JP3337814B2

JP3337814B2 - 残留窒素測定装置付き潜水ゲージ

Info

Publication number: JP3337814B2
Application number: JP07038494A
Authority: JP
Inventors: 秀俊児玉
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 2002-10-28
Anticipated expiration: 2017-10-28
Also published as: JPH07275225A

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、
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なっており、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内
に、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、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を設けてある。防水ケース
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。好ましくは、防水ケースには、潜水
者の身体の一部（指や耳等）が挿入可能な凹状の測定部
が設けられ、この測定部は透明材料にて形成してあり、
この測定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、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１で後述する機器を覆っている。防水ケース１に
は、潜水者の体の一部（指や耳等）が挿入可能な凹状の
測定部１ａが設けられている。測定部１ａ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てい
る。

【０００８】測定部１ａに対向して、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２が設けられている。発光部２から発光さ
れた光を受光するため、測定部１ａに対向して受光部３
が設けられている。発光部２と受光部３は、測定部１ａ
を挟むように対向する位置に設けられている。また、潜
水時の水圧を測定するための検出手段として水圧センサ
４が設けられている。計時回路５は潜水時間を測定する
ものである。記憶部６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。

【０００９】中央制御装置７は、発光部２の発光を制御
し、受光部３、水圧センサ４、計時回路５及び記憶部６
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
７は送られてきた受光部３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７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。

【００１０】中央制御装置７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５か
らの潜水時間のデータと水圧センサ４からの水圧のデー
タ及び記憶部６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。

【００１１】発光部２と中央制御装置７の回路の間に
は、中央制御装置７の制御信号を発光部２を駆動するの
に必要な状態まで増幅するためのアンプ２ａが設けられ
ている。

【００１２】受光部３と中央制御装置７の回路の間に
は、受光部３で受光された微弱な光のデータを中央制御
装置７が処理できる状態まで増幅するためのアンプ３ａ
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３ｂとが設け
られている。このため、中央制御装置７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４と中央制御装置７の回路の間
には、微弱な水圧センサ４のデータを中央制御装置７が
処理できる状態まで増幅するためのアンプ４ａが設けら
れている。

【００１３】また、中央制御装置７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表示部
８が設けられている。表示部８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８と対向する部分の防水
ケース１は耐圧ガラス等の透明な部材で作られており、
外部から表示が見られるようになっている。

【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４が水圧を
感知し、その信号を受けて中央制御装置７が計時回路５
に計時を始めさせる。そして、潜水中に潜水者が自己の
指又は耳等を測定部１ａに挿入すると中央制御装置７か
らの信号をアンプ２ａが増幅し発光部２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２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３に受光される。受光部３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３ａに
より増幅される。そしてフィルター３ｂ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７に送る。中央制御装置７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４と計
時回路５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７
は記憶部６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８が中央制御装
置７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挿入凹部を特に設け
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、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。

【符号の説明】１防水ケース１ａ測定部２発光手段（発光部）３受光手段（受光部）４水圧センサ５計時回路６記憶手段（記憶部）７中央制御装置８表示部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、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、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、潜水時の水圧に耐え得るように形成してあり、上記発光
手段、上記受光手段、上記中央制御装置及び上記表示手
段を覆う防水ケースと、を備え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。
【請求項２】請求項１において、上記防水ケースは、
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。
【請求項３】請求項１または２において、上記防水ケ
ースには、上記潜水者の身体の一部が挿入可能な凹状の
測定部が設けてあり、この測定部は透明材料にて形成し
てあり、この測定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。
【請求項４】請求項１〜３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。