減圧理論基礎 2 - koinoura.net

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　減圧理論を正しく理解するためには、指数関数や身体区画、ハーフタイム、それにM値等の専門
　知識が必要ですが、ここでは難解な減圧理論をダイバーが理解しやすいようにできるだけ単純化
　してみました。
　減圧理論の基本的なとらえかたを理解してもらうことに主眼を置いて解説したものです。

　■　窒素の吸収

通常の状態で窒素は人間の体内に約1リットル溶け込んでいて、空気中の窒素分圧と体内のそれとは平衡状態にあります。
1. 空気中の窒素分圧 = 0.78気圧
2. 体内の窒素分圧 = 0.78気圧

ダイバーが水深30mの場所へ潜水すると、環境圧である4気圧と同等の空気圧でなければ呼吸できないため、呼吸する空気の全圧は4気圧、窒素分圧は0.78×4=3.12気圧となります。
1. 吸気中の窒素分圧 = 3.12気圧
2. 体内の窒素分圧 = 0.78気圧

潜降直後は体内外の圧力勾配は最大で、急速に窒素が体内に取り込まれます。
これは、陸上での平衡状態が解消され、新たな平衡を求めて
窒素が　　肺 ⇒ 血液 ⇒ 組織　　へと吸収されることを意味します。

　■　窒素飽和時間とハーフタイム

このため計算上、半分飽和するのに要する時間、すなわち、50％の飽和が行われる時間を把握しておくのが便利です。
1. 最終的に平衡状態とならない変化を考える場合、この考えは科学的に一般的であり50％飽和するまでの時間を半飽和時間（ハーフタイム）と呼びます。
2. 1つのハーフタイムに対して更に同時間のハーフタイムを加算すれば、飽和していなかった残り50％の組織の半分を更に飽和すると考えることができます。
3. 5分のハーフタイム組織は30分で飽和に達すると考えて良いことになります。
4. 後ほど利用しますから、ハーフタイムの概念を理解しておいてください。

　■　ホールデンの 2：1 の法則

ところで、水深10m以浅の場所での潜水では、どんなに長時間潜水しても減圧症は発症しないことが知られていて、ホールデンは組織と外部の圧力差が2倍以内の浮上では減圧症は発生しないと推論しました。
1. 水深10m（2気圧の場所）で長時間潜水し窒素量がほぼ飽和状態（100％）で水面に浮上すると、環境圧に対して200％の状態となります。
2. この200％までなら、組織耐性により窒素は気泡化しない。つまり、減圧症は発症しないということです。

　■　無限圧限界時間の意味

さて、前出の水深30mへの潜水を検討してみます。この水深から直接安全に水面まで浮上することが可能な無限圧限界時間は25分です。
1. つまり25分で浮上すれば浮上後の組織内窒素飽和率が200％であり、減圧症は発症しないが、25分を超えると発症する危険が極めて高いということです。
2. ということは、水深30mでは25分間で窒素が50％飽和すると考えていいはずです。
ハーフタイムの概念から、この場所に更に25分間とどまれば75％飽和することになります。

　■　窒素の排出（浮上）

水面まで浮上すると飽和率は300％となり、窒素が組織内で気泡化し減圧症に罹患します。
しかし、浮上による窒素ガス飽和率の増加が200％となる水深までは浮上が可能です。
1. 75％ × 4気圧 = 200％ × x気圧を求めるとx = 1.5となります。
2. この水深は5mです。
3. このダイバーは水深5mまで浮上し、そこで一旦200％に膨張した窒素飽和率を安全なレベルまで減少させるために停止していなくてはいけません。

　■　停止時間の算出

この水深5mのダイバーは、200％の組織内窒素飽和率をどれくらいまで減少させれば、安全に水面まで浮上することができるのでしょうか？
1. y％ × 1.5気圧 = 200％ × 1気圧を求めるとy = 133.33333…となります。
2. 200％から約67％の減少があり、約133％の窒素飽和率となれば、安全に水面まで浮上することができます。
3. この約67％分の減少に必要な時間が、水深5mでの減圧停止時間ということになります。
4. 67％ですからハーフタイムよりも少し長い時間です。30分位でしょうか？

　■　実際の減圧停止時間

厚生労働省の減圧表によれば、6mと3mに分けて合計24分となっています。このように、実際の減圧表では3mごとの水深における減圧停止が規定されています。できるだけ早く水面に戻るために。