Ребризер и алгоритм Бультмана, или Глубоководные спуски без ГВК
Статьи

Ребризер и алгоритм Бультмана, или Глубоководные спуски без ГВК

Авторы: кандидат медицинских наук, врач водолазной медицины ЦПИ РГО А.М. Ярков, врач водолазной медицины ЦПИ РГО С.А. Бычков. Впервые опубликовано в журнале «Нептун XXI век» выпуск №6 за 2020 год

Исследование водных объектов страны всегда носило немаловажный характер – экономический, биологический, исторический. С учетом роста и развития техники для этих нужд использовались все более современные методы исследований. Одним из них является водолазный метод.

Еще в недалеком прошлом для проведения водолазных спусков были необходимы громоздкие технические станции, плавсредства, компрессорные, беседки для спуска и подъема водолаза, площадки для хранения кабель-шланговой связки, места хранения водолазного снаряжения. По мере развития водолазной техники многие элементы были заменены, какие-то стали менее громоздкими, от некоторых отказались вообще.

В мировой практике подводно-технических работ (ПТР) широко используется автономное снаряжение, которое позволяет выполнять достаточно широкий спектр задач, а в определенных случаях является наиболее оптимальным и эффективным. При этом оно не всегда является заменой шлангового снаряжения.

В РФ при проведении ПТР руководствуются требованиями «Межотраслевых правил безопасности труда при проведении водолазных работ (ПОТР М-030-2007)» (утверждены приказом Минздравсоцразвития России от 13 04.2007 г. №269, зарегистрирован Минюстом России 23 июля 2007 г., peг. №9888), которые не позволяют использовать автономное снаряжение, методики и различные дыхательные газовые смеси (ДГС) в полном объеме. Проведение глубоководных водолазных спусков глубже 60 метров возможно только в силовых ведомствах РФ, руководствующихся «Правилами водолазной службы Военно-Морского Флота. ПВС ВМФ-2002» (утверждены приказом главнокомандующего Военно-Морским Флотом от 24 декабря 2002 года №506) при условии применения судна-носителя глубоководного водолазного комплекса.

Основной причиной сложившегося положения является полное отсутствие нормативно-правовой базы, конкретных методик и инструкций, позволяющих проводить водолазные спуски на современном техническом уровне с максимальной эффективностью, в том числе экономической.

Принимая во внимание вышесказанное, руководством Центра подводных исследований Русского географического общества (ЦПИ РГО) было принято решение открыть научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую и технологическую работу (НИОКТР) «Разработка методик проведения глубоководных работ в автономном режиме. Создание перспективного автономного комплекса для производства глубоководных работ», одной из целей которой является проверка эффективности и безопасности методик, а также заявленных характеристик автономного снаряжения и ДГС до 100 метров. Оборудование, наличие снаряжения и уровень подготовки сотрудников ЦПИ РГО позволяет проведение подобных исследований.

Врач водолазной медицины ЦПИ РГО Андрей Ярков

В ходе проводимой ЦПИ РГО совместно с Военно-медицинской академией им. С.М. Кирова НИОКТР проводилось исследование функционального состояния организма водолазов в период экспериментальных спусков на аппаратах с замкнутой схемой дыхания. Использовались методики, направленные на оценку:

– сердечно-сосудистой системы (ЧСС, АД, проба Руфье, УЗИ правых отделов сердца и легочной артерии);

– дыхательной системы (ЖЕЛ, проба Штанге и Генча, проба Жулиана-Дергунова);

– центральной нервной систем (простая сенсомоторная реакция ПСМР, сложная сенсомоторная реакция с выбором и дифференцировкой ССМР, критическая частота световых мельканий КЧСМ, реакция на движущийся объект РДО);

– психофизиологический статус (анкета САН, анкета самооценки состояния АСС, опросник «Шкала астении», опросник Стреляу, опросник Спилбергена-Ханина);

– когнитивные психические функции (методики «Сложение и вычитание в уме», «Корректурная проба с кольцами Ландольта», «Расстановка чисел»).

При определении комплекса методик исследования, характеризующего динамику функционального состояния организма водолаза в процессе водолазного спуска по режимам декомпрессии с использованием кислородно-азотно-гелиевых газовых смесей (в дальнейшем КАГС), учитывалось, что обследование будет проводиться в экспедиционных условиях среднегорья. Поэтому при минимуме регистрируемых параметров методики должны были позволять получать максимум информации, которая в большинстве своем должна быть доступна для формализованной обработки и оценки, т.е. с помощью компьютерных систем позволять получать результаты обследования в реальном масштабе времени и формировать базу данных для их биометрической обработки и оценки.

В обследовании задействовали 20 человек. Участники медико-физиологических исследований были разделены на три группы. Группа I (6 водолазов, средний возраст 36 лет) – водолазы-исследователи ЦПИ РГО, использующие для проведения водолазных работ аппарат с замкнутой схемой дыхания (JJ-CCR Ребризер). Группа II (6 человек, средний возраст 34 года) – участники экспедиции, не являющиеся водолазами. Группа III (8 водолазов, средний возраст 35 лет) – водолазы, использующие для проведения водолазных работ аппараты с открытой схемой дыхания.

Водолазные спуски выполнялись парой водолазов. Система «партнерства» предполагала, что они должны постоянно находиться в непосредственной близости друг от друга и быть готовы в любой момент оказать помощь своему напарнику. При спусках каждый водолаз страховал своего напарника.

Испытания на Голубом озере

При спусках связь между водолазами под водой и обеспечивающим персоналом (руководителем водолазного спуска и врачом водолазной медицины) осуществлялась с помощью беспроводной гидроакустической связи. Общение между самими водолазами под водой осуществлялось с помощью визуальных сигналов и беспроводной гидроакустической связи.

При проведении водолазных спусков использовались дыхательные аппараты с замкнутой схемой дыхания (ребризер) на дыхательных смесях с электронным управлением (CCMGR – Closed Circuit Mixed Gas Rebreather) датской компании JJ-CCR.

В качестве основного алгоритма для выбора ДГС и декомпрессионных расчетов использован хорошо зарекомендовавший себя алгоритм Бульмана ZHL-16C, 16 тканей в модификации Эрика Бейкера (Градиент-факторная модель).

Подготовительный период

В подготовительный период были проведены водолазные спуски в аппаратах с замкнутой схемой дыхания (ребризерах) JJ-CCR в барокамере ЦПИ РГО водолазного типа 1800 OFFSHORE, зав. №078/98. Рег. № 06-01/71-18 ЭПБ. Рег. № 06-01/71-18 ЭПБ. 

Водолаз в барокамере

В барокамере создавались условия, в максимальной степени соответствующие условиям водолазных спусков: по температуре, скоростям изменения давления и т.д. В ходе проведённых испытаний производился отбор ДГС и осуществлялся контроль за составом ДГС (на вдохе) в контуре аппарата замкнутого цикла дыхания, комплексом газового контроля по кислороду, гелию и диоксиду углерода. Полученные результаты соответствовали данным из блока управления аппаратом (handset).

Экспедиция на озеро Церик-Кель

Водолазные спуски проводились в Республике Кабардино-Балкария (30 км от г. Нальчик) на озере Церик-Кель (Голубое озеро). Озеро Церик-Кель – небольшое по размерам (230 на 130 метров, глубина 279 метров), с прозрачной холодной водой и постоянной температурой +9°С.

Водолаз готовится к погружению

За период экспедиции выполнено 152 человеко-спусков с использованием аппаратов с замкнутой системой дыхания (39 спусков глубже 60 метров, максимально достигнутая глубина – 100 метров), 60 человеко-спусков с использованием аппаратов с открытой схемой дыхания (глубиной погружения до 45 метров). Данные по проведенным водолазным спускам представлены в диаграмме 1.

Диаграмма 1. Проведенные водолазные спуски

Контроль за функциональным состоянием организма водолазов обеспечивался путем ежедневного обследования до и после водолазного спуска, проводимого врачами ЦПИ РГО и Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. Критерием успешности водолазного спуска являлось отсутствие визуализации внутрисосудистых газовых образований (ВГО), вызывающих проявления специфических водолазных заболеваний.

Использовались два ультразвуковых метода оценки внутрисосудистого газового образования (ВГО): с помощью двухмерной эхокардиографии (аппарат SonoSite Edge c ультразвуковым датчиком для внутренних органов фазированный P21х/5-1.), и с помощью допплеровского аппарата ультразвуковой диагностики «МИНИДОП-4», который давно зарекомендовал себя как надежный помощник врача водолазной медицины у места спусков. Он позволяет выявить высокую интенсивность ВГО, которое может привести к развитию ОДБ. Метод двухмерной эхографии применяется значительно реже из-за высокой стоимости оборудования, но он имеет ряд преимуществ. Например, позволяет отображать на экране сечение правых отделов сердца в реальном времени, где отчетливо видно наличие газовых пузырьков (ГП) в кровотоке. Также этот метод позволяет делать запись обследования с дальнейшим просмотром и более точным выставлением степени ВГО, вплоть до выявления единичных ГП в 10-15 сердечных циклах.

Контроль за функциональным состоянием водолазов позволил оценить воздействие на организм различных режимов декомпрессии с использованием КАГС в аппаратах с замкнутой схемой дыхания, рассчитанных с помощью компьютерных программ.

Исследования состояния сердечно-сосудистой системы (ССС) не выявило сколько-нибудь значительных и достоверных изменений. Однако можно отметить, что направленность изменений показателей ССС в разных группах была разной. Если рассмотреть совокупность изменений, то выявляются некоторые признаки развития определенных стадий адаптации (по Баевскому Р.М., 1984).

Диагностика состояния водолаза

Анализируя параметры функции внешнего дыхания можно отметить, что все показатели находились в пределах нормы. Сколько-нибудь значительных и достоверных изменений в дыхательной системе нами выявлены не были.

Характеристику функционального состояния ЦНС и её возможностей определяли по показателю умственной работоспособности. Анализ полученных данных показал, что умственная работоспособность у обследуемых сохранялась на высоком уровне, однако, водолазы, использующие для проведения водолазных работ аппарат с замкнутой схемой дыхания, были более внимательными и сосредоточенными.

Полученные результаты обследования ЦНС свидетельствуют о том, что подвижность нервных процессов и показатели умственной работы находятся в пределах нормы. Сколько-нибудь значительные и достоверные изменения в центральной нервной системе нами выявлены не были.

По результатам оценки психофизиологического статуса и функций ЦНС у большинства участников отмечалась неуравновешенность нервных процессов с преобладанием силы торможения или возбуждения, инертность (низкий уровень подвижности) нервных процессов и легкая степень астенизации. Подвижность нервных процессов в корковом отделе зрительного анализатора – в пределах нормы у всех участников исследования. Выявленные изменения характерны для начальных стадий развития утомления, работоспособность характеризуется как незначительно сниженная. Наиболее вероятными причинами такого состояния явились смена климата и психоэмоциональная нагрузка, обусловленная высокой интенсивностью работы.

Выводы

Анализируя полученные нами в ходе экспедиции данные функционального состояния организма водолазов, выполняющих работы под водой в аппаратах с замкнутой схемой дыхания, можно сказать, что показатели сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной системы находятся в пределах нормы. Сколько-нибудь значительные и достоверные изменения в функциональном состоянии организма водолазов выявлены не были.

За время экспедиции методы ультразвуковой диагностики зарекомендовали себя «положительно» в выявлении ВГО, которое может привести к развитию симптомов ОДБ. Используемые методы имеют разную диагностическую точность и области применения. Метод с применением аппарата МИНИДОП 4 оказался более субъективным, требует больше практики и не всегда может дать однозначную оценку в ситуации с пограничными значениями ВГО. Метод двухмерной эхографии имеет более высокую диагностическую точность, которая будет полезна в наблюдении динамики развития ВГО в послеспусковом периоде, в научно-исследовательской работе, в профессиональном отборе водолазов и в механизмах на данный момент плохо изученной хронической декомпрессионной болезни (ХДБ) водолазов.

Проведенная нами работа может быть использована при разработке мер, направленных на совершенствование нормативной правовой базы и руководящей документации по проведению водолазных спусков и работ, а также на гармонизацию отечественных методик и международных норм.

Результаты НИОКТР позволят внедрить в практику водолазного дела отечественные образцы водолазного снаряжения, а также отечественные методики и правила проведения водолазных спусков без использования судов-носителей глубоководных водолазных комплексов (ГВК).

Требуется продолжить дальнейшие натурные исследования функционального состояния организма водолазов, что позволит оценить процесс адаптации к условиям повышенного давления газовой и (или) водной среды, следить за ростом и развитием водолазов, определить их физические возможности и физиологическую «стоимость» их деятельности, прогнозировать профессиональную деятельность в будущем.

Внедрение разработанной в рамках данной НИОКТР методики позволит повысить эффективность и безопасность проведения водолазных спусков, снизить затраты на выполнение подводных работ по широкому спектру задач.