Текст книги "Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)"

Автор книги: А. Чучалин

В 1986 г. В.В. Смолиным, А.И. Дмитруком, В.В. Захарченко и В.С. Рябцевым на импортных ГВК были проверены новые режимы декомпрессии для спусков водолазов методом КП на глубины до 200 м. Режимы были разработаны 40 НИИ МО и откорректированы В.В. Смолиным, которым была также усовершенствована методика водолазных спусков с использованием импортных ГВК, что позволило увеличить время работы на глубине 200 м с 30 мин до 2 ч, а при аварийных ситуациях до 3 ч. Новые режимы декомпрессии и методика проведения водолазных спусков были включены в разработанную В.В. Смолиным "Инструкцию по проведению глубоководных водолазных спусков методом КП на глубины до 200 м с использованием импортных глубоководных водолазных комплексов".

В 1986 г. Л.И. Мелодинским, О.М. Слесаревым, Л.Г. Медведевым, В.И. Советовым и др. подготовлены «Правила водолазной службы (ПВС-ВМФ-85)«;, один из разделов которых содержит правила медицинского обеспечения глубоководных водолазных спусков методами кратковременных погружений и длительного пребывания. Режимы лечебной рекомпрессии для спусков методом КП, разработанные 40 ГосНИИ МО и ВМедА, предусматривают использование в барокамерах воздушной и кислородно-азотно-гелиевой сред (КАГСр). В режимах с КАГСр при максимальном давлении 10 кгс/см² экспозиции составляют от 60 до 360 мин. В 1998 г. эти режимы лечебной рекомпрессии были откорректированы В.В. Смолиным и включены в книгу В.В. Смолина, Г.М. Соколова и Б.Н. Павлова «Медико-санитарное обеспечение водолазных спусков: Руководство для водолазных врачей и фельдшеров» (1999).

В 1989 – 1991 гг. В.В. Смолиным с участием Г.М. Соколова, А.Б. Сысоева и А.А. Смирнова было разработано 3-томное «Руководство по медицинскому обеспечению подводных работ на морских нефтегазопромыслах» – книга 1-я: «Руководство по медицинскому обеспечению водолазных спусков на глубины до 60 м (для руководителей водолазных спусков)«;, книга 2-я: «Руководство по медицинскому обеспечению водолазных спусков на глубины до 60 м (для водолазных врачей и фельдшеров)«;, книга 3-я: «Руководство по медицинскому обеспечению глубоководных водолазных спусков». В 1992 г. Г.М. Соколов, А.В. Купершмидт и В.В. Смолин разработали «Руководство по проведению глубоководных водолазных спусков. РД 39.121.92». В 2003 – 2005 гг. издана 3-томная книга В.В. Смолина, Г.М. Соколова и Б.Н. Павлова «Глубоководные водолазные спуски и их медицинское обеспечение» (2-й и 3-й тома – в соавторстве с М.Д. Демчишиным).

type: dkli00366

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ГЕЛИЯ ПОД ПОВЫШЕННЫМ ДАВЛЕНИЕМ

ВЛИЯНИЕ ГЕЛИЙСОДЕРЖАЩИХ СМЕСЕЙ И СРЕД ПОД ДАВЛЕНИЕМ НА СИСТЕМУ ДЫХАНИЯ ЧЕЛОВЕКА

Действие гипербарической КГСр или КГС при повышенном давлении на систему дыхания происходит по той же схеме, что и действие сжатого воздуха. Однако по отношению к воздуху КГСр обладает большим преимуществом, так как ее плотность в 7,26 раз меньше плотности воздуха. Из-за наличия низкой плотности у гелия турбулентный поток возникает реже и при значительно больших давлениях, чем при дыхании воздухом. Адаптация дыхательной системы к гипербарической КГСр (редкое и глубокое дыхание, более длительный и плавный цикл дыхания) у водолазов возникает также на значительно больших давлениях по сравнению с воздухом.

ВЛИЯНИЕ ГЕЛИЙСОДЕРЖАЩИХ СМЕСЕЙ И СРЕД ПОД ДАВЛЕНИЕМ НА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТУЮ СИСТЕМУ ЧЕЛОВЕКА

По данным исследований, в морских условиях после глубоководных спусков водолазов методом КП у них определяется редкий пульс, который восстанавливается через 2 – 12 ч, отмечается снижение систолического и диастолического давления, которое нормализуется в течение 12 ч. После серии спусков на глубины 120, 140 и 160 м у водолазов-глубоководников происходит отчетливое ухудшение функционального состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем. При этом время восстановления сердечно-сосудистой системы после физической нагрузки значительно увеличивается в сравнении с данными перед спуском.

ВЛИЯНИЕ ГЕЛИЙСОДЕРЖАЩИХ СМЕСЕЙ И СРЕД ПОД ДАВЛЕНИЕМ НА ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГОТРАТЫ ЧЕЛОВЕКА

Теплообмен организма человека в гипербарической кислородно-гелиевой среде существенно отличается от теплообмена в воздушной среде. Это отличие вызвано в основном теплофизическими свойствами гелия, из которых наиболее важными являются в 6,18 раз более высокая теплопроводность и в 5,14 раз более высокая теплоемкость в сравнении с характеристиками воздуха. Потеря тепла организмом в КГСр происходит в несколько раз быстрее и в значительно больших количествах в единицу времени, чем в сжатом воздухе.

Респираторные потери тепла в КГСр особенно сильно отличаются от потерь тепла с поверхности тела вследствие того, что ни одна из терморегуляторных реакций организма не влияет на них, и эти потери происходят непосредственно из внутренних тканей, так как связаны с центральным кровотоком. Чем большее количество КГС участвует в дыхании, тем выше респираторные теплопотери. Последние возрастают, если вдыхаемая КГС имеет низкую влажность и низкую температуру. В гипербарических условиях при дыхании КГС в структуре респираторных потерь так же, как и при дыхании воздухом, начинает преобладать конвективный компонент.

Наиболее опасное действие холодной дыхательной газовой смеси состоит в интенсивной утечке тепла из организма и проявляется на глубине, где используемая водолазом дыхательная аппаратура принимает температуру, равную температуре окружающей воды.

При дыхании в гипербарических условиях холодная сжатая газовая смесь проникает помимо трахеи в ответвления бронхов. Такое охлаждение способно вызвать необычные физиологические реакции, например спазм бронхов. Температура таких смесей влияет на интенсивность потока и затрачиваемую на дыхание работу, а также на диффузию газов в легких.

Чем выше давление, тем теплее должна быть газовая смесь, чтобы она ощущалась как комфортная. К тому же при более низком давлении диапазон комфортных температур шире, чем при более высоком. При давлении 2 кгс/см² испытуемые легко переносят колебания температуры +-² диапазон температурного комфорта составляет всего лишь +-

ВЛИЯНИЕ ГЕЛИЙСОДЕРЖАЩИХ СМЕСЕЙ И СРЕД ПОД ДАВЛЕНИЕМ НА ФУНКЦИИ АНАЛИЗАТОРОВ И РЕЧЕОБРАЗОВАНИЕ

При нахождении в гипербарической КГСр или при дыхании КГС под давлением в связи с особыми физическими свойствами гелия и увеличением плотности в результате повышения общего давления происходит искажение произносимых звуков и их восприятия органами слуха.

При дыхании КГС разборчивость речи становится более низкой, чем при дыхании воздухом на той же глубине. Это происходит потому, что компенсаторные возможности организма не могут возвратить смещенный в область высоких частот речевой спектр в исходное состояние.

Функции слухового анализатора, связанные с изменением акустических свойств гипербарической КГС, зависят в первую очередь от ее плотности и проявляются в форме обратимого повышения порогов газовой проводимости. Эти пороги изменяются пропорционально величине давления. В гелиевой среде при давлении 20 кгс/см² максимальное понижение слуха на средних частотах составляет 26 дБ.

Ухудшение слухового восприятия при пребывании человека в гипербарической КГСр может быть связано не только с изменением акустических свойств, но и с ощущением заложенности в ушах вследствие затрудненного выравнивания давления или катарального воспаления верхних дыхательных путей, включая отечность тканей в районе глоточных отверстий евстахиевых труб. В еще большей мере, чем восприятие звуков, в гипербарической среде нарушается восприятие речи, поскольку речевой звукоряд не только транспонируется, но и искажается на низких частотах.

НАСЫЩЕНИЕ И РАССЫЩЕНИЕ ОРГАНИЗМА ГЕЛИЕМ

Насыщение организма гелием и рассыщение от него имеет те же физические и физиологические закономерности, что и насыщение (рассыщение) организма азотом.

В связи с большим коэффициентом диффузии гелия и малым коэффициентом растворимости в жире и в воде по сравнению с азотом процессы насыщения и рассыщения организма от гелия происходят более интенсивно и быстрее, чем от азота. Помимо легких, гелий, как и азот, может проникать в организм через кожу, но значительно быстрее азота. Количество такого газа невелико, и оно не учитывается при разработке режимов декомпрессии. В тех же случаях, когда состав дыхательной смеси отличается от состава газовой среды, окружающей поверхность тела, например, при дыхании кислородно-азотными смесями (КАС) в КГСр, проникновение гелия через кожу приводит к явлениям изобарической контрдиффузии, проявления которой напоминают симптоматику декомпрессионной болезни. При дыхании КГС, как и при дыхании воздухом, происходит неравномерное насыщение организма, которое приводит к явлениям дисбаризма – к повышению осмотического давления в жидких средах организма вследствие избыточного растворения в них гелия. Повышение осмотического давления в быстро насыщающихся тканях вызывает переход в них жидкости из менее насыщенных тканей. Это может вызвать отечность, нарушение подвижности суставов и боли. Явления дисбаризма в КГСр бывают чаще и проявляются в более тяжелой форме, чем в кислородно-азотных средах (КАСр). В связи с особыми физическими свойствами гелия (его растворимости в тканях и скорости диффузии по сравнению с азотом) процессы насыщения и рассыщения организма от гелия в количественном отношении отличаются от азота.

При определении коэффициента допустимого пересыщения у людей (КДП – отношение напряжения индифферентного газа в тканях организма к окружающему давлению, при котором возникают первые симптомы декомпрессионной болезни) установлено, что величина КДП в условиях гидробарокамеры при 6-часовом дыхании воздухом равна 2,4, а при дыхании 20% КГС – 2,66. Большую величину КДП при дыхании КГС А.П. Бресткин объясняет тем, что организм водолаза меньше насыщается гелием, чем азотом, поскольку его растворимость в тканях организма меньше, чем у азота. При этом организм легче освобождается от пузырьков гелия, поскольку этот газ обладает большим коэффициентом диффузии, чем азот. Время полного насыщения организма человека гелием примерно в 1,5 раза короче, чем азотом. Эти особенности гелия используются при расчете режимов декомпрессии. Имеются различия в сроках безопасной декомпрессии после пребывания под давлением КГСр и в КАСр. Режимы декомпрессии при спусках с использованием КГС оказались на 20 -

Симптомы декомпрессионной болезни в случае использования для дыхания КГС или при пребывании в КГСр проявляются более интенсивно и возникают раньше, чем при дыхании КАС или при пребывании в КАСр. У заболевших декомпрессионной болезнью при использовании для дыхания КГС не бывает кожного зуда, который при спусках в КАСр является одним из наиболее частых симптомов заболевания. Профилактика декомпрессионной болезни достигается использованием при декомпрессии специальных режимов декомпрессии.

ВЛИЯНИЕ ГЕЛИЙСОДЕРЖАЩИХ СМЕСЕЙ И СРЕД ПОД ДАВЛЕНИЕМ НА ЦЕНТРАЛЬНУЮ НЕРВНУЮ СИСТЕМУ. НЕРВНЫЙ СИНДРОМ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ

В 1940-х – начале 1950-х годов действие повышенного давления гелия на ЦНС связывали с его наркотическими свойствами. Впервые идею о возможности наркотического действия гелия в условиях повышенного давления сформулировал Н.В. Лазарев в 1941г. в своей монографии «Биологическое действие газов под давлением». Он считал, что различные вещества действуют на организм по-разному и что все неэлектролиты являются при определенных условиях общими анестетиками. Такие газы, как азот, аргон, водород и гелий, также могут оказывать наркотический эффект, но необходимые для этого их концентрации в клетках организма достижимы лишь при повышенном давлении. Учитывая растворимость индифферентных газов в жирах и в воде согласно коэффициенту Мейера – Овертона, Н.В. Лазарев распределил их по силе наркотического действия в следующий ряд: криптон >>>>>

В 1940 г. в ВМедА при проведении спусков по отработке режимов декомпрессии при дыхании КГС в барокамере под давлением 19 и 20 кгс/см² у одного из водолазов-испытателей появились дрожь кистей рук и искажение почерка, сопровождавшееся пропуском нескольких букв. Это состояние отнесли на счет переохлаждения организма, несмотря на то, что температура газовой среды в барокамере значительно превышала 30

В 1951 – 1952 гг. при проведении экспериментальных водолазных спусков на глубины 160 – 200 м на Черном и Каспийском морях водолазы жаловались на появление у них на грунте дрожи в руках и чувства напряжения во всем теле, которые через некоторое время проходили. Учитывая резкое охлаждение водолазов при этих спусках, дрожь в руках связали с начавшейся гипотермией.

При проведении спусков в море на глубинах 200, 220, 240, 260, 280 и 300 м в 1956 г. В.В. Смолиным были зафиксированы жалобы водолазов на дрожь в руках и напряжение во всем теле при полной ясности сознания, сохранении памяти и внимания. Водолазы жаловались также на сильный холод. На записи ЭКГ имелась сильная мышечная наводка, которая с увеличением глубины спуска усиливалась и не проходила в течение 10 – 13-минутного пребывания на грунте. Причиной этих явлений считали переохлаждение водолазов.

В 1956 – 1959 гг. Г.Л. Зальцман при проведении водолазных спусков на глубины до 160 м зафиксировал у водолазов тремор дистальных отделов рук. Для выяснения причины дрожи у водолазов он совместно с И.Д. Зиновьевой поставил несколько опытов на мышах в гипербарической КГСр при температуре выше 30 ² сохраняется без заметных сдвигов и нарушений за исключением появления при компрессии с «глубины» 130 м ритмичного тремора с частотой 5 – 8 колебаний в 1 с в области верхних конечностей и туловища. Первые изменения ЭЭГ были обнаружены при дыхании КГС под давлением 13 кгс/см². Они заключались в тенденции к уменьшению альфа-индекса (на 3 – 28%) и снижению амплитуды альфа-волн (на 19 – 24%). Бета-колебания появились в виде коротких групп волн. Изменения обычно проходили в течение 5 – 10 мин экспозиции. Под давлением 12 – 16 кгс/см² сдвиги были более выраженными и проходили через 10 – 15 мин. Афферентная стимуляция (открывание глаз, действие звуковых и световых сигналов) вызывала реакцию десинхронизации при всех применявшихся давлениях. В 1979 г. вышла книга Г.Л. Зальцмана, Г.А. Кучук и А.Г. Гургенидзе «Основы гипербарической физиологии», в которой были подробно рассмотрены факторы водной и гипербарической газовой сред (включая гелийсодержащие среды), а также факторы замкнутого объема, создаваемого техническими средствами.

В серии экспериментов по программе «Физали» французской фирмы «СОМЕХ», руководимой Henri Delauze, было проведено 6 имитационных погружений. В каждом погружении участвовало по 2 человека. В большинстве погружений «глубина» превысила 335 м, а 25 июня 1968 г. была достигнута «глубина» 365 м, но погружение прекратили через 4 мин из-за опасения, что у испытуемых могут возникнуть судороги. Тремор наблюдали во время компрессии, причем он появился на «глубине» между 221 и 282 м. Несмотря на уменьшение скорости, тремор по мере увеличения «глубины» становился более интенсивным.

Впервые на «глубине», близкой к 305 м, у человека были зарегистрированы изменения ЭЭГ. Они выражались в появлении медленных волн в qальфа323 м изменения на ЭЭГ усиливались и к тому же сопровождались поведенческими нарушениями, включающими чередующиеся периоды сонливости 1-й и 2-й степени по ЭЭГ. Если испытуемых будили, они просыпались, но, находясь в состоянии покоя, вновь впадали в состояние сонливости. Изменения на ЭЭГ продолжали оставаться на протяжении первых 10 – 12 ч периода декомпрессии. Эти изменения отличались от наркотического действия азота, при котором отсутствуют тремор, выраженное психомоторное возбуждение, тошнота или рвота, а также характерные для действия гелия изменения на ЭЭГ. В условиях сжатого воздуха на «глубине» 91 м на ЭЭГ наблюдалось усиление альфаq

Учитывая результаты проведенных исследований в данном спуске, специалисты фирмы «Сомех» и приглашенный на проведение экспериментов Р.Брауэр стали считать, что при использовании КГСр предельная глубина спуска для человека ограничивается 360 м.

В 1968 г. симптомокомплекс неврологических расстройств организма, возникающий у человека и животных при воздействии повышенного давления гелия, X. Fructus назвал «гипербарическим гелиевым нервным синдромом», R. Brauer – «синдромом высоких давлений», а в их совместной работе данная патологическая реакция получила название «нервный синдром высоких давлений (НСВД)«;. До этого явления, связанные с действием высокого парциального давления гелия, в различных странах называли «гелиевым наркозом». Обобщив результаты погружений в КГС, Ксавье и Пьер Фрюктюс выделили триаду основных симптомов НСВД: двигательные расстройства (тремор, проявляющийся при давлениях свыше 20 кгс/см²), понижение интереса к окружающему миру (замедление выполнения команд и застывшее «маскообразное» выражение лица) и нарушения ЭЭГ (изменения биотоков мозга, не похожие на изменения во время сна и хирургического наркоза). К. Фрюктюсом было установлено, что НСВД по физиологическим и клиническим признакам отличается от наркотического действия азота на организм человека.

Под НСВД понимается изменение функционального состояния центральной нервной системы, являющееся патологической реакцией на воздействие комплекса экстремальных факторов глубоководного водолазного спуска, из которых ведущими являются высокое парциальное давление гелия и его механическое давление. Сравнивая у людей проявления наркотического действия азота под давлением 10 кгс/см² и проявление НСВД в КГСр под давлением 25 кгс/см², К. Фрюктюс установил значительные различия между ними. Проявления НСВД препятствуют эффективной работе водолазов на больших глубинах.

В 1970 – 1990 гг. за рубежом интенсивно проводились экспериментальные водолазные спуски с целью достижения рекордных глубин, выяснения причин и профилактики НСВД. На 1-м этапе спуски выполнялись только с использованием КГС и КГСр, а также с применением этих смесей и сред при экскурсионных погружениях. На 2-м этапе использовали КАГС и КАГСр при обычных и экскурсионных погружениях. Погружения с использованием КГС и КГСр проводились при различных скоростях компрессии, а также путем ступенчатой и экспоненциальной компрессии.

В 1970 г. сотрудники физиологической лаборатории ВМС Великобритании (RNPL) под руководством P.B. Bennett провели серию погружений с использованием КГС и КГСр. Наиболее важным из них был спуск на «глубину» 457 м, при котором впервые была проведена ступенчатая компрессия двух испытуемых – 457 м составило 10 ч, на «глубинах» 361 м и более – 3,5 суток, на «глубинах» свыше 300 м – 5,5 суток. На каждой остановке испытуемые жаловались на наличие тремора, непроизвольных подергиваний мышц, головокружения, а также небольшой тошноты на «глубинах» 183 и 305 м. На ЭЭГ в течение первых 6 ч пребывания на остановках отмечалось усиление тета-активности с одновременным угнетением альфа– и бета-активности, а приблизительно через 12 ч тета-активность практически нормализовалась. Нарушений умственной деятельности не отмечалось. Это было беспрецедентное погружение, окончательно развеявшее миф о 360-метровом гелиевом барьере. Оно подтвердило предположение П. Беннетта о том, что гелий не обладает наркотическими свойствами.

16 ноября 1970 г. два водолаза (26-летний Бернар Рёйе и 22-летний Патрик Шёмен) в эксперименте «Физали-5», проведенном фирмой «СОМЕХ», спустились на «глубину» 520 м, на которой находились в течение 77 мин. Физиологи «СОМЕХ» X. Fructus и R. Naquet в полной мере использовали опыт английских коллег и даже ввели в их метод некоторые усовершенствования. Результаты проведенных исследований показали, что для снижения проявлений НСВД компрессия при больших давлениях должна проводиться по экспоненциальной кривой и иметь остановки для адаптации организма. Перед началом декомпрессии давление в барокамере повысили до 520 м вод.ст.

2 мая 1972 г. фирма «СОМЕХ» приступила к проведению эксперимента «Физали-6». В спуске участвовали водолазы Патрик Шёмэн и Робер Горе. Компрессия проводилась по отработанной ступенчатой методике. Проверка физической работоспособности с использованием велоэргометра на «глубине» 565 м показала, что даже при таком давлении человек способен кратковременно развивать мощность 130 Вт. На «глубине» 610 м водолазы, выполняя различные тесты, пробыли 80 мин. Работоспособность «на грунте» снизилась на 18 – 48% в зависимости от чувствительности теста. Координация движений пальцев рук снижалась на 16 – 20%. Результаты исследований подтвердили, что замедленная компрессия имеет существенное преимущество и дает возможность достижения больших «глубин».

Таким образом, исследования, проведенные в начале 1970-х годов специалистами Физиологической лаборатории Ведомства судовой технологии Морского министерства Великобритании и фирмы «СОМЕХ», показали, что «глубины» 457 и 610 м при использовании КГСр достижимы при медленной компрессии с остановками.

Результаты указанных экспериментов показали также, что хотя очень медленная компрессия и устраняет у испытуемых некоторые симптомы НСВД (тошноту, степень выраженности изменений ЭЭГ), но непосредственно механическое давление в диапазоне между 427 и 549 м вод.ст. вызывает появление тяжелого НСВД, приводящего к развитию нетрудоспособности водолаза. После серии указанных экспериментов интерес к подобному виду погружений снизился. В наибольшей степени это было связано с нереальной, с коммерческой точки зрения, продолжительностью медленной компрессии (например, 10 суток для достижения 600 м) и с тем, что при этом не устраняются симптомы НСВД, мешающие работоспособности водолаза.

В качестве следующего способа снижения проявлений НСВД при глубоководных погружениях было добавление в КГСр небольшого количества анестетика, азота или водорода. Впервые положительное воздействие на организм человека совместного действия гелия и азота было установлено Г.Л. Зальцманом в 1961 г., когда он выявил их антагонистическое действие. При спусках с использованием воздушно-гелиевых смесей и сред у водолазов не возникали проявления наркотического действия азота и НСВД.

В 1965 г. В.В.Смолин и Н.Г.Коваль разработали дифференцированные КАГС для спуска водолазов на глубины 60 – 160 м, в которых парциальное давление гелия дифференцируется по глубине и времени пребывания на грунте. Парциальное давление гелия в этих смесях составляло от 3,92 до 12,7 кгс/см², парциальное давление азота – 1,8 – 2,04 кгс/см². Суммарное давление азота и кислорода составляло примерно 1/3 часть общего давления на всех глубинах от 60 до 160 м. Указанные смеси по сравнению с воздушно-гелиевыми смесями позволяли уменьшить сопротивление дыханию и сократить время декомпрессии на 25 – 30%, по сравнению с КГС – снизить охлаждение организма в 1,5 – 2 раза, улучшить разборчивость речи, снизить расход гелия на 15 – 20% и исключить у водолазов дрожь в конечностях.

В 1973 г. P.B. Bennett и сотрудники лаборатории F.G. Hall Дюкского медицинского центра провели исследования с участием испытуемых. Спуск на глубину 305 м проводили с использованием КГС и КАГС, в которой парциальное давление азота составляло 5,6 кгс/см². Было установлено, что КАГС подавляет тошноту, головокружение, постуральный тремор и другие нарушения, наблюдаемые при использовании только одной КГС без применения азота. В 1974 г. П.Б. Беннеттом были проведены дальнейшие исследования с участием 5 водолазов, которых подвергли экспоненциальной компрессии до глубины 305 м в КАГСр, содержащей 10 % N₂ (продолжительностью 33 мин с 3 короткими остановками). Не было отмечено проявлений наркоза, тремора, тошноты, изменений на ЭЭГ, а также существенных нарушений работоспособности.

Подобные результаты были получены в 1974 г. Hamilton и сотрудниками в серии экспериментов «ACCESS» (использовалась КАГСр, содержавшая 13% N₂), а также специалистами фирмы «СОМЕХ» в экспериментах «Кораз», в которых при спусках на 305 м использовались КАГСр, содержавшие 4,5; 6,5 и 9% N₂. По данным фирмы «СОМЕХ» наиболее приемлемой КАГСр для купирования НСВД является КАГСр, содержащая 4,5% N₂.

В 1979 г. сотрудники Дюкского университета в эксперименте «Атлантис-1» подвергли трех испытуемых ступенчатой экспоненциальной компрессии за 12 ч 20 мин в КАГСр с содержанием азота 5% до «глубины» 460 м. В 1980 г. в эксперименте «Атлантис-2» был проведен спуск на «глубину» 650 м с участием 3 испытуемых, в котором использовалась КАГСр, содержавшая 10 % N₂. Компрессия до глубины 460 м имела тот же режим, что и в эксперименте «Атлантис-1», за исключением того, что в КАГСр содержалось не 5%, а 10% N₂. На «глубине» 460 м никаких болезненных явлений испытуемые не отмечали. Их состояние было намного лучше, чем во время эксперимента «Атлантис-1». Наличие в КАГСр примеси 10% азота предупредило развитие постурального тремора, а также тошноты, головокружения, неосознанных действий и спазмов желудка. На «глубине» 650 м симптомы НСВД у испытуемых не проявлялись, за исключением незначительной кратковременной тошноты. Испытуемые жаловались на тяжелое дыхание, появление одышки. Во время 24-часовой экспозиции на «глубине» 650 м испытуемые доказали возможность нормального существования без тошноты, головокружения, чрезмерного тремора, миоклонических судорог и без нарушения способности выполнять сложные манипуляции, требующие тонкой координации движений в кистях рук. Таким образом, погружение по программе «Атлантис-2» подтвердило эффективность применения КАГСр с содержанием в ней 10 % N₂ для облегчения или профилактики большинства ведущих к снижению работоспособности водолазов симптомов НСВД, о которых сообщалось при проведении глубоководных погружений с применением КГС (КГСр) на протяжении 15 лет с момента впервые описанного в 1965 г. НСВД. В 1981 г. в эксперименте «Атлантис-3» 3 водолаза в возрасте 24 – 29 лет были спущены на «глубину» 686 м в КАГСр с содержанием азота 10 %. Компрессия до 650 м продолжалась 7 суток 9 ч. На этой «глубине» водолазы провели 4 суток и затем 1 сутки на «глубине» 686 м. Общее время пребывания под давлением составило 42 суток. Испытуемые могли в течение 5 мин выполнять работу на велоэргометре с интенсивностью 240 Вт при рСО₂ = 53 мм рт.ст. На «глубине» 686 м испытуемые чувствовали себя так же, как и на 650 м. Сделан вывод, что здоровый, сообразительный, мотивированный и хорошо обученный водолаз способен выполнять работу на максимальных глубинах, однако даже при отсутствии симптомов НСВД у него могут возникать затруднения в аварийной ситуации, требующей принятия быстрого и адекватного решения.

Учитывая физико-химические свойства водорода и его более слабое наркотическое действие на организм человека по сравнению с азотом, с целью профилактики НСВД в 1970-х годах возникла мысль о замене в КАГС и КАГСр азота более легким газом – водородом. Эта идея впервые родилась в 1968 г. у Р. Брауэра, и он предложил ее H.А. Делозу. Вслед за этим фирма «СОМЕХ» начала строительство специальных «водородных» камер и с 1968 по 1999 г. провела большую серию из 14 экспериментов по программам «Гидра» и «Гидра-Людьон». В результате проведенных экспериментов было установлено, что кислородно-водородные смеси являются безвредными как для организма животных, так и для организма человека.

Сравнительная проверка физиологического действия на организм человека КАГС (КАГСр) и КВГС (КВГСр) на больших глубинах показала, что КВГС (КВГСр) обеспечивает более легкое дыхание, водород на больших глубинах оказывает меньшее наркотическое действие, чем азот, и достаточно хорошо противодействует НСВД.

В экспериментах «Гидра-9» (1989) и «Гидра-10» (1992) фирма «СОМЕХ» благодаря использованию КВГС и КВГСр установила несколько рекордов: непрерывное пребывание испытуемых в КВГСр под давлением 30 кгс/см² в течение 49 дней и одного испытуемого в течение 73 дней без отрицательных последствий для здоровья, 3-дневное пребывание 3 испытуемых при давлении, эквивалентном 650 – 675-метровой глубине, и рекордное погружение одного испытуемого на «глубину» 701 м. На основании анализа результатов исследований, проведенных по программе «Гидра», фирма «СОМЕХ» пришла к заключению, что смесь водорода с гелием (КВГС) может быть использована работающими водолазами для проведения безопасных спусков на глубины 600 – 700 м и применение водорода в КГСр вместо азота обеспечивает эффективную профилактику НСВД. По поводу механизмов возникновения НСВД существует несколько теорий.

В начальный период изучения воздействия на организм повышенного парциального давления гелия причиной изменений в организме в гипербарической КГСр считали наркотическое действие (Н.В. Лазарев, Г.Л. Зальцман).

Сравнивая экспериментальные результаты, полученные на мышах в гипербарической КАСр и КГСр, Н.В. Лазарев предположил, что на глубинах 400 – 500 м работоспособности человека будет серьезно мешать наркотическое действие гелия, а глубины, начиная с 500 – 600 м, окажутся для него недоступными: «Зона абсолютной недоступности для погружения в мягком водолазном костюме ... определяется, вероятно, не гидростатическим давлением, не явлениями “механонаркоза”, а наркотическим действием самых слабых газов, какими являются гелий и, предположительно, водород».

Г.Л. Зальцман полагал, что наркотическое действие гелия проявляется вследствие воздействия его на стриопаллидарную систему, в результате возникает нарушение баланса между дофамином и ацетилхолином в сторону преобладания возбудительных холинэргических процессов. Данный механизм в целом соответствовал представлению того времени о причинах возникновения паркинсонизма, основными симптомами которого также являются тремор и усиление тонуса скелетной мускулатуры.

П.Б. Беннетт в 1970 г. на основании результатов исследований в ходе спуска на «глубину» 157 м, при котором у испытуемых отсутствовало снижение умственной работоспособности, пришел к выводу, что гелий не обладает наркотическим действием. Если бы гелий обладал наркотическими свойствами, указал он, то, основываясь на растворимости его в жирах (отношение растворимости гелия в масле к растворимости в воде составляет 1,7, а у азота – 5,2), можно было сделать вывод, что субъективные и объективные признаки наркотического действия на глубине 408 м были бы сходными или даже более тяжелыми, чем в условиях сжатого воздуха на глубине 91 м. Однако вследствие антагонизма между слабым наркотическим действием гелия и его повышенным механическим давлением гелий на этой глубине не оказывает наркотического действия.