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감압이 필요한 잠수사고의 성격상 제한된 시간안에 수중구조절차를 완료하고 심폐소생술(CPR: Cardio Pulmonary Resuscitation) 등 필요한 수면구조절차를 거쳐 의식을 회복하더라도 구조를 위해 필연적으로 생략된 감압으로 인하여 감압병의 발생위험이 높아지며 의식회복 등 수면구조에 소요된 시간에 따라 그 위험성은 상대적으로 증가한다. 아래에서 예시하는 수중감압의 생략, 표면감압 인터벌 시간의 초과와 감압병 발생, 급상승에의한 동맥공기색전증의 발생, 그리고 챔버 가압중의 압력평형의 실패가 구조 중 발생가능한 대표적인 응급상황이다(US Navy, 2016).

위와 같이 구조 중 또는 구조지연으로 발생가능한 상황들에 준용할 수 있는 구조 중의 응급절차들에 대해서 <Table 1>과 같이 정리하였다.

본 연구에서 ‘감압이 필요한 잠수사’란 구조완료 시점에서 무감압 한계시간을 넘어선 경우로 수중감압(In water decompression)이나 표면감압(Surface decompression)이 필요한 잠수사를 말한다. 여기에는 원래부터 감압이 계획된 잠수로 인하여 구조시작 단계에서 이미 무감압 한계시간을 넘어선 경우와 구조시작 단계에서는 아직 무감압 한계시간을 넘어서지 않았으나 구조 완료시점에서 감압이 필요하게 된 경우를 포함한다. 구조지연으로 인하여 구조잠수사가 감압이 필요하게 된 경우를 대비한 절차도 여기에 해당한다.

나. 실험장비 구성

본 연구는 한국폴리텍대학교 강릉 캠퍼스 산업잠수과 소재의 가로 5 m, 세로 5 m, 깊이 10 m의 교육 수조에서 수행하였다([Fig. 1(a)]). 수조에는 잠수사들의 입/출수를 위한 사다리와 부상자 구조를 위한 구조용 들것(Rescue stretcher)과 다이빙 케이지(Diving cage) 운영이 가능한 안전하중 2 ton의 호이스트가 설치되어 있다.

[Fig. 1] 
The diving pool and decompression chamber.

실험에 사용된 감압 챔버(Decompression chamber)는 감압잠수가 수행되는 현장에서 일반적으로 사용하는 이중격실(Double lock)의 챔버로 주격실(Main lock)의 감압 없이도 보조사(Inside tender)의 출입이 가능하여 잠수사를 돌보는 것이 가능하며 의약품 등 간단한 편의품 전달을 위한 메디칼 락(Medical lock)이 구비되어 있다. 챔버 외경은 60 inch 이며 내부용적은 6.33 ㎥ 로 최대 145 psi 까지 가압 할 수 있다. 산소 공급을 위한 밀폐식 공급장치(BIBS: Built In Breathing System)는 6개까지 설치 가능하여 최대 6명까지 수용할 수 있다([Fig. 1(b)]).

잠수장비는 수중영상 취득을 위해 CCTV가 부착된 Superlite-27과 DSL B-2 잠수헬멧을 사용하였다.

마. 시간측정

감압이 필요한 잠수사 구조는 구조잠수사가 입수하여 조난잠수사를 구조하여 실질적인 응급처치가 가능한 상태에 놓이게 하는 수중구조단계와 수면탈의, 응급처지 및 이송, 챔버가압의 수면구조단계로 나누어진다.

따라서 본 연구에서는 각각 ① 수중구조(Diver down -> reached 40 ft): 구조잠수사가 조난잠수사를 구조하여 표면감압의 시작점인 수심 40 ft 에 도착하는데 소요된 시간 ② 상승(Leaving 40 ft -> reached surface 0 ft): 제한속도를 유지하며 수면까지 상승하는데 소요된 시간 ③ 수면구조(Surface undress and First Aid phase): 수면 장비탈의 및 응급처치, 챔버까지 이송하는데 소요된 시간 ④ 챔버 가압(Leaving surface 0 ft -> reached chamber 50 ft): 챔버가압을 시작하여 챔버 50 ft에 도착하는데 소요된 시간을 측정하였다. 본 실험을 위한 절차와 방법을 <Table 2>와 [Fig. 2]에 설명하였다.

<Table 2> 
The summary of decompression diver rescue procedure

Task section	Summary of tasks
Diver down(0 ft)	Rescue time starts when supervisor call “diver down, diver down” Standby diver gets in the water and complete the bottom rescue
Leaving bottom(40 ft)	Call for "diver leaving bottom" when the diver leaves bottom Surface Interval time starts when diver passes 40 ft
Reached surface(0 ft)	Call for "diver on surface" when the diver reached the surface Recover the rescuee from the water and undress the diver
Diver on deck	Check the diver’s pulse and breathing  - if she/he has: bring her/him into the chamber  - if she/he has not: call 119 and conduct CPR  - if she/he has restored: bring her/him into the chamber  - if not restored: continue CPR and ready for immediate transfer
Leaving surface(0 ft)	Stretcher the rescuee to the chamber if injured or needed Put the diver into the chamber and call for "Blow down" Time the chamber travel and check for the diver's condition
Reached chamber bottom(50 ft)	Surface Interval time stops, BIBS on and starts O2 time   If the Surface Interval is between 5~7 min: add 15 min. of O2 time   If type ⅠDCS occurs: follow the emergency procedures
Emergency procedures* (50 ft~ 60 ft)	If the Surface Interval time is greater than 7 min or if type Ⅱ DCS occurs:  - Continue to compress the chamber to the 60ft  - Start treatment table 5 or 6 as required emergency procedures

* Treat the diver TT5, TT6 or TT6A depend on the surface interval time, omitted water stop and type of DCS or AGE

[Fig. 2] 
The plan view of decompression diver rescue procedure flow chart.

먼저 감압이 필요한 잠수사 구조를 위해 총 12회(#1~#12)의 실험잠수를 수행하였으며 본 실험의 결과를 <Table 3>과 [Fig. 3]에 자세히 나타내었다. 표의 구성은 각 구조구간별 소요된 시간, 수중구조 시간과 표면감압 인터벌 시간, 전체구조시간으로 나누어 표시하였으며 수중 40 ft 를 떠나 수면까지 상승하는데 걸리는 시간은 수중구조 시간과 표면감압 인터벌 시간이 중복되는 부분으로 음영으로 표시하였다(<Table 3>).

[Fig. 3] 
The results of decompression diver rescue times.

첫째, 잠수사 #1~#12까지 구조잠수사가 감압이 필요한 잠수사를 구조하여 표면감압 인터벌의 시작점인 수심 40 ft 까지(Diver down -> reached 40 ft) 도착하는데 걸린 시간은 평균 298.75 sec(151~562 sec)를 나타내었으며 수심 40 ft 를 출발하여 수면까지(Leaving 40 ft -> reached surface 0 ft) 상승하는데 걸린 시간은 평균 74.42 sec(54~103 sec)를 나타내었다. 전체 수중구조에 소요된 시간은 평균 373.17 sec(219~622 sec)였다.

둘째, 잠수사 #1~#12까지 감압이 필요한 잠수사를 구조하여 필요한 응급처치와 챔버 입실(Diver on deck -> chamber 0 ft)을 마치는데 걸린 시간은 평균 152.67 sec(101~261 sec)를 나타내었다. 챔버 가압( 0 ft -> chamber 50 ft)을 마치는데까지는 평균 107.17 sec(49~367 sec)가 걸려 상승시간을 포함한 전체 표면감압 인터벌 시간은 평균 334.25 sec(227~721 sec)였다.

셋째, 잠수사 #1~#12까지 감압이 필요한 잠수사를 구조하여 챔버 가압(Diver down -> chamber 50 ft)을 마치는데까지 전체 감압이 필요한 잠수사를 구조하는데 걸린 시간은 평균 633 sec(407~990 sec)였다.

기존 미해군의 정상적인 상승속도는 60 ft/min 이었으나 좀 더 느리게 상승하는 것이 체내 기포 배출에 훨씬 더 효과적이라고 판단하여 이후 30 ft/min 으로 개정되었으며 대부분 이를 준용하여 사용하며, 캐나다는 아직 기존의 상승속도(60 ft/min)를 유지하고 있다(Kang, 2016). 조난잠수사가 의식이 뚜렷하고 공기공급 등 다른 조건이 양호한 경우라면 정상적인 구조과정과 상승과정을 거쳐 미해군의 표면 감압절차를 따르는 것이 가능하다(Park and Yoon, 2020a). 그러나 조난잠수사가 의식이 없는 경우라면 신속히 수중조난조건을 해결하고 조난잠수사를 안전한 데크(Deck)까지 끌어올리는 것이 중요하다(Park et al., 2019). 미해군의 개정된 상승속도를 따르면 수중 60 ft(18 m)의 경우 하강과 상승하는데 걸리는 시간이 대략 195초(3분 15초)가 걸리기 때문에 실질적으로 구조에 할애되는 시간은 1분 30여 초이며 개정 전의 상승속도를 따르더라도 2분 30여 초에 불과하기때문에 신속히 수중조난조건을 해결하는 것이 무엇보다 중요하다. 수중구조에서 반드시 고려할 사항으로 급상승에 의한 동맥공기색전증의 발병이다. 동맥공기색전증은 폐의 압력손상(POIS: Ppulmonary Over Inflation Syndrome)에 의해 이차적으로 발생한 기포가 동맥순환계를 통해 뇌로 들어가 두통, 경련, 의식 상실 등 신경학적 증상을 유발하며 상승 중 또는 상승직후 수 분내에 급작스럽게 발생하는 생명을 위협하는 매우 치명적인 질병이다(Pierre et al., 2009; US Navy, 2016). 아직까지 수중 의식없는 잠수사 등의 응급한 상황에서의 상승속도에 대한 연구자료는 전무하다. 다만 미해군은 호흡이 없는 잠수사의 경우 기도개방 자세를 유지한 채 정상속도(30 ft/min)를 유지하며 상승할 것을 규정하고 있을 뿐이다(US Navy, 2016). 시간이 촉박한 구조상황에서 규정된 상승속도를 지키는 것은 구조자의 입장에서는 심리적 압박이 매우 클 수밖에 없으며 때문에 좀 더 적극적인 구조를 위해 초창기 자료를 인용할 것을 고려할 수 밖에 없다. 그러나 이미 무감압의 한계시간을 초과한 경우라면 특히 상승속도 유지에 주의해야 할 필요가 있다. 따라서 본 실험에서 감압이 필요한 잠수사를 구조하여 표면감압 인터벌의 시작점인 수심 40 ft 에 도착하기까지의 수중구조에 최소 4분을 넘지 말아야 한다.

잠수사 #1, #2, #3, #4, #5는 수중구조에 할애 가능한 4분을 초과하였고, #6 과 #7, #8은 4분에 매우 근접하였으며, 잠수사 #9, #10, #11, #12는 4분을 만족하였다.

미해군의 표면감압 인터벌에서의 상승속도 40 ft/min 는 30~50 ft/min 사이의 작은 오차는 허용하며 전체 표면감압 인터벌 시간이 5분을 초과하지 않는다면 상승과정에서 지연된 시간은 무시하도록 규정하고 있다.

따라서 본 실험에서처럼 수심 40 ft 를 출발하여 수면까지 상승하는데 1분이 필요하며 허용범위는 대략 48초와 80초 사이이다.

잠수사 #1과 #6, #7이 허용범위를 벗어난 상승시간을 기록하였으며 잠수와 #5와 #12는 매우 근접하였다. 상승속도 허용범위를 벗어난 잠수사 #1과 #12는 전체 표면감압 인터벌 시간 5분을 초과하지 않았으며 결과적으로 #4와 #5, #6, #7, #8은 표면감압 인터벌 시간 5분을 초과하였다.

미해군은 감압이 필요한 잠수사가 대기중에 노출되는 수면탈의 시간을 3분 30초까지 허용하고 있으나 Park and Yoon, 2020a의 선행 연구에 따르면 챔버까지의 거리, 가압능력, 하강 중 압력평형문제를 고려하여 3분으로 제한할 것을 제안하였다. 따라서 감압이 필요한 잠수사의 경우 필요한 응급처치를 포함하여 3분 안에 챔버 입실을 완료해야 한다.

잠수사 #6, #7, #8을 제외한 모든 잠수사들이 제한시간 3분을 충족하였다.

미해군의 표면감압 중 최대 챔버가압속도는 100 ft/min 으로 50 ft 까지 최소 30초가 필요하며 압력평형의 문제가 발생한 경우에도 전체 표면감압 인터벌 시간 5분을 초과하지 않아야 한다.

잠수사 #4, #5, #6, #7이 압력평형의 문제를 해결하느라 챔버가압 시간이 증가하였고 전체 표면감압 인터벌 시간 5분을 초과하였다.

첫째, 잠수사 #2, #3, #4, #5와 #1, #6, #7, 그리고 #8의 수중구조 지연은 조난잠수사가 실제 PLEM 구조물에서 60분 이상의 작업을 수행하는 과정에서 좀 더 복잡해진 낯선 조난조건과 이에 따른 실제 안전사고 발생의 부담으로 구조에 소극적으로 대처하였기 때문으로 판단된다.

또한 수중조난조건을 혼자 해결하려는 성향이 강하였는데 실제 현장에서라면 수퍼바이저나 유경험자의 경험을 공유하는 것이 가능하여 좀 더 유연한 적극적인 대처가 가능할 것으로 생각된다. 본 연구의 결과도 기존연구와 비교하여 전반부 참여자들보다 후반부 참여자들이 좀 더 양호한 결과를 얻었다.

실제 의식없는 잠수사의 경우 수중구조의 지연은 의식회복 등 소생율 저하로 이어질 가능성이 높기 때문에 수중구조시간의 단축이 무엇보다 중요하다. 따라서 작업특성에 따른 발생가능한 사고유형에 대한 준비가 필요하며 수퍼바이저와 구조잠수사 간의 통신내용이나 CCTV 영상 등의 정보를 공유한다면 팀원 간의 유기적인 대처와 협력이 가능할 것이다.

둘째, 본 연구에서의 평균 상승시간 74.42초는 정상적인 상승속도와 비교하여 약 15초의 차이를 보였으며 기존 표면감압 인터벌 연구에서의 평균 상승시간 69.25초와 약 5초의 차이를 보였다. 이는 의식없는 잠수사를 대동하고 상승하는 동안 기도 개방 자세를 유지해야하는 등 기존 연구와는 다른 상승조건의 결과로 생각된다.

구조잠수사의 과부하를 방지하고 엄빌리컬의 꼬임 방지 등 안정적인 상승속도를 유지하기 위해서는 구조잠수사의 요구에 엄빌리컬 담당 텐더가 즉시 반응할 수 있도록 정보전달수단을 강구해야 한다. 또한 출수과정에서의 탈진이나 추락을 방지하고 신속한 출수를 위해 출수조건에 따른 사다리와 LARS(Launch And Recovery System)등의 안정적인 출수수단이 필요하다(Park et al, 2019).

셋째, 본 연구에서의 평균적인 수면 장비탈의와 챔버까지의 이동시간은 152.67초로 기준시간 3분을 만족하였으며 선행 표면감압 인터벌 연구에서의 평균 142.50초 비교하여 약 10초의 차이를 보였다. 선행연구의 자발적 장비탈의와 비교하여 본 연구의 비자발적 장비탈의에 따른 시간의 지연이 있었으나 들것 이송과 도보 이동에 걸린시간은 거의 비슷하였다(Park and Yoon, 2020a).

수면응급처치 시나리오로 부여된 호흡과 맥박 확인, 심폐소생술(1주기 = 인공호흡 2회 + 가슴압박 30회)을 실시하는데 추가된 시간은 챔버가압 중 또는 챔버가압을 완료한 후 잠수복을 탈의하도록 하여 보충하였다.

넷째, 잠수사 #4, #5, #6, #7은 챔버를 50 ft 까지 가압하는 과정에서 압력평형에 실패하여 시간이 지체되었으며 결과적으로 잠수사 #4, #5는 표면감압 인터벌 시간 5분을 초과하는 5~7분 사이를, 잠수사 #6, #7은 7분을 초과하는 결과를 얻었다.

압력평형의 문제는 그날의 컨디션에 따라 하강 또는 잠수중에는 아무런 문제가 없다가 상승 중 역압착(Reverse block)이 발생하거나 챔버 가압 중 발생할 수 있다. 따라서 감기 등 개인 컨디션 유지가 중요하며 특히 표면감압이 계획된 경우 하강 중에 압력평형 문제를 경험한다면 잠수를 포기하는 것이 바람직하다고 판단된다.