31 Профилактика кессонной болезни Альфонс Жамине 1870 год
31 марта 1870 г. в Сент-Луисе на строительстве моста через Миссисипи началась борьба с малоисследованной болезнью, которая свирепствовала в кессонах на дне реки. Работы шли под беспрецедентным давлением, декомпрессия при выходе из кессона была смертельно опасна. Когда выяснили причину болезни и научились ее лечить, мосты через великие реки стали технической реальностью. А также тоннели метро в водоносных грунтах, не говоря уже о дайвинге.
Первый врач, обративший внимание на последствия работы под давлением, был из России. Иосиф Христианович Гамель — сын полицмейстера Сарепты. Эта колония немецких протестантов-гернгутеров (последователей учения так называемых моравских, или чешских, братьев) ныне стала районом Волгограда. Община производила первую русскую горчицу и весьма на ней разбогатела. Доходы поступали в фонд, за счет которого братья-гернгутеры давали самым способным молодым людям высшее образование. Гамель выбрал Медико-хирургическую академию в Петербурге. Во время Отечественной войны 1812 г. хорошо себя проявил и по окончании боевых действий был командирован в Британию для знакомства с новыми методами лечения.
Летом 1816 г. в путешествии по Ирландии Гамеля сопровождал академик Уильям Уолластон (1766–1828), который открыл ультрафиолет и металл палладий. Они посетили приморский городок Хоут, где сооружалась искусственная гавань. Фундаменты ее молов выкладывали прямо на дне с помощью водолазного колокола. Это железный ящик, в который паровая машина нагнетала сжатый воздух. Колокол погружался на 9 метров, до самого дна, создавая там совершенно сухое помещение, где можно было работать как на земле, только под давлением в две атмосферы.
Иосиф Христианович Гамель (1788–1862) — русский врач, технолог, историк. Автор идеи лечения в барокамере. Также первый русский фотограф: после изобретения дагеротипии и печати на фотобумаге был командирован в 1839 г. в Европу, откуда прислал фотоаппарат, реактивы, описание процесса и пробные снимки
При спуске Гамель почувствовал острую боль в ушах. Стал делать массаж, пытаясь открыть евстахиевы трубы, по которым воздух из носоглотки может пройти в полость среднего уха, чтобы уравновесить давление на барабанную перепонку. Уолластон подсказал, что нужно сглотнуть слюну, открывая клапан в евстахиеву трубу.
Посмотрев на работу каменщиков, Гамель на обратном пути ощутил похожую боль, теперь уже изнутри. Было ясно, что делать: опять сглотнуть, чтобы сжатый воздух вышел из евстахиевой трубы. Этот же совет дают пассажирам самолетов, быстро набирающих высоту. Гамелю пришла в голову мысль, что повышенным давлением можно лечить глухоту, если она вызвана закупоркой евстахиевых труб. Сначала сжатый воздух пробьет себе путь снаружи, потом изнутри.
Русский гернгутер сочинил письмо в журнал Philosophical magazine с предложением устроить барокамеры в больницах. Идею Гамеля заметили. У дорогих врачей завелись для элитных пациентов барокамеры с давлением до 1,75 атмосферы, где лечили глухоту, насморк и охриплость. Когда Англию посещал брат Александра I — будущий царь Николай, именно Гамель знакомил его с достижениями английской техники. Николаю Павловичу русский немец угодил, был удостоен бриллиантового перстня и гранта на исследование декомпрессии в горах.
С барометром новейшей конструкции Гамель прибыл в Шамони, щедро заплатил тамошним альпийским проводникам и двинулся к вершине Монблана. Успешных восхождений насчитывалось тогда уже девять, без единого несчастного случая.
В пути их застигла вьюга. Дойдя до хижины, построенной отцом альпинизма Соссюром (на высоте 2750 метров), остановились. Троих послали вниз для пополнения запасов продовольствия. Сутки просидели в домике. Следующее утро было ясным, но гиды знали, что ничего хорошего солнце после снегопада не сулит. Они требовали переждать.
Гамель топал ногой, клял их трусами и взял на слаб?. Тронулись в путь, вполне закономерно попали в лавину, причем троих проводников из восьми сбросило в расселину и накрыло двумястами метрами снега. Старший группы, Матьё Бальма, потерявший в этой катастрофе брата, сказал Гамелю: «Ну что ж, месье, посмотрим, трусы мы или нет. Пошли дальше. Вы готовы?» Доктор заподозрил недоброе и предпочел вернуться.
История вышла громкая и некрасивая. «Любой ценой, император приказал» — после краха Наполеона европейцев такое не вдохновляло. Гамеля отозвали в Россию. Однако по его способу во Франции продолжали лечить глухоту. Среди пациентов был граф Эммануэль де Лас Каз (1766–1842).
Граф, конфидент Наполеона, поехал с ним в ссылку на остров Святой Елены, где усердно фиксировал воспоминания своего кумира. Через пару лет после смерти «корсиканского чудовища» Лас Каз издал эти записи книгой, которая принесла ему громадное состояние. Именно к Лас Казу пришел горный инженер Жак Триже, у которого родилась прекрасная идея, но не было денег.
Триже решил добыть сокровище, известное со времен Жанны д’Арк, — уголь в пойме реки Луары. Пласты залегали всего в 19 метрах от поверхности, но это были 19 метров зыбучих песков. Откачать из них воду так же невозможно, как вычерпать саму Луару. Воду можно выдавить сжатым воздухом, если опустить в плывун ящик вроде водолазного колокола. Такое сооружение, на дне которого прямо в сжатом воздухе работают люди, Триже назвал словом «кессон» (от франц. caisson — ящик).
В Лас Казе инженер нашел инвестора, который верил, что человек может жить под повышенным давлением, потому что сам провел немало времени в барокамере. Правда, в городке Шалон-сюр-Луар предстояло пройти 19 метров песка и 6 метров угольного пласта. Давление, которое останавливает воду на такой глубине, — три с половиной атмосферы. Но это не смущало Триже, который вошел в свой кессон первым.
Сначала все казалось забавным, так что в «ящик» водили экскурсии. При давлении в три атмосферы не свистнешь, все говорят пискляво и в нос, а задутые было свечи зажигаются снова, как по волшебству. Случился даже казус: бывший солдат Флок, оглохший при осаде Антверпена в 1832 г., в кессоне слышал лучше всех. Вообще внизу, если бы не копоть от свечей и теснота, неплохо, а по лестнице подниматься даже легче, чем на открытом воздухе. Но, как заметили горняки, расплата наступает на выходе.
После смены рабочие ощущали зуд, который называли «почесухой», боли в животе и мышцах, онемение конечностей, а то и паралич, иногда стойкий.
В 1847 г. доктора Поль и Ватель на севере Франции в Лурше констатировали два смертельных случая при строительстве шахт под давлением четыре атмосферы. Поль сам чуть не погиб, пережив паралич. В результате была установлена четырехчасовая смена с получасовой декомпрессией (сейчас такая смена ограничена 1 часом 45 минутами, причем декомпрессия после нее должна продолжаться четыре часа).
И это еще было довольно гуманно, потому что на строительстве моста через Сену в деревне Аржантёй у врача-социалиста Эдуара Фолея люди после смены при трех с половиной атмосферах проводили в шлюзе всего 2 минуты 30 секунд. Фолей считал рабочих друзьями, сам часто спускался в кессон. Он знал по себе, как хочется скорее покинуть шлюз, наполненный ледяным туманом оттого, что воздух при падении давления сильно охлаждается.
Чертеж, изображающий кессонные работы при сооружении опор железнодорожного моста через Сену в деревне Аржантёй (1859–1861).
Линия c-d показывает уровень воды в реке. Снаружи опора обделана чугунными кольцами, которые соединены болтами. Воздух нагнетается через шахтную трубу в центре, там же находятся лестница для проходчиков и бадья для подъема выбранного грунта. Пространство между чугунным кожухом и шахтной трубой заполнено бетоном. Наверху слева — входной шлюз, справа — выходной
Возникли две школы кессонных врачей: одни считали, что надо медленно повышать давление, другие — что надо его медленно снижать. Правы были вторые, но поскольку они тоже не знали причин болезни, их декомпрессия продолжалась слишком недолго, так что урон для пациентов был сравнимый.
На помощь проходчикам явились водолазы. Возникли они так: горный инженер Бенуа Рукейроль (1826–1875) придумал снабжать горняков баллонами со сжатым воздухом для дыхания на случай пожара. Когда этот аппарат увидел флотский лейтенант Огюст Денейруз (1837–1883), родился автономный скафандр. Воздуха хватало всего на полчаса, потому что тогдашние компрессоры сжимали его только до 40 атмосфер. Но за эти полчаса можно опуститься на 20–30 метров и там собирать губки либо крепить крюки кранов для подъема затонувших кораблей. На Всемирной выставке 1867 г. в Париже аппарат взял золотую медаль. Один посетитель — Жюль Верн — придумал скафандр капитана Немо. А другой посетитель — американец Джеймс Идс — решил строить мост через Миссисипи в родном Сент-Луисе.
Состояние Идс сделал на подъеме грузов затонувших в бурной Миссисипи судов. Во время Гражданской войны он принял сторону северян и построил для них обшитые броней корабли — так называемые мониторы, неуязвимые для береговой артиллерии. Эти мониторы прошли всю реку до самого устья, уничтожив речной флот южан и разрезав Конфедерацию пополам.
Теперь Идс решил построить и спроектировать мост именно потому, что мостов еще никогда не строил. За образец взял немецкий мост через Рейн в Кобленце: три арочных пролета опираются на два быка, которые кессонщики поставили на скальном основании, пройдя придонный ил. Но Миссисипи не Сена и даже не Рейн. Это громадная река с толстым слоем песка на дне. Здесь скальные породы начинаются на глубине 34 метра. Необходимое давление достигало четырех с половиной атмосфер: в таких условиях еще никто не работал. К тому же опоры моста имели колоссальную площадь, и требовались сотни людей.
Идс как исполнительный директор и главный инженер лично спускался в кессоны, потому что стройка — это место, где живут обманом и нужен хозяйский глаз. Безопасностью работ занимался личный врач Идса — француз Альфонс Жамине, хорошо знавший все, что написали его соотечественники о кессонах.
Какая из двух школ права, Жамине не знал. Испытав на себе острую форму болезни, он постиг, что пострадавшему нужен покой и обильное питье. Когда 31 марта 1870 г. Жамине стал главным врачом стройки, погибших насчитывалось четверо.
Первым делом запретили заходить в кессон пьяным. Поскольку строителям без посещения салуна жизнь была немила, они уже 1 апреля объявили забастовку. Но платили хорошо (доллар в час), и 4 апреля все вернулись к работе. В шлюзе их ждал люковой — рабочий, нанятый специально для управления воздушным клапаном. Так прекратилось хулиганство, когда проходчики по своему усмотрению резко впускали в шлюз сжатый воздух, чтобы дать новичку по ушам, или сокращали декомпрессию, стремясь скорее в салун.
Теперь погибали только нарушители инструкций: те, кто не лежал по полчаса после смены, не обедал, работал спьяну или недолечив ранее полученное онемение. Не веря на слово, Жамине осматривал каждого кессонщика ежедневно, раз в шесть часов. Вся его жизнь стала непрерывным медосмотром. Стоило только отвернуться, как пациенты не выполняли рекомендации: кто пропустит обед, потому что предпочитает пиво, кто попарит себе ноги, чтобы облегчить боль в мышцах. Боль проходила, но наступал полный паралич ног и мочевого пузыря в придачу. Вполне разумные взрослые люди, все до единого умевшие читать, так вели себя по простой причине: доктор не мог обосновать своих предписаний.
Помог на следующий год французский физиолог Поль Бер. К нему обратился Денейруз, когда у него на глазах погибли 30 греческих собирателей губок в исправных скафандрах.
Бер уже знал, что виной слишком быстрая декомпрессия. Если резко открыть бутылку газировки, растворенный газ тут же собирается в пузыри. Вот так же при слишком быстром падении давления вскипают у водолаза кровь, а также лимфа, жидкости в суставах и спинном мозге.
Бер подверг декомпрессии несчетное количество воробьев, крыс и собак. Оказалось, в их крови кипит не просто воздух, а азот, которым при повышенном давлении насыщаются ткани. Когда сумели замерить, сколько азота растворяется в тканях при разных величинах давления, стало возможным точно вычислить время декомпрессии для профилактики. Мало того, теперь можно было спасать пострадавших: достаточно поместить их под давление в барокамеру. С которой история кессона и началась.