Моделювання газообміну. Невідомі параметри моделювання декомпресії

Щоб використовувати гіпотезу про критичний обсязі газового бульбашки для розрахунку режиму декомпресії, слід розглянути деякі форми обміну нейтрального газу. Найпростішими прикладами такого обміну є обумовлені перфузії або дифузією процеси.

Ці найпростіші моделі можуть пояснити зниження рушійної сили формування газового бульбашки, але вони не в змозі імітувати дифузійний опір, що виникає навколо бульбашки. З включенням в модель дифузійного бар`єру вплив на газообмін як перфузії, так і дифузії буде представлено, хоча число невідомих параметрів зростає. У модель може бути введений процес межтканевой дифузії через бар`єр, але це ще більше ускладнить математичний опис. Однак дифузія відбувається не через бар`єри, а розподіляється по всій довжині тканини. Meisel і співавт. (1981) використовували модель, що включає рівномірно розподілене дифузію, але виявили, що навіть після виключення в тканинах градієнтів шляхом прийняття умов рівноважного стану математичне інтегрування обов`язково.

Ясно, що вибір моделі газообміну представляє компроміс між гнучкістю математичного опису і фізіологічної сутністю явища. Найпростіший метод розрахунку доцільний до тих пір, поки ускладнення рішення не стане неминучим. Викладений метод обраний для визначення переваг і недоліків простих моделей, перш ніж приступити до розгляду більш складних.

Хоча прості, обмежені рамками перфузії або дифузії, моделі за задумом різні, вони мають однакове математичне рішення. Воно буде викладено з таких позицій, щоб представити в певному світлі газообмін, обумовлений перфузії, тому що кровотік є переважаючим фактором, що регулює обмін нейтрального газу в більшості тканин організму.

Невідомі параметри моделювання декомпресії

До жаль, як вказували Weathersby, Homer (1980), точних знань про розчинність газу в багатьох тканинах недостатньо, і це є недоліком при моделюванні процесу декомпресії. Отже, параметр «жирова фракція» може служити збірної константою, що відповідає за неточність значення розчинності газів.

щоб Модель декомпресії відповідала висунутим вимогам як в теоретичному, так і практичному аспектах, її прогнози повинні збігатися з результатами, отриманими на підставі досвіду підводних занурень. Особливо цінними є дані, отримані емпірично на підставі експериментів, т. Е. Не залежать ні від якої моделі декомпресії. Однак подібні дані зустрічаються рідко, і до того ж вони відображають широке різноманіття індивідуальної чутливості водолазів до хвороби декомпресії. Наприклад, встановлена глибина занурення в стані насичення тканин повітрям, при поверненні з якої не потрібні декомпрессионниє зупинки, знаходиться в діапазоні від 7,5 м (6-12 год знаходження на грунті) до 11,3 м (12 год знаходження на грунті). Аналогічні вивчення меж експозиції при диханні гедіево-кисневої сумішшю (80% Не / 20% О2) проведені Duffner, Snider в 1959 р Отримані ними результати (знаходження водолаза на грунті 12 год) варіюють в межах 11,3-15,7 м.

інші результати, які також не пов`язані з математичними моделями, отримані при визначенні глибин безпечного підйому після експозицій водолазів в стані насичення організму нейтральним газом. Так, Barnard в 1976 році запропонував вважати безпечним підйом з глибини 69 до 45 м при диханні гелієво-кисневої сумішшю з парціальним тиском кисню у вдихуваному газі 0,22 кгс / см2, a Spaur і співавт. (1978) -з 300 до 249 м при РIO2, рівному 0,35 кгс / см2.

гіпотезу про критичний обсязі газового бульбашки в тому вигляді, як вона представлена в рівнянні, легко застосувати до наведених вище даними, щоб визначити значення решти невідомими параметрів: фракційного вмісту жиру (ft), додаткового тиску в бульбашці внаслідок поверхневого натягу і еластичності тканини (Ре) та критичного обсягу бульбашки на одиницю об`єму тканини VK / VT. Однак цей вибір показників не унікальний і надалі вимагає уточнення на основі використання експериментальних результатів про межах невпинної декомпресії.

при зіставленні моделі декомпресії з цими межами Ре для азоту і гелію має мати різні значення. У зв`язку з тим, що розчинність гелію менше, ніж у азоту, при використанні гелію можливий більший рівень перенасичення, більше число утворюються бульбашок і менший VT.

Шляхом відповідного вибору параметрів модель може бути конкретно пристосована до випадків роботи водолаза з будь чутливістю, встановленої з даних, які пов`язані з моделлю. У набір параметрів, що довів свою прийнятність для розробки режимів декомпресії при диханні гелієво-кисневої сумішшю, входять наступні величини: fr = 0,08- Vk / Vr = 0,0013- Pe = 0,45 атм. Ці величини встановлені при обстеженні водолаза, для якого глибина в стані насичення тканин організму повітрям (після перебування на якій не потрібно ступінчастою декомпресії) склала 8,5 м- ця ж глибина при насиченні гелієво-кисневої сумішшю (80% Не-20% 02) дорівнювала 11,9 м, а глибина іезопасного підйому після насиченого занурення (313 м) склала 266,1 м. Єдиний, хто залишився невідомим параметр-кровотік на одиницю об`єму тканини (Q / VT), розглянуто в наступному розділі.