Теория декомпрессии — это исследование и моделирование переноса инертного компонента дыхательных газов из газа в легких в ткани и обратно при воздействии изменений окружающего давления. В случае подводного плавания и работы со сжатым воздухом это в основном связано с давлением окружающей среды, превышающим местное давление на поверхности, [1] но космонавты, высотные альпинисты и путешественники на самолетах, давление которых не соответствует давлению на уровне моря, [2] [ 3], как правило, подвергаются воздействию давления окружающей среды ниже стандартного атмосферного давления на уровне моря. Во всех случаях симптомы, вызванные декомпрессией, возникают в течение или в течение относительно короткого периода часов, а иногда и дней, после значительного снижения давления. [4]
Термин «декомпрессия» происходит от снижения давления окружающей среды , испытываемого организмом, и относится как к снижению давления , так и к процессу удаления растворенных инертных газов из тканей во время и после этого снижения давления. Поглощение газа тканями происходит в растворенном состоянии, и его выведение также требует растворения газа, однако достаточное снижение давления окружающей среды может вызвать образование пузырьков в тканях, что может привести к повреждению тканей и симптомам, известным как декомпрессия. болезнь, а также задерживает выведение газа. [1]
Моделирование декомпрессии пытается объяснить и предсказать механизм удаления газа и образования пузырьков внутри организма во время и после изменений окружающего давления [5] и предоставляет математические модели, которые пытаются предсказать приемлемо низкий риск и разумно практические процедуры декомпрессии в полевых условиях. [6] Использовались и используются до сих пор как детерминированные, так и вероятностные модели.
Эффективная декомпрессия требует, чтобы дайвер всплывал достаточно быстро, чтобы установить как можно более высокий градиент декомпрессии в как можно большем количестве тканей, насколько это безопасно, не провоцируя развитие симптоматических пузырьков. Этому способствует максимально допустимое безопасное парциальное давление кислорода в дыхательном газе и отсутствие изменений газа, которые могут вызвать образование или рост контрдиффузионных пузырьков. Разработка графиков, которые были бы одновременно безопасными и эффективными, осложнялась большим количеством переменных и неопределенностей, включая индивидуальные различия в реакции на различные условия окружающей среды и рабочую нагрузку.
.svg/1280px-Tissue_half_times_(1).svg.png)
Газ вдыхается при атмосферном давлении, и часть этого газа растворяется в крови и других жидкостях. Инертный газ продолжает поступать до тех пор, пока газ, растворенный в тканях, не придет в состояние равновесия с газом в легких ( см. погружение с насыщением ), или давление окружающей среды не снижается до тех пор, пока инертные газы, растворенные в тканях, не достигнут более высокого уровня. концентрация, чем равновесное состояние, и снова начать диффузию. [1]
Поглощение газов жидкостями зависит от растворимости конкретного газа в конкретной жидкости, концентрации газа, обычно измеряемой парциальным давлением , и температуры. [1] При изучении теории декомпрессии исследуется и моделируется поведение газов, растворенных в тканях, при изменении давления во времени. [7]
После растворения растворенный газ может распределяться путем диффузии , когда нет объемного потока растворителя , или путем перфузии , когда растворитель (кровь) циркулирует вокруг тела дайвера, где газ может диффундировать в локальные области с более низкой концентрацией . При наличии достаточного времени при определенном парциальном давлении дыхательного газа концентрация в тканях стабилизируется или насыщается со скоростью, зависящей от растворимости, скорости диффузии и перфузии. [1]
Если концентрация инертного газа в дыхательном газе снижается ниже концентрации в любой из тканей, газ будет иметь тенденцию возвращаться из тканей в дыхательный газ. Это известно как дегазация и происходит во время декомпрессии, когда снижение давления окружающей среды или смена дыхательного газа снижает парциальное давление инертного газа в легких. [1]
Суммарная концентрация газов в любой ткани будет зависеть от истории давления и состава газа. В условиях равновесия общая концентрация растворенных газов будет меньше давления окружающей среды, так как кислород метаболизируется в тканях, а образующийся углекислый газ гораздо более растворим. Однако во время снижения давления окружающей среды скорость снижения давления может превышать скорость, с которой газ может быть удален путем диффузии и перфузии, а если концентрация становится слишком высокой, может достичь стадии, когда в перенасыщенной среде может произойти образование пузырьков. ткани. Когда давление газов в пузыре превышает совокупное внешнее давление давления окружающей среды и поверхностное натяжение на границе пузырек-жидкость, пузырек будет расти, и этот рост может привести к повреждению тканей. Симптомы, вызванные этим повреждением, известны как декомпрессионная болезнь . [1]
Фактические скорости диффузии и перфузии, а также растворимость газов в конкретных тканях обычно неизвестны и значительно различаются. Однако были предложены математические модели, которые в большей или меньшей степени аппроксимируют реальную ситуацию, и эти модели используются для прогнозирования вероятности возникновения симптоматического образования пузырьков при данном профиле воздействия давления. [7] Декомпрессия включает в себя сложное взаимодействие растворимости газа, парциального давления и градиентов концентрации, диффузии, объемного транспорта и механики пузырьков в живых тканях. [6]
На растворимость газов в жидкостях влияет природа растворяющей жидкости и растворенного вещества, [8] температура , [9] давление , [10] [11] и наличие других растворенных веществ в растворителе. [12] Диффузия происходит быстрее в меньших и более легких молекулах, ярким примером которых является гелий. Коэффициент диффузии гелия в 2,65 раза выше, чем у азота. [13] Градиент концентрации может использоваться в качестве модели движущего механизма диффузии. [14] В данном контексте инертный газ относится к газу, который не является метаболически активным . Атмосферный азот (N 2 ) является наиболее распространенным примером, а гелий (He) является другим инертным газом, обычно используемым в дыхательных смесях для дайверов . [15] Атмосферный азот имеет парциальное давление примерно 0,78 бар на уровне моря. Воздух в альвеолах легких разбавлен насыщенными парами воды (H 2 O) и углекислым газом (CO 2 ), продуктом обмена веществ, выделяемым кровью, и содержит меньше кислорода (O 2 ), чем атмосферный воздух, так как часть его поглощается кровью для метаболического использования. Результирующее парциальное давление азота составляет около 0,758 бар. [16]
Таким образом, при атмосферном давлении ткани тела обычно насыщаются азотом при давлении 0,758 бар (569 мм рт. ст.). При повышенном давлении окружающей среды из-за глубины или давления среды обитания легкие дайвера наполняются дыхательным газом под повышенным давлением, и парциальные давления составляющих газов будут пропорционально увеличиваться. [7] Инертные газы из дыхательного газа в легких диффундируют в кровь в альвеолярных капиллярах и распределяются по всему телу посредством системного кровообращения в процессе, известном как перфузия . [7] Растворенные вещества транспортируются кровью гораздо быстрее, чем они распределялись бы только за счет диффузии. [17] Из системных капилляров растворенные газы диффундируют через клеточные мембраны в ткани, где в конечном итоге достигают равновесия. Чем больше кровоснабжение ткани, тем быстрее она достигнет равновесия с газом при новом парциальном давлении. [7] [17] Это равновесие называется насыщением . [7] Ингазация, по-видимому, подчиняется простому обратному экспоненциальному уравнению. Время, необходимое ткани для поглощения или выделения 50% разницы в емкости растворенного газа при измененном парциальном давлении, называется периодом полураспада для этой ткани и газа. [18] [19]
Газ остается растворенным в тканях до тех пор, пока парциальное давление этого газа в легких не снизится настолько, чтобы вызвать градиент концентрации, при котором концентрация в крови будет более низкой, чем в соответствующих тканях. Когда концентрация в крови падает ниже концентрации в прилегающих тканях, газ диффундирует из ткани в кровь, а затем транспортируется обратно в легкие, где диффундирует в легочный газ и затем выводится при выдохе. . Если снижение давления окружающей среды ограничено, это десатурация будет происходить в растворенной фазе, но если давление окружающей среды будет достаточно снижено, пузырьки могут образовываться и расти как в крови, так и в других перенасыщенных тканях. [7] Когда парциальное давление всего газа, растворенного в ткани, превышает общее давление окружающей среды на ткань, она перенасыщена, [20] и существует вероятность образования пузырьков. [7]
Сумма парциальных давлений газа, которым дышит дайвер, обязательно должна уравновешиваться суммой парциальных давлений легочного газа. В альвеолах газ увлажнился и получил углекислый газ из венозной крови. Кислород также диффундирует в артериальную кровь, снижая парциальное давление кислорода в альвеолах. Поскольку общее давление в альвеолах должно уравновешиваться давлением окружающей среды, это разбавление приводит к эффективному парциальному давлению азота около 758 мбар (569 мм рт. ст.) в воздухе при нормальном атмосферном давлении. [21] В установившемся состоянии, когда ткани насыщены инертными газами дыхательной смеси, метаболические процессы снижают парциальное давление менее растворимого кислорода и заменяют его углекислым газом, который значительно более растворим в воде. В клетках типичной ткани парциальное давление кислорода упадет, а парциальное давление углекислого газа повысится. Сумма этих парциальных давлений (воды, кислорода, углекислого газа и азота) меньше общего давления дыхательного газа. Это значительный дефицит насыщения, который обеспечивает буфер против перенасыщения и движущую силу для растворения пузырьков. [21] Эксперименты показывают, что степень ненасыщенности линейно увеличивается с давлением для дыхательной смеси фиксированного состава и линейно уменьшается с увеличением доли инертного газа в дыхательной смеси. [22] Как следствие, условиями максимизации степени ненасыщенности является дыхательный газ с минимально возможной долей инертного газа – т.е. чистого кислорода, при максимально допустимом парциальном давлении. Этот дефицит насыщения также называют врожденной ненасыщенностью, « кислородным окном ». [23] или вакансия парциального давления. [24]
Местоположение микроядер или место первоначального образования пузырьков неизвестно. [25] Включение механизмов образования и роста пузырьков в модели декомпрессии может сделать модели более биофизическими и обеспечить лучшую экстраполяцию. [25] Условия потока и скорость перфузии являются доминирующими параметрами в конкуренции между тканями и циркуляционными пузырьками, а также между несколькими пузырьками за растворенный газ за рост пузырьков. [25]
Для существования пузыря необходимо равновесие сил на поверхности. Сумма давления окружающей среды и давления из-за деформации ткани, оказываемого на внешнюю поверхность, с поверхностным натяжением жидкости на границе между пузырьком и окружающей средой должна быть уравновешена давлением внутри пузырька. Это сумма парциальных давлений газов внутри, обусловленная чистой диффузией газа в пузырь и из него. Баланс сил на пузыре может быть изменен с помощью слоя поверхностно-активных молекул, который может стабилизировать микропузырек до размера, при котором поверхностное натяжение чистого пузыря привело бы к его быстрому схлопыванию, и этот поверхностный слой может различаться по проницаемости , так что если пузырь достаточно сжимается и может стать непроницаемым для диффузии. [26] Если растворитель вне пузырька насыщенный или ненасыщенный, парциальное давление будет меньше, чем в пузырьке, а поверхностное натяжение будет увеличивать внутреннее давление прямо пропорционально кривизне поверхности, обеспечивая градиент давления для увеличения диффузии наружу. пузыря, эффективно «выдавливая газ из пузыря», и чем меньше пузырь, тем быстрее он выдавливается. Газовый пузырь может расти при постоянном давлении только в том случае, если окружающий растворитель достаточно перенасыщен, чтобы преодолеть поверхностное натяжение, или если поверхностный слой обеспечивает достаточную реакцию для преодоления поверхностного натяжения. [26] Чистые пузырьки достаточно маленького размера разрушаются из-за поверхностного натяжения, если пересыщение низкое. Пузырьки с полупроницаемой поверхностью либо стабилизируются на определенном радиусе в зависимости от давления, состава поверхностного слоя и пересыщения, либо продолжают расти неопределенно долго, если радиус больше критического. [27] Образование пузырьков может происходить в крови или других тканях. [28]
Растворитель может переносить в растворе перенасыщенное количество газа. Будет ли оно выходить из раствора в объем растворителя с образованием пузырьков, будет зависеть от ряда факторов. Что-то, что снижает поверхностное натяжение, или адсорбирует молекулы газа, или локально снижает растворимость газа, или вызывает локальное снижение статического давления в жидкости, может привести к зарождению или росту пузырьков. Это может включать изменения скорости и турбулентность в жидкостях, а также локальные растягивающие нагрузки в твердых и полутвердых веществах. Липиды и другие гидрофобные поверхности могут снижать поверхностное натяжение (этот эффект могут оказывать стенки кровеносных сосудов). Обезвоживание может снизить растворимость газа в тканях из-за более высокой концентрации других растворенных веществ и меньшего количества растворителя, удерживающего газ. [29] Другая теория предполагает, что микроскопические пузырьковые ядра всегда существуют в водных средах, включая живые ткани. Эти ядра пузырьков представляют собой сферические газовые фазы, которые достаточно малы, чтобы оставаться во взвешенном состоянии, но достаточно прочны, чтобы противостоять коллапсу, а их стабильность обеспечивается эластичным поверхностным слоем, состоящим из поверхностно-активных молекул, который противостоит эффекту поверхностного натяжения. [30]
Образовавшийся микропузырек может продолжать расти, если ткани достаточно перенасыщены. По мере роста пузыря он может деформировать окружающие ткани и вызывать повреждение клеток и давление на нервы, что приводит к боли, или может блокировать кровеносный сосуд, перекрывая кровоток и вызывая гипоксию в тканях, обычно кровоснабжаемых сосудом. [31]
Если существует пузырь или объект, который собирает молекулы газа, эта совокупность молекул газа может достичь размера, при котором внутреннее давление превышает суммарное поверхностное натяжение и внешнее давление, и пузырек будет расти. [32] Если растворитель достаточно перенасыщен, диффузия газа в пузырек будет превышать скорость, с которой он диффундирует обратно в раствор, и если это избыточное давление превышает давление из-за поверхностного натяжения, пузырек будет продолжать расти. Когда пузырь растет, поверхностное натяжение уменьшается, а внутреннее давление падает, что позволяет газу диффундировать внутрь быстрее и медленнее диффундировать, поэтому пузырек растет или сжимается в ситуации положительной обратной связи. Скорость роста снижается по мере роста пузыря, поскольку площадь поверхности увеличивается пропорционально квадрату радиуса, а объем увеличивается пропорционально кубу радиуса. Если внешнее давление уменьшается из-за уменьшения гидростатического давления во время всплытия, пузырек также будет расти, и наоборот, повышенное внешнее давление приведет к сжатию пузыря, но не может привести к его полному устранению, если устойчивый к сжатию поверхностный слой существует. [32]
Декомпрессионные пузыри, по-видимому, образуются в основном в системных капиллярах, где концентрация газа самая высокая, часто в тех, которые питают вены, дренирующие активные конечности. Они обычно не образуются в артериях при условии, что снижение окружающего давления не происходит слишком быстро, поскольку артериальная кровь недавно получила возможность выпустить избыток газа в легкие. Пузырьки, переносимые обратно к сердцу по венам, могут попасть в большой круг кровообращения через открытое овальное окно у дайверов с этим дефектом перегородки, после чего возникает риск окклюзии капилляров, в какой бы части тела они ни оказались. [33]
Пузырьки, которые по венам переносятся обратно к сердцу, попадают в правую часть сердца, оттуда они обычно попадают в малое кровообращение и проходят через капилляры легких, которые расположены вокруг альвеол и задерживаются в них. очень близко к дыхательному газу, где газ будет диффундировать из пузырьков через стенки капилляров и альвеол в газ в легких. Если количество легочных капилляров, заблокированных этими пузырьками, относительно невелико, у дайвера не будет проявляться симптомов и ни одна ткань не будет повреждена (ткани легких достаточно насыщаются кислородом за счет диффузии). [34] Пузырьки, которые достаточно малы, чтобы пройти через легочные капилляры, могут быть достаточно маленькими, чтобы раствориться из-за сочетания поверхностного натяжения и диффузии, приводящей к пониженной концентрации в окружающей крови, хотя теория зарождения модели переменной проницаемости предполагает, что большинство Пузырьки, проходящие через малый круг кровообращения, теряют достаточно газа, чтобы пройти через капилляры и вернуться в большой круг кровообращения в виде переработанных, но стабильных ядер. [35] Пузырьки, образующиеся в тканях, должны удаляться in situ путем диффузии, что предполагает соответствующий градиент концентрации. [34]
Изобарная контрдиффузия — это диффузия газов в противоположных направлениях, вызванная изменением состава внешнего окружающего газа или дыхательного газа без изменения окружающего давления. Во время декомпрессии после погружения это может произойти при изменении дыхательного газа или когда дайвер попадает в среду, наполненную газом, который отличается от дыхательного газа. [36] Хотя, строго говоря, это не явление декомпрессии, это осложнение, которое может возникнуть во время декомпрессии и которое может привести к образованию или росту пузырьков без изменения давления окружающей среды. Ламбертсен описал две формы этого явления: [37] [36]
Поверхностная ИКД (также известная как стационарная изобарическая контрдиффузия) [38] возникает, когда инертный газ, которым дышит дайвер, диффундирует в тело медленнее, чем инертный газ, окружающий тело. [37] [36] [38] Примером этого может быть дыхание воздухом в гелиоксовой среде. Гелий в гелиоксе быстро диффундирует в кожу, тогда как азот медленнее диффундирует из капилляров в кожу и из организма. В результате возникает перенасыщение определенных участков поверхностных тканей и образование пузырьков инертного газа. [36]
Глубокая тканевая ИКД (также известная как транзиторная изобарическая контрдиффузия) [38] возникает, когда дайвер последовательно вдыхает различные инертные газы. [37] Быстро диффундирующий газ транспортируется в ткань быстрее, чем медленно диффундирующий газ выводится из ткани. [36] Это может произойти, когда дайверы переключаются со смеси азота на смесь гелия или когда дайверы, дышащие гидролиоксом, переходят на смесь гелиокса. [36] [39]
Исследование Дулетта и Митчелла по декомпрессионной болезни внутреннего уха (ДДВУ) показывает, что внутреннее ухо не может быть хорошо смоделировано с помощью обычных алгоритмов (например, Бюльмана). Дулетт и Митчелл предполагают, что переход от смеси, богатой гелием, к смеси, богатой азотом, что обычно происходит в техническом дайвинге при переходе с тримикса на найтрокс при всплытии, может вызвать временное перенасыщение инертного газа во внутреннем ухе и привести к IEDCS. [40] Они предполагают, что переключение дыхательного газа с смесей, богатых гелием, на смеси, богатые азотом, должно быть тщательно запланировано либо глубоко (с учетом азотного наркоза), либо поверхностно, чтобы избежать периода максимального пересыщения, возникающего в результате декомпрессии. Переключения также следует производить во время дыхания при максимальном парциальном давлении вдыхаемого кислорода, которое можно безопасно переносить с учетом кислородной токсичности. [40]
Хотя общепринято считать, что DCS вызван перенасыщением инертного газа, Хемплеман заявил:
...Это не привело к достаточному уменьшению допустимой степени декомпрессии, и в расчетах теперь учитываются высокие парциальные давления кислорода. Если парциальное давление кислорода в воздухе (или смеси) превышает 0,6 бар, считается, что в тканях присутствует значительное количество растворенного кислорода и существует повышенный риск декомпрессии. Это оценивается путем добавления 25% к глубине погружения и продолжения расчетов, как только что описано, с использованием предположения (1). Таким образом, достигается глубина первой остановки кислорода, и на этой глубине проводят 5 минут, чтобы обеспечить метаболическое использование избыточного растворенного газообразного кислорода. После этой «остановки подачи кислорода» расчеты продолжаются, как описано выше. [41]
Сосудистые пузырьки, образующиеся в системных капиллярах, могут задерживаться в легочных капиллярах, временно блокируя их. Если это серьезно, может возникнуть симптом, называемый «удушье». [33] Если у дайвера имеется открытое овальное окно (или шунт в малом круге кровообращения), пузырьки могут пройти через него и миновать малый круг кровообращения и попасть в артериальную кровь. Если эти пузырьки не абсорбируются артериальной плазмой и оседают в системных капиллярах, они блокируют приток насыщенной кислородом крови к тканям, снабжаемым этими капиллярами, и эти ткани будут испытывать недостаток кислорода. Мун и Киссло (1988) пришли к выводу, что «факты свидетельствуют о том, что риск серьезной неврологической DCI или раннего начала DCI увеличивается у дайверов с шунтированием крови справа налево через PFO. В настоящее время нет никаких доказательств того, что PFO связано с легкими или поздними приступами». [42]
Пузырьки образуются внутри других тканей, а также кровеносных сосудов. [33] Инертный газ может диффундировать в ядра пузырьков между тканями. В этом случае пузырьки могут деформировать и необратимо повредить ткань. По мере роста пузырьки могут также сдавливать нервы, вызывая боль. [34] [43]
Внесосудистые или автохтонные [а] пузыри обычно образуются в медленных тканях, таких как суставы, сухожилия и мышечные оболочки. Прямое расширение вызывает повреждение тканей с выбросом гистамина и связанными с ним последствиями. Биохимические повреждения могут быть столь же важными, как и механические воздействия, или даже более важными. [34] [33] [44]
Обмен растворенных газов между кровью и тканями контролируется перфузией и в меньшей степени диффузией, особенно в гетерогенных тканях. Распределение притока крови к тканям изменчиво и подвержено множеству влияний. Когда поток локально высок, в этой области преобладает перфузия, а при низком потоке - диффузия. Распределение кровотока контролируется средним артериальным давлением и местным сосудистым сопротивлением, а артериальное давление зависит от сердечного выброса и общего сосудистого сопротивления. Основное сосудистое сопротивление контролируется симпатической нервной системой, а метаболиты, температура, а также местные и системные гормоны оказывают вторичные и часто локализованные эффекты, которые могут значительно варьироваться в зависимости от обстоятельств. Периферическая вазоконстрикция в холодной воде снижает общую потерю тепла без увеличения потребления кислорода до тех пор, пока не начнется дрожь, после чего потребление кислорода увеличится, хотя вазоконстрикция может сохраняться. [33]
Состав дыхательного газа во время воздействия давления и декомпрессии имеет важное значение для поглощения и удаления инертного газа для данного профиля воздействия давления. Дыхательные газовые смеси для дайвинга обычно содержат долю азота, отличную от фракции воздуха. Парциальное давление каждого компонента газа будет отличаться от парциального давления азота в воздухе на любой заданной глубине, а поглощение и удаление каждого компонента инертного газа пропорциональны фактическому парциальному давлению с течением времени. Двумя основными причинами использования смесей газов для дыхания являются снижение парциального давления азота за счет разбавления кислородом для приготовления смесей найтрокса , в первую очередь для снижения скорости поглощения азота во время воздействия давления, и замена гелия (а иногда и других газов). азот для уменьшения наркотического эффекта при воздействии высокого парциального давления. В зависимости от пропорций гелия и азота эти газы называются гелиоксом , если в нем нет азота, или тримиксом , если наряду с необходимым кислородом есть азот и гелий. [45] [46] Инертные газы, используемые в качестве заменителей азота, имеют различные характеристики растворимости и диффузии в живых тканях по сравнению с азотом, который они заменяют. Например, наиболее распространенным заменителем азота в качестве инертного газа-разбавителя является гелий, который значительно хуже растворяется в живых тканях [47] , но и диффундирует быстрее из-за относительно малых размеров и массы атома He по сравнению с молекулой N 2 . . [48]
Приток крови к коже и жировой ткани зависит от температуры кожи и тела, а перфузия мышц в состоянии покоя контролируется температурой самих мышц. Во время упражнений увеличение притока к работающим мышцам часто уравновешивается уменьшением притока к другим тканям, таким как почки, селезенка и печень. [33] Приток крови к мышцам также снижается в холодной воде, но упражнения сохраняют мышцы в тепле и приток крови увеличивается, даже когда кожа охлаждена. Приток крови к жиру обычно увеличивается во время тренировки, но он замедляется при погружении в холодную воду. Адаптация к холоду уменьшает сильную вазоконстрикцию, которая обычно возникает при погружении в холодную воду. [33] Изменения в распределении перфузии не обязательно влияют на дыхательный обмен инертных газов, хотя некоторая часть газа может локально задерживаться в результате изменений перфузии. Отдых в холодной среде уменьшит обмен инертных газов из кожи, жира и мышц, тогда как физические упражнения увеличат газообмен. Упражнения во время декомпрессии могут сократить время декомпрессии и риск при условии отсутствия пузырьков, но могут увеличить риск, если пузырьки присутствуют. [33] Обмен инертных газов наименее благоприятен для дайвера, который разогрелся и тренируется на глубине во время фазы поглощения, а также отдыхает и холоден во время декомпрессии. [33]
Другие факторы, которые могут повлиять на риск декомпрессии, включают концентрацию кислорода, уровень углекислого газа, положение тела, сосудорасширяющие и констрикторы, дыхание с положительным или отрицательным давлением. [33] и обезвоживание (объем крови). [49] Индивидуальная предрасположенность к декомпрессионной болезни имеет компоненты, которые можно объяснить конкретной причиной, а также компоненты, которые кажутся случайными. Случайный компонент делает последовательные декомпрессии плохим тестом на восприимчивость. [33] Некоторые исследования считают ожирение и высокие уровни липидов в сыворотке крови факторами риска, причем риск, по-видимому, увеличивается с возрастом. [50] Другое исследование также показало, что у пожилых людей наблюдалась тенденция к образованию пузырей чаще, чем у молодых, по пока неизвестным причинам, но не было выявлено никаких тенденций между весом, жиром или полом и наличием пузырей. образовывать пузыри, чем другие, остается неясным. [51]
Для моделирования декомпрессии использовались две довольно разные концепции. Первый предполагает, что растворенный газ удаляется в растворенной фазе и что пузырьки не образуются при бессимптомной декомпрессии. Второе, подтвержденное экспериментальными наблюдениями, предполагает, что пузырьки образуются во время большинства бессимптомных декомпрессий и что при выведении газа необходимо учитывать как растворенную, так и пузырьковую фазы. [32]
Ранние модели декомпрессии, как правило, использовали модели растворенной фазы и корректировали их с помощью более или менее произвольных факторов, чтобы снизить риск образования симптоматических пузырей. Модели растворенной фазы делятся на две основные группы. Модели с параллельными отсеками, в которых несколько отсеков с различной скоростью поглощения газа (полупериод) считаются существующими независимо друг от друга, а предельное условие контролируется отсеком, который демонстрирует наихудший случай для конкретного профиля воздействия. Эти отсеки представляют собой концептуальные ткани и не предназначены для представления конкретных органических тканей, а просто для представления диапазона возможностей органических тканей. Во второй группе используются последовательные отсеки, где предполагается, что газ диффундирует через один отсек, прежде чем достигнет следующего. [52] Недавней вариацией модели последовательного отсека является модель взаимосвязанного отсека Goldman (ICM). [53]
Более поздние модели пытаются смоделировать динамику пузырьков, в том числе с помощью упрощенных моделей, чтобы облегчить расчет таблиц, а затем и сделать прогнозы в реальном времени во время погружения. Модели, используемые для аппроксимации динамики пузырьков, разнообразны и варьируются от тех, которые не намного сложнее моделей растворенной фазы, до тех, которые требуют значительно большей вычислительной мощности. [54]
Ни одна из моделей декомпрессии не может быть показана как точное представление физиологических процессов, хотя были предложены интерпретации математических моделей, соответствующие различным гипотезам. Все они являются приближениями, которые в большей или меньшей степени предсказывают реальность и являются приемлемо надежными только в пределах калибровки по собранным экспериментальным данным. [55]
Идеальный профиль декомпрессии создает максимально возможный градиент для удаления инертного газа из ткани, не вызывая образования пузырьков [56] , а модели декомпрессии растворенной фазы основаны на предположении, что образования пузырьков можно избежать. Однако неясно, возможно ли это на практике: некоторые модели декомпрессии предполагают, что стабильные пузырьковые микроядра существуют всегда. [30] В моделях пузырьков предполагается, что пузырьки будут, но существует допустимый общий объем газовой фазы [30] или допустимый размер газовых пузырьков [57] , и ограничивают максимальный градиент, чтобы принять во внимание эти допуски. [30] [57]
Модели декомпрессии должны в идеале точно предсказывать риск во всем диапазоне воздействия от коротких погружений в пределах безостановочных ограничений, погружений с прыжком с декомпрессией во всем диапазоне практической применимости, включая погружения с экстремальными воздействиями и повторяющиеся погружения, альтернативные дыхательные газы, включая переключатели газов и постоянное PO 2 , изменения профиля погружения и погружения с насыщением. Обычно это не так, и большинство моделей ограничены частью возможного диапазона глубин и времени. Они также ограничены определенным диапазоном дыхательных газов, а иногда и воздухом. [58]
Фундаментальная проблема при разработке таблиц декомпрессии заключается в том, что упрощенные правила, регулирующие одно погружение и всплытие, не применяются, когда в тканях уже существуют пузырьки, поскольку они задерживают удаление инертного газа, а эквивалентная декомпрессия может привести к декомпрессионной болезни. [58] Повторные погружения, многократные всплытия за одно погружение и процедуры поверхностной декомпрессии являются существенными факторами риска развития ДКБ. [56] Это объясняется образованием относительно большого объема газовой фазы, который может частично переноситься на последующие погружения или окончательное всплытие по пилообразному профилю. [6]
Функция декомпрессионных моделей изменилась с появлением доплеровских ультразвуковых детекторов пузырьков и теперь заключается не только в ограничении симптоматического возникновения декомпрессионной болезни, но и в ограничении бессимптомных пузырьков венозного газа после погружения. [25] Ряд эмпирических модификаций моделей растворенной фазы был внесен после выявления венозных пузырьков с помощью доплеровского измерения у бессимптомных дайверов вскоре после всплытия на поверхность. [59]
Одной из попыток решения стала разработка моделей нескольких тканей, которые предполагали, что разные части тела поглощают и выводят газ с разной скоростью. Это гипотетические ткани, которые обозначены как быстрые и медленные для описания скорости насыщения. Каждая ткань или компартмент имеет разный период полураспада. Реальным тканям также потребуется больше или меньше времени для насыщения, но моделям не обязательно использовать фактические значения тканей для получения полезного результата. Для создания таблиц декомпрессии использовались модели с количеством от одного до 16 тканевых отсеков [60] , а для подводных компьютеров — до 20 отсеков. [61]
Например: Ткани с высоким содержанием липидов могут поглощать большее количество азота, но часто имеют плохое кровоснабжение. Им потребуется больше времени для достижения равновесия, и они описываются как медленные по сравнению с тканями с хорошим кровоснабжением и меньшей способностью к растворенному газу, которые описываются как быстрые.
Быстрые ткани поглощают газ относительно быстро, но обычно быстро выделяют его во время подъема. Быстрая ткань может насытиться в ходе обычного рекреационного погружения, тогда как медленная ткань может поглотить лишь небольшую часть своей потенциальной газовой емкости. Рассчитав уровни в каждом отсеке отдельно, исследователи могут построить более эффективные алгоритмы. Кроме того, каждый отсек может выдерживать большее или меньшее перенасыщение, чем другие. Окончательная форма представляет собой сложную модель, но позволяющую строить алгоритмы и таблицы, подходящие для самых разных видов дайвинга. Типичный дайв-компьютер имеет модель из 8–12 тканей, время полураспада варьируется от 5 до 400 минут. [61] В таблицах Бюльмана используется алгоритм с 16 тканями, время полураспада варьируется от 4 до 640 минут. [60]
Можно предположить, что ткани расположены последовательно, где растворенный газ должен диффундировать через одну ткань, чтобы достичь следующей, имеющей разные свойства растворимости, параллельно, при этом диффузия в каждую ткань и из нее считается независимой от других, и как комбинации последовательных и параллельных тканей, что становится сложным в вычислительном отношении. [53]
Период полураспада ткани — это время, необходимое ткани для поглощения или выделения 50% разницы в емкости растворенного газа при измененном парциальном давлении. В течение каждого последующего полупериода ткань будет поглощать или снова высвобождать половину совокупной разницы в последовательности ½, ¾, 7/8, 15/16, 31/32, 63/64 и т. д. [19] Диапазон полупериодов тканевого отделения от 1 минуты до по меньшей мере 720 минут. [62] В разных тканях время полураспада будет разное для газов с разной растворимостью и скоростью диффузии. Ингазация обычно моделируется с помощью простого обратного экспоненциального уравнения, в котором насыщение предполагается примерно через четыре (93,75%) до шести (98,44%) полупериодов в зависимости от модели декомпрессии. [18] [63] [64] Эта модель может неадекватно описывать динамику газовыделения, если присутствуют пузырьки газовой фазы. [65] [66]
Для оптимизации декомпрессии движущая сила десатурации тканей должна поддерживаться на максимуме при условии, что это не вызывает симптоматического повреждения тканей из-за образования и роста пузырьков (симптоматическая декомпрессионная болезнь) или состояния, при котором диффузия по какой-либо причине замедляется. [67]
Есть два принципиально разных подхода к этому вопросу. Первый основан на предположении, что существует уровень перенасыщения, который не вызывает симптоматического образования пузырьков, и основан на эмпирических наблюдениях за максимальной скоростью декомпрессии, которая не приводит к неприемлемой частоте симптомов. Этот подход направлен на максимизацию градиента концентрации при отсутствии симптомов и обычно использует слегка модифицированную экспоненциальную модель полупериода. Второй предполагает, что пузырьки будут образовываться при любом уровне пересыщения, когда общее напряжение газа в ткани превышает давление окружающей среды и что газ из пузырьков удаляется медленнее, чем растворенный газ. [64] Эти философии приводят к различным характеристикам профилей декомпрессии, полученным для двух моделей: подход критического пересыщения дает относительно быстрые начальные подъемы, которые максимизируют градиент концентрации, и длительные мелкие остановки, в то время как модели пузырьков требуют более медленных подъемов с более глубокими первые остановки, но могут быть и более короткие неглубокие остановки. Этот подход использует множество моделей. [64] [68] [69] [67] [70]
Дж. С. Холдейн первоначально использовал критическое соотношение давления 2 к 1 для декомпрессии, исходя из того принципа, что насыщение тела ни в коем случае не должно превышать примерно вдвое давление воздуха. [71] Этот принцип применялся как отношение давления к общему давлению окружающей среды и не учитывал парциальные давления газов, составляющих воздух для дыхания. Его экспериментальная работа на козах и наблюдения за водолазами, похоже, подтвердили это предположение. Однако со временем выяснилось, что это не соответствует заболеваемости декомпрессионной болезнью, и в первоначальные предположения были внесены изменения. Позже это соотношение было изменено на соотношение парциальных давлений азота 1,58:1. [72]
Дальнейшие исследования таких людей, как Роберт Уоркман, показали, что критерием было не соотношение давлений, а фактический перепад давлений. Применительно к работе Холдейна это предполагает, что предел определяется не соотношением 1,58:1, а скорее критической разницей давлений в 0,58 атмосферы между давлением ткани и давлением окружающей среды. Большинство таблиц Холдана с середины 20-го века, включая таблицы Бюльмана, основаны на предположении о критической разнице. [73]
The Значение М — это максимальное значение абсолютного давления инертного газа, которое тканевый отсек может выдержать при данном давлении окружающей среды без появления симптомов декомпрессионной болезни. Значения M представляют собой пределы допустимого градиента между давлением инертного газа и давлением окружающей среды в каждом отсеке. Альтернативная терминология для значений M включает «пределы пересыщения», «пределы допустимого избыточного давления» и «критическое напряжение».[68][74]
Градиентные факторы — это способ изменения значения M до болееконсервативногозначения для использования в алгоритме декомпрессии. Коэффициент градиента представляет собой процент от значения M, выбранного разработчиком алгоритма, и изменяется линейно между максимальной глубиной конкретного погружения и поверхностью поверхности. Они выражаются в виде двухзначного обозначения, где первое число представляет собой процент от глубокого М-значения, а второе — от поверхностного М-значения.[69]Коэффициенты градиента применяются ко всем тканевым компартментам одинаково и дают значение М, которое линейно изменяется пропорционально давлению окружающей среды.[69]
По сути, пользователь выбирает более низкое максимальное пересыщение, чем считает целесообразным проектировщик. Использование градиентных коэффициентов увеличит время декомпрессии, особенно в зоне глубины, где значение М снижается больше всего. Коэффициенты градиента можно использовать для обеспечения более глубоких остановок в модели, которая в противном случае имела бы тенденцию производить относительно неглубокие остановки, используя коэффициент градиента с небольшим первым числом. [69] Некоторые модели подводного компьютера позволяют пользователю вводить градиентные факторы как способ создания более консервативного и, следовательно, предположительно менее рискованного профиля декомпрессии. [75] Установление низкого градиента на глубоком значении M может привести к увеличению поглощения газов во время всплытия, как правило, более медленных тканей, которые затем должны высвободить большую газовую нагрузку на меньших глубинах. Было показано, что это неэффективная стратегия декомпрессии. [76] [77]
Модель переменного градиента корректирует коэффициенты градиента в соответствии с профилем глубины, исходя из предположения, что корректировка по прямой линии с использованием одного и того же коэффициента для значения M на глубине независимо от фактической глубины менее уместна, чем использование значения M, привязанного к фактической глубине. . (в обоих случаях мелкое значение M связано с фактической нулевой глубиной) [78]
Согласно термодинамической модели Хью Ле Мессюрье и Брайана Эндрю Хиллса , это условие оптимальной движущей силы для газовыделения выполняется, когда окружающее давление достаточно для предотвращения разделения фаз (образования пузырьков). [70]
Фундаментальным отличием этого подхода является приравнивание абсолютного давления окружающей среды к сумме парциальных напряжений газа в ткани для каждого газа после декомпрессии как предельной точки, за которой ожидается образование пузырьков. [70]
Модель предполагает, что естественная ненасыщенность тканей из-за метаболического снижения парциального давления кислорода обеспечивает буфер против образования пузырьков и что ткань может быть безопасно декомпрессирована при условии, что снижение давления окружающей среды не превысит это значение ненасыщенности. Очевидно, что любой метод, который увеличивает ненасыщенность, позволит ускорить декомпрессию, поскольку градиент концентрации будет больше без риска образования пузырьков. [70]
Естественная ненасыщенность увеличивается с глубиной, поэтому на большей глубине возможен больший перепад давления окружающей среды, который уменьшается по мере того, как дайвер всплывает на поверхность. Эта модель приводит к более медленным скоростям всплытия и более глубоким первым остановкам, но более коротким остановкам на мелководье, поскольку необходимо устранить меньше газа пузырьковой фазы. [70]
Критерий критического объема предполагает, что всякий раз, когда общий объем газовой фазы, накопленной в тканях, превышает критическое значение, появляются признаки или симптомы ДКБ. Это предположение подтверждается исследованиями по обнаружению доплеровских пузырьков. Последствия этого подхода сильно зависят от используемой модели образования и роста пузырьков, в первую очередь от того, можно ли практически избежать образования пузырьков во время декомпрессии. [32]
Этот подход используется в моделях декомпрессии, которые предполагают, что во время практических профилей декомпрессии будет происходить рост стабильных микроскопических ядер пузырьков, которые всегда существуют в водных средах, включая живые ткани. [67]
Эффективная декомпрессия минимизирует общее время всплытия, одновременно ограничивая общее накопление пузырьков до приемлемого бессимптомного критического значения. Физика и физиология роста и удаления пузырьков показывают, что более эффективно удалять пузырьки, пока они очень малы. Модели, включающие фазу пузырьков, создали профили декомпрессии с более медленными подъемами и более глубокими начальными декомпрессионными остановками как способ ограничения роста пузырьков и облегчения раннего устранения по сравнению с моделями, которые рассматривают только газ в растворенной фазе. [79]
Погружение с отскоком — это любое погружение, при котором воздействие давления недостаточно продолжительное, чтобы все ткани достигли равновесия с инертными газами в дыхательном газе. [80]
Воздействие насыщения – это когда времени воздействия давления достаточно для того, чтобы все ткани достигли равновесия с инертными газами в дыхательной смеси. Для практических целей это значение обычно принимается равным 6-кратному времени полураспада самой медленной ткани в модели. [80]
Безостановочный предел, также называемый бездекомпрессионным пределом (NDL), представляет собой теоретическое максимальное содержание растворенного газа в каждом отделении ткани всего тела, которое может быть декомпрессировано непосредственно до давления на поверхности при выбранной скорости всплытия, используемой моделью, без необходимо прекратить выдох на любой глубине, где существует приемлемый риск развития симптоматической декомпрессионной болезни. Отсутствие предела декомпрессии является неправильным употреблением, поскольку всплытие с указанной скоростью всплытия является декомпрессией, но этот термин имеет историческую инерцию и продолжает использоваться. [81] [82]
Как только газовая нагрузка одного или нескольких отсеков тканей превышает максимальный уровень, принятый для безостановочного предела, существует минимальная глубина, на которую дайвер может подняться с соответствующей скоростью всплытия при приемлемом риске декомпрессионной болезни. Эта глубина известна как декомпрессионный потолок. Его можно считать мягким верхом, поскольку подняться над ним физически тривиально, но это увеличивает риск развития симптоматической декомпрессионной болезни в соответствии с декомпрессионной моделью. Ткань, которая первой достигает потолка декомпрессии, называется ограничивающей тканью. [83]
Обязательным условием декомпрессии является наличие в тканях достаточного количества растворенного газа, поэтому риск симптоматической декомпрессионной болезни становится неприемлемым, если прямой подъем к поверхностному давлению осуществляется с предписанной скоростью всплытия для используемой декомпрессионной модели. Можно сказать, что дайвер с декомпрессионным потолком обязан выполнять декомпрессию, а это означает, что время, потраченное на дегазацию во время всплытия, должно быть добавлено к времени, потраченному на всплытие с соответствующей скоростью всплытия. Это время номинально и наиболее эффективно расходуется на декомпрессионные остановки, хотя дегазация будет происходить на любой глубине, где артериальная кровь и легочный газ имеют более низкое парциальное давление инертного газа, чем ограничивающая ткань. [80]
Время выхода на поверхность (TTS) — это расчетное общее время, необходимое дайверу для всплытия из заданной точки профиля погружения с использованием заданного набора декомпрессионных газов, всплытия с номинальной скоростью всплытия и выполнения всех остановок на указанной глубине. . Это значение может быть оценочным, рассчитанным на основе плана погружения, которому дайвер следует в качестве графика всплытия, или отображаемым на экране дайв-компьютера, обновляемым в реальном времени. Он может быть основан на текущем выбранном газе или на оптимальном выборе газа из всех газов, установленных на компьютере в качестве активных газов. [84]
Поэтапная декомпрессия выполняется с остановками на заданной глубине на основе легко отслеживаемой серии. Для большинства таблиц исторически это был удобный интервал в 3 метра (10 футов), но может использоваться любой произвольный интервал при условии, что он используется при расчете декомпрессионных остановок. Дайвер должен оставаться на предписанной глубине остановки до тех пор, пока потолок не уменьшится до следующей, меньшей глубины остановки, после чего дайвер поднимается на эту глубину для следующей остановки. [83]
Расчет времени остановки также можно выполнить, чтобы следовать потолку декомпрессии, что обеспечит максимальный градиент давления для вымывания инертного газа и сократит общую продолжительность декомпрессии примерно на 4–12%. Этой стратегии можно приблизительно следовать при использовании подводного компьютера. с включенной опцией. Влияние этой стратегии на риск декомпрессии неизвестно, поскольку по состоянию на 2022 год никаких испытаний не проводилось. [83]
Экспериментально было показано, что образование газовых пузырьков значительно препятствует удалению инертного газа. [16] [85] Значительное количество инертного газа останется в тканях после всплытия дайвера, даже если симптомы декомпрессионной болезни не возникают. Этот остаточный газ может быть растворен или иметь субклиническую форму пузырьков и будет продолжать выделяться, пока дайвер остается на поверхности. Если совершается повторное погружение, ткани предварительно загружаются этим остаточным газом, что ускоряет их насыщение. [86] [87]
При повторяющихся погружениях более медленные ткани могут накапливать газ изо дня в день, если между погружениями не хватает времени для удаления газа. Это может быть проблемой в ситуациях, когда требуется несколько дней и несколько погружений. Многократные декомпрессии в день в течение нескольких дней могут увеличить риск декомпрессионной болезни из-за образования бессимптомных пузырьков, которые снижают скорость газовыделения и не учитываются в большинстве алгоритмов декомпрессии. [88] Следовательно, некоторые организации по обучению дайверов дают дополнительные рекомендации, такие как «седьмой выходной». [89]
Детерминированные модели декомпрессии — это подход к расчету декомпрессии, основанный на правилах. [90] Эти модели основаны на идее, что «чрезмерное» перенасыщение в различных тканях «небезопасно» (приводит к декомпрессионной болезни ). Модели обычно содержат несколько правил, зависящих от глубины и ткани, основанных на математических моделях идеализированных тканевых компартментов. Не существует другого объективного математического способа оценки правил или общего риска , кроме сравнения с результатами эмпирических испытаний. Модели сравниваются с экспериментальными результатами и отчетами с мест, а правила пересматриваются путем качественной оценки и подбора кривых, чтобы пересмотренная модель более точно предсказывала наблюдаемую реальность, а затем проводятся дальнейшие наблюдения для оценки надежности модели при экстраполяции на ранее непроверенные диапазоны. О полезности модели судят по ее точности и надежности при прогнозировании возникновения симптоматической декомпрессионной болезни и бессимптомных венозных пузырей во время всплытия. [90]
Можно с полным основанием предположить, что в действительности происходит как перфузионный транспорт за счет кровообращения, так и диффузионный транспорт в тканях, где кровоток слаб или отсутствует. Проблема с попытками одновременно моделировать перфузию и диффузию заключается в том, что существует большое количество переменных из-за взаимодействия между всеми тканевыми компартментами, и проблема становится неразрешимой. Способ упрощения моделирования переноса газа в ткани и из них состоит в том, чтобы сделать предположения о механизме ограничения транспорта растворенного газа к тканям, контролирующим декомпрессию. Если предположить, что перфузия или диффузия имеют доминирующее влияние, а другое можно не учитывать, можно значительно уменьшить количество переменных. [67]
Предположение о том, что перфузия является ограничивающим механизмом, приводит к модели, включающей группу тканей с различной скоростью перфузии, но снабжаемых кровью с приблизительно эквивалентной концентрацией газа. Предполагается также, что газообмен между тканевыми компартментами за счет диффузии отсутствует. В результате образуется параллельный набор независимых тканей, каждая из которых имеет свою собственную скорость поступления и выделения газа, зависящую от скорости тока крови через ткань. Поглощение газа для каждой ткани обычно моделируется экспоненциальной функцией с фиксированным полупериодом отделения, а выведение газа также может моделироваться экспоненциальной функцией с тем же или более длинным полупериодом или как более сложная функция, например в модели экспоненциально-линейного исключения. [86]
Гипотеза критического соотношения предсказывает, что образование пузырьков произойдет в ткани, когда отношение парциального давления растворенного газа к давлению окружающей среды превышает определенное соотношение для данной ткани. Соотношение может быть одинаковым для всех тканевых компартментов или может варьироваться, и каждому компартменту назначается определенный критический коэффициент перенасыщения на основе экспериментальных наблюдений. [18]
Джон Скотт Холдейн ввел концепцию полупериода для моделирования поглощения и выделения азота в кровь. Он предложил 5 тканевых отсеков с полупериодами 5, 10, 20, 40 и 75 минут. [18] В этой ранней гипотезе было предсказано, что если скорость всплытия не позволяет парциальному давлению инертного газа в каждой из гипотетических тканей превышать давление окружающей среды более чем на 2:1, пузырьки не образуются. [71] По сути, это означало, что можно было подняться с 30 м (4 бар) до 10 м (2 бар) или с 10 м (2 бар) до поверхности (1 бар) в насыщенном состоянии без проблем с декомпрессией. Для этого в график восхождений было включено несколько декомпрессионных остановок. Скорость всплытия и самая быстрая ткань в модели определяют время и глубину первой остановки. После этого более медленные ткани определяют, когда безопасно подниматься дальше. [71] Это соотношение 2:1 оказалось слишком консервативным для быстрых тканей (короткие погружения) и недостаточно консервативным для медленных тканей (длительные погружения). Соотношение также, по-видимому, менялось в зависимости от глубины. [91] Подход Холдейна к моделированию декомпрессии использовался с 1908 по 1960-е годы с небольшими модификациями, в первую очередь с изменениями количества используемых отсеков и полупериодов. Таблицы ВМС США 1937 года были основаны на исследованиях О. Д. Ярбро и использовали 3 отсека: 5- и 10-минутные отсеки были исключены. В 1950-х годах таблицы были пересмотрены, восстановлены 5- и 10-минутные отсеки, а также добавлен 120-минутный отсек. [92]
В 1960-х годах Роберт Д. Уоркман из Экспериментального водолазного подразделения ВМС США (NEDU) рассмотрел основу модели и последующие исследования, проведенные ВМС США. Таблицы, основанные на работе Холдейна и последующих уточнениях, по-прежнему оказались непригодными для более длительных и глубоких погружений. Уоркман предположил, что допустимое изменение давления лучше описать как критическую разницу давлений, и пересмотрел модель Холдейна, чтобы позволить каждому отделению ткани выдерживать различную степень перенасыщения, которая меняется с глубиной. Он ввел термин «значение М», чтобы указать максимальную величину перенасыщения, которую каждый отсек может выдержать на данной глубине, и добавил три дополнительных отсека с полупериодами полураспада 160, 200 и 240 минут. Уоркман представил свои выводы в виде уравнения, которое можно использовать для расчета результатов на любой глубине, и заявил, что линейная проекция М-значений будет полезна для компьютерного программирования. [92]
Большая часть исследований Альберта А. Бюльмана заключалась в определении самых длинных отсеков полупериода для азота и гелия, и он увеличил количество отсеков до 16. Он исследовал последствия декомпрессии после погружения на высоте и опубликовал таблицы декомпрессии, которые могли использоваться на различных высотах. Бюльман использовал метод расчета декомпрессии, аналогичный предложенному Уоркманом, который включал М-значения, выражающие линейную зависимость между максимальным давлением инертного газа в тканевых отсеках и давлением окружающей среды, но основанные на абсолютном давлении, что делало их более легко адаптированными к высоте. дайвинг. [52] Алгоритм Бюльмана использовался для создания стандартных таблиц декомпрессии для ряда ассоциаций спортивного дайвинга и используется в нескольких персональных декомпрессионных компьютерах, иногда в модифицированной форме. [52]
Б. А. Хиллс и Д. Х. Ле Мессюрье изучили эмпирическую практику декомпрессии окинавских ныряльщиков за жемчугом в Торресовом проливе и заметили, что они делали более глубокие остановки, но сокращали общее время декомпрессии по сравнению с обычно используемыми таблицами того времени. Их анализ убедительно показал, что наличие пузырьков ограничивает скорость удаления газов, и подчеркнул важность присущей тканям ненасыщенности из-за метаболической переработки кислорода. Это стало известно как термодинамическая модель. [70] Совсем недавно технические дайверы-любители разработали процедуры декомпрессии с использованием более глубоких остановок, чем того требуют используемые таблицы декомпрессии. Это привело к появлению пузырьковых моделей RGBM и VPM. [93] Первоначально глубокая остановка представляла собой дополнительную остановку, вводившуюся дайверами во время всплытия на большей глубине, чем самая глубокая остановка, требуемая их компьютерным алгоритмом. Существуют также компьютерные алгоритмы, которые, как утверждается, используют глубокие остановки, но эти алгоритмы и практика глубоких остановок не прошли адекватной проверки. [94]
« Остановка Пайла » — это глубокая остановка, названная в честь Ричарда Пайла , одного из первых сторонников глубоких остановок, [95] на глубине на полпути между дном и первой обычной декомпрессионной остановкой и на полпути между предыдущей остановкой Пайла и самой глубокой обычной остановкой. , при условии, что обычная стоянка мельче более чем на 9 м. Остановка Пайла длится около 2 минут. Дополнительное время всплытия, необходимое для остановок на Пайле, включено в профиль погружения перед завершением графика декомпрессии. [96] Пайл обнаружил, что во время погружений, где он периодически останавливался, чтобы выпустить воздух из плавательных пузырей своих особей рыбы, он чувствовал себя лучше после погружения, и основывал процедуру глубокой остановки на глубине и продолжительности этих пауз. [94] Гипотеза состоит в том, что эти остановки дают возможность удалить газ, пока он еще растворен, или, по крайней мере, пока пузырьки еще достаточно малы, чтобы их можно было легко удалить, и в результате будет значительно меньше или меньше венозных пузырьков, которые нужно удалить. на более мелких остановках, как предсказывает термодинамическая модель Хиллса. [97]
Ценность и безопасность глубоких остановок в дополнение к графику декомпрессии, полученному на основе алгоритма декомпрессии, неясны. Эксперты по декомпрессии отметили, что глубокие остановки, вероятно, будут производиться на глубинах, где продолжается поглощение некоторых медленных тканей, и что добавление глубоких остановок любого рода должно быть включено в гипербарическую экспозицию, для которой рассчитывается график декомпрессии, а не добавлено позже, чтобы можно было принять во внимание такое поглощение более медленных тканей. [94] Глубокие остановки, выполняемые во время погружения, при котором декомпрессия рассчитывается в режиме реального времени, являются просто частью многоуровневого погружения для компьютера и не добавляют никакого риска, кроме того, который заложен в алгоритме.
Существует предел тому, насколько глубокой может быть «глубокая остановка». Должна иметь место некоторая дегазация, а продолжающаяся подача газа должна быть сведена к минимуму для приемлемо эффективной декомпрессии. «Наиболее глубокая возможная декомпрессионная остановка» для данного профиля может быть определена как глубина, на которой газовая нагрузка для ведущего отсека пересекает линию давления окружающей среды. Это не полезная глубина остановки — для обеспечения диффузии газов в тканях необходим некоторый избыток концентрации газа, однако эта глубина является полезным индикатором начала зоны декомпрессии, в которой скорость всплытия является частью запланированной декомпрессии. [99]
Исследование, проведенное DAN в 2004 году, показало, что частота образования пузырьков высокой степени тяжести может быть снижена до нуля, если концентрация азота в наиболее насыщенных тканях будет поддерживаться на уровне ниже 80 процентов от допустимого значения M и что дополнительная глубокая остановка будет простым и практичным решением. способ сделать это, сохраняя при этом первоначальную скорость всплытия. [93]
Предположение о том, что диффузия является ограничивающим механизмом транспорта растворенного газа в тканях, приводит к совершенно иной модели тканевого компартмента. В этом случае постулируется наличие ряда отсеков с перфузионным транспортом в один отсек и диффузией между отсеками, которые для простоты расположены последовательно, так что в обобщенном отсеке диффузия осуществляется только в два соседних отсека и из них. противоположные стороны, а предельными случаями являются первый отсек, куда газ подается и удаляется посредством перфузии, и конец линии, где имеется только один соседний отсек. [52] Самая простая серийная модель представляет собой один отсек, и в дальнейшем ее можно свести к одномерной модели «куска ткани». [52]
Модели пузырьковой декомпрессии представляют собой основанный на правилах подход к расчету декомпрессии, основанный на идее о том, что микроскопические ядра пузырьков всегда существуют в воде и тканях, содержащих воду, и что, прогнозируя и контролируя рост пузырьков, можно избежать декомпрессионной болезни. Большинство моделей пузырьков предполагают, что пузырьки будут образовываться во время декомпрессии и что происходит удаление смешанной фазы газа, которое происходит медленнее, чем удаление растворенной фазы. Пузырьковые модели, как правило, имеют более глубокие первые остановки, чтобы избавиться от большего количества растворенного газа при меньшем пересыщении, чтобы уменьшить общий объем пузырьковой фазы и потенциально сократить время, необходимое на меньшей глубине для устранения пузырьков. [30] [57] [97]
Модели декомпрессии, предполагающие удаление газа из смешанной фазы, включают:
В отличие от независимых параллельных отсеков в моделях Холдена, в которых все отсеки считаются несущими риск, модель Гольдмана предполагает относительно хорошо перфузируемый «активный» или «несущий риск» отсек последовательно с соседними относительно плохо перфузируемыми «резервуарами» или «несущими риск». «буферные» отсеки, которые не считаются потенциальными местами образования пузырьков, но влияют на вероятность образования пузырьков в активном отсеке за счет диффузионного обмена инертных газов с активным отсеком. [53] [100] Во время сжатия газ диффундирует в активный отсек и через него в буферные отсеки, увеличивая общее количество растворенного газа, проходящего через активный отсек. Во время декомпрессии этот буферный газ должен снова пройти через активный отсек, прежде чем его можно будет удалить. Если газовая нагрузка буферных отсеков невелика, диффузия дополнительного газа через активный отсек происходит медленно. [100] Взаимосвязанные модели предсказывают снижение скорости вымывания газа со временем во время декомпрессии по сравнению со скоростью, предсказанной для независимой модели параллельных отсеков, использованной для сравнения. [53]
Модель Гольдмана отличается от модели декомпрессии серии Кидда-Стаббса тем, что модель Голдмана предполагает линейную кинетику, где модель KS включает квадратичный компонент, а модель Гольдмана считает, что только центральный хорошо перфузируемый отсек явно вносит вклад в риск, тогда как Модель KS предполагает, что все отсеки несут потенциальный риск. Модель DCIEM 1983 года связывает риск с двумя крайними отсеками серии из четырех отсеков. [53] Математическая модель, основанная на этой концепции, утверждает Goldman, не только соответствует данным квадратного профиля ВМС, используемым для калибровки, но также относительно точно прогнозирует риск для профилей насыщения. Пузырьковая версия модели ICM существенно не отличалась по прогнозам и была отброшена как более сложная, не имеющая существенных преимуществ. ICM также более точно предсказал заболеваемость декомпрессионной болезнью при занятиях рекреационным дайвингом с низким уровнем риска, зарегистрированных в наборе данных DAN Project Dive Exploration. Альтернативными моделями, использованными в этом исследовании, были LE1 (линейно-экспоненциальная) и прямая модель Холдана. [100] Модель Голдмана предсказывает значительное снижение риска после остановки безопасности при погружении с низким уровнем риска [101] и значительное снижение риска при использовании найтрокса (больше, чем предполагают таблицы PADI). [102]
Вероятностные модели декомпрессии предназначены для расчета риска (или вероятности) возникновения декомпрессионной болезни (ДКБ), возникающей при заданном профиле декомпрессии. [103] [90] Статистический анализ хорошо подходит для работы со сжатым воздухом при проходке туннелей из-за большого количества субъектов, подвергающихся одинаковому воздействию при одинаковом давлении и температуре окружающей среды, с одинаковыми рабочими нагрузками и продолжительностью воздействия, с одинаковым графиком декомпрессии. [104] Большое количество декомпрессий при аналогичных обстоятельствах показало, что практически невозможно исключить весь риск DCS, поэтому необходимо установить приемлемый риск, основанный на других факторах, имеющих отношение к применению. Например, легкий доступ к эффективному лечению в виде гипербарической оксигенотерапии на месте или большее преимущество, связанное с более ранним выходом дайвера из воды, могут сделать более высокий уровень заболеваемости приемлемым, в то же время нарушая график работы, отрицательно влияя на моральный дух работников или высокие ожидания судебных разбирательств сместят приемлемый уровень заболеваемости вниз. Эффективность также является важным фактором, поскольку декомпрессия сотрудников происходит в рабочее время. [104]
Эти методы могут варьировать глубину и время декомпрессионных остановок , чтобы получить график декомпрессии, который предполагает заданную вероятность возникновения DCS, минимизируя при этом общее время декомпрессии. Этот процесс также может работать в обратном направлении, позволяя рассчитать вероятность DCS для любого графика декомпрессии при наличии достаточно надежных данных. [104]
В 1936 году уровень заболеваемости в 2% считался приемлемым для работников сферы сжатого воздуха в Великобритании. В 2000 году ВМС США признали, что легкие симптомы встречаются в 2%, а серьезные симптомы — только в 0,1%. Коммерческий дайвинг в Северном море в 1990-х годах допускал 0,5% легких симптомов, но почти не имел серьезных симптомов, а коммерческий дайвинг в Мексиканском заливе также в 1990-е годы регистрировал 0,1% легких случаев и 0,025% серьезных случаев. Органы здравоохранения и безопасности склонны указывать приемлемый риск как можно ниже, насколько это практически осуществимо, принимая во внимание все соответствующие факторы, включая экономические факторы. [104] [103] Для анализа вероятности легких и тяжелых симптомов сначала необходимо определить эти классы проявлений, применимые к анализу. [105]
Необходимыми инструментами для оценки вероятности декомпрессионной болезни являются биофизическая модель, описывающая обмен инертных газов и образование пузырьков во время декомпрессии, данные о воздействии в виде профилей давления/времени для смесей дыхательных газов, а также результаты DCS для этих воздействий, статистические данные. такие методы, как анализ выживаемости или байесовский анализ, чтобы найти наилучшее соответствие между моделью и экспериментальными данными, после чего модели можно количественно сравнить и использовать наиболее подходящую модель для прогнозирования вероятности DCS для модели. Этот процесс осложняется влиянием условий окружающей среды на вероятность ДКБ. Факторы, влияющие на перфузию тканей во время поступления и выделения газа, которые влияют на скорость поглощения и выведения инертного газа соответственно, включают погружение, температуру и физическую нагрузку. Также известно, что упражнения способствуют образованию пузырей во время декомпрессии. [104]
Известно также, что распределение декомпрессионных остановок влияет на риск развития DCS. В эксперименте USN, в котором в качестве конечной точки использовалась симптоматическая декомпрессионная болезнь, сравнивались две модели рабочего воздействия при погружениях на воздухе с одинаковым временем нахождения на дне, температурой воды и рабочей нагрузкой, с одинаковым общим временем декомпрессии, для двух разных глубин распределения декомпрессионных остановок, также на воздухе. и обнаружил, что более мелкие стопы несут статистически значительно меньший риск. Модель не пыталась оптимизировать распределение времени декомпрессии по глубине или использование переключения газов, она просто сравнивала эффективность двух конкретных моделей, но для этих моделей результаты были убедительными. [104]
Другая серия экспериментов была проведена для серии увеличивающихся временных выдержек на дне на постоянной глубине и при меняющейся температуре окружающей среды. Сравнивались четыре температурных режима: теплый в нижнем секторе и декомпрессии, холодный в нижнем секторе и декомпрессии, теплый внизу и холодный во время декомпрессии, холодный внизу и теплый во время декомпрессии. Эффект был очень очевиден: заболеваемость DCS была намного ниже у дайверов, которым было холоднее во время фазы поглощения и теплее во время декомпрессии, чем наоборот, что было интерпретировано как указание на влияние температуры на перфузию, поглощение и выведение газа. [104]
Ретроспективный статистический анализ большого набора данных о случаях погружений на воздухе и найтроксе, опубликованный в 2017 году, показал, что при приемлемом риске 2% для легких симптомов и 0,1% для тяжелых симптомов при использовании линейно-экспоненциальной модели дегазации тяжелые симптомы Риск появления симптомов был ограничивающим фактором. Одним из факторов, усложняющих этот анализ, была вариативность методов различения легких и тяжелых случаев. [103]
Декомпрессия насыщения — это физиологический процесс перехода от стационарного состояния полного насыщения инертным газом при повышенном давлении к стандартным условиям при нормальном приземном атмосферном давлении. Это длительный процесс, в ходе которого инертные газы выводятся с очень низкой скоростью, ограниченной наиболее медленными поражаемыми тканями, а отклонение может вызвать образование пузырьков газа, которые могут вызвать декомпрессионную болезнь. Большинство эксплуатационных процедур основаны на экспериментально полученных параметрах, описывающих непрерывную медленную скорость декомпрессии, которая может зависеть от глубины и газовой смеси. [106]
При погружении с насыщением все ткани считаются насыщенными, и декомпрессия, безопасная для самых медленных тканей, теоретически будет безопасна для всех более быстрых тканей в параллельной модели. Прямой подъем от насыщения воздухом на высоте примерно 7 м.с. вызывает образование венозных пузырьков газа, но не симптоматическую ДКБ. Более глубокие воздействия насыщения требуют декомпрессии по графикам насыщения. [107]
Безопасная скорость декомпрессии при погружении с насыщением контролируется парциальным давлением кислорода во вдыхаемом дыхательном газе. [108] Природная ненасыщенность, обусловленная наличием кислородного окна, обеспечивает относительно быструю начальную фазу декомпрессии насыщения пропорционально парциальному давлению кислорода, а затем контролирует скорость дальнейшей декомпрессии, ограниченную полупериодом удаления инертного газа из самого медленного отсека. [109] Однако некоторые графики декомпрессии при насыщении специально не позволяют начинать декомпрессию с подъема вверх. [110] Ни экскурсии, ни процедуры декомпрессии, используемые в настоящее время (2016), не вызывают проблем с декомпрессией по отдельности, но, по-видимому, существует значительно более высокий риск, когда за экскурсиями следует декомпрессия до того, как бессимптомные пузыри, возникающие в результате экскурсий, полностью исчезнут. решено. Начало декомпрессии при наличии пузырьков, по-видимому, является важным фактором во многих случаях неожиданной декомпрессионной болезни во время обычной декомпрессии насыщения. [111]
Применение модели пузыря в 1985 году позволило успешно смоделировать обычные декомпрессии, высотную декомпрессию, безостановочные пороги и погружения с насыщением, используя одну настройку из четырех глобальных параметров нуклеации. [112]
Продолжаются исследования по моделированию декомпрессии насыщения и плановым испытаниям. В 2015 году концепция под названием «Расширенное кислородное окно» использовалась в предварительных испытаниях модифицированной модели декомпрессии насыщения. Эта модель позволяет более высокую скорость декомпрессии в начале подъема, чтобы использовать присущую ему ненасыщенность из-за метаболического использования кислорода, с последующей постоянной скоростью, ограниченной парциальным давлением кислорода в дыхательном газе. Период постоянной скорости декомпрессии также ограничен допустимой максимальной долей кислорода, и когда этот предел достигается, скорость декомпрессии снова замедляется, поскольку парциальное давление кислорода снижается. По состоянию на май 2016 года процедура остается экспериментальной. Целью является приемлемо безопасное сокращение общего времени декомпрессии для заданной глубины насыщения и газовой смеси. [106]
Важно, чтобы любая теория подтверждалась тщательно контролируемыми процедурами тестирования. По мере того, как процедуры тестирования и оборудование становятся все более совершенными, исследователи узнают больше о влиянии декомпрессии на организм. Первоначальные исследования были направлены на проведение погружений без явных симптомов декомпрессионной болезни (ДКБ). С более поздним использованием ультразвукового допплеровского исследования стало понятно, что пузырьки образовывались внутри тела даже во время погружений, когда не наблюдалось никаких признаков или симптомов DCI. Это явление стало известно как «тихие пузыри». Наличие венозных газовых эмболий считается предиктором декомпрессионной болезни с низкой специфичностью, но их отсутствие признано чувствительным индикатором декомпрессии низкого риска, поэтому количественное обнаружение VGE считается полезным в качестве индикатора декомпрессионного стресса при сравнении стратегии декомпрессии или оценка эффективности процедур. [113]
Таблицы ВМС США 1956 года были основаны на пределах, определяемых внешними признаками и симптомами DCS. Позже исследователи смогли улучшить эту работу, скорректировав ограничения на основе доплеровского тестирования. Однако таблицы CCR ВМС США, основанные на алгоритме Тельмана, также использовали в качестве критериев тестирования только распознаваемые симптомы DCS. [114] [115] Поскольку процедуры тестирования являются длительными и дорогостоящими, а также существуют этические ограничения на экспериментальную работу на людях с травмой в качестве конечной точки, для исследователей обычной практикой является проведение первоначальной проверки новых моделей на основе экспериментальных результатов более ранние испытания. Это имеет некоторые последствия при сравнении моделей. [116]
Глубокие кратковременные погружения требуют длительной декомпрессии по сравнению с временем нахождения на глубине, что по своей сути неэффективно по сравнению с погружениями с насыщением. Различные модификации алгоритмов декомпрессии с обоснованно подтвержденной эффективностью при более мелком погружении использовались в попытках разработать более короткую или безопасную декомпрессию, но они, как правило, не подтверждаются контролируемыми экспериментами и в некоторой степени полагаются на неофициальные данные. Возникло широко распространенное мнение, что алгоритмы, основанные на моделях пузырьков и распределяющие декомпрессионные остановки в более широком диапазоне глубин, более эффективны, чем традиционные модели содержания растворенного газа, поскольку минимизируют раннее образование пузырьков, основываясь на теоретических соображениях, в основном при отсутствии доказательств эффективности. , хотя случаев симптоматической декомпрессионной болезни было мало. Существуют некоторые доказательства, относящиеся к некоторым из этих модификаций, которые были проанализированы и в целом поддерживают противоположную точку зрения, что глубокие остановки могут привести к более высоким скоростям образования и роста пузырьков по сравнению с устоявшимися системами, использующими более мелкие остановки, распределенные в течение того же общего времени декомпрессии для заданный глубокий профиль. [117] [76]
Интеграл перенасыщения во времени может быть индикатором декомпрессионного стресса либо для данной группы тканей, либо для всех групп тканей. Сравнение этого показателя, рассчитанного для объединенных групп тканей Бюльмана для диапазона графиков декомпрессии одинаковой продолжительности для одной и той же глубины, времени нахождения на дне и газовых смесей, позволяет предположить более высокий общий декомпрессионный стресс для погружений с использованием глубоких остановок, по крайней мере частично из-за продолжающегося поглощения газа. более медленных тканей во время глубоких остановок. [76]
Переключение газа во время декомпрессии в открытом контуре осуществляется в первую очередь для увеличения парциального давления кислорода с целью усиления эффекта кислородного окна , сохраняя при этом уровни острой токсичности ниже уровня острой токсичности . Как в теории, так и на практике хорошо установлено, что более высокое парциальное давление кислорода способствует более быстрому и эффективному удалению инертного газа как в растворенном состоянии, так и в виде пузырьков. При погружениях с ребризером закрытого контура парциальное давление кислорода на протяжении всего погружения поддерживается на относительно высоком, но допустимом уровне, чтобы уменьшить выделение газа, а также ускорить выделение газа-разбавителя. Переход от разбавителей на основе гелия к азотным во время подъема желателен для сокращения использования дорогого гелия, но имеет и другие последствия. Маловероятно, что изменение декомпрессионного газа на основе азота ускорит декомпрессию в типичных профилях технических погружений с отскоком, но есть некоторые свидетельства того, что декомпрессия на гелий-кислородных смесях с большей вероятностью приведет к неврологической DCS, тогда как декомпрессия на основе азота с большей вероятностью приведет к другие симптомы, если возникает DCS. Однако переключение с декомпрессионного газа, богатого гелием, на богатый азотом, приводит к развитию DCS внутреннего уха, что связано с эффектами встречной диффузии. Этот риск можно снизить за счет достаточной начальной декомпрессии, использования высокого парциального давления кислорода и относительно неглубокого переключения гелия на азот. [117]
В 1982 году ВВС США провели эксперименты на людях, чтобы проверить графики бездекомпрессионных пределов для дайвинга на воздухе перед немедленным подъемом на высоту, а также для высотных погружений, позволяющих сразу же полететь после погружения на высоту 8500 футов (2600 м). [118] Еще одна серия испытаний в 2004 году была проведена для проверки прогнозов пузырьковой модели высотной декомпрессии с использованием ранее непроверенных профилей воздействия. Параметры включали нагрузку, высоту от 18 000 до 35 000 футов (от 5 500 до 10 700 м), время предварительного дыхания и время воздействия, но эти воздействия не включали недавние погружения. [119]
Были проведены эксперименты с конечной точкой симптомов DCS с использованием профилей, близких к пределам бездекомпрессионного воздействия для любительского дайвинга, чтобы определить, как возникновение DCS во время или после полета связано с длиной предполетного поверхностного интервала (PFSI). За погружениями и PFSI последовало четырехчасовое воздействие при давлении 75 кПа, что эквивалентно максимально разрешенной высоте в салоне коммерческого самолета 8000 футов (2400 м). Заболеваемость DCS снижалась по мере увеличения поверхностного интервала, при этом заболеваемость не наблюдалась в течение 17-часового поверхностного интервала. Профили повторяющихся погружений обычно требовали более длительных интервалов на поверхности, чем одиночные погружения, чтобы свести к минимуму количество случаев. Эти тесты помогли составить рекомендации по своевременному полету. [120]
Трансторакальная эхокардиография в полете показала, что существует низкая, но ненулевая вероятность возникновения декомпрессионной болезни у коммерческих герметичных самолетов после 24-часового предполетного наземного интервала после недели многократных повторяющихся рекреационных погружений, о чем свидетельствует обнаружение венозных пузырьков газа в значительное количество дайверов прошли тестирование. [121]
Исследования декомпрессии продолжаются. Подробные данные обычно недоступны, однако Divers Alert Network (DAN) имеет действующую программу, основанную на гражданской науке, проводимую DAN (Европа), которая собирает данные от дайверов-любителей -любителей для анализа научными сотрудниками DAN и другими исследователями. Это исследование финансируется за счет абонентской платы членов DAN Europe. [122] Лаборатория безопасности дайвинга представляет собой базу данных, в которую участники могут загружать профили погружений с широкого спектра дайв-компьютеров, преобразованные в стандартный формат, а также другие данные о погружении. [123] Данные о сотнях тысяч реальных погружений анализируются для изучения аспектов безопасности дайвинга. [124] Большой объем собранных данных используется для вероятностного анализа риска декомпрессии. Источники данных могут получить немедленную обратную связь в виде простого анализа рисков своих профилей погружений, оцененных как один из трех номинальных уровней риска (высокий, средний и низкий) на основе сравнения с M-значениями Bühlmann ZH16c, рассчитанными для того же профиля.
Перечисленные проекты (не все напрямую связанные с декомпрессией) включают: [125]
Пузырьковые модели для декомпрессии были популярны среди технических дайверов в начале 2000-х годов, хотя данных, подтверждающих эффективность этих моделей на практике, было мало. С тех пор несколько сравнительных исследований показали относительно большее количество венозных газовых эмболий после декомпрессии на основе пузырьковых моделей, а в одном исследовании сообщалось о более высоком уровне декомпрессионной болезни. Более глубокие декомпрессионные остановки на ранних этапах подъема, по-видимому, менее эффективны для контроля образования пузырей, чем предполагалось. Эта неудача может быть связана с продолжающимся поглощением более медленных тканей в течение длительного времени на большей глубине, в результате чего эти ткани становятся более перенасыщенными на меньших глубинах. Оптимальная стратегия декомпрессии для погружений с глубоким прыжком остается неизвестной (2016). [126]
Практическая эффективность переключения газов с разбавителя на основе гелия на найтрокс для ускорения декомпрессии не была убедительно продемонстрирована. Эти переключатели повышают риск декомпрессионной болезни внутреннего уха из-за эффектов контрдиффузии. [126]
Декомпрессия — это область, в которой вы обнаруживаете, что чем больше вы узнаете, тем больше вы понимаете, что на самом деле не понимаете, что происходит. Ибо за «черно-белой» точностью записей в таблицах, посекундным отсчетом подводных компьютеров и математической чистотой моделей декомпрессии скрываются темные и загадочные физиологические джунгли, которые почти не исследованы.
- Карл Э. Хаггинс, 1992 [128]
Знакомство с различными теориями, моделями, таблицами и алгоритмами необходимо для того, чтобы дайвер мог принимать обоснованные и знающие решения относительно своих личных потребностей в декомпрессии. [55] Базовая теория декомпрессии и использование декомпрессионных таблиц являются частью теоретического компонента обучения коммерческих дайверов, [129] и планирование погружений на основе декомпрессионных таблиц, а практика и управление декомпрессией на местах составляют значительную часть работы супервайзер по дайвингу. [130] [81] Дайверы-любители обучаются теории и практике декомпрессии в той степени, в которой сертифицирующее агентство указывает в стандарте обучения для каждой сертификации. Это может варьироваться от элементарного обзора, достаточного, чтобы позволить дайверу избежать обязательной декомпрессии для дайверов начального уровня, до умения использовать несколько алгоритмов декомпрессии с помощью персональных компьютеров для погружений, программного обеспечения для декомпрессии и таблиц для продвинутых технических дайверов. [73] Детальное понимание теории декомпрессии обычно не требуется ни от коммерческих, ни от дайверов-любителей.
SAA рекомендует вам [так в оригинале] взять перерыв хотя бы на седьмой день, чтобы дать организму возможность избавиться от газов и вернуться к некоторому уровню нормальности.