Company Logo

Теория декомпрессии и таблица RDP

 

«Если вы решили усовершенствовать мышеловку, сначала взгляните на нее. Определите ее плюсы и минусы и примите решение, с чего лучше начать».

Доктор Рэймонд И. Роджерс, «Совершенствование теории Хальдейна», журнал The Undersea Journal за третий квартал 1998 г.

Учение о декомпрессии и кессонной болезни тесно связано с физикой и физиологией.

 

ДЕКОМПРЕССИОННАЯ МОДЕЛЬ ХАЛЬДЕЙНА

 

Несмотря на тот факт, что подводное плавание с аквалангом Джон Скотт Хальдейнзародилось в конце 1940 - начале 1950 гг., первые письменные упоминания о кессонной болезни были сделаны еще за 100 лет до этого. Симптомы кессонной болезни наблюдались еще в 1840 г. у рабочих французских шахт, после того, как они поднимались на поверхность. В 1854 г. врачи Пол и Уотелл описали это заболевание, но не смогли объяснить его природу.

В 1906 г. Британский Королевский Военно-Морской флот поручил физиологу Джону Скопу Хальдейну выяснить причины заболевания и найти способы борьбы с ним. Свои исследования Хальдейн проводил на основе работ ученого Поля Берта, который считал, что причиной возникновения кессонной болезни является азот, растворенный в крови. Однако работа, проведенная Хальдейном, представляла собой первую попытку систематизированного исследования причин этой болезни и способов борьбы с ней.

Первые опыты Хальдейн со своими коллегами проводил над козами, помещенными в барокамеру. Исследования позволили Хальдейну разработать теорию декомпрессии, на ее основе он создал таблицы погружений. Таблицы успешно зарекомендовали себя во время испытаний, проведенных Королевским флотом. В 1908 г. Хальдейн совместно со своими коллегами Бойкоттом и Даманом опубликовал свою историческую работу под названием «Предотвращение кессонной болезни» в журнале по гигиене. Сегодня почти все таблицы погружений и подводные компьютеры рассчитывают бездекомпрессионные пределы и декомпрессионные остановки (если это необходимо) на основе декомпрессионной модели, разработанной Хальдейном. Более поздние исследования внесли некоторые дополнения и усовершенствования в эту теорию, но, в принципе, декомпрессионная модель остается неизменной и по сей день.

СУТЬ И ДЕЙСТВИЕ МОДЕЛИ ХАЛЬДЕЙНА

 

Руководствуясь работами Поля Берта, других физиологов, результатами собственных экспериментов, Хальдейн разработал теорию, основные положения которой заключаются в следующем:

 

      При погружении на определенную глубину, давление азота, который содержится во вдыхаемом воздухе, выше давления азота, растворенного в тканях тела. Азот под большим давлением растворяется в тканях тела, которые находятся под меньшим давлением.

      В определенный момент ткани насыщаются азотом и больше не могут его растворять на данной глубине. Давление азота во вдыхаемом воздухе выравнивается с давлением тела.

      При всплытии давление азота, растворенного в тканях тела, выше, чем давление окружающей среды. Избыточный азот начинается выводиться из организма в процессе дыхания.

      Разница между давлением азота, растворенного в тканях тела, и окружающим давлением (при спуске и всплытии) называется градиентом давления.

      При всплытии, пока градиент давления не превышает допустимых пределов, организм может избавляться от азота без особых проблем и риска возникновения кессонной болезни.

      Если градиент превышает допустимые пределы, организм не может удалить избыточный азот в процессе дыхания и кровообращения. В кровеносных сосудах и тканях образуются пузырьки азота, которые вызывают кессонную болезнь.

      Для предотвращения кессонной болезни градиент не должен превышать допустимых пределов. Этого можно избежать, вычисляя теоретическое давление азота, растворенного в организме, и контролируя скорость всплытия таким образом, чтобы разница между давлением азота, растворенного в организме, и давлением окружающей среды не превышала критических пределов. Если градиент слишком велик, необходимо проводить поэтапное всплытие с остановками на определенных глубинах, во время которых организм сможет избавиться от избыточного азота.

 

ИДЕАЛЬНЫЕ ГРУППЫ ТКАНЕЙ

 

Во время своих экспериментов Хальдейн также обнаружил, что различные участки тела насыщаются азотом и избавляются от него с неодинаковой скоростью. Аля учета данного процесса Хальдейн разработал математическую модель, в основе которой заложено деление на «идеальные ткани», которые поглощают и выделяют азот с разной скоростью. Поскольку имеются в виду не физические ткани, а некие теоретические модели, характеризующие состояние тканей, правильнее называть их идеальными группами тканей.

 

Модель Хальдейна предусматривала выделение пяти идеальных групп, исследователи ВМФ США - шести (об этом будет рассказано позже), в настоящее время ткани делятся на 14 или более идеальных групп. Представляется возможным разделение тканей и на тысячи групп, но это не имеет почти никакого практического значения.

 

ВРЕМЯ ПОЛУНАСЫЩЕНИЯ ТКАНИ

 

Для каждой данной идеальной группы тканей Хальдейн рассчитал время, необходимое для насыщения Время полунасыщения тканейазотом и избавления от него. Это время измеряется минутами и называется временем полунасыщения ткани. Время полунасыщения ткани- время, за которое давление растворенного азота в идеальной группе тканей изменяется на 50% по сравнению с изначальным в сторону его уравнивания с давлением окружающей среды на определенной глубине.

Уравнение является экспоненциальным, то есть за равные промежутки времени в каждой идеальной группе количество азота увеличивается (снижается) на половину по отношению к оставшемуся количеству азота, создавая прогрессию. Таким образом, после первого периода времени давление азота составляет 50% от давления окружающей среды, после второго - 75%, после третьего 87,5% и так далее. Для практических целей считается, что после 6 периодов времени давление азота в идеальной группе ткани составляет 100 % (на самом деле 98.4%) от давления окружающей среды на определенной глубине.

Каждая группа ткани имеет свое время полунасыщения, исчисляемое в минутах. Для выравнивания давления азота в группе ткани со временем полунасыщения 5 минут с давлением окружающей среды требуется 30 минут, а в ткани со временем полунасыщения 60 минут - 360 минут.

Модель Хальдейна предусматривала время полунасыщения от 5 до 75 минут. В настоящее время расчеты базируются на времени полунасыщения от 3 до 600 минут. Идеальные группы тканей с коротким временем полунасыщения иногда называют «быстрыми», группы с продолжительным временем полунасыщения «медленными».

Ниже приводятся примеры вычислений давления азота в идеальных группах ткани:

 

1.    Чему будет равно давление азота в пятиминутной ткани через 5 минут, если ее помещают например 1 глубину 18 метров с поверхности в морской воде.

Ответ: 9 метрам морской воды (за один период времени полунасыщения давление азота в ткани изменяется на 50 % от разницы между давлением окружающей среды и изначальным давлением в ткани).

 

2.    Чему будет равно давление азота в 20-минутной ткани после 40 минут нахождения на глубине, на которой давление окружающей среды равно 24 метрам морской воды?

Ответ: 18 метрам морской воды (40 минут = 2 периода времени полунасыщения для 20-минутной ткани. После первого периода времени полунасыщения давление изменяется 50 % от разницы между изначальным давлением в ткани и давлением окружающей среды (от 0 до 24 метров морской воды), что составляет 12 метров морской воды. После второго от 12 до 24 метров морской воды, что составляет 18 метров морской воды).

3.    За сколько периодов времени внутреннее давление 102-минутной ткапример 2ни выровняется с давлением окружающей среды, равным 30 метрам морской воды?

Ответ: за шесть периодов времени полунасыщения, что составляет 720 минут (120 х 6). За шесть периодов времени -этот ответ верный для любой глубины.

 

М-ОЦЕНКА

Кроме времени полунасыщения разной продолжительности идеальные группы тканей имеют разную М-оценку. М-оценка - это максимально допустимое внутреннее давление в ткани при всплытии дайвера, оно сравнивается с максимально допустимым градиентом и не должно его превышать. Если при всплытии внутреннее давление в ткани превышает М-оценку, возникает риск развития кессонной болезни. (При декомпрессионных погружениях М-оценка групп ткани рассчитывается для каждой декомпрессионной остановки. При бездекомпрессионных погружениях следует не превышать М-оценку при всплытии, иногда ее обозначают как Мо-оценка.) Чем «быстрее» идеальная группа ткани, тем выше ее М-оценка, чем «медленнее» идеальная группа ткани, тем ниже ее М-оценка.

Ученые рассчитывали М-оценку на основе данных, полученных во время экспериментальных погружений. Данные указывают при каком воздействии окружающей среды возникает кессонная болезнь, и при каком образуются пузырьки азота в тканях в количестве, которое не вызывают это заболевание, однако их можно обнаружить при помощи детектора Доплера. Именно с учетом этих данных ученые определили М-оценку для каждой идеальной группы тканей.

В основном, таблицы погружений и подводные компьютеры для любительского дайвинга, созданные на основе декомпрессионной модели, рассчитывают М-оценки для погружений, которые начинаются и заканчиваются на уровне моря. В высокогорье, на высоте более 300 метров над уровнем моря, пониженное атмосферное давление может сказаться на чрезмерном увеличении градиента давления при всплытии, что чревато развитием кессонной болезни. Поэтому, как вы уже узнали из главы о высокогорных погружениях, всегда важно знать приблизительную высоту места погружения и при необходимости учитывать ее при планировании погружения.

допустимое давление азота

 

ДЕЙСТВИЕ МОДЕЛИ ХАЛЬДЕЙНА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПОГРУЖЕНИЮ

 

Несмотря на незначительные различия, все современные модификации модели Хальдейна функционируют практически одинаково. Все модели рассчитывают, до какой степени каждая идеальная группа тканей насытится азотом на определенной глубине; когда какая-либо идеальная ткань достигает своей М-оценки, погружение заканчивается (или становится декомпрессионным погружением). Подобные расчеты могут быть произведены при помощи таблиц погружений или подводных компьютеров, которые вычисляют теоретическую степень насыщения идеальных тканей азотом во время погружения. С точки зрения применения модели подводный компьютер ничем не отличается от таблицы погружений.

недопустимое давление азотаПри глубоких погружениях «быстрые» идеальные ткани достигают своих М-оценок первыми. Несмотря на то, что М-оценки этих тканей высоки, у них очень короткое время полунасышения, поэтому они быстро достигают допустимых пределов.

При неглубоких погружениях максимальное внутреннее давление в ткани, даже после выравнивания с давлением окружающей среды (после шести периодов времени), все равно меньше М-оценки «быстрых» тканей. Это означает, что при неглубоких погружениях «быстрые» ткани никогда не достигают своих М-оценок, поэтому ограничения для таких погружений рассчитываются на основе показателей «медленных» тканей, они являются контрольными. Погружение завершается, когда какая-либо идеальная ткань достигает своей М-оценки.

Идеальная ткань, достигающая М-оценки первой, называются контрольной тканью.

насыщение азотом

ПРИНЦИП МОДЕЛИ ХАЛЬДЕЙНА

 

Как уже было сказано, математическая модель Хальдейна, как и ее современные модификации, базируются на данных, полученных во время экспериментов и испытаний. Однако следует помнить, что ни компьютер, ни таблица не способны физически измерить характеристики организма, они лишь предугадывают их на основе теоретических вычислений. Декомпрессионная модель, как и любая другая, не может быть абсолютно надежной. Любые модели несовершенны, и вы можете полагаться на них только потому, что они положительно зарекомендовали себя при испытаниях. Необходимо помнить, что даже при соблюдении допустимых пределов все равно есть некий риск возникновения кессонной болезни. Поэтому с самого начала обучения дайверы знают, что, даже выполняя рекомендации таблицы или компьютера, они идут на некоторый риск. Этот риск составляет менее 1 %, но единственный способ избежать любого риска -не заниматься дайвингом.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить



Contribute!
Books!
Shop!