Теория декомпрессии

Не путать с практикой декомпрессии или декомпрессионной болезнью .

Scuba Diver распадается на запланированной остановке во время восхождения из погружения

Теория декомпрессии - это исследование и моделирование переноса инертного газового компонента дыхательных газов из газа в легких в ткани и обратно во время воздействия вариаций давления окружающей среды. В случае подводного дайвинга и сжатого воздуха, это в основном включает в себя давление окружающей среды, превышающее локальное поверхностное давление, Но астронавты, высокие альпинисты и путешественники в самолетах, которые не подвергаются давлению на давление на уровне моря, обычно подвергаются воздействию давления окружающей среды меньше, чем стандартное атмосферное давление уровня моря. Во всех случаях симптомы, вызванные декомпрессией, возникают в течение или в течение относительно короткого периода часов или иногда дни после значительного снижения давления.

Термин «декомпрессия» вытекает из -за снижения давления окружающей среды, испытываемого организмом, и относится как к снижению давления , так и к процессу позволяет удалить растворенные инертные газы из тканей во время и после этого снижения давления. Поглощение газа тканями находится в растворенном состоянии, и элиминация также требует, чтобы газ растворился, однако достаточное снижение давления окружающей среды может вызвать образование пузырьков в тканях, что может привести к повреждению тканей и симптомам, известным как декомпрессия Болезнь, а также задерживает ликвидацию газа.

Декомпрессионное моделирование пытается объяснить и предсказать механизм устранения газа и образования пузырьков в организме во время и после изменений давления окружающей среды, и предоставляет математические модели, которые пытаются предсказать приемлемо низкий риск и разумно практические процедуры декомпрессии в этой области. И использовались как детерминированные, так и вероятностные модели и все еще используются.

Эффективная декомпрессия требует, чтобы дайвер поднимался достаточно быстро, чтобы установить как высокий градиент декомпрессии, во многих тканях, насколько это безопасно, не провоцируя развитие симптоматических пузырьков. Это способствует наиболее приемлемо безопасному частичному давлению кислорода в дыхательном газе и избегание изменений газа, которые могут вызвать образование или рост пузырьков с контрдифузией. Разработка графиков, которые являются как безопасными, так и эффективными, была осложнена большим количеством переменных и неопределенности, включая личные изменения в ответе в различных условиях окружающей среды и рабочей нагрузки.

Физиология декомпрессии

Основная статья: физиология декомпрессии

Газ дышат при давлении окружающей среды, а часть этого газа растворяется в кровь и другие жидкости. Инертный газ продолжает использовать до тех пор, пока газ, растворенный в тканях, не находится в состоянии равновесия с газом в легких (см. Погружение на насыщение ), или давление окружающей среды уменьшается, пока инертные газы не растворяются в тканях. концентрация, чем состояние равновесия, и снова начните диффундировать.

Поглощение газов в жидкостях зависит от растворимости специфического газа в конкретной жидкости, концентрации газа, обычно измеряемой при частичном давлении и температуре. При изучении теории декомпрессии поведение газов, растворенных в тканях, исследуется и моделируется для изменений давления с течением времени.

После растворения распределение растворенного газа может быть диффузией , где нет объемного потока растворителя или перфузии , когда растворитель (кровь) циркулируется вокруг тела дайвера, где газ может диффундировать в локальные области более низкой концентрации . Учитывая достаточное время при определенном частичном давлении в дыхательном газе, концентрация в тканях стабилизирует или насыщается со скоростью в зависимости от растворимости, скорости диффузии и перфузии.

Если концентрация инертного газа в дыхательном газе снижается ниже концентрации любой из тканей, газ будет иметь тенденцию к возвращению из тканей в дыхательный газ. Это известно как исход и происходит во время декомпрессии, когда снижение давления окружающей среды или изменение дыхательного газа снижает частичное давление инертного газа в легких.

Комбинированные концентрации газов в любой данной ткани будут зависеть от анамнеза давления и состава газа. В условиях равновесия общая концентрация растворенных газов будет меньше, чем давление окружающей среды, поскольку кислород метаболизируется в тканях, а образуемый углекислый газ гораздо более растворим. Однако во время снижения давления окружающей среды скорость снижения давления может превышать скорость, с которой газ может быть устранен путем диффузии и перфузии, и если концентрация становится слишком высокой, она может достичь стадии, где образование пузырьков может происходить в перенасыщенных ткани. Когда давление газов в пузырьке превышает комбинированное внешнее давление давления окружающей среды и поверхностное натяжение от раздела пузырька - жидкость, пузырь будет расти, и этот рост может вызвать повреждение тканей. Симптомы, вызванные этим повреждением, известны как декомпрессионная болезнь .

Фактические скорости диффузии и перфузии и растворимость газов в определенных тканях обычно не известны, и они значительно различаются. Тем не менее, были предложены математические модели, которые в большей или меньшей степени приближаются к реальной ситуации, и эти модели используются для прогнозирования того, может ли образование симптоматического пузырька, вероятно, возникает для данного профиля воздействия давления. Декомпрессия включает в себя сложное взаимодействие растворимости газа, частичного давления и градиентов концентрации, диффузии, объемного транспорта и пузырьковой механики в живых тканях.

Растворенная динамика фазового газа

Растворимость газов в жидкостях зависит от природы жидкости растворителя и растворенного вещества, температура ​ , давление , и наличие других растворенных веществ в растворителе. Диффузия быстрее в меньших, более легких молекулах, из которых гелий является крайним примером. Диффузия гелия в 2,65 раза быстрее азота. Градиент концентрации может использоваться в качестве модели для механизма диффузии вождения. В этом контексте инертный газ относится к газу, который не является метаболически активным . Атмосферный азот (N ₂ ) является наиболее распространенным примером, а гелий (HE) является другим инертным газом, обычно используемым в дыхательных смесях для дайверов . Атмосферный азот имеет парциальное давление приблизительно 0,78 бар на уровне моря. Воздух в альвеоле легких разбавляется насыщенным водяным парами (H ₂ O) и углекислым газом (CO ₂ ), метаболическим продуктом, испуганным кровью, и содержит меньше кислорода (O ₂ ), чем атмосферный воздух, как некоторые из них. поглощается кровью для метаболического использования. Полученное парциальное давление азота составляет около 0,758 бар.

Следовательно, при атмосферном давлении ткани организма обычно насыщены азотом при 0,758 бар (569 мм рт.ст.). При повышении давления окружающей среды из -за глубины или давления среды обитания легкие дайвера заполнены дыхательным газом при повышенном давлении, а частичное давление составляющих газов будет увеличено пропорционально. Инертные газы из дыхательного газа в легких диффундируют в крови в альвеолярных капиллярах и распределяются вокруг тела путем системной кровообращения в процессе, известном как перфузия . Растворенные материалы транспортируются в крови намного быстрее, чем они будут распределены только по диффузии. Из системных капилляров растворенные газы распространяются через клеточные мембраны и в ткани, где они могут в конечном итоге достичь равновесия. Чем больше кровоснабжение ткани, тем быстрее он достигнет равновесия с газом при новом парциальном давлении. Это равновесие называется насыщением . Завод, по -видимому, следует простому обратному экспоненциальному уравнению. Время, необходимое для ткани, чтобы поднять или высвободить 50% разницы в емкости растворенного газа при измененном парциальном давлении, называется перерывом для этой ткани и газа.

Газ остается растворенным в тканях до тех пор, пока парциальное давление этого газа в легких не будет уменьшено достаточно, чтобы вызвать градиент концентрации с кровью при более низкой концентрации, чем соответствующие ткани. Когда концентрация в крови падает ниже концентрации в соседней ткани, газ будет диффундировать из ткани в кровь, а затем будет транспортироваться обратно в легкие, где он будет диффундировать в газ легких, а затем будет устранена выдохом Полем Если снижение давления окружающей среды ограничено, эта десатурация будет иметь место в растворенной фазе, но если давление окружающей среды в достаточной степени снижается, пузырьки могут образовываться и расти как в крови, так и в других перенасыщенных тканях. Когда частичное давление всего газа, растворенного в ткани, превышает общее давление окружающей среды на ткани, он перенасыщен, И есть возможность образования пузырьков.

Сумма частичного давления газа, которую дайвер дышит, должна обязательно уравновесить сумму частичного давления в газе легких. В альвеоле газ увлажнен и получил углекислый газ из венозной крови. Кислород также распространяется в артериальную кровь, снижая парциальное давление кислорода в альвеоле. Поскольку общее давление в альвеолах должно сбалансировать с давлением окружающей среды, это разведение приводит к эффективному пардному давлению азота около 758 МБ (569 мм рт. Ст.) В воздухе при нормальном атмосферном давлении. В устойчивом состоянии, когда ткани были насыщены инертными газами дыхательной смеси, метаболические процессы снижают парциальное давление менее растворимого кислорода и заменяют его на диоксид углерода, что значительно более растворимо в воде. В клетках типичной ткани парциальное давление кислорода будет падать, в то время как парциальное давление диоксида углерода будет расти. Сумма этих частичных давлений (вода, кислород, диоксид углерода и азот) меньше, чем общее давление дыхательного газа. Это значительный дефицит насыщения, и он обеспечивает буфер против перенасыщения и движущей силы для растворяющихся пузырьков. Эксперименты показывают, что степень ненасыщенности линейно увеличивается с давлением для дыхательной смеси фиксированной композиции и линейно уменьшается с фракцией инертного газа в дыхательной смеси. Как следствие, условия для максимизации степени ненасыщенности представляют собой дыхательный газ с максимально возможной доли инертного газа - т.е. чистый кислород, при максимально допустимых частичных давлениях. Этот дефицит насыщения также упоминается как неоттурация, « окно кислорода ». или неполное давление вакансии.

Расположение Micrunaclei или где пузырьки первоначально форма не известна. Включение механизмов образования пузырьков и роста в декомпрессионные модели может сделать модели более биофизическими и обеспечить лучшую экстраполяцию. Условия потока и скорости перфузии являются доминирующими параметрами в конкуренции между пузырьками тканей и кровообращения, а также между множественными пузырьками для растворенного газа для роста пузырьков.

Пузырьковая механика

Для существования пузырьков необходимо равновесие сил на поверхности. Сумма окружающего давления и давления из -за искажения тканей, возникающая на внешней стороне поверхности, с поверхностным натяжением жидкости на границе раздела между пузырьком и окружающей средой должна быть сбалансирована давлением на внутренней стороне пузыря. Это сумма частичного давления газов внутри из -за чистой диффузии газа в пузырь и обратно. Баланс силы на пузырьке может быть модифицирован слоем поверхностных активных микропузырьк при размере, когда поверхностное натяжение на чистом молекул, которые могут стабилизировать пузырь Пузырь достаточно сжат, он может стать непроницаемым для диффузии. Если растворитель вне пузырька насыщен или ненасыщен, частичное давление будет меньше, чем в пузырьке, а поверхностное натяжение будет увеличивать внутреннее давление в прямой пропорции к поверхностной кривизной , фактически «вытягивая газ из пузыря», и чем меньше пузырь, тем быстрее он выжимает. Газовый пузырь может расти только при постоянном давлении, если окружающий растворитель достаточно перенасыщен, чтобы преодолеть поверхностное натяжение или если поверхностный слой обеспечивает достаточную реакцию для преодоления поверхностного натяжения. Чистые пузырьки, которые достаточно маленькие, будут рухнуть из -за поверхностного натяжения, если перенасыщение низкое. Пузырьки с полупроницаемыми поверхностями либо стабилизируются при определенном радиусе в зависимости от давления, состава поверхностного слоя и сверхпроницаемого, либо продолжать расти на неопределенный срок, если больше критического радиуса. Образование пузырьков может происходить в крови или других тканях.

Растворитель может нести перенасыщенную нагрузку газа в растворе. Будет ли он выйти из решения в основной части растворителя с образованием пузырьков, будет зависеть от ряда факторов. Что -то, что уменьшает поверхностное натяжение или адсорбирует молекулы газа, или локально снижает растворимость газа или вызывает локальное снижение статического давления в жидкости, может привести к зарождению или росту пузырьков. Это может включать в себя изменения скорости и турбулентность в жидкостях и локальных нагрузок на растяжение в твердых веществах и полусолидах. Липиды и другие гидрофобные поверхности могут уменьшить поверхностное натяжение (стенки кровеносных сосудов могут иметь этот эффект). Обезвоживание может снизить растворимость газа в ткани из -за более высокой концентрации других растворенных веществ и меньше растворителя для удержания газа. Другая теория предполагает, что микроскопические пузырьковые ядра всегда существуют в водной среде, включая живые ткани. Эти пузырьковые ядра являются сферическими газовыми фазами, которые достаточно малы, чтобы оставаться в суспензии, но достаточно сильные, чтобы противостоять коллапсу, их стабильность обеспечивается упругим поверхностным слоем, состоящим из поверхностных молекул, которые противостоят влиянию поверхностного натяжения.

После формирования микро-пузыря он может продолжать расти, если ткани достаточно перенасыщены. По мере роста пузырька он может исказить окружающую ткань и вызывать повреждение клеток и давление на нервы, приводящие к боли или может блокировать кровеносной сосуд, отрезать кровоток и вызывая гипоксию в тканях, обычно перфузированных сосудом.

Если существует пузырь или объект, который собирает молекулы газа, эта коллекция молекул газа может достигать размера, где внутреннее давление превышает комбинированное поверхностное натяжение и внешнее давление, а пузырь будет расти. Если растворитель достаточно перенасыщен, диффузия газа в пузырь будет превышать скорость, с которой он диффундирует обратно в раствор, и если это избыточное давление больше, чем давление из -за поверхностного натяжения, пузырь будет продолжать расти. Когда пузырь растет, поверхностное натяжение уменьшается, и внутреннее давление падает, что позволяет газ диффундировать быстрее и диффундировать медленнее, поэтому пузырь растет или сокращается в ситуации с положительной обратной связью. Скорость роста снижается по мере роста пузырька, потому что площадь поверхности увеличивается как квадрат радиуса, в то время как объем увеличивается как куб радиуса. Если внешнее давление уменьшается из-за пониженного гидростатического давления во время подъема, пузырь также будет расти, и, наоборот, повышенное внешнее давление приведет к сокращению пузыря, но может не вызвать его полностью, если устойчивый к сжатию поверхностного слоя слоя поверхностного слоя существует.

Пузырьки декомпрессии, по -видимому, образуются в основном в системных капиллярах, где концентрация газа самая высокая, часто те, кто питает вены, истощающие активные конечности. Они, как правило, не образуются в артериях, при условии, что снижение давления окружающей среды не слишком быстро, так как артериальная кровь недавно имела возможность выпустить избыточный газ в легкие. Пузыри, перенесенные обратно в сердце в жилах, могут быть перенесены в системное кровообращение с помощью патентного отверстия в овале у дайверов с этим дефектом перегородки, после чего существует риск окклюзии капилляров в любой части тела, в которой они оказываются.

Пузыри, которые переносятся обратно в сердце в жилах, будут проходить в правую сторону сердца, и оттуда они обычно будут попадать в легочную циркуляцию и проходить или попасть в капилляры легких, которые находятся вокруг альвеол и Очень близко к дыхательному газу, где газ будет распространяться от пузырьков, хотя капиллярные и альвеолярные стены в газ в легких. Если количество капилляров легких, заблокированных этими пузырьками, относительно мало, дайвер не будет иметь симптомы, а ткань не будет повреждена (ткани легких адекватно оксигенированы диффузией). Пузырьки, которые достаточно малы, чтобы пройти через капилляры легких, могут быть достаточно малы, чтобы быть растворенными из -за комбинации поверхностного натяжения и диффузии с пониженной концентрацией в окружающей крови, хотя теория нуклеации модели различной проницаемости подразумевает, что большинство пузырьков проходят через Легочная циркуляция потеряет достаточное количество газа, чтобы пройти через капилляры и вернуться к системному циркуляции в качестве переработанных, но стабильных ядер. Пузырьки, которые образуются в тканях, должны быть устранены in situ путем диффузии, что подразумевает подходящий градиент концентрации.

Изобарическая контрдиффузия (МУС)

Основная статья: изобарическая контрдиффузия

Изобарическая контрдиффузия - это диффузия газов в противоположных направлениях, вызванных изменением состава внешнего окружающего газа или дыхательного газа без изменения давления окружающей среды. Во время декомпрессии после погружения это может произойти, когда изменение вносится в дыхательный газ или когда дайвер переходит в заполненную газом среду, которая отличается от дыхательного газа. Хотя это не строго говоря, явление декомпрессии, это может возникнуть осложнение, которое может возникнуть во время декомпрессии, и это может привести к формированию или росту пузырьков без изменений в экологическом давлении. Две формы этого явления были описаны Ламбертсеном:

Поверхностный ICD (также известный как устойчивое состояние изобарической контрдиффузии) возникает, когда инертный газ, дышащий дайвером, диффундирует медленнее в организм, чем инертный газ, окружающий тело. Примером этого будет дыхание воздуха в среде Heliox. Гелий в гелиокске диффундирует в кожу быстро, в то время как азот диффундирует медленнее от капилляров к коже и из тела. Полученный эффект генерирует перенасыщение в некоторых местах поверхностных тканей и образовании пузырьков инертного газа.

Глубокая ткани ICD (также известная как временная изобарическая контрдиффузия) происходит, когда различные инертные газы дышат дайвером в последовательности. Быстро диффундирующий газ транспортируется в ткань быстрее, чем более медленный диффузирующий газ транспортируется из ткани. Это может возникнуть, когда дайверы переходят от азотной смеси на гелиевую смесь или когда насыщенные дайверы дышат гидлиокс переключатель на смесь Heliox.

Исследование Dooolette и Mitchell по декомпрессионной болезни внутреннего уха (IEDCS) показывает, что внутреннее ухо может не быть хорошо моделировано общими (например, Бюльманн) алгоритмами. Dooolette и Mitchell предполагают, что переход от богатой гелием смеси на сочетание азота, как обычно при техническом дайвингу при переходе от Trimix на нитрокс при восхождении, может привести к переходному перерывам инертного газа во внутреннем ухе и приводит к IEDCS. Они предполагают, что дыхательные газы переключаются от богатых гелием на смеси, богатые азотом, следует тщательно запланировано либо глубоким (с должным рассмотрением наркоза с азотом), либо мелки, чтобы избежать периода максимального перспектива, возникающего в результате декомпрессии. Переключатели также должны быть сделаны во время дыхания наибольшего вдохновленного частичного давления кислорода, которое можно безопасно переносить с должным учетом токсичности кислорода.

Причинную роль кислорода

Хотя обычно считается, что DCS вызвана перенасыщением инертного газа, Hempleman заявил:

... Это не приводило к достаточным сокращению в разрешенном коэффициенте декомпрессии, и в настоящее время производится пособие на расчеты для высокого количества частичного кислорода. Всякий раз, когда парциальное давление кислорода в воздухе (или смеси) превышает 0,6 бар, считается, что в тканях присутствует значительное количество растворенного кислорода и что существует повышенный риск декомпрессии. Это оценивается путем добавления 25% к глубине погружения и выполнения расчетов, как только что изложено с использованием предположения (1). Таким образом, полученная глубина кислорода первой остановки, и на этой глубине тратится 5 минут, чтобы обеспечить метаболическое использование избыточного газа растворенного кислорода. После этой «кислородной остановки» расчеты продолжаются, как указано выше.

Декомпрессия болезнь

Дополнительная информация: декомпрессия болезнь

Сосудистые пузырьки, образованные в системных капиллярах, могут быть пойманы в капиллярах легких, временно блокируя их. Если это тяжело, может возникнуть симптом, называемый «духи». Если у дайвера есть патентное отверстие для отверстия (или шунт в легочной циркуляции), пузырьки могут проходить через него и обойти легочную циркуляцию, чтобы войти в артериальную кровь. Если эти пузырьки не поглощаются в артериальной плазме и домике в системных капиллярах, они будут блокировать поток кислородной крови к тканям, поставляемым этими капиллярами, и эти ткани будут голодать кислородом. Moon and Kisslo (1988) пришли к выводу, что «данные свидетельствуют о том, что риск серьезного неврологического DCI или раннего DCI увеличивается у дайверов с отдыхающим шунтом прямо на пол через ПФО. В настоящее время нет доказательств того, что ПФО связан с легкими или поздними изгибами начала ".

Пузырьки образуются в других тканях, а также кровеносные сосуды. Инертный газ может диффундировать в пузырьковые ядра между тканями. В этом случае пузырьки могут искажать и навсегда повредить ткани. По мере того, как они растут, пузырьки могут также сжимать нервы, когда они растут, вызывая боль.

Внешнего или автохтон ^[А] Пузырьки обычно образуются в медленных тканях, таких как суставы, сухожилия и мышечные оболочки. Прямое расширение вызывает повреждение ткани, с высвобождением гистаминов и связанных с ними последствий. Биохимический ущерб может быть таким же важным, как или более важным, чем механические эффекты.

Обмен растворенными газами между кровью и тканями контролируется перфузией и в меньшей степени диффузией, особенно в гетерогенных тканях. Распределение кровотока по тканям является переменным и подвержено различным влияниям. Когда поток локально высокий, в этой области преобладает перфузия и диффузией, когда поток низкий. Распределение потока контролируется средним артериальным давлением и локальным сопротивлением сосудов, а артериальное давление зависит от сердечного выброса и общего сосудистого сопротивления. Базовое сосудистое сопротивление контролируется симпатической нервной системой, а метаболиты, температура и локальные и системные гормоны оказывают вторичные и часто локализованные эффекты, что может значительно варьироваться с обстоятельствами. Периферическая вазоконстрикция в холодной воде уменьшает общую потерю тепла без увеличения потребления кислорода до начала дрожания, в этот момент потребление кислорода будет расти, хотя вазоконстрикция может сохраняться.

Состав дыхательного газа во время воздействия давления и декомпрессии является значительным при поглощении и устранении инертного газа для данного профиля воздействия давления. Дыхательные газовые смеси для дайвинга, как правило, будут иметь другую газовую долю азота до фарта воздуха. Частичное давление каждого компонентного газа будет отличаться от давления азота в воздухе на любой заданной глубине, а поглощение и устранение каждого компонента инертного газа пропорциональны фактическому частичному давлению с течением времени. Двумя главными причинами использования смешанных дыхательных газов являются снижение парциального давления азота путем разбавления кислородом, для изготовления смесей нитрокса , главным образом для снижения скорости поглощения азота во время воздействия давления и замены гелия (и иногда других газов)) Для азота уменьшить наркотические эффекты при высоком воздействии на парциальное давление. В зависимости от пропорций гелия и азота, эти газы называются Heliox , если нет азота или тримикса , если есть азот и гелий вместе с необходимым кислородом. Инертные газы, используемые в качестве заменителей азота, имеют различные характеристики растворимости и диффузии в живых тканях в азот, который они заменяют. Например, наиболее распространенной заменой азота инертного газа является гелий, который значительно менее растворим в живой ткани, но также диффундирует быстрее из -за относительно небольшого размера и массы атома HE по сравнению с молекулой N ₂ .

Кровоток к коже и жиру влияет на температуру кожи и ядра, а перфузия мышц покоя контролируется температурой самой мышц. Во время физических упражнений поток к рабочим мышцам часто сбалансируется по уменьшению потока к другим тканям, таким как почки селезенки и печень. Кровоток к мышцам также ниже в холодной воде, но физические упражнения сохраняют мышцы теплыми и потоком повышены, даже когда кожа охлаждена. Кровоток к жиру обычно увеличивается во время упражнений, но это препятствует погружению в холодную воду. Адаптация к холоду уменьшает экстремальную вазоконстрикцию, которая обычно происходит при погружении в холодную воду. Изменения в перфузионном распределении не обязательно влияют на респираторный инертный газовый обмен, хотя некоторые газы могут быть локально охвачены изменениями перфузии. Отдых в холодной среде уменьшит инертный газовый обмен из кожи, жира и мышц, тогда как физические упражнения увеличат газообмен. Упражнения во время декомпрессии могут сократить время декомпрессии и риск, предоставление пузырьков не присутствует, но может увеличить риск, если присутствуют пузырьки. Инертный газовый обмен наименее благоприятен для дайвера, который теплый и управляется на глубине во время фазы загадки, отдыхает и холод во время декомпрессии.

Другие факторы, которые могут влиять на риск декомпрессии, включают концентрацию кислорода, уровни углекислого газа, положение тела, вазодилататоры и конструкторы, положительное или отрицательное дыхание давления. и обезвоживание (объем крови). Индивидуальная восприимчивость к декомпрессионной болезни имеет компоненты, которые можно объяснить определенной причиной, и компоненты, которые кажутся случайными. Случайный компонент делает последовательные декомпрессии плохим тестом восприимчивости. Ожирение и высокий уровень липидов в сыворотке были вовлечены в некоторые исследования в качестве факторов риска, и риск, по -видимому, увеличивается с возрастом. Другое исследование также показало, что пожилые люди имели тенденцию к пузырям больше, чем более молодые субъекты по причинам, еще не известным, но не было выявлено тенденций между весом, жиром тела или полом и пузырьками, и вопрос о том, почему некоторые люди с большей вероятностью образуют пузырьки чем другие остаются неясными.

Декомпрессионная модель концепции

Две довольно разные понятия были использованы для моделирования декомпрессии. Первое предполагает, что растворенный газ устранен во время растворенной фазы, и что пузырьки не образуются во время бессимптомной декомпрессии. Второй, который подтверждается экспериментальным наблюдением, предполагает, что пузырьки образуются во время большинства бессимптомных декомпрессий, и что устранение газа должно рассматривать как растворенные, так и пузырьковые фазы.

Модели ранней декомпрессии, как правило, использовали модели растворенной фазы и корректировали их более или менее произвольными факторами, чтобы снизить риск образования симптоматических пузырьков. Растворенные фазовые модели имеют две основные группы. Модели параллельного отсека, где, по мнению нескольких отсеков с различными скоростями поглощения газа (половина времени), существуют независимо друг от друга, а ограничивающее состояние контролируется компартментом, который показывает худший случай для конкретного профиля воздействия. Эти отсеки представляют концептуальные ткани и не предназначены для представления специфических органических тканей, просто для представления диапазона возможностей для органических тканей. Вторая группа использует последовательные отсеки, где предполагается, что газ распространяется через один отсек, прежде чем он достигнет следующего. Недавнее изменение модели последовательного отсека - это модель взаимосвязанного отсека Goldman (ICM).

Более поздние модели пытаются моделировать динамику пузырьков, также с помощью упрощенных моделей, для облегчения вычисления таблиц, а затем для обеспечения прогнозов в реальном времени во время погружения. Модели, используемые для приближения динамики пузырьков, варьируются и варьируются от тех, которые не намного сложнее, чем растворенные фазовые модели, до тех, которые требуют значительно большей вычислительной мощности.

Ни одна из моделей декомпрессии не может быть показано как точное представление физиологических процессов, хотя были предложены интерпретации математических моделей, которые соответствуют различным гипотезам. Все они являются приближениями, которые предсказывают реальность в большей или меньшей степени, и допустимо надежны только в пределах калибровки по собранным экспериментальным данным.

Диапазон применения

Идеальный профиль декомпрессии создает максимально возможный градиент для устранения инертного газа из ткани, не вызывая образу пузырьков, и модели растворенной фазовой декомпрессии основаны на предположении, что образование пузырьков можно избежать. Тем не менее, не уверен, практически возможно ли это: некоторые из моделей декомпрессии предполагают, что стабильные пузырьковые микроядковые микроядцы всегда существуют. Модели пузырьков предполагают, что будут пузыри, но есть допустимый общий объем газовой фазы или допустимый размер пузырьков газа, и ограничить максимальный градиент, чтобы учитывать эти допуски.

Модели декомпрессии должны в идеале точно прогнозировать риск в течение всего диапазона воздействия из коротких погружений в пределах NOT-STOP, декомпрессионные отрывы в течение всего диапазона практической применимости, включая экстремальные погружения и повторяющиеся погружения, альтернативные дыхательные газы, включая газовые переключения и газовые переключения и газовые переключения и газовые переключения и газовые переключения и газовые переключения и газовые переключения и газовые переключения и газовые переключения и газовые переключения и газовые переключения и газовые переключения и газовые переключения Постоянные PO ₂ , вариации в профиле дайвинга и насыщенные погружения. Как правило, это не так, и большинство моделей ограничены частью возможного диапазона глубин и времени. Они также ограничены указанным диапазоном дыхательных газов, а иногда и ограничены воздухом.

Фундаментальная проблема в проектировании таблиц декомпрессии заключается в том, что упрощенные правила, которые регулируют единое погружение и восхождение, не применяются, когда некоторые пузырьки ткани уже существуют, поскольку они задержит устранение инертного газа, и эквивалентная декомпрессия может привести к декомпрессионной болезни. Повторное дайвинг, множественные восхождения в пределах одного погружения и процедуры поверхностной декомпрессии являются значительными факторами риска для DCS. Они были связаны с развитием относительно высокого объема газовой фазы, который может быть частично перенесен на последующие погружения или окончательное восхождение профиля пилообразной пилотушки.

Функция моделей декомпрессии изменилась с доступностью ультразвуковых детекторов пузырьков допплера и больше не просто ограничивает симптоматическое возникновение декомпрессионной болезни, но также для ограничения бессимптомных пузырьков венозного газа. С момента идентификации венозных пузырьков был сделан ряд эмпирических модификаций растворенных фазовых моделей с помощью измерения допплера у бессимптомных дайверов вскоре после появления.

Тканевые отсеки

Одной из попыток решения была разработка моделей с несколькими тканями, которые предполагали, что разные части тела поглощались и устраняли газ с разных скоростей. Это гипотетические ткани, которые обозначены как быстрые и медленные, чтобы описать скорость насыщения. Каждая ткань или отсек имеет свой период полураспада. Настоящие ткани также займет больше или меньше времени на насыщение, но моделям не нужно использовать фактические значения тканей для получения полезного результата. Модели с от одного до 16 тканевых компартментов были использованы для создания таблиц декомпрессии, а компьютеры для дайвинга использовали до 20 отсеков.

Например: ткани с высоким содержанием липидов могут занять большее количество азота, но часто имеют плохое кровоснабжение. Это займет больше времени, чтобы достичь равновесия и описаны как медленные, по сравнению с тканями с хорошим кровоснабжением и меньшей способностью к растворенному газу, которые описываются как быстро.

Быстрые ткани поглощают газ относительно быстро, но, как правило, быстро его высвобождают во время восхождения. Быстрая ткань может стать насыщенной в ходе нормального отдыха, в то время как медленная ткань могла поглощать лишь небольшую часть его потенциальной емкости газа. Рассчитая уровни в каждом отделении отдельно, исследователи могут построить более эффективные алгоритмы. Кроме того, каждый отсек может переносить более или менее перенасыщение, чем другие. Окончательная форма - сложная модель, но она позволяет создавать алгоритмы и таблицы, подходящие для широкого спектра дайвинга. Типичный дайв -компьютер имеет модель ткани 8–12, причем в два раза варьируется от 5 минут до 400 минут. В таблицах Bühlmann используется алгоритм с 16 тканями, при этом в два раза варьируется от 4 минут до 640 минут.

Можно предположить, что ткани находятся последовательно, где растворенный газ должен диффундировать через одну ткань, чтобы достичь следующей, которая имеет различные свойства растворимости, параллельно, где диффузия в и из каждой ткани считается независимым от других, и как как Комбинации последовательных и параллельных тканей, которые становятся вычислительно сложными.

Модель завода

Половина времени ткани - это время, которое требуется для ткани, чтобы поднять или высвободить 50% разницы в емкости растворенного газа при измененном парциальном давлении. Для каждого последовательного перерыва ткань снова займет или высвобождать наполовину кумулятивной разницы в последовательности ½, ¾, 7/8, 15/16, 31/32, 63/64 и т. Д. Тканевое отделение в половине раза от 1 минуты до не менее 720 минут. Специфический тканевый компартмент будет иметь разные в два раза для газов с различными растворимостью и скоростями диффузии. Завод обычно моделируется как следующее простое обратное экспоненциальное уравнение, где насыщение предполагается после примерно четырех (93,75%) до шести (98,44%) в полувы в зависимости от модели декомпрессии. Эта модель может не адекватно описать динамику исхода, если присутствуют пузырьки газовой фазы.

Открытие моделей

Для оптимизированной декомпрессии движущая сила для десатурации тканей должна быть сохранена при максимуме, при условии, что это не вызывает симптоматического повреждения ткани из -за образования пузырьков и роста (симптоматическая декомпрессионная болезнь) или создает состояние, в котором диффузия замедляется по любой причине.

Существуют два принципиально разных способов к нему. Первое основано на предположении, что существует уровень перенасыщения, который не дает симптоматического образования пузырьков и основан на эмпирических наблюдениях максимальной скорости декомпрессии, которая не приводит к неприемлемым частоте симптомов. Этот подход стремится максимизировать градиент концентрации, при условии, что симптомов нет, и обычно использует слегка модифицированную экспоненциальную модель в перерыве. Второе предполагает, что пузырьки будут образовываться на любом уровне перенасыщения, когда общее напряжение газа в ткани больше, чем давление окружающей среды, и что газ в пузырьках устраняется медленнее, чем растворенный газ. Эти философии приводят к различным характеристикам профилей декомпрессии, полученных для двух моделей: критический подход к перенасыщенному дается относительно быстрые начальные восхождения, которые максимизируют градиент концентрации, и длинные мелкие остановки, в то время как модели пузырьков требуют более медленных восхождений, с более глубокими первыми остановками,, но могут иметь более короткие мелкие остановки. Этот подход использует различные модели.

Критический подход к перспективе

JS Haldane первоначально использовал критическое соотношение давления от 2 до 1 для декомпрессии по принципу, согласно которому насыщение тела не должно превышать двойное давление воздуха. Этот принцип был применен в качестве коэффициента давления общего давления окружающей среды и не учитывал частичное давление компонентных газов дыхательного воздуха. Его экспериментальная работа по козам и наблюдения за человеческими дайверами, по -видимому, поддерживали это предположение. Однако со временем это было обнаружено несовместимым с заболеваемостью декомпрессионной болезнью, и были внесены изменения в первоначальные предположения. Позже это было изменено на соотношение 1,58: 1 с частичным давлением азота.

Дальнейшие исследования таких людей, как Роберт Уоркман, предположили, что критерий был не соотношением давления, а фактическим разнообразием давления. Применяя к работе Халдейна, это предполагает, что предел не определяется соотношением 1,58: 1, а скорее критическим разностью давления 0,58 атмосферы между давлением ткани и давлением окружающей среды. Большинство холданевых таблиц с середины 20 -го века, включая таблицы Бюльманна, основаны на предположении о критических различиях.

А M-значение -это максимальное значение абсолютного давления инертного газа, которое тканевое отделение может принять при данном окружающем давлении, не представляя симптомов декомпрессионной болезни. M-значения являются ограничениями для переносимого градиента между давлением инертного газа и давлением окружающей среды в каждом отсеке. Альтернативная терминология для значений M включает «пределы перенасыщения», «ограничения для переносимого избыточного давления» и «критическая напряженность».

Градиентные факторы -это способ изменения значения M на более консервативную ценность для использования в алгоритме декомпрессии. Фактор градиента составляет процент от M-значения, выбранного дизайнером алгоритма, и линейно варьируется между максимальной глубиной конкретного погружения и поверхности. Они выражаются в виде обозначения двух чисел, где первое число составляет процент глубокого значения M, а второе-процент от мелкого M-значения. Градиентные факторы применяются ко всем тканевым отсекам одинаково и производят значение M, которое линейно изменчиво пропорционально давлению окружающей среды.

Например: коэффициент градиента 30/85 ограничит допустимое перенасыщение на глубине до 30% от максимума дизайнера и до 85% на поверхности.

По сути, пользователь выбирает более низкую максимальную перенасыщение, чем дизайнер считал подходящим. Использование градиентных факторов увеличит время декомпрессии, особенно в зоне глубины, где значение m снижается больше всего. Градиентные факторы могут быть использованы для принудительного прикрепления более глубоких остановок в модели, которая в противном случае имело бы тенденцию производить относительно мелкие остановки, используя коэффициент градиента с небольшим первым числом. Несколько моделей Dive Computer позволяют пользовательскому вводу градиентных факторов как способ вызвать более консервативный и, следовательно, предполагаемый более низкий риск, профиль декомпрессии. Принудительное фактор низкого градиента в глубоком M-значении может иметь эффект увеличения сжигания во время восхождения, как правило, более медленных тканей, которые затем должны выделять большую газовую нагрузку на более мелких глубинах. Было показано, что это неэффективная стратегия декомпрессии.

Модель переменного градиента регулирует градиентные коэффициенты, чтобы соответствовать профилю глубины в предположении, что регулировка прямой линии с использованием того же фактора на глубоком значении M независимо от фактической глубины менее подходит, чем использование M-значения, связанного с фактической глубиной Полем (Неглубокое значение M связано с фактической глубиной нуля в обоих случаях)

Подход без супсатурации

Согласно термодинамической модели и Хью Лемессурье Брайана Эндрю Хиллз , это условие оптимальной движущей силы для отрыва от давления удовлетворяется, когда давление окружающей среды достаточно для предотвращения фазового разделения (образование пузырьков).

Основное различие этого подхода состоит в том, чтобы привести к абсолютному давлению окружающей среды с общей частичной напряженностью газа в ткани для каждого газа после декомпрессии в качестве ограничивающей точки, за которой ожидается образование пузырьков.

Модель предполагает, что естественное ненасыщение в тканях из -за метаболического снижения частичного давления кислорода обеспечивает буфер против образования пузырьков и что ткань может быть безопасно распакована при условии, что снижение давления окружающей среды не превышает это ненасытное значение. Очевидно, что любой метод, который увеличивает ненасыщение, позволил бы более быструю декомпрессию, поскольку градиент концентрации будет больше без риска образования пузырьков.

Естественное ненасыщение увеличивается с глубиной, поэтому более крупное различие давления окружающей среды возможна на большей глубине и уменьшается по мере поверхности дайвера. Эта модель приводит к более медленным скоростям подъема и более глубоким первым остановкам, но более короткие мелкие остановки, так как существует меньше пузырьковой фазы газа для устранения.

Подход критического объема

Критерий критического объема предполагает, что всякий раз, когда общий объем газовой фазы, накопленной в тканях, превышает критическое значение, появляются признаки или симптомы ДК. Это предположение поддерживается допплеровскими опросами обнаружения пузырьков. Последствия этого подхода сильно зависят от образования пузырьков и модели роста, в первую очередь, является ли образование пузырьков практически доступно во время декомпрессии.

Этот подход используется в моделях декомпрессии, которые предполагают, что во время практических профилей декомпрессии будет рост стабильных микроскопических пузырьковых ядер, которые всегда существуют в водной среде, включая живые ткани.

Эффективная декомпрессия сведет к минимуму общее время восхождения, ограничивая общее накопление пузырьков до приемлемого несимптомного критического значения. Физика и физиология роста и элиминации пузырьков показывают, что более эффективно устранять пузырьки, в то время как они очень маленькие. Модели, которые включают в себя пузырьковую фазу, дали профили декомпрессии с более медленными восхождением и более глубокими начальными декомпрессионными остановками как способ сокращения роста пузырьков и облегчения раннего устранения, по сравнению с моделями, которые рассматривают только растворенный фазовый газ.

Отскочи

Погружение в отскок - это любое погружение, когда воздействие давления недостаточно долго, чтобы все ткани достигли равновесия с инертными газами в дыхательном газе.

Насыщенность ныряет

Основная статья: дайвинг насыщения

Воздействие насыщения - это то место, где время, подвергаемое воздействию давления, достаточное для всех тканей, чтобы достичь равновесия с инертными газами в дыхательной смеси. Для практических целей это обычно принимается в 6 раз больше времени самой медленной ткани в модели.

Не стоп

Непреодолимый предел, также называемый пределом декомпрессии (NDL), является теоретическим максимальным содержанием растворенного газа в каждом тканевом компартменте всего тела, который может быть декомпрессирован непосредственно на поверхностное давление при выбранной скорости подъема, используемой моделью, без Необходимо остановиться на выходах на любую глубину, которая имеет приемлемый риск развития симптоматической декомпрессионной болезни. Ни один предел декомпрессии не является неправильным, поскольку восхождение на указанную скорость восхождения является декомпрессией, но этот термин имеет историческую инерцию и продолжает использоваться.

Потолок декомпрессии

После того, как нагрузка на газ в одном или нескольких тканевых отсеках превышает максимальный уровень, принятый для предела без остановки, существует минимальная глубина, на которую дайвер может подняться с соответствующей скоростью подъема, с приемлемым риском для декомпрессионной болезни. Эта глубина известна как потолок декомпрессии. Это можно считать мягким накладным расходом, поскольку подняться над ним физически тривиально, но это увеличивает риск развития симптоматической декомпрессионной болезни в соответствии с моделью декомпрессии. Ткань, которая в первую очередь достигает его декомпрессионного потолка, называется ограничивающей тканью.

Обязательство декомпрессии

Обязательством декомпрессии является наличие в тканях достаточного растворенного газа, что риск симптоматической декомпрессионной болезни недопустим, если прямое подъем к поверхностному давлению осуществляется при указанной скорости восхождения для используемой модели декомпрессии. Можно сказать, что дайвер с потолком декомпрессии имеет обязательство декомпрессии, что означает, что время должно быть потрачено во время подъема, дополняющего время, потраченное на восхождение при соответствующей скорости восхождения. На этот раз номинально и наиболее эффективно проведено на декомпрессионных остановках, хотя на любой глубине будет происходить исходная газа, где артериальная кровь и газ легких имеют более низкое парциальное давление инертного газа, чем ограничивающая ткань.

Время на поверхность

Время до поверхности (TTS) - это предполагаемое общее время, необходимое для того, чтобы дайвер на поверхность из данной точки в профиле погружения, используя заданный набор декомпрессионных газов, поднимаясь при номинальной скорости подъема и выполнение всех остановок на глубине определенных глубины Полем Это значение может быть оценкой, рассчитанной по плану погружения, а затем дайвер в качестве графика восхождения или показан на экране дайв -компьютера, как обновляется в режиме реального времени. Он может быть основан на выбранном газе или оптимальном выборе газа из всех газов, установленных в качестве активных газов на компьютере.

Постановка декомпрессии

Постановленная декомпрессия выполняется с остановками в качестве указанных глубин на основе легко последовавшей серии. Для большинства таблиц это исторически было удобным интервалом 3 метра (10 футов), но любые произвольные расстояния могут быть использованы при условии, что вычисление остановки декомпрессии использует его. Дайвер должен оставаться на предписанной глубине остановки, пока потолок не уменьшится до следующей более мелкой глубины остановки, после чего дайвер поднимается на эту глубину для следующей остановки.

Расчет времени остановки также может быть сделано для следования потолоку декомпрессии, что даст максимизированный градиент давления для вымывания инертного газа и снижает общую продолжительность декомпрессии примерно на 4-12%. Эта стратегия может быть примерно следовать при использовании дайв -компьютера. с включенной опцией. Влияние на риск декомпрессии с этой стратегией неизвестно, поскольку по состоянию на 2022 год не было проведено никаких тестирования.

Остаточный инертный газ

Было показано, что образование пузырьков газа значительно ингибирует устранение инертного газа. Значительное количество инертного газа останется в тканях после появления дайвера, даже если не возникает симптомов декомпрессионной болезни. Этот остаточный газ может быть растворен или в субклинической форме пузырьков, и будет продолжаться, пока дайвер остается на поверхности. Если будет совершено повторяющееся погружение, ткани предварительно загружены этим остаточным газом, что сделает их насыщенными быстрее.

В повторяющихся дайвингах более медленные ткани могут накапливать газ изо дня в день, если между погружениями недостаточно времени для устранения газа. Это может быть проблемой для многодневных многократных ситуаций. Многочисленные декомпрессии в день в течение нескольких дней могут увеличить риск декомпрессионной болезни из-за накопления бессимптомных пузырьков, которые снижают скорость выключения газа и не учитываются в большинстве алгоритмов декомпрессии. Следовательно, некоторые обучающие организации дайвера дают дополнительные рекомендации, такие как «Седьмой выходной день».

Модели декомпрессии на практике

Напряжение инертного газа в тканевых компартментах во время декомпрессионного погружения с переключением газа для ускорения декомпрессии, как предсказывалось алгоритмом декомпрессии

Детерминированные модели

Детерминированные модели декомпрессии являются подходом, основанным на правилах к расчету декомпрессии. Эти модели работают на основе идеи, что «чрезмерное» перенасыщение в различных тканях «небезопасно» (что приводит к декомпрессионной болезни ). Модели обычно содержат несколько правил, зависящих от глубины и тканей, основанных на математических моделях идеализированных тканевых компартментов. Не существует объективного математического способа оценки правил или общего риска , кроме сравнения с эмпирическими результатами теста. Модели сравниваются с экспериментальными результатами и отчетами с поля, а правила пересматриваются с помощью качественного суждения и подгонки кривой, чтобы пересмотренная модель более близко предсказывала наблюдаемую реальность, и затем проводится дальнейшие наблюдения для оценки надежности модели в экстраполяции в ранее непроверенные диапазоны. Полезность модели оценивается по ее точности и надежности в прогнозировании возникновения симптоматической декомпрессионной болезни и бессимптомных венозных пузырьков во время восхождения.

Можно разумно предположить, что в действительности как перфузионный транспорт, циркуляция крови, так и диффузионный транспорт в тканях, где мало или нет кровотока. Проблема с попытками одновременно моделировать перфузию и диффузию заключается в том, что существует большое количество переменных из -за взаимодействия между всеми тканевыми компартментами, и проблема становится неразрешимой. Способ упрощения моделирования переноса газа в ткани и за его пределами заключается в том, чтобы сделать предположения об ограничивающем механизме транспорта растворенного газа в ткани, которые контролируют декомпрессию. Предполагая, что либо перфузия, либо диффузия оказывает доминирующее влияние, а другая может быть проигнорирована, может значительно уменьшить количество переменных.

Перфузия ограниченная ткани и модели параллельных тканей

Предположение, что перфузия является ограничивающим механизмом, приводит к модели, включающей группу тканей с различными скоростями перфузии, но поставляется кровью приблизительно эквивалентной концентрацией газа. Также предполагается, что между тканевыми отсеками не существует переноса газа путем диффузии. Это приводит к параллельному набору независимых тканей, каждая из которых имеет свою собственную скорость загадки и отстранения, зависит от скорости крови, текущей через ткань. Поглощение газа для каждой ткани, как правило, моделируется как экспоненциальная функция, с фиксированным отсеком в перерыве, а устранение газа также может быть смоделирована с помощью экспоненциальной функции, с той же или более длительной половиной времени, или в качестве более сложной функции, как В экспоненциальной линейной модели устранения.

Гипотеза критического соотношения предсказывает, что развитие пузырьков будет происходить в ткани, когда отношение парциального давления растворенного газа к давлению окружающей среды превышает определенное соотношение для данной ткани. Соотношение может быть одинаковым для всех тканевых компартментов, или оно может варьироваться, и каждому компартменту выделяется специфический критический коэффициент перенасыщения, основанный на экспериментальных наблюдениях.

Джон Скотт Халдейн представил концепцию в два раза для моделирования поглощения и высвобождения азота в кровь. Он предложил 5 тканевых компартментов с в два раза 5, 10, 20, 40 и 75 минут. В этой ранней гипотезе было предсказано, что если скорость подъема не позволяет парциальному давлению инертного газа в каждой из гипотетических тканей превышать давление окружающей среды более чем 2: 1 пузырьками. В основном это означало, что можно подняться с 30 м (4 бар) до 10 м (2 бар) или от 10 м (2 бар) к поверхности (1 бар) при насыщении, без проблемы декомпрессии. Для обеспечения того, чтобы это было включено в графики подъема. Скорость подъема и самая быстрая ткань в модели определяют время и глубину первой остановки. После этого более медленные ткани определяют, когда это безопасно для дальнейшего подъема. Это соотношение 2: 1 было обнаружено слишком консервативным для быстрых тканей (короткие погружения) и недостаточно консервативно для медленных тканей (длинные погружения). Соотношение также, казалось, изменилось с глубиной. Подход Халдана к моделированию декомпрессии использовался с 1908 по 1960 -е годы с незначительными модификациями, в первую очередь изменения в количестве компартментов и используемых в два раза. Таблицы ВМС США 1937 года были основаны на исследованиях OD Yarbrough и использовали 3 отсека: 5- и 10-минутные отсеки были отброшены. В 1950-х годах таблицы были пересмотрены, а 5- и 10-минутные отсеки восстановились, а также добавлен 120-минутный отсек.

В 1960 -х годах Роберт Д. Уоркман из экспериментального дайвинга ВМС США (NEDU) рассмотрел основу модели и последующие исследования, проведенные ВМС США. Таблицы, основанные на работе Холдейна и последующих усовершенствования, все еще были обнаружены неадекватными для более длинных и более глубоких погружений. Workman предположил, что допустимое изменение давления было лучше описано как критическое разность давления, и пересмотренная модель Haldane, чтобы позволить каждому тканевому компартменту переносить различное количество перенасыщения, что варьируется в зависимости от глубины. Он ввел термин «M-значение», чтобы указать максимальное количество перенасыщения, которое каждый отсек может переносить на заданной глубине и добавил три дополнительных отсека с 160, 200 и 240-минутными в два раза. Рабочий представил свои выводы в качестве уравнения, которое можно было бы использовать для расчета результатов для любой глубины, и заявил, что линейная проекция значений M будет полезна для компьютерного программирования.

Большая часть исследования Альберта А. Бюльмана заключалась в том, чтобы определить самые длинные непо времени отсеки для азота и гелия, и он увеличил количество компартментов до 16. Он исследовал последствия декомпрессии после погружения на высоте и опубликовал таблицы депрессии, которые могли, которые могли, которые могли использовать в диапазоне высот. Бюльманн использовал метод расчета декомпрессии, аналогичный тем, который предлагается рабочим, который включал значения М. дайвинг Алгоритм Бюльмана использовался для создания стандартных таблиц декомпрессии для ряда ассоциаций спортивных дайвингов и используется в нескольких компьютерах личной декомпрессии, иногда в модифицированной форме.

Ba Hills и DH Lemessurier изучали эмпирическую практику декомпрессии окинаванских жемчужных дайверов в проливе Торреса и заметили, что они сделали более глубокие остановки, но сократили общее время декомпрессии по сравнению с обще используемыми таблицами времени. Их анализ убедительно предположил, что наличие пузырьков ограничивает скорость устранения газа и подчеркивал важность неотряженной ненасыщенности тканей из -за метаболической обработки кислорода. Это стало известно как термодинамическая модель. В последнее время рекреационные технические дайверы разработали процедуры декомпрессии с использованием более глубоких остановок, чем требуются используемые таблицы декомпрессии. Это привело к моделям пузырьков RGBM и VPM. Глубокая остановка была изначально дополнительной остановкой, представленной дайверами во время восхождения, на большей глубине, чем самая глубокая остановка, необходимая для их компьютерного алгоритма. Существуют также компьютерные алгоритмы, которые, как утверждают, используют глубокие остановки, но эти алгоритмы и практика глубоких остановок не были адекватно подтверждены.

« Пайл остановка » - это глубокая остановка, названная в честь Ричарда Пайла , раннего защитника глубоких остановок, На глубине на полпути между нижней и первой обычной декомпрессионной остановкой и на полпути между предыдущей остановкой Пайла и самой глубокой обычной остановкой, при условии, что обычная остановка составляет более 9 м. Пайл остановка длится около 2 минут. Дополнительное время восхождения, необходимое для остановок Pyle, включено в профиль дайвинга, прежде чем завершить график декомпрессии. Пайл обнаружил, что в погружениях, где он периодически останавливался, чтобы выпустить плавающие лезвия своих образцов рыбы, он чувствовал себя лучше после погружения и основывая процедуру глубокой остановки на глубине и продолжительности этих пауз. Гипотеза заключается в том, что эти остановки дают возможность устранить газ, пока все еще растворяются, или, по крайней мере, когда пузырьки все еще достаточно малы, чтобы их можно было легко устранить, и в результате появится значительно меньше или меньших венозных пузырьков, чтобы устранить на более мелких Остановки, как предсказывалось термодинамической моделью холмов.

Например, дайвер поднимается с максимальной глубины 60 метров (200 футов), где давление окружающей среды составляет 7 бар (100 фунтов на квадратный дюйм), до декомпрессионной остановки при 20 метрах (66 футов), где давление составляет 3 бар (40 PSI). Первая остановка Пайла будет проходить при давлении на полпути, которое составляет 5 бар (70 фунтов на квадратный дюйм), что соответствует глубине 40 метров (130 футов). Вторая остановка Пайла будет на 30 метров (98 футов). Третий будет на 25 метров (82 фута), что составляет менее 9 метров (30 футов) ниже первой требуемой остановки, и, следовательно, опускается.

Стоимость и безопасность глубоких остановок, дополняющих график декомпрессии, полученный из алгоритма декомпрессии, неясны. Эксперты по декомпрессии отметили, что глубокие остановки, вероятно, будут сделаны на глубине, где запуск продолжается для некоторых медленных тканей, и что добавление глубоких остановок любого рода должно быть включено в гипербарическое воздействие, для которого рассчитывается график декомпрессии, а не впоследствии добавлено так, чтобы такое количество более медленных тканей может быть принято во внимание. Глубокие остановки, выполненные во время погружения, где декомпрессия рассчитывается в режиме реального времени, являются просто частью многоуровневого погружения к компьютеру и не добавляют риска за пределами того, что присуща алгоритму.

Существует ограничение на то, насколько глубокой может быть «глубокая остановка». Некоторые из газов должны иметь место, и продолжение на газете должно быть сведено к минимуму для приемлемо эффективной декомпрессии. «Самая глубокая остановка декомпрессии» для данного профиля может быть определена как глубина, когда нагрузка газа для ведущего отсека пересекает линию давления окружающей среды. Это не полезная глубина остановки - некоторый избыток в концентрации тканевого газа необходим для управления диффузией в отверстиях, однако эта глубина является полезным показателем начала зоны декомпрессии, в которой скорость подъема является частью запланированной декомпрессии.

Исследование, проведенное Дэном в 2004 году, показало, что частота высоких пузырьков может быть снижена до нуля, обеспечивая концентрацию азота наиболее насыщенной ткани, сохранялась ниже 80 процентов от допустимого значения М и что дополнительная глубокая остановка была простой и практичной способ сделать это, сохраняя при этом исходную скорость восхождения.

Диффузионные ограниченные ткани и «тканевая плита» и серии моделей

Вывод модели одномерной ткани из однородной ткани, перфузированной параллельными капиллярами

Предположение о том, что диффузия является ограничивающим механизмом транспорта растворенного газа в тканях, приводит к довольно различной модели тканевого отсека. В этом случае была постулирована серия отсеков, с перфузионным переносом в один отсек, и распространение между отсеками, которые для простоты расположены последовательно, так что для обобщенного отсека диффузия и из них и из них. Противоположные стороны, и ограниченные случаи являются первым отделением, где газ поставляется и удаляется с помощью перфузии, и конец линии, где есть только один соседний отсек. Самая простая модель серии-это единый отсек, и это может быть дополнительно уменьшено до одномерной модели «тканевой плиты».

Пузырьковые модели

Модели декомпрессии пузырьков - это подход, основанный на правилах, к расчету декомпрессии, основанной на идее о том, что микроскопические ядра пузырьков всегда существуют в воде и тканях, которые содержат воду, и что, предсказывая и контролируя рост пузырьков, можно избежать декомпрессионной болезни. Большинство пузырьковых моделей предполагают, что пузырьки будут образовываться во время декомпрессии, и что происходит устранение смешанного фазового газа, что является медленнее, чем устранение растворенной фазы. Пузырьковые модели имеют тенденцию иметь более глубокие первые остановки, чтобы избавиться от большего растворенного газа при более низкой перенасыщенности, чтобы уменьшить общий объем фазы пузырька, и потенциально сокращать время, необходимое на более мелких глубинах для устранения пузырьков.

Модели декомпрессии, которые предполагают устранение смешанного фазового газа, включают:

• Артериальная пузырьковая модель декомпрессии французских таблиц Министерства труда 1992 года
• Алгоритм экспоненциального линейного (талманна) ВМС США (Thalmann), используемый для таблиц воздушной декомпрессии ВМС США 2008 года (среди прочего)
• Объединенная перфузионная/диффузионная модель Хеннесси таблиц BSAC'88
• Модель различной проницаемости (VPM), разработанная Де Янтом и другими на Гавайском университете
• Модель пузырьков с уменьшенной градиентом (RGBM), разработанная Брюсом Винке в Лос -Аламосской национальной лаборатории

Модель взаимосвязанного отсека Goldman

Взаимосвязанные 3 модели отсека, используемые в моделях Goldman

В отличие от независимых параллельных компартментов моделей Haldanean, в которых все отсеки считаются несущими риска, модель Goldman обеспечивает относительно хорошо перфузируемый «активный» или «несущий риск» последовательно с соседним относительно плохо перфузированным «резервуаром» или «Буферные» отсеки, которые не считаются потенциальными участками для образования пузырьков, но влияют на вероятность образования пузырьков в активном отсеке с помощью диффузионного инертного газообмена с активным отсеком. Во время сжатия газовый диффундирует в активное отсечение и через него в буферные отсеки, увеличивая общее количество растворенного газа, проходящего через активное отсечение. Во время декомпрессии этот буферный газ должен снова пройти через активное отсечение, прежде чем его можно будет устранить. Если газовая загрузка буферных компартментов невелика, добавленная диффузия газа через активное отсек является медленной. Взаимосвязанные модели предсказывают снижение скорости вымывания газа со временем во время декомпрессии по сравнению со скоростью, прогнозируемой для независимой модели параллельного компартмента, используемой для сравнения.

Модель Goldman отличается от модели декомпрессии серии Kidd-Stubbs тем, что модель Goldman предполагает линейную кинетику, где модель KS включает в себя квадратичный компонент, а модель Goldman рассматривает только центральное хорошо профессиональное отделение, чтобы внести явный вклад в риск, в то время как в то время, в то время как в то время, в то время как в KS Model предполагает, что все отсеки несут потенциальный риск. Модель DCIEM 1983 ассоциирует риск с двумя самыми внешними отсеками из четырех компартментов. Математическая модель, основанная на этой концепции, утверждается Goldman, чтобы соответствовать не только данных о квадратном профиле военно -морского флота, используемых для калибровки, но также предсказывает риск относительно точно для профилей насыщения. Пузырьковая версия модели ICM значительно не отличалась в прогнозах и была отброшена как более сложная без существенных преимуществ. ICM также предсказал, что заболеваемость декомпрессии более точно при развлекательном воздействии дайвинга с низким риском, зарегистрированными в наборе данных по разведке DAN DAIN DAN. Альтернативными моделями, использованными в этом исследовании, были LE1 (линейно-экспоненциальная) и прямые модели Haldanean. Модель Goldman предсказывает значительное снижение риска после остановки безопасности при погружении с низким риском и значительное снижение риска с помощью нитрокса (больше, чем предполагают таблицы PADI).

Вероятностные модели

Вероятностные модели декомпрессии предназначены для расчета риска (или вероятности) декомпрессионной болезни (DCS), возникающей при данном профиле декомпрессии. Статистический анализ хорошо подходит для сжатого воздуха в туннельных операциях из -за большого количества субъектов, подвергающихся аналогичным воздействию при одинаковом давлении окружающей среды и температуре, с аналогичными рабочими нагрузками и временем воздействия с одинаковым графиком декомпрессии. Большое количество декомпрессий при аналогичных обстоятельствах показало, что нельзя разумно устранение всего риска DCS, поэтому необходимо установить приемлемый риск, основываясь на других факторах, относящихся к заявлению. Например, легкий доступ к эффективному лечению в форме гипербарической обработки кислорода на месте или большее преимущество для того, чтобы вытащить дайвера из воды раньше, может сделать более высокую частоту приемлемой, вмешиваясь в график работы, неблагоприятные последствия для морального состояния работников или Высокие ожидания судебного разбирательства сдвигают приемлемый уровень заболеваемости вниз. Эффективность также является фактором, поскольку декомпрессия сотрудников происходит в рабочее время.

Эти методы могут варьировать глубины декомпрессии и время, чтобы достичь графика декомпрессии, который предполагает определенную вероятность возникновения DCS, при этом минимизируя общее время декомпрессии. Этот процесс также может работать в обратном направлении, позволяя вычислять вероятность DCS для любого графика декомпрессии с учетом достаточных надежных данных.

В 1936 году уровень заболеваемости в размере 2% считался приемлемым для сжатых работников воздуха в Великобритании. Военно -морской флот США в 2000 году принял на 2% частоту легких симптомов, но только 0,1% серьезных симптомов. Коммерческое дайвинг в Северном море в 1990 -х годах приняло 0,5% легких симптомов, но почти никаких серьезных симптомов и коммерческое дайвинг в Мексиканском заливе также в течение 1990 -х годов приняли 0,1% легких случаев и 0,025% в серьезных случаях. Органы по охране здоровья и безопасности, как правило, определяют приемлемый риск столь же низким, как разумно практично, учитывая все соответствующие факторы, включая экономические факторы. Чтобы проанализировать вероятность легких и тяжелых симптомов, сначала необходимо определить эти классы проявления, как это применимо к анализу.

Необходимыми инструментами для оценки вероятности для декомпрессионной болезни являются биофизическая модель, которая описывает инертный газообмен и образование пузырьков во время декомпрессии, данные об воздействии в виде профилей давления/времени для смесей дыхания и результатов DC для этих экспозиций, статистика, статистика, статистика, статистические Методы, такие как анализ выживаемости или байесовский анализ , чтобы найти наилучшее соответствие между модельными и экспериментальными данными, после чего модели можно количественно сравнивать, и лучшая модель подгонки, используемая для прогнозирования вероятности DC для модели. Этот процесс осложняется влиянием условий окружающей среды на вероятность DCS. Факторы, которые влияют на перфузию тканей во время загадки и отрывок, которые влияют на скорость поглощения и элиминации инертного газа соответственно, включают погружение, температуру и физические упражнения. Также известно, что упражнения способствуют формированию пузырьков во время декомпрессии.

Также известно, что распределение остановок декомпрессии влияет на риск DCS. Эксперимент USN с использованием симптоматической декомпрессионной болезни в качестве конечной точки, сравнивая две модели для рабочих воздействий в воздухе, используя одно и то же время, температура воды и рабочую нагрузку, с одинаковым общим временем декомпрессии, для двух разных распределений глубины декомпрессионной остановки, также на воздухе. , и обнаружили более мелкие остановки, чтобы нести статистически очень значительно более низкий риск. Модель не пыталась оптимизировать распределение глубины времени декомпрессии или использование переключения газа, она просто сравнила эффективность двух конкретных моделей, но для этих моделей результаты были убедительными.

Еще один набор экспериментов был проведен для серии увеличивающихся нижних временных воздействий на постоянной глубине, с различной температурой окружающей среды. Четыре температурных условия сравнивались: тепло во время нижнего сектора и декомпрессии, холод во время нижнего сектора и декомпрессии, теплый внизу и холод во время декомпрессии, холод внизу и теплый во время декомпрессии. Эффекты были очень ясными, что заболеваемость DCS была намного ниже для дайверов, которые были холоднее во время фазы загадки и теплее во время декомпрессии, чем обратная, которая была интерпретирована как указывает на влияние температуры на перфузию на поглощение и элиминацию газа.

Ретроспективный статистический анализ большого набора данных о случаях случаев отчетов о воздушных и нитроксных погружениях, опубликованных в 2017 году, показал, что для приемлемого риска 2% для легких симптомов и 0,1% для тяжелых симптомов, используя линейно-экспоненциальную модель дегазации, Searre Риск симптомов был ограничивающим фактором. Одним из факторов, усложняющих этот анализ, была изменчивость в методах различения легких и тяжелых случаев.

Насыщенность декомпрессия

Дополнительная информация: практика декомпрессии § Насыщение декомпрессия

Графическое представление графика декомпрессии Norsok U-100 (2009).

Декомпрессия насыщения - это физиологический процесс перехода от устойчивого состояния полного насыщения с инертным газом при повышенном давлении в стандартных условиях при нормальном поверхностном атмосферном давлении. Это длинный процесс, в ходе которого инертные газы устраняются с очень низкой скоростью, ограниченной самыми медленными пораженными тканями, и отклонение может вызвать образование пузырьков газа, которые могут вызывать декомпрессионную болезнь. Большинство эксплуатационных процедур основаны на экспериментально полученных параметрах, описывающих непрерывную медленную скорость декомпрессии, которая может зависеть от глубины и газовой смеси.

При насыщении дайвинг все ткани считаются насыщенными, а декомпрессия, которая безопасна для самых медленных тканей, теоретически будет безопасно для всех более быстрых тканей в параллельной модели. Прямое восхождение от насыщения воздуха примерно при 7 МСВ производит пузырьки венозного газа, но не симптоматические DC. Более глубокие воздействия насыщения требуют декомпрессии в графики насыщения.

Безопасная скорость декомпрессии от погружения насыщения контролируется парциальным давлением кислорода в вдохновенном дыхательном газе. Неснаряжение, из-за окна кислорода, позволяет относительно быстрая начальная фаза декомпрессии насыщения пропорционально частичному давлению кислорода, а затем контролирует скорость дальнейшей декомпрессии, ограниченную половиной временной устранения инертного газа из самого медленного отсека. Тем не менее, некоторые графики декомпрессии насыщенных насыщений специально не позволяют декомпрессии начинаться с повышения экскурсии. Ни экскурсии, ни процедуры декомпрессии, в настоящее время используемые (2016), не было обнаружено, что вызывает проблемы декомпрессии в изоляции, но, по-видимому, существует значительно более высокий риск, когда экскурсии сопровождаются декомпрессией, прежде чем несимптомно-пузырьки, возникающие в результате экскурсии, полностью разрешаются. Начало декомпрессии, в то время как появляются пузырьки, по -видимому, является значительным фактором во многих случаях неожиданной болезни декомпрессии во время рутинной декомпрессии насыщения.

Применение пузырьковой модели в 1985 году позволило успешно моделировать обычные декомпрессии, декомпрессию высоты, пороговые значения без стоп и насыщенные погружения с использованием одного настройки из четырех глобальных параметров нуклеации.

Исследования продолжаются по моделированию декомпрессии насыщения и тестированию графика. В 2015 году была использована концепция, называемое расширенным окном кислорода в предварительных тестах для модифицированной модели декомпрессии насыщения. Эта модель обеспечивает более высокую скорость декомпрессии в начале восхождения, чтобы использовать неоттуральное ненасыщение из -за метаболического использования кислорода с последующей постоянной скоростью, ограниченной от парциального давления кислорода дыхательного газа. Период постоянной скорости декомпрессии также ограничен допустимой максимальной фракцией кислорода, и когда этот предел достигнут, скорость декомпрессии снова замедляется по мере снижения частичного давления кислорода. Процедура остается экспериментальной по состоянию на май 2016 года. Целью является приемлемо безопасное сокращение общего времени декомпрессии для данной глубины насыщения и газовой смеси.

Валидация моделей

Важно, чтобы любая теория была подтверждена тщательно контролируемыми процедурами тестирования. По мере того, как процедуры тестирования и оборудование становятся более сложными, исследователи узнают больше о влиянии декомпрессии на организм. Первоначальные исследования были сосредоточены на создании погружений, которые были свободны от узнаваемых симптомов декомпрессионной болезни (DCS). При более позднем использовании допплеровского ультразвукового тестирования было понято, что пузырьки формировались в организме даже при погружениях, где не было обнаружено никаких признаков DCI или симптомов. Это явление стало известно как «молчаливые пузыри». Наличие эмболии венозного газа считается низкой специфичностью предиктора декомпрессионной болезни, но их отсутствие является чувствительным индикатором декомпрессии с низким риском, поэтому, как считается, количественное обнаружение VGE полезно в качестве показателя декомпрессии при сравнении. стратегии декомпрессии или оценка эффективности процедур.

Таблицы ВМС США 1956 года были основаны на пределах, определенных внешними признаками и симптомами DCS. Позже исследователи смогли улучшить эту работу, настраивая ограничения на основе доплеровского тестирования. Однако в таблицах CCR ВМС США, основанными на алгоритме Thalmann, также использовались только узнаваемые симптомы DCS в качестве критериев тестирования. Поскольку процедуры тестирования являются длительными и дорогостоящими, и существуют этические ограничения на экспериментальную работу по людям с травмами в качестве конечной точки, для исследователей является обычной практикой, чтобы сделать первоначальные подтверждения новых моделей на основе экспериментальных результатов из более ранних испытаний. Это имеет некоторые последствия при сравнении моделей.

Эффективность распределения глубины остановки

Глубокие, короткие погружения требуют длительной декомпрессии по сравнению со временем на глубине, что по своей природе неэффективно по сравнению с погружением насыщения. Различные модификации алгоритмов декомпрессии с разумно подтвержденной производительностью в более мелком дайвинге были использованы в усилиях по разработке более короткой или более безопасной декомпрессии, но они, как правило, не подтверждаются контролируемым экспериментом и в некоторой степени зависят от неподтвержденных доказательств. Широко распространенное убеждение разработало, что алгоритмы, основанные на моделях пузырьков и которые распределяют декомпрессию, останавливаются на большем диапазоне глубин, более эффективны, чем традиционные модели содержания растворенного газа путем минимизации раннего образования пузырьков, основанных на теоретических соображениях, в основном в отсутствие доказательств , хотя были низкие случаи симптоматической декомпрессионной болезни. Некоторые доказательства, относящиеся к некоторым из этих модификаций, существуют и были проанализированы и в целом подтверждают противоположную точку зрения, что глубокие остановки могут привести к большей скорости образования пузырьков и роста по сравнению с установленными системами, использующими более мелкие остановки, распределенные в течение одного и того же общего времени декомпрессии для данный глубокий профиль.

Интеграл перенасыщения во времени может быть индикатором декомпрессионного стресса, либо для данной тканевой группы, либо для всех тканевых групп. Сравнение этого показателя, рассчитанного для комбинированных групп тканей Бюльманна для диапазона графиков декомпрессии равной продолжительности для той же глубины, нижнего времени и газовых смесей, предположило большее общее напряжение декомпрессии для погружений, используя глубокие остановки, по крайней мере, частично из -за продолжения общиния более медленных тканей во время глубоких остановок.

Влияние изменений компонента инертного газа

Переключение газа во время декомпрессии на открытой цепи осуществляется главным образом для увеличения частичного давления кислорода для увеличения эффекта окна кислорода , сохраняя при этом ниже острых уровней токсичности. Хорошо известно как в теории, так и в практике, что более высокое частичное давление кислорода способствует более быстрому и эффективному устранению инертного газа, как в растворенном состоянии, так и в виде пузырьков. В закрытом схеме повторно дайвинг кислород, парциальное давление на протяжении всего погружения поддерживается на относительно высоком, но допустимом уровне, чтобы уменьшить его, а также ускорить отрубку для разбавителя газа. Изменения от разбавителей на основе гелия до азота во время подъема желательны для снижения использования дорогостоящего гелия, но имеют другие последствия. Маловероятно, что изменения в декомпрессионном газе на основе азота ускорят декомпрессию в типичных профилях технического отскока, но есть некоторые доказательства того, что декомпрессия на смесях гелия-кислорода с большей вероятностью приведет к неврологическим DC, в то время как декомпрессия на основе азота, скорее всего, вызывает выдвижение. Другой симптом, если возникает DCS. Тем не менее, переход от гелиевого богатого на азот, богатый газом декомпрессии, участвует во внутренних ухах, связанных с эффектами контр-диффузии. Этот риск может быть уменьшен путем достаточной начальной декомпрессии, используя высокое парциальное давление кислорода и превращая гелий к азотному переключанию относительно мелким.

Экспозиция высоты, дайвинг высоты и полеты после дайвинга

См. Также: Полет после дайвинга и высоты дайвинга

ВВС США провели эксперименты по людям в 1982 году, чтобы проверить графики для погружения в воздух без декокомпрессии до немедленных экскурсий на высоту и для погружения в высоту, позволяя немедленно полет после погружения на высоту 8500 футов (2600 м). Другая серия тестов в 2004 году была сделана для проверки прогнозов пузырьковой модели для декомпрессии высоты с использованием ранее непроверенных профилей воздействия. Параметры включали усилие, высоты от 18 000 до 35 000 футов (от 5500 до 10 700 м), время предварительного времени и время воздействия, но эти воздействия не включали недавние погружения.

Были проведены эксперименты с конечной точкой симптомов DCS с использованием профилей вблизи пределов воздействия без декомпрессии для дайвинга для отдыха, чтобы определить, как возникает DCS во время или после полета к длине интервала поверхности перед полетом (PFSI). Погружения и PFSI сопровождались четырехчасовой экспозицией на 75 кПа, что эквивалентно максимально разрешенной высоте коммерческих самолетов в 8000 футов (2400 м). Частота DCS уменьшалась по мере увеличения интервала поверхности, без падения для 17 -часового интервала поверхности. Профили повторяющихся погружений обычно нуждались в более длительных интервалах поверхности, чем одиночные погружения, чтобы минимизировать заболеваемость. Эти тесты помогли сообщить рекомендации вовремя для лета.

Трансторакальная эхокардиография в полете показала, что существует низкая, но ненулевая вероятность декомпрессионной болезни в коммерческих самолетах под давлением после 24-часового интервала до полета после недели многократных повторяющих Значительное количество протестированных дайверов.

Текущее исследование

Исследование декомпрессии продолжается. Данные, как правило, не доступны по специфике, однако дайверы предупреждают Network (DAN), которая имеет постоянную программу по науке о гражданской науке, управляемая DAN (Европа), которая собирает данные от добровольных рекреационных дайверов для анализа научных сотрудников DAN и других исследователей. Это исследование финансируется за счет подписки членов Dan Europe. Лаборатория безопасности дайвинга - это база данных, в которой участники могут загружать профили дайвинга из широкого спектра компьютеров Dive, преобразованных в стандартный формат и другие данные о погружении. Данные о сотнях тысяч реальных погружений анализируются, чтобы исследовать аспекты безопасности дайвинга. Большие объемы собранных данных используются для вероятностного анализа риска декомпрессии. Доноры данных могут получить немедленную обратную связь в форме простого анализа риска их профилей погружения, оцениваемых как один из трех номинальных уровней риска (высокий, средний и низкий), основанный на сравнении с Bühlmann ZH16C M-значениями, вычисленными для того же профиля.

Перечисленные проекты (не все напрямую связаны с декомпрессией) включают:

• Сбор данных о пузырьках сосудистого газа и анализе данных
• Идентификация оптимизированного профиля восхождения
• Исследование причин необъяснимых инцидентов дайвинга
• Стресс в отдыхе
• Корреляция между патентным отверстием овала (ПФО) и риском декомпрессии заболеваний
• Дайвинг с астмой и диабетом и управление связанным риском
• Физиология и патофизиология задержки дыхания
• Гипотермия и дайвинг
• Головная боль и дайвинг
• Изменения в крови, связанные с дайвингом
• Риск декомпрессии после погружения
• Физиологические эффекты дайвинга ребра
• Влияние декомпрессионного стресса на эндотелиальные стволовые клетки и клетки крови
• Биомаркеры с стрессом ранней декомпрессии
• Влияние нормобарического кислорода на кровь и в первую помощь DCI

Практическая эффективность моделей

Модели пузырьков для декомпрессии были популярны среди технических дайверов в начале 2000 -х годов, хотя было мало данных для поддержки эффективности моделей на практике. С тех пор несколько сравнительных исследований показали относительно большее количество эмболии венозного газа после декомпрессии на основе моделей пузырьков, и в одном исследовании сообщалось о более высокой частоте декомпрессионной болезни. Более глубокая декомпрессия останавливается ранее в восхождении, по -видимому, менее эффективна при управлении формированием пузырьков, чем предполагаемые гипотезы. Эта неудача может быть связана с продолжением загадки более медленных тканей в течение длительного времени на большей глубине, что приводит к тому, что эти ткани более перенасыщены на более мелких глубинах. Оптимальная стратегия декомпрессии для погружений в глубокие отскоки остается неизвестной (2016).

Практическая эффективность газовых переключений от разбавителя на основе гелия на нитрокс для ускоряющей декомпрессии не была убедительно продемонстрирована. Эти переключатели увеличивают риск декомпрессионной болезни внутреннего уха из -за эффектов контрдифузии.

Учение теории декомпрессии

Декомпрессия - это область, где вы обнаруживаете, что, чем больше вы учитесь, тем больше вы знаете, что действительно не знаете, что происходит. За «черно-белую» точностью столовых записей второй за второй обратный отсчет компьютеров дайвинга и под математической чистотой декомпрессионной модели скрываются темные и таинственные физиологические джунгли, которые едва исследовались.

- Карл Э. Хаггинс, 1992

Воздействие различных теорий, моделей, таблиц и алгоритмов необходимо для того, чтобы дайвер мог принимать образованные и знающие решения, касающиеся их личных потребностей декомпрессии. Основная теория декомпрессии и использование таблиц декомпрессии является частью теории компонента обучения для коммерческих дайверов, и планирование дайвинга на основе декомпрессионных таблиц, а также практика и полевое управление декомпрессией являются важной частью работы руководителя дайвинга. Рекреационные дайверы обучаются теории и практике декомпрессии в той мере, в которой сертифицирующее агентство определяет в стандарте обучения для каждой сертификации. Это может варьироваться от рудиментарного обзора, достаточного для того, чтобы дайвер не мог избежать декомпрессионного обязательства для дайверов начального уровня, до компетентности в использовании нескольких алгоритмов декомпрессии посредством личных компьютеров для погружения, программного обеспечения для декомпрессии и таблиц для передовых технических дайверов. Подробное понимание теории декомпрессии, как правило, не требуется ни от коммерческих, ни от развлекательных дайверов.

Смотрите также

• Декомпрессия (дайвинг) - снижение давления и его последствия во время подъема из глубины
• Практика декомпрессии - методы и процедуры для безопасной декомпрессии дайверов
• Декомпрессионная болезнь - расстройство, вызванное растворенными газами, образующими пузырьки в тканях
• Dive Computer - прибор для расчета статуса декомпрессии в режиме реального времени
• Эквивалентная глубина воздуха - метод сравнения требований к декомпрессии для воздуха и заданного смеси нитрокса
• Эквивалентная глубина наркотиков - метод сравнения наркотических эффектов смешанного дайвинга с воздухом
• История исследований и развития декомпрессии - хронологический список заметных событий в истории декомпрессии дайвинга.
• Гипербарические графики лечения - запланированное гипербарическое воздействие с использованием указанного дыхательного газа в качестве медицинского лечения
• Окно кислорода - физиологическое влияние метаболизма кислорода на общую концентрацию растворенного газа в венозной крови
• Физиология декомпрессии - физиологическая основа для теории и практики декомпрессии
• Модели декомпрессии:
  • Алгоритм декомпрессии Bühlmann - математическая модель тканевого инертного газа поглощения и высвобождения при изменении давления
  • Модель декомпрессии Халдейна - модель декомпрессии, разработанная Джоном Скоттом Холдейном
  • Снижение модели пузырька градиента - алгоритм декомпрессии
  • Алгоритм Thalmann - математическая модель для декомпрессии дайвера
  • Термодинамическая модель декомпрессии - ранняя модель, в которой декомпрессия контролируется объемом газовых пузырьков, образующихся в тканях
  • Модель различной проницаемости - модель декомпрессии и алгоритм на основе физики пузырьков

Примечания

1. ^ Автохнорный: образованный или происходящий в том месте, где найдено

Ссылки

Источники

• Гамильтон, Роберт В.; Талманн, Эдвард Д. (2003). «10.2: практика декомпрессии». В Брубакке, Альф О.; Нейман, Том С. (ред.). Физиология и медицина дайвинга Беннетта и Эллиотта (5 -е пересмотренное изд.). Соединенные Штаты: Сондерс. С. 455–500. ISBN  978-0-7020-2571-6 Полем OCLC   51607923 .
• Хаггинс, Карл Э. (1992). Динамика семинара декомпрессии. Курс преподается в Мичиганском университете (отчет).
• Thalmann, Ed (1984). Фаза II тестирование алгоритмов декомпрессии для использования в подводном декомпрессионном компьютере ВМС США. Военно -морской флот. Дайвинг -блок Res. Отчет (отчет). Тол. 1–84.
• Thalmann, Ed (1985). Развитие алгоритма декомпрессии для постоянного частичного давления кислорода при погружении гелия. Отчет об исследовании экспериментального подразделения военно -морского флота (отчет). Тол. 1–85.
• ВМС США (2008). Руководство по дайвингу США, 6 -й пересмотр . Соединенные Штаты: Командование военно -морских систем США . Получено 15 июня 2008 года .
• Wienke, Bruce R.; О'Лири, Тимоти Р. (13 февраля 2002 г.). «Снижение модели пузырьков градиента: алгоритм дайвинга, базис и сравнения» (PDF) . Тампа, Флорида: NAUI Technical Diving Operations . Получено 25 января 2012 года .
• Yount, DE (1991). Ханс-Юрген, К.; Harper Jr, De (Eds.). «Желатин, пузырьки и изгибы». Международное научное дайвинг Pacifica ... (Труды Американской академии подводных наук Одиннадцатый ежегодный научный дайвинг -симпозиум состоялся 25–30 сентября 1991 года. Университет Гавайев, Гонолулу, Гавайи) .

Дальнейшее чтение

• Мяч, r; Himm, j; Гомер, Л.Д.; Thalmann, Ed (1995). «Объясняет ли временный курс эволюции пузырьков риск декомпрессии?». Подводная и гипербарическая медицина . 22 (3): 263–280. ISSN   1066-2936 . PMID   7580767 .
• Герт, Уэйн А; Dooolette, David J. (2007). «Алгоритм VVAL-18 и VVAL-18M Thalmann-таблицы и процедуры воздуха». ВМС Экспериментальный дайвинг, TA 01-07, NEDU TR 07-09 .
• Gribble, M. de G. (1960); Сравнение синдромов высокой высоты и высокого давления болезни декомпрессии , Br. J. Ind. Med., 1960, 17, 181.
• Холмы. Б. (1966); Термодинамический и кинетический подход к декомпрессионной болезни. Тезис
• Липпманн, Джон; Митчелл, Саймон (2005). Глубже в дайвинг (2 -е изд.). Мельбурн, Австралия: Publications JL. ISBN  0-9752290-1-x .
• Паркер, ЕС; SS Survanshi; PK Weathersby & Ed Thalmann (1992). «Статистически основанные таблицы декомпрессии VIII: линейная экспоненциальная кинетика». Отчет Военно -морского медицинского исследовательского института . 92–73.
• Salama, Asser (2018). Глубоко в деко . Флорида: лучший паб. ISBN  978-1-947239-09-8 .
• Пауэлл, Марк (2008). Деко для дайверов . Southend-on-sea: Aquapress. ISBN  978-1-905492-07-7 .