Журнал DiveTEK - для увлеченных дайверов. Технологии полгружений. Поиск. История. Экспедиции.

Анонс нового номера


Ok Club Thailand


СНАРЯЖЕНИЕ

МЕСТА ПОГРУЖЕНИЙ
АФРИКА
ЕВРОПА
АЗИЯ
АМЕРИКА И КАРИБЫ


КОНТРДИФФУЗИЯ

ПРОБЛЕМА СМЕНЫ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ В ТЕХНИЧЕСКОМ ДАЙВИНГЕ

Президент дайв-клуба и директор депарьамента медицины и физиологии Института Открытого Моря

За последние годы значительно вырос интерес российских подводников к техническим погружениям. Это связано с тем, что большинство интересных затонувших объектов находятся на глубинах свыше 60 метров и рекреационные дайверы не смогли их достать во всех смыслах этого слова. Погружения на такие глубины требуют применения специальных газовых смесей - кислородно-гелиевые смеси, или гелиокс, и воздушно-гелиевые смеси, или тримикс. Гелиокс из-за своей высокой стоимости мало привлекателен для непрофессионалов, поэтому основным газом при технических погружениях любителей является тримикс. В результате, основная масса «технарей» хорошо знакома с проблемами использования тримикса - такими, как подбор процентного соотношения газов в смеси в зависимости от глубины погружения и индивидуальныхособенностей применения гелия, вызывающего в некоторых случаях гелиевый тремор. В данной статье я постараюсь объяснить особенности прохождения декомпрессии после использования тримикса и обратить внимание на самые частые ошибки технических дайверов, которые приводят к декомпрессионному заболеванию (ДКБ).

В последнее время на специализированных дайверских интернет-форумах стали появляться вопросы: «Что такое контрдиффузия газов?». Это не может не радовать, потому что это показатель роста знаний дайверов любителей, которые не просто погружаются, чтобы получить удовольствие от своего хобби, но и пытаются понять сложные процессы, которые возникают в организме при повышении давления. До совсем недавнего времени термин «изобарическая контрдиффузия инертных газов» был достоянием узкого круга спецфизиологов. Теперь же, в связи с изменившимся профилем погружений и использованием гелиевых смесей непрофессиональными подводниками, этот феномен в первую очередь касается их, а не профессиональных водолазов.

Давайте попробуем разобраться, что это такое - контрдиффузия газов применительно к дайвингу. Впервые этот термин ввел в 1972 году доктор C. J. Lambertsen из Института прикладной медицины в Филадельфии в своей статье «A new gas lesion syndrome in man, induced by «isobaric gas counterdiffusion». Экспериментальные работы показали, что при встречной диффузии двух инертных газов через мембрану на ней начинают образовываться микропузырьки, в связи с возникающим эффектом сверхнасыщения в околомембранной зоне (см. рис.1).

Первые работы имели практическое значение для профессиональных водолазов, использующих в качестве дыхательной смеси гелиокс, а поддув костюмов осуществляющих аргоном. В этом случае возникала контрдиффузия инертных газов через кожу с последующим образованием микропузырьков, и как эффект - кожная форма ДКБ. Последующие работы ученых показали, что эффект образования микропузырьков возможен на любых мембранах (альвеолы легких, стенки сосудов, внутритканевые перегородки и т. д.), и при встречной диффузии любых газов. В том числе при поверхностном давлении, т.е. 1 АТА (это хорошо отражено в статье доктора B. A. Hills «Super-saturation by counterperfusion and diffusion of gases», опубликованной еще в 1977 году). Т.к. журнал DiveTek не является специализированным медицинским изданием, я не буду загромождать статью формулами, графиками и биофизическими обоснованиями образования микропузырьков при контрдиффузии. Все это вы сможете найти в работах, указанных в прилагаемом списке.

Как это можно применить в техническом дайвинге и как избежать серьезных последствий контрдиффузии. Рассмотрим пример.

Дайвер Ч. 35 лет, совершал глубоководные прогружения в условиях Красного моря. Было запланировано погружение на глубину 120 метров с использованием тримикса O2-9/He-65/N2-26 и в качестве декомпрессионных газов - воздух, 50% и 80% нитрокс, общее время на дне 15 минут. График погружения был расчитан в программе V-Planner (1.03) (см. таб. 1).

Свой выбор воздуха в качестве первого декомпрессионного газа дайвер аргументировал экономией денег, возможностью использования воздуха при экстренных ситуациях на глубине и тем, что это дает возможность раньше перейти с тримикса на декомпрессионный газ, чем ускорить время рассыщения гелия, скорость насыщения тканей которым в 2.65 раз быстрее азота. План погружения был выполнен полностью, на последних остановках дайвер Ч. почувствовал дискомфорт в правой руке. После выхода на бот боли в правой руке резко усилились, и дайвер был доставлен в госпиталь, где прошел курс лечения в барокамере с хорошим результатом. Попробуем понять, что привело к декомпрессионному заболеванию. Для этого посмотрим на график изменения парциального давления гелия и азота в смесях, которые использовал дайвер Ч. при переходе с донной смеси на первый декомпрессионный газ (см. рис. 2).

Как видно на рисунке, парциальное давление гелия на дне было 8,45 ата, азота 3,38 ата. Происходило активное насыщение тканей гелием и азотом. По мере всплытия парциальное давление стало уменьшаться, и ткани стали постепенно рассыщаться. На глубине 60 метров парциальное давление в смеси гелия составляло 4,55 ата, а азота - 1,82 ата. При переходе дайвера на первый декомпрессионный газ (воздух) содержание гелия в смеси упало практически до нуля. Гелий стал активней выходить из тканей. Парциальное давление азота подскочило до значения 5,46 ата, т.е. превысило даже значения парциального давления в смеси на дне, и азот стал активно насыщать ткани. Мы не будем заострять в данном случае внимание на том, что дайвер, несомненно, получил сильный наркотический удар, что само по себя является опасным.

Итак, мы имеем в данном случае контрдиффузию двух газов, гелий рассыщется из организма, а азот насыщает ткани. Как мы видели из работ спецфизиологов, в этом случае, даже без дальнейшего изменения окружающего давления, происходит образование участков сверхнасыщения тканей и жидкостей на границе мембран и, как результат, образование микропузырьков газа. Образование микропузырьков уменьшает скорость рассыщения тканей и, соответственно, увеличивает декомпрессионное время. При последующем всплытии микропузырьки увеличиваются в диаметре, слипаются и, в конечном итоге, приводят к декомпрессионному заболеванию. Для подобных случаев с резким увеличением парциального давления одного из газов в смеси при декомпрессии в нашей лаборатории Института Открытого Моря был введен термин ударной или взрывной контрдиффузии. Взрывная контрдиффузия всегда приводит к той или иной форме ДКБ.

Как же избежать контрдиффузии и, как следствие, декомпрессионного заболевания? Необходимо категорически избегать резкого повышения парциального давления одного из газов в смеси при декомпрессии, которое ведет к встречной диффузии. Т.е. оптимально использовать в качестве первого декомпрессионного газа тримикс с повышенным содержанием кислорода по сравнению с донной смесью, т.е. процентное содержание гелия уменьшать за счет кислорода, а не за счет азота, с последующим переходом на нитроксы. Тримиксы можно разделить на три группы: гипоксические, с содержанием кислорода менее 21%, нормоксические, с содержанием кислорода 21%, и гелитроксы или гипероксические тримиксы, с содержанием кислорода более 21%.

Использование в данном случае дайвером Ч. номоксического (21/53) или гипероксического (25/49) тримикса в качестве первого декомпрессионного газа не привело бы к ДКБ, только увеличило бы время декомпрессии на 17 - 20 минут (см. таб. 2), а рассыщение тканей было более «мягким» (см. рис.3).

В заключение, я бы еще раз заострил внимание технических дайверов, совершающих глубоководные погружения, на недопустимости резкого перепада парциальных давлений газов в дыхательной смеси, приводящего к встречной диффузии газов. Внимательно просчитывайте используемые газы. Идеальным средством, предотвращающим контрдиффузию, является применение ребризера закрытого типа. Сам принцип автоматического поддержания постоянного парциального давления кислорода в смеси плавно оптимизирует дыхательную смесь в зависимости глубины погружения и последующей декомпрессии.

Рекомендуемая литература:

  • D'Aoust, BG, Smith KH, Swanson HT, and White R. Venous gas bubbles: production by transient, deep isobaric counterdiffusion of helium against nitrogen. Science 197: 889-891, 1977

  • Elliott, DH. Treatment of decompression illness. In: Proc Undersea Hyperb. Med. Soc. Workshop 45th Palm Beach, FL, 1996

  • Himm, JF, and Homer LD. A model of extravascular bubble evolution: effect of changes in breathing gas composition. J Appl Physiol 87: 1521-1531, 1999

  • Lambertsen, CJ, and Idicula J. A new gas lesion syndrome in man induced by "isobaric counterdiffusion." J Appl Physiol 39: 434-443, 1975

  • Moon, RE, and Gorman DF. The Physiology and Medicine of Diving. London, UK: Saunders, 1993

  • Sergysels, R, Jasper N, Delaunois L, Chang HK, and Martin RR. Effect of ventilation with different gas mixtures on experimental lung air embolism. Respir Physiol 34: 329-343, 1978

  • Strauss, RH, and Kunkle TD. Isobaric bubble growth: a consequence of altering atmospheric gas. Science 186: 443-444, 1974

  • Van Liew, HD, and Burkard ME. Computer simulation of growth and decay of decompression bubbles when breathing gas is changed (Abstract). In: XXXII Internat Congr Physiol Sci Glasgow, Scotland, 1993, p. 220.

  • D J Graves, J Idicula, C J Lambertsen and J A Quinn Bubble formation resulting from counterdiffusion supersaturation: a possible explanation for isobaric inert gas 'urticaria' and vertigo Univ. Pennsylvania, PA, USA Print publication: Issue 2 (March 1973)

  • B. A. Hills Supersaturation by counterperfusion and diffusion of gases

    DIVE PLAN

    Surface interval = 2 day 0 hr 0 min.

    Altitude = 0m

    Conservatism = + 2, Critical Volume = ON

    Таблица 1

    Dec to

    60m

    (4)

    Trimix 9.0/65.0

    15m/min decent.

    Dec to

    120m

    (7)

    Trimix 9.0/65.0

    18m/min decent.

    Level

    120m

    7:40

    (15)

    Trimix 9.0/65.0

    1.15 pp02

    33m

    END

    Asc to

    90m

    (18)

    Trimix 9.0/65.0

    -9m/min ascent.

    Stop at

    90m

    1:00

    (19)

    Trimix 9.0/65.0

    0.89 pp02

    23m

    END

    Stop at

    84m

    2:00

    (21)

    Trimix 9.0/65.0

    0.83 pp02

    21m

    END

    Stop at

    78m

    2:00

    (23)

    Trimix 9.0/65.0

    0.78 pp02

    19m

    END

    Stop at

    72m

    2:00

    (25)

    Trimix 9.0/65.0

    0.73 pp02

    17m

    END

    Stop at

    66m

    3:00

    (28)

    Trimix 9.0/65.0

    0.68 pp02

    15m

    END

    Stop at

    60m

    2:00

    (30)

    Air

    1.45 pp02

    60m

    END

    Stop at

    54m

    1:00

    (31)

    Air

    1.33 pp02

    54m

    END

    Stop at

    48m

    2:00

    (33)

    Air

    1.20 pp02

    48m

    END

    Stop at

    42m

    2:00

    (35)

    Air

    1.08 pp02

    42m

    END

    Stop at

    36m

    3:00

    (38)

    Air

    0.95 pp02

    36m

    END

    Stop at

    30m

    2:00

    (40)

    Air

    0.83 pp02

    30m

    END

    Stop at

    27m

    3:00

    (43)

    Air

    0.77 pp02

    27m

    END

    Stop at

    24m

    3:00

    (46)

    Air

    0.70 pp02

    24m

    END

    Stop at

    21m

    3:00

    (49)

    Nitrox 50.0

    1.53 pp02

    9m

    END

    Stop at

    18m

    3:00

    (52)

    Nitrox 50.0

    1.38 pp02

    8m

    END

    Stop at

    15m

    4:00

    (56)

    Nitrox 50.0

    1.23 pp02

    6m

    END

    Stop at

    12m

    6:00

    (62)

    Nitrox 50.0

    1.09 pp02

    4m

    END

    Stop at

    9m

    6:00

    (68)

    Nitrox 80.0

    1.50 pp02

    0m

    END

    Stop at

    6m

    8:00

    (76)

    Nitrox 80.0

    1.26 pp02

    0m

    END

    Stop at

    3m

    11:00

    (87)

    Nitrox 80.0

    1.03 pp02

    0m

    END

    Asc to sfc.

    (87)

    Nitrox 80.0

    -9m/min ascent.

    DIVE PLAN

    Surface interval = 2 day 0 hr 0 min.

    Altitude = 0m

    Conservatism = + 2, Critical Volume = ON

    Таблица 2

    Dec to

    60m

    (4)

    Trimix 9.0/65.0

    15m/min decent.

    Dec to

    120m

    (7)

    Trimix 9.0/65.0

    18m/min decent.

    Level

    120m

    7:40

    (15)

    Trimix 9.0/65.0

    1.15 pp02

    33m

    END

    Asc to

    90m

    (18)

    Trimix 9.0/65.0

    -9m/min ascent.

    Stop at

    90m

    1:00

    (19)

    Trimix 9.0/65.0

    0.89 pp02

    23m

    END

    Stop at

    84m

    2:00

    (21)

    Trimix 9.0/65.0

    0.83 pp02

    21m

    END

    Stop at

    78m

    2:00

    (23)

    Trimix 9.0/65.0

    0.78 pp02

    19m

    END

    Stop at

    72m

    3:00

    (26)

    Trimix 9.0/65.0

    0.73 pp02

    17m

    END

    Stop at

    66m

    3:00

    (29)

    Trimix 9.0/65.0

    0.68 pp02

    15m

    END

    Stop at

    60m

    4:00

    (33)

    Trimix 9.0/65.0

    0.62 pp02

    13m

    END

    Stop at

    54m

    4:00

    (37)

    Trimix 9.0/65.0

    0.57 pp02

    11m

    END

    Stop at

    48m

    4:00

    (41)

    Trimix 25.0/49.0

    1.43 pp02

    9m

    END

    Stop at

    42m

    4:00

    (45)

    Trimix 25.0/49.0

    1.28 pp02

    7m

    END

    Stop at

    36m

    6:00

    (51)

    Trimix 25.0/49.0

    1.13 pp02

    5m

    END

    Stop at

    30m

    4:00

    (55)

    Trimix 25.0/49.0

    0.99 pp02

    3m

    END

    Stop at

    27m

    4:00

    (59)

    Trimix 25.0/49.0

    0.91 pp02

    2m

    END

    Stop at

    24m

    5:00

    (64)

    Trimix 25.0/49.0

    0.84 pp02

    1m

    END

    Stop at

    21m

    4:00

    (68)

    Nitrox 50.0

    1.53 pp02

    9m

    END

    Stop at

    18m

    3:00

    (71)

    Nitrox 50.0

    1.38 pp02

    8m

    END

    Stop at

    15m

    6:00

    (77)

    Nitrox 50.0

    1.23 pp02

    6m

    END

    Stop at

    12m

    6:00

    (83)

    Nitrox 50.0

    1.09 pp02

    4m

    END

    Stop at

    9m

    8:00

    (91)

    Nitrox 80.0

    1.50 pp02

    0m

    END

    Stop at

    6m

    10:00

    (101)

    Nitrox 80.0

    1.26 pp02

    0m

    END

    Stop at

    3m

    15:00

    (116)

    Nitrox 80.0

    1.03 pp02

    0m

    END

    Asc to sfc.

    (116)

    Nitrox 80.0

    -9m/min ascent.


  • Rambler's Top100

    Дайвинг - рейтинг DIVEtop
    Поддержать сайт в
    рейтинге DIVEtop.ru
    Яндекс цитирования

    Обмен сылками


    Get Adobe Reader
    DiveTek © 2003-2008. При любом использовании материалов сайта активная ссылка на www.dive-tek.ru обязательна.
    Главная Главная Карта сайта e-mail Skype us Домашняя страница О журнале Анонс Рубрики Архив журнала Контакты Реклама English Условия использования