潜水时如何保护肺部免受压力变化的影响

潜水时如何保护肺部免受压力变化的影响

重点:

  • 潜水通常是安全的,但环境的剧烈变化、使用不合适的装备、潜在危险的野生动物,以及最重要的——压力变化,都可能导致受伤或患病。
  • 潜水健康检查分为两类:“适合潜水”,适用于首次潜水者和想检查身体是否为潜水做好准备的有经验潜水者;“重返潜水”,适用于之前因潜水患病或出现问题但想再次潜水的人。这两类检查都必须由医学专家进行。
  • 潜水后需要注意的一个主要问题是乘坐飞机,因为这涉及到压力变化。潜水后至少要间隔12小时才能乘坐飞机,对于连续几天多次潜水的人来说,则需要间隔24小时。
  • 潜水通常被认为是一项安全的活动,但事故可能因人为因素发生,比如违反规则或不听劝告、装备使用不当以及健康状况不佳。减少这些人为风险因素可以降低事故发生的几率,因此潜水前进行健康检查很重要。

潜水

根据目的,潜水主要可分为两类:

  • 休闲潜水:指下潜深度不超过40米,以放松和欣赏水下世界的美景为目的,包括珊瑚礁和各种海洋生物,最近在泰国人中颇受欢迎。
  • 专业潜水:指执行任务的军事潜水,或铺设燃气管道、水下电缆、在水库中砍伐树木、探索考古遗址等任务的商业潜水,以及当地社区为捕捉水生动物进行的传统潜水。
  • 尽管潜水通常是安全的,但环境的剧烈变化、不合适装备的使用、潜在危险的野生动物,以及最重要的——大气压力的变化,都可能导致受伤或患病。因此,与潜水相关的疾病通常指由压力变化引起的疾病,例如:
  • 气压伤:因压力变化影响各个器官,导致体腔内空气膨胀或收缩而引发的疾病,症状包括耳痛、头痛、呼吸困难和视力受损。
  • 减压病:也称为“潜函病”,是由于血液或组织中形成气泡引起的,通常由潜水和在气压降低时上升过快导致。其症状可能影响身体的多个部位。
  • 脑动脉气体栓塞:指肺组织撕裂导致血液中出现气泡,通常发生在潜水上浮过程中或上浮后。

压力变化

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:

  • 一口气潜水会减少肺内空气的体积,这可能导致黏膜组织肿胀(黏膜水肿)、血管充血(血管充盈),甚至肺出血,造成肺挤压伤。
  • 水肺潜水者在上升时可能会屏住呼吸,这会导致肺内空气膨胀超过其容量,如果多余的空气无法从肺部排出,可能会导致肺过度膨胀综合征和肺泡破裂。此外,气泡可能进入血液和循环系统,引起气体栓塞。如果这些气泡扩散到全身并阻碍某个器官的血液流动,可能会导致该器官功能障碍,例如脑部血流受阻时,会导致中风、瘫痪或意识丧失。

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。
 

出现上述情况的潜水者的基本急救措施

  • 尽快将患者从水中或危险区域转移出来。
  • 评估患者状况并提供基本的救生治疗,同时保持合适的体位,如平躺或左侧卧位,以防止气泡进入心脏。
  • 潜水受伤的患者在被送往医疗机构接受进一步治疗前,应给予100%的氧气。
  • 让患者保持温暖。
  • 如出现尿潴留,可能需要进行导尿。
  • 紧急将患者送往最近的高压氧舱接受高压空气治疗。
  • 尽可能避免空运患者。如有必要,应使用可调节气压的飞机,而对于直升机,飞行的最大高度不应超过1000英尺,因为海拔越高,病情会越严重。

高压氧治疗

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:

  • 减小体内积聚的气泡(如血管中的空气栓塞)的大小,帮助缺氧组织恢复。
  • 提高气体重新溶解到血液中的效率,以及通过呼吸排出气体的效率。
  • 有效治疗因器官和组织中存在气泡而引起的疾病,如减压病,通过减小气泡的大小来发挥作用。

高压氧治疗流程

为潜水者设计的健康筛查项目

潜水健康检查的流程如下:

  • 填写所需信息或调查问卷。
  • 咨询有潜水者健康评估经验的专科医生,评估身体基本状况,并确定是否需要额外检查。
  • 进行体格检查,测量体重、身高、体重指数(BMI)和血压,同时进行其他基础健康检查,如耳鼻喉检查和整体健康状况评估。
  • 进行某些实验室检查,包括全血细胞计数(CBC)、心电图(EKG)、胸部X光、肺功能测试、听力测试等(必要时进行其他检查)。
  • 所有检查完成后,医生会解释检查结果并提供适当指导,尤其是在存在可能影响潜水的既往疾病的情况下。

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。

认识卡蒙萨克·唐猜医生——“野猪”洞穴救援行动中的英雄潜水员之一

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。

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