Эбуллизм — это образование пузырьков водяного пара в жидкостях организма из-за пониженного давления окружающей среды, обычно на очень большой высоте . Это происходит потому, что в равновесной системе жидкости и газа происходит чистое превращение жидкости в газ при понижении давления; например, жидкости достигают точки кипения при более низких температурах, когда давление на них снижается. [1] Травмы и расстройства, вызванные эбуллизмом, также известны как синдром эбуллизма . [2] Эбуллизм приводит к увеличению объема тканей, но давление паров воды при температурах, при которых человек может выжить, недостаточно для разрыва кожи или большинства других тканей, заключенных в кожу. [3] Эбуллизм приводит к предсказуемым травмам, с которыми можно выжить, если начать лечение достаточно быстро, и часто сопровождается осложнениями, вызванными быстрой декомпрессией, такими как декомпрессионная болезнь и различные баротравмы . В группу риска входят космонавты и летчики-высотники, для которых это профессиональный вред . [1]
Симптомы эбуллизма включают пузырьки на оболочках рта и глаз, отек мягких тканей с возможными синяками и пузырьки в крови. Кровообращение и дыхание могут быть нарушены или остановлены из-за паровой пробки в сердце. Ткани головного мозга могут испытывать недостаток кислорода из-за закупорки артерий , что приводит к быстрой потере сознания, а легкие могут опухать и кровоизлиять . Наступает смерть, если рекомпрессия не будет достаточно быстрой, чтобы восстановить оксигенацию и уменьшить пузырьки до того, как произойдет чрезмерное повреждение тканей. [4] [3] Воздействие на голову может привести к обмерзанию поверхности роговицы глаза, что приведет к ухудшению зрения. [5] Могут также присутствовать другие признаки и симптомы быстрой декомпрессионной травмы. [1]
Событие декомпрессии, приводящее к эбуллизму, вызовет острую гипоксемию и, вероятно, станет причиной других декомпрессионных повреждений, таких как декомпрессионная болезнь и, возможно, одна или несколько форм декомпрессионной баротравмы. [6]
При атмосферном давлении, существующем на уровне моря , вода кипит при температуре 100 ° C (212 ° F). На высоте 63 000 футов (19 000 м) он кипит при температуре всего 37 ° C (99 ° F), что является нормальной температурой тела человека. Эта высота известна как линия Армстронга . [7] Эбуллизм возникает, когда незащищенные люди подвергаются воздействию высоты выше предела Армстронга, где давление пара в тканях меньше давления окружающей среды. [5] На практике телесные жидкости не испаряются непрерывно на этой высоте, поскольку кожа и внешние органы обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать внутреннее давление, [8] поэтому давление внутри тканей будет увеличиваться, чтобы соответствовать давлению пара. Азот, растворенный в тканях, также может накапливаться в пузырьках пара, вызывая высотную декомпрессионную болезнь . [5]
Патофизиологию эбуллизма в основном изучали на животных, включая крупных приматов, но не было обнаружено никаких оснований полагать, что результаты не следует разумно экстраполировать для прогнозирования последствий для человека. Опыты показывают, что эбуллизм возникает неравномерно в тех местах, где условия наиболее благоприятствуют испарению воды и выделению азота. К факторам относятся температура, гидростатическое давление, эластичность тканей, концентрация растворенных веществ и наличие ядер газовых пузырьков, которые могут привести к образованию пузырьков пара при давлении, немного превышающем теоретическое давление окружающей среды в 47 миллиметров ртутного столба (63 мбар) в некоторых местах, таких как как плевральная полость, где давление может упасть ниже атмосферного, и крупные центральные вены, где гидростатическое давление минимально, а температура крови максимальна. [6]
Эбуллизм возникает в результате воздействия давления окружающей среды ниже примерно 47 миллиметров ртутного столба (63 мбар). При более высоких давлениях подобные симптомы могут быть вызваны декомпрессионной болезнью и некоторыми формами баротравмы. [1]
Чтобы предотвратить эбуллизм, ткани должны находиться под достаточным давлением, чтобы испарение водных компонентов было невозможным в диапазоне температур, которым могут подвергаться эти ткани. [1]
Эффективная стратегия предотвращения эбуллизма должна включать несколько резервных уровней защиты от декомпрессии и системы, позволяющие некатастрофический отказ с достаточным временем полезного сознания для принятия эффективных контрмер. Некоторые стратегии смягчения последствий сопряжены с собственными опасностями. Высокая концентрация кислорода в дыхательном газе снижает тяжесть осложнений декомпрессионной болезни и может увеличить продолжительность полезного сознания, но в то же время повышает пожароопасность. Низкое начальное давление снижает скорость и тяжесть декомпрессии при катастрофической декомпрессии, что снижает риск баротравмы, но дает меньший запас безопасности при медленной декомпрессии и может увеличить риск декомпрессионной болезни. За пределами герметичной кабины скафандры являются обычной защитной мерой и надежной защитой при декомпрессии в вакуум, но они дороги, тяжелы, громоздки, ограничивают подвижность, вызывают проблемы с терморегуляцией и снижают комфорт. [1]
Эбуллизм вызывает вторичное повреждение тканей, которое в случае обширного поражения обычно считается смертельным из-за ограниченной доступности вариантов лечения на месте. Немедленная рекомпрессия до минимального давления для эффективной оксигенации необходима для выживания при воздействии всего тела, наряду с реоксигенацией. Также показано продолжение или дополнительное давление, когда это необходимо для предотвращения или лечения декомпрессионной болезни. [1]
Высокочастотная перкуссионная вентиляция рекомендуется Murray et al (2013) для респираторной поддержки, поскольку вероятен ателектаз . [1]
Первоначальная полевая оценка будет аналогична оценке травм. Возможно, потребуется снять скафандр, чтобы обеспечить доступ для первичного и вторичного обследования. Дыхание, дыхание и кровообращение являются первоочередными приоритетами, за которыми следует оценка уровня сознания. Интубация показана в случае потери сознания и ухудшения состояния. Если пульс невозможно различить и человек не реагирует, следует немедленно начать сердечно-легочную реанимацию с расширенной поддержкой сердечной деятельности и мониторингом сердечно-сосудистой системы как можно скорее. [1]
Имеется мало информации об эффективности традиционных методов лечения, таких как гипербарическая оксигенация или дополнительная терапия , при травмах, вызванных эбуллизмом. [5] Спонтанное выздоровление наблюдалось в тех случаях, когда рекомпрессия применялась с минимальной задержкой или повреждение ограничивалось частями конечностей. Другие примеры были фатальными. [9]
Время, необходимое для восстановления, будет зависеть от тяжести травмы, которая во многом зависит от тяжести и продолжительности воздействия. Главным предиктором выживания является установление достаточного кровообращения и дыхания. [1]
Риск лихорадки связан с космическими полетами, особенно с авариями в открытом космосе, быстрой декомпрессией самолетов на очень больших высотах и отказом скафандра во время полета и тренировок. [5]
В 1960 году Джозеф Киттингер испытал локализованный приступ лихорадки во время подъема на 31 километр (19 миль) в гондоле, поддерживаемой гелием . [10] Его правая перчатка не выдержала давления, и его рука расширилась примерно вдвое по сравнению с нормальным объемом [11] [12], что сопровождалось невыносимой болью. Его руке потребовалось около трех часов, чтобы восстановиться после возвращения на землю.
Образцы тканей останков экипажа космического корабля STS-107 « Колумбия» выявили признаки эбуллизма. Учитывая уровень повреждения тканей, экипаж не мог прийти в сознание даже при повторной наддувке. [9]
Термин «космический эбуллизм» был введен капитаном Джулианом Э. Уордом в его статье «Истинная природа кипения телесных жидкостей в космосе», опубликованной в журнале Aviation Medicine в октябре 1956 года. Он был предложен «потому что слово эбуллизм не означает добавление тепла для получения пара». Оно происходит от латинского ebullire , что означает «пузыриться или вскипать». [13] [14]