Кессонная болезнь или декомпрессионная болезнь (ДКБ), возникает у водолазов при нарушении инструкции декомпрессионного понижения давления. ДКБ сопровождается головокружением, обмороками, болью в суставах и, в радикальных случаях, смертью. Это специфическая болезнь, напрямую связана с использованием дыхательных смесей при нахождении под водой или на критических высотах.
Используемая в баллонах смесь содержит кислород и какой-либо инертный газ — азот, водород, гелий. Кислород используется организмом по назначению, обеспечивая все жизненно необходимые процессы, а газ растворяется в крови и накапливается в тканях человека. При быстром всплытии законы физики начинают действовать по всем правилам: газ превращается в пузырьки, забивая сосуды и капилляры.
Это сейчас все понятно и просто, а 120 лет назад кессонка была загадкой, исследованием которой занимались самые лучшие умы научного мира. Но даже сегодня, когда детально выяснен механизм возникновения, изучены варианты и способы сведения к минимуму случаев ДКБ, любители дайвинга продолжают дискутировать о скорости поднятия, необходимости ускорения в верхних слоях и целесообразности остановок. Попробуем разобраться в этих вопросах, обобщив данные именитых ученых занимавшихся феноменом ДКБ.
Собаки, козы и Бруклинский мост
Первые научные исследования кессонной болезни начались в XIX веке. В 1870 году французский физиолог Поль Берт использовал для этой цели собак. Помещая животное в барокамеру, ученый повышал в ней давление до уровня, соответствующего глубине 90 м. После этого давление в камере понижалось с разными временными характеристиками. В результате была установлена зависимость возникновения кессонки от быстрой смены давления. 100% смертность была в группе животных, которых «поднимали на поверхность» от 1 до 4 минут. Наибольший процент выживаемости был у собак, которых поднимали за 60 минут и более.
Параллельно этим исследованиям было сделано еще одно открытие. В 1872 году штатным врачом рабочей команды производящей строительство Бруклинского моста был назначен Эндрю Смит. Подводная команда осуществляла работы на 20 метровой глубине в кессонных камерах, из которых практиковалось быстрое поднятие. Смит отметил частые случаи ДКБ среди рабочих. В результате своих наблюдений, врач сделал вывод о том, что у водолазов, в силу каких-либо причин поднимавшихся медленнее других, случаи кессонной болезни не так часты. Снизив скорость всплытия до значения 3 м/мин, Смит подтвердил свои догадки. Таким образом, была выявлена временная зависимость всплытия и ДКБ.
Обобщил эти две теории и продолжил исследования английский физиолог Дж.С. Холден. В 1906 году, выбрав для опытов козочек, Холден задался целью выявить оптимальную скорость подъема и времени с абсолютным исключением возникновения кессонной болезни. Почему именно козы? Размеры сердца и строение сосудистой системы у этих животных аналогичны человеческим. Результатом экспериментов стали первые таблицы ступенчатой декомпрессии, с оптимальной для организма скоростью 9 м/мин, включая обязательную остановку безопасности.
Таблицами заинтересовалось министерство ВМФ США, и Холдену было предложено продолжить исследования под их эгидой. Таким образом, уже с участием военных водолазов, цифровые значения времени были подтверждены, и скорость 9 м/мин стала эталоном на 50 лет. После изобретения Кусто акваланга погружение под воду стало доступно не только профессиональным водолазам. Началась эпоха любительского дайвинга. Можно сказать, что негласные эксперименты любителей и новая облегченная экипировка для подводных работ обусловили появление новой цифры скорости – 30 м/мин. В 1959 году ВМФ США проводит ряд исследований, с привлечением добровольцев. На их основе значения декомпрессионных таблиц были приведены к оптимальной скорости всплытия 18 м/мин.
И все всех устраивало почти 30 лет, если бы не А. А. Бульман — профессор из Швейцарии, со своими таблицами, в которых максимальная скорость всплытия в минуту равна 10 метров. Именно эти 10 метров были использованы программистами, разрабатывающими алгоритм первого подводного компьютера. В мире дайвинга возник казус: кому доверять? Стандарту американских ВМФ или бульмановской модели? Определиться помогло изобретение Доплером детектора пузырей, выявившем наименьшее количество инертного газа в крови при скорости 9 м/мин.
Куда выведет кривая?
Не будем забывать, что исследование кессонки проводилась специалистами физиологами, которых в первую очередь интересовали процессы, происходящие в организме. В XIX веке, при практикуемой постоянной скорости поднятия, зависимость глубины и времени в графическом виде выглядела прямолинейной. Холден и его подопытные козы предложили новый, ступенчатый график, где давление атмосфер падало не на один порядок, а вдвое: 8-4, 6-3, 2-1. Соединив контрольные точки, Холден получил плавно идущую вверх кривую, определявшую уменьшение скорости к поверхности.
Этот график идеально подтверждал закон парциального давления физики. То есть, пузырек инертного газа в крови, при понижении давления вдвое, не будет расти из-за постоянного уравнивания внутреннего давления газа на стенки пузыря и внешнего давления крови на его поверхность. В качестве выводов ученый рекомендовал быстрое движение на глубине с плавным уменьшением скорости к поверхности.
Напомним, Холден первый предложил совершать разновременные остановки через примерно 3 м при всплытии, как бы «подстраховавя» людей, дав время на уравнивание давления внутри них. Примерная схема при погружении на 30 м выглядела так: под водой — 25 мин;1 мин на 9 м; 5 на 6 м; 10 на 3 м. Если общее время всплытия 19 мин, то на остановки тратится почти 85% времени! С этим многие не могли смириться, и началась новая страница в истории дайвинга.
А где еще не поздно, нам сделать остановку?
Итак, любители и профессионалы пребывания под водой начали осторожненько пропускать стоянки. Дело дошло до того, что при соблюдении 9-метровой стрости всплытия, к началу 60-х годов, остановки стали полностью игнорировать и подниматься за 3 минуты на 30 м после 25 подводных минут. При введении скоростного режима всплытия 18 м/мин, общее время составляло уже 1 мин 40 с. Такого попрания собственных законов физика не стерпела и случаи кессонки среди аквалангистов стали массовыми. Медики забили в колокола.
Возврат остановки безопасности обсудили на семинаре американской академии подводных наук (AAUS) в 1989г, рекомендуя совершать ее в течение 3-5 минут на отрезке 3-9 метров. Школы дайвинга ввели эти рекомендации в программу обучения, подогнав значение под 3 минуты на 4,5 м. Дополнительную ступеньку вернула и ассоциация подводных инструкторов (NAUI), официально утвердив длительную остановку на половине расстояния глубины. Холден опять оказался прав! Тем более что целесообразность остановок для контроля плавучести подтверждена дайверами.
Новичкам в дайвинге сохранение скорости 9 м/мин на первых порах затруднительно. Тренировке этого навыка помогут несколько советов. Всплытие осуществляйте поэтапно — 3 м за 20 с. Если вы всплыли за время меньшее, чем 20 секунд — сделайте остановку до истечения этого интервала. (Вспомните физику, представьте пузырики азота и передумайте гнать вверх раньше времени). При скорости 9м/мин данные цифрового глубиномера сменяются через 2 секунды. Между каждой сменой цифр считайте! («Раз-два», «Сто один-сто два», да хоть «Гуси-гуси, га-га-га», лишь бы не ускориться).
Соблюдению скорости 9 м/мин очень помогает техника «рука за рукой» при перехватывании спускового конца. (И счет, описанный выше, тут тоже помогает). Останавливайтесь почаще для контроля плавучести, значение которой должно быть нейтральным или чуть отрицательным. (Висеть вниз головой может и хорошо, но лучше не надо). Будьте вежливым! Пропустите вперед напарника! Ну а если вам попался тертый калач, который знает это правило, то примите вызов и посоревнуйтесь в медленности и вежливости.
Главное — будьте здоровы!
