第五期 | 减压理论Ⅲ：气泡计数器

减压理论Ⅲ：气泡计数器

翻译：金侠

--------------------------------· 静 气 泡 ·-------------------------------

继六十年代罗伯特-沃克曼（Robert Workman）等人的研究工作之后 我们真的以为我们已经掌握了潜水的科学知识。但任何事情都不是那么简单的，尤其是涉及到科学或掌握他们的时候。1976年，梅瑞尔-斯宾塞（Merrell Spencer）博士发表了一份 告，给减压理论的研究工作带来了相当大的影响。

“ 告的重点是在潜水员的血液中检测到所谓的静气泡”

这些气泡并不是导致减压疾病（DCS）的原因，这些气泡是在没有出现任何症状的潜水员身上发现的，而这些潜水员都是在当时的潜水计划表限制范围内进行潜水的。在此之前，人们已经讨论过无症状气泡的概念（事实上早在1951年Bateman和Behnke就进行过讨论），但由于它只被认为是有理论上存在的可能性，所以主流的减压研究继续关注所有惰性气体在溶液中与身体的相互作用。鉴于斯宾塞博士的工作，这项研究开始逐步进入大众的视野，是时候深入研究了。

“随后对静气泡的研究表明，它们可能永久性存在于我们的血液中，即使是从未潜水的人也是如此”

这主要由机械性的空化、微核化和三核化的结合所导致。微核化是指血液中的杂质可以让气泡附着在上面（常见的是关节和血管），即所谓的 "气核"。这也是潜水前后负重训练被认为是不明智的原因。有意的肌肉和韧带微损伤形成了理想的微核场所。

“我们平时可以在很多地方观察到空化现象，比如：船只的螺旋桨，螳螂虾震晕它们的猎物，还有你的中央供暖系统里的管道会发出“砰砰”的声音。”

从本质上讲，流体在经历压力变化时，会产生低压的蒸气空腔，在高压下会内爆并引起冲击波。在更大的级间压力下，就会形成气泡。血液在某些情况下会产生局部的空化，比如四肢扭曲时的关节，或者运动或体力透支情况下血液加速流动。三核化是指当两个被浸没的表面突然被分开时，它们之间会形成气泡。这个过程会产生负压，从而导致局部过饱和。负压过大时会导致气泡的产生。

“最好的非潜水的例子就是当你掰指关节的时候。人们通常认为咔嚓声是由于关节内的气泡爆裂引起的，但实际上是由于气泡形成时对周围滑膜液的冲击波发出的声音。”

静气泡现在被认为是潜水的正常现象。然而，很难将静气泡的大小和频率与DCS病例联系起来。有些人即使在静气泡很少或几乎没有的情况下就出现DCS症状，而有些人即使体内有非常多的静气泡也不会有任何DCS症状。请记住，M值仅是在非常大且模糊的灰色区域中的一条理论线。

“然而，由于DCS是由组织或血液中的气体气泡引起，且体现为不同严重程度的症状，因此，对潜水员来说，减少气泡的大小和数量显然是一件好事。”

关于静气泡，我们所知道的是，身体通常非常善于过滤它们。当它们到达肺部时，它们会被细小的毛细血管所截获，然后通过肺壁扩散出去。然而，如果过多的静气泡被截留，就会降低肺部排气的整体效率，从而造成瓶颈，导致排气速度变慢。静气泡的另一个影响是，它们会引起过度疲劳，这是由于启动了补体系统造成的，这是一种由这些 "外来入侵者 "的存在而诱发的免系统反应。这个过程对气泡没有影响，因为它们是惰性的。所以，潜水后疲劳感增加，可能是潜水状态不好、脱水、上升速度过快，或者是这几种原因的结合。

双 相 模 型

鉴于我们知道，在潜水过程中，气体在我们的身体周围自由游荡，并溶解在我们的组织中，我们还知道，它们将受到与其他一切事物相同的物理定律的约束，如波义耳定律。因此，一些现代的减压算法已被修改，试图解释溶解和自由状态下的气体行为。这种算法被称为双相或气泡模型。

有许多不同的模型可供选择——可变渗透率模型（VPM）、梯度递减气泡模型（RGBM），而且每一种模型还有不同的种类可以选择。他们都仍然使用溶解气体的半时和M值的概念，但他们也试图为气泡的大小和形状建模，因为他们在潜水过程中所受的压力不同。要解释他们是如何做到这一点，涉及到气泡力学的知识，这太数学化，暂且不表。简而言之，我们知道一个气泡受到许多不同的力的作用。它有外部环境压力，周围组织压力，和它自己的表面张力（称为拉普拉斯压力Laplace pressure）。所有这些力的相互作用将决定气体是扩散到气泡中使其变大，还是扩散出去使其变小。

“如果气泡达到一定的大小，就被认为达到了所谓的临界极限，这可能意味着它可能会变成一个有症状的气泡。”

“深停可以进行，但时间要短，这样才能最大限度地减少慢速组织的吸气。”