก๊าซ^{[ 38 ]}ในเครื่องช่วยหายใจแบบวงจรปิด องค์ประกอบของก๊าซมักจะคำนวณแบบเรียลไทม์ โดยใช้ข้อมูลองค์ประกอบของสารเจือจางที่ผู้ใช้ป้อนเข้า ซึ่งกำหนดอัตราส่วนของไนโตรเจนต่อฮีเลียม และความดันย่อยของออกซิเจนที่วัดได้ทันที^{[ 39 ]}

การไหลเวียนของเลือดไปยังผิวหนังและไขมันได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิของผิวหนังและแกนกลางของร่างกาย และการไหลเวียนของเลือดไปยังกล้ามเนื้อขณะพักจะถูกควบคุมโดยอุณหภูมิของกล้ามเนื้อเอง ในระหว่างการออกกำลังกาย การไหลเวียนของเลือดที่เพิ่มขึ้นไปยังกล้ามเนื้อที่ทำงานมักจะสมดุลกับการไหลเวียนของเลือดที่ลดลงไปยังเนื้อเยื่ออื่นๆ เช่น ไต ม้าม และตับ^{[ 6 ]}

การไหลเวียนของเลือดไปยังกล้ามเนื้อจะลดลงในน้ำเย็น แต่การออกกำลังกายจะช่วยให้กล้ามเนื้ออบอุ่นและการไหลเวียนของเลือดสูงขึ้นแม้ว่าผิวหนังจะเย็น การไหลเวียนของเลือดไปยังไขมันโดยปกติจะเพิ่มขึ้นระหว่างการออกกำลังกาย แต่จะถูกยับยั้งโดยการแช่ตัวในน้ำเย็น การปรับตัวให้เข้ากับความเย็นจะช่วยลดการหดตัวของหลอดเลือดอย่างรุนแรงซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อแช่ตัวในน้ำเย็น^{[ 6 ]}

การออกกำลังกายที่เพิ่มอัตราการเต้นของหัวใจจะเพิ่มการไหลเวียนโลหิตโดยรวม ซึ่งจะเพิ่มอัตราการขนส่งก๊าซเฉื่อยเข้าและออกจากเนื้อเยื่อที่มีการไหลเวียนโลหิตมากขึ้น และอุณหภูมิของเนื้อเยื่อที่สูงขึ้นจะเพิ่มอัตราการแพร่กระจายผ่านเนื้อเยื่อเหล่านั้น ในระหว่างการลดความดัน จะมีการแลกเปลี่ยนกันระหว่างการออกกำลังกายเบาๆ ที่ช่วยเพิ่มการกำจัดก๊าซเฉื่อย และการออกกำลังกายอย่างหนักที่กระตุ้นให้เกิดการก่อตัวและการเติบโตของฟองอากาศ^{[ 40 ]}

ความแปรผันในการกระจายการไหลเวียนของเลือดไม่จำเป็นต้องส่งผลต่อการแลกเปลี่ยนก๊าซเฉื่อยในระบบทางเดินหายใจ แม้ว่าก๊าซบางชนิดอาจถูกจำกัดในระดับท้องถิ่นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของการไหลเวียนของเลือด การพักผ่อนในสภาพแวดล้อมที่เย็นจะลดการแลกเปลี่ยนก๊าซเฉื่อยจากผิวหนัง ไขมัน และกล้ามเนื้อ ในขณะที่การออกกำลังกายจะเพิ่มการแลกเปลี่ยนก๊าซในบริเวณที่มีการไหลเวียนของเลือดเพิ่มขึ้น การออกกำลังกายในระหว่างการลดความดันสามารถลดเวลาและความเสี่ยงในการลดความดันได้ หากไม่มีฟองอากาศ แต่สามารถเพิ่มความเสี่ยงได้หากมีฟองอากาศ^{[ 6 ]}

การแลกเปลี่ยนก๊าซเฉื่อยไม่เอื้ออำนวยที่สุดสำหรับนักดำน้ำที่รู้สึกอบอุ่นและออกกำลังกายที่ระดับความลึกในระหว่างขั้นตอนการสูดดมก๊าซ และพักผ่อนและรู้สึกหนาวในระหว่างการลดความดัน^{[ 6 ]}และเอื้ออำนวยที่สุดสำหรับนักดำน้ำที่รู้สึกเย็นและผ่อนคลายที่ระดับความลึกในระหว่างการสูดดมก๊าซ และรู้สึกอบอุ่นพร้อมกับการออกกำลังกายเล็กน้อยในระหว่างการลดความดัน^{[ 41 ] [ 42 ]}

การแพร่สวนทางความดันคงที่ (ICD) คือการแพร่ของก๊าซในทิศทางตรงกันข้ามที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของก๊าซแวดล้อมภายนอกหรือก๊าซหายใจโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงความดันแวดล้อม ในระหว่างการลดความดันหลังจากการดำน้ำ สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงก๊าซหายใจ หรือเมื่อนักดำน้ำเคลื่อนเข้าไปในสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยก๊าซซึ่งแตกต่างจากก๊าซหายใจ^{[ 43 ]}

แม้ว่าจะไม่ใช่ปรากฏการณ์ของการลดความดันโดยตรง แต่ก็เป็นภาวะแทรกซ้อนที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการลดความดัน และอาจส่งผลให้เกิดการก่อตัวหรือการเติบโตของฟองอากาศโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงความดันสิ่งแวดล้อม Lambertsen ได้อธิบายปรากฏการณ์นี้ไว้ 2 รูปแบบ: ^{[ 44 ] [ 43 ]}

ICD ผิวเผิน (หรือที่รู้จักกันในชื่อการแพร่สวนทางความดันคงที่) ^{[ 45 ]}เกิดขึ้นเมื่อก๊าซเฉื่อยที่นักดำน้ำหายใจเข้าไปแพร่เข้าสู่ร่างกายช้ากว่าก๊าซเฉื่อยที่อยู่รอบร่างกาย^{[ 44 ] [ 43 ] [ 45 ]}

ตัวอย่างเช่น การหายใจเอาอากาศในสภาพแวดล้อมเฮลิอ็อกซ์เข้าไป ฮีเลียมในเฮลิอ็อกซ์จะแพร่เข้าสู่ผิวหนังอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ไนโตรเจนจะแพร่จากเส้นเลือดฝอยไปยังผิวหนังและออกจากร่างกายได้ช้ากว่า ผลที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดภาวะอิ่มตัวเกินในบางบริเวณของเนื้อเยื่อชั้นผิว และเกิดฟองก๊าซเฉื่อยขึ้น^{[ 43 ]}

ICD ในเนื้อเยื่อชั้นลึก (หรือที่รู้จักกันในชื่อการแพร่กระจายสวนทางความดันคงที่ชั่วคราว) ^{[ 45 ]}เกิดขึ้นเมื่อนักดำน้ำหายใจเอาแก๊สเฉื่อยต่าง ๆ เข้าไปตามลำดับ^{[ 44 ]}แก๊สที่แพร่กระจายอย่างรวดเร็วจะถูกขนส่งเข้าไปในเนื้อเยื่อได้เร็วกว่าแก๊สที่แพร่กระจายช้ากว่าซึ่งถูกขนส่งออกจากเนื้อเยื่อ^{[ 43 ]}

สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อนักดำน้ำเปลี่ยนจากส่วนผสมไนโตรเจนเป็นส่วนผสมฮีเลียม (การแพร่กระจายของฮีเลียมเร็วกว่าไนโตรเจน 2.65 เท่า) ^{[ 43 ]}หรือเมื่อนักดำน้ำที่หายใจด้วยไฮดรีลออกซ์เปลี่ยนไปใช้ส่วนผสมฮีลิออกซ์^{[ 46 ]}

มีผลกระทบอีกประการหนึ่งที่สามารถเกิดขึ้นได้อันเป็นผลมาจากความแตกต่างของความสามารถในการละลายระหว่างสารเจือจางก๊าซหายใจเฉื่อย ซึ่งเกิดขึ้นในสวิตช์ก๊าซไอโซบาริกใกล้กับเพดานการลดความดันระหว่างก๊าซที่มีความสามารถในการละลายต่ำ โดยทั่วไปคือฮีเลียม และก๊าซที่มีความสามารถในการละลายสูงกว่า โดยทั่วไปคือไนโตรเจน^{[ 47 ] [ 48 ]}

แบบจำลองการลดความดันในหูชั้นในโดย Doolette และ Mitchell ชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นชั่วคราวของความดันก๊าซหลังจากการเปลี่ยนจากฮีเลียมเป็นไนโตรเจนในก๊าซหายใจอาจเป็นผลมาจากความแตกต่างในการถ่ายโอนก๊าซระหว่างช่องต่างๆ หากการขนส่งไนโตรเจนเข้าสู่ช่องหลอดเลือดโดยการไหลเวียนเกินกว่าการกำจัดฮีเลียมโดยการไหลเวียน ในขณะที่การถ่ายโอนฮีเลียมเข้าสู่ช่องหลอดเลือดโดยการแพร่จากเพริลิมฟ์และเอนโดลิมฟ์เกินกว่าการแพร่แบบสวนทางของไนโตรเจน สิ่งนี้อาจส่งผลให้ความดันก๊าซโดยรวมเพิ่มขึ้นชั่วคราว เนื่องจากปริมาณไนโตรเจนที่เข้ามาเกินกว่าการกำจัดฮีเลียม ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการก่อตัวและการเติบโตของฟองอากาศ แบบจำลองนี้ชี้ให้เห็นว่าการแพร่ของก๊าซจากหูชั้นกลางผ่านช่องกลมนั้นมีน้อยมาก แบบจำลองนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ได้กับเนื้อเยื่อทุกประเภท^{[ 49 ]}

แลมเบิร์ตเซนได้เสนอแนะเพื่อช่วยหลีกเลี่ยงปัญหา ICD ขณะดำน้ำ: ^{[ 44 ] [ 43 ]}

• หากนักดำน้ำถูกล้อมรอบหรืออิ่มตัวด้วยไนโตรเจน พวกเขาไม่ควรหายใจก๊าซที่มีฮีเลียมเป็นองค์ประกอบหลัก^{[ 43 ]}
• การสลับก๊าซที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนจากส่วนผสมที่มีฮีเลียมเป็นส่วนผสมที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนผสมจะเป็นที่ยอมรับได้ แต่การเปลี่ยนจากไนโตรเจนเป็นฮีเลียมควรมีการอัดซ้ำ^{[ 43 ]}

อย่างไรก็ตาม การศึกษาล่าสุดของ Doolette และ Mitchell เกี่ยวกับโรคจากการลดความดันในหูชั้นใน (IEDCS) แสดงให้เห็นว่าหูชั้นในอาจไม่สามารถจำลองได้ดีด้วยอัลกอริทึมทั่วไป (เช่น Bühlmann) Doolette และ Mitchell เสนอว่าการเปลี่ยนจากส่วนผสมที่มีฮีเลียมเป็นส่วนผสมที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนผสม ซึ่งเป็นเรื่องปกติในการดำน้ำทางเทคนิคเมื่อเปลี่ยนจากไตรมิกซ์เป็นไนตร็อกซ์ระหว่างการขึ้นสู่ผิวน้ำ อาจทำให้เกิดภาวะอิ่มตัวเกินชั่วคราวของก๊าซเฉื่อยภายในหูชั้นในและส่งผลให้เกิด IEDCS ^{[ 49 ]}พวกเขาแนะนำว่าการเปลี่ยนก๊าซหายใจจากส่วนผสมที่มีฮีเลียมเป็นส่วนผสมที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนผสม ควรวางแผนอย่างระมัดระวัง ไม่ว่าจะในระดับความลึกมาก (โดยคำนึงถึงภาวะมึนงงจากไนโตรเจน) หรือระดับความลึกน้อย เพื่อหลีกเลี่ยงช่วงเวลาที่มีภาวะอิ่มตัวเกินสูงสุดอันเป็นผลมาจากการลดความดัน การเปลี่ยนควรทำในระหว่างการหายใจด้วยความดันย่อยของออกซิเจนที่สูดดมเข้าไปสูงสุดที่สามารถทนได้อย่างปลอดภัย โดยคำนึงถึงความเป็นพิษของออกซิเจนด้วย^{[ 49 ]}

สมมติฐานที่คล้ายกันเพื่ออธิบายการเกิด IEDCS เมื่อเปลี่ยนจากไตรมิกซ์เป็นไนตร็อกซ์ได้รับการเสนอโดย Steve Burton ซึ่งพิจารณาถึงผลกระทบของความสามารถในการละลายของไนโตรเจนที่มากกว่าฮีเลียมมากในการทำให้ความดันก๊าซเฉื่อยทั้งหมดเพิ่มขึ้นชั่วคราว ซึ่งอาจนำไปสู่ ​​DCS ภายใต้สภาวะความดันคงที่^{[ 15 ]}

เบอร์ตันโต้แย้งว่าผลของการเปลี่ยนจาก Trimix เป็น Nitrox โดยมีสัดส่วนไนโตรเจนเพิ่มขึ้นมากที่ความดันคงที่ มีผลทำให้ปริมาณก๊าซโดยรวมเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะในเนื้อเยื่อที่เคลื่อนไหวเร็ว เนื่องจากการสูญเสียฮีเลียมได้รับการชดเชยมากกว่าด้วยการเพิ่มขึ้นของไนโตรเจน ซึ่งอาจทำให้เกิดฟองอากาศและขยายตัวในเนื้อเยื่อที่เคลื่อนไหวเร็วได้ทันที มีการแนะนำกฎง่ายๆ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหา ICD เมื่อเปลี่ยนก๊าซที่ระดับความดันลดลงสูงสุด: ^{[ 15 ]}

• การเพิ่มขึ้นของสัดส่วนก๊าซไนโตรเจนในก๊าซลดความดันควรจำกัดไว้ที่ 1/5 ของการลดลงของสัดส่วนก๊าซฮีเลียม^{[ 15 ]}

พบว่ากฎนี้สามารถหลีกเลี่ยงปัญหา ICD ได้สำเร็จในการดำน้ำแบบไตรมิกซ์ลึกหลายร้อยครั้ง^{[ 15 ]}

ตำแหน่งของไมโครนิวเคลียสหรือตำแหน่งที่ฟองอากาศก่อตัวขึ้นในตอนแรกยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 50 ]}การเกิดนิวเคลียสแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกันและ การเกิด นิวเคลียสจากการเสียดสีถือเป็นกลไกที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดสำหรับการก่อตัวของฟองอากาศ การเกิด นิวเคลียสแบบเป็นเนื้อเดียวกันต้องใช้ความแตกต่างของความดันมากกว่าที่พบในการลดความดัน^{[ 50 ]}การก่อตัวของนาโนบับเบิลโดยธรรมชาติบน พื้นผิวที่ไม่ชอบ น้ำเป็นแหล่งที่มาของไมโครนิวเคลียสได้ แต่ยังไม่ชัดเจนว่าสิ่งเหล่านี้สามารถเติบโตจนมีขนาดที่ก่อให้เกิดอาการได้หรือไม่ เนื่องจากมีความเสถียรมาก^{[ 50 ]}

การรวมกลไกการก่อตัวและการเติบโตของฟองอากาศในแบบจำลองการลดความดันอาจทำให้แบบจำลองมีความเป็นชีวฟิสิกส์มากขึ้นและช่วยให้สามารถคาดการณ์ได้ดียิ่งขึ้น^{[ 50 ]}

เงื่อนไขการไหลและอัตราการไหลเวียนเป็นพารามิเตอร์หลักในการแข่งขันระหว่างฟองอากาศในเนื้อเยื่อและการไหลเวียน และระหว่างฟองอากาศหลายฟองสำหรับก๊าซที่ละลายเพื่อการเติบโตของฟองอากาศ^{[ 50 ]}

สมดุลของแรงบนพื้นผิวเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการมีอยู่ของฟองอากาศ^{[ 51 ]} ได้แก่:

• ความดันบรรยากาศที่กระทำต่อด้านนอกของพื้นผิวจะกระทำเข้าด้านใน^{[ 51 ]}
• แรงดันเนื่องจากการบิดเบี้ยวของเนื้อเยื่อ ทั้งภายนอกและภายใน^{[ 51 ]}
• แรงตึงผิวของของเหลวที่ส่วนต่อประสานระหว่างฟองกับสิ่งแวดล้อม แรงนี้อยู่ตามพื้นผิวของฟอง ดังนั้นแรงลัพธ์จึงกระทำไปทางศูนย์กลางความโค้ง ซึ่งจะทำให้ฟองมีแนวโน้มที่จะถูกบีบ และจะรุนแรงมากขึ้นสำหรับฟองขนาดเล็ก เนื่องจากเป็นฟังก์ชันผกผันของรัศมี^{[ 51 ]}
• แรงที่เกิดขึ้นจะต้องสมดุลกับความดันภายในฟองอากาศ ซึ่งเป็นผลรวมของความดันย่อยของก๊าซภายในอันเนื่องมาจากการแพร่สุทธิของก๊าซเข้าและออกจากฟองอากาศ^{[ 51 ]}
• สมดุลแรงในฟองอากาศอาจถูกปรับเปลี่ยนโดยชั้นของ โมเลกุล ที่ออกฤทธิ์บนพื้นผิวซึ่งสามารถทำให้ไมโครบั๊บเบิลคงตัวที่ขนาดที่แรงตึงผิวบนฟองอากาศที่สะอาดจะทำให้มันยุบตัวลงอย่างรวดเร็ว^{[ 51 ]}
• ชั้นผิวนี้อาจมีการซึมผ่านได้ แตกต่างกัน ดังนั้นหากฟองอากาศถูกบีบอัด มันอาจไม่สามารถซึมผ่านการแพร่กระจายได้เมื่อมีการบีบอัดมากพอ การซึมผ่านอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับก๊าซเฉพาะ^{[ 51 ]}

หากตัวทำละลายภายนอกฟองอิ่มตัวหรือไม่อิ่มตัว ความดันย่อยจะน้อยกว่าภายในฟอง และแรงตึงผิวจะเพิ่มความดันภายในโดยตรงตามสัดส่วนของความโค้งของพื้นผิว ทำให้เกิดการไล่ระดับความดันเพื่อเพิ่มการแพร่กระจายออกจากฟอง ทำให้เกิดการ "บีบแก๊สออกจากฟอง" อย่างมีประสิทธิภาพ และยิ่งฟองมีขนาดเล็กเท่าใด ก็จะถูกบีบออกเร็วขึ้นเท่านั้น ฟองแก๊สจะสามารถเติบโตได้ที่ความดันบรรยากาศคงที่ก็ต่อเมื่อตัวทำละลายโดยรอบมีความอิ่มตัวเกินเพียงพอที่จะเอาชนะแรงตึงผิว หรือหากชั้นผิวรอบฟองมีปฏิกิริยาเพียงพอที่จะเอาชนะแรงตึงผิว^{[ 51 ]}

ฟองอากาศที่สะอาดและมีขนาดเล็กพอจะยุบตัวลงเนื่องจากแรงตึงผิวหากความอิ่มตัวยิ่งยวดต่ำ ฟองอากาศที่มีพื้นผิวกึ่งซึมผ่านได้จะคงตัวที่รัศมีเฉพาะขึ้นอยู่กับความดัน องค์ประกอบของชั้นผิว และความอิ่มตัวยิ่งยวด หรือจะเติบโตต่อไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุดหากมีขนาดใหญ่กว่ารัศมีวิกฤต^{[ 52 ]}

การเกิดฟองอากาศเกิดขึ้นในเลือดหรือเนื้อเยื่ออื่นๆ หนึ่งในตำแหน่งสมมติฐานของการเกิดฟองอากาศคือในรอยแตกในโมเลกุลขนาดใหญ่ แต่ตำแหน่งที่เกิดฟองอากาศในเนื้อเยื่อจริงยังไม่เป็นที่ทราบ^{[ 53 ]}

ตัวทำละลายสามารถพาก๊าซที่มีปริมาณเกินความอิ่มตัวในสารละลายได้ การที่ก๊าซจะแยกตัวออกจากสารละลายส่วนใหญ่เพื่อก่อตัวเป็นฟองอากาศนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย สิ่งที่ลดแรงตึงผิว หรือดูดซับโมเลกุลของก๊าซ หรือลดความสามารถในการละลายของก๊าซในบริเวณนั้น หรือทำให้ความดันสถิตในของเหลวลดลงในบริเวณนั้น อาจส่งผลให้เกิดการก่อตัวหรือการเติบโตของฟองอากาศ ซึ่งอาจรวมถึงการเปลี่ยนแปลงความเร็วและความปั่นป่วนในของเหลว และแรงดึงในบริเวณนั้นในของแข็งและกึ่งของแข็ง ไขมันและ พื้นผิว ที่ไม่ชอบน้ำ อื่นๆ อาจลดแรงตึงผิว (ผนังหลอดเลือดอาจมีผลเช่นนี้) การขาดน้ำอาจลดความสามารถในการละลายของก๊าซในเนื้อเยื่อเนื่องจากความเข้มข้นของสารละลายอื่นๆ สูงขึ้น และมีตัวทำละลายเหลือน้อยลงในการยึดก๊าซ^{[ 54 ]}

ทฤษฎีอีกทฤษฎีหนึ่งสันนิษฐานว่านิวเคลียสของฟองอากาศขนาดเล็กมีอยู่เสมอในตัวกลางที่เป็นน้ำ รวมถึงเนื้อเยื่อที่มีชีวิต นิวเคลียสของฟองอากาศเหล่านี้เป็นเฟสของก๊าซทรงกลมที่มีขนาดเล็กพอที่จะคงอยู่ในสถานะแขวนลอยแต่แข็งแรงพอที่จะต้านทานการยุบตัว ความเสถียรของพวกมันเกิดจากชั้นผิวที่ยืดหยุ่นซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลที่ออกฤทธิ์บนพื้นผิวซึ่งต้านทานผลของแรงตึงผิว^{[ 55 ]}

เมื่อไมโครบั๊บเบิลก่อตัวขึ้น มันอาจเติบโตต่อไปได้หากเนื้อเยื่อยังคงอิ่มตัวเกิน เมื่อบั๊บเบิลเติบโตขึ้น มันอาจทำให้เนื้อเยื่อรอบข้างผิดรูปและทำให้เซลล์เสียหายและกดทับเส้นประสาทจนเกิดอาการปวด หรืออาจปิดกั้นหลอดเลือด ทำให้เลือดไหลเวียนไม่สะดวกและทำให้เกิดภาวะขาดออกซิเจนในเนื้อเยื่อที่ปกติได้รับเลือดจากหลอดเลือดนั้น^{[ 56 ]}

หากมีฟองอากาศหรือวัตถุที่สะสมโมเลกุลของก๊าซ การสะสมของโมเลกุลก๊าซนี้อาจมีขนาดใหญ่จนความดันภายในเกินกว่าแรงตึงผิวและความดันภายนอกรวมกัน และฟองอากาศจะขยายตัว^{[ 57 ]}หากตัวทำละลายมีความอิ่มตัวเกินเพียงพอ การแพร่ของก๊าซเข้าไปในฟองอากาศจะเกินอัตราการแพร่กลับเข้าไปในสารละลาย และหากความดันส่วนเกินนี้มากกว่าความดันเนื่องจากแรงตึงผิว ฟองอากาศจะขยายตัวต่อไป เมื่อฟองอากาศขยายตัว แรงตึงผิวจะลดลง และความดันภายในจะลดลง ทำให้ก๊าซแพร่เข้าไปได้เร็วขึ้น และแพร่ออกได้ช้าลง ดังนั้นฟองอากาศจึงขยายตัวหรือหดตัวในสถานการณ์ป้อนกลับเชิงบวก อัตราการขยายตัวจะลดลงเมื่อฟองอากาศขยายตัว เนื่องจากพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของรัศมี ในขณะที่ปริมาตรเพิ่มขึ้นตามกำลังสามของรัศมี หากความดันภายนอกลดลงเนื่องจากความดันไฮโดรสแตติกที่ลดลงระหว่างการขึ้น ฟองอากาศก็จะขยายตัวเช่นกัน และในทางกลับกัน ความดันภายนอกที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ฟองอากาศหดตัว แต่ก็อาจไม่ทำให้หายไปทั้งหมดหากมีชั้นผิวที่ทนต่อการบีบอัดอยู่^{[ 57 ]}

สมมติฐานการเรียงลำดับของแบบจำลองการซึมผ่านที่แปรผันได้ระบุว่านิวเคลียสจะไม่ถูกสร้างขึ้นหรือถูกกำจัดออกไปทั้งหมดในระหว่างรอบความดัน และการเรียงลำดับเริ่มต้นตามขนาดจะยังคงอยู่ ดังนั้น จำนวนฟองอากาศแต่ละฟองจะถูกกำหนดโดยคุณสมบัติและพฤติกรรมของนิวเคลียส "วิกฤต" ที่กำหนดไว้ ซึ่งอยู่ที่จุดเริ่มต้นของการเกิดฟองอากาศ – นิวเคลียสขนาดใหญ่ทั้งหมดจะก่อตัวเป็นฟองอากาศ และนิวเคลียสขนาดเล็กทั้งหมดจะไม่ก่อตัว^{[ 51 ]}

ฟองอากาศจากการลดความดันดูเหมือนจะก่อตัวขึ้นส่วนใหญ่ในเส้นเลือดฝอยทั่วร่างกายซึ่งมีความเข้มข้นของก๊าซสูงสุด มักจะเป็นเส้นเลือดที่หล่อเลี้ยงหลอดเลือดดำที่ระบายเลือดออกจากแขนขาที่ใช้งานอยู่ โดยทั่วไปแล้วจะไม่ก่อตัวในหลอดเลือดแดงตราบใดที่การลดความดันบรรยากาศไม่เร็วเกินไป เนื่องจากเลือดแดงเพิ่งมีโอกาสปล่อยก๊าซส่วนเกินเข้าไปในปอด ฟองอากาศบางส่วนที่ถูกนำกลับไปยังหัวใจในหลอดเลือดดำอาจถูกส่งไปยังระบบไหลเวียนโลหิตทั่วร่างกายผ่านทางช่องเปิดรูปไข่ในนักดำน้ำที่มีความผิดปกติของผนังกั้นหัวใจนี้ หลังจากนั้นจะมีความเสี่ยงต่อการอุดตันของเส้นเลือดฝอยในส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายที่ฟองอากาศเหล่านั้นไปอยู่^{[ 6 ]}

ฟองอากาศยังพบได้ภายในเนื้อเยื่ออื่นๆ ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายและนำไปสู่อาการของโรคจากการลดความดัน ความเสียหายนี้มีแนวโน้มที่จะเกิดจากการเสียรูปทางกลและความเครียดต่อเซลล์มากกว่าภาวะขาดออกซิเจนเฉพาะที่ ซึ่งเป็นกลไกที่สันนิษฐานไว้ในกรณีของการอุดตันของเส้นเลือดฝอยจากก๊าซ^{[ 58 ]}

ฟองอากาศที่ถูกนำกลับไปยังหัวใจในเส้นเลือดดำโดยปกติจะผ่านไปยังด้านขวาของหัวใจ และจากนั้นโดยปกติจะเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตในปอดและในที่สุดก็จะผ่านหรือติดอยู่ในเส้นเลือดฝอยของปอด ซึ่งอยู่รอบๆ ถุงลมและอยู่ใกล้กับก๊าซหายใจมาก โดยที่ก๊าซจะแพร่จากฟองอากาศผ่านผนังเส้นเลือดฝอยและถุงลมเข้าไปในก๊าซในปอด หากจำนวนเส้นเลือดฝอยในปอดที่ถูกปิดกั้นโดยฟองอากาศเหล่านี้มีจำนวนค่อนข้างน้อย นักดำน้ำจะไม่แสดงอาการ และเนื้อเยื่อจะไม่ได้รับความเสียหาย (เนื้อเยื่อปอดได้รับออกซิเจนอย่างเพียงพอโดยการแพร่) ^{[ 5 ]}

ฟองอากาศที่มีขนาดเล็กพอที่จะผ่านเส้นเลือดฝอยในปอดได้ อาจมีขนาดเล็กพอที่จะละลายได้เนื่องจากแรงตึงผิวและการแพร่กระจายร่วมกันจนมีความเข้มข้นลดลงในเลือดโดยรอบ แม้ว่าทฤษฎีการก่อตัวของนิวเคลียสของแบบจำลองการซึมผ่านที่แปรผันจะบ่งชี้ว่าฟองอากาศส่วนใหญ่ที่ผ่านระบบไหลเวียนโลหิตในปอดจะสูญเสียก๊าซมากพอที่จะผ่านเส้นเลือดฝอยและกลับเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตทั่วร่างกายในรูปของนิวเคลียสที่รีไซเคิลแต่มีเสถียรภาพ^{[ 59 ]}

ฟองอากาศที่เกิดขึ้นภายในเนื้อเยื่อจะต้องถูกกำจัดออกไปในบริเวณนั้นโดยการแพร่กระจาย ซึ่งหมายถึงการไล่ระดับความเข้มข้นที่เหมาะสม^{[ 5 ]}

โหมดการลดความดัน หรือการลดแรงดัน อาจจำแนกได้เป็นแบบช้า แบบเร็ว หรือแบบระเบิดโดยการลดความดันแบบระเบิด หมายถึง การลดความดันที่เกิดขึ้นในเวลาน้อยกว่าครึ่งวินาทีในเครื่องบิน และมีความเสี่ยงสูงต่อการบาดเจ็บจากแรงดันในปอด การลดความดันแบบเร็วใช้เวลานานกว่า และความเสี่ยงต่อการบาดเจ็บจากแรงดันในปอดจะต่ำกว่า การลดความดันแบบค่อยเป็นค่อยไปเกิดขึ้นอย่างช้าๆ และอาจไม่สังเกตเห็นในตอนแรก การลดความดันอาจเป็นกระบวนการที่วางแผนและควบคุมไว้ หรืออาจเป็นกระบวนการที่ไม่สามารถควบคุมได้ ซึ่งโดยปกติแล้วไม่ได้ตั้งใจ และอาจเป็นการลดความดันจากระดับความดันสูงกลับไปสู่ความดันปกติ หรือจากสภาวะอิ่มตัวไปสู่ความดันที่ต่ำกว่า ปัจจัยเหล่านี้ล้วนมีอิทธิพลต่อผลกระทบและการตอบสนองทางสรีรวิทยา^{[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]}

ความเครียดทางชีวภาพเป็นแนวคิดที่พัฒนาโดยHans Selyeและสามารถนิยามได้ว่าเป็น "การตอบสนองทางพยาธิสรีรวิทยาโดยทั่วไป ซึ่งอาการและสัญญาณที่คล้ายคลึงกันเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อตัวแทนและสภาวะต่างๆ" ^{[ 63 ]}ปรากฏการณ์นี้ยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อกลุ่มอาการปรับตัวทั่วไปการลดความดันเป็นตัวกระตุ้นความเครียด และความเครียดจากการลดความดันคือผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตจากปัจจัยทางกายภาพและสรีรวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการลดความดัน แม้ว่าจะไม่ก่อให้เกิดสัญญาณและอาการเฉียบพลัน ฟองก๊าซในหลอดเลือดก็สามารถเป็นตัวบ่งชี้ขนาดของความเครียดจากการลดความดันได้ และเนื่องจากการดำน้ำส่วนใหญ่ที่เกิดฟองก๊าซมักก่อให้เกิดอาการเพียงเล็กน้อย จึงอาจเป็นประโยชน์ในการบ่งชี้ความเสี่ยงต่อการบาดเจ็บในการดำน้ำครั้งนั้นๆ และด้วยเหตุนี้จึงอาจเป็นประโยชน์ในการช่วยพัฒนาขั้นตอนที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น^{[ 63 ] [ 64 ]}

ความเครียดจากการลดความดันยังถูกอธิบายว่าเป็นปริมาณของก๊าซเฉื่อยที่ละลายในเนื้อเยื่อต่างๆ ทั่วร่างกาย^{[ 65 ]}แต่สิ่งนี้ไม่มีความหมายเว้นแต่จะเปรียบเทียบกับปริมาณที่จะคงที่ในเนื้อเยื่อเหล่านั้นที่ความดันบรรยากาศปัจจุบัน มันคือผลรวมของปัจจัยทั้งหมดที่มีอิทธิพลต่อการก่อตัวของฟองก๊าซเฉื่อยในเนื้อเยื่อระหว่างและหลังการลดความดัน ความเครียดจากการลดความดันไม่จำเป็นต้องส่งผลให้เกิดโรคจากการลดความดัน แต่เป็นเงื่อนไขที่จำเป็น ปัจจัยบางอย่างเป็นที่รู้จักและสามารถวัดและหาปริมาณได้ บางอย่างเป็นที่รู้จัก สงสัย หรือเป็นสมมติฐาน แต่ไม่สามารถวัดหรือหาปริมาณได้ และบางอย่างอาจยังไม่เป็นที่รู้จักเลย ความเครียดจากการลดความดันถูกอ้างถึงว่าเป็นตัวขับเคลื่อนการเติบโตของฟองอากาศและเป็นปัจจัยเสี่ยงต่อโรคจากการลดความดันที่มีอาการในมนุษย์และสัตว์ดำน้ำ^{[ 40 ] [ 66 ]}

ความเหนื่อยล้าและง่วงซึมหลังการดำน้ำเป็นอาการที่นักดำน้ำมักบ่นกัน โดยทั่วไปแล้วอาการเหล่านี้จะไม่ถือว่าเป็นอาการของโรคจากการลดความดันหากไม่มีอาการคลาสสิกใดๆ แต่ถือว่าเป็นตัวบ่งชี้ถึงความเครียดจากการลดความดันสูง^{[ 67 ] [ 63 ]}

ประวัติการสัมผัสแรงดันและส่วนผสมของก๊าซหายใจร่วมกันมีอิทธิพลมากที่สุดต่อระดับความเครียดจากการลดแรงดัน และเป็นปัจจัยที่วัดและหาปริมาณได้ง่ายที่สุด ปัจจัยเหล่านี้เป็นตัวสร้างความเครียดจากการลดแรงดันหลัก ซึ่งหากไม่มีความเครียดจากการลดแรงดัน โรค DCS ก็จะไม่เกิดขึ้น การสัมผัสแรงดันในนักดำน้ำมักแสดงด้วยโปรไฟล์การดำน้ำ^{[ 40 ]}

ปัจจัยอื่นๆ ที่ส่งผลต่อความเสี่ยงจากการลดความดัน ได้แก่ ความเข้มข้นของออกซิเจน ระดับคาร์บอนไดออกไซด์ ตำแหน่งของร่างกาย อุณหภูมิสิ่งแวดล้อมและผลกระทบต่ออุณหภูมิร่างกายและการกระจายอุณหภูมิ สารขยายหลอดเลือดและสารหดหลอดเลือด การหายใจด้วยแรงดันบวกหรือลบ^{[ 6 ]}การทำงานของการหายใจ ผลกระทบจากความหนาแน่นของก๊าซ การออกแรง และภาวะขาดน้ำ ซึ่งทำให้ปริมาณเลือดลดลงและความเข้มข้นของสารละลายในส่วนที่เหลือเพิ่มขึ้น ปัจจัยเหล่านี้มีอิทธิพลต่อการขนส่งก๊าซที่ละลายโดยการแพร่และการไหลเวียน และดังนั้นจึงส่งผลต่ออัตราการดูดซึมและการกำจัด^{[ 68 ]}นอกจากนี้ยังมีผลกระทบเนื่องจากการมีฟองอากาศ เช่น ไมโครพาร์ติเคิล ความเครียดจากออกซิเดชัน การกระตุ้นนิวโทรฟิล และความเสียหายของเยื่อบุผนังหลอดเลือด^{[ 64 ]}

ความอ่อนไหวของแต่ละบุคคลต่อโรคจากการลดความดันมีส่วนประกอบที่สามารถระบุสาเหตุเฉพาะได้ และส่วนประกอบที่ดูเหมือนจะเป็นแบบสุ่ม ส่วนประกอบแบบสุ่มทำให้การลดความดันต่อเนื่องเป็นการทดสอบความอ่อนไหวที่ไม่ดี^{[ 6 ]}โรคอ้วนและระดับไขมันในเลือดสูงได้รับการระบุโดยการศึกษาบางชิ้นว่าเป็นปัจจัยเสี่ยง และความเสี่ยงดูเหมือนจะเพิ่มขึ้นตามอายุ^{[ 69 ]}การศึกษาอีกชิ้นหนึ่งยังแสดงให้เห็นว่าผู้สูงอายุมีแนวโน้มที่จะเกิดฟองมากกว่าผู้ที่มีอายุน้อยกว่าด้วยเหตุผลที่ยังไม่ทราบ แต่ไม่พบแนวโน้มระหว่างน้ำหนัก ไขมันในร่างกาย หรือเพศกับการเกิดฟอง และคำถามที่ว่าทำไมบางคนจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดฟองมากกว่าคนอื่นยังคงไม่ชัดเจน^{[ 70 ] [ 63 ] [ 71 ]}

รูปแบบการดำน้ำมีอิทธิพลมากที่สุดต่อระดับความเครียดจากการลดความดันในนักดำน้ำ และเป็นปัจจัยที่วัดและหาปริมาณได้ง่ายที่สุด เป็นตัวสร้างความเครียดจากการลดความดันหลัก และหากไม่มีรูปแบบการดำน้ำ ก็จะไม่มีความเครียดจากการลดความดันและโรค DCS ก็จะไม่เกิดขึ้น ประวัติการดำน้ำล่าสุดส่งผลต่อปริมาณก๊าซเฉื่อยที่สะสมในเนื้อเยื่อเมื่อเริ่มต้นการดำน้ำ ซึ่งจะมีการเพิ่มก๊าซเพิ่มเติมในระหว่างการดำน้ำ ทำให้เกิดภาระที่ต้องกำจัดออกในระหว่างการลดความดัน ความลึกและความหนาแน่นของตัวกลางในการดำน้ำ บวกกับความดันที่ใช้จากภายนอก (โดยปกติคือความดันบรรยากาศ) ทำให้เกิดความดันแวดล้อมที่ขับเคลื่อนการดูดซึมและการปล่อยก๊าซ เวลาที่ใช้ที่ระดับความลึกส่งผลต่อการดูดซึมและการกำจัดก๊าซเฉื่อยโดยวิธีการแพร่และการไหลเวียน ความดันย่อยของส่วนประกอบก๊าซเฉื่อยของก๊าซหายใจควบคุมการไล่ระดับความเข้มข้นที่ขับเคลื่อนการแพร่เข้าและออกจากเนื้อเยื่อ หลังจากได้รับก๊าซเพียงพอ เนื้อเยื่อทั้งหมดจะอิ่มตัวและประวัติการดำน้ำก่อนหน้านี้จะไม่มีความเกี่ยวข้องอีกต่อไป^{[ 40 ] [ 63 ]}

อัตราการขึ้นจะควบคุมอัตราการลดลงของความดันบรรยากาศ การหยุดลดความดันจะให้เวลาที่จำเป็นสำหรับการระบายแก๊สเพื่อลดความเข้มข้นลงจนถึงระดับที่คำนวณได้ว่าปลอดภัยอย่างยอมรับได้ ก่อนที่จะขึ้นต่อไป ความดันบรรยากาศที่ผิวน้ำเป็นจุดสิ้นสุดของการลดความดันในน้ำ ความดันบรรยากาศที่ต่ำกว่าจะต้องการการกำจัดแก๊สมากขึ้นในระหว่างการลดความดันเพื่อให้ถึงระดับความอิ่มตัวเกินของเนื้อเยื่อที่ปลอดภัยเมื่อขึ้นสู่ผิวน้ำ ความดันบรรยากาศที่ผิวน้ำส่วนใหญ่เป็นฟังก์ชันของระดับความสูง แต่ยังมีอิทธิพลเล็กน้อยจากการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศเนื่องจากอิทธิพลทางอุตุนิยมวิทยา^{[ 40 ] [ 63 ]}

การออกกำลังกายระหว่างการดำน้ำสามารถพิจารณาได้ภายใต้สามแง่มุม ได้แก่ ประเภทของการออกกำลังกาย ระยะของการดำน้ำที่ทำการออกกำลังกาย และความเข้มข้นของการออกกำลังกาย พารามิเตอร์แต่ละอย่างมีความแปรปรวนสูง ซึ่งทำให้การประเมินผลรวมมีความซับซ้อน เนื่องจากประเภทของการออกกำลังกายแบบเดียวกันอาจมีผลที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเวลาที่เกิดขึ้นและผลทางสรีรวิทยาที่มีต่อผู้ดำน้ำแต่ละคน โดยทั่วไป การออกกำลังกายจะเพิ่มการไหลเวียนโลหิต การถ่ายเทเลือด และอุณหภูมิร่างกายส่วนปลาย ซึ่งในระหว่างช่วงการดำน้ำเข้า จะเร่งการดูดซึมก๊าซเฉื่อย ซึ่งจะเพิ่มความเครียดจากการลดความดันเมื่อขึ้นสู่ผิวน้ำสำหรับโปรไฟล์ที่กำหนด การออกกำลังกายในระหว่างช่วงการดำน้ำออกจะส่งเสริมการกำจัดก๊าซเฉื่อย ลดความเครียดจากการลดความดัน แต่การออกกำลังกายที่มีความเข้มข้นสูงในขณะที่มีความเครียดจากการลดความดันสูง อาจเพิ่มความเครียดของเนื้อเยื่อเฉพาะที่มากพอที่จะส่งเสริมการก่อตัวและการเติบโตของฟองอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในข้อต่อ ซึ่งการไหลเวียนโลหิตมีจำกัด ปริมาณและความเข้มข้นของความพยายามที่ต้องใช้ไม่ได้อยู่ภายใต้การควบคุมของผู้ดำน้ำเสมอไป และได้รับอิทธิพลจากทั้งทักษะและสถานการณ์ การวัดความเข้มข้นของการออกกำลังกายในลักษณะที่เป็นประโยชน์สำหรับการป้อนข้อมูลลงในอัลกอริทึมการลดความดันนั้นทำได้ยาก และผลกระทบก็ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ อัตราการเต้นของหัวใจ อัตราการหายใจ และการแลกเปลี่ยนออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในการหายใจสามารถบ่งชี้ความเข้มข้นของการออกกำลังกายได้ แต่แต่ละอย่างอาจถูกรบกวนจากผลกระทบที่ไม่ขึ้นกับความเข้มข้นของการออกกำลังกาย และอาจเป็นเพียงตัวแทนของการไหลเวียนโลหิตเท่านั้น แม้ว่าจะสามารถรวบรวมข้อมูลได้ง่าย แต่ก็ยังไม่ทราบว่าจะนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างไร ผู้ผลิตบางรายเริ่มวัดอัตราการเต้นของหัวใจแล้ว แต่ยังไม่มีคอมพิวเตอร์ดำน้ำใดที่สามารถประเมินความเข้มข้นของการออกกำลังกายในลักษณะที่สามารถนำไปใช้ในอัลกอริทึมการลดความดันได้อย่างมีความหมาย^{[ 40 ]}การออกกำลังกายก่อนดำน้ำยังสามารถส่งผลต่อความน่าจะเป็นของอาการ DCS โดยผลกระทบจะเกี่ยวข้องกับระยะเวลาก่อนดำน้ำที่ทำการออกกำลังกาย กลไกของเรื่องนี้ก็ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้เช่นกัน^{[ 63 ]}มีหลักฐานที่ไม่แน่ชัดว่าการทำกิจกรรมน้อยเป็นเวลานานก่อนดำน้ำอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อความเครียดจากการลดความดัน^{[ 72 ]}

สภาวะอุณหภูมิของนักดำน้ำสามารถส่งผลต่อความเครียดจากการลดความดันได้ โดยส่วนใหญ่ผ่านทางผลกระทบต่อการไหลเวียนของเลือดในแต่ละช่วงของการดำน้ำ นักดำน้ำที่ร่างกายอบอุ่นจะมีระบบไหลเวียนของเลือดที่ดีกว่านักดำน้ำที่ร่างกายเย็น และการไหลเวียนของเลือดในเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ จะส่งผลต่อปริมาณก๊าซเฉื่อยที่มีอยู่สำหรับการละลายในเนื้อเยื่อเหล่านั้นในระหว่างการดำน้ำ และในทำนองเดียวกัน จะส่งผลต่อการขนส่งก๊าซที่ละลายส่วนเกินไปยังปอดซึ่งสามารถกำจัดออกไปได้ในระหว่างขั้นตอนการลดความดันของการดำน้ำ อุณหภูมิของน้ำมีความเกี่ยวข้องเฉพาะในฐานะปัจจัยที่ส่งผลต่ออุณหภูมิร่างกายและการกระจายความร้อนของนักดำน้ำเท่านั้น และการกระจายความร้อนในนักดำน้ำมีความเกี่ยวข้องหลักๆ ในฐานะปัจจัยที่ส่งผลต่อการกระจายการไหลเวียนของเลือด การทดสอบอย่างเป็นระบบแสดงให้เห็นว่าจังหวะเวลาของสภาวะอุณหภูมิมีความสำคัญ ความอบอุ่นของร่างกายซึ่งส่งเสริมการไหลเวียนของเลือดสูงในระหว่างการดำน้ำ ส่งเสริมการสะสมก๊าซเฉื่อยสูง ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อการลดความดัน ความอบอุ่นของร่างกายในระหว่างการลดความดัน และการไหลเวียนของเลือดโดยรวมที่สูงขึ้นที่เกี่ยวข้อง ส่งเสริมอัตราการขับก๊าซออกสูง และลดความเสี่ยงต่อการลดความดัน การรักษาอุณหภูมิร่างกายของนักดำน้ำให้คงที่ตลอดการดำน้ำอาจส่งผลให้จำนวนฟองอากาศในหลอดเลือดดำเพิ่มขึ้น การใช้ชุดดำน้ำแบบใช้น้ำร้อนอาจเพิ่มโอกาสการเกิด DCS เมื่อเทียบกับการใช้ฉนวนแบบพาสซีฟจากชุดดำน้ำแบบแห้ง และการทำให้ร่างกายเย็นลงในช่วงท้ายของการดำน้ำและหลังการดำน้ำอาจเพิ่มระยะเวลาเสี่ยงต่อการเกิด DCS กรณีที่ดีที่สุดสำหรับการลดความเสี่ยงจากการลดความดันคือการไหลเวียนโลหิตต่ำที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิส่วนปลายที่ต่ำกว่าในระหว่างการรับก๊าซและการไหลเวียนโลหิตสูงในระหว่างการลดความดัน และกรณีที่แย่ที่สุดคือการไหลเวียนโลหิตสูงในระหว่างการรับก๊าซและการไหลเวียนโลหิตต่ำของเนื้อเยื่อที่มีปริมาณก๊าซสูงในระหว่างการลดความดัน ณ ปี 2016 ยังไม่มีการวัดการกระจายอุณหภูมิร่างกายที่มีประสิทธิภาพซึ่งสามารถทำนายอัตราการถ่ายเทก๊าซเข้าหรือออกจากเนื้อเยื่อได้อย่างมีประโยชน์โดยอาศัยการกระจายอุณหภูมิหรือการไหลเวียนโลหิตที่มีประสิทธิภาพ หรือวิธีการใดๆ ที่อิงตามหลักฐานในการบูรณาการการวัดอุณหภูมิเข้ากับอัลกอริทึมการลดความดัน^{[ 40 ]}

ความโน้มเอียงต่อความเครียดจากการลดความดันเป็นหมวดหมู่ที่รวมปัจจัยต่างๆ มากมายซึ่งมีความสำคัญแตกต่างกันและในบางกรณีก็ไม่แน่นอน ปัจจัยบางอย่างเป็นลักษณะเฉพาะของนักดำน้ำ บางอย่างเปลี่ยนแปลงได้และได้รับผลกระทบจากสิ่งที่นักดำน้ำทำ ปัจจัยหลายอย่างมีอิทธิพลต่อการไหลเวียนของเลือด ปัจจุบัน (2023) ยังไม่มีปัจจัยใดที่สามารถวัดปริมาณได้อย่างเป็นกลางและบูรณาการเข้ากับอัลกอริทึมการลดความดันได้^{[ 40 ]}

ภาวะขาดน้ำอาจเป็นปัจจัยหนึ่ง แต่ผลกระทบยังไม่เป็นที่เข้าใจในเชิงปริมาณ งานวิจัยบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าภาวะขาดน้ำสามารถเพิ่มความเสี่ยงต่อ DCS ได้ แต่ภาวะน้ำเกินก็เป็นปัญหาเช่นกัน เพราะจะเพิ่มความเสี่ยงต่อภาวะปอดบวมจากการแช่น้ำนอกจากนี้ เนื่องจากภาวะขาดน้ำอาจเป็นอาการหรือผลที่ตามมาของ DCS จึงอาจมีความสับสนระหว่างสาเหตุและผล ภาวะขาดน้ำอาจส่งผลต่อการไหลเวียนของเลือด และอาจส่งผลต่อความสามารถในการละลายของก๊าซในเนื้อเยื่อด้วย^{[ 40 ]}

ความฟิตทางกายภาพเป็นปัจจัยหนึ่งที่ไม่สามารถเข้าใจได้ในเชิงปริมาณ นักดำน้ำจำเป็นต้องมีความฟิตเพียงพอที่จะรับมือกับความต้องการปกติของการดำน้ำ และมีกำลังสำรองเพียงพอที่จะรับมือกับเหตุการณ์ไม่คาดฝันที่คาดการณ์ได้ นอกจากนี้ยังมีข้อมูลที่บ่งชี้ว่าระดับความฟิตที่สูงขึ้นมีความสัมพันธ์กับความเสี่ยงต่อ DCS ที่ลดลง ผู้ที่มีความสามารถในการใช้ออกซิเจนสูงดูเหมือนจะสร้างฟองอากาศหลังการลดความดันน้อยลง ซึ่งมีความสัมพันธ์เชิงคุณภาพกับความเครียดจากการลดความดันที่ลดลง^{[ 40 ]}

ประวัติการเกิดโรคจากการลดความดันซ้ำๆ อาจบ่งชี้ถึงความโน้มเอียงทางสรีรวิทยาต่อ DCS หรือแนวโน้มพฤติกรรมของนักดำน้ำหรือคนที่ดำน้ำด้วยกัน (แรงกดดันจากเพื่อนหรือพฤติกรรมของคู่หูสามารถส่งผลต่อพฤติกรรมของคนอื่นๆ ในกลุ่มได้) อาจเป็นไปได้ที่จะวิเคราะห์ประวัติการดำน้ำของแต่ละบุคคลเพื่อระบุวิธีลดความเสี่ยงในอนาคต แม้ว่านี่จะไม่ใช่กรณีเสมอไป เนื่องจากบางเหตุการณ์ไม่สามารถอธิบายได้อย่างมั่นใจ^{[ 40 ]}

อายุที่มากขึ้นดูเหมือนจะเพิ่มความเสี่ยงต่อ DCS แต่ยังไม่ชัดเจนว่าผลกระทบใดของความชราที่ทำให้ความเสี่ยงเพิ่มขึ้น ระดับสมรรถภาพทางกายที่ลดลง การเปลี่ยนแปลงด้านสุขภาพและการฝึกดำน้ำ อาจเป็นตัวแทนของการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาขั้นพื้นฐาน เช่น การไหลเวียนโลหิตที่มีประสิทธิภาพน้อยลง การเปลี่ยนแปลงความจุของก๊าซในเนื้อเยื่อ หรือประสิทธิภาพการถ่ายโอนก๊าซในปอดที่เปลี่ยนแปลงไป^{[ 40 ]}

มีหลักฐานบางอย่างจากผู้ดูแลภายในห้องว่าผู้หญิงมีความเสี่ยงเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในช่วงแรกของรอบเดือน แต่หลักฐานจากเอกสารเกี่ยวกับการดำน้ำไม่สนับสนุนเรื่องนี้ ซึ่งอาจเป็นเพราะสภาวะที่ควบคุมได้และทำซ้ำได้มากขึ้นในการบำบัดด้วยห้องมาตรฐานมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความไวของแต่ละบุคคล ซึ่งจะหายไปในเสียงรบกวนในการดำน้ำ^{[ 40 ]}

แม้ว่าการไหลเวียนโลหิตจะเป็นปัจจัยสำคัญในสรีรวิทยาของการลดความดันอย่างชัดเจน เนื่องจากการไหลเวียนโลหิตได้รับการยอมรับว่าเป็นปัจจัยจำกัดในการขนส่งก๊าซที่ละลายเข้าและออกจากเนื้อเยื่อ และในการขนส่งและการกระจายตัวของฟองอากาศในหลอดเลือดระหว่างการลดความดัน แต่ก็มีหลักฐานเชิงประจักษ์น้อยมากเกี่ยวกับความเสี่ยงที่เปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการไหลเวียนโลหิตที่บกพร่องอันเนื่องมาจากการบาดเจ็บก่อนหน้า ท่าทางของร่างกาย หรือแม้แต่ภาวะขาดน้ำ การมีรูเปิดระหว่างห้องหัวใจ (patent foramen ovale) อาจทำให้เลือดดำที่มีฟองอากาศจากการลดความดันไหลผ่านเครือข่ายเส้นเลือดฝอยในปอดโดยไม่ผ่านการกรอง และได้รับการระบุว่าเป็นปัจจัยเสี่ยงสำหรับ DCS ที่รุนแรง แต่ถึงแม้ความถี่ของ PFO จะสูง อุบัติการณ์ของ DCS ที่รุนแรงกลับต่ำ และระดับการเปิดของรูเปิดนั้นมีความแปรปรวนมาก PFO ไม่ใช่เส้นทางเดียวที่ฟองอากาศจะไปถึงระบบไหลเวียนโลหิตของหลอดเลือดแดง เนื่องจากฟองอากาศยังสามารถไหลผ่านระบบไหลเวียนโลหิตในปอดได้ และสิ่งนี้สามารถเพิ่มขึ้นได้ด้วยการออกกำลังกาย^{[ 40 ] [ 73 ]}

ปัจจัยต่างๆ ที่อาจจัดอยู่ในกลุ่มสุขภาพทางชีวภาพอาจส่งผลต่อความเครียดจากการลดความดัน ความสำคัญและกลไกของปัจจัยเหล่านี้ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ และบทบาทอาจมีน้อยหรือมาก สถานะทางโภชนาการมีความสำคัญต่อสุขภาพโดยรวมและส่งผลต่อสมรรถภาพทางกาย ดังนั้นจึงอาจส่งผลต่อความปลอดภัยในการลดความดัน พบว่าระดับคอเลสเตอรอลสูงมีความสัมพันธ์ทางสถิติกับจำนวนฟองอากาศสูง แต่ยังไม่มีการตรวจสอบกลไกที่เป็นสาเหตุ มีข้อมูลน้อยมากเกี่ยวกับผลกระทบของยาต่อความเสี่ยงในการลดความดัน แต่ยาบางชนิดสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อกระบวนการทางสรีรวิทยาและจิตใจ ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลที่จะสันนิษฐานว่าอาจมีผลกระทบที่ไม่ทราบต่อความเสี่ยงในการลดความดัน การวัดผลกระทบทำได้ยากเนื่องจากมียาหลายชนิด ปริมาณยา และปฏิกิริยาที่อาจเกิดขึ้นระหว่างยาหลายชนิด ปัจจัยทางพันธุกรรมและการแสดงออกทางเอพิเจเนติกส์ส่งผลต่อสรีรวิทยาหลายด้าน และอาจส่งผลต่อความไวและการตอบสนองต่อความเครียดจากการลดความดัน แต่ยังไม่มีการศึกษาเรื่องนี้^{[ 40 ]}

การปรับตัว: การเปลี่ยนแปลงแบบปรับตัวเพื่อตอบสนองต่อการสัมผัสซ้ำๆ สามารถสร้างการตอบสนองที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง ซึ่งก็คือการไวต่อหรือลดความไวต่อการมีอยู่ของก๊าซเฉื่อยที่ละลายอยู่ ข้อมูลที่ตีพิมพ์มีความขัดแย้งกัน แต่สิ่งนี้อาจเป็นผลจากพฤติกรรม ชุดการทดสอบที่ออกแบบมาเพื่อลดปัจจัยรบกวนชี้ให้เห็นว่าจำนวนฟองอากาศที่ค่อนข้างต่ำกว่าน่าจะเป็นไปได้ในช่วงโปรไฟล์การดำน้ำที่คล้ายกันในวันติดต่อกัน^{[ 40 ] [ 74 ]}

จากการสังเกตภาคสนาม Pyle (2001) ได้ตั้งสมมติฐานว่าปัจจัยทางพฤติกรรมบางอย่างในช่วงท้ายของการดำน้ำลึกอาจส่งผลต่อความเครียดจากการลดความดันและความเสี่ยงในการเกิดอาการต่างๆ ในช่วงเวลาไม่นานหลังจากออกจากน้ำ^{[ 75 ]}

• ความดันบรรยากาศลดลงอย่างกะทันหันระหว่างการขึ้นสู่ผิวน้ำจากจุดหยุดสุดท้ายที่ระดับ 6 เมตรโดยใช้ออกซิเจน^{[ 75 ]}
• การเปลี่ยนจากการหายใจด้วยออกซิเจนที่จุดหยุดลดความดันสุดท้ายที่ 6 เมตรที่ความดันย่อย 1.6 บาร์ ไปเป็นการหายใจด้วยอากาศที่ผิวน้ำที่ความดันย่อย 0.2 บาร์ อาจมีผลทำให้หลอดเลือดขยายตัวในช่วงเวลาหลังจากขึ้นสู่ผิวน้ำโดยตรง^{[ 75 ]}
• การเปลี่ยนแปลงระดับการออกแรงอย่างกะทันหันจากช่วงเวลาที่ผ่อนคลายพอสมควรของการลดความดันไปสู่การออกแรงที่ค่อนข้างหนักในการปีนขึ้นจากน้ำพร้อมอุปกรณ์หนัก หรือการว่ายน้ำในสภาพทะเลที่คลื่นแรง^{[ 75 ]}
• ผลกระทบฉับพลันของการออกจากน้ำต่อการกระจายเลือดเมื่อไม่มีแรงดันไฮโดรสแตติกมาช่วยพยุงในท่าตั้งตรง อาจทำให้เลือดไหลย้อนกลับจากแกนกลางลำตัวไปยังขา ซึ่งเป็นการย้อนกลับผลของการจุ่มน้ำในช่วงเริ่มต้นของการดำน้ำ^{[ 75 ]}

เป็นเรื่องปกติที่การเปลี่ยนแปลงทั้งสี่นี้จะเกิดขึ้นในเวลาใกล้เคียงกัน^{[ 75 ]}

ประเภทของการบาดเจ็บและความผิดปกติทางสรีรวิทยาที่อาจเกิดจากการลดความดัน ได้แก่โรคจากการ ลดความดัน ภาวะบาดเจ็บจากความดันและ กลุ่มอาการ อารมณ์ฉุนเฉียวการบาดเจ็บประเภทเหล่านี้อาจเกิดขึ้นเพียงอย่างเดียวหรือหลายอย่างรวมกัน^{[ 76 ] [ 34 ] [ 77 ]}

โรคจากการลดความดันเกิดจากการก่อตัวของฟองก๊าซเฉื่อยในเนื้อเยื่อที่อิ่มตัวเกิน การบาดเจ็บจากความดันจากการลดความดันมักเกิดจากการลดความดันอย่างรวดเร็วซึ่งช่องว่างก๊าซไม่สามารถปรับความดันให้เท่ากับสิ่งแวดล้อมได้ และอาการลมพิษจะเกิดขึ้นเฉพาะในกรณีที่ความดันลดลงสู่ระดับความดันแวดล้อมที่ต่ำมากเท่านั้น^{[ 78 ] [ 34 ] [ 77 ]}

ฟองอากาศในหลอดเลือดทำให้เม็ดเลือดแดงจับตัวเป็นก้อนเกล็ด เลือด ถูกใช้ไปเม็ดเลือดขาวถูกกระตุ้นการซึมผ่านของหลอดเลือดเพิ่มขึ้น ก๊าซในฟองอากาศจะปรับสมดุลกับเนื้อเยื่อรอบข้าง ดังนั้นจึงมีไอน้ำ ออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ รวมถึงก๊าซเฉื่อยด้วย ฟองอากาศในหลอดเลือดดูเหมือนจะก่อตัวขึ้นที่ปลายหลอดเลือดดำของเส้นเลือดฝอยและผ่านหลอดเลือดดำไปยังด้านขวาของหัวใจ จากนั้นจึงไหลเวียนไปยังปอด^{[ 79 ]}

ฟองอากาศอาจติดอยู่ในเส้นเลือดฝอยในปอด ทำให้เส้นเลือดฝอยอุดตันชั่วคราว หากอาการรุนแรง อาจเกิดอาการที่เรียกว่า " สำลัก " ได้^{[ 6 ]}

หากนักดำน้ำมี รู เปิดในผนังกั้นหัวใจห้องบน (PFO) หรือมีการไหลเวียนเลือดลัดวงจรในปอด ฟองอากาศอาจผ่านเข้าไปและเลี่ยงเส้นเลือดฝอยในปอดซึ่งเป็นบริเวณที่มีการแลกเปลี่ยนก๊าซ เข้าสู่กระแสเลือดแดงได้ หากฟองอากาศเหล่านี้ไม่ถูกดูดซึมในพลาสมาของหลอดเลือดแดงและไปติดอยู่ในเส้นเลือดฝอยทั่วร่างกาย ฟองอากาศเหล่านั้นจะไปปิดกั้นการไหลเวียนของเลือดที่มีออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อที่ได้รับเลือดจากเส้นเลือดฝอยเหล่านั้น ทำให้เนื้อเยื่อเหล่านั้นขาดออกซิเจน Moon และ Kisslo (1988) สรุปว่า "หลักฐานชี้ให้เห็นว่าความเสี่ยงของ DCI ทางระบบประสาทที่ร้ายแรงหรือ DCI ที่เกิดขึ้นเร็วจะเพิ่มขึ้นในนักดำน้ำที่มีการไหลเวียนเลือดลัดวงจรจากขวาไปซ้ายขณะพักผ่าน PFO ปัจจุบันยังไม่มีหลักฐานว่า PFO เกี่ยวข้องกับอาการเบนด์ที่ไม่รุนแรงหรือเกิดขึ้นช้า" ^{[ 80 ]}

ฟองอากาศอาจก่อตัวขึ้นภายในเนื้อเยื่ออื่นๆ รวมถึงหลอดเลือดด้วย^{[ 6 ]}ก๊าซเฉื่อยสามารถแพร่เข้าไปในนิวเคลียสของฟองอากาศระหว่างเนื้อเยื่อ ในกรณีนี้ ฟองอากาศอาจทำให้เนื้อเยื่อเสียรูปทรงและเสียหายอย่างถาวร ฟองอากาศเหล่านี้อาจกดทับเส้นประสาทขณะที่มันขยายตัว ทำให้เกิดอาการปวด^{[ 5 ] [ 81 ]}

ฟองอากาศ นอกหลอดเลือดหรือที่เกิดขึ้นเอง^[a]มักก่อตัวในเนื้อเยื่อที่เคลื่อนไหวช้า เช่น ข้อต่อ เอ็น และปลอกกล้ามเนื้อ การขยายตัวโดยตรงทำให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อ พร้อมกับการปล่อยฮิสตามีนและผลกระทบที่เกี่ยวข้อง ความเสียหายทางชีวเคมีอาจมีความสำคัญเท่าเทียมหรือมากกว่าผลกระทบทางกล^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

บาโรทรามา คือความเสียหายทางกายภาพต่อเนื้อเยื่อ ของร่างกาย ที่เกิดจากความแตกต่างของความดันระหว่าง ช่องว่าง ก๊าซภายในหรือที่สัมผัสกับร่างกายกับก๊าซหรือของเหลวโดยรอบ^{[ 82 ] [ 34 ]}ความเสียหายเริ่มต้นมักเกิดจากการยืดเนื้อเยื่อมากเกินไปในสภาวะตึงหรือเฉือนไม่ว่าจะโดยตรงจากการขยายตัวของก๊าซในช่องว่างปิดหรือจากความแตกต่าง ของ ความดัน ที่ส่งผ่านเนื้อเยื่อโดยแรงดัน ไฮโดรสแตติกการฉีกขาดของเนื้อเยื่ออาจซับซ้อนขึ้นจากการนำก๊าซเข้าไปในเนื้อเยื่อหรือระบบไหลเวียนโลหิตในบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บซึ่งอาจทำให้เกิดการอุดตันของการไหลเวียนโลหิตในบริเวณที่ห่างไกลหรือรบกวนการทำงานปกติของอวัยวะโดยการมีอยู่ของก๊าซนั้น โดยทั่วไปจะใช้คำนี้เมื่อปริมาตรของก๊าซที่เกี่ยวข้องมีอยู่แล้วก่อนที่จะเกิดการยุบตัว บาโรทรามาสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในระหว่างเหตุการณ์การอัดและการยุบตัว^{[ 34 ]}

บาโรทรามาของการลดความดันโดยทั่วไปจะแสดงออกมาเป็นผลกระทบ ต่อ ไซนัสหรือหูชั้นกลางการบาดเจ็บจากความดันเกินในปอดและการขยายตัวมากเกินไปของก๊าซในระบบทางเดินอาหาร^{[ 34 ]}

บาโรทรามามักเกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงความดันแวดล้อม อย่างมีนัยสำคัญ เช่น เมื่อนักดำน้ำ นัก ดำ น้ำอิสระหรือผู้โดยสารเครื่องบินขึ้นหรือลง หรือระหว่างการลดความดันอย่างไม่สามารถควบคุมได้ของภาชนะรับความดันเช่นห้องดำน้ำหรือเครื่องบินที่มีความดัน แต่ก็อาจเกิดจากคลื่นกระแทก ได้เช่นกัน ^[ 34 ^]การบาดเจ็บของปอดที่เกิดจากเครื่องช่วยหายใจ (VILI) เป็นภาวะที่เกิดจากการขยายตัวของปอดมากเกินไปโดยเครื่องช่วยหายใจ ที่ใช้เมื่อร่างกายไม่สามารถหายใจได้ด้วยตนเอง และเกี่ยวข้องกับปริมาตรการหายใจเข้าออก ^ที่ค่อนข้างมากและความดันสูงสุดที่ค่อนข้างสูง^{[ 83 ]}

ภาวะฟอง ไอน้ำ (Ebullism) คือการเกิดฟอง ไอน้ำ ในของเหลวในร่างกายเนื่องจากความดันสิ่งแวดล้อมลดลง โดยปกติจะเกิดขึ้นที่ระดับ ความสูงมาก ภาวะนี้เกิดขึ้นเนื่องจากระบบของของเหลวและก๊าซที่อยู่ในสมดุลจะมีการเปลี่ยนแปลงสุทธิจากของเหลวเป็นก๊าซเมื่อความดันลดลง ตัวอย่างเช่น ของเหลวจะถึงจุดเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่าเมื่อความดันลดลง^{[ 77 ]}การบาดเจ็บและความผิดปกติที่เกิดจากภาวะฟองไอน้ำนี้เรียกอีกอย่างว่ากลุ่มอาการฟองไอน้ำ^{[ 78 ]}ภาวะฟองไอน้ำจะทำให้ปริมาตรของเนื้อเยื่อขยายตัว แต่ความดันไอน้ำที่อุณหภูมิที่มนุษย์สามารถอยู่รอดได้นั้นไม่เพียงพอที่จะทำให้ผิวหนังหรือเนื้อเยื่อส่วนใหญ่ที่ห่อหุ้มด้วยผิวหนังแตกได้^{[ 84 ]} ภาวะฟองไอน้ำทำให้เกิดการบาดเจ็บที่คาดการณ์ได้ ซึ่งอาจรอดชีวิตได้หากได้รับการรักษาอย่างทันท่วงที และมักจะมาพร้อมกับภาวะแทรกซ้อนที่เกิดจากการลดความดันอย่างรวดเร็ว เช่น โรคจากการลดความดันและการบาดเจ็บจากความดันหลายประเภท บุคคลที่มีความเสี่ยงคือนักบินอวกาศและนักบินที่บินในระดับความสูงมาก^{[ 77 ]}

การลดความดันจากภาวะอิ่มตัวเป็นกรณีพิเศษที่เนื้อเยื่อทั้งหมดอิ่มตัวด้วยปริมาณก๊าซเฉื่อยที่เสถียรสูงสุดสำหรับความดันบรรยากาศและส่วนผสมของก๊าซหายใจ ในสถานการณ์นี้สามารถแสดงได้ว่าเนื้อเยื่อที่ควบคุมการลดความดันคือเนื้อเยื่อที่ช้าที่สุดเสมอ ทำให้การคำนวณตารางเวลาค่อนข้างง่าย เนื่องจากตารางเวลาเดียวกันนั้นใช้ได้เสมอสำหรับความดันและส่วนผสมของก๊าซหายใจที่กำหนด และสามารถปฏิบัติตามตารางเวลาเดียวกันสำหรับส่วนผสมของก๊าซหายใจที่กำหนด โดยเริ่มจากความดันอิ่มตัวจริง แม้ว่าตารางเวลาอาจได้รับผลกระทบจากการใช้ส่วนผสมของก๊าซที่แตกต่างกันสำหรับการลดความดัน ซึ่งมักทำโดยการใช้ความดันย่อยของออกซิเจนที่สูงกว่าในระหว่างการลดความดันมากกว่าในระหว่างการสัมผัสกับภาวะอิ่มตัว^{[ 85 ] [ 31 ] [ 86 ]}

ภาพกราฟิกแสดงตารางการลดความดันแบบอิ่มตัวของ NORSOK U-100 (2009) จากระดับความลึก 180 เมตร เริ่มเวลา 06:00 น. และใช้เวลา 7 วัน 15 ชั่วโมง โดยรักษาความดันย่อยของออกซิเจนไว้ระหว่าง 0.4 ถึง 0.5 บาร์

การลดความดันแบบอิ่มตัวในการดำน้ำเป็นกระบวนการทางสรีรวิทยาของการเปลี่ยนจากสภาวะคงที่ของการอิ่มตัวเต็มที่ด้วยก๊าซเฉื่อยที่ความดันสูงขึ้นไปสู่สภาวะมาตรฐานที่ความดันบรรยากาศปกติที่ผิวน้ำ เป็นกระบวนการที่ยาวนานซึ่งก๊าซเฉื่อยจะถูกกำจัดออกไปในอัตราที่ต่ำมากซึ่งจำกัดโดยเนื้อเยื่อที่ได้รับผลกระทบที่ช้าที่สุด และการเบี่ยงเบนจากกำหนดการที่ลดความดันอย่างรวดเร็วอาจทำให้เกิดฟองก๊าซซึ่งสามารถทำให้เกิดโรคจากการลดความดันได้ ขั้นตอนการลดความดันในการปฏิบัติงานส่วนใหญ่อาศัยพารามิเตอร์ที่ได้มาจากการทดลองซึ่งอธิบายอัตราการลดความดันที่ช้าอย่างต่อเนื่อง ซึ่งอาจขึ้นอยู่กับความลึกและส่วนผสมของก๊าซ^{[ 86 ]}

ในการดำน้ำแบบอิ่มตัว เนื้อเยื่อทั้งหมดจะถือว่าอิ่มตัวตั้งแต่เริ่มต้น และการลดความดันซึ่งปลอดภัยสำหรับเนื้อเยื่อที่ช้าที่สุดตามทฤษฎีแล้วจะปลอดภัยสำหรับเนื้อเยื่อที่เร็วกว่าทั้งหมดในแบบจำลองคู่ขนาน การขึ้นสู่ผิวน้ำโดยตรงจากการอิ่มตัวของอากาศที่ระดับความลึกประมาณ 7 เมตร จะทำให้เกิดฟองก๊าซในหลอดเลือดดำ แต่ไม่มีอาการของ DCS การสัมผัสกับความอิ่มตัวที่ลึกกว่านั้นต้องใช้ตารางการลดความดันเพื่อกลับสู่ระดับอิ่มตัว^{[ 87 ]}

อัตราการลดความดันที่ปลอดภัยจากการดำน้ำแบบอิ่มตัวจะถูกควบคุมโดยความดันย่อยของออกซิเจนในก๊าซหายใจที่สูดดมเข้าไป^{[ 88 ]}ความไม่อิ่มตัวโดยธรรมชาติเนื่องจากหน้าต่างออกซิเจนช่วยให้ระยะเริ่มต้นของการลดความดันแบบอิ่มตัวค่อนข้างเร็วตามสัดส่วนของความดันย่อยของออกซิเจน จากนั้นจึงควบคุมอัตราการลดความดันเพิ่มเติมที่จำกัดโดยครึ่งเวลาของการกำจัดก๊าซเฉื่อยจากช่องที่ช้าที่สุด^{[ 89 ]}อย่างไรก็ตาม ตารางการลดความดันแบบอิ่มตัวบางตารางไม่อนุญาตให้เริ่มการลดความดันด้วยการขึ้นด้านบนโดยเฉพาะ^{[หมายเหตุ 1 ] [ 85 ]}ทั้งการขึ้นลงระหว่างการดำน้ำและขั้นตอนการลดความดันที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน (ณ ปี 2016) ไม่พบว่าก่อให้เกิดปัญหาการลดความดันโดยลำพัง แต่ดูเหมือนว่าจะมีความเสี่ยงสูงขึ้นอย่างมากเมื่อการขึ้นลงตามมาด้วยการลดความดันก่อนที่ฟองอากาศที่ไม่มีอาการซึ่งเกิดจากการขึ้นลงระหว่างการดำน้ำจะหายไปอย่างสมบูรณ์ การเริ่มลดความดันในขณะที่มีฟองอากาศปรากฏอยู่ดูเหมือนจะเป็นปัจจัยกระตุ้นในหลายกรณีของโรคจากการลดความดันที่ไม่คาดคิดในระหว่างการลดความดันอิ่มตัวตามปกติ^{[ 90 ]}

การประยุกต์ใช้แบบจำลองฟองอากาศในปี 1985 ทำให้สามารถสร้างแบบจำลองการลดความดันแบบดั้งเดิม การลดความดันที่ระดับความสูง เกณฑ์ไม่หยุดพัก และการดำน้ำแบบอิ่มตัวได้สำเร็จโดยใช้การตั้งค่าพารามิเตอร์การก่อตัวของนิวเคลียสทั่วโลกสี่ตัว^{[ 91 ]} การวิจัยเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองการลดความดันแบบอิ่มตัวและการทดสอบตารางเวลายังคงดำเนินต่อไป ในปี 2015 แนวคิดที่เรียกว่าExtended Oxygen Windowถูกนำมาใช้ในการทดสอบเบื้องต้นสำหรับแบบจำลองการลดความดันแบบอิ่มตัวที่ได้รับการปรับปรุง แบบจำลองนี้ช่วยให้อัตราการลดความดันเร็วขึ้นในช่วงเริ่มต้นของการขึ้นสู่ผิวน้ำเพื่อใช้ประโยชน์จากความไม่อิ่มตัวโดยธรรมชาติเนื่องจากการใช้ออกซิเจนในกระบวนการเผาผลาญ ตามด้วยอัตราคงที่ที่จำกัดโดยความดันย่อยของออกซิเจนในก๊าซหายใจ ระยะเวลาของอัตราการลดความดันคงที่ยังถูกจำกัดโดยเศษส่วนออกซิเจนสูงสุดที่อนุญาต และเมื่อถึงขีดจำกัดนี้ อัตราการลดความดันจะช้าลงอีกครั้งเนื่องจากความดันย่อยของออกซิเจนลดลง ขั้นตอนนี้ยังคงอยู่ในขั้นตอนการทดลอง ณ เดือนพฤษภาคม 2016 เป้าหมายคือการลดเวลาการลดความดันโดยรวมอย่างปลอดภัยในระดับที่ยอมรับได้สำหรับความลึกอิ่มตัวและส่วนผสมของก๊าซที่กำหนด^{[ 86 ]}

การลดความดันเนื่องจากระดับความสูงหรือการลดความดันต่ำกว่าระดับปกติ คือการลดความดันบรรยากาศลงต่ำกว่าช่วงปกติของความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเล การลดความดันเนื่องจากระดับความสูงเป็นผลตามธรรมชาติของการขึ้นสู่ที่สูงโดยไม่มีการป้องกัน ในขณะที่การลดความดันต่ำกว่าระดับปกติเกิดจากการปล่อยความดันของชุดอวกาศหรือห้องโดยสารที่มีความดัน ยานพาหนะ หรือที่อยู่อาศัยโดยตั้งใจหรือไม่ตั้งใจ และอาจเป็นการควบคุมหรือไม่สามารถควบคุมได้และรวมถึงการลดความดันเพื่อเตรียมการสำหรับกิจกรรมนอกยาน อวกาศ หรือการลดความดันในห้องความดันต่ำกว่าระดับปกติ^{[ 92 ]}

การลดความดันเนื่องจากระดับความสูงอาจเกิดขึ้นจากการลดความดันเนื่องจากความอิ่มตัวที่ระดับความสูงที่ต่ำกว่า หรือจากการลดความดันเนื่องจากการเดินทางไปยังระดับความสูงที่ต่ำกว่า ในกรณีของผู้ที่อาศัยอยู่ในที่สูง เดินทางไปที่ระดับความสูงต่ำเป็นระยะเวลาสั้นๆ แล้วกลับมา หรือบุคคลที่ลดความดันจากการดำน้ำที่ระดับความสูงซึ่งเป็นกรณีพิเศษของการลดความดันจากการดำน้ำ^{[ 93 ]}

การเปลี่ยนระดับความสูงอย่างกะทันหันจากระดับน้ำทะเลไปยังระดับความสูงเหนือ 15,000 ฟุต (4,600 เมตร) โดยไม่มีการหายใจออกซิเจนล่วงหน้าอาจทำให้เกิดฟองก๊าซในหลอดเลือดดำได้^{[ 94 ]}การลดความดันในระดับต่ำมากอาจทำให้ของเหลวเดือด ได้ในกรณีที่รุนแรง เมื่อความดันลดลงต่ำกว่า ความดันไอสำหรับอุณหภูมิของของเหลว สำหรับน้ำที่อุณหภูมิร่างกายปกติ ระดับความสูงนี้เรียกว่าขีดจำกัดอาร์มสตรอง [ ^{95 ] การ} เดือดของของเหลวภายในร่างกายที่ความดันต่ำมากเรียกว่าภาวะเดือดพล่านและถูกจำกัดโดยการสะสมของความดันไอภายในเนื้อเยื่อ ไอน้ำอาจทำให้ร่างกายบวมเป็นสองเท่าของปริมาตรปกติและทำให้การไหลเวียนช้าลง แต่เนื้อเยื่อมีความยืดหยุ่นและแข็งแรงพอที่จะป้องกันการแตกได้ ในทางเทคนิค ภาวะลมพิษจะถือว่าเริ่มต้นที่ระดับความสูงประมาณ 19 กิโลเมตร (12 ไมล์) หรือความดันน้อยกว่า 6.3 kPa (47 มม.ปรอท ) ที่ความดันที่สามารถเกิดภาวะลมพิษได้ แม้แต่ออกซิเจน 100% ก็ไม่เพียงพอที่จะรักษาสติหรือชีวิตไว้ได้^{[ 96 ]}

อุปกรณ์ ตรวจจับฟองอากาศแบบดอปเปลอร์ใช้สัญญาณอัลตราโซนิก ที่สะท้อนจากพื้นผิวของฟองอากาศเพื่อระบุและวัดปริมาณฟองก๊าซที่มีอยู่ในเลือดดำ วิธีนี้ถูกใช้โดย ดร. เมอร์ริล สเปนเซอร์จากสถาบันสรีรวิทยาประยุกต์และการแพทย์ในซีแอตเติล ซึ่งตีพิมพ์รายงานในปี 1976 แนะนำให้ลดขีดจำกัดการดำน้ำโดยไม่ต้องหยุดพักเพื่อลดความดันในขณะนั้นลง โดยอ้างอิงจากการตรวจพบฟองก๊าซในเลือดดำจำนวนมากในนักดำน้ำที่สัมผัสกับขีดจำกัดการดำน้ำโดยไม่ต้องหยุดพักเพื่อลดความดันของกองทัพเรือสหรัฐฯ ฟองอากาศที่ไม่ก่อให้เกิดอาการเหล่านี้ได้กลายเป็นที่รู้จักในชื่อ "ฟองอากาศเงียบๆและเชื่อกันว่ามีไนโตรเจนที่ปล่อยออกมาจากสารละลายระหว่างการขึ้นสู่ผิวน้ำ ^{[ 97 ]}งานวิจัยในช่วงแรกๆ เกี่ยวกับการตรวจจับฟองก๊าซเฉื่อยด้วย Doppler ในการลดความดันนั้นดำเนินการโดย Alf O. Brubakkที่สถาบันใต้น้ำแห่งนอร์เวย์การตรวจจับฟองอากาศในหลอดเลือดดำด้วย Doppler ได้กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการวิจัยเกี่ยวกับการลดความดัน ส่วนหนึ่งเป็นเพราะช่วยให้สามารถกำหนดจุดสิ้นสุดที่ไม่แสดงอาการสำหรับการทำงานทดลอง และส่วนหนึ่งเป็นเพราะอุปกรณ์มีราคาไม่แพงนักสำหรับการสำรวจภาคสนามในนักดำน้ำที่ทำการดำน้ำเพื่อสันทนาการ ดำน้ำทางเทคนิค และดำน้ำแบบมืออาชีพทั่วไป การตรวจจับฟองอากาศด้วย Doppler ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยเกี่ยวกับการดำน้ำแบบอิ่มตัวอีกด้วย ^{[ 98 ]}

โดยทั่วไป สัญญาณ Doppler สำหรับฟองอากาศจะถูกส่งออกเป็นสัญญาณเสียง และอาจจัดระดับตามมาตราส่วน Spencer หรือมาตราส่วน Kisman-Masurel มาตราส่วน Spencer ได้รับการพัฒนาโดย Spencer และ Johanson ในปี 1974 และจำแนกสัญญาณฟองอากาศออกเป็น 5 ระดับเมื่อเทียบกับเสียงพื้นหลังของการทำงานของหัวใจ: ^{[ 99 ]}

ระดับ 0: ไม่พบสัญญาณฟองอากาศ

ระดับ 1: ตรวจพบสัญญาณฟองอากาศเป็นครั้งคราว - รอบการเต้นของหัวใจส่วนใหญ่ไม่มีฟองอากาศ

ระดับ 2: วงจรการเต้นของหัวใจหลายรอบ แต่ไม่ถึงครึ่งหนึ่ง มีสัญญาณฟองอากาศ

ระดับ III: วงจรการเต้นของหัวใจทุกรอบมีสัญญาณฟองอากาศ แต่สัญญาณเหล่านั้นไม่บดบังสัญญาณการทำงานของหัวใจ

ระดับ 4: สัญญาณฟองอากาศเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและบดบังเสียงการทำงานของหัวใจตามปกติ

มาตรา Kisman-Masurel มีลักษณะคล้ายกัน และให้การไล่ระดับฟองอากาศที่ละเอียดอ่อนกว่า แต่ยากต่อการให้คะแนนอย่างเชี่ยวชาญมากกว่า มาตรา Spencer ได้รับความนิยมมากกว่าในทางปฏิบัติ หมวดหมู่เกรดไม่เป็นเชิงเส้นและไม่สามารถหาค่าเฉลี่ยได้^{[ 99 ]}

โดยทั่วไป ตำแหน่งที่ใช้ในการตรวจวัดฟองอากาศคือการตรวจวัดหลอดเลือดแดงปอดบริเวณหน้าอกเนื่องจากเป็นการรวมเลือดทั้งหมดที่ไหลกลับสู่ร่างกายก่อนที่จะไปยังปอด จึงมีโอกาสน้อยที่สุดที่จะพลาดฟองอากาศจากแหล่งกำเนิดภายนอก และเข้ากันได้ดีที่สุดกับมาตราส่วน Spencer และ KM เนื่องจากได้ยินเสียงหัวใจอย่างชัดเจน ตำแหน่งอื่นๆ ที่เคยใช้ ได้แก่หลอดเลือดดำใต้กระดูกไหปลาร้าหลอดเลือดแดงคาโรติดหลอดเลือดดำต้นขาและหลอดเลือดดำใหญ่ส่วนล่าง โปรโตคอลสำหรับการตรวจสอบฟองอากาศจากการลดความดันด้วยคลื่นเสียง อัลตราโซนิกยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา และอาจแตกต่างกันไปในแต่ละนักวิจัย^{[ 99 ]}

^{วิธีการตรวจ จับ} ฟองอากาศแบบไม่รุกรานอื่นๆ ได้แก่ การตรวจเอโคคาร์ดิโอแกรมสองมิติ[ ^{99 ]}แต่ Doppler ดูเหมือนจะมีความไวมากกว่าและตรวจจับฟองอากาศขนาดเล็กได้^{[ 79 ]}

การถ่ายภาพสองมิติสามารถให้ภาพตัดขวางตามระนาบเดียวของห้องหัวใจทั้งสี่ห้องได้ ดังนั้นจึงแตกต่างจาก Doppler ซึ่งประเมินเลือดก่อนการกรองขั้นต้นโดยปอด และยังสามารถประเมินเลือดที่จะไหลเวียนไปทั่วร่างกายได้ด้วย อุปกรณ์เอคโคคาร์ดิโอแกรมได้รับการพัฒนาจากอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการขนาดใหญ่ไปเป็นหน่วยพกพาที่ใช้แบตเตอรี่ซึ่งมีความละเอียดเพียงพอที่จะเหมาะสำหรับการศึกษาภาคสนาม เอคโคคาร์ดิโอแกรมผ่านทรวงอกเหมาะสำหรับการสุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการศึกษาการลดความดันเพื่อระบุฟองก๊าซที่มีการสะท้อนแสงสูง^{[ 100 ]}การตรวจจับฟองก๊าซในหลอดเลือดดำด้วยภาพอัลตราซาวนด์เป็นตัวทำนายที่มีความไว แต่ไม่จำเพาะเจาะจงของผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์จากการลดความดัน คล้ายกับความสัมพันธ์ที่ตีพิมพ์ระหว่างฟองที่ตรวจพบโดย Doppler กับโรคจากการลดความดัน^{[ 101 ]}

ประโยชน์ของการตรวจจับฟองอากาศด้วย Doppler ในหลอดเลือดแดงปอดเพื่อทำนาย DCS ทางคลินิกได้อย่างน่าเชื่อถือนั้นต่ำ^{[ 63 ]}ความสัมพันธ์ระหว่างฟองอากาศในหลอดเลือดที่ตรวจจับด้วย Doppler กับโรคจากการลดความดันคือ นักดำน้ำเกือบทั้งหมดที่เกิด DCS หลังจากการดำน้ำจะสร้างฟองอากาศจำนวนมาก แต่แม้แต่ฟองอากาศระดับ 3 หรือ 4 ก็อาจปรากฏขึ้นโดยไม่มีสัญญาณหรืออาการของ DCS และฟองอากาศระดับ 0, 1 และ 2 มีความเสี่ยงต่ำมาก ในชุดการทดสอบโดย Sawatsky ฟองอากาศระดับ 3 มีความเสี่ยง 5% และระดับ 4 มีความเสี่ยงประมาณ 10% ^{[ 79 ]}ฟองอากาศอาจเกิดขึ้นหลังจากการสัมผัสที่มีบันทึกความปลอดภัยที่ดีมาก ประโยชน์ของการตรวจจับฟองอากาศคือการประเมินความเครียดจากการลดความดันสัมพัทธ์^{[ 100 ]}และสามารถใช้ในนักดำน้ำที่ไม่มีอาการเป็นเกณฑ์ที่ปลอดภัยกว่าสำหรับการประเมินความเครียดจากการลดความดันที่ยอมรับได้มากกว่าการเกิดอาการทางคลินิกสำหรับการประเมินอัลกอริทึมการลดความดัน^{[ 100 ]}การไม่มีฟองอากาศในหลอดเลือดแดงปอดที่ตรวจพบได้ถือเป็นตัวบ่งชี้ที่ชัดเจนว่าอาการหรือสัญญาณทางคลินิกใดๆ ที่อาจปรากฏขึ้นนั้นไม่ได้เกิดจาก DCS ^{[ 63 ]}

• การฝึกปฏิบัติการลดความดัน  – เทคนิคและขั้นตอนสำหรับการลดความดันอย่างปลอดภัยสำหรับนักดำน้ำ
• โรคจากการลดความดัน  – ความผิดปกติที่เกิดจากก๊าซที่ละลายอยู่ในเนื้อเยื่อก่อตัวเป็นฟองอากาศ
• การลดความดัน (ในการดำน้ำ)  – การลดความดันและผลกระทบระหว่างการขึ้นสู่ผิวน้ำจากระดับความลึก
• ทฤษฎีการลดความดัน  – การสร้างแบบจำลองทางทฤษฎีของสรีรวิทยาการลดความดัน
• ความลึกของอากาศเทียบเท่า  – วิธีการเปรียบเทียบความต้องการการลดความดันสำหรับอากาศและส่วนผสมไนตร็อกซ์ที่กำหนด
• ความลึกที่เทียบเท่ากับฤทธิ์ยาชา  – วิธีการเปรียบเทียบฤทธิ์ยาชาของก๊าซดำน้ำผสมกับอากาศ
• ประวัติการวิจัยและพัฒนาด้านการลดความดัน
• ตารางการรักษาด้วยออกซิเจนความดันสูง  – การเข้ารับการรักษาในสภาวะออกซิเจนความดันสูงตามแผน โดยใช้ก๊าซหายใจที่กำหนดไว้เพื่อการรักษาทางการแพทย์
• ช่วงความดันออกซิเจน  – ความแตกต่างระหว่างความดันย่อยของออกซิเจนในเลือดแดงและเนื้อเยื่อของร่างกาย
• แบบจำลองการลดความดัน:
  • อัลกอริทึมการลดความดันของ Bühlmann  – แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการดูดซับและการปล่อยก๊าซเฉื่อยในเนื้อเยื่อเมื่อความดันเปลี่ยนแปลง
  • แบบจำลองการลดความดันของฮัลเดน  – แบบจำลองการลดความดันที่พัฒนาโดยจอห์น สก็อตต์ ฮัลเดน
  • แบบจำลองฟองอากาศที่มีการไล่ระดับลดลง  – อัลกอริทึมการลดการบีบอัด
  • อัลกอริทึมของทาลมันน์  – แบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการลดความดันของนักดำน้ำ
  • แบบจำลองทางเทอร์โมไดนามิกของการลดความดัน  – แบบจำลองการลดความดันในการดำน้ำยุคแรก
  • แบบจำลองการซึมผ่านที่แปรผัน  – แบบจำลองการลดความดันและอัลกอริทึมที่อิงตามหลักฟิสิกส์ของฟองอากาศ

• Ball, R.; Himm, J.; Homer, LD; Thalmann, ED (1995). "ลำดับเวลาของการวิวัฒนาการของฟองอากาศอธิบายความเสี่ยงของโรคจากการลดความดันได้หรือไม่?" Undersea and Hyperbaric Medicine . 22 (3): 263– 280. ISSN  1066-2936 . PMID  7580767 . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 11 สิงหาคม 2011
• Gerth, Wayne A.; Doolette, David J. (2007). "VVal-18 และ VVal-18M Thalmann Algorithm – ตารางและขั้นตอนการลดความดันอากาศ"หน่วยดำน้ำทดลองกองทัพเรือ, TA 01-07, NEDU TR 07-09 . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 12 พฤษภาคม 2013. สืบค้นเมื่อ27 มกราคม 2012 .
• Gribble, M. de G. (1960); การเปรียบเทียบกลุ่มอาการของโรคจากการลดความดันในที่สูงและในความดันสูง Br. J. Ind. Med., 1960, 17, 181.
• ฮิลส์ บี. (1966); แนวทางทางอุณหพลศาสตร์และจลนศาสตร์ต่อโรคจากการลดความดัน. วิทยานิพนธ์
• ลิปป์แมนน์, จอห์น; มิตเชลล์, ไซมอน (2005). ดำน้ำให้ลึกยิ่งขึ้น (ฉบับที่ 2). เมลเบิร์น, ออสเตรเลีย: สำนักพิมพ์ JL. ISBN 0-9752290-1-X.
• พาวเวลล์, มาร์ค (2008). การตกแต่งสำหรับนักดำน้ำ . เซาธ์เอนด์-ออน-ซี: อควาเพรส. ISBN 978-1-905492-07-7.