Важно! Тот факт, что "штраф за гелий" не нашел подтверждений в приведённых исследованиях, далеко не значит, что увеличенное время декомпрессии при глубоких дайвах бесполезно. Мы, скорее всего, просто не знаем истинных причин эффективности такого подхода.
И помните, ответственность за наше здоровье лежит на нас самих.
Предисловие
Итак, продолжая изучать работы уважаемых физиологов Doolette и Mitchel, я наткнулся на статью, опубликованную на сайте известного производителя компьютеров Shearwater и решил поделиться ей с вами.
В этой статье представлены результаты последних сравнительных исследований эффективности декомпрессии на гелий-кислородных смесях (гелиокс) и гелий-кислород-азотных (тримикс)
Ну что, погнали...
Наше понимание науки о декомпрессии за последние годы подверглось значительному переосмыслению благодаря работам доктора Doolete и команды Экспериментального Подводного Подразделения Военно-морского флота США (NEDU).
Их отчёт «Декомпрессия с переключением на азотсодержащие смеси (TRIMIX) не более эффективна, чем декомпрессия на гелий-кислородных смесях (HELIOX)», опубликованный в мае 2015 года, опровергает устоявшуюся практику, которая широко используется со времени разработки первых декомпрессионных таблиц NEDU почти 80 лет назад.
Новые выводы гласят: Требования к декомпрессии после несатурационных дайвов (т.е. наших «классических bounce-дайвов без полного насыщения) зависят исключительно от времени, глубины и парциального давления кислорода (PO2) в течение погружения и НЕ ЗАВИСЯТ от доли гелия и / или азота, используемых в дыхательной смеси.
Другими словами, они опровергают существование так называемого «гелиевого штрафа», то есть необходимости дополнительных остановок и увеличения общего времени декомпрессии при дыхании гелий-кислородными смесями (без содержания азота).
Напротив, было доказано, что декомпрессия после погружений с «жирным» гелиоксом требует меньше времени, чем с найтроксом, потому что азоту требуется больше времени для выхода из очень медленных тканей, которые играют главную роль при погружениях с полным насыщением (промышленные водолазы).
Что это значит?
Практически все существующие таблицы, подводные компьютеры и программное обеспечение для расчёта декомпрессии, используемые сегодня техническими дайверами, в частности, наш любимый алгоритм Buhlmann ZH-L16, используют в расчётах скорость выведения азота из тканей в 2,65 раза дольше, чем у гелия.
Эти алгоритмы имеют в своей основе устаревшее предположение, которое приводит к увеличению общего времени декомпрессии по мере увеличения доли гелия в составе дыхательной смеси.
Проблема в том, что, хотя «гелиевый штраф» не имеет под собой научного обоснования, тем не менее, «штраф за глубину», то есть увеличение риска ДКБ при увеличении глубины и продолжительности погружения, всё же имеет место. Поэтому, на сегодняшний день, нет надёжного способа априори определить, какие графики декомпрессии можно сократить, избавившись от «гелиевого штрафа» и на сколько.
Откуда взялись сомнения?
Дополнительное время декомпрессии, рассчитываемое различными алгоритмами при дыхании смесями с гелием, является следствием устоявшегося убеждения, что гелий, будучи легче воздуха, быстрее усваивается организмом, чем азот (в случае алгоритма Бульмана – конкретно в 2,65 раза быстрее) и, соответстввенно, быстрее может покинуть ткани при всплытии, образуя опасные пузыри.
В результате, современные алгоритмы предписывают более глубокую первую остановку (чтобы устранить перенасыщение гелием быстрых компартментов (головного или спинного мозга). Это, в свою очередь, приводит к продолжительному насыщению медленных компартментов во время глубоких остановок и, следовательно, к увеличению общего времени декомпрессии.
На протяжении последних лет появилось множество подозрений в том, что изначальная концепция «гелиевого штрафа» была неверной. За последние два десятилетия дайверы Global Underwater Explorers (GUE) провели серию рекордных по длительности погружений в пещеры системы Вакулла-Спрингс в рамках проекта Woodsville Karst Plain Project (WKPP). Генеральный директор и основатель GUE Jarod Jablonski утверждает, что они обнаружили, что требуемая декомпрессия в не сильно зависит от используемой фракции гелия. Другие технические дайверы также замечали явное несоответствие.
Со временем, это привело к практике, когда некоторые дайверы стали «обманывать» свои компьютеры, забивая в них меньшую долю гелия, чем в тримиксе, которым они фактически дышат, чтобы сократить время декомпрессии. Обратите внимание, что мы крайне не рекомендуем так делать по причинам, указанным выше.
Но это предположения, а что наука?
Настоящим открытием стало исследование на животных, которое Doolette, исследователь пещер и член WKPP, провёл в начале 2000-х годов в университете Аделаиды, ещё до работы в NEDU. Его статья «Изменение кровотока не выявляет различий между кинетикой азота и гелия в мозге или скелетных мышцах у овец», которая не была опубликована до декабря 2014 года, не обнаружила различий в движении азота и гелия в изученных диапазонах.
В документе был сделан вывод о том, что при расчёте алгоритмов декомпрессии нецелесообразно принимать разные постоянные времена выведения для азота и гелия во всех компартментах, за исключением самых медленных (которые, очевидно, важны только для погружений с полным насыщением).
Проверяя гелий «на вшивость»
В последние годы, ВМС Канады и другие страны создали исследовательские программы для замены гелиокса тримиксом (отчасти из-за увеличения стоимости гелия), и пригласили ВМС США к участию. Стоит отметить, что военно-морской флот США всегда использовал только гелиокс в качестве дилуента и не проводит погружения на тримиксе.
Doolette и его коллега Gert, PHD, глава декомпрессионной команды NEDU, и Keith Go убедили спонсоров, что программа по переходу с гелиокса на тримикс будет иметь смысл только в том случае, если использование тримикса позволит значительно сократить время декомпрессии по сравнению с гелиоксом.
Это утверждение никогда ранее не проверялось.
Обратите внимание, что гелиокс превосходит тримикс во всех аспектах при погружении на ребризере. Нулевая наркотичность, более низкая плотность и более простая работа дыхания - всё то, о чём мечтает каждый дайвер.
Охлаждением дыхательной смеси из-за гелия можно пренебречь при погружениях на ребризере (т.к. поглощение углекислого газа в ребризере приводит к согреванию дыхательной смеси). Единственной причиной использования азота в дилуентах является профилактика нервного синдрома высокого давления (НСВД), но это актуально только для очень глубоких погружений, как правило, глубже 500 футов (150 м).
Несколько экспериментов на людях, сравнивающих погружения на нитроксе и гелиоксе на одну и ту же глубину, были противоречивыми и не давали убедительных доказательств различий в требованиях к декомпрессии. Были и другие исследования с использованием тримикса, но ни одно из них не было разработано специально чтобы продемонстрировать реальную разницу в эффективности между тримиксом и гелиоксом. Doolette и компания разработали свой эксперимент специально для этого.
Смелый эксперимент доктора Doolette
В новом исследовании использовалась вероятностная модель линейного экспоненциального мультигазового режима декомпрессии (LEM), разработанная NEDU для оценки риска декомпрессионной болезни.
Для сравнительной оценки необходимо было создать профиль, который предполагает наибольшую разницу в оценке вероятности возникновения ДКБ между погружениями на тримиксе и гелиоксе. Такие условия можно создать при погружениях от 20 до 60 минут донного времени в диапазоне 150-300fsw (45-90м).
Команда выбрала профиль - 200 fsw (61м) и 40-минутное донное время. Эксперимент, который проводился в «мокром барокомплексе» NEDU, проводился следующим образом:
Каждый из добровольцев-дайверов в эксперименте использовал стандартный ребризер ВМС США Navy MK-16 и полнолицевую маску. В ребризеры загружали разные дилуенты – тримикс 12/44 (12% кислорода, 44% гелия, 44% азота) или гелиокс 12/88 (12% кислорода, 88% гелия).
Дайверы затем погружались в воду и были помещены под давление, эквивалентное 61m морской воды, где они крутили велоэргометры в течение 40 минут.
По истечении 40 минут, дайверы были декомпрессированы в течение 119 минут в соответствии с тримиксными таблицами при постоянном парциальном давлении PO2 Mk-16 (см. Приложение). Этот режим декомпрессии был не только на 15 минут короче соответствующего режима для гелиокса, но и позволял подняться до первой декоостановки сразу на 21 метре, в отличие от 28 метров для гелиокса.
После всплытия, дайверов контролировали на наличие признаков и симптомов декомпрессионной болезни.
Согласно модели LEM и связанной с ней базе данных he8n25, которая состоит из более чем четырех тысяч погружений с воздухом, нитроксом, гелиоксом и несколькими тримиксами, у дайверов, использовавших в качестве дилуента тримикс, вероятность ДКБ составляла 2,14%, в то время как у «гелиоксных» дайверов вероятность ДКБ составляла 5,56%, более чем вдвое выше, чем у «тримиксных».
Таблицы для ребризера MK-16 MOD 1 в США являются таблицами риска ISO, что означает, что вероятность ДКБ одинакова для всех профилей и установлена на уровне около 2%. В большинстве таблиц и алгоритмов подводных компьютеров риск, который явно не определен, увеличивается пропорционально времени декомпрессии. Кроме того, у большинства таблиц есть «золотое место», где риск ДКБ минимален.
Если декомпрессионная модель LEM была правильной, то есть если декомпрессия на тримиксе была бы более «эффективной», чем на гелиоксе для несатурационных дайвов, Doolette и др. ожидали увидеть в своём исследовании более высокую частоту возникновения ДКБ при погружениях на гелиоксе, по сравнению с погружениями на тримиксе.
Результаты? В течение примерно десяти недель в общей сложности 32 добровольца выполнили 50 погружений на гелиоксе без инцидентов и 46 погружений на тримиксе с двумя диагностированными случаями ДКБ, после чего ученые прекратили эксперимент. Статистически это означает, что нулевая гипотеза исследователей была неверной: декомпрессия на тримиксе не более эффективна, чем на гелиоксе. Это также означает, что существующие алгоритмы, в том числе используемые ВМС США, имеют в своей основе устаревшую гипотезу и требуют пересмотра.
Согласно наблюдениям Doolette, хотя они и тестировали только один профиль, маловероятно, что тестирование другого профиля в соответствующем диапазоне дало бы другой результат из-за самой сути работы алгоритмов декомпрессии. Результаты возможно применять и для погружений на открытом цикле.
В настоящее время NEDU работает над пересмотром алгоритмов ВМФ, чтобы отразить в них новые открытия. Это, вероятно, потребует корректировки времени декомпрессии для азота и гелия для компартментов с временем насыщения до 100-200 минут или более. А это, по словам Doolette, процессом небыстрый.
«Вся наука о декомпрессии такая. У нас нет шансов быстро исправить свои ошибки. Потребуется много времени для корректировки газовых концепций Бульмана », - сказал он.
И что всё это значит для технических дайверов?
В целом, это означает, что технические дайверы, вероятно, примут в качестве предпочтительного дилуента для дайвинга на ребризерах гелиокс (вместо тримикса), в то время, как глубокие погружения на открытом цикле будут по-прежнему использовать тримикс из-за стоимости гелия. Хотя, такие погружения уже уходят в прошлое.
Интересно отметить, что это предсказывал доктор наук Билл Стоун в своей статье за январь 1992 года «Дело о гелиоксе: вопрос наркоза и экономики», которая была опубликована в журнале aquaCORPS # 4 MIX.
«В итоге, - писал Стоун, - споры между гелиоксом и тримиксом в настоящее время основаны на компромиссе стоимости из-за неэффективности глубоких погружений на открытом цикле. Со временем, когда технология [ребризеры] станет широко доступной, дебаты закончатся, и гелиокс станет основной смесью для глубоких погружений.»
И это было сказано ещё до того, как была опровергнута концепция «гелиевого штрафа». В то время гелий стоил около 22 центов США / куб.ф.3 по сравнению с 0,85-1,85 долларов США / куб сегодня.
Конечно, более насущная проблема заключается в следующем:
«Какой алгоритм будут использовать технические дайверы для выполнения своих расчетов при декомпрессии на гелиоксе?»
Использование текущих таблиц ВМФ для ребризера Mk-16 MOD 1, которые опубликованы в руководстве по подводному плаванию ВМС США, явлется одним из вариантов. Но, как отмечалось выше, в текущей версии они всё ещё содержат в себе «гелиевый штраф».
Поэтому дайверам придется подождать, пока NEDU или другие, такие как Университет Дьюка, опубликуют исправленный алгоритм, а затем ждать ещё, пока производители подводных компьютеров реализуют эти алгоритмы в своей продукции.
К сожалению, этого не произойдет в одночасье. «Из-за циклов финансирования, вероятно, потребуется два-три года, чтобы эта работа стала достоянием общественности», - объяснил Doolette.
Резюме
Наука о декомпрессии не стоит на месте и в ближайшем будущем нас ждут всё новые открытия, оттачивающие наше понимание физиологии и физики глубоких погружений.
Приведёт ли это к расширению лимитов погружений и ускорению декомпрессии – не факт. Но я надеюсь, что мы сможем значительно повысить безопасность глубоких погружений, а это – главное.
Ведь, как известно, чем глубже – тем приятнее ;)
Ваш Andy Diver
