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潜水中的医学

科普小知识2022-05-27 21:40:32
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屏住呼吸跳入水中是人类与生俱来的与自然和谐共处的能力。

潜水中的医学

我们今天谈论的潜水和最初的屏气潜水方法大不相同。潜水时,潜水员应穿戴潜水设备,呼吸与静水压相等的高压气体,并在水下操作工具以完成特定任务。

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跳水已经成为一项特殊的技术,在国民经济建设和国防建设中发挥着越来越重要的作用。据一个月前的新闻报道,上海打捞局完成了对653天前沉没的约瑟号的全面打捞,创造了潜水员在水下辛勤工作的空前壮举。

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压缩空气是潜水员最常用的呼吸介质。当潜水员潜水时,呼吸气体的压力随着深度的增加而增加。压缩空气中的主要成分是78%的氮气和21%的氧气。氧气是人类生活中不可缺少的,但是过多的氧气也会产生毒副作用。氮气是一种不参与人体新陈代谢的惰性气体。过量的氮气会使人体产生类似酒精中毒的氮气麻醉,从而影响潜水员水下作业的效率和安全。因此,呼吸压缩空气的潜水员的安全潜水深度不应超过50m至60m。超过这个深度限制,人们需要呼吸手动配置的混合物,如氦氧混合物。

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潜水员的潜水深度不是无限的。国外人体实验室研究的潜水深度超过700米,真正的海洋潜水员的潜水深度超过500米。中国人体实验室研究的潜水深度接近500米,真正的海洋潜水员的潜水深度超过300米。世界公开报道的潜水员潜水深度已经达到320米。由于水也是相对不可压缩的,水在200个大气压下被压缩1%(相当于近2000米的潜水深度)。在这样的实验压力下,可以观察到分离的灵长类细胞膜的塌陷、神经细胞传导速度的降低以及对蛋白质合成的影响。因此,科学家预测,由于流体静压力和呼吸阻力等因素,人体承压潜水的最大深度不应超过1500米,安全极限应小于1000米。超过这个深度极限,有必要使用无人遥控或载人潜水器和机械臂来帮助人类进入更深的海洋,开发和利用海洋,为人类的发展和进步做出贡献。

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潜水和减压病

我们都有过用开瓶器打开一瓶啤酒的经历,啤酒瓶里的气泡会喷出来。这是因为当啤酒生产线被包装时,大量的二氧化碳在压力下溶解在啤酒中,使得啤酒瓶中的压力达到大约0.3兆帕(相对于潜水者潜水到30米时吸入的高压气体的压力)。当啤酒瓶打开时,压力立即从高压变为正常压力。在高压下溶解在啤酒中的二氧化碳由于压力突然下降和溶解度降低而从溶解状态变为气态,从而产生大量气泡。

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当潜水员潜水时,他们需要吸入具有相同流体静压的高压气体,由于压力和溶解度的增加,溶解的气体量会增加。潜水后,如果潜水员迅速从水中回到水面,环境压力的突然下降也会导致潜水员在压力下溶解更多的气体,并由于溶解度的降低而产生气泡。一旦潜水员体内形成气泡,他们就会患上减压病。我们还可以观察到这样的现象:一瓶啤酒直立在桌子上,用锋利的工具在瓶盖上钻了一个小洞,可以看到一系列气泡在啤酒中上升。停留一个小时,然后打开啤酒瓶盖,因为泡沫已经逐渐冒泡,不会有更多的泡沫喷出。同样,潜水后,潜水员可以从水中以可控和渐进的方式返回水面,这样,由于压力降低和溶解度变化而产生的气泡可以通过肺循环呼吸以可控的方式排出体外,而不会在潜水员体内产生气泡。这就是我们所说的潜水减压。大量的实际观测和实验研究证明,潜水员的潜水深度超过12米。如果水下停留时间较长,需要通过减压过程逐渐回到水面,以保证潜水作业的安全和潜水员的健康。

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案例:潜水后,潜水员A在工作现场附近下马,淋浴,换衣服和休息。一个小时后,我发现皮肤发痒,零星的红疹和膝盖疼痛。

潜水减压病是潜水员的一种职业病。原因是潜水员在潜水过程中溶解了大量的高压气体。在潜水后返回水面的过程中,不适当的减压会在体内产生气泡,堵塞血管并压迫神经,导致减压病。潜水减压病的原因大多是由于未能严格遵循减压程序或与过度疲劳和个体身体差异有关。潜水减压病最常见于潜水后6小时内,也有少数病例在24小时内延迟发病,病例在24小时内复发的情况很少。潜水减压病的症状和体征主要是皮肤瘙痒、皮疹、大理石纹或肌肉和关节疼痛。严重症状可能包括呼吸、循环和神经系统症状。

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潜水医生检查后,根据某种盔甲的症状和体征,结合潜水操作史,他决定立即进入压缩室进行加压。快速加压至18米后,询问感觉后,部分甲主诉瘙痒、酸痛等症状明显缓解并消失。此时,潜水医生诊断为急性轻度减压病。经过吸氧和减压治疗后,他在2个多小时后从舱内恢复。

加压疗法是潜水减压病的基本治疗方法。加压疗法可以压缩和分解体内的气泡,并将它们溶解在血液和组织中。经过缓慢的减压过程后,溶解的气体变成气体,通过肺循环呼吸排出体外。为防止潜水减压病的发生,要求潜水作业后严格执行潜水减压规定,要求潜水员在完成潜水作业后有6小时的观察过程。在此期间,他们不允许参加重体力活动,呆在压缩室附近,也不允许飞行。在观察期间,一旦发现减压病的症状和体征,应立即进行检查和鉴别。急性潜水减压病确诊后,可根据患者的潜水深度、症状和体征选择加压至18m、30m或50m的治疗措施。潜水减压病的治疗是及时和适当的,可以治愈,没有后遗症。