根据目的,潜水主要可分为两类:
爱尔兰科学家罗伯特·波义耳在1662年提出了波义耳定律,该定律指出,体积的变化与压力的变化成反比,即压力增大时,体积减小。例如,在水面时,人的肺部容量约为6升,那么当潜到10米、20米和30米深度时,空气体积会分别减少到3升、2升和1.5升。相反,如果将一个含有3升空气的气球从30米深的地方带到水面,空气体积会膨胀到12升,是原来的4倍。
该定律有助于解释大气压力变化可能导致的伤病。
气压伤
作用在潜水者身上的压力由两部分组成:大气压力和流体静压力(潜水者上方水的重量)。在海平面,大气压力相当于从地表到太空边缘的一层空气的压力。然而,潜水者每下潜10米,压力就会增加1个大气压(1个大气压的大气压力加上1个大气压的流体静压力)。
因此,水面上1个大气压的压力,在潜到10米深度时会变为2个大气压,在20米深度时变为3个大气压。压力的增加会减少肺部气体的体积。例如,肺部在水面时的容量为6升,在10米深度时,由于压力从1个大气压变为2个大气压,体积会减少到3升。如果深度进一步增加到20米(压力为3个大气压),肺部容量会变为2升。相反,当从30米深度上浮时,压力从4个大气压降至1个大气压,肺部的空气体积会膨胀到原来的4倍,即12升,从而导致因压力变化引起的损伤,也就是气压伤。
气体的压缩和膨胀可能会对中耳造成损伤,也可能对身体其他有气腔的部位造成损伤,如肺部、鼻窦、牙齿(有补牙材料或牙冠的人)、眼睛和消化系统。此外,还可能出现其他类型的压力损伤,比如面镜挤压伤,这会因压力变化导致面部瘀伤。
中耳气压伤
中耳气压伤,也称为耳挤压伤,是由中耳内的压力变化引起的。中耳就像一个只有一扇门的房间,通过咽鼓管与喉咙相连。如果压力增加,空气体积会发生变化,鼓膜也会移动。正常情况下,空气中的压力是1个大气压,中耳的容积与之相同。但当潜到10米时,压力加倍,中耳会变小,这会将鼓膜向内拉,引起耳痛。潜得更深时,压力进一步增加,中耳容积再次变小,可能会导致中耳出血或鼓膜破裂。
肺气压伤
肺是人体中最大的气腔,总容量约为6升。肺气压伤主要可分为两种形式:
减压病
还有一条由英国化学家威廉·亨利提出的亨利定律,该定律指出,气体在液体中的溶解度与该气体在液体上方的分压成正比。
减压病(或称“潜函病”)的基本原理源于气体可溶于液体这一物理原理。压力增大时,气体更容易溶于液体。这就类似于汽水瓶中,二氧化碳在压力下溶于水,当瓶子打开时,二氧化碳会随之涌出。
我们呼吸的空气中含有21%的氧气和79%的氮气。潜水时,压力增加会使氮气更容易溶于体内,而当上升过快时,多余的氮气会在组织和血液中形成气泡,导致减压病或“潜函病”。症状包括关节疼痛,严重时会出现瘫痪或中风。此外,气泡还会刺激全身的血液凝固和炎症反应。
高压氧治疗是一种在高压氧舱内,在超过1个大气压的高压下给予100%氧气的治疗方法。这样做是为了增加输送到体内的氧气量,使其超过正常呼吸所能达到的量。
高压氧舱的主要原理是增加组织中的氧气量,并快速将氮气从体内排出。这会减少血液中的气泡数量,并最终将其完全消除,其效果如下:
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为安全潜水,潜水者必须具备潜水经验、做好充分准备、身心健康,且不存在任何可能在潜水时影响身体的潜在疾病。建议在潜水前后接受潜水专科医生的体检。此外,必须严格遵守潜水地点的所有规章制度。
”
卡蒙萨克·唐猜医生是潜水医学和高压氧领域的专家。他毕业于玛希隆大学诗里拉吉医院医学院,获医学学位。因参与救援被困在清莱府美塞县坦銮洞穴的“野猪”少年足球队,他被授予“英雄潜水员”称号。他是幕后团队成员之一,助力找到了被困在洞穴中的13名少年足球运动员及其教练并实施救援。此外,卡蒙萨克·唐猜医生还拥有水下医学和高原医学领域的相关资质认证。