Buehlmann-Symposium 29./30.3.2019, Zuerich

The mapping of the DCIEM Air-diving table to a standard Haldane-/Workman-/Schreiner-algorithm Abstract: As we demonstrated recently ([1] and all the references therein) selected air-diving schedules from the DCIEM framework ([2] & [3]) could be recovered using a simple desktop decompression shareware with only one additional parameter: a conservatism factor of ca. 0.9 +/- 0.05. On just these grounds we tried to map the DCIEM AIR tables [2] via a simple algebraic transformation directly to a standard decompression algorithm based on blood perfusion with a linear relationship between calculated compartment inert gas overpressures and the ambient pressure and implement this mapping into a shareware so that the DCIEM table entries could be calculated with any other desktop decompression software

The DCIEM air diving tables [1] are widespread in professional use [2] and considered conservative due to a low rate of DCS ([3], [4] & [5] and all the references therein). We selected several air diving schedules incl. repetitive dives from the recreational / TEC diving community and tried to recover these schedules from the printed DCIEM tables with a simple decompression shareware [6] & [7]. Despite the diverging underlying algorithms and methods they used, the mapping of a printed DCIEM schedule to an on-line calculated ZH-L16 run-time was possible with only minimalistic adaptions in the shareware and only one (relative) constant conservatism factor of ca. 0.95 -> 0.9 & resp. ca. 0.7 -> 0.6 for repetitive dives, depending on the length of the surface intervalls between these dives.

The ZH-86 air diving tables and A.A. Bühlmanns underlying ZH-L16 algorithms are considered "gold standard" within the recreational diving community, thus they are widely used in decompression planning software and dive computers. In order to achieve a transparent comparability between the various methods of calculating a diving schedule and thus get insight into its theoretical risk or inherent safety, we compiled a list of key-parameters by an in-depth comparison of 8 paradigms at the borders of the printed ZH-86 tables.

Kapitel 14 aus "Dekompression": Fehlerchen im Bühlmann Konvolut, S. 368 - 372

A „deep stop“ table for recreational dives on air: Debunked! A "deep stop" table is challenged with 2 box-profiles: the authors claims of reduced decompression stress and additional safety due to deep stops are analyzed. An in-depth analysis of the calculated inertgas partial pressures in theoretical tissue compartments reveals that the additional safety and micro-bubble control can not be substantiated seriously. The manually inserted deep stops are following basically the DAN rule, thus the safety record of the original Bühlmann ZH-86 table is not substantially improved.

Vergleich der Pressluft-Tabellen ZH-86 und DGUV Vorschrift 40 mit DCIEM und DIVE Version 3_09 anhand exemplarischer Box-Profile Zusammenfassung: DGUV folgt präzise ZH-86 innerhalb der „schützenden Einhüllenden“(< 30 m, < 30 min). Marginale Abweichungen +/- 1 min zu ZH-86 bzw. DIVE Version 3_09 rühren u.a. von den unterschiedlichen Aufstiegsgeschwindigkeiten her. Außerhalb dieser Bereiche führt die im anglo-amerikanischen Sprachraum als „executive editing“ bekannte Methode i.d.R zu negativen Abweichungen, d.h. zu verkürzten Stopp-Zeiten auf Grund einer modulo 5 Struktur. Methode: Vergleich der Box- (Kastenprofile) der Tabellen in den Dimensionen: Stopp-Zeiten pro Stopp und TTS (TTS = time-to-surface, i.e.: Summe aller Stopp-Zeiten + Maximale Tiefe / Aufstiegsgeschwindigkeit)

ZH-L12: Validation of an old (1982) experimental Heliox jump dive (30 m, 120 min): Question: could we verify the old ZH-L12 decompression profile with a topical desktop deco software?

A Salm CAISSON 26. Jg./2011/Nr. 3 4 www.gtuem.org Grundlagen Mit 'Algorithmus' ist die Rechenvorschrift für eine Inertgas-Buchhaltung bei einer Überdruck-Exposition subsummiert, mit 'Implementierung' die praktische Umsetzung dieses Algorithmus in eine Desktop-Deco-Software für den PC oder auch in eine Hardware, den Tauchcomputer. Mit 'Gradientenfaktoren' sind Faktoren < 1 gemeint, mit denen erlaubte/tolerierte Kompartiment-Überdrücke multipliziert werden, um eine konserva-tivere Dekompression rechentechnisch zu erzwingen; Details hierzu auf S. 11. Bei klassischen, Perfusions-limitierten Dekompressions-Algorithmen nach Haldane et al. wird die Inertgas-aufnahme pro Kompartiment durch eine mono-exponentielle Funktion beschrieben. Es hat sich hierfür der Begriff 'Haldane Gleichung' eingebürgert: P t (t) = P alv0 + [P t0-P alv0 ] e-kt (1) Variable Definition P t (t) Partialdruck eines Inertgases im Kompartiment mit der Konstanten k [Bar] zum Zeitpunkt t nach einer sprungartigen Druckänderung P t0 Initialer Partialdruck des Inertgases im Kompartiment zum Zeitpunkt t = 0 [Bar] P alv0 der konstante Partialdruck des Inertgases in den Alveoli [Bar], für t = 0 und damit für alle Zeiten wegen der Randbedingung k eine Konstante, abhängig vom Kompartiment [min-1 ], mit k = ln 2 / τ t Zeit [min] Der Exponent k ist im Wesentlichen die Perfusionsrate, d.h. der Kehrwert der Halbwertszeit τ eines Modell-gewebes. Modellgewebe werden als 'Kompartimente' bezeichnet. Die Anpassung des Algorithmus an physio-logische Gegebenheiten erfolgt über eine Schar von Kompartimenten, typischerweise 6, 9 oder 12, 16 oder auch 20 an der Zahl. Die Variabilität wird mittels der Halbwertszeiten τ erreicht. Diese liegen üblicherweise im Spektrum von 1,25 bis 900 min; so zu finden in einem Tauchcomputer für den professionellen Einsatz, dem EMC-20H von Cochran und der dazugehörigen Deco-Software Analyst 4 (www.divecochran.com). Die Quellen zu den Perfusions-Algorithmen sind im Anhang gelistet und darüber hinaus die bereits erwähn-ten Standardwerke über Tauchmedizin (s. auch: CAISSON 2010;25(1):9). Wir wollen hier aber etwas Neues riskieren und eine relativ selten zitierte Quelle beanspruchen, nämlich: [102], Hills, Brian Andrew. Decompres-sion Sickness, 1977; Volume 1, The Biophysical Basis of Prevention and Treatment. Die oben benutzte Formel (1) finden wir dort auf S. 111, den Zusammenhang zwischen der Halbwertszeit und der Perfusionsrate auf S. 113. Hier finden Sie die ungekürzte Version dieses Artikels: http://www.divetable.de/skripte/CAISSON/Extended_2011_03.pdf Teile dieses Beitrages wurden bei der 12. Wissenschaftlichen Tagung der GTÜM in Regensburg (20.03.2011) vorgetragen. Das Abstract zum Vortrag: CAISSON 2011;26(1):61 Wird mehr als nur ein Inertgas im Atemgas benutzt, muss die Berechnung der Dekompressionszeit numerisch erfolgen. Hierfür wurden 480 Rechteckprofile aus dem Tec-und Recreational-Bereich anhand analytischer Methoden sowie mit zwei kommerziell erwerbbaren Desktop-Deco-Programmen und einer kostenlosen Freeware berechnet und verglichen (Tiefen: 30-80 m, Grundzeiten: 20-60 min, He-Anteile: 5-80 %, nur normoxischer Mix (keine Reise-oder angereicherten Dekompressionsgase), nur ZH-L Modell, keine Anpassungen mittels Gradienten-faktoren). Offenbar gibt es signifikante Unterschiede bei der Berechnung von Dekompressionszeiten (t d) mit Mischgasen in Abhängigkeit des He-Anteiles. Die Unterschiede hängen bei diesem Vergleich nicht von Variationen des zugrunde liegenden Dekompressions-Algorithmus' ab. A Salm CAISSON 2011;26(3):4-11

"Historical Divetables" gives an overview of ca. 110 years of dive tables development, tests and the results: the printed tables. There are copies & extracts of 24 tables and 2 procedures. "Historische Tauchtabellen" gibt einen Überblick über ca. 110 Jahre Entwicklung, Test und die Ergebnisse, die gedruckten Tabellen. Es gibt 24 Tabellen, komplett oder als Auszug sowie 2 historische Prozeduren.

The relative and absolute performance of 4 dive computers on a controlled bounce dive to 50 m on air: 4 standard dive computers (Scubapro G2, Aladin TEC 2G, Ratio iX3m and Cochran EMC-20 H) are compared relative to each other and with well-tried air diving tables like: United States Navy USN old 1990, USN new 2018, DCIEM 1992, DRÄGER 1984 and Deco 2000. The question: do the advertised conservativism settings of the G2 & iX3MDeep match any standard procedures? Say, for eg. with regular Gradient Factors? is tried to answer with a benchmark of ubiquitious desktop deco software (GUE DecoPlanner 3 and DIVE Version 3) and a comparison with box/square profiles of the above cited air diving tables.

Chapter 5 of 2nd edition: the 3rd edition (ISBN 978-3-87247-771-2) will be available soon! A. Salm: Weltweit bewegen sich Menschen unter Wasser: als Forscher, Soldaten, Arbeiter in Fischfarmen oder Tunnelbauten, Retter, Polizisten und Freizeitsportler. Den größten Anteil machen die Freizeitsportler aus. In diesem Segment tummeln sich auch die so genannten "TEC"-Taucher. Die TEC-Taucher tauchen mit erweitertem Aufwand länger und tiefer und überschreiten somit die etablierten und dokumentierten Grenzen. Mit Begeisterung werden neue Gasmischungen ausprobiert, tiefe Wracks oder Höhlen erkundet. Die Elektronik wird leistungsfähiger, medizinische Diagnosemöglichkeiten verfeinert und die Kommunikation per Internet immer schneller und einfacher. All dies hat auch Auswirkungen auf die moderne Dekompressionsforschung. Im Grenzbereich zwischen halbwegs gesicherten Erkenntnissen und neuen Fragestellungen werden weltweit in den Labors der United States Navy, kanadischen Militärtauchern oder auch französischen Berufstauchern neue Methoden entwickelt, unbekannte Wege beschrit-ten und altes Wissen in Frage gestellt. Dieses Kapitel versucht, hiervon einen ganz kleinen aktuellen Ausschnitt allgemein verständlich zu beschreiben. Natürlich bleiben präzise Formulierungen und ein kom-plexer mathematischer Formelapparat dabei auf der Strecke. Es soll hier aber die Neugier auf die gemeinsamen, globalen Anstrengungen der Techniker und Wissen-schaftler geweckt und gleichzeitig neue Impulse für das eigene Tauchen gegeben werden. Für ein vertieftes Studium, zu kontroversen Diskussionen anregend, und über den Tellerrand der traditionellen Tauchausbildung hinausreichend, sind zahlreiche Referenzen gelistet. 5.1 Prinzipielle Schwächen von Perfusionsalgorithmen bei einem oder zwei Inertgasen Perfusionsmodelle stützen sich für Luft/Nitrox sowie Heliox als Atemgase weltweit auf eine sehr große Datenbasis an protokollierten Tauchgängen im Freiwasser und in Druckkammern, sind mathematisch überschaubar und haben seit den Veröffent-lichungen von Bühlmann et al. (2002) eine große Verbreitung in Tauchcomputern und den PC-Programmen (Desktop-Deco-Software) erfahren. Der Sicherheitsstan-dard für Luft/EAN-oder Heliox-Tauchgänge ist dementsprechend groß, die Parameter der zugehörigen Dekompressionsalgorithmen gut abgesichert. Der technische ... Korrekturabzug

Fats- & superfast compartments

Basics of dual phase theory and its application in diving. What is “Dual Phase”? (only short) Overview on Bubble Models basic bubble physics, kavitation and tribonucleation, bubble dynamics and evolution: Why does a bubble exist and why does it grow or shrink? The critical diameter concept The role of bubble seeds (gas nuclei) How does a bubble exchange gases with its environment? Is a spherical bubble real or does it look more like a “cigar”? Basics of the “Varying Permeability Model” (VPM) VPM in a nut-shell The shortcomings @ VPM “Colors” of VPM BVM(3) (Bubble Volume Model, USN) modern Hybrid-Deco-Models: “Copernicus”

Über schnelle und superschnelle Kompartimente, in: CAISSON, Jg. 33, Nr. 2, April 2018, S. 6 - 19

Essay on Fast and Superfast Compartments

If there is more than one inertgas in the breathing mixture, the calculation of the decompression-time t d has to be done numerically. We analyzed 480 square dive-profiles in the TEC/REC range with one freeware, two commercially available software-packages and via numerical methods (depth range: 30-80 m, bottom times: 20-60 min, helium percentage: 5-80 %, only normoxic mixes i.e.: no travel-or enriched deco gases, only ZH-L model, no adaptions with gradient factors). There are significant differences in the calculation of the decompression-times t d with trimix gases, obviously dependent on the helium percentage. In the present analysis, these differences do not come from variations in the decompression algorithms.

Dive computers for mixed gas diving and PC software for decompression calculations are often considered as 'black boxes' to the diver: they perform part of their function-the calculation of a decompression schedule-but leave the user in a somewhat nebulous state about the relative safety of this schedule. This is because, in reality, the technology, underlying algorithms and utilised constants are not clearly documented , especially if the so-called gradient factors come into play. Gradient factors are sometimes praised as safety knobs for the decompression schedules, or as a unique selling proposition for these black boxes. This paper discusses the impact of gradient factors on the calculation of decompres-sion times, as well as how the different implementations of dive profile data can influence these calculations. With one inert gas in the breathing mixture, the analytical expression for the decompression time is t d. However, if there is more than one inert gas present, the decompression time must be calculated numerically. Therefore 480 square dive-profiles were analysed in the technical/recreational diving range using one freeware, two commercially available software packages and one private software with numerical methods. There are significant differences in the calculation of the decompression times with trimix gases, depending on the helium percentage. In the present analysis, these differences do not come from variations in the decompression algorithms but rather from different implementations of these numerical methods. Presently, a definitive answer cannot be given about the origin of these variations but the user should be aware that these exist.