Barotrauma je povreda šupljih organa i tkiva, uzrokovana razlikom tlaka između plinom ispunjenih prostora u tijelu i zračnog ili vodenog prostora oko tijela, tijekom uspona ili silaska.
Barotrauma se obično događa u zračnim prostorima unutar tijela kod; podvodnog ronjenja, tijekom slijetanja ili polijetanja kod putničkih i drugih zrakoplova u hiperbaričnim i hipobaričnim barokomorama [1] (za vrijeme liječenja i boravka u njima), za vrijeme radova u kesonima, presuriziranim tunelima, rudnicima i podmoričarstvu (za vrijeme obuke "slobodnog izronjavanja").[2]
Do oštećenja u organima ispunjenim zrakom dolazi jer s promjenom tlaka u prostoru oko tijela nastaje i promjene tlaka plina unutar tijela. Ako uzmemo za primjer količinu plina od 1 litre na razini mora, u dubini od 10 metara volumen tog plina biti će sabijen na svega 0,5 litara, u dubini od 30 metara na 0,25 lit, a na dubini od 70 metara 0,12 litara.[3]
Ove promjene odvijaju se prema: Boyle-Mariotteov zakonu koji je jedan od zakona plinova, a primjenjiv je na plinovita tijela koja se ponašaju približno kao idealni plinovi.
Boyle-Mariotteov zakon:"Na konstantnoj temperaturi i nepromenjenoj količini plina, proizvod pritiska i zapremine je konstantan. To znači za koliko puta povećamo tlak toliko puta ćemo smanjiti zapreminu plina i obratno. Procesi koji se događaju na konstantnim temperaturama su izootermski procesi"
Kako bi se suprotstavio promijeni naš organizam tijekom povećanja tlaka u vanjskoj sredini, smanjuje volumen plina u zračnim šupljinama tijela, da bi tijekom pada tlaka u okolini, došlo do rasta tlaka i povećanja volumena plina u unutrašnjim zračnim prostorima uz njegovo nastojanje da izađe iz njih u vanjsku sredinu. Ukoliko postoji bilo kakva prepreka njegovoj eliminaciji zrak postaje zarobljen i uzrokuje oštećenja okolnog tkiva.[4]
Organi ili tkiva kod kojih nastaju lakše ili teže barotraumatske povrede su:
Barotrauma pluća kod Scuba ronjenja (Scuba Diving) može nastati zbog promjene pritiska u plućima tijekom izranjanja. S izranjanjem se visok tlak plina u plućima smanjuje, zbog smanjenja okolnog pritisaka, što uzrokuje širenje plina i porast tlaka u plućima i grudnom košu. Ukoliko se u toj fazi izranjanja ne izjednači tlak, izbacivanjem viška plina, može nastati pucanje plućnog tkiva.
Kad se tlak u plućima poveća, kod ronjenja se javlja bol u grudnom košu koja koji ga upozorava, pravodobno spriječiti nastanak barotraume . Ako tlak zraka u plućima i dalje raste i prijeđe vrijednost od 10-13 kPa (u prosjeku 10,7 kPa u odnosu na vanjski tlak zraka, on neće samo izazvati rupruturu zdravog plućnog tkiva već i arterijsku plinsku emboliju, praćena pojavom zraka u plućne intersticijalnom prostoru, odnosno u prostoru oko krvnih žila pluća, koji uzrokuje plućni intersticijalni emfizem. Iz ovog prostora plin dalje može prodrijeti u hiluse i mediastinum a otuda u pleuralnu i perikardijalnu šupljina i trbušnu maramice.[3]
Intersticijalni emfizem vrši pritsak na male krvne žile pluća izazivajući porast tlaka u plućnim arterijama, što ima za posljedicu izlazak tekućine u intersticijalne prostore i pojavu alveolarnog edema (otoka) što još više pogoršava protok u plućnoj cirkulacije i pogoduje nastanku [[hipoksija | hipoksije] ] u organizmu.
Potpomognut ovim promjenama plin prodire u venski sustav pluća zatim preko srca u arterijsku cirkulaciju koja mejhuriće plina dalje raznosi po tijelu. Zbog vertikalnog položaja tijela u ronjenju, pri izronu, mejhurići plina najčešće se zaustavljaju u moždanoj cirkulacije, ali se mogu naći i u srčanim i drugim krvnim žilama i srcu.[2],[3]
Na nastanak barotraume pluća utječe zadržavanje daha tijekom izranjanja jer se plin u plućima zadržava na povišenom pritisku u sabijenom stanju, a zatvoren grkljan sprječava da se plin sa snižavanjem tlaka tijekom izrona širi i izbacuje iz organizma, kako bi pluća postigla prvobitni volumen prije početka ronjenja.
Problem nastaje samo ako ronilaca uhvati panika tijekom koje nepravilno diše i grčevito zatvara glotis i sabijeni zrak zadržava u plućima do površine vode, što izaziva njegovo širenje koje je veće od plućnih volumena.
Naročito opasno za nastanak barotraume pluća može biti pokušaj podmorničara da naglo izrone iz podmornica koje su oštećene havarijom bez zaštitne ronilačke opreme. Barotrauma pluća može nastati i kada ronilac izgubi kontrolu nad ronilačkom opremom pa mu se odijelo toliko napuni zrakom da ronioca velikom brzinom izbaci na površinu.[3]
Kabinski tlak tijekom leta, u kabinama zrakoplova, održava se na pritisku koji osigurava potreban komfor pilotima i putnicima zrakoplova. Komforan tlak zraka u kabini zrakoplova se tijekom ljeta održava kompresorom i ekvivalentan je atmosferskom tlaku na nadmorskoj razini od 1.500 do 2.000 metara iznad mora.
S obzirom na činjenicu da postoji razlika u pritisku zraka na razini mora i na nadmorskoj visini, tijekom uspona ili slijetanja zrakoplova mogu se javiti bolovi u ušima, sinusima, zubima.
Da bi se uklonile ove bolne senzacije za vrijeme leta zrakoplovom može se primijeniti:
Za vrijeme letenja može nastati i najteži oblik barotraume, (plućna barotrauma), uzrokovana eksplozivnom dekompresijom, i narušenom presurizacijom kabinskog prostora zrakoplova, i svemirskih letjelica zbog:[10],[11]
Posljedice ove barotraume identične su kao kod ronilačke barotraume.
Eksplozivna ili blast barotrauma nastaje zbog dekompresije izazvane utjecajem jakog zračnog vala tijekom eksplozije. Pojava nagle razlika u tlaku između unutrašnjosti organizma i vanjske površine tijela uzrokuje ozljede unutarnjih organa ispunjenih zrakom, kao što su pluća, gastrointestinalni trakt i uho. Povreda pluća može nastati i za vrijeme brze dekompresije u drugim uvjetima ali je rizik od oštećenja manji, nego kod dekompresije izazvane eksplozijom.[12]
Mehanička ventilacija pluća koja se rabi u reanimaciji bolesnika kod raznih vrsta bolesti može dovesti do barotraume pluća. Kako bi se u uređajima osigurala ventilacija ona je povezana s promjenom brzine dovoda plina a samim tim i promjenom tlaka, te u slučaju bilo kakvih propusta u radu može nastati ruptura alveola i pojava pneumotoraksa, plućnog emfizema, prodora zraka u medijastinalni prostor (pleuromediastinum). Tenzijski pneumotoraks u jedinicama intenzivne njege relativno je česta pojava kod bolesnika na mehaničkoj ventilaciji, kao posljedica barotraume. Učestalost javljanja veća je od 25% kod bolesnika na mehaničkoj ventilacija s rizikom rasta kod dužeg trajanja ventilacije. Smrt neposredno izazvana barotraumom pluća javlja se u 13-35% slučajeva.[13]
Često se nalazi međusobna veza između izlaganja tlaku i prethodno postojećeg oboljenja pluća, sinusa, uha i drugih organa i tkiva ispunjenih zrakom. To objašnjava i činjenicu zašto identične vrijednosti tlaka plina kod nekog dovode do barotraume a kod drugih ne.
Barotraumtske povrede mogu se izbjeći primjenom jednostavnih mjera prevencije. Prevencija nesreće počinje s dobrim fizičkim priprema, ronilačkim ispitom i dobrom psihološkom pripremom prije ronjanja, kako bi se spriječila sklonost k panici, što ima za krajnji cilj sprječavanje zadržavanje daha pri scuba ronjenju.
Ronilačka barotrauma može se izbjeći uklanjanjem bilo kakve nagle razlike tlaka plina koja može djelovati na tkiva ili organe i za tu namjenu postoje različite tehnike: