Phenomenological models for nitrogen transport in tissues |
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Authors: | B R Wienke |
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Institution: | (1) Applied Theoretical Physics Division, Los Alamos National Laboratory, 87545 Los Alamos, NM |
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Abstract: | Summary Transfer mechanisms and critical pressures are essential elements in decompression calculations and staged procedures. By
coupling a multitissue transfer model to fitted critical pressures, decompression data can be synthesized for rapid numerical
implementation in applications. Parametric fits to the critical nitrogen pressures are generated for the six tissue compartments
(5, 10, 20, 40, 80, 120 min) at seal-evel with both linear and constant-pressure ratio extrapolations to altitude conveniently
effected with the barometer equation. The macroscopic model used to transfer nitrogen in tissues is described and functional
forms of the fit equations are motivated. Accurate exponential representations for mantle pressures and the well-known Cross
altitude factors are also generated. Fitted critical tensions vary inversely as the approximate fourth root of the tissue
half-life and increase linearly with depth. Air mantle pressures decrease exponentially with altitude and inverse temperature.
Using bounce dive constraints, a set of single-tissue decay coefficients, which increase logarithmically with depth, are extracted
from depth-dependent decompression criteria and contrasted with corresponding multitissue decay parameters. Bend statistics
and a decompression titration experiment, which predicts decreasing critical ratios at depth, are discussed. Overlapping predictions
of the models and correlations with experiment are identified.
Riassunto I meccanismi di trasferimento e le pressioni critiche sono elementi essenziali nei calcoli della decompressione e nelle procedure
a stadi. Accoppiando un modello di trasferimento a molti tessuti e pressioni critiche adattate, i dati di decompressione possono
essere sintetizzati per un rapido incremento numerico nelle applicazioni. Approssimazioni parametriche alle pressioni critiche
dell'azoto sono generate per sei componenti del tessuto (5, 10, 20, 40, 80, 120 min) a livello del mare con estrapolazioni
sia lineari che a pressione costante del rapporto ad un'altitudine convenientemente ottenuta con l'equazione barometro. Si
descrive il modello macroscopico per trasferire azoto nei tessuti e si forniscono le motivazioni delle forme funzionali delle
equazioni di approssimazione. Sono anche prodotte accurate rappresentazioni esponenziali per pressioni mantello ed i ben noti
fattori di altitudine di Cross. Le tensioni critiche approssimate variano inversamente come la radice quarta approssimata
della vita media del tessuto ed aumentano in maniera lineare con la profondità. Le pressioni del mantello d'aria diminuiscono
esponenzialmente con l'altitudine e la temperatura inverse. Usando costanti di immersione di rimbalzo, un gruppo di coefficienti
di decadimento di singoli tessuti, che aumentano logaritmicamente con la profondità, è estratto dai criteri di decompressione
dipendenti dalla profondità ed è in contrasto con il parametro di decadimento a molti tessuti. La statistica dei piegamenti
ed un esperimento di titolazione della decompressione, che prevede rapporti critici decrescenti in profondità, sono discussi.
Si identificano le previsioni sovrapposte dei modelli e correlazioni con l'esperimento.
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Keywords: | Biomechanics biorheology biological fluid dynamics |
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