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美國家庭醫學期刊文摘—潛水醫學的回顧

 

台大醫院家庭醫學部住院醫師  蔡孟璇  

 

近年來國外潛水的風氣日漸興盛,統計在美國約有四百萬人在玩潛水。然而,潛水活動依然存在潛在的危險性,因此身為醫師有必要了解造成潛水症候群的病理生理學,受傷機轉,如何診斷及治療。及早治療才能預防災難性的後果產生(例如腦部及脊髓傷害),因此本文將敘述常見的潛水疾病及可能有生命威脅的狀況。

Pressure Environment

壓力環境

   最常見造成潛水疾病的原因即外在壓力的改變。在水中深度越深,身體所受的壓力則越強 (如Table 1)。而因為壓力的改變,會使體內氣體的體積及溶解度產生變化,即我們熟知的波以耳定律 (在固定的溫度下對氣體施加壓力,氣體的體積與施加的壓力成反比) 以及亨利定律 (氣體溶解度與氣體分壓成正比)

Ear and Sinus Barotrauma

耳朵與竇的氣體傷害

   雖然壓力對肺部造成的傷害已經被大家熟知,然而對於耳朵與竇狀構造的傷害卻常常被人忽略。會造成氣體傷害(Barotrauma)的原因是因為中耳是個充滿氣體的結構(gas-filled space),一旦它無法跟外界壓力達成平衡,就可能造成組織受損。舉例來說,當我們往下潛水時,根據波以耳定律,壓力開始增加而中耳的氣體容積開始縮小,鼓膜會往內凹,如果這時無法透過歐氏管(Eustachian tube)達成氣體平衡,鼓膜便有破裂的風險。中耳的氣體傷害是最常見的潛水疾病在第一次潛水者有30%的機會,有經驗的潛水者也有10%的機會。常見的症狀就是急性耳朵疼痛,時而伴隨眩暈及傳導性聽力喪失。理學檢查可見鼓膜變紅或是出血,甚至可能有鼓膜破裂。

   竇狀結構的氣體傷害(Sinus Barotrauma) 是另一個常見的潛水疾病,通常是因為慢性鼻竇炎或暫時性鼻子功能失調。在我們往下潛水時,如果鼻竇不通會讓腔室形成相對負壓,使得黏膜水腫或出血。常見的症狀即臉部疼痛,流鼻血。除了上述兩種常見的氣體傷害之外,還有氣體壓力改變造成的牙痛(Barodontalgia)、內耳傷害及紅眼、眼周瘀青(mask squeeze)。

   治療部分以去充血劑(Decongestants)和麻醉止痛劑為主 。如果是中耳的氣體傷害合併有鼓膜破裂,可以考慮給全身性抗生素預防性治療。萬一鼓膜不幸破裂,一定要等到它癒合才能再次潛水!

   預防氣體造成傷害的方式就是潛水的速度要慢,切忌一次下降或上升的太快。其次,在潛水前使用鼻內或全身性的去充血劑如Oxymetazoline或pseudoephedrine也有幫助,但要特別注意其在上升時可能會有反彈效應。另外,要減少下降時的氣體傷害,就是行Valsalva maneuver (閉氣造成胸腔內壓力增加,增加腹壓的運動)。但是潛水上升時太用力閉氣,也有可能會導致中耳跟內耳的淋巴系統產生壓力差,如果圓孔或卵圓孔不幸破裂,就有內耳淋巴滲溢的機會,常見的症狀如耳朵痛,耳鳴及眩暈。這時候需要適度的躺床休息、頭抬高、避免用力的運動及適時轉介耳鼻喉科。 

Pulmonary Barotrauma

肺部的氣體傷害

根據波以耳定律,當我們潛水往上時肺部的氣體會開始擴大,如果氣體擴大的速度比排出的速度慢的話,就有可能造成肺泡破裂。破裂的氣體可能會跑去周圍組織,造成縱膈腔氣腫、皮下氣腫或氣胸。在比較嚴重的案例,氣體若跑到血液中,經由肺靜脈、左心到動脈,就會形成動脈氣體栓塞(Arterial Gas Embolism)。一旦氣體栓塞發作就很快,上升到水面便會立即顯現症狀,而且多於5分鐘內發生。如氣體進入腦中樞神經系統可能造成急性腦血管阻塞病變,進而可能發生類似腦中風之後遺症(表情呆滯、單側或雙側感覺運動異常、意識障礙、視覺障礙等等)。

有大約5%的人會有心肺衰竭的危險,詳見Table2。治療動脈氣體栓塞的方法以支持療法為主,給予高級心臟救命術、100%純氧、靜脈輸液及Recompression加壓治療

Decompression Sickness

減壓症

減壓症(Decompression sickness,DCS)是指潛水人員因急速上潛或減壓,使溶解在人體體液中過飽和之氮氣溢出產生大量的氣泡,充滿於組織間隙造成機械性壓迫、血管內阻塞、活化凝血功能及發炎反應。這些過飽和的氣泡一開始會出現在靜脈系統,藉由心臟卵圓孔到全身動脈,作用機轉有點類似動脈氣體栓塞(Arterial Gas Embolism) 。減壓症的盛行率約萬分之二到三,可分成兩種型式。

 

第一型減壓症的症狀較輕微,沒有系統性或神經學症狀,而以肌肉痠痛及關節痛(尤其肩及肘關節)為主,有95%的人會在潛水後一小時出現。皮膚表現的部分膚紅疹及發癢較常見,而出現大理石斑(Cutis marmorata)較少。但是一旦出現的話,要小心它是重症的前兆,此時需要立刻加壓治療。若是一般的皮膚癢或紅疹,大多可以在12至24小時自癒,而關節痛的話通常需要加壓治療。

 

        第二型減壓症比較嚴重,通常會有神經學、前庭系統和肺部的症狀。大約有一半的人會在潛水後一小時出現症狀,而也有將近90%的人會在六小時內出現。神經學症狀常以 四肢麻木、頭暈、無力、步態不穩及感覺衰退表現。中耳型減壓症常肇因於半規管的氣體不穩定,使得潛水者會有急性眩暈、眼震。耳鳴及噁心嘔吐。肺部型減壓症則是大量肺部氣體栓塞所致,一般發生在急速升潛時期,潛水者會感受到胸骨下疼痛、咳嗽甚至發展為心肺衰竭、急性呼吸道窘迫症。第二型減壓症治療主要依照美國海軍治療表5(US Navy Diving Manual, Table5)包括適度輸液、100%純氧、緊急加壓治療。

 

Decompression Illness

 

減壓疾病

 

   減壓疾病(Decompression Illness)涵蓋了減壓症(Decompression sickness)及動脈氣體栓塞(Arterial Gas embolism)治療方式都是加壓治療。但是區別這兩者是很重要的,因為與未來這名潛水員再次潛水的危險性及預後有關係。有時候減壓疾病的症狀不會很明顯,即便診斷不相當明確,我們仍然可在沒有禁忌症的情況下,經驗性的給予加壓治療。

 

Flying After Diving

 

潛水後的飛行

 

   許多潛水者是從國外來的,在潛水後常需要搭飛機返家。這種特殊情況下我們根據Diver’s Alert Network (DAN) 2002的指引得到以下結論針對沒有減壓症且只潛水一次的人,建議潛水後12小時再坐飛機;多次潛水者建議潛水後18小時再坐飛機;有減壓症者建議潛水後至少18小時再坐飛機。

 

Common Medical Disorders and Diving

 

常見內科疾病與潛水的關係

 

   目前認為有以下疾病者是不適合去做潛水運動的例如:冠狀動脈心臟病、開放性卵圓孔、糖尿病、氣喘、自發性氣胸及老人。其他細節可參考以下指引 Guidelines for Recreational Scuba Diver’s Physical Examination。另外也有電訪的服務專線做潛水前諮詢 (800) 446-2671(上班時段) (919) 684-8111.20 (24小時或緊急專線)

1.     Coronary Disease

 

冠狀動脈心臟病

 

   根據2005年美國心臟協會統計,美國有一千六百萬人有冠狀動脈心臟病。平均每一年有120萬人受害於急性冠心症,有31萬人死亡;Diver’s Alert Network統計資料也顯示,心臟病是潛水意外死亡中排名第二的原因。潛水意外死亡的人當中,有80%是年齡超過40歲,而合併高血壓及心臟病是最常見的危險因子。

 

   潛水時,人體對氧的需求量、前負荷(因回心血增加)、後負荷(冷環境使血管收縮)都會增加,因此,有經驗的醫師應該更著重於潛水對心臟方面的併發症。Recre-ational Scuba Training Council, Undersea and Hy-perbaric Medical Society (UHMS) Diver’s Alert Network 均建議年齡超過40歲者,在潛水前應當做適當的心臟評估,特別是有多重危險因子的人,應做運動心電圖檢查(Exercise Stress Testing)。同理,年紀小於40歲或是低危險因子者,則不需常規做心臟檢查。理想的潛水者應要可以達到13個代謝當量( metabolic equivalents (METS)) 或是根據布魯斯準則中第四級的程度 (stage 4 of the Bruce protocol) 若是有冠狀動脈疾病史的潛水員,應經過六到十二個月的修復期再請醫師評估是否適合潛水。

 

2. PatentForamen Ovale

 

開放性卵圓孔

 

  卵圓孔在胚胎時期就開放著,主要功能為增加右心至左心的分流。大部分的人會在出生後關閉,但是依然有三分之一的人出生後依然是開放性卵圓孔。多年來,減壓症及開放卵圓孔的關係一直存在著爭議。有人認為,有開放性卵圓孔的人比較容易罹患減壓症。原因是在減壓時靜脈會產生小氣泡,如果此時伴隨憋氣的動作,讓回心血流增加,右心壓力大於左心壓力,這時候氣體就會經由卵圓孔跑到動脈而去全身。在1998年的整合分析研究,人們發現有嚴重減壓症的患者,有合併開放性卵圓孔的人是沒有合併開放性卵圓孔的2.52倍;另外也發現減壓症的盛行率約每一萬個潛水者3.41人。但另一篇2003年的研究,回顧了145篇期刊卻沒有發現兩者有明顯的關係。另一個研究是用經食道超音波去評估,他們用計算的方式發現有開放卵圓孔患者,罹患減壓症是一般人的2.6倍;有其他研究甚至發現可高達4.5倍;而最新的研究也傾向於開放卵圓孔會增加減壓症的發生!

 

  根據實證醫學,目前不需要常規的替每個潛水者作開放性卵圓孔的篩檢。而且開放性卵圓孔也不是潛水的絕對禁忌症。如果本來就知道有此疾病的人,我們可以把策略放在減少靜脈氣體的產生,例如:限制水中滯留時間(Bottom Time)、正確的利用氧氣瓶,進而減少氣體栓塞的機率。

 

 3.     Asthma

 

氣喘

 

   在美國,有超過2200萬人罹患氣喘,粗估約占全人口的7%。在潛水者中其盛行率也不低,有4~7%合併氣喘。潛水時容易因為冷環境和運動誘發氣喘,而一旦發作可能會因此肺部阻塞、氣體呼不出去、造成肺部傷害甚至死亡。所以,氣喘應該視為潛水的絕對禁忌症!

 

   在2003年的回顧研究發現氣喘患者並不會增加肺部傷害、減壓症及死亡率。但這個研究有選擇性偏差,因其選擇的都是輕微氣喘患者且有藥物控制,所以如果以此研究結果應用在所有氣喘患者身上,恐怕不適用。

 

   每位氣喘患者的肺功能及呼吸道阻塞的程度、可逆性都不同,所以常很難以去說明氣喘究竟能不能潛水。因此,許多國家也發展出氣喘患者的潛水指引。在澳大利亞,所有氣喘的潛水者都必須通過肺功能量計(Spirometry);在英國,控制良好的氣喘者(排除冷環境、運動、情緒誘發的氣喘),只要他們能在潛水48小時內不需用支氣管擴張劑,就不強制通過肺功能量計;大部分的國家,普遍共識是在潛水前肺功能需要正常才能潛水。Recreational Scuba Training Council及UHMS 都認為在輕中度、控制良好、且肺功能正常的氣喘患者才能潛水。吸入性藥物誘發氣喘測試(Inhalation Challenge Test)目前不建議常規進行。

 

 4.     Diabetes

 

糖尿病

 

   有糖尿病的患者,不論是用胰島素或口服降血糖要控制者,在潛水後都有運動後低血糖的風險。所以,在潛水前這些藥物理當停止使用。Recreational Scuba Training Council、UHMS及DAN均把糖尿病視為潛水的高危險因子,原則上應該禁止糖尿病患者潛水,除非有良好的配套措施。在1994年,糖尿病暨潛水協會(Diabetes and Diving Committee)設定了一些準則,讓控制良好的糖尿病患者也能安全的潛水。而2005年UHMS和DAN的準則中更強調糖尿病患者應符合下列準則才適合潛水:1. 穩定的胰島素治療至少一年或口服降血糖藥至少三個月 2. 糖化血色素≦9% 3. 最近一年來不能有低血糖或高血糖病史 4. 沒有糖尿病併發症 5. 沒有低血糖無意識症 (Hypoglycemia unawareness)。

 

 5.     Spontaneous Pneumothorax

 

自發性氣胸

 

有些人肺部有比較脆弱的小水泡(Blebs)會增加氣胸機率,如果有一次的自發性氣胸發作,平均會有一半以上的復發率,主因為肺部的水泡常常不止一顆而是很多顆。在升潛時,因減壓的關係氣體開始膨脹,此時肺部脆弱的水泡就有機會破裂,造成肺部傷害、氣胸、甚至氣體栓塞。即使是潛水前作了電腦斷層證明沒有肺部疾病,但只要曾經發生過自發性氣胸,就不應該潛水。即使作了肋膜沾黏術去預防自發性氣胸再發,也是不建議潛水。結論即有發生自發性氣胸者就不應潛水!

 

 6.     The Elderly and Diving

 

年長的潛水者

 

      隨著人口老化,參與潛水運動的年長者也越來越多。目前認為,年紀不是限制能否參加潛水的要件,且參加潛水的年紀也沒有上限。我們決定年長者能否參加潛水的指標是這個人有沒有急慢性的內科疾病。隨著年紀增加,在心血管方面會有血壓升高、周邊血管阻力增加,氧氣吸收減少、最大心率減少,而這些參數都可以幫忙我們評估該人是否適合潛水。另外,年紀大冠狀動脈心臟病機會也會增加,如前述,超過40歲的人建議做運動心電圖檢查。其他生理改變還有呼吸道死腔增加、對糖份耐受力減少、對冷熱耐受度減少、關節活動度降低、神經功能退化。

 

      因為許多潛水意外都是因為訓練不足、體力不佳、或人為因素。即使是輕度生理缺陷,集合起來在老人身上也可能造成嚴重的後果。所以在潛水前作適度評估對於老人是相當重要的!

 

 

 

    Conclusion

 

結論

 

潛水運動越來越盛行,我們要了解潛水相關的病生理學變化、可能的併發症及治療,才能達到早期診斷早期治療的目的!

 

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