감압과 그 병증의 이해

 

감압(DECOMPRESSION)과 

그 병증의 이해 - 1부

글│서 상 일

(사)한국잠수협회 교육위원장

KUDA&CMAS 트레이너 kcmas005@hanmail.net

지난 호에 기획 취재한 󰡒��다이빙 사고를 줄여 보자!󰡓��를 통해 근간 발생한 다이빙 사고를 살펴보면 여러 가지 원인이 있을 수 있으나 이전에 비해 사고 건수나 사고자의 소속단체와 자격등급이 다양성을 띠고 있다. 이의 좋은 해석은 스쿠버 다이빙에 대한 일반 대중의 참여도가 높아졌고 아울러 저변인구의 확대에 따른 결과도 요인으로 볼 수 있다. 그러나 그 이면에는 경쟁적 원리에 의해서 급조-양산된 일부 강사나 지도자의 경험부족과 자질미비 및 과욕은 남을 지도하기에 앞서 자신의 안전에 대한 문제까지 시비의 대상이 되고있는 현실이며, 또 한편으로 이들을 통한 교육의 부실은 안전불감증으로 이어져 사고증대를 예고하고 있는 셈이다. 실제로 조사된 사고는 기본적인 안전수칙 마저도 무시한 채 무리하게 잠수를 실시한 사례가 대부분으로 나타났는데, 이는 스쿠버 다이빙의 장미빛 아름다움만 보고 장미가시가 갖는 위험 요소에 대한 논리적인 인식은 못하고 있다고 할 수 있다. 따라서 누구는 교육시간에만 주입-암기하고 곧 잊어버리는 교과서적 잠수이론에서 벗어나 과학적 논리에 맞고 그 원인을 근본적으로 이해하는 시각에 다같이 초점을 맞추어 이를 잠수에 적용함으로써 다이빙 안전사고를 줄여 보자는 깊고 신중한 의도로 잠수의 기초원리들을 본지를 통해 자세히 연재해 보려고 한다.

1. 감압이란 ?

압력이 높은 상태에서 낮은 상태로 변동되는 압력조건을 물리학적 측면에서는 압력이 낮아지므로 감압(Decompression)이라 한다. 인체가 이런 조건에 이상 없이 적응한다면 이를 감압을 한다고 한다. 쉽게 등산을 예로 들면 높은 산은 기압이 점차 낮아지므로 우리가 등산을 한다면 인체는 감압을 하는 셈이고, 등산 후 지상으로 돌아오면 다시 압력이 높아지므로 가압 조건이 되지만 이와 같은 등산은 압력변화의 폭이 크지 않아 인체가 빠르고 쉽게 적응이 가능하다.

그러나 높은 고도의 공중을 빠른 속도로 나르는 비행의 경우와 반대로 물 속으로 잠수하는 경우 등 세 가지 모두가 압력변화이지만 변화되는 압력차의 폭과 속도에 대응해야 하는 인체의 적응 능력은 모두가 같지는 않다.

2. 지상(대기), 공중(고도), 물 속(민물, 바닷물)의 압력의 차이는 ?

사람은 대기의 공기를 호흡하며 일상 생활을 한다. 지표면의 대기를 구성하는 공기는 질소 약 80%와 산소 약 20%(정확히는 질소 78.084% 산소 20.946%)와 소량의 다른 여러 기체로 혼합된 혼합 기체이다.

이런 공기 중 산소는 인체의 신진대사에 직접 소용되며 활성기체라 불리고 불활성기체로 불리는 질소는 대기에선 무해 무익하지만 압력의 변화가 있는 잠수를 할 경우 그 내용이 많이 달라지기도 한다.

우리가 생활하는 주위환경 조건을 잠수물리학 측면에서 풀이하면 1대기압 조건에 노출되어 있다고 하고 또, 포화되어 있다고도 말한다. 1대기압이란 가로 x 세로가 1cm²인 넓이에 1.033kg의 무게가 얹혀진 것과 같은 압력 상태이고 대기의 생물은 사람을 위시하여 이런 압력에 적응해 살고 있는 셈이다.

(1대기압 = 1.0332kg/cm² ≒ 14.7psi = 1.013bar = 1013hPa = 760mmHg)

☞ 1.0332kg/cm² ≒ 14.7psi = 1.013bar = 760mmHg가 되는 것을 풀이해보자.

잠수용 잔압계(압력계)는 주로 kg/cm²(미터법), psi(파운드법), Bar(이전 기상압력 단위) 표시이다.

풀이 : ① 1.0332kg/cm² = 가로 1cm x 세로 1cm x 1.0332kg ≒ 14.7psi(14.696psi)

②psi : pound per square inch = (1pound = 453.59g)/(square inch = 2.54cm x 2.54cm) = 53.59g/(2.54cm x 2.54cm)=453.59g/6.4516cm². 6.4516cm² 넓이에 1파운드 무게

③14.696psi=(14.696 x 453.59)/(2.54 x 2.54) =6665.958g/6.4516cm²=1033.2g/cm²=1.033kg/cm

대기의 공기는 기체이므로 이동이 자유로워 높이에 따른 압력변화의 폭이 지역이나 온도에 따라 일정치 않다. 해수면(지표면)에 인접한 대기의 압력은 항시 고, 저기압 상태로 유동적이고 지역적으로도 잦은 변동을 갖는다.

그러나 대기 압력변화도 고도 5486m(18000ft) 상공이 되면 1/2대기압으로 해수면(지표면)의 절반이 된다. 만일 사람이 고도 5486m 지역에 천천히 올라가면 적응이 가능하고 실제로 그보다 높은 곳으로 등산을 하기도 하지만 일반인의 경우 3000m보다 높은 고도지역을 처음 경험하면 산소가 희박해져 호흡이 어렵고 적응시간을 필요로 한다. 그래서 고도지역 등산에서 전문등산가도 순수산소를 호흡에 이용하기도 한다.

민물(담수)은 4℃에서 가로 x 세로 x 높이가 각 1cm이고 = 1cm³ = 1g = 1cc이다. 1대기압 = 1.033kg/cm²이므로 민물 1g의 물 덩어리를 1033개를 쌓은 것과 같다.  그래서 민물 깊이 10.33m마다 압력이 1대기압 값만큼 씩 기본 1대기압에 더해진다. 또, 민물의 밀도는 같은 부피의 공기에 비해 약 773.4배(공기 : 민물 = 1.293g : 1000g /리터)나 조밀하다.

 바닷물은 1cm³의 무게가 1.025g이고 1리터 무게는 1.025kg이다. 그래서 밀도가 공기에 비해 약 800배(792.73배)이다. 이를 1대기압과 비교하면 1.0332kg / 1.025g = 물기둥 1007개로 물 깊이 1007cm씩 깊어질 때마다 1대기압 값만큼 씩 압력이 일정하게 높아진다. 그래서 수심이 약 20m이면 기본 대기압력 1에 수심에 의한 압력 2가 보태어져 대기압의 3배 압력(3절대압=3.0996g/cm²)이 되고 스포츠 다이버의 최대 잠수수심인 40m는 5절대압이 되는 셈이다.

1대기압 = 760mmHg은 1대기압에서 수은기둥의 높이이다. 이는 이태리의 과학자 토리첼리가 높이가 약 10.33m이면 물 펌프의 물이 더 이상은 퍼 올려지지 않는 사유를 알기 위해 비중이 물보다 ( )배 높은 수은을 이용해 실험한 결과로 대기에 압력이 존재함을 알게 된 연유이다. 민물 1033cm 높이가 수은주는 760mm이므로 두 가지 물질간의 비중의 차이는 수은주가 1033cm / 760mm = ( )배 높다. 그 값은 얼마일까? 직접 계산해 보기 바란다.

 

3. 압력이 높아지는 물 속은 어떻게 잠수가 가능한가?

대기압보다 월등히 압력이 높아지는 깊은 수심에서의 잠수에도 인체는 아무런 지장이 없는데, 이는 인체가 다량의 수분(유아; 체중의 80% 성인 65%)을 함유하고 있어서 가해지는 압력을 전도하기 때문이다. 잠수를 하는 물 속 역시 액체로 압력을 받아도 분자간의 거리가 좁혀지지 않으므로 부피가 축소가 되지 않으며 이런 특성은 매우 깊은 수심에서도 동일하여 분자간 거리는 항상 거의 일정하다. 그러므로 대기압력의 수십, 수백 배에 해당하는 수심에서도 이론 상 잠수가 가능하다. 다만 인체 내의 공기유통 공간들(호흡기관 및 부비동, 창자 등)에 대한 문제점이 해결된다는 전제 하에서 말이다.

압력의 전도, 공기유통 공간과 압력, 물체의 압력에 대한 차이를 쉽게 알기 위해서 물이 담긴 양동이를 다리에 올려 둘 때와 다리를 양동이 안쪽에 담글 때를 비교하여보자.

전자는 쉽게 압력의 무게를 느낄 수 있지만 압력이 전도되는 후자는 압력과 무게를 거의 느끼지 않는다. 또, 방수처리가 완벽한 얇고 긴 비닐주머니에 다리를 넣어 감싸고 양동이에 다리를 담그면 그 비닐이 다리에 착 달라붙는 것을 알 수가 있다. 이는 비닐주머니와 다리 사이의 공기공간이 수압에 의해 밀리고 축소되어 생기는 현상이다. 또 물과 솜을 비교해보자. 양동이에 담긴 물은 다른 그릇에 담아도 아래 부분의 부피가 줄지 않는다. 그러나 가벼운 솜이지만 많이 쌓이면 아래 부분은 위에서 누르는 압력의 무게에 의해 부피가 줄어 든다.

대기의 압력 변화 중 갑절의 차이가 나는 1/2(절반)이 되려면 5486m의 높이가 필요하지만, 바닷물은 10m만 깊어져도 압력이 2배가 되는 것과 물에서는 10m마다 압력이 일정하게 더해지는 점으로 공기와물의 차이점을 이해하고 잠수(Diving)는 대기 공기를 떠나 액체 상태인 물 속에서 활동하며 활동 중 물 속에서 호흡은 압축공기로 하게 됨에 따른 대기공기 호흡과의 차이점을 알아보자.

4. 압축공기의 호흡은 대기공기의 호흡과 무엇이 다른가?

인간의 호흡기관은 1대기압의 압력에 알맞도록 적응되어있다. 다시 말하면 물 속에서 활동을 하더라도 그 조건이 1대기압과 다르면 호흡이 불가능하다. 수심변화에 상관없이 인체가 필요로 하는 것은 대기와 같은 조건이어야 하는데 즉, 수심 10m이면 압력이 2배가 되므로 이 수심에서 호흡하려면 대기의 2배에 해당하는 공기 양이 있어야만 수압에 의해 그 양이 절반으로 줄어들어 대기와 같은 조건이 되고, 수심이 20m이면 압력이 3배이므로 대기의 3배에 해당하는 공기 양이 필요한 원리이고 잠수 중 실제로 2배 3배의 양을 호흡한다.

호흡에 대한 느낌은 1대기압 때와 같도록 호흡기(레귤레이터)가 조정해준다. 가끔 특수목적에 의한 깊은 수심이나, 긴 시간 등의 잠수는 호흡기체를 인위적으로 구성해 사용하기도 하지만 인체가 호흡에 필요로 하는 산소기체의 󰡐��구성비율󰡑��은 대기와 거의 같은 조건을 벗어나지 않는다.

위의 글에서 수심이 깊어져 압력이 증가하면 기체는 부피가 감소함을 설명했는데, 이것을 보일의 법칙이라 한다.(기체는 압력을 받으면 부피가 줄고 밀도는 증가한다.) 압축 공기통의 공기충전이 가능한 것도이 법칙의 원리이다.

 압축공기의 공급은 잠수 방식에 따라 수면에서 수중으로 호스를 연결해 공급하는 방식과 압축 공기통에 공기를 압축 충전해 이용하는 등의 기본적인 방식과 특수목적(군사적, 산업적)에 따른 전문적인 호흡기체 공급법이 있으나 어느 방식이든 수중에서 시간이 길어지거나, 수심이 깊을 수록 비례하여 압축되고 밀도는 조밀해진 많은 양의 기체를 호흡하게 되는 셈이다.

 

5. 압축공기 호흡으로 많아진 기체는 몸 속에서 어떻게 되나 ?

기체는 액체에 일정한 양이 녹으며 압력이 가해지면 더욱 많은 양이 녹는다. 이를 쉽게 알려면 탄산이 함유된 음료(사이다, 콜라 등)나 술(샴페인, 병맥주)의 뚜껑을 급하게 열면 병 속 압력이 갑자기 낮아지며 솟구쳐 오르는 거품으로 액체 속에 기체가 녹아 있었던 것을 알 수 있다. 공기는 이처럼 물에도 녹으며 액체인 혈액과 접촉하면 일정한 양이 녹는다. 공기와 같은 혼합기체의 용해량은 그 혼합기체를 구성하는 각 기체가 차지한 부분압력(분압)에 따라 결정되므로 분압이 78.084%인 질소가 산소보다 용해량이 훨씬 많음을 알 수 있다. 다음은 잠수물리학의 기본 4법칙 중 위의 󰡐��보일의 법칙󰡑��외 세 가지 법칙이다.

☞ 헨리의 법칙 : 액체에 녹은 기체의 양은 그 기체의 부분압력에 비례한다.

☞ 달톤의 법칙 : 기체의 부분압력은 주위의 압력에 따라 비례해 증가하거나 감소한다.

☞ 샤르의 법칙 : 압력이 일정할 때 기체의 부피는 절대온도에 비례한다.

잠수를 하면 주위압력이 증가되므로 폐로 유입되는 기체의 분압도 증가한다. 폐포에서 혈액과 만나 녹는 과정을 가진 기체는 분자가 액화된 상태가 된다.

이 상태에서 항상 압력은 높은 데서 낮은 쪽으로 이동해 평형을 이루는 원리에 의해 이 기체분자(용해기체)는 분압이 높은 폐를 떠나 인체조직으로 전달되고 인체조직은 이를 받아 축적한다. 인체 조직과 폐의 용해기체 전달은 폐와 인체조직, 혈액내의 분압이 같아질 때까지이다. 잠수의 호흡기체는 공기와 인위적으로 만들어 쓰는 기체로 나누지만 공기를 기준하면 호흡 중 산소는 인체로 들어와 용해되어 각 조직에 전달된 다음 신진대사에 이용되고 계속 소모가 진행되므로 문제 점이 없지만 질소는 폐보다 조직의 분압이 낮은 경우 인체의 조직에 전달되면 소모가 되지 않으므로 계속하여 축적된다.

6. 잠수 중 호흡기체의 인체 내 축적(흡수와 포화)의 변화란 ?

우리가 생활하는 대기에선 질소가 1대기압의 용해량 중 약 80%만큼 축적 포화되어 체중이 약 70kg인 사람의 몸 속에 약 1리터의 양이 용해 축적되어 있다고 한다.

그러나 잠수 수심이 깊어지거나, 잠수 시간이 길어지면 그 수심의 압력과 경과 시간만큼 인체의 각 조직에 축적 양이 늘어난다. 예로서, 수심 20m에선 압력이 3절대압 이므로 한 번 호흡할 때마다 대기압의 3배에 해당하는 양이 축적된다.

인체의 용해질소 흡수, 배출은 기체유입이 시작되는 폐를 기점으로 한다. 하강을 하면 수심이 깊을수록 압력은 증가하고 낮아진 수온에 의해 공기 분자간의 거리가 짧아지면서 압축 공기통 공기의 부피는 더욱 줄어 들고 밀도는 더 조밀해진 압축공기를 호흡하게 된다. 덧붙여 잠수시간이 길어지면 체온은 내려가고 점차 많은 양이 용해된다. 폐는 질소의 용해가 시작되는 곳이므로 분압이 가장 높은 편이다. 그래서 폐로 들어와 용해된 공기의 분압은 점차 증가하여 혈액에 용해, 확산되고 이 용해된 공기(주로 질소)는 혈액을 타고 폐나 혈액보다 분압이 낮은 인체 각 조직으로 전달된다. 각 조직은 용해질소 분압이 폐와 동일한 수준에 다다를 때까지 질소를 계속 흡수하여 축적하게 되며 액체 함유량이 많은 조직일수록 흡수량과 속도도 빠르다.

조직(혈액, 허파, 복부, 지방, 골수, 척수, 피부, 근육, 연골, 경골 등등)에 따라 혹은 빨리 혹은 늦게 흡수하게 되는데 몸의 모든 조직에 녹은 질소의 용해량이 혈액과 폐와 같은 분압 조건이 되면 이를 󰡐��포화상태󰡑��가 되었다고 한다. 위에서 평상시의 인체는 1대기압에 포화 되어 있다고 했다. 그러나, 주변의 압력이 달라지면 주변압력에 맞추어 질소의 흡수, 배출이 시작된다. 잠수로는 수심이 깊을수록 빠른 속도로 흡수가 급속히 진행되며 그 속도는 인체의 조직간에도 또, 개개인의 체질과 컨디션에 따라서도 조금씩 차이가 있다.

 

 

어느 정해진 압력(수심이나 주변압)에서 일정시간이 경과하면 포화상태에 이르게 되는데 일단, 포화상태에 이르면 압력 변화(수심 변동)가 없는 한, 더 이상의 용해나 축적현상이 이루어지지 않으므로 시간 연장으로 인한 문제점은 없다. 그래서 특수목적의 잠수(군사, 산업, 과학 다이버)에서 인위적인 기체의 구성에 의한 장시간의 잠수가 가능한 것은 이 때문이다. 이런 유형의 잠수에서 인위적 기체의 구성은 질소를 위시한 활성기체(헬륨, 네온, 수소)와 활성기체인 산소를 목표로 하는 잠수시간과 수심에 따라 그 함량을 조절해 사용한다.

7. 잠수 후 상승 중 축적된 공기의 배출과 변화는 ?

인체는 잠수 수심이 깊어져 압력이 증가하면 질소를 신속하게 용해하고 포화상태에 이를 때까지 흡수하는 능력도 있고 정상적 상승으로 올바른 감압이 이루어지면 질소를 몸 밖으로 내보내는 배출에도 문제가 없다. 그런데 아쉬운 것은 급속한 압력감소에 대비해 질소를 급속히 배출하는 능력은 없다는 점이다.

잠수 후 상승을 하면 주위 수심 압력이 낮아짐에 따라 압력 감소가 시작되고 포화상태를 향해 지속적으로 축적되던 용해 질소현상이 반대로 나타난다. 조직에 축적된 용해질소는 점차 부피가 커지고 양이 늘어나며 분압이 점차 높아져 조직에서 혈액으로 방출되고 혈관을 거쳐 이젠 맨 먼저 분압이 낮아지기 시작하고 가장 분압이 낮은 폐로 되돌아와 확산 기화된 후 호흡을 통해 서서히 배출되는 과정을 거치게 된다. 이와 같은 압력감소에 의해 정상적인 질소의 배출이 보편적 호흡에 의해서 안전하게 이루어져야 옳으며 따라서, 감압의 궁극적 목표인 축적된 용해질소가 본래 형태인 기체로 바뀌는 현상이 혈액이나 조직에서 바로 생기지 않고 폐로 전달되어 확산되고 기체화 된 후 배출되어야 맞는 것이다.

인체조직이 용해질소를 흡수하는 속도는 혈액순환의 수급상태에 따라 결정된다. 일반적으로 혈액공급이 왕성한 혈액, 허파, 복부와 같은 조직은 빠른 시간내에 흡수 - 배출과 포화가 이루어지지만, 혈액의 공급이 적은 지방질 조직(질소용해력이 물보다 5.3배), 뼈조직, 손상된 조직 등은 흡수-배출 및 포화가 늦게 진행되는 편이다.

잠수로 각 조직에 따라 많게, 적게 흡입 축적되든 질소는 상승에 따른 압력감소에 따라 방출하게 되는 량이 잠수시간이 짧을수록 수심이 얕을수록 용해질소의 기포화가 늦다. 축적 용해질소가 조직에서 점차 부피가 커져 팽창도가 최대치로 기포화 되기 직전의 상태 한계를 󰡐��과포화상태󰡑��라 한다.

과포화의 수용능력은 개인에 따라 또 인체의 각 조직에 따라 조금씩 다르다. 또한, 잠수시간이 짧을수록 수심이 얕을수록 잠수표에 계산된 나머지 수심과 시간의 한계에 대한 여유를 가지므로 수용 능력이 크지만 과포화 상태를 초과하지 않도록 압력이 줄어드는 한계가 적정 유지되어야만 한다. 즉, 상승속도를 초과하지 않는 일이다. 상승속도 초과에 의한 감압과정의 잘못은 위의 탄산 음료병의 뚜껑을 열듯 급속한 압력감소로 과잉 질소에 의해 기포화 현상이 인체 각 조직과 혈액에 직접 생기면 병증이 되는 것이다.

상승 초과범위가 적어도 일단, 용해질소가 원래 질소기체 상태로 환원이 시작된 상황이 되면 이런 기포화 현상을 멈추게 하는 것은 거의 불가능하다. 혹, 깊은 수심으로 다시 내려가면 된다고 하나 생겨난 미세한 기포를 모두 되돌릴 수는 없다. 무엇보다 압축공기통의 공기 량이 적어진 상태이므로 다시 깊은 수심으로 내려감은 고려되어야 한다. 그것보다는 남은 수심이라도 정상적으로 상승을 한 뒤 증세에 따라 바로 전문적인 처치나 치료 단계로 돌입해야만 안전하다.

8. 감압증(DCS)과 감압병(DCI)의 의미

감압증(Decompression sickness)과 감압병(Decompression illness)은 우리나라 잠수계에선 혼용되어 불리고 있지만 외국의 잠수전문 의료계에선 DCI로 표기되는 감압병이 좀더 포괄적 의미를 가진 신생어이다. 증(sickness)은 진행과정의 의미로 병(illness질환)은 결과적 판단의 의미로 구분해 해석하면 좋을 것이다. 우리 방식으론 모두 감압과정 중 잘못되어 발생하는 감압병과 증세로 이해하면 좋을 것이다.

이의 정의는 위에서 밝힌 것과 같이 잠수로 인해 혈액과 인체조직에 축적된 용해 기체(주로 질소)가 잠수 후 상승 중 주위 압력이 급히 낮아지면 따라서 부피가 팽창하고 기포가 생겨 발생하는 모든 병증의 문제점을 말한다.

즉, 인체는 용해질소를 조직에서 분압이 낮아지는 혈액으로 방출하고 혈액은 이를 분압이 더 낮은 폐로 운반해 확산 기화시킨 후 몸 밖으로 배출하는 것이 정상적 과정이지만 상승속도가 한계를 조금이라도 초과하면 수압(주변압)도 따라서 감소한다. 이때 혈액과 조직은 부피가 커지는 용해 기체의 적정 수용능력을 잃게 되고 과포화상태를 벗어난 과잉질소의 부피는 점차가 더 커지며 기포가 생겨서 혈관의 혈액유통 방해, 조직의 손상, 괴사와 압박 작용을 발생시켜 병증을 다양하게 유발한다.

9. 감압병 심각성의 허와 실

감압병은 잠수에서 가장 불필요하고 유해한 병증들 중 매우 심각한 사항 중의 하나이다. 그간 여러 기관과 단체는 이를 해소하기 위해 많은 연구와 노력을 하여왔다. 그러나 궁극적으로 감압병이 해결되는 방책은 아직까지 마련되지 않고 있다. 누구든, 언제든, 어디든 잠수 중 안전이 완벽하게 보장되는 감압과정의 계산표(흡수/배출의 속도)란 결과론적 목표는 이미 설정이 되어있으나 몇 가지 문제점들이 있다. 그것 중 하나는 각 개인별로도 생리적 차이가 있고 각 개인의 생리적 조건도 환경적 변화나 컨디션에 따라 조건이 항상 같지는 않다. 지금까지 감압계산의 기준인 잠수표도 수많은 잠수실험과 연구를 통해 얻어진 확률에 의한 수학적 계산(알고리즘)의 결과이지만 개개인의 생리상태는 차이는 너무도 다양하여 누구든 일률적으로 동일한 감압계산을 하는 잠수표는 감압에 대한 착오가 있을 수밖에 없는 것이다.

부수적 파행에 의한 감압의 문제도 매우 심각하다. 이는 안전 사고적 성격을 띠는 기만행위라 할 수도 있다. 그 중 가장 위험한 것은 정상적 잠수교육 과정을 아예 받지 않거나, 비정상적인 사이비 교육을 받거나 교육과정이 끝나기도 전에 위험성을 알지 못한 채 무지에 의해 무리한 잠수를 감행하는 것이다. 그래서 교육과정은 가능하면 교육내용을 잊어버리기 전에 연속적으로 이루어지는 것이 좋다. 그 외에도 잠수 전후의 음주, 뜨겁거나 아주 차가운 물 목욕, 과격한 운동이나 춤, 잠수 후 고지대 체류(스키장)나 조기 비행기 탑승, 수면부족, 임대나 타인장비 사용에 따른 인식부족, 장비규격이 맞지 않은 불편감, 비만자, 고령자의 무리한 잠수, 피로 상태, 병으로 약물복용, 상처가 완전히 아물지 않은 상태에서 실력을 과신하거나, 무모하게 자연을 대상으로 자의․타의에 의한 도전 중 환경적 요인에 의한 급상승, 한계치에 근접한 반복잠수를 연속적으로 행하다가 순간적으로 한계를 초과하는 등등 안전을 위반하는 행위의 파행적 사례는 이외에도 매우 많을 것이다.

물론, 이런 안전을 위협하는 파행적 행위의 결과가 바로 병증으로 나타나지 않을 수도 있다. 그러나 발병 단계까지는 이르지 않고, 보이지 않는 작은 조건이지만 감압병증 요인이 자주 인체 내부에 발생한다는 것은 인체조직의 노화를 가져오고 언젠가 더 큰 병증으로 발전할 가능성을 지닌 잠재적 도화선이 점점 짧아질 수도 있는 점을 간과해서는 안 된다.

그간 유관 기관과 단체의 부단한 노력의 결실로 의무적 목적(군사적, 산업적)의 잠수가 아닌 보통 사람 즉, 일반인 남녀노소인 스포츠 다이버를 대상으로 교육체계가 개발되고 완벽하지는 않지만 좀더 보수적이고 안전을 고려한 여러 가지의 잠수표(테이블)도 발표되었다. 또, 이 표들의 계산원리를 기초로 잠수 중 지속적 연산 계산이 가능한 잠수용 컴퓨터까지 개발되어 있다. 이것의 이용과 올바른 지식습득의 교육적 기회나 관련서적이 많아져 이전보다 감압병에 대한 의식구조는 많이 달라진 편이라 할 수 있다. 그래도 발병은 여전히 계속되고 있다. 이는 저변인구 증가에 따른 요인, 장비 성능의 개선과 다양성으로 빈번한 잠수 횟수가 요인이 될 수도 있다.

앞으로 오래지 않은 장래에 개발이 예상되는 잠수표(가압-감압과정의 흡수-배출 계산표?)는 지금보다 좀더 여러 페이지로 번거롭고 복잡할 것이 예상되지만 거의 완벽에 근접한 알고리즘을 적용할 가능성이 높다. 그래서 점차 잠수용 컴퓨터 사용의 선호도가 높아질 것이다. 개발될 컴퓨터는 개인별 생리적 특성을 일일이 파악하고 추적해 안전성이 계산상으론 완벽히 보장되는 주문 제품의 생산도 가능하다고 본다. 이는 현재 DNA칩을 이용하고 포스트-게놈(Post-genome)을 일컫는 의술의 개발과 반도체칩의 기하급수적 연산능력 발전으로 충분히 예견되는 일이다.

10. 감압병 호칭과 연구는 어떻게 시작 되었는가 ?

잠수역사는 매우 오래지만 감압에 대한 유래는 문헌 상 1670년 로버트-보일(R-Boyle)을 효시로 그는 기체 실험 중 뱀을 유리병에 넣고 가압을 한 후 갑자기 병 뚜껑을 열어 압력이 해소되었을 때 뱀의 눈동자에 기포가 맺힘을 경험했다는 기록이 있다. 그래서 혈액 속 기포 생성과 기포가 혈액 유통을 방해한다는 예상은 하였으나 당대엔 공기 구성성분도 몰랐고 산소나 질소에 대한 특성도 그보다 약 100여 년이나 지나서 알려졌고, 압축공기를 이용한 잠수를 하지도 않았고 장비도 없었으므로 감압병의 존재도 없었다. 그러나 감압병의 과학적 현상을 기록한 것으로는 최초일 것이다.

압축공기를 이용한 잠수는 1819년부터 시작되었으며 1841년 프랑스의 토목기사 트리제(Triger)에 의해 최초의 감압병에 대한 보고 발표가 있었으나 그 때까지도 병증의 원인이 기체의 기포라는 것을 이해하지 못했었다. 감압병의 연구발전은 1800년대 말 근대 유럽의 산업발달에 기인하는 바가 크다.

산업의 발전은 필요성이라는 순리적 절차를 거쳐 과학 발달로 이어지고 결국 증기기관이나 전기라는 동력을 발명하게 했다. 이를 이용해 다량, 대형화로 손쉽고 값싸게 만들어진 제품의 물류이동에 따른 선박, 교량의 증설, 해난 구조, 인양, 등 수중작업과 작업시간의 연장도 필요라는 수순을 거쳐 압축공기 사용의 양이나 횟수가 많게 한다. 이때 발생되는 병증 또한 필요성에 따라 과학자의 개입을 요구하고 자연히 연구가 이루어지게 된다. 최초로 감압병 개념을 과학적으로 정립하고 쓴 과학자는 폴벨((Paul-Bert; 기압 1878년 저술)이다.

■ 케이슨 병(Caisson Disease) : 폴벨 당시 프랑스에선 수중작업에 케이슨(케숑; Caisson)이란 잠함형 가압 상자를 수중공사용으로 물 속에 설치한 다음 상자 내부에 공기를 충분히 넣고 압력을 높이면(가압) 내부의 물이 빠져나가고 수중이지만 공기공간이 형성된다.

그 속에서 오래 일하든 사람들이 육상에 올라오면 지금의 감압병과 비슷한 증상이 생겨 이를 󰡐��케이슨 병󰡑��이라 불렀다. 그래서 케이슨 병은 엄밀히 말하면 건조한 공간 상태의 작업으로 물이 직접 닿는 습식잠수 조건의 감압병과 조금은 다르기도 하다.

■ 벤즈(Bends) : 그 후 미국 뉴욕을 가로 지르는 허드슨 강의 브룩크린 교각 건설에 참여한 잠수사들이 작업 후 발생한 병증의 증상이 당시 여성들 사이에 유행한 곡선미 표현이 두드러진 옷을 입고 굽 높은 구두를 신고 멋을 부리며 걷는 모습과 비슷하다고 해서 명칭을 󰡐��벤즈󰡑��로 바꿔 부르기 시작한 것이다. 이외에도 감압병은 다양한 호칭을 가졌었다.

파일럿이 비행으로 겪는 항공병(Aero-embolism)도 󰡐��벤즈󰡑��의 일종이다. 그외(Diver󰡑��s-itch, Diver󰡑��s-paralysis, Inkles, Nigles, Staggers, Chokes, etc)로도 불리운다.

폴벨은 작업 후 상승을 천천히 하도록 권고하여 벤즈로 인한 병증의 유해성을 줄이는데 지대한 공헌을 하였으나 작업시간 및 작업량에 따른 차이나 개인의 생리적 차이를 수용하는 기준은 마련되지 않아 가끔 중증 벤즈의 발병에 의한 사망의 심각성은 여전하다.

압축공기로 잠수시간이 길어지고 물 속 미지의 세계가 일부 소개되며, 무역 등 해양의 중요성 인식이 시작되자 각국은 드디어 육상에서 해상으로 촉각을 돌려 군대를 앞장세우고 해양 장악에 열을 올리게 된다. 영국의 해군성 소속으로 생리학자인 할데인 박사(J.S haldane)는 1900년 경부터 감압병 연구를 본격적으로 하게 된다.

체중이 인간과 비슷한 염소를 이용(165fsw의 포화실험)하고 1905년부터 1907년 영국군 잠수사들의 잠수생리 실험을 통해 얻은 결론을 모아서 압력기울기 비율 2 : 1 이라는 감압이론과 개량된 잠수표(다이브 테이블)을 1908년 발표 했다.