JP3113997B2 - 残留窒素測定装置付き潜水ゲージ - Google Patents

残留窒素測定装置付き潜水ゲージ

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JP3113997B2 JP06101175A JP10117594A JP3113997B2 JP 3113997 B2 JP3113997 B2 JP 3113997B2 JP 06101175 A JP06101175 A JP 06101175A JP 10117594 A JP10117594 A JP 10117594A JP 3113997 B2 JP3113997 B2 JP 3113997B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、潜水(スクーバダイビ
ング)をするときに潜水者が自己の身体または潜水器具
の一部に携えて使用することができる潜水ゲージに関
し、さらに詳しくは、潜水中に潜水者が体内の残留窒素
量を測定することができる残留窒素測定装置付き潜水ゲ
ージに関する。
【0002】
【従来の技術】潜水を行うと、水圧の影響で窒素酔いや
減圧症になることがある。窒素酔いとは、体内の血液中
に溶存する窒素量が過剰になって酒を飲んで酔ったよう
な症状を起こすことをいう。潜水中は、圧縮空気を呼吸
しているため、肺に送り込まれる窒素の量は、大気で呼
吸している量よりも血液中に多く取り込まれることにな
る。窒素は、肺で呼吸することにより血液中に溶け込
み、それが血管を通して各細胞に送られ、各細胞に窒素
が過剰に溶存することになる。窒素が脳組織に過剰に溶
存すると、麻酔作用を受けていわゆる窒素酔いの症状を
引き起こす。
【0003】減圧症とは、潜水を終えて浮上して数時間
経ったときに、軽い場合は体がかゆいといった症状や、
重い場合は息がつまったり、手足が麻痺して動けなくな
る等の症状になることをいう。体内には、常圧の元で約
1リットルの窒素が溶け込んでいる。体内に溶存する窒
素量はヘンリーの法則により圧力に比例するため、潜水
時の体内窒素量はかなりの量になる。一方、潜水を終え
て浮上するときは圧力が下がるため、体内に溶け込んで
いた窒素のうち余分な窒素は体外へ排泄される。この排
泄に当たっては一定の時間を要するため、圧力が速く下
がりすぎると排泄が追い付かず、一部は気泡になる。こ
のとき、血管内の気泡が大きくなると、血液の流れが止
まる。これがガス栓そく症である。血液が流れなくなる
と、組織が窒息して死んでしまい、前記した症状が発生
する。
【0004】従来は、減圧症に対しては、潜水深度と潜
水時間とにより計算されたおおよその体内残留窒素量に
より判断してその予防をする技術が、例えば特開平5−
141972号または特開平5−141973号により
知られている。また、減圧症の原因である血管内の窒素
気泡を測定する方法として、レーザー光線による気泡像
の投影法や、超音波ドップラー法による血流中の気泡音
聴取法が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
よれば、窒素酔いに対しては事前に予測することはでき
ず、なるべく深く潜らないようにするしか予防策はなか
った。また、減圧症に対しては、潜水深度と潜水時間等
から算出される計算値により判断するため、個人差やそ
のときの体調等による実際の値とは異なり、減圧症にな
る危険性が高かった。さらに、減圧症の直接の原因であ
る窒素気泡の有無を測定する方法があるが、この方法は
潜水中には測定することができない。減圧症の予防の観
点からは、気泡になる前の血液中の窒素量を潜水中に測
定して事前に減圧症の発生する可能性を予知できる携帯
可能で簡便に使用できる装置の開発が望まれていた。そ
こで本発明の目的は、潜水中に体内に実際に残留してい
る窒素量を測定することにより窒素酔いや減圧症を効果
的に予防できる残留窒素測定装置付き潜水ゲージを提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る残留窒素測定装置付き潜水ゲージは、
本体と測定部に分かれており、潜水するときに潜水者が
自己の身体または潜水器具の一部に携えて使用すること
ができるように本体と測定部とを潜水時の水圧に耐え得
るように形成してある防水ケースにより覆い、本体と測
定部とは可撓性の信号ケーブルで繋いでいる。測定部に
は血流中の窒素により吸収される波長の光を潜水者の身
体の一部に向けて照射可能な発光手段と、潜水者の血管
内の血液を透過または潜水者の血管内の血液から反射さ
れた光を受光する受光手段とが設けてある。本体には、
発光手段の制御と受光手段からの出力を受けて潜水者の
血液中の残留窒素量の算出とを行う中央制御装置と、中
央制御装置からの出力データを表示する表示手段とが設
けてある。測定部は、少なくとも発光手段と受光手段と
が対向する部分が透明になっている。また、本体の外面
には、信号ケーブルを収納する溝と測定部を収納係止す
る係止部とが設けてある。好ましくは、測定部には、潜
水者の身体の一部(指や耳等)が挿入可能な凹状の測定
凹部が設けられ、この測定凹部は透明材料にて形成して
あり、この測定凹部に対向して発光手段と受光手段とが
配設される。さらに好ましくは、水圧または水深を測定
する検出手段と、潜水時間を測定する計時回路と、人体
にとって危険な残留窒素量を記憶してある記憶手段とが
設けられ、中央制御装置によって、受光手段、検出手
段、計時回路及び記憶手段からの出力に基づいて少なく
とも無減圧潜水時間が演算される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。図1および図2に示すように、本発明
に係る残留窒素測定装置付き潜水ゲージは、本体1と測
定部2とが設けられており、本体1と測定部2とは可撓
性の信号ケーブル3により繋がっている。また、本体1
と測定部2とは潜水者が自己の体または潜水器具の一部
に携えて使用することができるように潜水時の水圧に耐
え得るように形成してある防水ケース4にそれぞれ覆わ
れている。
【0008】測定部2は、潜水者の体の一部(指や耳
等)が挿入可能な凹状の測定凹部5を設けてある。測定
部2内には、血液中の窒素により吸収される波長の光を
発光するLED等の発光手段を備えた発光部6が設けら
れており、発光部6から発光された光を受光するため、
受光部7が発光部6に対向して設けられている。測定凹
部5の発光部6と受光部7とがそれぞれ対向する部分に
は、光を透過できるように耐圧ガラス等の透明な部材で
作られた透過部8が設けられている。また、信号ケーブ
ル3は受光部7で受けたデータや発光部6を駆動させる
信号等を送るものである。
【0009】本体1の側面には、この潜水ゲージを使用
していないときに測定部2や信号ケーブル3が邪魔にな
らないように、測定部2を収納係止する係止部9と信号
ケーブル3を収納する溝10とが設けられている。本体
1内には、水圧センサ11と計時回路12と記憶部13
と中央制御装置14と表示部15とが設けられている。
水圧センサ11は潜水時の水圧を測定するための検出手
段である。計時回路12は潜水時間を測定するものであ
る。記憶部13は、人体にとって危険な残留窒素量を記
憶しているものである。
【0010】中央制御装置14は、発光部6の発光を制
御し、受光部7、水圧センサ11、計時回路12及び記
憶部13からの情報を受けて血液内の残留窒素量や無減
圧潜水時間等を演算する機能を有するものである。中央
制御装置14は送られてきた受光部7からのデータより
血液内の残留窒素量を演算する。ところで、人体の各細
胞の飽和窒素量は水圧によって変わり、また、窒素の溶
け込む速度も各細胞によってかなりの違いがある。した
がって、中央制御装置14は、演算した血液内の残留窒
素量を基準に、水圧と潜水時間をパラメータにして体内
の各細胞に溶存している窒素量を演算する。
【0011】中央制御装置14は、演算した血液内の残
留窒素量と各細胞に溶存している窒素量と、計時回路1
2からの潜水時間のデータと水圧センサ11からの水圧
のデータ及び記憶部13のデータより、現在いる水深で
の無減圧潜水時間を演算する。ここで無減圧潜水時間と
は、減圧停止をすることなしに、現在の深度から通常の
浮上速度(毎分10m〜18m)で浮上できる予測潜水
可能時間のことである。潜水中に各細胞に窒素が溶存さ
れ、ある一定の値を越えてしまうと、浮上する際に減圧
停止を必要とし、急激な窒素の排泄及び気泡の発生を防
止しなければならない。各細胞に溶存された窒素量がそ
の値よりも少ない場合には、通常の浮上速度以下であれ
ば、減圧症になるような気泡の発生は起こらない。
【0012】発光部6と中央制御装置14の回路の間に
は、中央制御装置14の制御信号を発光部6を駆動する
のに必要な状態まで増幅するためのアンプ6aが設けら
れている。受光部7と中央制御装置14の回路の間に
は、受光部7で受光された微弱な光のデータを中央制御
装置14が処理できる状態まで増幅するためのアンプ7
aと、増幅されたデータから残留窒素量を計測するのに
必要のない波長の光をカットするフィルター7bとが設
けられている。このため、中央制御装置14には、残留
窒素量を計測するのに必要な波長の光のデータだけを送
ることができる。水圧センサ11と中央制御装置14の
回路の間には、微弱な水圧センサ11のデータを中央制
御装置14が処理できる状態まで増幅するためのアンプ
11aが設けられている。
【0013】表示部15は、中央制御装置14に集めら
れた情報を表示するための液晶表示板等の表示媒体を備
えたものである。表示部15には、測定された体内の溶
存窒素量とその時点での人体にとって危険な残留窒素量
や、無減圧潜水時間や、水圧、潜水時間等の所望の情報
が表示される。また、表示部15と対向する本体1の部
分は耐圧ガラス等の透明な部材で作られた窓部16が設
けられており、外部から表示が見られるようになってい
る。また窓部16の下方には、表示情報のモード変えや
表示部15を照らすバックライトの点灯等に使用するス
イッチ17が設けられている。
【0014】次に本発明の潜水ゲージの動作について説
明する。潜水ゲージを潜水者が自己の身体又は潜水器具
の一部に携えて潜水を始めると、水圧センサ11が水圧
を感知し、その信号を受けて中央制御装置14が計時回
路12に計時を始めさせる。そして、測定部2が本体1
と分離しているため、測定部2を指又は耳等の測定部位
に容易に持っていくことができ、潜水中に潜水者が自己
の指又は耳等を測定部2に設けられている測定凹部5に
挿入すると中央制御装置14からの信号をアンプ6aが
増幅し発光部6から血液中の窒素により吸収される波長
の光を指又は耳等に照射する。発光部6から発光された
光は、血管内を透過することにより一部が血液中の窒素
により吸光され、吸光されなかった光が受光部7に受光
される。受光部7に受光された受光量としての光のデー
タは、微弱なためアンプ7aにより増幅される。そして
フィルター7bにより残留窒素量を測定するのに必要な
波長の光のデータだけを取り出し、中央制御装置14に
送る。中央制御装置14は、そのデータをもとに血液内
の残留窒素量を演算する。そして、演算した血液内の残
留窒素量を基準に水圧センサ11と計時回路12のデー
タをパラメータにして体内の各細胞に溶存している窒素
量を演算する。その後、中央制御装置14は記憶部13
のデータを取り寄せ、現在いる水深での無減圧潜水時間
を演算する。そして、表示部15が中央制御装置14で
得られた現在の体内の溶存窒素量とその時点での人体に
とって危険な残留窒素量、無減圧潜水時間、水圧、潜水
時間等の所望の情報を表示する。
【0015】なお、本発明の残留窒素測定装置付き潜水
ゲージは、特定の波長の光を発光する発光手段と、単な
る受光部と、特定の波長の光のみを通過させるフィルタ
との組み合わせには限られず、受光部に直接特定の波長
の光のみを通過させるフィルタを設けたり、特定の波長
の光を発光する発光手段と、単なる受光部との組み合わ
せでもよい。また、単なる発光手段と受光部と受光部で
受けた光のうち特定の波長のみを通過させるフィルタと
の組み合わせ又は、単なる発光手段と、特定の波長の光
のみを通過させるフィルタ付きの受光部との組み合わせ
でもよい。また、光を血管内に通過させるのみならず、
発光手段から発光した光が血管内で反射して戻ったのを
受光して、特定の波長の光の吸光量を測定してもよい。
この場合、身体の一部が挿入可能な測定凹部を特に設け
る必要はなくなる。また、表示する情報も少なくとも無
減圧潜水時間を表示できれば良い。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、測定部が可撓性の信号
ケーブルに繋がれ、本体と分離しているので測定部を指
又は耳等に移動させるのが容易であり、測定を簡単に行
うことができる。また、本体に測定部を収納係止する係
止部および信号ケーブルを収納する溝が設けてあるた
め、使用していないときに測定部や信号ケーブルが邪魔
になることはない。また、潜水中に潜水者の血流中の残
留窒素量を直接測定するため、窒素酔いを確実に予防す
ることができる。また、浮上する前に体内の窒素量をも
とに、水圧と潜水時間をパラメータにして、記憶部から
のデータをもとに現在いる水深での無減圧潜水時間を知
ることができるため、減圧症の予防を確実にすることが
でき、潜水者の健康保持に大いに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すフローチャート図であ
る。
【図2】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 本体 2 測定部 3 通信ケーブル 4 防水ケース 5 測定凹部 6 発光手段(発光部) 7 受光手段(受光部) 9 係止部 10 溝 11 水圧センサ 12 計時回路 13 記憶手段(記憶部) 14 中央制御装置 15 表示手段(表示部)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/145 B63C 11/02 G01L 9/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 潜水するときに潜水者の身体または潜水
    器具の一部に携えて使用する潜水ゲージであって、 上記潜水ゲージは潜水時の水圧に耐え得るように形成し
    てある防水ケースによって覆われている本体と測定部と
    に分かれており、 上記本体と上記測定部とは、可撓性の信号ケーブルを介
    して繋がっており、 上記測定部には、血流中の窒素により吸収される波長の
    光を上記潜水者の身体の一部に向けて照射可能な発光手
    段と、上記潜水者の血管内の血液を透過または上記潜水
    者の血管内の血液から反射された光を受光する受光手段
    とが設けられ、 上記本体には、上記発光手段を制御するとともに、上記
    受光手段からの出力を受けて上記潜水者の血液中の残留
    窒素量を測定する中央制御装置と、上記中央制御装置か
    らの出力データを表示する表示手段とが設けられている
    ことを特徴とする残留窒素測定装置付き潜水ゲージ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記本体の外面には
    上記ケーブルを収納する溝と上記測定部を収納係止する
    ための係止部とが設けられていることを特徴とする残留
    窒素測定装置付き潜水ゲージ。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、上記測定部
    は、少なくとも上記発光手段と上記受光手段とが対向す
    る部分が透明であることを特徴とする残留窒素測定装置
    付き潜水ゲージ。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、上
    記測定部には、上記潜水者の身体の一部が挿入可能な凹
    状の測定凹部が設けてあり、この測定凹部は透明材料に
    て形成してあり、この測定凹部に対向して上記発光手段
    と上記受光手段とが設けてあることを特徴とする残留窒
    素測定装置付き潜水ゲージ。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかにおいて、水
    圧または水深を測定する検出手段と、潜水時間を測定す
    る計時回路と、人体にとって危険な残留窒素量を記憶し
    てある記憶手段とを有し、上記中央制御装置は、上記受
    光手段、上記検出手段、上記計時回路及び上記記憶手段
    からの出力に基づいて少なくとも無減圧潜水時間を演算
    する機能を有することを特徴とする残留窒素測定装置付
    き潜水ゲージ。
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