Table Of ContentFORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr. 1773
Herausgegeben
im Auftrage des Ministerpräsidenten Dr. Franz Meyers
vom Landesamt für Forschung, Düsseldorf
Dr. med. 0110 WÎinsche
Arztliche Forschungsstelle für Caissonarbeiten
im Institut für Flugmedizin der Deutschen Versuchsanstalt
für Luft- und Raumfahrt e. V, Bad Godesberg
Die Wirkung der Arbeiten
unter erhöhtem Luftdruck auf den Menschen
WESTDEUTSCHER VERLAG· KÖLN UND OPLADEN 1966
Nicht für den Verkauf bestimmt
Verlags-Nr.011773
© 1966 by Westdeutscher Verlag, Köln und Opladen
ISBN 978-3-663-03910-5 ISBN 978-3-663-05099-5 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-05099-5
lnhalt
A. Allgemeiner Teil ............................................... 7
1. Ausgangssituation für die Untersuchungen über die Wirkung der
Arbeiten unter erhöhtem Luftdruck auf den Menschen . . . . . . . . . . . 7
Il. Versuchstechnische V oraussetzungen für: ...................... 9
1. Vers uche im Laboratorium ................................ 9
2. Untersuchungen auf Druckluftbaustellen .................... 10
B. Spezieller Teil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11
1. Ergebnisse von Tierversuchen in Druckkesseln ................. 11
Il. Ergebnisse von Untersuchungen am Menschen in der Überdruck-
kammer ................................................... 13
1. Grundlagenversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13
a) Elektrokardiographische Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . .. 13
b) Bestimmung der Kreislaufzeiten ......................... 14
c) Nierenfunktionsprüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
d) Fermentbestimmungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15
2. Vers uche mit praktischer Zielsetzung ....................... 16
a) Erprobung von Dekompressionszeiten ................... 16
b) Anwendung von Sauerstoffatmung ...................... 17
lIl. Ergebnisse von Untersuchungen auf Druckluftbaustellen . . . . . . . .. 19
1. Baustelle »Herrenbrücke Lübeck-Riehm« ................... 19
a) Klimatologische Messungen ............................ 20
b) Anamnestische Erhebungen an Caissonarbeitern ........... 21
c) Blutuntersuchungen ................................... 22
d) Bestimmung der Gerinnungsfaktoren des Blutes ........... 23
e) Urinuntersuchungen ................................... 23
f) Bestimmung der Vitalkapazität und des AtemstoBes . . . . . . .. 24
g) Audiometrische Untersuchungen ........................ 24
2. Baustelle »FuBgängertunnel Rendsburg« .................... 24
a) Einstellungs- und Nachuntersuchungen .................. 25
b) Ausschleusung der Arbeitsschichten mit Sauerstoff . . . . . . . .. 25
c) MeBtechnische Untersuchungen ......................... 28
5
C. SchluBbetrachtungen ............................................ 29
D. Literaturverzeichnis ............................................. 31
E. Abbildungsanhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 33
6
A. Allgemeiner Teil
I. Ausgangssituation für die Untersuchungen über die Wirkung der Arbeiten
unter erhöhtem Luftdruck auf den Menschen
Urn die im Rahmen des gestellten Forschungsthemas durchgeführten medizinisch
wissenschaftlichen Untersuchungen am Menschen und Tier hinsichtlich Art und
Umfang beurteilen zu können, muG die Ausgangssituation bekannt sein:
Die langjährige flugmedizinische Tätigkeit auf dem Gebiete des Druckfalls im
Unterdruckbereich und die dabei gewonnenen neuen Erkenntnisse lieGen es
geboten erscheinen, das physiologische Verh alten des Organismus im Überdruck
sowie die Ursachen für die Entstehung der Caissonkrankheiten intensiver zu er
forschen und die auf Druckluftbaustellen während der letzten Ja hrzehnte ge
sammelten empirischen Beobachtungen und Erfahrungen zentral auszuwerten.
Hierfür kamen
1. experimentelle Erprobungen in der Überdruckkammer und
2. medizinische Untersuchungen auf Caissonbaustellen mit möglichst groGen
statistischen Erhebungen an Tiefbauarbeitern in Betracht.
Als Voraussetzungen für den praktischen ärztlichen Einsatz im Baustellenbetrieb
muG ten folgende Erfordernisse erfüllt sein:
a) Unmittelbare Fühlungnahme und enge Zusammenarbeit des Ärzteteams mit
den Ingenieuren und Technikern der Druckluftunternehmen.
Dazu ist hervorzuheben, daG die in technischer und gesundheits-hygienischer
Hinsicht konservativ eingestellten Tiefbauunternehmen psychologisch für
medizinische Aufgabenstellungen und ärztliche MaGnahmen gewonnen werden
muGten. Der Anteil derjenigen Baufirmen, die sich ad hoc aufgeschlossen
zeigten, war zu Beginn der medizinischen Untersuchungsaktionen verhältnis
mäf3ig gering. Es war folglich eine Frage des persönlichen Kontaktes und der
Übereinkunft, die mehr oder weniger angetroffenen Befürchtungen, durch die
ärztlichen Vorhaben direkt oder indirekt}) überwacht« zu werden, auszumerzen.
Urn so anerkennenswerter war das Entgegenkommen einiger Bauleitungen,
die für die Notwendigkeit der medizinischen Untersuchungen im Interesse
ihrer Arbeiter und der Forschungsförderung Verständnis zeigten.
b) Urn die anstehenden Fragen der Überdruckwirkung auf den Menschen und
des exogen und endogen abhängigen Auftretens von Caissonerkrankungen
untersuchen zu können, muGten sich geeignete Eaus/ellen mit nennenswerten
Arbeitsdrücken, gröGeren Schichtzahlen und technischen Besonderheiten
7
finden lassen. Diese V oraussetzung richtet sich bekanntlich nach der relativen
Zufälligkeit in Angriff genommener bzw. geplanter Bauvorhaben. Verzöge
rungen der Ausschreibungen oder ungünstige jahreszeitliche Witterungsein
flüsse erschweren oft den ärztlichen Einsatz.
Die Ausgangssituation für die medizinisch-wissenschaftliche Atlfgabenstelltlng im Sinne
des Forschungsauftrages läGt sich kurz kennzeichnen:
Mit teils beachtenswerter, sorgfältiger Beobachtungsgabe haben bereits frühere
Autoren [1] das Verhalten des menschlichen Organismus im Überdruck und die
klinischen Erscheinungen der Druckluftkrankheiten beschrieben. Man hat früh
zeitig mit experimentellen Nachprüfungen, namentlich am Tier, begonnen und
grundlegende Erfahrungen gesammelt. Je doch reichten die Verfahren für die
Messung und Registrierung physiologischer Werte verständlicherweise nicht aus,
um gesicherte Aussagen machen zu können. Es fehlte auch an systematischen
Untersuchungen gröGerer Versuchskollektivs, und die Feststellungen erschöpften
sich zumeist in Folgerungen aus dem klinischen Bild der Caissonkrankheiten.
Während der folgenden Jahre wurden nur wenige Arbeiten über die biologischen
Wirkungen des erhöhten Luftdrucks veröffentlicht [2], die aber nur spär1iche ex
perimentell begründete Angaben enthalten.
Wenn man von den erarbeiteten Grundlagen der flugmedizinischen Unterdruck
forschung und den Versuchsergebnissen der während der Kriegsjahre stärker in
den Vordergrund tretenden Taucherwissenschaft absieht, die spezielle Anwen
dungsbereiche haben, so war der Nachholbedarf einer systematischen Überdruck
forschung auGerordentlich groG. lm Rahmen des vorliegenden Forschungsvor
habens standen deshalb Probleme der Grtlndlagenforschung mit an erster Stelle. Das
Bestreben ging dahin, die physiologischen und pathologischen V orgänge im
Menschen und Tier während und nach dem Aufenthalt unter erhöhtem Luftdruck
mit neuzeitlichen Methoden zu erfassen, urn aus dies er Kenntnis heraus Fragen der
Verhütung und Behandlung von Druckfallerkrankungen im Laboratoriumsver
such unter reproduzierbaren Bedingungen zu untersuchen und im praktischen
Baustelleneinsatz zu verfolgen.
Um diese, im Thema des Auftrages global zusammengefaGte Forschungsaufgabe
auf möglichst breiter Basis angehen zu können, war es neben der erwähnten
ständigen Kontaktaufnahme zu den Druckluftingenieuren und Technikern nötig,
die wissenschaftlichen Untersuchungen durch das eingehende Studium der neu
zeitlichen Drtlckfall-Literattlr zu untermauern. Es kamen dafür in- und auslän
dische Veröffentlichungen in Betracht, die von Dokumentationsstellen beschafft
und in einer umfassenden Literaturkartei erfaGt wurden. Damit ist eine Sammlung
von Originalen, Referaten und Übersetzungen entstanden, die über den vor
liegen den Forschungsauftrag hinaus eine wichtige Grundlage für alle künftigen
Arbeiten auf dem Gebiete der Überdruckforschung darstellt. Ergänzt wurde die
Literatursammlung durch ein umfangreiches Bildarchiv von photographischen
Aufnahmen auf Druckluftbaustellen, welches in dieser Form bis her noch nicht
bestand. Die Auswahl der Bilder erfolgte namentlich unter Gesichtspunkten, die
8
den Zusammenhang ärztlicher Aufgaben mit technischen Einrichtungen zeigen
(siehe E. Abbildungen).
Eine weitere Voraussetzung für die Durchführung der Forschungsaufgabe lag in
einem organisierten Gedankenaustausch mit Wissenschaftlern, staatlichen Be
hördenstellen, Gewerbeärzten und Aufsichtsstellen des Tiefbaugewerbes usw.,
urn die eigenen ärztlichen MaGnahmen zur Verhütung und Behandlung von
Caissonkrankheiten mit den modernen Anschauungen der Medizin und Technik
zu koordinieren. Dieses Bestreben wurde auf zwei » Druckfall-Tagungen« der
»Arztl. Forschungsstelle für Caissonarbeiten« am 16./17. November 1962 und
23./24. Oktober 1964 in Bad Godesberg verwirklicht [3, 4]. Aus den Diskussionen
der ca. 100 Tagungsteilnehmer ergaben sich wertvolle Anregungen und Richt
linien für die experimentellen Arbeiten und Untersuchungen im Laboratorium und
praktischen Baustellenbetrieb.
Als wichtige Ausgangsbasis für den medizinischen Einsatz auf Druckluftbau
stellen ist ferner noch die Anlage eines Befundarchivs zu nennen, in welchem die
ärztlichen Berichte der Einstellungs- und Nachuntersuchungen von Druckluft
arbeitern mit fachärztlichen und röntgenologischen Befunden auf neu einge
führten Formularen gesammelt wurden. In dies es Zentralarchiv werden für
statistische Auswertungen laufend auch Gesundheitsbefunde von Druckluft
arbeitern eingeordnet, die im Rahmen des vorliegenden Forschungsauftrages
nicht unmittelbar erfaGt wurden und bis her auf anderen Baustellen tätig
waren. Mit dieser Einrichtung folgten wir dem V orbild mehrerer ausländischer
Staaten.
SchlieGlich machten sich noch Besichtigungen von mehreren Druckluftbaustellen
der Bundesländer erforderlich, urn den eingesetzten Arzten und dem Hilfspersonal
die technischen Verhältnisse des Caissonbetriebes und den Aufenthalt des arbei
tenden Menschen unter erhöhtem Luftdruck unmittelbar vor Augen zu führen
und Erfahrungen zu erweitern.
Ir. Versuchstechnische V oraussetzungen für:
1. Versuche im Laboratorium
Wesentlicher Bestandteil der technischen Einrichtungen für die Durchführung
der Forschungsaufgabe war die Erstellung der Dräger-Dekompressionskammer,
die in Zusammenarbeit mit der Herstellerf1rma als Forschungskammer kon
struktiv entwickelt wurde. Infolge Lieferschwierigkeiten der Zubringerf1rmen für
den Einbau technischer Spezialvorrichtungen konnte die Drägerkammer er st im
April 1962 im DVL-Institut für Flugmedizin, Bad Godesberg, in Betrieb ge
nommen werden.
Die Druckkammeranlage (Abb. 3-6) wurde in der Folgezeit durch verschiedene
technische Zusatzeinrichtungen, wie z. B. Druckschreiber und FeinmeGmano
meter, Zusatzbeleuchtungseinrichtung, Reduzier- und Absperrventile, diverse
AnschluG-und Verbindungsarmaturen, Schalldämpferanlage im Kammerinneren,
9
Absorptionsanlage, Kompressor für Rückgewinnung von Helium usw., ergänzt,
wodurch gegenüber dem Anschaffungspreis eine Wertsteigerung in Höhe von
ca. 15000 DM erzielt worden ist. Diese Kosten übernahm wegen der Verwendung
der Dekompressionskammer für anderweitige Versuche die Deutsche Versuchs
anstalt für Luft- und Raumfahrt e. V.
Die mit Mitteln des vorliegenden Forschungsauftrages erstellte kombinierte Über
und Unterdruckkammer ist auf einen maximalen Betriebsdruck von 25 atü
(= 250 m Wassertiefe) ausgelegt und stellt somit die z. Z. leistungsfähigste und
höchstbemessene Druckkammeranlage der Bundesrepublik dar. Sie besteht aus
einer V orschleuse und Hauptkammer und ist in ihrer Grundausrüstung mit einer
Stufenheizung, Gegensprechanlage, doppelten Liegebank (6 Sitzplätze) und son
stigem technischen Zubehör versehen. Der gesamte geometrische Kammerinhalt
beträgt ca. 9 m3. - lm Unterdruckbereich kann eine simulierte Höhe von 25000 m
(= 18 mm Hg) erreicht werden. - Als Zusatzgerät gehört zu der Überdruck
kammer ei ne Taucher-(Teleskop-)Kammer (Abb. 7).
Die im lnstitut für Flugmedizin (Abt. Dr. WÜNSCHE) vorhandenen Druckkessel
unterschiedlicher Betriebsdrücke für tierexperimentelle Überdruckversuche
(Abb. 1 und 2) stellten eine wichtige Ergänzung der grof3en Personen
kammer dar und wurden ohne lnanspruchnahme von Forschungsmitteln in die
vorliegende Aufgabenstellung einbezogen.
2. Untersuchungen au! Druckluftbaustellen
Neben der Anschaffung zahlreicher ärztlicher Geräte und lnstrumentarien für Ein
stellungs-und Nachuntersuchungen von Druckluftarbeitern auf Baustellen waren
Mef3- und Registriereinrichtungen für Milieuuntersuchungen (Luftfeuchte, Tem
peratur, Duckverlauf, Lärm usw.) innerhalb der Caissons und der äuf3eren Um
gebung notwendig.
Die allgemeinen versuchstechnischen V oraussetzungen auf Druckluftbaustellen
waren durch auf3ergewöhnliche Arbeitsbedingungen mit gröf3ten lmprovisationen
gekennzeichnet, die zudem einen hohen persönlichen Einsatz des ärztlichen
Arbcitsteams erforderten. Dieser entscheidende Gesichtspunkt rechtfertigt auch
finanzielle Sonderaufwendungen, die allein auf Grund eigener Erfahrungen im
Unterschied zu geordneten Laboratoriumsverhältnissen verständlich werden.
10
B. Spezieller Teil
1. Ergebnisse von Tierversuchen
Urn spezielle Probleme der biologischen Wirkung des erhöhten Luftdruckes auf
den menschlichen Organismus experimentell bearbeiten zu können, muBten
orientierende Tierversuche einhergehen. lm Vordergrund stand u. a. die Frage nach
der Verträglichkeit des Aufenthaltes im Überdruck über längere Zeit bei An
wendung unterschiedlicher Gasgemische. Es wurden deshalb Versuche mit Albino
Ratten angestellt, die bis zu 100 Stunden Drücken von 4 und 12 atü ausgesetzt
waren. Die technischen Einrichtungen sind in Abb. 1 und 2 dargestellt.
Versuche unter einem Druck von 4 atü:
Bei diesen Versuchen zeigte sich, daB Ratten einen Druck von 4 atü 24 Stunden
ohne wesentliche Beeinträchtigung aushalten können, unabhängig davon, ob man
Druckluft [1] oder ein Gasgemisch mit reduziertem Sauerstoffpartialdruck [2] ver
wendet.
Die Verlängerung der Isopressionszeit [3] von 24 auf 48 Stunden veränderte das
Bild völlig. Von insgesamt 60 Tieren, die in 4 Gruppen aufgeteilt wurden, über
lebten nur 24 den Versuch. Alle anderen starben entweder schon vor AbschluS
des Versuchs oder kamen bald darauf ad exiturn.
Die überwiegende Anzahl der toten Ratten hatte als auffälligsten makroskopischen
Sektionsbefund ein Pleuratranssudat. AuSerdem waren die Darmschlingen meist
stark gebläht und das Herz relativ groS. Die Lungen waren teils gebläht und teil
weise atelektatisch. Blutungen in den Lungen fanden sich bei allen Tieren.
Die überlebenden Tiere machten alle einen deutlich geschädigten Eindruck. Sie
saSen ruhig mit gesträubtem Fell da und atmeten nur oberBächlich.
Versuche unter einem Druck von 12 atü:
In V orversuchen hatten wir festgestellt, daS nur einzelne Ratten unter Druckluft
einen Druck von 12 atü 9-12 Stunden überstanden. Wie sich histologisch nach
weisen lieS, starben sie in allen Fällen an einer Sauerstoffvergiftung. (Der Sauer
stoffpartialdruck bei 12 atü beträgt 2,6 ata.) Urn eine Sauerstoffvergiftung zu ver
meiden, arbeiteten wir bei den folgenden Versuchen immer mit einem Gasgemisch
von 5% Sauerstoff und 95% Stickstoff.
Obwohl wir die Isopressionszeit von 24 bis auf 100 Stunden verlängerten, über
lebten alle Tiere die Versuche. Durch Direktbeobachtung der Tiere während der
Versuche war es nur unvollkommen möglich, den jeweiligen Zustand der Ratten
11
