最大作業深度

飽和潜水、テクニカル潜水、ナイトロックス潜水などの水中潜水活動では、呼吸ガスの最大作動深度（MOD ）は、混合ガスの酸素分圧（ pO ₂ ）が許容限界を超える深度です。この限界は中枢神経系の酸素中毒のリスクに基づいており、やや恣意的で、ダイバー訓練機関や行動規範、予想される水中での運動レベル、計画された潜水時間によって異なりますが、通常は 1.2 ～ 1.6 barの範囲です。^{[ 1 ]}

MODは、ヘリオックス、ナイトロックス、トライミックスなどのガスを使用したダイビングを計画する際に重要です。混合ガス中の酸素の割合によって、許容できるリスクでそのガスを呼吸できる最大深度が決まるからです。MODを超えると、急性酸素中毒のリスクがあります。 ^{[ 1 ]}下の表は、いくつかの酸素混合ガスのMODを示しています。大気には約21%の酸素が含まれており、同じ方法で計算されたMODがあります。

急性、すなわち中枢神経系の酸素中毒は、潜水士の酸素分圧曝露歴に対する時間とともに変化する反応であり、複雑で完全には解明されていない。

中枢神経系の酸素中毒は、視覚の変化（特に視野狭窄）、耳鳴り（耳鳴症）、吐き気、けいれん（特に顔面）、行動の変化（易怒性、不安、混乱）、めまいなどの症状として現れます。これに続いて、2つの段階からなる強直間代発作が起こることがあります。数秒間の激しい筋肉の収縮（強直期）に続き、筋肉の弛緩と収縮が交互に起こる急速な痙攣によってけいれん性のけいれん（間代期）が起こります。発作は意識不明の状態（発作後状態）で終わります。^{[ 2 ] [ 3 ]}発作の開始は、呼吸ガス中の酸素分圧と曝露時間に依存します。しかし、発作開始前の曝露時間は予測不可能であり、テストでは個人間および同じ個人でも日によって大きなばらつきがあることが示されています。^{[ 2 ] [ 4 ] [ 5 ]}さらに、水中への浸漬、寒冷への曝露、運動などの多くの外的要因は、中枢神経系の症状の発現までの時間を短縮します。^{[ 6 ]}耐性の低下は、二酸化炭素の保持と密接に関連しています。^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}暗闇やカフェインなどの他の要因は、実験動物の耐性を高めますが、これらの効果は人間では証明されていません。^{[ 10 ] [ 11 ]}

NOAAダイビングマニュアルで推奨されている最大単回曝露制限は、1.6バールで45分、1.5バールで120分、1.4バールで150分、1.3バールで180分、1.2バールで210分です。^{[ 1 ]}

この式は、耐えられる酸素の絶対分圧（atmまたはbarで表される）を呼吸ガス中の酸素の割合で割るだけで、混合ガスを呼吸できる絶対圧力を計算します。（たとえば、50% ナイトロックスは 100% 酸素の 2 倍の圧力で呼吸できるので、0.5 で割ります。など）。ダイバーが耐えられるこの全圧力のうち、1 気圧は地球の空気の表面圧力によるもので、残りは水深によるものです。したがって、空気による 1 気圧または bar を差し引くと、水深による圧力が得られます。水深によって生じる圧力は、適切な換算係数、1 atm あたり 33 fsw、または 1 bar あたり 10 msw を掛けることで、フィート海水(fsw) またはメートル海水 (msw) の圧力に変換されます。

フィート

${\displaystyle MOD(fsw)=33\mathrm {~fsw/atm} \times \left[\left({pO_{2}\mathrm {~ata} \over FO_{2}}\right)-1\right]}$

ここで、pO ₂は絶対気圧で表した選択された最大酸素分圧であり、FO ₂は混合物中の酸素の割合です。たとえば、ガスに 36% の酸素 (FO ₂ = 0.36) が含まれ、限界最大 pO _{2 が}絶対気圧 1.4 に設定されている場合、海水フィート (fsw) ^{[注 1 ]}での MOD は 33  fsw/atm x [(1.4  ata / 0.36) − 1] = 95.3  fsw となります。^{[ 12 ]}

メートル単位

${\displaystyle MOD(msw)=10\mathrm {~msw/bar} \times \left[\left({pO_{2}\mathrm {~bar} \over FO_{2}}\right)-1\right]}$

ここで、pO ₂は選択された最大酸素分圧 (bar) であり、FO ₂は混合物中の酸素の割合です。たとえば、ガスに 36% の酸素が含まれ、最大 pO ₂が 1.4 bar の場合、MOD (msw) は 10  msw/bar x [(1.4  bar / 0.36) − 1] = 28.9  msw となります。

これらの水深は、最も近いフィートに四捨五入されています。

これらの水深は、最も近いメートルに四捨五入されています。

• 酸素中毒― 高分圧の酸素を吸入することによる毒性作用 
• 最低作業深度– 酸素濃度が低すぎて安全に呼吸できない深度 

• Clark, James M; Thom, Stephen R (2003). 「加圧下の酸素」。Brubakk, Alf O; Neuman, Tom S (編)『Bennett and Elliott's physiology and medicine of diving』（第5 版）。米国：Saunders。pp. 358–418。ISBN  978-0-7020-2571-6OCLC 51607923​​ 

• Donald, Kenneth W (1947). "ヒトの酸素中毒：パートI" . British Medical Journal . 1 (4506): 667– 672. doi : 10.1136/bmj.1.4506.667 . PMC 2053251 . PMID 20248086 .  

• Lang, Michael A 編 (2001). DAN ナイトロックスワークショップ議事録. ノースカロライナ州ダーラム: ダイバーズ・アラート・ネットワーク、197ページ。2008年10月24日のオリジナルからアーカイブ済み。 2008年9月20日取得。

• 米国海軍潜水監督官（2011）。米国海軍潜水マニュアル（PDF）。SS521-AG-PRO-010 0910-LP-106-0957、改訂6、変更Aが入力済み。米国海軍海上システムコマンド。2014年12月10日にオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2015年1月29日取得。