减压背后的科学：了解减压病

9月 22, 2023

潜水是一种令人着迷的体验，可以一窥神秘的水下世界。然而，与任何冒险一样，潜水也伴随着一系列挑战和风险。潜水员需要了解的最关键方面之一是减压及其相关的潜在危险，尤其是减压病，俗称“减压病”。本文深入探讨了减压背后的科学，帮助潜水员了解安全上升实践的重要性以及其中的生理过程。

什么是减压？

减压的核心是指潜水员上升至水面时所经历的环境压力降低。潜水员下潜时，压力会增加，他们的身体会适应这种高压环境。随着他们上升，压力会降低。身体再次需要适应这种变化，这种调整过程称为减压。

减压的重要性在于我们呼吸的气体。在压力增加的情况下，气体更容易溶解在我们的血液和组织中。随着上升过程中压力降低，这些气体需要安全释放，否则它们会形成气泡，导致潜在的并发症。

氮在我们体内的作用

潜水员通常从气瓶中呼吸空气，空气主要由氧气和氮气组成。虽然氧气会被人体代谢以进行各种生理过程，但氮气仍保持惰性，这意味着它不会积极参与身体机能。然而，它在压力下的行为对潜水员来说至关重要。

当潜水员下潜且压力增加时，他们呼吸的空气中的氮气会溶解到血液和其他身体组织中。只要潜水员保持在深水处，这个过程相对无害。当潜水员开始上升时，挑战就出现了。随着外部压力的降低，溶解的氮气往往会从溶液中逸出，可能在体内形成气泡。

减压病（减压病）：概述

减压病，俗称“减压病”，是一种潜在的严重疾病，当上升过程中形成的氮气泡滞留在身体不同部位时，就会发生减压病。减压病的症状和严重程度可能有很大差异，具体取决于这些气泡所在的位置。

轻微症状可能包括关节痛（通常被描述为钝痛）、皮疹和瘙痒。更严重的表现可能包括瘫痪、认知障碍、呼吸短促和胸痛。在极端情况下，如果不及时治疗，病情可能会致命。

弯道背后的科学

体内形成氮气泡是导致减压病的主要原因。但这些气泡是如何形成的？它们为什么会带来问题？

当潜水员上升速度过快时，其组织中溶解的氮气没有足够的时间安全地通过肺部排出。相反，它会在血液和组织中形成微气泡。然后这些气泡会聚结成更大的气泡，从而阻塞血管并妨碍器官的正常功能。

这些气泡的存在会引发体内的炎症反应。白细胞会冲向该部位，释放出可能损害血管壁的化学物质。此外，气泡还会导致血小板聚集在一起，增加血栓形成的风险。

影响减压病的因素

有几个因素会影响减压病的可能性和严重程度：

潜水简介：潜水的深度和持续时间起着至关重要的作用。潜水越深、越久，吸收的氮就越多。

上升速度：快速上升会使身体没有时间排出溶解的氮气，从而增加气泡形成的风险。

先前潜水和水面间隔：短时间内多次潜水或水面间隔不足的潜水可能会增加体内的氮含量，从而增加减压病的风险。

个人易感性：年龄、整体健康状况、体脂百分比甚至遗传倾向等因素都会影响个人患减压病的易感性。

环境条件：冷水会降低外周循环，减缓排气过程。潜水后在高海拔地区潜水也会因气压降低而加剧风险。

预防和治疗

了解风险是预防的第一步。以下是潜水员可以采取的一些关键措施：

关注潜水表和电脑：这些工具根据潜水概况提供上升速度和安全停留的指导。
安全停留：安全停留通常在 15-20 英尺处持续 3-5 分钟，可以提供额外的时间进行排气并降低气泡形成的风险。
保持水分：适当补水可改善血液循环，有助于排气过程。
避免快速上升：缓慢、有控制的上升至关重要。许多潜水组织建议上升速度不超过每分钟 30 英尺。

如果潜水员怀疑自己患有减压病，必须立即接受治疗。主要治疗方法是高压氧疗法。受影响的个体被安置在高压舱中，在高压下呼吸纯氧。这有助于缩小氮气泡的大小，并使氮气更有效地排出。应立即寻求医疗救治并送往有高压舱的设施。

先进的减压模型和潜水电脑

在现代潜水时代，技术在确保潜水员安全方面发挥着不可或缺的作用。先进的减压模型和潜水电脑彻底改变了潜水员计划和执行潜水的方式。

减压模型：超越基础知识

传统潜水表基于对压力变化的平均反应，提供静态减压模型。然而，每个潜水员的身体都是独一无二的，许多因素都会影响减压。高级减压模型采用更动态的方法：

多组织模型：这些模型认为，人体不同组织吸收和释放氮的速率不同。通过考虑这些变化，它们提供了更细致入微的减压视角。

泡泡模型：这些模型不仅仅关注溶解气体，还考虑体内微气泡的形成和生长，从而对潜在的气泡相关风险提供了见解。

潜水电脑：实时监控

潜水电脑已成为潜水员的必备工具。这些设备持续监测深度、时间和上升速度，为潜水员提供实时反馈：

个性化潜水档案：许多现代潜水电脑允许潜水员输入个人数据，例如年龄和健康水平，以根据个人情况定制减压算法。

安全停留提醒：潜水电脑提供建议安全停留的警报，确保潜水员在特定深度花费必要的时间进行排气。

上升率指示器：如果潜水员上升得太快，这些功能会发出警报，让他们进行调整并降低气泡形成的风险。

日志与分析：潜水后，潜水员可以分析他们的潜水情况，了解他们的深度-时间曲线，并确保他们遵守安全规范。

NITROX 对减压的影响

NITROX，通常称为富氧空气 (EANx)，是一种呼吸气体，与普通大气相比，其氧气含量更高，氮气含量更低。在休闲潜水中使用 NITROX 的主要好处是降低减压病风险并延长免减压极限。以下是 NITROX 对减压的影响：

减少氮吸收：由于 NITROX 中氮气的百分比低于普通空气，潜水员在潜水过程中吸收到组织中的氮气较少。减少的氮气负荷可降低减压病的风险，尤其是在重复潜水期间。
延长免减压极限：由于吸收的氮气较少，潜水员可以在特定深度停留更长时间而无需减压停留。这对于想要最大限度延长潜水时间的潜水员尤其有益。
更短的表面间隔：潜水后，使用 NITROX 的潜水员会更快地排出减少的氮气吸收量。这可以缩短潜水之间的水面间隔时间。
提高安全裕度：即使在常规空气免减压限度内潜水，使用 NITROX 也可以通过减少体内的总氮负荷来提供额外的安全裕度。
减少潜水后疲劳：许多潜水员的轶事证据表明，呼吸 NITROX 可以减少潜水后的疲劳，尽管这是主观的并且没有确凿的证据。

然而，NITROX 也存在一些注意事项和潜在风险：

氧气中毒：NITROX 中氧气百分比的增加意味着潜水员需要注意深度限制，以避免氧气中毒，尤其是中枢神经系统 (CNS) 氧气中毒，这可能导致水下癫痫发作。
特别训练：潜水员必须接受专门培训才能获得使用 NITROX 的资格。该培训涵盖使用富氧空气的好处、风险和程序，包括如何分析气瓶中的氧气含量并相应地设置潜水电脑。
设备注意事项：某些潜水设备（例如 O 形圈和气瓶阀门）必须与氧气兼容且经过氧气清洁，才能安全地与 NITROX 一起使用。

总而言之，虽然 NITROX 在减压方面具有显著优势，但潜水员必须接受适当的培训并了解相关的风险和好处。使用 NITROX 潜水时，适当的计划和遵守深度和时间限制至关重要。

参见我们的 NITROX 专业课程了解更多信息。

结论

海底世界令人着迷，但我们必须牢记保证潜水员安全的科学。减压和了解减压病是其中的关键方面。了解减压病发生的原因和方式，再加上当今可用的工具和技术，潜水员可以自信而安全地探索深海。当我们冒险进入蔚蓝时，让我们保持意识，尊重极限，珍惜水下的每一刻。