Декомпрессия после насыщенного погружения. Декомпрессия после экскурсионного погружения
Обновлено: 01.05.2024
Декомпрессионная болезнь возникает при быстром снижении давления (например, во время всплытия с глубины, выхода из кессона или барокамеры, подъема на высоту). При этом газ, ранее растворенный в крови или тканях, образует газовые пузырьки в кровеносных сосудах. Характерные симптомы включают боль, неврологические нарушения или, и то, и другое. В тяжелых случаях, могут бать смертельные исходы. Диагноз ставится на основе клинических данных. Основной эффективный метод лечения - рекомпрессионная терапия Рекомпрессионная терапия Рекомпрессионная терапия - назначение 100% кислорода в течение нескольких часов в рекомпрессионной камере с давлением > 1 атм с постепенным снижением до атмосферного давления. У дайверов эта. Прочитайте дополнительные сведения . Для профилактики главным является соблюдение техники подводного плавания.
Закон Генри гласит, что количество газа, растворенного в жидкости, прямо пропорционально парциальному давлению этого газа над жидкостью. Таким образом, количество инертных газов (например, азота, гелия), растворимых в крови и тканях, увеличивается при повышении давления.
Во время подъема, когда окружающее давление снижается, могут образовываться пузырьки газа (преимущественно, азота). Свободные пузырьки могут возникнуть в любых тканях и вызвать локальные симптомы или могут попасть с током крови в отдаленные органы (артериальная газовая эмболия Артериальная газовая эмболия Артериальная газовая эмболия - потенциально катастрофическое состояние, которое возникает, когда пузырьки газа, попадая или образуясь в артериальной системе, закупоривают просвет сосуда и вызывают. Прочитайте дополнительные сведения ). Пузырьки вызывают симптомы путем
Блокирования кровеносных сосудов
Разрыва или сдавления ткани
Индукции повреждения эндотелия и экстравазации плазмы
Активации свертывания крови и воспалительных каскадов
Поскольку азот легко растворяется в жире, ткани с высоким содержанием жира (например, центральной нервной системы) являются особенно чувствительными.
Факторы риска развития декомпрессионной болезни
Декомпрессионная болезнь встречается приблизительно с частотой 2-4/10 000 погружений среди людей, занимающимися дайвингом с целью развлечения. Частота выше среди коммерческих дайверов, которые подвергаются воздействию больших глубин и более длительному времени погружения. Факторы риска включают следующее:
Погружение при низкой температуре
Физическая нагрузка после подводного плавания
Перелет после погружения
Длительное погружение или погружение на глубину
Так как избыток азота остается растворенным в тканях организма в течение, по крайней мере, 12 часов после каждого погружения, повторные погружения в течение 1 часа с большой долей вероятности вызовут декомпрессионную болезнь. Декомпрессионная болезнь может также развиться в случае, если уровень давления падает ниже атмосферного (например, при подъеме на высоту).
Классификация декомпрессионной болезни
Различают 2 типа декомпрессионной болезни:
Тип I: поражает суставы, кожу и лимфатические сосуды и протекает более мягко и обычно не угрожает жизни
Тип 11: включает неврологическое или кардиореспираторное поражение, которое является серьезным, иногда опасным для жизни, и затрагивает различные системы органов
Спинной мозг особенно уязвим; другими органами, в которых происходят повреждения, являются головной мозг, дыхательная система (например, легочная эмболия) и сердечно-сосудистая система (например, сердечная недостаточность, кардиогенный шок).
Мышечно-суставные боли означает локальные боли в суставах или мышечные боли в результате декомпрессионной болезни, но часто используется как синоним для любого компонента нарушения.
Общие справочные материалы
1. Vann RD, Butler FK, Mitchell SJ, et al: Decompression illness. Lancet, 8;377(9760):153-64, 2011. PMID: 21215883. doi: 10.1016/S0140-6736(10)61085-9
Клинические проявления
Симптомы появляются в течение нескольких минут после выхода на поверхность, но у большинства пострадавших симптомы нарастают постепенно, иногда с периодом продрома в виде недомогания, усталости, анорексии и головной боли. Почти у 50% больных симптомы проявляются в течение 1 часа после выхода на поверхность и у 90% - в течение 6 часов. Изредка симптомы проявляются через 24-48 часов после всплытия на поверхность, особенно при подъеме на высоту после погружения (например, при путешествии самолетом).
Декомпрессионная болезнь I типа обычно проявляется усиливающимися болями в суставах (как правило, в локтевых и плечевых) и мышцах; обычно боль не усиливается при движениях и описывается как «глубокая» и «сверлящая». Другие проявления включают лимфедема, пятнистость кожных покровов, зуд и сыпь.
Декомпрессионная болезнь II типа состоит из неврологических, а иногда и респираторных симптомов. Это, как правило, проявляется парезом, онемением и ощущением покалывания, затруднением мочеиспускания, а также потерей контроля над дефекацией или мочеиспусканием. Могут отмечаться головная боль и усталость, но они не специфичны. Головокружение, шум в ушах и потеря слуха возможны при поражении внутреннего уха. Тяжелые симптомы включают судороги, нечленораздельную речь, потерю зрения, оглушение и кому. Возможен смертельный исход.
Удушье (респираторная декомпрессионная болезнь) встречается редко, но характеризуется тяжелым проявлением; симптомы включают поверхностное дыхание, боль в грудной клетке и кашель вследствие отека легких. Массивная эмболизация легочной сосудистой сети может привести к быстрому развитию сосудистого коллапса и смерти.
Дисбарический остеонекроз является поздним проявлением декомпрессионной болезни и часто развивается без каких-либо предшествующих симптомов. Это скрытая форма остеонекроза Остеонекроз (ОН) Остеонекроз - это очаговый некроз кости, который может возникать как под влиянием определенных этиологических факторов, так и быть идиопатическим. Он может вызывать боль, ограничение подвижности. Прочитайте дополнительные сведения , обусловленная длительным или часто повторяющимся воздействием повышенного давления (типична для людей, работающих в сжатом воздухе, или для профессиональных ныряльщиков, реже встречается у любителей подводного плавания). Разрушение хряща суставной поверхности тазобедренного и коленного суставов может вызвать постоянную боль и тяжелую инвалидность.
Диагностика
Диагноз ставится на основе клинических данных. КТ и МРТ могут помочь выявить другие нарушения, которые вызывают подобные симптомы (например, грыжи межпозвоночного диска, ишемический тромбоз, кровоизлияния в центральной нервной системе). Хотя эти исследования иногда выявляют нарушения в головном и спинном мозге, из-за декомпрессионной болезни, их чувствительность при декомпрессионной болезни низкая; лечение обычно основано на клинических данных.
Артериальная газовая эмболия Артериальная газовая эмболия Артериальная газовая эмболия - потенциально катастрофическое состояние, которое возникает, когда пузырьки газа, попадая или образуясь в артериальной системе, закупоривают просвет сосуда и вызывают. Прочитайте дополнительные сведения может иметь подобные проявления (для сравнения симптомов - см. таблицу Сравнение газовой эмболии и кессонной болезни Сравнение газовой эмболии и кессонной болезни ). Тем не менее немедленное лечение для обоих заболеваний одинаково.
Декомпрессия после насыщенного погружения. Декомпрессия после экскурсионного погружения
Кессонная (декомпрессионная) болезнь
Рассмотрим патогенез кессонной (декомпрессионной) болезни, клинику острой и хронической кессонной болезни, диагностику и терапию
Атмосферное давление меняется в зависимости от высоты местности над уровнем моря.
В обычных условиях на человека давит столб атмосферного воздуха, равный 1,033 кгс/см2 (1 атмосфера или 101,3 кПа), что соответствует давлению ртутного столба высотой 760 мм.
Давление равномерно распространяется по всему телу человека и уравновешивается изнутри организма давлением газов, содержащихся в крови, тканях и полых органах.
В некоторых отраслях производства (авиация, водный транспорт, строительство подводных сооружений) работы выполняются в условиях повышенного или пониженного атмосферного давления, что является профессиональной вредностью и приводит к развитию патологических процессов в организме человека.
- Водолазы (при погружении в воду на каждые 10,33 м повышается давление на 1 атм)
- Рабочие, занятые в строительстве мостовых опор
- Рабочие обводненных шахтных стволов и других сооружений в водонасыщенных грунтах или под водой
- При возведении фундаментов зданий и оборудования
- В строительстве тоннелей метрополитена
Кессонный способ работ
Кессонный способ заключается в осушении от воды замкнутого пространства, где производятся работы. В это пространство нагнетается сжатый воздух, который отжимает воду и позволяет вести работы.
Кессон представляет собой железную или железобетонную шахтную трубу с расширением внизу - рабочей камерой. Вверху труба переходит в центральную камеру, к которой с боков примыкают два шлюза - прикамерки, сообщающиеся с наружной атмосферой герметически закрывающимися дверями.
Существует определенный порядок работы в кессоне: при входе в него рабочие вначале попадают в прикамерок и закрывают за собой наружную дверь. Дежурный сигналист снаружи открывает кран на трубе, соединяющий прикамерок с центральной камерой, в которой давление всегда повышенное. После того, как давление воздуха в прикамерке станет равным давлению в центральной камере, дверь свободно открывается и рабочие проходят в центральную камеру, а из нее по лестнице шахты спускаются в рабочую камеру кессона.
При выходе из кессона процедура повторяется, но уже в обратном порядке
- поступающий в организм кислород, растворяясь в жидкостях и тканях, в значительной мере усваивается
- азот лишь физически растворяется в тканях и постепенно насыщает их, пока не наступит равновесия и давление в них азота не будет равно парциальному давлению его в окружающей среде; азот плохо растворяется в крови, но очень хорошо в липоидной ткани, которой богаты нервная ткань и подкожная клетчатка.
- Некротических очагов
- Инфарктов
- Абсцессов,
- Дистрофических и других изменений
- сердце - периваскулярные кровоизлияния, белковая и жировая дистрофия
- Легкие - обструкция капиллярного русла, ателектазы, инфаркты и абсцессы, пневмофиброз
- Головной мозг - петехиальные кровоизлияния, микроинфаркты и очаги некроза в белом веществе
- Боли в ушах
- «Распирание» живота
- Ощущение холода и боли в суставах
- величины
- количества
- локализации газовых пузырьков в организме
- Развивается острый болевой синдром - механизм боли обусловлен нарушением питания и связан с эмболизированным участком ткани (надкостница, кость, сустав, фасция, мышца, нерв). Боль не имеет четкой локализации, она ощущается вокруг сустава, иррадиируя в стороны от него. При пальпации боль усиливаются.
- Зуд на коже туловища или на проксимальных участках конечностей
- участок кожи имеет мраморный вид вследствие эмболизации сосудов кожи
- В подкожной клетчатке формируется подкожная эмфизема
- Определяется болезненность нервных стволов, мышц и суставов
- Отечность около суставов, выпот в полость сустава
- Головокружение даже в положении лежа (все предметы вращаются перед глазами), тяжесть и боли в голове, шум в ушах
- Поворот головы вызывает усиление симптоматики
- Сильные боли в животе, учащение дефекаций
- Живот напряжен, вздут, пальпация его болезненна
- Снижение остроты зрения, расширение зрачков и угнетение их реакции на свет
- На глазном дне: гиперемия диска зрительного нерва, иногда папиллит с отеком по типу застойных дисков
- Дыхание частое, поверхностное, кашель с кровохарканьем
- Пульс частый слабый, аритмичный; АД снижено
- Сознание помрачено, психозы, потеря устойчивости; снижение слуха, нистагм, выраженные вегетативные реакции
- При поражении головного мозга возможно быстрое наступление смерти от паралича дыхательного центра и остановки сердечной деятельности
При хронической форме заболевания эмболы локализуются в разных органах, но главным образом в костях.
В начале течение бессимптомное и обнаруживается при развитии осложнения - деформирующего остеоартроза
При рентгенологическом обследовании: многочисленные участки разрежения, окруженные зоной склероза.
Выявляются гомогенные секвестрообразные уплотнения со стороны поверхности головки плечевой кости с наличием четкой зоны резорбции от основной склерозированной массы головки.
Поражение эпифизарных концов трубчатой кости почти всегда сочетается с вовлечением в процесс суставных хрящей и суставных сумок
В первую очередь поражается головка и проксимальный конец диафиза бедра, затем головка и верхняя часть диафиза плеча, далее - дистальные отделы бедра, проксимальные концы большеберцовой кости, нижние концы плечевой и лучевой костей.
- Субкортикальная полоска просветления
- Разрушение суставного кортекса
- Секвестрация кортекса
- Клинические симптомы: боли в суставах, мышцах, костях, кожный зуд, синдром Меньера
- Лабораторная диагностика самостоятельного значения не имеет
- Инструментальные методы обследования:
- рентгенологическое обследование органов грудной клетки, костей, суставов,
- сцинтиграфия легких (по показаниям), ЭхоКГ (по показаниям)
- санитарно-производственной характеристике условий труда
- профессионального маршрута
- клинико-рентгенологических данных
Лечение кессонной болезни
Радикальным методом терапии является лечебная рекомпрессия, которая предусматривает повторное помещение пострадавшего в условия повышенного давления. Проведение лечебной рекомпрессии обязательно при всех формах кессонной болезни. Чем раньше будет начата рекомпрессия, тем быстрее и действеннее будут ее результаты, благоприятен клинический и трудовой прогноз.
- Повышение давления (компрессия) до избранной величины
- Экспозиция под наибольшим давлением (изопрессия)
- Снижение давления (декомпрессия) до нормальных величины по специальному режиму
Для определения режима декомпрессии необходимо знать:
- глубину и режим погружения,
- состав дыхательной смеси,
- длительность пребывания на глубине,
- обстоятельства и время появления первых симптомов, их характеристику и степень выраженности
Рекомпрессия должна быть проведена тем быстрее, чем тяжелее декомпрессионная болезнь.
Наиболее частым осложнением является рецидив (повторное появление признаков заболевания). В случае возникновения рецидива в процессе или после окончания режимов лечебной рекомпрессии проводится повторная лечебная рекомпрессия
- Гипербарическая оксигенация
- Улучшение микроциркуляции: сосудорасширяющие, антиагреганты и антикоагулянты
- Улучшение обменных процессов: нейротрофы, витамины, антиоксиданты
- Купирование болевого синдрома - НПВП
- уменьшение кожного зуда (антигистаминные средства)
- Для улучшения десатурации: препараты пищевых волокон, овощные и фруктовые соки
- По жизненным показаниям:
- ГКС, сердечные гликозиды, бета-адреноблокаторы
- Регидратационные средства: электролиты (трисоль, физ. раствор и др)
В случае необходимости дальнейшего лечения в амбулаторных условиях больной может быть временно переведен на другую работу вне воздействия повышенного атмосферного давления и других неблагоприятных факторов с оформлением дальнейшего больничного листа.
После выздоровления больной признается трудоспособным для работы в кессоне.
Во избегания рецидивов рекомендуется остерегаться охлаждения, а после окончания работы обязательны общее прогревание и массаж.
При кессонной болезни средней тяжести после определенного периода временной нетрудоспособности и лечения пострадавшему может быть разрешено возвращение к прежней работе.
Наличие осложнений в виде стойких органических изменений, сопровождающихся синдромом Меньера, нарушениями функции органов зрения и ЖКТ, ведет к стойкой утрате трудоспособности с довольно большим числом противопоказанных видов трудовой деятельности.
- выраженные пороки развития опорно-двигательного аппарата и последствия травм
- Хронические заболевания уха, верхних дыхательных путей и бронхолегочного аппарата
- Нарушение функции вестибулярного аппарата
- Любое заболевание глаз, ведущее к стойкому снижению остроты зрения; острота зрения ниже 0,8 на одном глазу и ниже 0,5 на другом глазу (без коррекции)
- Хронические заболевания ЦНС и периферической
- Болезни сердца
- Грыжи с наклонностью к ущемлению
- Гипертоническая болезнь
- Варикозное расширение вен, облитерирующие заболевания сосудов
- При жалобах на плохое самочувствие
- При наличии признаков заболевания
- При нервно-психическом возбуждении
- При наличии признаков алкогольного или наркотического опьянения, а также их последствий или остаточных явлений
- При ЧСС выше 90 и ниже 50 в минуту
- При величине систолического АД выше 140 и ниже 100 мм рт. ст.
- При диастолическом АД выше 90 и ниже 60 мм рт. ст.
- При температуре тела выше 37 и ниже 36 градусов
- До истечения 2 часов после обильного приема пищи
Баротравма среднего уха
Самый частый вид баротравмы, получаемый при погружениях под воду: когда пловец погружается под воду, из-за всё возрастающего с глубиной внешнего давления воды происходит передача этого давления на барабанную перепонку пловца; уже на глубине 2-3 метров большинство людей чувствуют неприятное ощущение в ушах (проявление внешнего, гидростатического давления воды).
Чтобы прийти в норму, необходимо выровнять давление наружного и среднего уха.
Если пловец вовремя не совершит так называемую продувку, то далее, с увеличением глубины, неминуемо последует разрыв барабанной перепонки, сопровождаемый болевыми ощущениям, звоном в ушах.
Данному виду баротравм подвержены как подводные пловцы с аквалангом, так и обычные ныряльщики (снорклеры) с маской и трубкой. Избежать данного вида баротравм можно лишь правильно и вовремя продуваясь. Иногда обычное глотание открывает евстахиевы трубы и выравнивает давление между внешним и средним ухом.
При подъеме с глубины, напротив, внешнее давление воды уменьшается, а внутреннее давление на барабанную перепонку в среднем ухе возрастает и может произойти так называемый обратный разрыв, когда барабанная перепонка рвется не вовнутрь, а наоборот — наружу.
- Метод или маневр Тойнби: зажмите нос и сглотните.
Профилактика декомпрессионных нарушений
Специальный высотный режим питания, своевременное выявление заболеваний ЖКТ.
Замедление или прекращение спуска (метод высотного подскока), глотательные движения, произвольное зевание.
Своевременное лечение воспалительных процессов в носоглотке, санация зубов.
Правильно подогнанный высотный компенсирующий костюм и высотный скафандр.
Предварительная десатурация организма от азота посредством дыхания чистого кислорода перед высотным полетом
Организатор:
- «Академия непрерывного медицинского образования», учебный центр дополнительного последипломного образования врачей и среднего медицинского персонала.
Каждое погружение - это декомпрессионное погружение
Вы когда-нибудь были на декомпрессионном погружении? Возможно, вы не занимались техническим дайвингом или погружениями, выходящими за пределы досягаемости без декомпрессии, но если вы вообще ныряете, вы погружались с декомпрессией. Подробнее мы расскажем в этой статье.
Каждое погружение предполагает некоторый уровень декомпрессии, даже если оно не требует декомпрессионных остановок. Это может звучать как чепуха, но изменение взгляда на рекреационные погружения обеспечивает соблюдение правил безопасного погружения и приводит к более консервативным практикам погружения.
Почему каждое погружение включает некоторую декомпрессию
Под водой, воздух которым дышит дайвер подается под давлением равным атмосферному давлению+давлению водяного столба. Ткани тела дайвера поглощают сжатый азот из воздуха (или другого дыхательного газа).
Этот поглощенный азот декомпрессируется во время подъема дайвера, когда он медленно движется вверх через постепенное снижение давления. При нормальных обстоятельствах тело дайвера устраняет расширяющийся азот, когда он поднимается.
Однако даже после всплытия небольшое количество азота остается в организме дайвера, и его тело продолжает вырабатывать азот в течение нескольких часов после погружения. Каждое погружение включает сжатие и поглощение азота, а также декомпрессию и удаление азота при подъеме и всплытии.
Похожие статьи: Плавучесть
Если мне не нужно делать декомпрессионную остановку, зачем мне об этом беспокоиться?
Понимание того, что даже мелкие рекреационные погружения с технической точки зрения включают декомпрессию, подчеркивает важность поддержания медленной, безопасной скорости всплытия и остановки безопасности при каждом погружении.
Нарушение правил безопасного погружения, даже при погружениях, которые не превышают или не приближаются к пределам без декомпрессии, могут увеличить риск для декомпрессионной болезни у дайвера, потому что каждое погружение связано с поглощением азота. Быстрое всплытие или нарушение других правил безопасного погружения может привести к тому, что азот в теле дайвера быстро разряжается и образует пузырьки в тканях его тела (DCS) или артериях (AGE).
Тот факт, что каждое погружение технически включает декомпрессию азота, также помогает объяснить, почему в редких случаях некоторые дайверы получают «незаслуженную» декомпрессионную болезнь — декомпрессионную болезнь, которая проявляется, даже если дайвер следовал правилам безопасного погружения.
Хотя «незаслуженные» декомпрессионные удары необычны в рекреационном дайвинге, они случаются. Это происходит из-за того, что по какой-то причине тело дайвера не смогло достаточно эффективно удалить разлагающийся азот из своей системы, чтобы предотвратить образование пузырьков азота.
Похожие статьи: Опасные морские животные
Дайверы имеют разные физиологии
Дайвер может заболеть декомпрессионной болезнью при соблюдении правил безопасного погружения. Пределы без декомпрессии, таблицы погружений и инструкции по безопасной скорости всплытия — это просто инструменты, которые дайвер может использовать, чтобы избежать поглощения такого большого количества азота или всплытия так быстро, что его тело не сможет эффективно устранить распадающийся азот.
Дайверы должны понимать, что эти рекомендации созданы с учетом «среднего» дайвера. Они основаны на экспериментальных данных, статистике несчастных случаев и математических алгоритмах. Ни один алгоритм или правило не гарантирует, что каждый дайвер, который следует ему, будет на сто процентов безопасен. Дайверы имеют разные физиологии.
Вывод один, дайверам имеющих временные или постоянные условия, которые могут предрасполагать их к декомпрессионной болезни, как и дайверам, которые имели несколько дней интенсивного дайвинга, следует совершать погружения более консервативно, чем рекомендовано в руководствах.
Взять на себя ответственность за безопасность
Вывод здесь состоит в том, что можно погрузиться в 40-футовое погружение (около 12 метров). Можно погрузиться в 30-футовое погружение (9 метров). Означает ли это, что дайверы должны паниковать и перестать нырять? Конечно, нет! Дайвинг, как и приключенческие виды спорта, имеет потрясающие показатели безопасности с относительно низким уровнем риска.
Мудрый дайвер возьмет на себя личную ответственность за безопасность своего погружения. Владение подводным компьютером отличное решение для мониторинга скорости всплытия. При погружениях на большие глубины всплытие должно осуществляться ступеньками. (поднялись на 1-2 метра выдержали на этой глубине 1- 2 мин, далее поднимаемся 1-2 метра и снова выдерживаем некоторое время и так далее). Избегайте физических нагрузок под водой и обязательно овладейте искусством расслабленной остановки безопасности. Сохраняйте спокойствие и неподвижность во время трех-пятиминутной остановки в конце каждого погружения, чтобы облегчить выброс азота.
Консервативный и безопасный дайвер проверит свое здоровье и физическое состояние перед погружением. Избегайте похмелья перед погружением. Не ныряйте, когда вы больны, истощены или испытываете сильный стресс, так как эти состояния могут повлиять на функционирование организма. И самое главное, вы должны быть хорошо увлажнены до и после погружения (пейте воду до и после погружения).
Помните также, что, хотя погружение заканчивается, когда дайвер достигает поверхности, его тело все еще выделяет азот в течение нескольких часов, если не дней, после погружения. Физическая нагрузка, физические упражнения и обезвоживание сразу после погружения могут усугубить или — в крайних случаях — привести к удару декомпрессии, которого можно было избежать!
Похожая статья: 5 советов плавания в водорослях
Вывод
Собираетесь ли вы нарушить правила безопасного погружения во время вашего следующего развлекательного погружения с аквалангом? Очень маловероятно. Тем не менее, рассмотрение каждого погружения как декомпрессионного погружения приводит к более консервативным методам погружения и объясняет многие правила безопасного погружения. Дайверы, которые понимают причины, лежащие в основе правил, с большей вероятностью будут следовать им!
Декомпрессия (дайвинг) - Decompression (diving)
Снижение давления окружающей среды на подводных ныряльщиков после гипербарического воздействия и удаление растворенных газов из тканей водолаза.
В декомпрессия из дайвер сокращение давление внешней среды пережил при подъеме с глубины. Это также процесс удаления растворенных инертных газов из тела дайвера, который происходит во время всплытия, в основном во время пауз во время всплытия, известных как декомпрессионные остановки, и после всплытия до тех пор, пока концентрации газа не достигнут равновесия. Дайверы, дышащие газом при атмосферном давлении, должны подниматься со скоростью, определяемой их воздействием давления и используемым дыхательным газом. Дайвер, который дышит газом атмосферного давления только тогда, когда свободное погружение или же снорклинг обычно не требуется декомпрессия. Дайверы, использующие атмосферный гидрокостюм не требуется декомпрессия, так как они никогда не подвергаются воздействию высокого давления окружающей среды.
Когда дайвер опускается в воду, гидростатическое давление, и, следовательно, окружающее давление повышается. Потому что дыхательный газ поставляется при температуре окружающей среды давление часть этого газа растворяется в крови дайвера и переносится кровью в другие ткани. Инертный газ, такой как азот или же гелий продолжается до тех пор, пока газ, растворенный в водолазе, не достигнет состояния равновесия с дыхательным газом в водолазном корпусе. легкие, после чего дайвер насыщенный для этой глубины и дыхательной смеси, или глубины, и, следовательно, давления, изменяется. Во время всплытия давление окружающей среды снижается, и на каком-то этапе инертные газы, растворенные в любой данной ткани, будут иметь более высокую концентрацию, чем состояние равновесия, и снова начнут диффундировать. Если снижение давления достаточно, избыток газа может образовывать пузырьки, что может привести к декомпрессионная болезнь, возможно, изнурительное или опасное для жизни состояние. Очень важно, чтобы дайверы управляли своей декомпрессией, чтобы избежать чрезмерного образования пузырей и декомпрессионной болезни. Неправильно управляемая декомпрессия обычно возникает в результате слишком быстрого снижения давления окружающей среды для безопасного удаления количества газа в растворе. Эти пузырьки могут блокировать артериальное кровоснабжение тканей или напрямую вызывать повреждение тканей. Если декомпрессия эффективна, бессимптомный венозные микропузырьки присутствуют после того, как большинство погружений удалены из тела дайвера в альвеолярные капилляры легких. Если им не дать достаточно времени или образуется больше пузырей, чем можно безопасно удалить, они увеличиваются в размере и количестве, вызывая симптомы и травмы декомпрессионной болезни. Ближайшая цель контролируемой декомпрессии - избежать развития симптомов образования пузырей в тканях дайвера, а долгосрочная цель - избежать осложнений из-за субклинический декомпрессионная травма.
Механизмы образования пузырей и причиняемых ими повреждений были предметом изучения. медицинские исследования в течение значительного времени и несколько гипотезы были усовершенствованы и протестированы. Таблицы и алгоритмы для прогнозирования результатов декомпрессионные графики для определенных гипербарических воздействий были предложены, протестированы и использованы и во многих случаях заменены. Несмотря на то, что они постоянно совершенствуются и обычно считаются приемлемо надежными, фактический результат для любого дайвера остается несколько непредсказуемым. Хотя декомпрессия сохраняет некоторый риск, в настоящее время она обычно считается приемлемой для погружений в пределах хорошо проверенного диапазона нормального любительского и профессионального дайвинга. Тем не менее, все популярные в настоящее время процедуры декомпрессии рекомендуют «остановку безопасности» в дополнение к любым остановкам, требуемым алгоритмом, обычно продолжительностью от трех до пяти минут на высоте от 3 до 6 метров (от 10 до 20 футов), даже при непрерывном непрерывном подъеме .
Декомпрессия может быть непрерывный или же постановочный. Поэтапный подъем с декомпрессией прерывается декомпрессионные остановки с рассчитанными интервалами глубин, но весь подъем фактически является частью декомпрессии, а скорость подъема имеет решающее значение для безвредного удаления инертного газа. Бездекомпрессионное погружение или, точнее, погружение с безостановочной декомпрессией, основано на ограничении скорости всплытия во избежание чрезмерного образования пузырьков в самых быстрых тканях. Время, затраченное на поверхностное давление сразу после погружения, также является важной частью декомпрессии и может рассматриваться как последняя декомпрессионная остановка во время погружения. После погружения организму может потребоваться до 24 часов, чтобы вернуться к нормальному атмосферному уровню насыщения инертным газом. Время, проведенное на поверхности между погружениями, называется «интервалом на поверхности» и учитывается при расчете требований к декомпрессии для последующего погружения.
Содержание
Теория декомпрессии
Теория декомпрессии - это исследование и моделирование переноса инертный газ компонент дышащие газы от газа в легких до тканей дайвера и обратно во время воздействия колебаний атмосферного давления. В случае подводного плавания и работы со сжатым воздухом это в основном связано с давлением окружающей среды, превышающим местное давление на поверхности, но космонавты, большая высота альпинисты, и обитатели без давления летательные аппараты подвергаются воздействию атмосферного давления ниже стандартного атмосферного давления на уровне моря. [1] [2] Во всех случаях симптомы декомпрессионной болезни проявляются в течение или в течение относительно короткого периода часов, а иногда и дней, после значительного снижения давления окружающей среды. [3]
Физика и физиология декомпрессии
Поглощение газов в жидкостях зависит от растворимость конкретного газа в конкретной жидкости, концентрации газа, обычно выражаемой как парциальное давление, и температуры. Основной переменной в изучении теории декомпрессии является давление. [4] [5] [6]
После растворения растворенный газ может распределяться по распространение, где нет объемного течения растворитель, или перфузия где растворитель (в данном случае кровь) циркулирует по телу дайвера, а газ может диффундировать в локальные области нижнего концентрация. [7] По прошествии достаточного времени при определенном парциальном давлении дыхательного газа концентрация в тканях стабилизируется или насыщает, со скоростью, которая зависит от растворимости, скорости диффузии и перфузии, которые различаются в разных тканях тела. Этот процесс называется газообразованием и обычно моделируется как обратный экспоненциальный процесс. [7]
Если концентрация инертного газа в газе для дыхания снижается ниже концентрации любой из тканей, возникает тенденция возврата газа из тканей в газ для дыхания. Это известно как отводящий газ, и происходит во время декомпрессии, когда снижение давления окружающей среды снижает парциальное давление инертного газа в легких. Этот процесс может осложняться образованием пузырьков газа, а моделирование более сложное и разнообразное. [7]
Комбинированные концентрации газов в любой ткани зависят от давления и состава газа. В условиях равновесия общая концентрация растворенных газов меньше, чем давление окружающей среды, поскольку кислород метаболизируется в тканях, а производимый углекислый газ гораздо более растворим. Однако во время снижения давления окружающей среды скорость снижения давления может превышать скорость, с которой газ удаляется путем диффузии и перфузии. Если концентрация станет слишком высокой, она может достичь стадии, когда образование пузырей может произойти в перенасыщенный ткани. Когда давление газов в пузырьке превышает совокупное внешнее давление окружающего давления и поверхностное натяжение границы раздела пузырь-жидкость пузыри растут, и этот рост может повредить ткань. [7]
Если растворенные инертные газы выходят из раствора в тканях тела и образуют пузырьки, они могут вызвать состояние, известное как декомпрессионная болезнь, или DCS, также известная как болезнь водолазов, болезнь изгибов или кессонная болезнь. Однако не все пузырьки приводят к появлению симптомов, и обнаружение пузырьков Доплера показывает, что венозные пузырьки присутствуют у значительного числа бессимптомных дайверов после относительно умеренного гипербарического воздействия. [8] [9]
Поскольку пузыри могут образовываться или перемещаться в любую часть тела, DCS может вызывать множество симптомов, а его эффекты могут варьироваться от боли в суставах и сыпи до паралича и смерти. Индивидуальная восприимчивость может меняться изо дня в день, и разные люди в одних и тех же условиях могут быть затронуты по-разному или не затронуты вовсе. Классификация типов ДКБ по симптомам эволюционировала с момента ее первоначального описания. [8]
Риск декомпрессионной болезни после погружения можно снизить с помощью эффективных процедур декомпрессии, и сейчас это случается редко, хотя и остается в некоторой степени непредсказуемым. Его потенциальная серьезность побудила множество исследований по его предотвращению, и дайверы почти повсеместно используют столы декомпрессии или же подводные компьютеры ограничивать или контролировать их воздействие и контролировать их скорость всплытия и процедуры декомпрессии. Если DCS заключен, его обычно лечат гипербарическая кислородная терапия в камера повторного сжатия. При раннем лечении вероятность успешного выздоровления значительно выше. [8] [9]
Дайвер, который дышит газом атмосферного давления только тогда, когда свободное погружение или же снорклинг обычно не требуется декомпрессия, но можно заболеть декомпрессионной болезнью или таравана, от повторяющихся глубоких фридайвингов с короткими интервалами на поверхности. [10]
Модели декомпрессии
Фактические скорости диффузии и перфузии, а также растворимость газов в конкретных физиологических тканях обычно не известны и значительно различаются. тем не мение математические модели были предложены, которые в большей или меньшей степени соответствуют реальной ситуации. Эти модели предсказывают, вероятно ли возникновение симптоматического образования пузырей для данного профиля погружения. Алгоритмы на основе этих моделей производят столы декомпрессии. [7] В личном подводные компьютеры, они производят в реальном времени оценка состояния декомпрессии и отображение ее для дайвера. [11]
Для моделирования декомпрессии использовались две разные концепции. Первый предполагает, что растворенный газ удаляется, находясь в растворенной фазе, и что пузырьки не образуются во время бессимптомной декомпрессии. Второй, который подтверждается экспериментальными наблюдениями, предполагает, что пузырьки образуются во время большинства бессимптомных декомпрессий и что при удалении газа должны учитываться как растворенная, так и пузырьковая фазы. [12]
Ранние модели декомпрессии, как правило, использовали модели растворенной фазы и корректировали их с учетом факторов, полученных из экспериментальных наблюдений, для снижения риска симптоматического образования пузырей. [7]
Есть две основные группы моделей растворенной фазы: модели с параллельными отсеками, несколько отсеков с различной скоростью поглощения газа (половина времени ), считаются существующими независимо друг от друга, а ограничивающее условие контролируется отсеком, который показывает наихудший случай для конкретного профиля воздействия. Эти отсеки представляют собой концептуальные ткани и не представляют собой конкретные органические ткани. Они просто представляют диапазон возможностей для органических тканей. Вторая группа использует серийные отсеки, что предполагает, что газ диффундирует через одно отделение прежде, чем достигнет следующего. [7]
Более свежие модели пытаются смоделировать динамика пузыря, также обычно с помощью упрощенных моделей, чтобы упростить вычисление таблиц, а затем позволить делать прогнозы в реальном времени во время погружения. Модели, приближающие динамику пузыря, разнообразны. Они варьируются от моделей, которые не намного сложнее, чем модели растворенной фазы, до моделей, требующих значительно большей вычислительной мощности. [12]
Как люди живут на дне океана
Принято считать, что профессия космонавта - особенная. Большие риски, чужеродная среда обитания, замкнутое пространство, отсутствие смены дня и ночи, изолированность и невозможность быстро вернуться в привычные условия. Однако мало кто знает, что в схожих условиях люди работают и на земле, а точнее под водой.
Погружение с предельным насыщением (saturation diving) - пожалуй, самый «экстремальный» вид подводной деятельности (после Российских эксперементов в сфере жидкостного дыхания).
Чтобы понять, что он из себя представляет, нужно, как говорил Иван Васильевич,
Исторические предпосылки
По мере развития технологического уровня человечества увеличивалось количество инженерно-монтажных задач, в том числе и под водой. Уровень развития робототехники того времени делал человеческий труд на глубине безальтернативным. Да и сегодня далеко не все можно сделать при помощи роботов. И человеческие руки оказываются зачастую более эффективными, чем самые технологичные манипуляторы.
Однако работа под водой подразумевала физическую активность и высокую утомляемость, что делало невозможным длительные рабочие смены. В то же время сложность операций и масштабы возрастали, что, естественно, сказывалось на времени выполнения типовых объемов работ под водой.
Первая проблема, стоящая перед энтузиастами коммерческого дайвинга тех лет, заключалась в том, что после длительной работы требовалась не менее длительная декомпрессия, на протяжении которой водолаз был бы вынужден находиться в воде со всеми сопутствующими рисками.
Поэтому в 1933 году за решение этой проблемы берется Макс Ноль (в те годы еще студент Массачусетского технологического института).
Он строит водолазный колокол, которому дает говорящее имя «Hell bellow» -сложно уловить контекст, но дословно переводится как
При этом аппарат не был первым в своем роде - задолго до этого, еще в 1892 году, сферический подводный аппарат был спущен на глубину 165 метров итальянцем Бальзамелло (Felice Balsamello и его батисфера «Palla nautica»).
А к 1934 году аппарат другого американского конструктора Уильяма Биби (William Beebe) погрузился на немыслимые по тем временам 932 метра (данный рекорд продержался целых 15 лет).
Аппарат Ноля не позволял ставить рекорды, однако давал возможность водолазу пройти декомпрессию в относительно комфортных условиях (более комфортных, чем в воде). К тому же Ноль активно занимался экспериментами с газовыми смесями и водолазным костюмом, что в итоге позволило ему поставить другой рекорд - погрузиться в костюме на рекордные для того времени 420 футов (128 метров).
Проблема финансирования исследований существовала всегда. Реклама стала неплохим подспорьем. На плакате изображен Макс Ноль в спроектированном им костюме.
Следующим шагом стало проведение серии экспериментов, целью которых было выявить, способен ли человеческий организм, в принципе, переносить длительные погружения.
И уже 22 декабря 1938 года Макс Ноль и Эдгар Энд совершили в барокамере первую преднамеренную симуляцию «погружение с насыщением». Общее время, в течение которого они дышали воздухом под давлением 4 атм. (эквивалент глубины 30 метров), составило 27 часов. И, несмотря на то, что последующая за этим 5-ти часовая декомпрессия прошла не вполне безобидно, тем не менее, было установлено, что человек может находиться на глубине длительное время.
Экспериментируя дальше, исследователи поняли, что у человека есть так называемый предел насыщения, при достижении которого дальнейшее нахождение на глубине не приводит к увеличению времени декомпрессии. Максимальное время декомпрессии составляет 1 неделю. И не важно, провел ли человек на глубине 10 часов, сутки или месяц - возврат его к условиям нормального атмосферного давления займет одну неделю.
С этих пор и началась эра коммерческого дайвинга с предельным уровнем насыщения.
Выше я уже давал ссылку на свою предыдущую статью про подводную деятельность. И в ней была представлена часть диаграммы профиля декомпрессии при насыщенном погружении:
«Космические станции» на борту корабля
Суть метода довольно проста.
На борту судна обеспечения строится некое подобие космической станции, состоящей из отсеков. Есть несколько жилых модулей, в которых проживают водолазы.
Водолазы заходят внутрь станции, где их медленно «обжимают» до «глубины», на которой им предстоит работать. Когда наступает их рабочая смена, они через шлюз заходят в колокол, закрывают люк. И их опускают на заданную глубину, где они и работают. Позже все повторяется в обратном направлении. В любом случае, лучше один раз увидеть, чем 100 раз услышать.
При погружениях классическим является наличие в смене трёх человек - два водолаза работают, третий помогает им одеваться, следит за функционированием систем колокола и в случае чрезвычайной ситуации может сам спуститься под воду, чтобы оказать помощь.
Нетрудно оценить и сопутствующие риски подобной работы - несмотря на то, что физически вокруг станции на корабле находятся люди, водолазы внутри изолированы от внешнего мира. Случись что - человека нельзя вытащить раньше, чем через 7 дней.
Невзирая на то, что в сменах обычно присутствуют специалисты с медицинским образованием, объем помощи, на которую может рассчитывать водолаз, ограничивается примитивными манипуляциями - первая помощь при порезах, ушибах, переломах, купирование острых состояний.
Помимо размещения на борту такой станции, судно обеспечения водолазных спусков должно располагать объемными системами для хранения газа (гелия), а также аппаратурой подготовки газовых смесей. Все ключевые элементы обязательно должны быть продублированы.
Поскольку дайверы 24/7 дышат газом под давлением, его расход в масштабе рекреационного дайвинга нельзя охарактеризовать никак иначе, кроме как «чудовищный». Поэтому для хранения газа на борту собираются огромные секции из баллонов высокого давления.
Применяемый газ - гелиокс, смесь гелия и кислорода. Пожалуй, это самое дорогое решение из существующих, но и самое безопасное. В рекреационном (или техническом) дайвинге такая смесь также доступна для использования. Однако она не получила широкого распространения из-за цены.
Нужно учесть, что гелий, используемый в смеси, не технический, а «медицинский». Он отличается от того, которым надувают воздушные шарики в парках, степенью очистки, что, естественно, сказывается на цене.
Запас газа на колоколе - гелиокс и кислород. В случае аварийной ситуации он позволит дайверам какое-то время продержаться внутри колокола до прибытия спасателей.
По причине дороговизны газа водолазы используют и замкнутые дыхательные аппараты - при выдохе газ не покидает пределы контура, как происходит в случае с обычным аквалангом, а остается внутри системы и затем подвергается повторному использованию (после «переработки»).
Проблема низкой температуры
Температура на глубине значительно ниже, чем в верхних слоях воды. Это означает, что водолазам предстоит пробыть до 6 часов в воде, температура которой едва достигает +5 °С.
Для решения этой проблемы также позаимствовали «космические» технологии (хотя кто у кого позаимствовал саму концепцию - это еще вопрос). Речь идет о костюме водяного теплообмена - по «пуповине» от колокола (помимо газа и электричества) непрерывно подается теплая вода, которая и согревает дайвера.
Костюм водяного теплообмена у космонавтов. Несмотря на то, что в космосе он работает на охлаждение, принцип работы аналогичен.
Обучение
Традиционно лидерами в сфере глубоководного дайвинга являются американские и норвежские школы. Россия в этом плане сильно отстает, как технически, так и концептуально. Хотя в последнее время и наблюдаются некоторые положительные тенденции, направленные на сокращение этого отставания. По сути, эти «тенденции» сводятся к освоению того, что на западе уже давно применяется массово.
В числе требований к кандидатам на обучение значатся отменное здоровье, образование не ниже среднего. И есть некоторые специфические тесты на «акватичность» - плавание на задержке дыхания, задержка дыхания в статике и т.п.
В числе операций, обучение которым осуществляется на базовых курсах - сварка/резка металла, сборка конструкций на болтовых соединениях.
Отработка навыков работы с инструментами большую часть времени проводится на малых глубинах. Либо в специальных бассейнах, где все действия водолазов могут контролироваться через стекло.
Особое место в подготовке занимает проработка нештатных ситуаций - отрыв колокола или пуповины.
В случае отрыва всего колокола, водолазы остаются на дне до прибытия помощи. Их ситуация при этом несколько лучше, чем у подводников на аварийной подводной лодке - колокол легко можно прицепить к тросу и вытащить.
Поскольку электроснабжение прекращается, в колоколе очень быстро становится холодно. Поэтому первым делом вся смена переодевается в специальные костюмы, напоминающие спальные мешки по форме тела. Берут с собой внутрь мешка аварийный запас воды и еды. Включаются в дыхательные аппараты со сменными кассетами (позволяют регенерировать газ). И в таком «окуклившемся» состоянии ждут помощи.
Выглядит это примерно так.
В случае же обрыва «пуповины» у дайвера с собой очень мало газа - максимум на 10-15 минут. Подразумевается, что за это время он должен добраться до колокола, никаких других вариантов на большой глубине у него не остается.
Для того чтобы минимизировать аварийные ситуации и сделать работу более безопасной (насколько это слово, вообще, уместно употреблять в отношении такой работы), суда обеспечения оборудуются специальными системами динамичского позиционирования.
Ниже приведена схема расположения движителей.
На таких судах нередко используются не классические винты или водометы, а движители Фойда-Шнайдера или азиподы.
Первый вариант представляет собой расположенные вертикально лопости-«крылья» на вращающейся платформе. При изменении углов поворота лопостей изменяется и вектор тяги.
Хорошо видны крыльчатые движители Фойда-Шнайдера. Такой вариант позволяет значительно быстрее и точнее менять вектор тяги
Кому-то такой движетель может показаться чем-то новым и экзотическим, однако это далеко не так.
Заинтересовавшиеся могут прочитать о нем более подробно в выпуске журнала«Юный моделист-конструктор» № 4 за 1963 год.
Второе решение - азипод.
Электродвигатель, расположенный на вращающейся консоли - консоль поворачивается и изменяется направление вектора тяги.
Управляемые компьютером движители, имея данные высокоточной GPS-системы, позволяют реализовывать режим, в котором судно «зависает» точно над местом проведения водолазных работ и сохраняет свое положение и ориентацию неизменными, несмотря на волны, течение и ветер. Тем не менее, есть предел условий, в которых эта система может гарантировать неизменность положения судна. И при превышении заданных параметров (волнение моря, скорость ветра) все работы необходимо срочно прекратить.
Вопросы адаптации к условиям работы и психологическая совместимость
Когда группу людей закрывают вместе на продолжительное время, особую роль начинают играть психологические аспекты. Не все можно предугадать на ранних этапах обучения путем опросов и составления психологического портрета человека (хотя определенная польза от таких методов есть). Всегда остается риск неучтенных психологических факторов.
Интересные опыты в этой сфере проводились и проводятся CCСР/Россией в контексте пилотируемых полетов на другие планеты.
С ноября 1967 по ноябрь 1968 (ровно год) в Институте медико-биологических проблем (ИМБП) проводился эксперимент, в котором трех добровольцев закрыли в замкнутом пространстве, имитируя космический полет.
В процессе эксперимента было получено множество сведений. И в числе прочих были сделаны выводы о важности психологической совместимости людей для подобных условий.
Уединиться в таких условиях обитания невозможно. Поэтому каждый пытается отвлечься, как может. Благо современные технологии позволяют это сделать - наушники плюс гаджеты.
Однако старшее поколение по-прежнему отдает предпочтение книгам.
Фильм о дайвинге
Чаще всего 99 % фильмов нельзя рекомендовать для целей ознакомления с реальным положением дел, поскольку в них многое искажается в угоду зрелищности, сюжету и т.д.
Однако бывают исключения.
Одним из таких хороших исключений является документальный фильм Last Breath, снятый британцами. О развитии нештатной ситуации с одним из глубоководных дайверов. Большая часть хранометража - это кадры, сделанные командой непосредственно в момент развития самой ситуации.
Разместить сам фильм здесь (без нарушения авторских прав) нельзя, но зато можно предложить вам посмотреть трейлер.
Читайте также: