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


ДВА СОМНЕНИЯ ПО ПОВОДУ ВЕЛИЧИН М-ЧИСЕЛ ДЛЯ КОМПОНЕНТ С МАЛЫМ ВРЕМЕНЕМ ПОЛУРАССЫЩЕНИЯ

Олег КОЗЛОВ к.т.н., PADI DM, NAUI TWP
Борис МОЛОШНИКОВ Фото

Составляете собственную декомпрессионную модель? Готовитесь к сложному погружению? Собираетесь приобрести программируемый дайв-компьютер и самостоятельно его перепрограммировать? Или после завершения технического погружения вместе с легким головокружением и непонятным ощущением в ушах испытываете сомнения... Те самые СОМНЕНИЯ? Значит, во время поверхностного интервала имеет смысл вспомнить и пересмотреть зазубренные истины, превратив сомнения в более менее ясно сформулированные вопросы.

Вспомним классическую модель, разработанную Уоркманом (Workman). Тканевые «компоненты», соответствующие различному времени полурассыщения, характеризуются своими предельными величинами перенасыщения азота. Эти величины, выражаемые в единицах давления или в метрах глубины, были названы М-числами, от слова «максимум».

Уоркманом были высказаны предположения о том, что чем больше время полурассыщения, тем ниже величина соответствующего М-числа. При этом величина М-числа увеличивается с глубиной. Первоначально эти связи описывались линейными зависимостями:

М(НТ) = Ms - к x НТ

где НТ - период полурассыщения, Ms-значение для 5-минутного периода полурассыщения, к - коэффициент.

M(Z) = Mo + ДМ x Z

где Мо - поверхностное значение, ДМ -приращение с глубиной, Z - глубина.

Когда гипотеза в целом подтвердилась на материале многочисленных опытов, на основе этих простых зависимостей были составлены таблицы US-NAVY. В настоящее время при составлении декомпрессионных алгоритмов наиболее широко применяются следующие наборы чисел: Workman (1965), Buhlmann ZH-L12 (1983), DSAT RDP (1987), DCAP 11F6 (1988), Buhlmann ZH-L16 (1990). Основным различием между ними является количество используемых компонент и максимальное время полурассыщения. Так, в наборе DCAP это время составляет 670 минут.

При этом никакого физического или физиологического обоснования М-числа так и не получили. Просто принято считать, что при выходе за обозначенные пределы риск декомпрессионного заболевания будет существенно возрастать. Новое слово было сказано Брюсом Винке. Согласно идеям RGBM, необходимо отслеживать не сами величины предельных насыщений, а их градиенты. То есть М-числа перестали быть константами, превратившись в функции, зависящие от параметров погружения текущего и предшествующих погружений. Эта идея реализована во многих современных программах и компьютерах-декомпрессиметрах, а NAUI опубликовало соответствующие таблицы, в том числе для бездекомпрессионных погружений.

На рисунке 1 показан график, отображающий различные наборы М-чисел. Особо следует выделить наборы ZH-L12 и RDP, которые являются обобщением результатов большого количества экспериментов с применением средств ультразвуковой диагностики.

Многолетняя практика в целом подтвердила справедливость рассмотренного подхода.

Но! Практика технического дайвинга привела к использованию расширенного диапазона декомпрессии, смесей с необычным содержанием кислорода, погружениям при постоянном парциальном давлении кислорода и т.п. От составителей таблиц и декомпрессионых алгоритмов потребовались соответствующие уточнения. Так были введены компоненты с временем полурассыщения менее 5 минут. Но какие допустимые величины перенасыщения им должны быть сопоставлены? Так, модель ZH-L16 приводит для компоненты 2,65 минуты величину Мо=34,2 м. Видно, что простая экстраполяция приводит к неточным и опасно высоким величинам, не согласующимся с данными наблюдений. Например, описано появление пузырьков в оболочках глаза при погружениях в бездекомпрессионном режиме.

Более осторожным оказался автор декомпаратора Беннет (Bennett), предположивший, что М-числа для компонент с периодом полурассыщения меньше 2 минут должны быть не выше, чем для двухминутной. Сравнение соответствующих кривых для моделей ZH-L16 Уоркмана и Беннета показано на рисунке 2. Между прочим, из графика видно, насколько подход Беннета более консервативен.

Позволю себе сформулировать две гипотезы:

1) значения М-чисел для компонент с малыми периодами полурассыщения должны убывать;

2) для таких компонент необходимо учитывать действие всех газов (после инертного газа - в первую очередь кислорода, а быть может, и водяного пара).

Почему? Как правило, при рассмотрении многокомпонентных моделей не принято называть конкретные ткани организма. Но для «быстрых» компонент все проще - среди них оказываются слизистые оболочки, непосредственно соприкасающиеся с дыхательной смесью, легочная ткань, лимфа, кровь в малом круге кровообращения. Ясно, что можно ограничиться рассмотрением компонент со временем полурассыщения, соответствующим одному дыхательному движению. Для такой компоненты величина критического давления будет асимптотически приближаться к значению около 3-5 м водяного столба, то есть к опасному по баротравме тканей легких (на рисунке 2 показано пунктиром).

И во-вторых, какая смесь содержится в расширяющихся пузырьках? Неужели чистый азот? Известно (вспомним формулу OTU), что, начиная с парциального давления кислорода более 0,5, он начинает насыщать ткани быстрее, чем успевает ими поглотиться. Значит, кислород появится при снижении давления и в смеси газов, заполняющей пузырьки. Так как размер будет зависеть не от парциального, а от полного давления, это будет означать дополнительную 20-процентную нагрузку для компонент с малыми периодами полурассыщения. Соответственно, изменится наклон кривой, что будет означать смещение оценки глубоких остановок.

Очевидно, что в рамках «компонентной» декомпрессионной модели рассчитать значения самих М-чисел нельзя. Но они могут быть получены на основе численного моделирования, например, в рамках диффузионной модели, подтверждены экспериментальными данными.

А пока не получены эти подтверждения, высказанные предположения означают, что на глубине разумно плавать так же аккуратно, как и вблизи поверхности. Даже при использовании нитрокса (что актуально для поклонников ребризеров). Но мы ведь все и так всплываем осторожно...

Сергей ЧЕРКАШИН институт океанологии Российской академии наук
КОММЕНТАРИЙ

СОМНЕНИЕ - НЕ ПОРОК, НО БОЛЬШОЕ НЕУДОБСТВО

Это хорошо, когда появляется сомнение по какому-либо жизненно важному поводу, если их два - еще лучше: Лично у меня до сих пор не сложилось стройного понимания и четкого структурирования процессов декомпрессии. Сильно подозреваю, что таких счастливых людей вообще нет. Серьезнейшие исследования в области теории и практики декомпрессии проводятся уже более 100 лет, а механизмы этого процесса еще полностью не поняты и разработка методов декомпрессии идет в основном по пути проб и ошибок.

С другой стороны, история данного вопроса развивалась параллельно с развитием научных представлений о физиологических процессах в организме. Возникали новые методики, создавались целые школы, отстаивающие те или иные взгляды. И это нормально. На организм водолаза под водой воздействует такое количество факторов, во многих случаях очень индивидуальных, что учесть их все, а особенно их взаимное влияние, крайне сложно, практически невозможно. Тем не менее выявление основных таких факторов и их изучение приближает нас к той самой истине, абсолютного понимания которой мы так никогда и не достигнем. Но стремиться нужно. Кто-то из великих сказал, что именно в этом есть смысл жизни:

Теперь, собственно, по вопросу М-чисел, или правильнее использовать термин «М-величины». Метод Уоркмана, предложенный им в 1965 году, пришел на смену водолазным таблицам ВМС США, основанным на концепции сначала Ярбруга, а затем Дуайера. Следует четко представлять, что М-величины - это не коэффициенты перенасыщения, на которых строили свои методики предшественники, а величина допустимого пересыщения, изложенная как разница давлений (или глубин), а не их отношение. Метод Уоркмана оказался достаточно гибким и легко приспосабливаемым к любым результатам, полученным экспериментальным путем. Однако он не учитывал асимметричность насыщения тканей и их рассыщения, что сформулировано в концепции Хемплмана. Этот эффект начинает особенно проявляться при относительно глубоководных и длительных погружениях. Он был учтен в британских таблицах 1968 года, ставших более популярными по сравнению с американскими из-за невысокой статистики возникновения ДБ.

Не следует забывать и о том, что образование пузырьковой фазы во многом связано с наличием так называемых зародышей. Именно они в немалой степени стимулируют возникновение опасных пузырьков. Наличие и критическая величина перенапряжения в тканях - это один из важных, но не единственный лимитирующий фактор. Вопросы диффузии газов между различными группами тканей могут стать решающими при калькуляции декомпрессионных режимов, что было отражено в работах Хиллза. Более того, однородность тканей тоже можно рассматривать достаточно условно. Из концепции Хиллза ученые делают два вывода. Во-первых, в тканях организма происходит довольно мало процессов, обусловленных либо только перфузией, либо только диффузией; процесс выглядит более комплексно. Во-вторых, каждая «медленная» ткань будет иметь «быстрый» компонент, а каждая «быстрая» ткань - соответственно, «медленный». По мнению Беннета и Эллиатта, с точки зрения расчетов это означает, что очень мало таких тканей (или они совсем отсутствуют), которые можно было бы считать насыщающимися во времени экспоненциально и имеющими простой единый характерный период полупроцесса. Не исключено, что именно здесь кроется нелогичный на первый взгляд излом кривой, принятый для декомпаратора. В особо «быстрых» тканях может превалировать совершенно иной характер газообмена.

Что касается использования газовых смесей с повышенным содержанием кислорода. В этой связи мы всегда пользовались концепцией эквивалентной воздушной глубины (EAD). Эта концепция допускает, что парциальные давления кислорода, двуокиси углерода и водяных паров в тканях не меняются в зависимости от глубины и газового состава. В результате метаболизма РтО2 и РтСО2 обычно находятся почти на постоянных уровнях. Однако это справедливо только для относительно невысоких парциальных давлений кислорода в альвеолах. Для значений выше величин 0,5-0,6 бар эквивалентная воздушная глубина должна была бы быть скорректирована на величину ∆РтО2, которая может быть вычислена как разница между прогнозируемой и действительной величинами «кислородного окна». Экстракция кислорода из крови является важным фактором, определяющим реакцию тканей на декомпрессию. Еще в 1957 году Рашбас и Итон пришли к выводу, что кислород под парциальным давлением в смеси более 0,6 бар действует как нейтральный газ. Эксперименты проводились на крысах. С другой стороны, Логан в 1961 году не смог обнаружить статистически значимого различия в частоте возникновения ДБ у водолазов при сравнении погружений с учетом EAD и стандартных спусков на воздухе. Не все так однозначно!

Отдельная история - погружения на смесевых замкнутых ребризерах, когда в дыхательном контуре независимо от глубины автоматически поддерживается постоянное парциальное давление кислорода. Такой принцип позволяет выполнять все этапы погружения в режиме как бы постоянно оптимальной смеси (best mix). Здесь, на мой взгляд, при глубоководных продолжительных спусках расширенное «кислородное окно» на фазе пребывания на грунте может сыграть отрицательную роль, в то время как на этапе декомпрессии оно существенно укорачивает режимы за счет усиления движущей силы элиминации газа. В этом плане становится более понятна логика команды английских дайверов, выбравших величину установки (setpoint) 1,2 бар для донной фазы и 1,4 бар для фазы декомпрессии на своих ребризерах Inspiration в ходе экспедиции на «Британик» (глубина 120 м).

Как видим, теория декомпрессии достаточно противоречива и еще весьма далека от совершенства. Единственное, в чем сходятся практически все ученые, это то, что самый надежный подход к решению проблемы разработки режимов декомпрессии состоит в учете экспериментальных условий и наборе убедительной статистики. Нормальный, не сдвинутый на теоретических изысках дайвер наверняка не дочитает эту статью до конца. Практики выбирают более прагматичный подход, сформулированный во всем мире фразой: What is working - it works - «То, что работает, - то работает». А недостаточность статистики я стараюсь восполнить собственным опытом, личными ощущениями, а иногда и интуицией. What is working - it works!


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