Чтобы предотвратить или свести к минимуму декомпрессионную болезнь , дайверы должны правильно планировать и контролировать декомпрессию . Дайверы следуют модели декомпрессии , чтобы безопасно выпустить избыток инертных газов, растворенных в тканях их тела, которые накопились в результате дыхания при давлении окружающей среды, превышающем поверхностное атмосферное давление. Модели декомпрессии учитывают такие переменные, как глубина и время погружения, дыхательные газы , высота и оборудование, чтобы разработать соответствующие процедуры для безопасного всплытия.
Декомпрессия может быть непрерывной или поэтапной, когда подъем прерывается остановками через регулярные интервалы глубины, но весь подъем является частью декомпрессии, и скорость подъема может иметь решающее значение для безвредного устранения инертного газа. То, что обычно известно как бездекомпрессионное погружение, или, точнее, безостановочная декомпрессия, основано на ограничении скорости подъема для предотвращения чрезмерного образования пузырьков. Поэтапная декомпрессия может включать глубокие остановки в зависимости от теоретической модели, используемой для расчета графика подъема. Пропуск декомпрессии, теоретически необходимой для профиля погружения, подвергает дайвера значительно более высокому риску симптоматической декомпрессионной болезни, а в тяжелых случаях — серьезной травме или смерти. Риск связан с тяжестью воздействия и уровнем пересыщения тканей дайвера. Были опубликованы процедуры экстренного управления пропущенной декомпрессией и симптоматической декомпрессионной болезнью. Эти процедуры, как правило, эффективны, но их эффективность различается от случая к случаю.
Процедуры, используемые для декомпрессии, зависят от режима погружения, имеющегося оборудования , места и окружающей среды, а также фактического профиля погружения . Были разработаны стандартизированные процедуры, которые обеспечивают приемлемый уровень риска в обстоятельствах, для которых они подходят. Различные наборы процедур используются коммерческими , военными , научными и любительскими дайверами, хотя существует значительное совпадение при использовании схожего оборудования, и некоторые концепции являются общими для всех процедур декомпрессии. В частности, все типы поверхностно-ориентированного погружения значительно выиграли от принятия персональных дайв-компьютеров в 1990-х годах, что облегчило практику декомпрессии и позволило использовать более сложные профили погружения при приемлемых уровнях риска.
Декомпрессия в контексте дайвинга происходит от снижения давления окружающей среды , испытываемого дайвером во время подъема в конце погружения или гипербарического воздействия, и относится как к снижению давления , так и к процессу, позволяющему растворенным инертным газам удаляться из тканей во время этого снижения давления. Когда дайвер спускается в толще воды, давление окружающей среды повышается. Дыхательный газ подается под тем же давлением, что и окружающая вода, и часть этого газа растворяется в крови дайвера и других жидкостях. Инертный газ продолжает поглощаться до тех пор, пока растворенный в дайвере газ не окажется в состоянии равновесия с дыхательным газом в легких дайвера ( см.: « Насыщающее погружение »), или дайвер поднимается в толще воды и снижает давление окружающей среды дыхательного газа до тех пор, пока инертные газы, растворенные в тканях, не окажутся в более высокой концентрации, чем равновесное состояние, и не начнут снова рассеиваться. Растворенные инертные газы, такие как азот или гелий, могут образовывать пузырьки в крови и тканях дайвера, если парциальное давление растворенных газов в дайвере становится слишком высоким по сравнению с давлением окружающей среды . Эти пузырьки и продукты повреждения, вызванные пузырьками, могут вызвать повреждение тканей, известное как декомпрессионная болезнь , или «кессонные судороги». Непосредственная цель контролируемой декомпрессии — избежать развития симптомов образования пузырьков в тканях дайвера, а долгосрочная цель — также избежать осложнений из-за субклинической декомпрессионной травмы. [1] [2] [3]
У дайвера, который превышает бездекомпрессионный предел для алгоритма или таблицы декомпрессии, теоретическая газовая нагрузка тканей считается вероятной, что она может вызвать симптоматическое образование пузырьков, если только всплытие не следует графику декомпрессии, и считается, что у него есть декомпрессионное обязательство. [4] : 5–25
Спуск, время нахождения на дне и всплытие являются общими для всех погружений и гипербарических воздействий.
Скорость спуска обычно допускается при планировании декомпрессии путем принятия максимальной скорости спуска, указанной в инструкциях по использованию таблиц, но она не является критической. [5] Спуск медленнее номинальной скорости сокращает полезное время нахождения на дне, но не имеет других неблагоприятных эффектов. Спуск быстрее указанного максимума подвергнет дайвера большей скорости поглощения газов в начале погружения, и время нахождения на дне должно быть соответственно сокращено. В случае мониторинга в реальном времени с помощью подводного компьютера скорость спуска не указывается, поскольку последствия автоматически учитываются запрограммированным алгоритмом.
Время на дне — это время, проведенное на глубине перед началом подъема. [6] Время на дне, используемое для планирования декомпрессии, может определяться по-разному в зависимости от используемых таблиц или алгоритма. Оно может включать время спуска, но не во всех случаях. Важно проверить, как время на дне определяется для таблиц, прежде чем их использовать. Например, таблицы, использующие алгоритм Бюльмана, определяют время на дне как прошедшее время между выходом с поверхности и началом финального подъема со скоростью 10 метров в минуту , и если скорость подъема ниже, то избыток времени подъема до первой требуемой остановки декомпрессии необходимо считать частью времени на дне, чтобы таблицы оставались безопасными. [2]
Подъем является важной частью процесса декомпрессии, так как это время, когда происходит снижение давления окружающей среды, и для безопасной декомпрессии критически важно, чтобы скорость подъема была совместима с безопасным удалением инертного газа из тканей дайвера. Скорость подъема должна быть ограничена, чтобы предотвратить перенасыщение тканей до такой степени, что произойдет неприемлемое образование пузырьков. Обычно это делается путем указания максимальной скорости подъема, совместимой с выбранной моделью декомпрессии. Это будет указано в таблицах декомпрессии или в руководстве пользователя для программного обеспечения для декомпрессии или персонального декомпрессионного компьютера. [7] Инструкции обычно включают процедуры на случай непредвиденных обстоятельств при отклонении от указанной скорости, как при задержках, так и при превышении рекомендуемой скорости. Несоблюдение этих спецификаций, как правило, увеличивает риск декомпрессионной болезни.
Обычно максимальная скорость подъема составляет порядка 10 метров (33 фута) в минуту для погружений глубже 6 метров (20 футов). [5] Некоторые дайв-компьютеры имеют переменную максимальную скорость подъема в зависимости от глубины. Скорость подъема ниже рекомендуемого стандарта для алгоритма, как правило, будет рассматриваться компьютером как часть многоуровневого профиля погружения, и требования к декомпрессии будут скорректированы соответствующим образом. Более высокая скорость подъема вызовет предупреждение и дополнительное время декомпрессионной остановки для компенсации.
Состояние декомпрессии — это предполагаемая газовая нагрузка тканей водолаза, основанная на выбранной модели декомпрессии , и либо рассчитанная дайв-компьютером , либо оцененная по таблицам погружений водолаза или руководителя погружений, а также указание на декомпрессионный стресс , который будет возникать при декомпрессии до более низкого давления окружающей среды. Состояние декомпрессии водолаза должно быть известно до начала подъема, чтобы можно было следовать соответствующему графику декомпрессии и избежать чрезмерного риска декомпрессионной болезни. Водолазы несут ответственность за мониторинг своего собственного состояния декомпрессии, поскольку только они имеют доступ к необходимой информации. Поверхностная команда может контролировать профиль глубины водолаза и прошедшее время, а ответственность за отслеживание состояния декомпрессии водолаза, как правило, является частью работы руководителя. [4] [8]
Руководитель обычно оценивает состояние декомпрессии на основе таблиц погружений, максимальной глубины и прошедшего времени на дне погружения, хотя возможны многоуровневые расчеты. Глубина измеряется на газовой панели пневмофатометром , что можно сделать в любое время, не отвлекая дайвера от его деятельности. Прибор не записывает профиль глубины и требует периодических действий оператора панели для измерения и записи текущей глубины. Прошедшее время погружения и время на дне легко контролируются с помощью секундомера. Доступны рабочие листы для контроля профиля погружения, в которых есть место для перечисления профиля всплытия, включая глубины декомпрессионных остановок, время прибытия и время остановки. Если задействованы повторные погружения, остаточный азотный статус также рассчитывается и регистрируется и используется для определения графика декомпрессии. [4] Водолаз, обеспечиваемый поверхностью, может также иметь при себе донный таймер или декомпрессионный компьютер для обеспечения точной записи фактического профиля погружения, а выходные данные компьютера могут быть приняты во внимание при принятии решения о профиле всплытия. Профиль погружения, записанный подводным компьютером, будет ценным доказательством в случае расследования несчастного случая. [9]
Аквалангисты могут контролировать состояние декомпрессии, используя максимальную глубину и прошедшее время таким же образом, и могут использовать их либо для выбора из ранее составленного набора графиков всплытия, либо для определения рекомендуемого профиля из водонепроницаемой таблицы погружений, взятой с собой на погружение. С помощью этой системы можно рассчитать график декомпрессии для многоуровневого погружения , но вероятность ошибки значительна из-за требуемых навыков и внимания, а также формата таблицы, который может быть неправильно прочитан при загрузке задачи или в условиях плохой видимости. Текущая тенденция заключается в использовании дайв-компьютеров для расчета декомпрессионного обязательства в реальном времени, используя данные глубины и времени, автоматически вводимые в процессор и постоянно отображаемые на выходном экране. Дайв-компьютеры стали довольно надежными, но могут выйти из строя по разным причинам, и разумно иметь резервную систему для оценки разумного безопасного всплытия, если компьютер выйдет из строя. Это может быть резервный компьютер, письменный график с часами и глубиномером или компьютер напарника по погружению, если у них достаточно похожий профиль погружения. Если погружение выполняется только безостановочно, и дайвер следит за тем, чтобы предел безостановочности не был превышен, отказ компьютера можно контролировать с приемлемым риском, начав немедленный прямой подъем на поверхность с соответствующей скоростью подъема. [10]
«Безостановочное погружение», также часто, но неточно называемое «бездекомпрессионным» погружением, — это погружение, которое не требует декомпрессионных остановок во время подъема в соответствии с выбранным алгоритмом или таблицами [11] и полагается на контролируемую скорость подъема для устранения избыточных инертных газов. По сути, дайвер выполняет непрерывную декомпрессию во время подъема. [7]
«Безостановочный предел» или «бездекомпрессионный предел» (NDL) — это временной интервал, который дайвер теоретически может провести на заданной глубине без необходимости выполнять какие-либо декомпрессионные остановки при всплытии. NDL помогает дайверам планировать погружения таким образом, чтобы они могли оставаться на заданной глубине в течение ограниченного времени, а затем всплыть без остановки, избегая при этом неприемлемого риска декомпрессионной болезни. [12]
NDL — это теоретическое время, полученное путем расчета поглощения и выделения инертного газа в организме с использованием модели декомпрессии, такой как алгоритм декомпрессии Бюльмана . [13] Хотя наука расчета этих пределов была усовершенствована за последнее столетие, все еще многое неизвестно о том, как инертные газы попадают в организм человека и покидают его, и NDL может различаться в разных моделях декомпрессии при одинаковых начальных условиях. Кроме того, тело каждого человека уникально и может поглощать и выделять инертные газы с разной скоростью в разное время. По этой причине в рекомендациях таблиц для погружений обычно заложена некоторая степень консерватизма. Дайверы могут страдать и страдают от декомпрессионной болезни , оставаясь внутри NDL, хотя частота ее возникновения очень низкая. [14] В таблицах для погружений набор NDL для диапазона интервалов глубин напечатан в сетке, которую можно использовать для планирования погружений. [15] Существует множество различных таблиц, а также программ и калькуляторов, которые будут рассчитывать пределы без декомпрессии. Большинство персональных декомпрессионных компьютеров (компьютеров для дайвинга) будут показывать оставшийся бездекомпрессионный предел на текущей глубине во время погружения. Отображаемый интервал постоянно пересматривается, чтобы учитывать изменения глубины и прошедшего времени, а также, где это уместно, изменения дыхательной смеси. Компьютеры для дайвинга также обычно имеют функцию планирования, которая будет отображать NDL для выбранной глубины, принимая во внимание недавнюю историю декомпрессии дайвера, записанную этим компьютером. [16]
В качестве меры предосторожности против любой незамеченной неисправности дайв-компьютера, ошибки дайвера или физиологической предрасположенности к декомпрессионной болезни многие дайверы делают дополнительную «остановку безопасности» (предупредительную декомпрессионную остановку) в дополнение к тем, которые предписаны их дайв-компьютером или таблицами. [17] Остановка безопасности обычно длится от 1 до 5 минут на глубине от 3 до 6 метров (от 10 до 20 футов). Обычно они делаются во время безостановочных погружений и могут быть добавлены к обязательной декомпрессии при поэтапных погружениях. Многие дайв-компьютеры указывают рекомендуемую остановку безопасности как стандартную процедуру для погружений за пределами определенных пределов глубины и времени. Декомпрессионная модель Голдмана предсказывает значительное снижение риска после остановки безопасности при погружении с низким риском [18]
Остановка безопасности может значительно снизить декомпрессионный стресс, как показывают венозные газовые эмболы, но если пребывание в воде для выполнения остановки безопасности увеличивает риск из-за другой опасности, такой как исчерпание газа под водой или серьезная медицинская помощь, то общая безопасность дайвера может быть лучшей, если не делать остановку безопасности. Подобный баланс опасности и риска также применяется к всплытию с пропущенной декомпрессией или к подъему на поверхность не реагирующего, не дышащего дайвера. Если риск кажется большим для завершения декомпрессии, то дальнейшую декомпрессию следует пропустить. Сгибание обычно можно вылечить, тогда как утопление, остановка сердца или кровотечение в воде, скорее всего, будут неизлечимыми. Еще одно осложнение возникает, когда напарник должен решить, будет ли он также сокращать декомпрессию и подвергать себя риску в интересах оказания помощи дайверу, находящемуся в затруднительном положении. В этих ситуациях фактический риск редко известен с какой-либо точностью, что делает принятие решения более сложным для дайверов в воде. [19]
Непрерывная декомпрессия — это декомпрессия без остановок. Вместо довольно быстрого темпа подъема до первой остановки, за которым следует период на статической глубине во время остановки, подъем происходит медленнее, но без официальной остановки. Теоретически это может быть оптимальным профилем декомпрессии. На практике это очень трудно сделать вручную, и может потребоваться иногда останавливать подъем, чтобы вернуться к графику, но эти остановки не являются частью графика, они являются корректировками. Например, таблица лечения USN 5 , относящаяся к лечению в барокамере при декомпрессионной болезни 1-го типа, гласит: «Скорость спуска — 20 футов/мин. Скорость подъема — не должна превышать 1 фут/мин. Не компенсируйте более медленные темпы подъема. Компенсируйте более высокие темпы остановкой подъема». [20]
Чтобы еще больше усложнить практику, скорость подъема может меняться в зависимости от глубины, и обычно она выше на большей глубине и уменьшается по мере уменьшения глубины. На практике непрерывный профиль декомпрессии может быть приближен путем подъема шагами, настолько малыми, насколько позволяет манометр камеры, и рассчитанными по времени для максимально точного соответствия теоретическому профилю. Например, таблица лечения USN 7 (которую можно использовать, если декомпрессионная болезнь повторилась во время первоначального лечения в компрессионной камере) гласит: «Декомпрессия с остановками каждые 2 фута в течение времени, указанного в профиле ниже». Профиль показывает скорость подъема 2 fsw (фут морской воды) каждые 40 минут от 60 fsw до 40 fsw, затем 2 фута каждый час от 40 fsw до 20 fsw и 2 фута каждые два часа от 20 fsw до 4 fsw. [20]
Декомпрессия, которая следует за процедурой относительно быстрого подъема, прерываемого периодами на постоянной глубине, известна как ступенчатая декомпрессия. Скорость подъема, глубина и продолжительность остановок являются неотъемлемыми частями процесса декомпрессии. Преимущество ступенчатой декомпрессии в том, что ее гораздо легче контролировать и контролировать, чем непрерывную декомпрессию. [13] [21]
Декомпрессионная остановка — это период, который дайвер должен провести на относительно небольшой постоянной глубине во время всплытия после погружения, чтобы безопасно удалить поглощенные инертные газы из тканей тела в достаточной степени, чтобы избежать декомпрессионной болезни . Практика выполнения декомпрессионных остановок называется поэтапной декомпрессией , [13] [21] в отличие от непрерывной декомпрессии . [22] [23]
Дайвер или руководитель погружений определяет необходимость декомпрессионных остановок и, если они необходимы, глубину и продолжительность остановок, используя таблицы декомпрессии , [20] программные средства планирования или подводные компьютеры .
Подъем выполняется с рекомендуемой скоростью, пока водолаз не достигнет глубины первой остановки. Затем водолаз поддерживает указанную глубину остановки в течение указанного периода, прежде чем подняться на глубину следующей остановки с рекомендуемой скоростью и снова следует той же процедуре. Это повторяется до тех пор, пока не будет завершена вся необходимая декомпрессия, и водолаз не достигнет поверхности. [13] [24] Прерывистые подъемы перед первой остановкой, между остановками и от последней остановки до поверхности традиционно называются « вытягиваниями », [25] вероятно, потому что подъем изначально контролировался водолазным тендером , который вытягивал водолаза за спасательный трос и останавливал подъем на глубинах, запланированных для поэтапной декомпрессии. [ необходима цитата ]
Оказавшись на поверхности, дайвер продолжит удалять инертный газ до тех пор, пока концентрации не вернутся к нормальному поверхностному насыщению, что может занять несколько часов. В некоторых моделях удаление инертного газа считается фактически завершенным через 12 часов, [24] в то время как другие модели показывают, что это может занять до или даже более 24 часов. [13]
Глубина и продолжительность каждой остановки рассчитываются для снижения избытка инертного газа в наиболее критических тканях до концентрации, которая позволит продолжить подъем без неприемлемого риска. Следовательно, если растворенного газа не так много, остановки будут короче и мельче, чем при высокой концентрации. Продолжительность остановок также сильно зависит от того, какие отделы тканей оцениваются как высоконасыщенные. Высокие концентрации в медленных тканях будут указывать на более длительные остановки, чем аналогичные концентрации в быстрых тканях. [13] [24]
Более короткие и мелкие декомпрессионные погружения могут потребовать только одну короткую мелкую декомпрессионную остановку, например, 5 минут на глубине 3 метра (10 футов). Более длинные и глубокие погружения часто требуют серии декомпрессионных остановок, каждая из которых длиннее, но мельче предыдущей. [24]
Первоначально глубокая остановка была дополнительной остановкой, вводимой водолазами во время подъема, на большей глубине, чем самая глубокая остановка, требуемая их компьютерным алгоритмом или таблицами. Эта практика основана на эмпирических наблюдениях технических дайверов, таких как Ричард Пайл , которые обнаружили, что они были менее утомлены, если делали некоторые дополнительные остановки на короткие периоды на глубинах значительно больших, чем те, которые рассчитаны с помощью опубликованных в настоящее время алгоритмов декомпрессии. Совсем недавно стали доступны компьютерные алгоритмы, которые, как утверждается, используют глубокие остановки, но эти алгоритмы и практика глубоких остановок не были адекватно проверены. [26] Глубокие остановки, вероятно, будут делаться на глубинах, где продолжается поглощение газов для некоторых медленных тканей, поэтому добавление глубоких остановок любого рода может быть включено в профиль погружения только тогда, когда график декомпрессии был рассчитан с учетом их, так что такое поглощение газов более медленными тканями может быть принято во внимание. [27] Тем не менее, глубокие остановки могут быть добавлены к погружению, которое опирается на персональный подводный компьютер (PDC) с вычислениями в реальном времени, поскольку PDC будет отслеживать влияние остановки на свой график декомпрессии. [28] Глубокие остановки в остальном похожи на любую другую поэтапную декомпрессию, но вряд ли будут использовать специальный декомпрессионный газ, поскольку они обычно длятся не более двух-трех минут. [29]
Исследование, проведенное Divers Alert Network в 2004 году, показало, что добавление глубокой (около 15 м), а также мелкой (около 6 м) остановки безопасности к теоретически безостановочному подъему значительно снизит декомпрессионный стресс, определяемый уровнями прекордиальных допплеровских пузырьков (PDDB). Авторы связывают это с газообменом в быстрых тканях, таких как спинной мозг, и считают, что дополнительная глубокая остановка безопасности может снизить риск декомпрессионной болезни спинного мозга при любительском дайвинге. Последующее исследование показало, что оптимальная продолжительность глубокой остановки безопасности в экспериментальных условиях составляла 2,5 минуты, а мелкой остановки безопасности — от 3 до 5 минут. Более длительные остановки безопасности на любой глубине не привели к дальнейшему снижению PDDB. [29]
Напротив, экспериментальная работа, сравнивающая эффект глубоких остановок, обнаружила значительное уменьшение количества сосудистых пузырьков после глубокой остановки после более длительных и неглубоких погружений, а также увеличение образования пузырьков после глубокой остановки при более коротких и глубоких погружениях, что не предсказывает существующая модель пузырьков. [30]
Контролируемое сравнительное исследование, проведенное Экспериментальным подразделением дайвинга ВМС в испытательном полигоне NEDU Ocean Simulation Facility, сравнивающее алгоритм Тельмана VVAL18 с профилем глубокой остановки, предполагает, что график глубоких остановок имел больший риск ДКБ, чем соответствующий (то же общее время остановки) обычный график. Предложенное объяснение состояло в том, что более медленное вымывание газа или продолжающееся поглощение газа компенсировало преимущества уменьшенного роста пузырьков при глубоких остановках. [31]
Промежуточные остановки, зависящие от профиля (PDIS), — это промежуточные остановки на глубине выше глубины, на которой ведущий отсек для расчета декомпрессии переключается с газирования на газирование и ниже глубины первой обязательной декомпрессионной остановки (или поверхности при погружении без остановки). Давление окружающей среды на этой глубине достаточно низкое, чтобы гарантировать, что ткани в основном газируют инертным газом, хотя и под очень небольшим градиентом давления. Ожидается, что эта комбинация будет препятствовать росту пузырьков. Ведущий отсек, как правило, не является самым быстрым отсеком, за исключением очень коротких погружений, для которых эта модель не требует промежуточной остановки. [27]
Декомпрессионная модель UWATEC ZH-L8 ADT MB PMG с 8 отсеками, разработанная по методу Бюльмана, в подводном компьютере Scubapro Galileo обрабатывает профиль погружения и предлагает промежуточную 2-минутную остановку, которая является функцией азотной нагрузки тканей в это время, принимая во внимание накопленный азот от предыдущих погружений. [27] В рамках халданской логики модели, по крайней мере, три отсека отключаются от газа на заданной глубине — отсеки полупериода 5 и 10 минут под относительно высоким градиентом давления. Следовательно, для декомпрессионных погружений существующее обязательство не увеличивается во время остановки.
PDIS не является обязательной остановкой и не считается заменой более важной мелкой остановки безопасности при безостановочном погружении. Переключение дыхательной газовой смеси во время всплытия повлияет на глубину остановки. [27] Концепция PDIS была введена Серджио Анджелини. [32]
График декомпрессии — это заданная скорость подъема и серия все более мелких декомпрессионных остановок — обычно на все большее количество времени — которые выполняет дайвер, чтобы выпустить инертные газы из своего тела во время подъема на поверхность, чтобы снизить риск декомпрессионной болезни . При декомпрессионном погружении фаза декомпрессии может составлять большую часть времени, проведенного под водой (во многих случаях она длиннее, чем фактическое время, проведенное на глубине). [20]
Глубина и продолжительность каждой остановки зависят от многих факторов, в первую очередь от профиля глубины и времени погружения, а также от дыхательной газовой смеси, интервала с момента предыдущего погружения и высоты места погружения. [20] Дайвер получает глубину и продолжительность каждой остановки из дайв-компьютера , таблиц декомпрессии или компьютерного программного обеспечения для планирования погружений. Технический дайвер-аквалангист обычно составляет более одного графика декомпрессии для планирования непредвиденных обстоятельств, таких как погружение на большую глубину, чем планировалось, или нахождение на глубине дольше запланированного. [33] Дайверы-любители часто полагаются на персональный дайв-компьютер, чтобы избежать обязательной декомпрессии, при этом обеспечивая значительную гибкость профиля погружения. У дайвера, обеспечиваемого поверхностью, обычно есть руководитель погружений в контрольной точке, который контролирует профиль погружения и может корректировать график в соответствии с любыми непредвиденными обстоятельствами по мере их возникновения. [20]
Пропуск дайвером обязательной декомпрессионной остановки увеличивает риск развития декомпрессионной болезни. Риск связан с глубиной и продолжительностью пропущенных остановок. Обычными причинами пропуска остановок являются нехватка дыхательного газа для завершения остановок или случайная потеря контроля над плавучестью . Цель большинства базовых тренировок дайверов — предотвратить эти два недостатка. Существуют также менее предсказуемые причины пропуска декомпрессионных остановок. Неисправность водолазного костюма в холодной воде может заставить дайвера выбирать между гипотермией и декомпрессионной болезнью . Травма дайвера или нападение морского животного также могут ограничить продолжительность остановок, которые дайвер готов выполнить. [34]
Процедура работы с пропущенными декомпрессионными остановками описана в Руководстве по дайвингу ВМС США. В принципе, эта процедура позволяет водолазу, у которого еще нет симптомов декомпрессионной болезни, вернуться вниз и завершить пропущенную декомпрессию, добавив немного дополнительного времени для борьбы с пузырьками, которые, как предполагается, образовались в период, когда был нарушен потолок декомпрессии. Водолазы, у которых проявляются симптомы до того, как их можно будет вернуть на глубину, проходят лечение от декомпрессионной болезни и не пытаются выполнить пропущенную процедуру декомпрессии, поскольку риск считается неприемлемым при нормальных эксплуатационных обстоятельствах. [34]
Если доступна декомпрессионная камера, пропущенная декомпрессия может быть устранена путем рекомпрессии камеры до соответствующего давления и декомпрессии либо по графику поверхностной декомпрессии, либо по таблице лечения. Если у дайвера проявляются симптомы в камере, лечение можно начать без дальнейшего промедления. [34]
Отложенная остановка происходит, когда скорость подъема ниже номинальной скорости для таблицы. Компьютер автоматически учитывает любое теоретическое поглощение газа медленными тканями и сниженную скорость дегазации для быстрых тканей, но при следовании таблице, таблица будет указывать, как график должен быть скорректирован, чтобы компенсировать задержки во время подъема. Обычно задержка в достижении первой остановки добавляется к времени на дне, так как предполагается поглощение газа некоторыми тканями, а задержки между запланированными остановками игнорируются, так как предполагается, что дальнейшего поглощения газа не произошло. [1] Это можно считать особым случаем многоуровневого погружения .
Декомпрессию можно ускорить, используя дыхательные газы во время подъема с пониженной долей инертного газа (в результате повышенной доли кислорода). Это приведет к большему градиенту диффузии для заданного давления окружающей среды и, следовательно, ускоренной декомпрессии при относительно низком риске образования пузырьков. [35] Смеси нитрокса и кислород являются наиболее часто используемыми газами для этой цели, но богатые кислородом смеси тримикса также могут использоваться после погружения с тримиксом, а богатые кислородом смеси гелиокса после погружения с гелиоксом, и они могут снизить риск осложнений изобарической контрдиффузии . [36] Дулетт и Митчелл показали, что при переключении на газ с другой пропорцией компонентов инертного газа возможно, что инертный компонент, ранее отсутствовавший или присутствовавший в меньшей фракции, попадет в газ быстрее, чем другие инертные компоненты будут устранены (встречная диффузия инертного газа), что иногда приводит к повышению общего тканевого натяжения инертных газов в ткани до уровня, достаточного для превышения давления окружающей среды, чтобы вызвать образование пузырьков, даже если давление окружающей среды не было снижено во время переключения газа. Они приходят к выводу, что «переключения дыхательного газа должны быть запланированы глубоко или неглубоко, чтобы избежать периода максимального пересыщения, возникающего в результате декомпрессии». [36]
Использование чистого кислорода для ускоренной декомпрессии ограничено токсичностью кислорода . В открытом цикле подводного плавания верхний предел парциального давления кислорода обычно принимается равным 1,6 бар, [37] что эквивалентно глубине 6 метров морской воды, но декомпрессия в воде и на поверхности при более высоких парциальных давлениях обычно используется в подводных операциях с поверхностной подачей, как военными, так и гражданскими подрядчиками, поскольку последствия кислородной токсичности ЦНС значительно уменьшаются, когда у водолаза есть надежный запас дыхательной смеси. Таблицы ВМС США (Редакция 6) начинают декомпрессию кислорода в воде при 30 fsw (9 msw), что эквивалентно парциальному давлению 1,9 бар, а декомпрессия кислорода в камере при 50 fsw (15 msw), что эквивалентно 2,5 бар. [20]
Любое погружение, начатое в то время, когда ткани сохраняют остаточный инертный газ сверх состояния поверхностного равновесия, считается повторным погружением. Это означает, что декомпрессия, необходимая для погружения, зависит от истории декомпрессии дайвера. Необходимо сделать поправку на предварительную загрузку тканей инертным газом, что приведет к тому, что они будут содержать больше растворенного газа, чем было бы в случае, если бы дайвер полностью уравновесился перед погружением. Дайверу потребуется более длительная декомпрессия, чтобы устранить эту повышенную загрузку газом. [6]
Поверхностный интервал (SI) или время поверхностного интервала (SIT) — это время, проведенное водолазом при поверхностном давлении после погружения, в течение которого инертный газ, который все еще присутствовал в конце погружения, далее удаляется из тканей. [6] Это продолжается до тех пор, пока ткани не придут в равновесие с поверхностным давлением. Это может занять несколько часов. В случае таблиц ВМС США 1956 года Air он считается завершенным через 12 часов, [20] Таблицы ВМС США 2008 года Air указывают до 16 часов для нормального воздействия. [38] но другие алгоритмы могут потребовать более 24 часов для достижения полного равновесия.
Для запланированной глубины повторного погружения время на дне может быть рассчитано с использованием соответствующего алгоритма, который обеспечит эквивалентную газовую нагрузку остаточному газу после поверхностного интервала. Это называется «остаточным азотным временем» (RNT), когда газом является азот. RNT добавляется к запланированному «фактическому времени на дне» (ABT), чтобы получить эквивалентное «общее время на дне» (TBT), также называемое «общим азотным временем» (TNT), которое используется для получения соответствующего графика декомпрессии для запланированного погружения. [6]
Эквивалентные остаточные времена могут быть получены для других инертных газов. Эти расчеты производятся автоматически в персональных компьютерах для дайвинга на основе недавней истории погружений дайвера, что является причиной того, что персональные компьютеры для дайвинга не должны использоваться совместно дайверами, и почему дайвер не должен менять компьютеры без достаточного интервала на поверхности (более 24 часов в большинстве случаев, до 4 дней, в зависимости от модели ткани и недавней истории погружений пользователя). [39] [40] [41]
Остаточный инертный газ можно вычислить для всех смоделированных тканей, но повторяющиеся групповые обозначения в таблицах декомпрессии обычно основаны только на одной ткани, которую разработчики таблиц считают наиболее ограниченной тканью для вероятных приложений. В случае таблиц ВМС США (1956) это 120-минутная ткань, [42] тогда как таблицы Бюльмана используют 80-минутную ткань. [43]
Атмосферное давление уменьшается с высотой, и это влияет на абсолютное давление в среде погружения. Самым важным эффектом является то, что дайвер должен декомпрессироваться до более низкого поверхностного давления, а это требует более длительной декомпрессии для того же профиля погружения. [44] Вторым эффектом является то, что дайвер, поднимающийся на высоту, будет декомпрессироваться по пути и будет иметь остаточный азот, пока все ткани не уравновесятся с местным давлением. Это означает, что дайвер должен рассматривать любое погружение, выполненное до уравновешивания, как повторное погружение, даже если это первое погружение за несколько дней. [45] Руководство по дайвингу ВМС США содержит обозначения повторяющихся групп для перечисленных изменений высоты. [46] Они будут меняться со временем с поверхностным интервалом согласно соответствующей таблице. [38]
Поправки на высоту (перекрестные поправки) описаны в руководстве по дайвингу ВМС США. Эта процедура основана на предположении, что модель декомпрессии даст эквивалентные прогнозы для того же соотношения давлений. «Эквивалентная глубина уровня моря» (SLED) для запланированной глубины погружения, которая всегда больше фактического погружения на высоте, рассчитывается [44] обратно пропорционально отношению давления на поверхности в месте погружения к атмосферному давлению на уровне моря.
Глубины декомпрессионных остановок также корректируются с использованием соотношения давлений на поверхности и дают фактические глубины остановок, которые меньше глубин остановок на уровне моря.
Эти значения могут использоваться со стандартными таблицами декомпрессии открытого цикла, но не применимы с постоянным парциальным давлением кислорода, которое обеспечивается ребризерами закрытого цикла. Таблицы используются с эквивалентной глубиной уровня моря, а остановки выполняются на глубине остановки на высоте. [47]
Алгоритмы декомпрессии можно настроить для компенсации высоты. Впервые это сделал Бюльманн для получения таблиц с поправкой на высоту, и теперь это распространено на компьютерах для дайвинга, где пользователь может выбрать настройку высоты, [13] или высота может быть измерена компьютером, если он запрограммирован на учет поверхностного атмосферного давления. [16]
Воздействие пониженного атмосферного давления в период после погружения, когда остаточные уровни газа еще не стабилизировались на уровнях насыщения атмосферы, может повлечь за собой риск декомпрессионной болезни. Правила безопасного всплытия основаны на расширении расчетов модели декомпрессии до желаемой высоты, но, как правило, упрощаются до нескольких фиксированных периодов для диапазона воздействий. Для экстремального случая погружения с исключительным воздействием ВМС США требуют поверхностный интервал в 48 часов перед подъемом на высоту. Также указаны поверхностный интервал в 24 часа для декомпрессионного погружения с гелиоксом и 12 часов для бездекомпрессионного погружения с гелиоксом. [48] Более подробные требования к поверхностному интервалу, основанные на самом высоком повторяющемся групповом обозначении, полученном за предыдущий 24-часовой период, приведены в таблице 9.6 Руководства по дайвингу ВМС США [48] как для подъемов на указанные высоты, так и для коммерческих полетов на самолетах, номинально герметизированных до 8000 футов. [49]
В первом семинаре DAN по полетам после погружения в 1989 году были приняты согласованные рекомендации: [49]
Позднее DAN предложила более простое 24-часовое ожидание после любого любительского дайвинга, но были возражения на том основании, что такая длительная задержка приведет к потере бизнеса для островных дайвинг-курортов, а риск ДКБ при полете после дайвинга был слишком низок, чтобы оправдать такое всеобщее ограничение. [49]
На семинаре DAN «Полеты после погружений» 2002 года были даны следующие рекомендации по полетам после любительского погружения: [49] [50]
Эти рекомендации применимы к полетам при давлении в салоне с эквивалентом высоты от 2000 до 8000 футов (от 610 до 2440 м). [49] [50] На высотах салона или самолета ниже 2000 футов (610 м) интервал на поверхности теоретически может быть короче, но недостаточно данных, чтобы дать твердую рекомендацию. Следование рекомендациям для высот выше 2000 футов (610 м) было бы консервативным. На высотах салона от 8000 до 10000 футов (от 2400 до 3000 м) гипоксия будет дополнительным фактором стресса к пониженному давлению окружающей среды. DAN предлагает удвоить рекомендуемый интервал на основе истории погружений. [50]
Астронавты НАСА тренируются под водой, чтобы имитировать невесомость, и иногда им приходится летать после этого на высоте кабины, не превышающей 10 000 футов (3 000 метров). Учебные погружения используют 46% Nitrox и могут превышать шесть часов на максимальной глубине 40 ffw (12 mfw) для максимальной эквивалентной воздушной глубины (EAD) 24 fsw (7 msw). Руководящие принципы НАСА для EAD 20–50 fsw (6–15 msw) с максимальной продолжительностью погружения 100–400 минут позволяют дышать либо воздухом, либо кислородом в предполетных интервалах на поверхности. Дыхание кислородом во время поверхностных интервалов сокращает время полета в семь-девять раз по сравнению с воздухом. [49] Исследование другой военной организации, Командования специальных операций, также показало, что предполетный кислород может быть эффективным средством для снижения риска ДКБ. [49]
Некоторые места (например, Альтиплано в Перу и Боливии , или плато вокруг Асмэры (где находится аэропорт) в Эритрее , а также некоторые горные перевалы) находятся на высоте многих тысяч футов над уровнем моря, и путешествие в такие места после погружения на более низкой высоте следует рассматривать как полет на эквивалентной высоте после погружения. [49] Имеющиеся данные не охватывают полеты, которые приземляются на высоте более 8000 футов (2400 м). Их можно считать эквивалентными полету на той же высоте кабины. [50]
Тренировки в бассейне ограниченной глубины обычно выходят за рамки критериев, требующих предполетного поверхностного интервала. Таблицы воздушной декомпрессии ВМС США допускают полеты на высоте кабины 8000 футов для повторяющейся группы C, что получается из времени нахождения на дне от 61 до 88 минут на глубине 15 футов (4,6 м) или времени нахождения на дне от 102 до 158 минут на глубине 10 футов (3,0 м). Любая тренировка в бассейне, которая не превышает эти комбинации глубины и времени, может сопровождаться полетом без необходимости задержки. [51] Также не будет никаких ограничений на полеты после погружения с кислородным ребризером, поскольку инертные газы вымываются во время дыхания кислородом.
Технические погружения включают профили, которые являются относительно короткими и глубокими и которые неэффективны с точки зрения времени декомпрессии для заданного времени на дне. Они также часто лежат за пределами диапазона профилей с проверенными графиками декомпрессии и, как правило, используют алгоритмы, разработанные для других типов погружений, часто экстраполированные на глубины, для которых не проводилось формального тестирования. [52] Часто вносятся изменения для создания более коротких или безопасных графиков декомпрессии, но доказательства, относящиеся к этим изменениям, часто трудно найти, когда они существуют. Широко распространенное мнение о том, что алгоритмы пузырьков и другие модификации, которые производят более глубокие остановки, более эффективны, чем модели растворенной фазы, не подтверждается формальными экспериментальными данными, которые предполагают, что частота симптомов декомпрессии может быть выше для графиков той же продолжительности с использованием более глубоких остановок из-за большего насыщения более медленных тканей по более глубокому профилю. [52]
Похоже, что переключение газа со смесей на основе гелия на нитрокс во время всплытия не ускоряет декомпрессию по сравнению с погружениями с использованием только гелиевого разбавителя, но есть некоторые доказательства того, что тип проявляемых симптомов смещен в сторону неврологических при погружениях только с гелиоксом. [ необходима цитата ] Есть также некоторые доказательства того, что переключение с гелиокса на нитрокс связано с декомпрессионной болезнью внутреннего уха , которая возникает во время декомпрессии. Предлагаемые стратегии для минимизации риска вестибулярной ДКБ заключаются в обеспечении адекватной начальной декомпрессии и выполнении переключения на нитрокс на относительно небольшой глубине (менее 30 м) с использованием максимально допустимой безопасной фракции кислорода во время декомпрессии при переключении. [53]
Глубокое техническое погружение обычно подразумевает использование нескольких смесей дыхательных газов во время погружения. Будет смесь, известная как донный газ , которая оптимизирована для ограничения наркоза инертным газом и токсичности кислорода во время глубокого сектора погружения. Это, как правило, смесь, которая необходима в наибольшем количестве для погружения с открытым циклом, так как скорость потребления будет наибольшей на максимальной глубине. Кислородная фракция донного газа, подходящая для погружения глубже, чем около 65 метров (213 футов), не будет иметь достаточного количества кислорода для надежной поддержки сознания на поверхности, поэтому необходимо иметь с собой транспортный газ , чтобы начать погружение и спуститься на глубину, на которой подходит донный газ. Обычно существует большое перекрытие глубин, на которых можно использовать любой из газов, и выбор точки, в которой будет сделано переключение, зависит от соображений кумулятивной токсичности, наркоза и логистики потребления газа, характерных для запланированного профиля погружения. [54] [33]
Во время подъема будет одна или несколько глубин, на которых дайвер может переключиться на газ с более высокой фракцией кислорода, что также ускорит декомпрессию . Если дорожный газ подходит, его можно использовать и для декомпрессии, и это распространенный выбор для первого декомпрессионного газа. Дополнительные смеси декомпрессионного газа с высоким содержанием кислорода могут быть выбраны для оптимизации времени декомпрессии на более мелких глубинах. Обычно они выбираются, как только парциальное давление кислорода становится приемлемым, чтобы минимизировать требуемую декомпрессию, и таких смесей может быть больше одной в зависимости от запланированного графика декомпрессии. Самые мелкие остановки можно делать, дыша чистым кислородом. Во время длительной декомпрессии при высоком парциальном давлении кислорода может быть целесообразно делать так называемые воздушные перерывы , когда дайвер переключается обратно на газ с низкой фракцией кислорода (обычно донный газ или дорожный газ) на короткий период (обычно около 5 минут), чтобы снизить риск развития симптомов кислородного отравления, прежде чем продолжить ускоренную декомпрессию с высокой фракцией кислорода. Эти многократные переключения газа требуют от дайвера выбора и использования правильного клапана и баллона для каждого переключения, а при использовании подводного компьютера — выбора правильного газа из газового меню при каждом переключении. Ошибка выбора может поставить под угрозу декомпрессию или привести к потере сознания из-за кислородного отравления или гипоксии. [10] [33]
Дайвер сталкивается с проблемой оптимизации объема газа, количества различных газов, глубин, на которых можно переключаться, времени на дне, времени декомпрессии, газов, доступных для экстренного использования, и на каких глубинах они становятся доступными как для него самого, так и для других членов команды, при этом используя имеющиеся баллоны и сохраняя возможность управлять баллонами во время погружения. Эту проблему можно упростить, если возможно поэтапное размещение баллонов. Это практика оставления баллона в точке на обратном пути, где его можно подобрать и использовать, возможно, оставляя ранее использованный баллон, который будет извлечен позже, или имея водолаза поддержки, поставляющего дополнительный газ. Эти стратегии основаны на том, что дайвер надежно может добраться до поэтапного запаса газа. Стадийные баллоны обычно прикрепляются к линии расстояния или линии выстрела, чтобы их было легче найти. [55]
При переноске нескольких баллонов, содержащих различные газовые смеси, дайвер должен убедиться, что дышит правильным газом для глубины и этапа погружения. Вдыхание газа с несоответствующим парциальным давлением кислорода рискует потерять сознание и нарушить план декомпрессии. При переключении дайвер должен быть уверен в составе нового газа и вносить правильные изменения в настройки декомпрессионного компьютера. Для идентификации газа, клапана давления и исходного баллона использовались различные системы. Одна из наиболее распространенных и надежных на основе опыта — четко маркировать баллон с указанием максимальной рабочей глубины содержимого, так как это самая важная информация, носить клапан давления на баллоне и оставлять клапан баллона закрытым, когда баллон не используется. Это позволяет дайверу визуально определить смесь как подходящую для текущей глубины, выбрать клапан давления на баллоне и подтвердить, что это клапан давления из этого баллона, открыв клапан баллона, чтобы выпустить газ. После того, как смесь будет подтверждена и начнет использоваться, дайвер переключится на компьютер, чтобы выбрать текущий газ из меню, чтобы расчет декомпрессии оставался правильным. [54] [33] [56] [10]
Для глубоких технических погружений необычно требовать три или четыре газовые смеси в дополнение к донному газу, который обычно переносится в баллонах, закрепленных на спине. Существует соглашение о том, чтобы переносить наиболее богатые кислородом дополнительные газы с правой стороны, а газы с более низкой фракцией кислорода с левой стороны. Такая практика снижает вероятность путаницы на глубине и в условиях плохой видимости и экономит немного времени при поиске правильного газа. Несколько моделей технических дайв-компьютеров могут быть настроены перед погружением с использованием газовых смесей, и будут указывать, когда одна из них больше подходит для текущей глубины, чем используемый газ. [10] Некоторые модели газово-интегрированных дайв-компьютеров определяют, какой баллон используется, по изменению давления содержимого, передаваемому через датчик давления, установленный на регуляторе на этом баллоне, и автоматически переключаются на настройку газа, связанную с датчиком давления этого конкретного регулятора. [16] [10]
Поверхностная декомпрессия — это процедура, при которой часть или все поэтапные декомпрессионные обязательства выполняются в декомпрессионной камере, а не в воде. [6] Это сокращает время, которое водолаз проводит в воде, подвергаясь воздействию таких факторов окружающей среды, как холодная вода или течения, что повышает безопасность и комфорт водолаза. Декомпрессия в камере более контролируема, в более комфортной среде, и кислород может использоваться при большем парциальном давлении, поскольку нет риска утопления и меньше риска судорог от отравления кислородом. Еще одним эксплуатационным преимуществом является то, что как только водолазы оказываются в камере, из водолазной панели можно снабжать новых водолазов, и операции могут продолжаться с меньшей задержкой. [24]
Типичная процедура поверхностной декомпрессии описана в Руководстве по подводному плаванию ВМС США. Если не требуется остановка на глубине 40 футов, водолаз сразу всплывает. В противном случае вся необходимая декомпрессия до остановки на глубине 40 футов (12 м) включительно выполняется в воде. Затем водолаз всплывает и в течение 5 минут после выхода с глубины 40 футов находится под давлением в барокамере до 50 fsw (15 msw). Если этот «поверхностный интервал» от 40 футов в воде до 50 fsw в барокамере превышает 5 минут, налагается штраф, поскольку это указывает на более высокий риск развития симптомов ДКБ, поэтому требуется более длительная декомпрессия. [20]
В случае, если водолаз успешно рекомпрессируется в течение номинального интервала, он будет декомпрессирован в соответствии с графиком в таблицах воздушной декомпрессии для поверхностной декомпрессии, предпочтительно на кислороде, который используется от 50 fsw (15 msw), парциальное давление 2,5 бар. Продолжительность остановки на 50 fsw составляет 15 минут для таблиц Revision 6. Затем камера декомпрессируется до 40 fsw (12 msw) для следующего этапа до 4 периодов на кислороде. Остановка также может быть сделана на 30 fsw (9 msw) для дальнейших периодов на кислороде в соответствии с графиком. Воздушные перерывы продолжительностью 5 минут делаются в конце каждых 30 минут дыхания кислородом. [20]
Процедуры поверхностной декомпрессии описываются как «полуконтролируемые аварии». [57]
Данные, собранные в Северном море, показали, что общая частота возникновения декомпрессионной болезни при декомпрессии в воде и на поверхности одинакова, но поверхностная декомпрессия имеет тенденцию вызывать в десять раз больше ДКБ II типа (неврологической), чем декомпрессия в воде. Возможным объяснением является то, что на заключительном этапе подъема образуются пузырьки, которые останавливаются в легочных капиллярах. Во время рекомпрессии водолаза в палубной камере диаметр некоторых из этих пузырьков уменьшается достаточно, чтобы они проходили через легочные капилляры и достигали системного кровообращения на артериальной стороне, позже оседая в системных капиллярах и вызывая неврологические симптомы. Тот же сценарий был предложен для ДКБ II типа, зарегистрированной после погружения с пилообразным профилем или многократного повторного погружения . [58]
«Сухие» или «закрытые» водолазные колокола — это сосуды под давлением для работы людей, которые могут быть развернуты с поверхности для транспортировки водолазов к подводному рабочему месту при давлении, превышающем окружающее. Они выравниваются до окружающего давления на глубине, где водолазы будут выходить и возвращаться после погружения, а затем снова герметизируются для транспортировки обратно на поверхность, что также обычно происходит при контролируемом внутреннем давлении, превышающем окружающее. Во время и/или после подъема с глубины водолазы могут быть декомпрессированы таким же образом, как если бы они находились в декомпрессионной камере, поэтому по сути сухой колокол является мобильной декомпрессионной камерой. Другой вариант, используемый при погружении с насыщением, — это декомпрессия до давления хранения (давление в среде обитания, часть распространения насыщения), а затем перевод водолазов в среду насыщения под давлением (переход под давлением — TUP), где они будут оставаться до следующей смены или до декомпрессии в конце периода насыщения. [59]
После того, как все тканевые отсеки достигли насыщения для данного давления и дыхательной смеси, дальнейшее воздействие не увеличит газовую нагрузку тканей. С этого момента требуемая декомпрессия остается прежней. Если водолазы работают и живут под давлением в течение длительного периода и декомпрессируются только в конце периода, риски, связанные с декомпрессией, ограничиваются этим однократным воздействием. Этот принцип привел к практике погружений с насыщением , и поскольку существует только одна декомпрессия, и она выполняется в относительной безопасности и комфорте среды обитания с насыщением, декомпрессия выполняется по очень консервативному профилю, сводя к минимуму риск образования пузырьков, роста и последующего повреждения тканей. Следствием этих процедур является то, что водолазы с насыщением с большей вероятностью будут страдать симптомами декомпрессионной болезни в самых медленных тканях, тогда как водолазы с отскоком с большей вероятностью будут образовывать пузырьки в более быстрых тканях. [60]
Декомпрессия при погружении с насыщением — медленный процесс. Скорость декомпрессии обычно составляет от 3 до 6 fsw (0,9 и 1,8 msw) в час. [60]
Скорости декомпрессии при насыщении Heliox ВМС США требуют, чтобы парциальное давление кислорода поддерживалось на уровне от 0,44 до 0,48 атм, когда это возможно, но не превышало 23% по объему, чтобы ограничить риск возгорания. [60] Для практичности декомпрессия выполняется с шагом в 1 fsw со скоростью, не превышающей 1 fsw в минуту, с последующей остановкой, при этом среднее значение соответствует табличной скорости подъема. Декомпрессия выполняется в течение 16 часов в 24 часа, а оставшиеся 8 часов делятся на два периода отдыха. Дальнейшая адаптация, обычно вносимая в график, заключается в остановке на 4 fsw на время, которое теоретически потребовалось бы для завершения декомпрессии с указанной скоростью, т. е. 80 минут, а затем завершении декомпрессии до поверхности со скоростью 1 fsw в минуту. Это делается для того, чтобы избежать возможности потери уплотнения двери при низком перепаде давления и потери последнего часа или около того медленной декомпрессии. [60]
Норвежские таблицы декомпрессии с насыщением похожи, но специально не позволяют начинать декомпрессию с восходящей экскурсии. Парциальное давление кислорода поддерживается между 0,4 и 0,5 бар, и остановка отдыха на 6 часов указана каждую ночь, начиная с полуночи. [61]
Очень мало достоверно известно о том, как лучше всего проводить декомпрессию при насыщении в чрезвычайной ситуации. Был выпущен консенсусный документ DMAC с предварительными рекомендациями по возможным процедурам, основанным на балансе воспринимаемого риска. Эти процедуры не подкреплены опытом или экспериментальной работой, поскольку их очень мало, и в лучшем случае представляют собой обоснованное предположение. Ожидается, что риск симптоматической декомпрессионной болезни будет увеличиваться по мере увеличения скорости декомпрессии, при этом более ранние симптомы будут проявляться только болью, а более серьезные симптомы будут развиваться позже или при более высоких скоростях декомпрессии. [62]
Терапевтическая декомпрессия — это процедура лечения декомпрессионной болезни путем рекомпрессии водолаза, что позволяет уменьшить размер пузырьков и повторно растворить пузырьки газа, а затем достаточно медленной декомпрессии, чтобы избежать дальнейшего образования или роста пузырьков, или устранения инертных газов путем вдыхания кислорода под давлением. [59]
В 1909 году Кейс показал, что рекомпрессия атмосферным воздухом является эффективным методом лечения незначительных симптомов ДКБ. [63]
Исторически терапевтическая декомпрессия проводилась путем повторной компрессии дайвера до глубины облегчения боли или немного глубже, поддерживая это давление некоторое время, чтобы пузырьки могли снова раствориться, и выполняя медленную декомпрессию обратно до поверхностного давления. Позже воздушные таблицы были стандартизированы для определенных глубин, за которыми следовала медленная декомпрессия. Эта процедура была почти полностью заменена лечением гипербарическим кислородом. [20] [64] [65] [66]
Доказательства эффективности рекомпрессионной терапии с использованием кислорода были впервые продемонстрированы Ярбро и Бенке (1939) [66] и с тех пор стали стандартом лечения ДКБ. [65]
Типичный график лечения гипербарическим кислородом — это таблица 6 ВМС США, которая предусматривает стандартное лечение от 3 до 5 периодов по 20 минут дыхания кислородом при 60 fsw (18 msw), за которыми следуют от 2 до 4 периодов по 60 минут при 30 fsw (9 msw) перед всплытием. Между дыханием кислородом делаются перерывы на воздух, чтобы снизить риск отравления кислородом. [20]
Если камера для рекомпрессии недоступна в течение разумного периода времени, более рискованной альтернативой является рекомпрессия в воде на месте погружения. [67] [68] [69] Рекомпрессия в воде (IWR) — это экстренное лечение декомпрессионной болезни (ДКБ), при котором дайвера отправляют обратно под воду, чтобы пузырьки газа в тканях, вызывающие симптомы, рассосались. Это рискованная процедура, которую следует использовать только в том случае, если нет возможности вовремя добраться до ближайшей рекомпрессионной камеры, чтобы спасти жизнь пострадавшего. [68] [69] Принцип, лежащий в основе лечения рекомпрессионной болезни в воде, такой же, как и принцип лечения ДКБ в рекомпрессионной камере [68] [69]
Процедура сопряжена с высоким риском, поскольку дайвер, страдающий от ДКБ, может стать парализованным, потерять сознание или перестать дышать, находясь под водой. Любое из этих событий может привести к утоплению дайвера или получению им дополнительных травм во время последующего спасения на поверхности. Эти риски можно в некоторой степени снизить, используя шлем или полнолицевую маску с голосовой связью на дайвере, подвешивая дайвера на поверхности, чтобы глубина контролировалась положительно, и постоянно сопровождая дайвера, проходящего лечение, дежурным дайвером в воде. [70]
Хотя рекомпрессия в воде считается рискованной и ее следует избегать, появляется все больше доказательств того, что технические дайверы, которые всплывают и у которых развиваются легкие симптомы ДКБ, часто могут вернуться в воду и дышать чистым кислородом на глубине 20 футов (6,1 м) в течение некоторого времени, чтобы попытаться облегчить симптомы. Эта тенденция отмечена в пункте 3.6.5 отчета DAN о несчастных случаях за 2008 год. [71] В отчете также отмечается, что, хотя сообщенные инциденты показали очень малый успех, «[мы] должны признать, что эти вызовы были в основном связаны с тем, что попытка IWR не удалась. Если бы IWR была успешной, [дайвер] не позвонил бы, чтобы сообщить о событии. Таким образом, мы не знаем, как часто IWR мог быть успешно использован». [71]
Исторически сложилось так, что рекомпрессия в воде была обычным методом лечения декомпрессионной болезни в отдаленных районах. Процедуры часто были неформальными и основывались на опыте оператора, и в качестве дыхательного газа использовался воздух, поскольку это было все, что было доступно. Водолазы обычно использовали стандартное водолазное снаряжение , которое было относительно безопасным для этой процедуры, так как водолаз подвергался низкому риску утонуть, если бы он потерял сознание. [72]
Предварительное дыхание кислородом — это процедура, используемая для снижения риска декомпрессионной болезни перед гипобарическим воздействием давления, где риск существенен. Она применяется в военной авиации перед полетами на большие высоты, а также в космических полетах перед выходом в открытый космос в скафандрах с относительно низким рабочим внутренним давлением. [73]
Когда космические скафандры с рабочим давлением менее 55 кПа абсолютного используются на кораблях, которые находятся под давлением до нормального атмосферного давления (например, Space Shuttle ), это требует от астронавтов «предварительно дышать» чистым кислородом в течение некоторого периода перед тем, как надеть скафандры и сбросить давление в воздушном шлюзе. Эта процедура очищает организм от растворенного азота, чтобы избежать декомпрессионной болезни из-за быстрой разгерметизации из азотсодержащей атмосферы. [73]
В американском космическом челноке давление в кабине было снижено с нормального атмосферного до 70 кПа, что эквивалентно высоте около 3000 м, в течение 24 часов перед выходом в открытый космос, а после надевания скафандра — 45-минутный период предварительного дыхания чистым кислородом перед декомпрессией до рабочего давления EMU 30 кПа. На Международной космической станции нет снижения давления в кабине; вместо этого используется 4-часовой предварительный вдох кислорода при нормальном давлении в кабине для десатурации азота до приемлемого уровня. Американские исследования показывают, что быстрая декомпрессия со 101 кПа до 55 кПа имеет приемлемый риск, а российские исследования показывают, что прямая декомпрессия со 101 кПа до 40 кПа после 30 минут предварительного дыхания кислородом, что примерно соответствует времени, необходимому для проверки скафандра перед выходом в открытый космос, является приемлемой. [73]
Существует несколько типов оборудования, помогающего дайверам выполнять декомпрессию. Некоторые используются для планирования и контроля декомпрессии, а некоторые отмечают подводное положение дайвера и действуют как средство контроля плавучести и ориентир положения в условиях плохой видимости или течений. Декомпрессию можно сократить (или ускорить) путем вдыхания богатого кислородом «декомпрессионного газа», такого как нитрокс с 50% или более кислорода. Высокое парциальное давление кислорода в таких декомпрессионных смесях создает эффект кислородного окна . [74] Этот декомпрессионный газ часто переносится аквалангистами в баллонах, подвешенных на боку. Спелеологи, которые могут вернуться только одним путем, часто оставляют баллоны с декомпрессионным газом, прикрепленными к направляющему тросу в точках, где они будут использоваться. [75] Водолазы, снабжаемые на поверхности, будут контролировать состав дыхательного газа на газовой панели. [76] Водолазы с длительными обязательствами по декомпрессии могут проходить декомпрессию в заполненных газом камерах в воде или на поверхности.
Оборудование для планирования и мониторинга декомпрессии включает в себя декомпрессионные таблицы, программное обеспечение для поверхностного компьютера и персональные декомпрессионные компьютеры. Существует широкий выбор:
Критический аспект успешной декомпрессии заключается в том, что глубина и скорость подъема водолаза должны контролироваться и достаточно точно контролироваться. Практическая декомпрессия в воде требует разумного допуска к изменению глубины и скорости подъема, но если декомпрессия не контролируется в режиме реального времени декомпрессионным компьютером, любые отклонения от номинального профиля повлияют на риск. Несколько единиц оборудования используются для содействия точному соблюдению запланированного профиля, позволяя водолазу более легко и точно контролировать и контролировать глубину и скорость подъема или передавать этот контроль специализированному персоналу на поверхности. [84]
Снижение парциального давления компонента инертного газа в дыхательной смеси ускорит декомпрессию, поскольку градиент концентрации будет больше для данной глубины. Обычно это достигается за счет увеличения парциального давления кислорода в дыхательном газе, поскольку замена другим инертным газом может иметь осложнения контрдиффузии из-за различных скоростей диффузии, что может привести к чистому увеличению общего напряжения растворенного газа в ткани. Это может привести к образованию и росту пузырьков, что приведет к декомпрессионной болезни. Парциальное давление кислорода обычно ограничивается 1,6 бар во время декомпрессии в воде для аквалангистов, но может достигать 1,9 бар в воде и 2,2 бар в камере при использовании таблиц ВМС США для поверхностной декомпрессии. [93]
Для декомпрессии дайвера из воды доступно специализированное оборудование. Оно почти исключительно используется с водолазным оборудованием, поставляемым с поверхности:
Управление рисками декомпрессионной болезни включает в себя следование графикам декомпрессии известного и приемлемого риска, обеспечение смягчения в случае удара (термин дайверов, обозначающий симптоматическую декомпрессионную болезнь) и снижение риска до приемлемого уровня путем соблюдения рекомендуемой практики и избегания устаревшей практики в той степени, которую считают целесообразной ответственное лицо и вовлеченные дайверы. Риск декомпрессионной болезни для алгоритмов, которые обычно используются, не всегда точно известен. Тестирование на людях в контролируемых условиях с конечным состоянием симптоматической декомпрессионной болезни больше не проводится часто по этическим причинам. Значительное количество самоэкспериментов проводится техническими дайверами, но условия, как правило, не фиксируются оптимально, и обычно есть несколько неизвестных и нет контрольной группы. Несколько практик рекомендуются для снижения риска на основе теоретических аргументов, но ценность многих из этих практик для снижения риска неопределенна, особенно в комбинациях. Подавляющее большинство профессионального и любительского дайвинга выполняется в условиях низкого риска и без распознанных симптомов, но, несмотря на это, иногда случаются необъяснимые случаи декомпрессионной болезни. Ранее существовавшая тенденция обвинять дайвера в ненадлежащем соблюдении процедур оказалась не только контрпродуктивной, но иногда и фактически неверной, и теперь общепризнано, что статистически существует небольшой, но реальный риск симптоматической декомпрессионной болезни даже для очень консервативных профилей. Это признание сообществом дайверов того, что иногда просто не везет, побуждает больше дайверов сообщать о пограничных случаях, а собранная статистика может предоставить более полные и точные указания на риск по мере их анализа.
Консерватизм декомпрессии относится к применению факторов к базовому алгоритму декомпрессии или набору таблиц, которые, как ожидается, уменьшат риск развития симптоматической декомпрессионной болезни при следовании заданному профилю погружения. Эта практика имеет долгую историю, берущую начало с практики декомпрессии в соответствии с таблицами для погружения глубже фактической глубины, дольше фактического времени на дне или и того, и другого. Эти практики были эмпирически разработаны дайверами и руководителями для учета факторов, которые они считали повышенным риском, таких как тяжелая работа во время погружения или холодная вода. С разработкой компьютерных программ для расчета графиков декомпрессии для определенных профилей погружения появилась возможность корректировки допустимого процента максимального пересыщения ( значения M ). Эта функция стала доступна в подводных компьютерах как дополнительная персональная настройка в дополнение к любому консерватизму, добавленному производителем, и диапазон базового консерватизма, установленный производителями, велик.
Консерватизм также различается между алгоритмами декомпрессии из-за различных допущений и используемых математических моделей. В этом случае консерватизм считается относительным, поскольку в большинстве случаев обоснованность модели остается под вопросом, и был скорректирован эмпирически, чтобы получить статистически приемлемый риск разработчиками. Если глубина, давление и воздействие газовой смеси при погружении выходят за пределы экспериментально проверенного диапазона, риск неизвестен, а консерватизм корректировок допустимой теоретической газовой нагрузки тканей является относительным к неизвестному риску.
Применение пользовательского консерватизма для дайв-компьютеров значительно различается. Общая тенденция в дайв-компьютерах, предназначенных для любительского рынка, заключается в предоставлении одной или двух предустановленных настроек консерватизма, которые имеют эффект снижения допустимого предела без декомпрессии способом, который не является прозрачным для пользователя. Технические дайверы, которым необходимо иметь более глубокое понимание теоретической основы алгоритмов декомпрессии, часто хотят иметь возможность устанавливать консерватизм как осознанный выбор, и технические компьютеры часто предоставляют эту возможность. Для популярного алгоритма Бюльмана он обычно имеет форму градиентных факторов . В некоторых случаях компьютер может предоставлять показания текущего вычисленного процента от значения M в реальном времени, как помощь в управлении ситуацией, когда дайвер должен сбалансировать риск декомпрессии с другими рисками, чтобы совершить всплытие. [16]
Обратный процесс консервативной декомпрессии называетсяагрессивная декомпрессия . Это может быть использовано для минимизации времени нахождения в воде для исключительных погружений с воздействием дайверов, которые готовы принять неизвестный личный риск, связанный с практикой. Это также может быть использовано дайверами, которые не склонны к риску, в ситуации, когда предполагаемый риск декомпрессии воспринимается как менее ужасный, чем другие возможные последствия, такие как утопление, гипотермия или неминуемое нападение акулы.
Практики, в отношении которых имеются некоторые доказательства или теоретическая модель, предполагающие, что они могут снизить риск декомпрессионной болезни:
Практики, которые считаются либо повышающими риск развития декомпрессионной болезни после погружения, либо для которых существует теоретический риск, но недостаточно данных:
Базовая теория декомпрессии и использование таблиц декомпрессии являются частью теоретического компонента обучения коммерческих водолазов [113] , а планирование погружений на основе таблиц декомпрессии, а также практика и управление декомпрессией в полевых условиях являются значительной частью работы руководителя дайвинга. [20] [8]
Рекреационные дайверы 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 для того, чтобы дайвер мог избежать декомпрессионной обязанности для дайверов начального уровня, до компетентности в использовании нескольких алгоритмов декомпрессии с помощью персональных дайв-компьютеров, программного обеспечения для декомпрессии и таблиц для продвинутых технических дайверов. [33] Детальное понимание теории декомпрессии, как правило, не требуется ни от коммерческих, ни от рекреационных дайверов.
Практика методов декомпрессии — это совсем другой вопрос. Большинство организаций по сертификации не ожидают, что любители будут делать декомпрессионные погружения, [114] [115] хотя CMAS и BSAC разрешают короткие декомпрессионные погружения для некоторых уровней любителей. [116] [117] Технические, коммерческие, военные и научные дайверы могут делать декомпрессионные погружения в ходе своего спорта или работы и специально обучены соответствующим процедурам и оборудованию, соответствующим их уровню сертификации. Значительная часть практической и теоретической подготовки для этих дайверов заключается в практике безопасных и эффективных процедур декомпрессии и выборе, проверке и использовании соответствующего оборудования. [33] [118] [119]