Одним из самых серьезных несчастных случаев, которые могут произойти с подводником, является баротравма легких. Она характерна для аквалангистов и возникает вследствие чрезмерного расширения газов в легких при слишком быстром, случайном или экстренном всплытии.
Объем легких нормального человека в среднем составляет 5 литров на поверхности при атмосферном давлении.
Задача регулятора дыхательного аппарата - обеспечивать подводника воздухом под давлением окружающей среды.
К примеру, возьмем подводника, находящегося на глубине 40 метров, и соответственно, под давлением в 5 Атм. В его легких будет находиться.
5 литров х 5 Атм = 25 литров воздуха.
Если во время всплытия подводник задержит дыхание (произвольно или непроизвольно), объем газа в легких, в соответствии с законом Бойля-Мариотта, расширится до 25 литров. Учитывая, что легкие не слишком эластичны (менее чем на 10 %), увеличение объема дыхательных газов неизбежно приведет к разрыву стенок альвеол и попаданию пузырьков газа в кровообращение. Эти пузырьки в основном попадают в сердце и ткани головного мозга, приводя к травматической газовой эмболии.
Разрыв легких обычно случается в районе ближайших к поверхности 10 метров, где перепады давления наиболее существенны.
При разрыве легких происходит резкое нарушение дыхания вплоть до его остановки.
Возможна и другая причина нарушения и остановки дыхания - из-за спазма гортани в результате.
слишком быстрого всплытия;
термического стресса;
предыдущих заболеваний (бронхит);
выполнения приема Вальсалвы при всплытии.
Причины нарушения и остановки дыхания
Нарушения могут проявиться уже во время подъема на поверхность или в течение 5 минут после всплытия, в отличие от декомпрессионного заболевания, которое развивается только после окончания погружения.
Существуют две причины остановки дыхания.
1) легочная - в связи с разрывом альвеолярных стенок и выходом воздуха в плевральную полость, «отслоением» легкого от плевры и образования пневмоторакса. Воздух может также попасть в средостение, что приведет к пневмомедиастинуму, в брюшину с образованием пневмопери-тонеума или под кожу, вызывая подкожную эмфизему и болезненную тяжесть в груди. К другим симптомам относятся. затрудненное дыхание с ощущением «нехватки воздуха»; сухой и поначалу раздраженный кашель, который затем сопровождается кровавой мокротой (кровь, смешанная со слизью), свидетельствующей о разрыве альвеол; учащенный пульс (150–200 ударов в минуту); падение артериального давления.
2) мозговая - основной причиной является развитие острой мозговой недостаточности, вследствии попадания пузырьков газа через альвеолы в кровеносное русло, а далее в мозг и, как следствие, закупорки кровеносных сосудов. (Церебральная Газовая Эмболия). В результате появляются следующие симптомы: потеря сознания, внезапная слепота (амавроз), внезапная и полная глухота (острое болезненное ослабление слуха), моноплегия (паралич одной конечности), гемиплегия (паралич одной стороны, противоположной поврежденной зоне мозга), приступ судорог, остановка сердца и дыхания.
Практически всегда баротравма легких.
Это проблема при погружении с аквалангом, но в редких случаях она может коснуться также и ныряльщика на задержке дыхания. Например, если подводник, погрузившийся на задержке дыхания, на глубине подышит из регулятора аквалангиста. Как мы уже выяснили, во время всплытия объем газа увеличивается, и, если не выдыхать воздух из легких во время всплытия, возникает серьезная опасность разрыва легких. Следовательно, нужно совершенно определенно избегать дыхания из альтернативных источников воздуха, если только не возникнет крайней необходимости, а в таком случае, что бы там ни было, необходимо выдыхать воздух во время всплытия. Для этого достаточно выпускать минимальное количество воздуха изо рта, и если давление в легких слишком возрастет, по этому, уже открытому, узкому пути воздух всегда сможет выйти и в большем количестве. Важно знать, что таким образом можно, так сказать, оставить запасный выход. Риск существует даже на небольшой глубине, например, в бассейне всего на 4 или 5 метрах. Уже случалось, когда в виде игры, чтобы подольше остаться под водой, некоторые ныряльщики на задержке дыхания дышали из регулятора аквалангиста, а при всплытии не выпускали лишний воздух, в результате происходил разрыв легких с серьезными последствиями. Рекомендуется никогда этого не делать, даже ради игры или любопытства, в любом месте и на любой глубине.
Лечение
Лечение данной патологии состоит из:
нормобарической кислородной терапии;
сердечно-легочной реанимации (СЛР);
быстрой госпитализации на машине скорой помощи;
дренажа пневмоторакса (осуществляется только медицинским персоналом);
гипербарической кислородной терапии.
Прогноз
Речь идет о безусловно драматическом и серьезном происшествии, не исключающем внезапную смерть.
Быстрая транспортировка в барокамеру может положительно сказаться на состоянии пострадавшего, приводя к быстрой регрессии неврологических симптомов, которые иначе могут приобрести хронический характер с медленным и неполным излечением.
Относительно легкие случаи также нуждаются в строгой врачебной проверке, так как через какое-то время в результате воспалительных процессов возможно появление острых легочных и/или неврологических осложнений.
Предупреждение
Несколько полезных советов, чтобы избежать этого неприятного происшествия:
всегда выдыхайте во время всплытия (только для ныряльщиков с аквалангом);
избегайте погружений при наличии дыхательных патологий (бронхит, эмфизема);
не предлагайте подышать сжатым воздухом ныряльщику на задержке дыхания;
не дышите сжатым воздухом во время погружения на задержке дыхания.
Заключение
Разрыв легких - это несчастный случай при занятии подводным плаванием с крайне тяжелыми последствиями, но его можно легко избежать, если хорошо знать данную патологию и как следует подготовиться к управлению экстренной ситуацией.
Баротравма легких - это разрыв легочной ткани и проникновение в кровеносное русло газовых пузырьков.
Причины баротравмы легких
Причиной разрыва является резкое повышение или понижение давления в легких по сравнению с окружающим:
- Задержка дыхания при свободном плавании
- Превышение скорости свободного всплытия
- Удар или резкий нажим на дыхательный мешок.
- Сильный кашель
Симптомы баротравмы легких
Появление заболевания зависит от величины разрывов легочной ткани и кровеносных сосудов, а также от количества газовых пузырьков и их местонахождения.
- Потеря сознания в результате рефлекторного спазма сосудов головного мозга.
- Легочное кровотечение в виде кровянисто-пенистой мокроты или чистой крови, выделяющейся изо рта, особенно при кашле.
- Боли за грудиной из-за раздражения нервных окончаний при растяжении легочной ткани.
- Синюшность лица.
- Частый неустойчивый пульс слабого наполнения.
- Частое поверхностное дыхание. Особенно затруднен выдох, который сопровождается кашлем и болью. Нередко хрипы слышны на расстоянии, иногда наступает остановка дыхания.
- Общая слабость, которая объясняется нарастающим кислородным голоданием.
- Различные нервно-мозговые расстройства, проявляющиеся в болях мышц, суставов, порезах, параличах конечностей и органов, а также в потере сознания, вследствие нарушения мозгового кровообращения (газовые пузырьки закупоривают сосуды мозга).
Встречаются также скрытые формы баротравмы легких, которые проявляются незначительными болями за грудиной, длительным кашлем, слабостью. Это чаще бывает у аквалангистов.
Диагностика баротравмы легких
Диагностика баротравмы легких базируется не только на клинических проявлениях заболевания, но также в равной мере на анализе условий его возникновения.
Лечение баротравмы легких
Радикальным методом лечения заболевания является лечебная рекомпрессия. В результате помещения пострадавшего в условия повышенного давления (7-10 ати или 0,8 - 1,1 Мпа) наступает пропорциональное уменьшение объема газовых образований в тканях и кровеносных сосудах и их последующее растворение. В процессе проведения лечебной рекомпрессии по специальным режимам Правил водолазной службы (II, III, IV), а также и по ее завершении по показаниям проводится и симптоматическая терапия.
При отсутствии дыхания, резком его ослаблении или патологических ритмах проводится искусственная вентиляция легких.
Причины. Разрыв легочной ткани у пловцов-подводников может произойти как от превышения давления воздуха внутри легких по сравнению с наружным давлением на величину более 80... 100 мм рт. ст. (11...13 кПа) , так и от понижения давления воздуха внутри легких на эту же величину.Превышение давления в легких может наблюдаться при очень быстром всплытии или выбрасывании с глубины, а также при пользовании неисправным дыхательным аппаратом. При исправном аппарате баротравма легких может возникнуть лишь в том случае, если при быстром всплытии с глубины у пловца появится спазм голосовой щели, не позволяющий своевременно сделать выдох. Спазм голосовой щели может возникнуть, если в дыхательные пути попадет вода или инородное тело, а также в результате кашля; при попадании холодной воды под гидрокостюм или при вхождении в зону холодной воды («температурного скачка») без гидрокостюма.
Баротравма легких может произойти при свободном всплытии после оставления аппарата на грунте, а также при всплытии с аппаратом, если при этом задержать дыхание. Особенно опасно задерживать дыхание в зоне 10 м от поверхности воды, так как именно здесь изменение гидростатического давления происходит относительно резко (см. табл. 1.1).
Баротравма легких от понижения внутреннего давления воздуха может произойти при израсходовании или резком снижении давления воздуха в дыхательном аппарате. Если внутрилегочное давление повысилось на 80... 100 мм рт. ст. (11...13 кПа) и произошло растяжение легких за физиологические пределы, в тканях легких образуются микроскопические разрывы (чаще всего у корней легких), которые являются местом вхождения воздушных пузырьков в кровяное русло. Особую опасность представляют пузырьки воздуха, попавшие в левое предсердие и левый желудочек, а затем в аорту, так как местом их конечной локализации являются сосуды головного мозга и сердца. Воздушные пузырьки, попавшие в правый желудочек, поступают затем в легочную артерию и капилляры легких. Закупорка части капилляров легких небольшим количеством воздуха, поступившего из правого желудочка сердца, несколько затрудняет кровообращение, ню непосредственной опасности для жизни пострадавшего не представляет.
Признаки: потеря сознания через 1...2 мин после всплытия на поверхность (в результате нарушения кровообращения в головном мозге), кровотечение изо рта и выделение пенистой мокроты, окрашенной кровью, резкая синюшность лица, частый неустойчивый пульс, поверхностное дыхание с затрудненным выдохом, что объясняется спазмом голосовой щели, подкожная эмфизема в области шеи и груди при разрыве плевры у корня легких, паралич и парезы конечностей и другие признаки в зависимости от локализации воздушных пузырьков.
Накопление крови и слизи в дыхательных путях вызывает кашель. Повышение внутри легочного давления при кашле может привести к усиленному поступлению воздуха в кровеносную систему и значительному ухудшению общего состояния пострадавшего.
Первая помощь. Основным методом лечения баротравмы легких является лечебная рекомпрессия, которая проводится по режимам лечебной рекомпресии (приложение 11.7).
Легочное кровотечение останавливают, применяя противостолбнячную сыворотку, 10%-ный раствор хлористого кальция и витамин К. Для стимуляции дыхательного центра применяется цититон. Чтобы предупредить приступы кашля, дают кодеин (дионин). При остановке дыхания проводят искусственное дыхание, избегая надавливания на грудную клетку (способы Каллистова, Лаборда).
Профилактика. Для предупреждения баротравмы легких необходимо всплывать с глубины медленно, не задерживая дыхания. Скорость всплытия с аппаратом никогда не должна превышать скорости газовых пузырей, выходящих из клапана выдоха. При вынужденном быстром всплытии с глубины в аппарате и при свободном всплытии после оставления аппарата на грунте необходимо все время производить выдох, особенно приближаясь к зоне 10 м от поверхности воды. Для спусков следует пользоваться исправными и проверенными аппаратами.
Баротра́вма (др.-греч. βάρος - тяжесть и τραῦμα, - рана) - 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 фридайвингом, при взлёте или посадке самолёта, при взрывной декомпрессии, а также в некоторых других случаях.
Закон Бойля - Мариотта определяет отношение между объёмом воздушного пространства и окружающего давления. 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.
Баротравмы при подводных спусках
В подводном плавании и водолазных спусках разница давлений способна вызвать баротравму в двух случаях:
- спуск или подъём в воде
- дыхание газовыми смесями на глубине
Органы и ткани, легко травмируемые при совершении погружений под воду:
- среднее ухо
- синусы (Пазухи воздухоносные)
- лёгкие
- глаза
Виды травм
Баротравма среднего уха
Самый частый вид баротравмы, получаемый при погружениях под воду. В ходе погружения всё возрастающее с глубиной внешнее давление воды передаётся на барабанную перепонку пловца; уже на глубине 1-2,5 метров большинство людей чувствуют неприятное ощущение в ушах, которое является проявлением 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 и 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 подъёме 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
Баротравма лёгкого - заболевание или состояние, возникающее при множественных мелких повреждениях и/или разрывах лёгочной ткани (баротравматическая эмфизема), которые могут приводить к переходу газа из альвеол в ткань лёгкого, средостения, подкожно-жировую клетчатку грудной клетки и шеи (подкожная эмфизема), в плевральные полости (пневмоторакс), в брюшную полость (пневмоперитонеум) и в кровеносное русло (газовая эмболия). Пузырьки газа проникают через разрывы лёгочной ткани в сосуды малого круга кровообращения и затем, пройдя через левые отделы сердца, попадают в артерии большого круга кровообращения и с током крови доставляются до всех периферических органов и тканей. Пузырьки воздуха могут механически закупоривать мелкие сосуды и приводить к местному и общему кислородному голоданию.
У 4-х из 5 пострадавших подобная травма возникает в результате резкого повышения внутриальвеолярного давления газа при быстром всплытии с глубины на поверхность в изолирующих средствах дыхания. Описаны подобные состояния и при произвольной или непроизвольной задержке дыхания при кашле или бронхиальной астме у водолаза. Значительно реже встречаются случаи баротравмы лёгких при резком понижении внутриальвеолярного давления например при попытке водолаза сделать вдох из пустого дыхательного мешка аппарата.
Баротравма лёгкого - вид баротравмы, который происходит с отрицательным изменением глубины (при всплытии). Такую баротравму можно получить, если при максимальном вдохе и задержке дыхание подвсплыть 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 приблизительно 2 атмосферы. 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, объёме. Когда водолаз начинает всплывать, то внешнее, гидростатическое, давление воды начинает понижаться, газ в лёгких подводника начинает расширяться и, если не сделать при этом выдох, сначала лёгкие начнут растягиваться. Например при всплытии с глубины 10 м на глубину 5 м давление газа в груди аквалангиста уменьшится с двух до полутора атмосфер, то есть в 1,33 раза, а объём последнего, напротив, увеличится в эти же самые 1,33 раза. Лёгкие аквалангиста начинают раздуваться в 1,33 раза, так как грудные мышцы не в силах сдержать все возрастающий объём лишнего газа, который ищет себе выход наружу. Поначалу это расширение скомпенсируется эластичностью тканей. Например тренированный фридайвер может без вреда для себя растянуть лёгкие дополнительно "упаковав" до 50% максимального объёма легких, растяжение сверх максимально-возможного вдоха будет при этом в 1,5 раза. Но даже такой исключительной эластичности может оказаться недостаточно, и при дальнейшем всплытии, если по-прежнему не сделать выдох, исчерпается резерв растяжения тканей лёгких и грудной клетки, постоянно образующийся избыточный объём воздуха, всё расширяющегося со всплытием, начнет искать себе выход наружу, повреждая или даже прорывая альвеолы, а впоследствии - и лёгочную ткань.
Данное поведение газа есть не что иное, как следствие следующей простой формулы, которая по сути своей является выражением Закона Бойля-Мариотта:
из которого следует, что: Давление () газа обратно пропорционально его объёму (), а их произведение постоянно, важно учитывать, что данный закон справедлив только при постоянной температуре газа, иначе необходимо использовать уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клайперона).
В отличие от баротравмы среднего уха баротравма лёгкого - намного более серьёзный вид баротравмы, приводящий к опасным, и иногда потенциально смертельным повреждениям. По степени тяжести среди последствий выделяют баротравматическую эмфизему легких, пневмоторакс, газовую эмболию. Именно отсюда главный закон водолаза - «Всплывая выдыхай». Снорклеры и фридайверы при всплытии не подвержены данному виду баротравмы, так как не дышат газом на глубине и, соответственно, объём газа в их грудной клетке не может превышать таковой на поверхности воды. Есть одно исключение: если погрузиться на задержке дыхания на достаточно большую глубину, то может произойти обжим лёгкого и/или трахеи из-за большого внешнего давления воды, сильного уменьшения объёма лёгких и напряжения дыхательных мышц и недостаточной эластичности капилляров легких, наполняющихся кровью. Теоретически такая баротравма может произойти при нырянии на задержке дыхания уже на глубине около 30 метров, а при нырянии на выдохе и на меньших глубинах, поэтому следует соблюдать осторожность.
Обжим
Термин «обжим» описывает ситуацию, при которой уменьшается объём подкостюмного или подмасочного пространства при возрастании давления окружающей среды, что вызывает болезненные ощущения за счёт неравномерного прилегания костюма или «вытягивания» кожи в область с более низким давлением (аналогично механизму действия медицинских банок). Данная проблема может возникать при использовании сухих костюмов, полумасок, а также очков для плавания, в которых отсутствует возможность выровнять давление в подочочном пространстве.
Баротравма зубов
Наличие в зубах кариозных 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 (подробности в статье: рекомпрессия).
Баротравмы при использовании барокамеры
Барокамера используется для лечения декомпрессионной болезни и баротравм путём рекомпрессии. Для этого пациента помещают в камеру и увеличивают давление, выдерживают его некоторое время, а затем постепенно уменьшают до атмосферного. Однако в случае неверного использования барокамеры пациент может получить баротравму, если давление, в три-четыре раза превышающее атмосферное, быстро уменьшить до нормального.
Профилактика
Баротравм можно избежать, устраняя любые различия в давлении, действующем на ткань или орган, путём выравнивания давления. Для этого существуют различные методы:
- Уши и носовые 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. См. также: чистка ушей.
- Лёгкие. Риск - пневмоторакс, который также называют взрывом лёгких . Для выравнивания давлений необходимо всегда дышать в обычном темпе и никогда не задерживать дыхание. Риск баротравмы такого типа не возникает в случае занятия снорклингом при условии, что ныряльщик не дышит под водой из источника газа высокого давления (акваланга) или из воздушных полостей, расположенных ниже уровня воды.
- Воздух внутри обычной (для глаз и носа) полумаски. Главный риск заключается в гематомах и кровотечениях вокруг глаз. В данном случае достаточно выдыхать немного воздуха в маску через нос.
- Воздушное пространство в сухом костюме. Главный риск - защемления кожи, зажимаемой в сгибах сухого костюма. Современные сухие костюмы имеют клапаны для подачи газа от акваланга и для стравливания его в окружающее пространство в случае надобности. Воздух должен добавляться во время спуска и стравливаться на подъёме.
Баротравмы, вызванные ударной волной
При взрыве создаётся ударная волна, волна повышенного давления, которая может стать причиной баротравмы. Разница давлений между внутренними органами и окружающей средой может вызвать повреждения органов, содержащих газ, таких как лёгкие, пищеварительный тракт, уши. Так, наступательные гранаты предназначены для причинения вреда врагу именно через баротравму.
Баротравмы при искусственной вентиляции лёгких
Искусственная вентиляция может привести к баротравме лёгких. Это происходит из-за:
- абсолютного давления, используемого для вентиляции неэластичных лёгких.
- сил, связанных с быстрыми изменениями скорости газов.
Происходящий альвеолярный разрыв может привести к пневмотораксу, лёгочной промежуточной эмфиземе и эмфиземе средостения.
Баротравмы при авиаперелётах
Комфортное давление воздуха в салоне самолёта во время перелёта поддерживается компрессорами двигателей, и примерно соответствует давлению атмосферы на высоте 2000-3000 метров над уровнем моря (в зависимости от модели воздушного судна и высоты полёта). По причине того, что существует разница давлений в самолёте у земли и на высоте, возможны болезненные ощущения в ушах, синусах, зубах при наборе высоты или снижении.
Профилактика
Для устранения болезненных ощущений при полётах в самолётах можно применять
- Манёвр Вальсальвы;
- Сосание леденцов;
- Сглатывание;
- Питьё какой-либо жидкости мелкими глотками;
- Жевание жвачки.