JP2867879B2 - 体内窒素分圧計算装置及び方法、及びこれらを用いた潜水用減圧計算装置、ダイブコンピュータ - Google Patents
体内窒素分圧計算装置及び方法、及びこれらを用いた潜水用減圧計算装置、ダイブコンピュータInfo
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- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
- B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
- B63C11/02—Divers' equipment
- B63C2011/021—Diving computers, i.e. portable computers specially adapted for divers, e.g. wrist worn, watertight electronic devices for detecting or calculating scuba diving parameters
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Description
ータと呼ばれる潜水用の情報装置に関する。特に、その
中核をなす減圧計算装置の重要な構成要素である窒素分
圧の計算装置および方法に関する。
る潜水用の情報装置、及びそこに用いられる潜水用減圧
計算装置については、KEN LOYST et al.著‘DIVE COMPU
TERS ACONSUMER'S GUIDE TO HISTORY, THEORY & PERFOR
MANCE’, Watersport Publishing Inc.(1991) に詳細に
述べられている。また、理論についての文献としてはA.
A.Buhlmann 著‘Decompression-Decompression Sicknes
s’, Springer,Berlin(1984) が詳しい。
の組織から構成されている。 2.ある組織での不活性ガスの吸収と排出は指数関数的
である。 3.不活性ガスの吸収と排出の速度を表すのに、組織が
半分飽和するのに必要な時間をその組織の半飽和時間と
いう。 4.体内の各々の組織は組織毎に半飽和時間と、安全に
水面に浮上できる不活性ガスの最大分圧が決まってお
り、それをM0 値という。 5.M0 値を越えた不活性ガスが体内に溶け込んだ状態
で浮上すると、減圧症という潜水病にかかるリスクが増
大する。 6.一般のダイビングでは不活性ガスの中でも特に窒素
が影響する。
なく、実験的あるいは経験的なものであり、潜水中のダ
イバーの体をモニタするのではなく、数学的モデルとし
てシミュレートされる。よって正確にシミュレートする
ことは、減圧症を防ぐ意味において、より潜水の安全性
を高めることになり、重要な問題である。
81号公報に示されるように、不活性ガスの体内への吸
収/排泄は対称ではないという指摘がなされ、新しい数
学モデルが提案されている。
デルに対応したものとして挙げた特開平5−28098
1号公報においては次のような課題があった。
性ガスの体内への吸収は潜降時に行われ、不活性ガスの
体内からの排泄は浮上時に生じることが前提とされてい
る。
ression-Decompression Sickness’, Springer,Berlin
(1984) pp.14 に記載の式
のとき体内不活性ガス分圧Pigt(tE)は増加、す
なわち不活性ガスを吸収し、Pigt(t0)>PIi
g のとき体内不活性ガス分圧Pigt(tE)は減
少、すなわち不活性ガスを排泄することになる。
泄は、浮上や潜降とは関係なく、体内不活性ガス分圧と
呼吸気の不活性ガスの大小のみによって決まる。ところ
が、特開平5−280981号公報では、実際の体内窒
素分圧を正確に算出することを目的としているが、上述
のことが考慮されていないため、いまだ不十分な値しか
得られていなかった。
のものであって、その目的とするところは体内窒素分圧
をより正確に、しかもより簡便に算出することである。
これにより、減圧症を防ぐ意味において、一層潜水の安
全性を高めることを意図したものである。
め、本発明は、不活性ガスの中でもスクーバダイビング
で特に問題となる窒素について、体内窒素分圧と呼吸気
の窒素分圧を比較する比較手段を有し、その大小判断の
結果により、体内窒素分圧の計算における係数である半
飽和時間TH を変化させることを特徴とする。
は、潜水時刻t0 からtE 時間経過後の体内窒素分圧P
GT(tE)を、
飽和時間TH を、呼吸気の窒素分圧PIN2(t)と前
記体内窒素分圧PGT(t)との比較結果より、PGT
(t)>PIN2(t)の場合は、半飽和時間TH をT
H1 に、PGT(t)<PIN2(t)の場合は、半飽和
時間TH をTH2 とし、TH2 < TH1となるように設定
することが好ましい。
明する。図1は、本発明の体内窒素分圧計算装置及び体
内窒素分圧計算方法を説明するためのブロック図であ
る。なお、潜水用減圧計算装置とはこれらの体内窒素分
圧計算装置/方法を用いて減圧を計算する装置のことで
あり、ここでは詳細な説明を省略する。
装置及び体内窒素分圧計算方法を用いた潜水用減圧計算
装置を含み、圧力センサ、ICなどで具体的にダイブコ
ンピュータを構成したときのシステム例(ダイブコンピ
ュータの代表的な構成要素を表した例)である。
(t)を計測し、出力する。呼吸気窒素分圧計算手段2
は水圧P(t)を入力とし、呼吸気窒素分圧PIN
2(t)を計算し、出力する。呼吸気窒素分圧PIN
2(t)は潜水中の水圧P(t)より次式により計算で
求める。 PIN2(t)= 0.79×(P−0.063) [bar] 呼吸気窒素分圧記憶手段3は、呼吸気窒素分圧計算手段
2において上式の様に計算されたPIN2(t)の値を
記憶する。
排泄の速度の異なる組織毎に体内窒素分圧PGT(t)
を計算する。1つの組織を例にとると、潜水時刻t=t
0 からtE までに吸収/排泄する体内窒素分圧PGT
(tE)は、t0 時の体内窒素分圧PGT(t0)と潜水
時間tE と、半飽和時間TH より計算される。そして、
その結果のPGT(tE)が体内窒素分圧記憶手段5に
記憶される。この計算式は以下の通りである。
る。本実施例においてはx〜xの範囲とした。
り、呼吸気窒素分圧記憶手段3の結果であるPIN
2(t)と体内窒素分圧記憶手段5の結果であるPGT
(t)を比較し、その結果、半飽和時間選択手段7によ
って、体内窒素分圧計算手段4で用いられる半飽和時間
TH を可変する。
N2(t0)、体内窒素分圧PGT(t0)が、それぞれ
呼吸気窒素分圧記憶手段3と体内窒素分圧記憶手段5に
記憶されているとする。比較手段6はこのPIN
2(t0)とPGT(t0)を比較する。
和時間選択手段7により、次の様に制御されt=tE の
時の体内窒素分圧PGT(tE)が計算される。
IN2(t0)のときは、半飽和時間TH=(H2+TH1)
2として計算するのが望ましい。また、これらの時間
(t0 やtE についての計測)は図1の時間計測手段8
によって管理される。
る場合であり、(2)のときは、体内へ窒素が吸収され
る場合である。これらの時に半飽和時間を可変するとい
うことは、窒素が排泄される場合は、半飽和時間は長
く、排泄に時間がかかることを示し、逆に窒素が吸収さ
れる場合は、半飽和時間は短く、吸収にかかる時間は比
較すると短いことになる。このようにすれば、体内窒素
のシミュレーションをより厳密に行うことができ、潜水
における安全性を高める結果となる。
場合のシステムの一例を図2に示す。図2において半導
体圧力センサ11は水圧値を電気的信号に変換する。A
/D変換器12は、この電気的信号をCPU13で処理
し易いデジタル値に変換する。そして、CPU13、R
OM14、RAM15は、各種演算を行うと共に、デー
タを記憶する。その他、ダイブコンピュータでは電源1
6、液晶ドライバ17、液晶表示装置18、発振回路1
9、スイッチ20などが必要となる。図1の水圧計測手
段1は図2の半導体圧力センサ11、A/D変換器12
によって実現される。図1の呼吸気窒素分圧計算手段
2、体内窒素分圧計算手段4、比較手段6、半飽和時間
選択手段7は図2のCPU13およびROM14、RA
M15にてソフトウエアとして実現可能である。図1の
時間計測手段8は、図2の発振回路19のクロックをC
PU13にて分周、カウントすることで実現できる。
路とソフトウエアによって実現したがもちろんこれに限
られるわけではない。例えば、ハードウエアである論理
回路のみ、あるいは論理回路とCPUを含む処理回路と
ソフトウエアを組み合わせることで実現することも可能
である。
のような効果を有する。
よる不活性ガス、特に窒素の体内への吸収/排泄に応じ
て、その吸収/排泄の時定数である半飽和時間を可変で
きるので、より正確でかつより簡便に体内窒素分圧のシ
ミュレーションを行うことができる。
ば、上記のシミュレーション結果に基づいて潜水時間や
減圧時間を計算することによって、高精度の潜水用減圧
計算装置あるいはダイブコンピュータを得ることができ
る。これにより、より安全で快適な潜水が可能となる。
実施例を説明するためのブロック図。
ステム図。
Claims (7)
- 【請求項1】 呼吸気の窒素分圧PIN2(t)と潜水
時間tとあらかじめ決定された半飽和時間TH とにより
体内に溶け込む窒素分圧PGT(t)を計算する体内窒
素分圧計算装置において、(a)前記潜水時間tを計測
する時間計測手段、(b)潜水時の水圧P(t)を計測
する水圧計測手段、(c)前記水圧P(t)より前記呼
吸気の窒素分圧PIN2(t)を計算する呼吸気窒素分
圧計算手段、(d)前記呼吸気の窒素分圧PIN
2(t)を記憶する呼吸気窒素分圧記憶手段、(e)前
記体内窒素分圧PGT(t)を記憶する体内窒素分圧記
憶手段、(f)前記呼吸気の窒素分圧PIN2(t)と
前記体内窒素分圧PGT(t)とを比較する比較手段、
(g)前記比較手段の結果に応じて前記半飽和時間TH
を変化させる手段、とを有することを特徴とする体内窒
素分圧計算装置。 - 【請求項2】 潜水時刻t0 からtE 時間経過後の体内
窒素分圧PGT(tE)を、 【数1】 に従って計算することを特徴とする請求項1記載の体内
窒素分圧計算装置。 - 【請求項3】 前記半飽和時間TH を変化させる手段
は、前記比較手段の結果により、PGT(t)>PIN
2(t)の場合は、半飽和時間TH をTH1 に、PGT
(t)<PIN2(t)の場合は、半飽和時間TH をT
H2 とし、 TH2 < TH1 となるように前記半飽和時間TH を設定することを特徴
とする請求項1記載の体内窒素分圧計算装置。 - 【請求項4】 呼吸気の窒素分圧PIN2(t)と潜水
時間tとあらかじめ決定された半飽和時間TH とにより
体内に溶け込む窒素分圧PGT(t)を計算する体内窒
素分圧計算方法において、 水圧計測手段によって計測される潜水時の水圧P(t)
より前記呼吸気の窒素分圧PIN2(t)を計算し、 この呼吸気の窒素分圧PIN2(t)と前記体内窒素分
圧PGT(t)とを比較し、 この比較結果に応じて、前記半飽和時間TH を変化させ
ることを特徴とする体内窒素分圧計算方法。 - 【請求項5】 請求項1〜3のいずれか一つに記載の体
内窒素分圧計算装置を有することを特徴とする潜水用減
圧計算装置。 - 【請求項6】 請求項4に記載の体内窒素分圧計算方法
を用いることを特徴とする潜水用減圧計算装置。 - 【請求項7】 請求項5または6記載の潜水用減圧計算
装置を備えることを特徴とするダイブコンピュータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6130603A JP2867879B2 (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 体内窒素分圧計算装置及び方法、及びこれらを用いた潜水用減圧計算装置、ダイブコンピュータ |
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Publications (2)
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JPH07333128A JPH07333128A (ja) | 1995-12-22 |
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