海南三亚潜水
低水温潜水时机体中心温度的变化,为了认识、开发海洋中的丰富资源,人类开始向更广阔的海域进军,随之而来的各种潜水作业中遇到的问题逐步显露出来,水下低温对机体的影响显得尤为突出。本试验模拟我国东海沿岸表层海水全年平均温度环境,实时监测潜水员在无额外加热保暖装备条件下着普通干式
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低水温潜水时机体中心温度的变化

时间:2014-11-04 00:00

为了认识、开发海洋中的丰富资源,人类开始向更广阔的海域进军,随之而来的各种潜水作业中遇到的问题逐步显露出来,水下低温对机体的影响显得尤为突出。本试验模拟我国东海沿岸表层海水全年平均温度环境,实时监测潜水员在无额外加热保暖装备条件下着普通干式潜水服时,机体中心温度的动态变化过程,试验数据可为低水温潜水的医学保障提供参考。试验对象

男性潜水员1名,年龄30岁,身高180 cm,体重78.7 kg,健康,从事潜水工作10年,有丰富的潜水作业经验。

 

试验设备

高压低温水舱(韩国,LEEK制冷机组)、KMB18B呼吸面罩(美国,科比·摩根)、干式潜水服(意大利)、人体多点温度监测仪、潜水电话。

 

试验方法

试验前准备对受试者进行常规体检,各项指标均须符合海军潜水员体格检查标准要求。将温度监测仪探头置入受试者直肠内约6 cm,穿戴潜水装具,检查装具气密性和通话性能良好后进舱入水。

试验数据的采集和现场医学保障。潜水员在水下60 cm处取坐位,采取管供式呼吸压缩空气。舱外医学保障人员实时监测受试者机体中心体温、舱内水温、呼吸频率,每5 min记录1次,经常与潜水员保持通话联络,及时了解受试者的意识状态和主观感受。根据潜水员中心体温和主观感受综合分析判断,如有符合试验大纲中试验终止的任一条件,立即终止试验并出水。潜水员出水后,继续监测机体中心温度,摄入少量热饮,进行热水浴复温。体格检查无异常后仍需医保人员陪护观察24 h。

试验数据的处理与分析 根据采集的数据并结合现场试验记录绘制温度变化曲线图,应用SPSS 10.0软件对数据进行统计学分析。

 

试验结果

试验当日舱外环境温度29 ℃,潜水员进舱时,舱内水温6 ℃,潜水员中心体温37.25 ℃,潜水员入水后即开始注水,14 min后注水至2 m,此时水温16 ℃,中心体温37.31 ℃,呼吸平稳,频率13次/min,语言流畅,全身感觉较舒适。38 min时,水温15 ℃,中心体温上升到37.43 ℃,40 min时舱温维持在15 ℃,中心体温已下降至37.37 ℃,呼吸频率12次/min,受试者开始有冷感,尤其以头颈部和手部较明显。60 min时,中心体温37.00 ℃,潜水员全身均有冷感,尤以胸背部明显,呼吸频率13次/min,呼吸有颤音,出现寒战,平均3~4次/min。随着水下低温暴露时间的延长,中心体温下降速度加快,120 min时下降至36.31 ℃,此时水温14 ℃,潜水员自述胸、背、腹部很冷,出现左侧上肢麻木感,全身性寒战增多,平均10~12次/min,呼吸频率平均11次/min,呼吸音有明显颤抖。试验至155 min时,水温13 ℃,中心体温35.80 ℃,潜水员自觉非常冷,较难忍受,颤抖23~24次/min,呼吸频率平均11次/min,对话欠流利。根据试验大纲中试验终止的条件,考虑机体脱离低温环境后,即使在复温时仍会有体温后降的出现,为了保证人员安全,选择中心体温降低至35.80 ℃立刻出水。

潜水员累计潜水时间155 min,平均水温13.6 ℃。中心体温由入水前37.25 ℃下降至出水时35.80 ℃。出水后继续监测体温,10 min内观察到中心温度仍继续下降,至35.71 ℃。中心体温上升期、下降期、后降期的温度与入水前基础体温相比较差异有统计学意义(P<0.01)。常规体格检查,受试者意识清楚,自觉双手麻木,动作欠灵活,全身有较频繁的颤抖,平均25次/min,双手及颈部皮肤呈玫瑰红色,心率81次/min,血压125/78 mm Hg,心肺未闻及异常。

 

讨论

人体正常体温范围是36.4~37.5 ℃。如果机体中心温度低于35.0 ℃,就称为体温过低。当轻度体温过低(中心温度32.0~35.0 ℃)时,一般表现为寒战、四肢麻木等症状;当中、重度体温过低时,会出现不同程度的循环、呼吸和神经系统功能紊乱,严重时甚至可导致死亡。

本试验观察了潜水员在低水温环境下机体中心体温的变化趋势。从中心体温变化曲线可观察到,低温暴露初期有体温小幅升高,考虑是由于低温引起机体兴奋,尤以交感神经兴奋为主,呼吸加快、血压升高、心率变速等代偿性生理功能改变,代谢产热量增加,引起体温缓慢升高,但随着低温暴露时间的延长,机体热量不断地通过无保暖防护的体表传导到周围的低温介质,冷刺激又引起了外周血管的收缩,导致外周血液循环的障碍,能量物质不能充分输送到外周组织,加上逐步出现的较频繁的全身性肌肉震颤,使自身能量物质不断消耗,机体代偿能力已不能满足抵抗此低温环境所需的热量,并逐步处于失代偿状态,因此低温暴露后的中心体温会呈现先缓慢小幅升高后迅速下降的现象。通过本试验,还观察到体温的后降现象。由于机体长时间处于低温环境中,当机体脱离低温环境进行复温时,外周血管逐步扩张,外周循环中温度较低的血液不断混合入回心血流中,所以潜水员脱离低温环境后,短时间内中心温度仍继续下降。

在中心温度下降初始阶段,潜水员最先感觉到头颈等暴露部位和手部的寒冷。头颈部在潜水时通常直接暴露在冷水中,这些部位血管分布非常丰富,在低温暴露的早期,机体的代偿能力使这些血供丰富的部位有充足的热量供应,同时这些地方也因此成为机体向低温介质传导热量最直接的地方。当中心体温下降时,机体的代偿能力也减弱,暴露在冷水中的头颈部皮肤继续向外散热,潜水员开始感到这些部位的寒冷并逐渐加强,后期可出现麻木感。潜水员的手部虽然戴湿式潜水手套,但手部皮下脂肪较少,细小血管组成的微循环较多,在冷水的长时间刺激下,血管收缩明显,血液黏稠度增高,血流变慢,肌肉组织代谢减慢,手灵活性下降,也成为机体率先对冷负荷刺激产生反应的部位。

 

综上所述,在平均温度13.6 ℃的水中,不借助外部辅助加热时,潜水员着普通干式潜水服只能坚持155 min,如果要满足在更低温度的水中进行长时间水下作业的要求,就必须进行低温防护。目前潜水作业中采用较为普遍、有效的防护措施是管供式热水加热,此种方法虽然加热保暖效果较好,但由于潜水员着装后身体臃肿,随身携带管路较多,水下作业缺乏灵活性,同时还需要大量的水面器材支持,因此不适合某些特殊环境的水下作业。研制保暖时间长、防护效果好、穿着舒适、作业轻便的水下保暖潜水装具应该成为未来潜水装备研发的新目标,同时低水温潜水的现场保障尤其是围体温后降期的医学保障也非常重要。

 

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