潜在性低酸素症

潜在性低酸素症とは、肺と動脈血の酸素含有量が、高気圧下では意識を維持するのに十分であるが、気圧が通常の大気圧まで低下すると意識を維持できなくなる状態をいう。これは通常、深海にいるダイバーの肺ガスと血中酸素濃度がその深度の圧力下では意識を維持するのに十分であるが、水面圧力下では不十分な場合に発生する。この問題は、フリーダイビングのブラックアウトや、特にダイビングリブリーザーにおける水中呼吸装置内の低酸素性呼吸ガス混合物の存在に関連している。

潜在性低酸素症という用語は、厳密には、潜在的な被害者が深海にいて、意識があり、まだ低酸素症になっていない状況を指しますが、結果として生じるブラックアウトにも緩く適用されます。ブラックアウトは低酸素性ブラックアウトの一種で、浮上時ブラックアウトまたは深海ブラックアウトとも呼ばれます。ただし、深海ブラックアウトは窒素酔いの最終段階を指すためにも使用されます。^[1]

意識を維持できる組織と血管の酸素分圧の最小値は、約20ミリメートル水銀柱（27 mbar）です。^[2]これは、肺の約30ミリメートル水銀柱（40 mbar）に相当します。^[3]脳機能には約46 ml/分の酸素が必要です。これは、脳血流が868 ml/分の場合、動脈血酸素分圧（P _{a O 2}）の最小値が29ミリメートル水銀柱（39 mbar）に相当します。^[2]

浮上時ブラックアウト、または深海ブラックアウトは、通常10メートル以上の深いフリーダイビング（息止め潜水）から浮上する際に、泳者が必ずしも呼吸する必要を感じておらず、原因となる明らかな医学的状態がない場合に、脳低酸素症によって引き起こされる意識喪失である。^{[4] [5] [6] [7]}または、酸素分率が低すぎて水面で意識を維持できない呼吸ガスを使用しながら水中呼吸装置を使用したダイビングによっても、ブラックアウトする。息止めの被害者は通常、水面近くでブラックアウトし、時には水面から出た瞬間にブラックアウトし、明らかに苦しんでいることもなく水面に近づいた後に沈んでいくのが目撃されている。息止めの被害者は通常、深呼吸ダイビングの熟練者で、健康で力強い水泳選手であり、以前に問題を経験したことがない。このメカニズムによるブラックアウトは、吸入した酸素がまだ脳に到達していない場合は、深度から浮上して呼吸を開始した後でも発生する可能性があり、水面ブラックアウトと呼ばれることがある。^[8]呼吸装置を使用して浮上するダイバーは、減圧症を避けるために通常より遅い浮上速度で浮上し、意識が失われる深度は呼吸ガスの酸素分圧に従う傾向があります。

肺内の空気または他の呼吸ガス混合物の酸素分圧は、血液の酸素負荷を制御します。肺の臨界 P _{O 2}が 30 ミリメートル水銀柱 (40 mbar) であれば、息を止めて潜った後に呼吸を再開したときに意識を維持できます。これは、肺の酸素量が約 4%、動脈血の酸素飽和度が 45% に相当します。30 msw (4 bar) では、肺ガス中の体積比 2% の酸素で P _{O 2}は 60 ミリメートル水銀柱 (80 mbar) になります。10 msw (2 bar) では、同じ 2% の酸素で P _{O 2}は 30 ミリメートル水銀柱 (40 mbar) となり、限界値となります。同じ 2% の酸素でも、水面では代謝による使用を無視すると 15 ミリメートル水銀柱 (20 mbar) まで低下します。^[3]

気道が保護されない場合、通常は溺死します。息を止めて意識を失ったダイバーは、すぐに水面に戻されると、通常数秒以内に意識を取り戻します。ダイバーが水中でまだ意識を失っている間は、溺死するリスクが高くなります。意識を失っている間、ダイバーは自発的な身体の制御を失っていますが、気道を保護する防御反射はまだ残っています。その1つが喉頭痙攣で、喉頭が閉じて水が肺に入るのを防ぎます。ダイバーが水面に到達し、顔が水面より上に保たれている場合、喉頭痙攣が緩和すると、自発呼吸が再開されることがよくあります。^[9]喉頭痙攣は最終的に緩和しますが、ダイバーがまだ水中にいる場合は水が気道に入り、肺に達する可能性があり、蘇生が成功しても合併症を引き起こし、二次溺死の可能性があります。^[9]意識を失ってから死亡するまでの時間は、さまざまな要因によって大きく異なりますが、最短で2分半になることもあります。^[10]

ダイバーの気道がフルフェイスマスクまたはダイビングヘルメットで保護されている場合、呼吸が停止してから数分以内に窒息死する即時の危険があります。ダイバーが沈み、圧力が十分に上昇すると、ガスは再び意識を支えられるようになりますが、より酸素含有量の高いガスが供給されるまで潜在性低酸素症の問題は残ります。ダイバーが水面補給を受けている場合、ガスをすばやく切り替えることで意識を回復できる可能性があり、これは別のダイバーが迅速かつ適切な行動をとればスキューバダイバーにも当てはまる可能性があります。水中呼吸装置を使用している低酸素症のダイバーがすぐに浮上すると、肺の気圧外傷または減圧症による減圧症のリスクがあり、そのリスクはダイバーの 圧力暴露履歴によって異なります。

潜在性低酸素症による失神やさらなる合併症のリスクは、使用しているダイビングのモードによって異なります。

酸素中毒を避けるために低酸素呼吸混合物を使用したオープンサーキットスキューバダイビングと表面供給ダイビング

ダイビング用の呼吸用混合ガスは、急性酸素中毒のリスクを避けるために酸素分圧を制限する必要があります。レクリエーション テクニカル ダイバーは、通常、ダイビングの最大計画深度での酸素分圧を約 1.4 bar に制限します。57 m 未満の深度にダイビングする場合、酸素が 21% 未満の呼吸用ガスを使用する必要があります。酸素分圧が約 0.16 bar 未満のガスは、意識を確実に維持するには不十分であると考えられるため、約 77 m 未満の深度では、深度で安全に呼吸できる呼吸用ガスは水面での呼吸には安全ではないと考えられており、この影響は深度とともに増大します。130 m では、許容される最も濃度の高いガス混合ガスは約 10% の酸素になります。このガスが 0.16 bar P _{O 2 を}提供する深さは約 6 m なので、6 m より浅い場所でこのガスを使用すると意識を失う可能性が高くなります。このリスクを軽減するために、ダイバーは潜降の最初の部分に適したトラベルガスを使用し、呼吸するのに便利で安全なときにボトムガスに切り替えます。浮上時には、酸素を豊富に含むガスは減圧を加速するために貴重なので、切り替える理由がさらにあります。減圧ガスとボトムガスの安全な深度範囲の重複が不十分でない限り、同じガスをトラベルと減圧に使用できます。これにより、携行しなければならないシリンダーの数を減らすことができます。必要な深度でガスを切り替えないと、ブラックアウトにつながる可能性があります。水面補給ダイバーは、最大深度でより長い時間作業する必要があり、肺の酸素毒性を減らすために酸素分圧が制限される可能性があるため、浮上時の酸素含有量の差異が大きくなる可能性がありますが、この場合、ガスの切り替えは水面要員によって制御され、ダイバーの気道はフルフェイスマスクまたはヘルメットによって保護され、水面要員は音声通信システムでダイバーの状態を監視できるため、スキューバと比較して全体的なリスクは軽減されます。

リブリーザーダイビング

ループへの酸素の追加が周囲の圧力の低下による部分圧の低下を十分に補わない速度で上昇中、呼吸ループ内の酸素濃度が意識を維持するために必要なレベルを下回る場合があります。

フリーダイビング

息止めダイビングでは、浮上中に追加の呼吸ガスは利用できません。ダイバーが長時間潜水して利用可能な酸素を使い果たし、組織濃度が水面圧力で意識を維持できるレベル以下に低下した場合、水面に到達する前に失神するリスクが非常に高くなります。

• 水中呼吸装置を使用したオープン サーキット ダイビングでは、ダイバーは、次の浮上段階で許容可能な分圧を維持するために、十分な酸素分率を含む呼吸混合物に切り替える必要があります。この調整は必要な回数だけ行うことができ、ダイビング プランに組み込む必要があります。
• 半閉鎖回路式リブリーザーは、浮上前および浮上中にフラッシュしてループ内の酸素分率を高めることができます。これにより、ループ内のガスが再呼吸によって部分的に脱酸素化されることがなくなり、利用可能な酸素含有量が最大になります。これは、特に受動追加式リブリーザーに関係します。浮上中のループガスの膨張により、適切な量の再呼吸ガスをループから排出するシステムの能力が圧倒される可能性があるためです。
• 閉回路式リブリーザーでは、上昇中に望ましい酸素分圧設定値を維持するために、手動または自動でループに酸素を追加できます。
• フリーダイバーができることは、潜在性低酸素症が発生する状況を避けることだけです。酸素レベルがこのレベルに達すると、浮上中に意識を失い、溺れる危険性が高くなります。失神した場合に確実に浮力を確保しておけば、水面に浮上したときに回復できる可能性があります。

潜在性低酸素症により意識を失ったダイバーは既に低酸素状態にあるため、気道を保護しながらできるだけ早く水面に引き上げる必要があります。息を止めているダイバーが直ちに水面に浮上することに禁忌はなく、水を無意識に吸い込まないように口と鼻を塞ぐこともできます。^[要出典]

最優先事項は、できるだけ早く換気を行うことであり、多くの場合これで十分です。十分な酸素供給を伴う換気が速やかに行われ、水の誤嚥がなければ、それ以上の治療は必要ない可能性が高くなります。遅れると予後は急速に悪化します。CPR が必要になる場合があります。水の誤嚥は、観察のために入院が必要になる場合があり、必要に応じて肺内の水による合併症の治療が必要です。治療は一般的に溺水の場合と同じです。一般的に酸素補給が推奨されます。^{[引用が必要]}

• 溺死 – 液体に浸かることによって起こる呼吸障害
• フリーダイビングのブラックアウト - 息止めダイビングの終わりに脳低酸素症によって引き起こされる意識喪失
• 低酸素症（医学的）  – 組織内の酸素が不足する医学的状態リダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
  • 全身性低酸素症 – 酸素欠乏の病状