Атмосферное давление. Повышенное атмосферное давление. Декомпрессионная болезнь, баротравма и их профилактика

Человек оказывается в условиях повышенного давления в процессе водолазных спусков и кессонных работ, при подводном плавании в аквалангах, при лечении сжатым воздухом или кислородом в камерах повышенного давления и барокамерах, предназначенных для проведения хирургических операций.

При работе в условиях гипербарии и соответственно повышенной плотности воздуха снижаются показатели вентиляции легких за счет некоторого урежения частоты дыхания и пульса. В 1-й период может отмечаться повышение физической работоспособности, легкая эйфория. При длительном пребывании под давлением порядка 7 добавочных атмосфер могут появляться симптомы токсического действия некоторых газов, входящих в состав вдыхаемого воздуха. Оно выражается в нарушении координации движений, возбуждении или угнетении, галлюцинациях, ослаблении памяти, расстройстве зрения и слуха. Наиболее опасным является период декомпрессии, во время которого или вскоре после выхода (в условиях нормального А. д.) может развиться декомпрессионная болезнь (кессонная болезнь). Патогенетическая сущность ее состоит в том, что в период компрессии и пребывания при повышенном А. д. организм через кровь насыщается азотом воздуха. При вдыхании сжатого воздуха кровь легочных капилляров мгновенно насыщается азотом, причем парциальное давление его в крови равняется давлению азота во вдыхаемом воздухе. Подходя к тканям, кровь, насыщенная азотом, отдает его до тех пор, пока не наступит состояние газового равновесия. Процесс продолжается до полного насыщения всех тканей азотом соответственно давлению, под которым этот газ находится в альвеолярном воздухе. Разные ткани организма насыщаются азотом с неодинаковой скоростью. Азот плохо растворяется в крови, но очень хорошо — в жировой и липоидной ткани, которой богаты подкожная клетчатка и нервная ткань. Практически полное насыщение организма азотом наступает через 4 ч пребывания в условиях повышенного А. д. В процессе декомпрессии происходит выход азота из тканей вследствие падения парциального давления в альвеолярном воздухе. Азот выделяется через кровь и затем через легкие. Легочные альвеолы диффундируют в 1 мин около 150 мл азота. В крови и др. жидких средах образуется множество газовых пузырьков, которые вызывают газовую эмболию (закупорка сосудов пузырьками газа). В развитии эмболического процесса большое значение имеет замедление тока крови, падение АД и увеличение сил сцепления между газовым пузырьком и сосудистой стенкой, что способствует остановке газового пузырька и увеличению его объема. Вслед за закупоркой сосуда в нем наступает полная остановка крови. При устранении блокады сосуда, напр. при лечебной декомпрессии, ток крови восстанавливается. Если же газовый эмбол не будет своевременно устранен, то развивается стаз — явление уже необратимое, характеризующееся свертыванием крови, полной потерей мелкими сосудами и капиллярами тонуса с последующим некрозом их стенок. Тяжесть декомпрессионной (кессонной) болезни и ее симптоматика определяются массовостью закупорки сосудов аэроэмболами, их локализацией. Различают легкие формы декомпрессионной болезни, средней тяжести и тяжелые. К легким формам относятся остеоартралгии — наиболее частые случаи кессонной болезни. Рабочие метко называют это проявление болезни "заломаем", характеризуя основной ее симптом — сильные боли, ломоту в теле. Острая боль обычно локализуется в одном или в нескольких суставах конечности, чаще в коленных и плечевых, реже в лучезапястных, локтевых и голеностопных. К легким формам относят также невралгии и кожные поражения. Последние характеризуются невыносимым кожным зудом. К формам средней тяжести относятся поражения внутреннего уха, желудочно-кишечного тракта и органа зрения. Эти случаи характеризуются коротким скрытым периодом. При поражении внутреннего уха наблюдаются характерные для меньеровского синдрома вестибулопатические проявления (головная боль, головокружение, рвота, расстройство координации движений). При желудочно-кишечных поражениях на первое место выступают явления скопления газа в сосудах брыжейки, в кишечнике и связанные с этим болевые ощущения в животе. При поражении глаз отмечается временное нарушение зрения, диплопия, нистагм, ограничение поля зрения. Описаны явления кратковременной потери зрения. К тяжелым формам декомпрессионной болезни относятся спинальные и церебральные поражения, коронарная аэропатия, аэроэмболический коллапс, легочные поражения. Все эти формы имеют тяжелые последствия, а некоторые из них приводят к летальному исходу. Развитию декомпрессионной болезни способствует ряд факторов производственной среды: переохлаждение и перегревание организма, усталость. Понижение температуры приводит к отчетливому сужению сосудов, замедлению кровотока, замедлению удаления азота из тканей и процесса десатурации. Десатурация замедляется и при перегревании организма, когда вследствие затруднения теплоотдачи в условиях повышенного давления наблюдается профузное потоотделение, сгущение крови и замедление ее движения. Усталость неблагоприятно отражается на сердечно-сосудистой системе, ухудшается выведение газа из организма. Из индивидуальных особенностей имеет значение возраст человека, упитанность и способность адаптации к условиям повышенного давления.

Баротравма — физическое повреждение органов тела, вызванное разницей давлений между внешней средой (газ или жидкость) и внутренними полостями.

Баротравмы обычно возникают при изменении давления окружающей среды, например, при осуществлении водолазных спусков, занятиях фри-дайвингом, при взлёте или посадке самолёта, а также в некоторых других случаях. Повреждение происходит в тканях вокруг воздушных полостей в теле, потому что газы сжимаемы, а ткани — нет. При повышении или понижении окружающего давления относительно внутреннего ткани тела начинают деформироваться, компенсируя разницу давлений. Данные деформации и могут привести к травмированию.

Баротравма среднего уха. Самый частый вид баротравмы, получаемый при погружениях под воду. Физика данного вида баротравмы проста: когда пловец погружается под воду, из-за всё возрастающего с глубиной внешнего давления воды происходит передача этого давления на барабанную перепонку пловца. Уже на глубине 2-3 метров большинство людей чувствуют неприятное ощущение в ушах. Это и есть проявление внешнего, гидростатического давления воды. Если пловец вовремя не совершит так называемую продувку, то далее, с увеличением глубины, неминуемо последует разрыв барабанной перепонки, сопровождаемый болевыми ощущениям, звоном в ушах. Данному виду баротравм подвержены как подводные пловцы с аквалангом, так и обычные ныряльщики (снорклеры) с маской и трубкой. Избежать данного вида баротравм можно лишь правильно и вовремя продуваясь, не допуская болезненного ощущения в ушах. Для продувания водолаз может использовать манёвр Вальсальвы, который позволяет поступать воздуху в среднее ухо через евстахиевы трубы. Иногда обычное глотание открывает евстахиевы трубы и выравнивает давление между внешним и средним ухом.

При подъеме с глубины, напротив, внешнее давление воды уменьшается, а внутреннее давление на барабанную перепонку в среднем ухе возрастает и может произойти так называемый обратный разрыв, когда барабанная перепонка рвется не вовнутрь, а наоборот — наружу. Снорклеры подвержены данному виду баротравмы в меньшей степени, чем аквалангисты.

Баротравма лёгкого (эмфизема, пневмоторакс, газовая эмболия) — вид баротравмы, который происходит исключительно с отрицательным изменением глубины (при всплытии). Такую баротравму можно получить при подвсплытии на 1-1,5 метра для, к примеру, обхода какого-либо препятствия под водой — камня, неровности дна. Стенки альвеол лёгкого чрезвычайно тонки, и даже незначительное изменение внутреннего давления на них газа может приводить к весьма серьёзным последствиям для здоровья пловца. Физика данного вида баротравмы следующая: для дыхания под водой, равно как и на суше, давление газа поступающего к нам в лёгкие должно быть примерно равно внешнему давлению на грудную клетку. Когда водолаз совершает погружение, для дыхания под водой ему необходимо иметь газ с давлением приблизительно равному внешнему давлению воды. На глубине 10 м это давление составляет порядка 2 атмосфер. Получается, что сделав вдох на глубине 10 м (к примеру — из акваланга) в лёгких подводного пловца содержится газ с давлением в два раза большим чем на поверхности, но при том же, что и на поверхности, объеме. Когда водолаз начинает всплывать, то внешнее, гидростатическое, давление воды начинает понижаться, газ в лёгких подводника начинает расширяться и, если не сделать при этом выдох, избыточный объем, всё расширяющегося со всплытием, газа начнет искать себе выход наружу, прорывая альвеолы, а впоследствии — и лёгочную ткань.

Баротравма зубов. Наличие в зубах кариесных полостей, а также некачественно сделанных пломб может привести к возникновению болезненных ощущений, травмированию зубных нервов, разрушению пломб. Обуславливается это газовыми пузырьками, которые приносятся в полости зубов током крови при увеличении внешнего давления, и невозможностью мгновенного их вывода при понижении давления. Расширяющийся газовый пузырь давит на внутренние стенки зуба и нерв, при этом площадь его поверхности уменьшается, что затрудняет вывод избытка газа током крови. Для снятия симптомов необходимо прекратить понижение давления (уменьшения глубины), увеличить давление внешней среды до исчезновения болей, после чего произвести медленное понижение давления.

Баротравм можно избежать, устраняя любые различия в давлении, действующем на ткань или орган, путём выравнивания давления. Для этого существуют различные методы:

Уши и пазухи. Риск — разрыв барабанной перепонки. Для полостей в ушах и пазухах процедура выравнивания давления называется продувкой. В данном случае водолаз может использовать манёвр Вальсальвы, который позволяет поступать воздуху в среднее ухо через евстахиевы трубы. Иногда обычное глотание открывает евстахиевы трубы и выравнивает давление между внешним и средним ухом.

При подводных работах, для предотвращения или уменьшения декомпрессионного эффекта, применяются:

· десатурация (процесс вывода азота из крови человека) в декомпрессионных камерах — постепенное снижение давления до атмосферного, позволяющее опасному количеству азота покинуть кровь и ткани;

· методики подъёма с глубины, снижающие или устраняющие декомпрессионный эффект (с последующей декомпрессией):

§ постепенный подъём, с остановками, обеспечивающими снижение уровня азота в крови;

§ подъём в герметичной капсуле (или батискафе).

· временный запрет на пребывание в средах низкого давления (например, полёты) после погружения;

· использование для декомпрессии газовых смесей с высоким процентным содержанием кислорода (нитроксов).