原則 ジョン・スコット・ホールデン [ 2 ] (ホールデンモデル、英国海軍、1908年)とロバート・ワークマン[ 5 ] (M値、米国海軍、1965年)のこれまでの研究に基づき、シェル石油会社 [ 6 ] の資金援助を受けて、ビュールマンは人体組織における窒素とヘリウムの最長半減期 を確立するための研究を設計した。[ 1 ] これらの研究は、1966年に地中海で行われた キャップシェル 実験によって確認された。 [ 6 ] [ 7 ]
肺胞不活性ガス圧 ビュールマンモデルは、肺胞ガス方程式 の簡略版を使用して肺胞不活性ガス圧を計算します。
P 1 l v = [ P 1 m b − P H 2 0 + 1 − R Q R Q P C O 2 ] ⋅ Q {\displaystyle P_{alv}=[P_{amb}-P_{H_{2}0}+{\frac {1-RQ}{RQ}}P_{CO_{2}}]\cdot Q}
どこP H 2 0 {\displaystyle P_{H_{2}0}} は37℃における水蒸気圧(慣例的に0.0627バールと定義される)である。P C O 2 {\displaystyle P_{CO_{2}}} 二酸化炭素圧力(慣例的に0.0534バールと定義される)Q {\displaystyle Q} 吸入された不活性ガスの割合、およびR Q {\displaystyle RQ} 呼吸係数:二酸化炭素生成量と酸素消費量の比。Buhlmannモデルは、R Q {\displaystyle RQ} 1 に簡略化すると、
P 1 l v = [ P 1 m b − P H 2 0 ] ⋅ Q {\displaystyle P_{alv}=[P_{amb}-P_{H_{2}0}]\cdot Q}
組織不活性ガス交換 ハルダニアンモデルにおける不活性ガス交換は灌流制限であると仮定され、常微分方程式によって支配される。
d P t d t = k ( P 1 l v − P t ) {\displaystyle {\dfrac {\mathrm {d} P_{t}}{\mathrm {d} t}}=k(P_{alv}-P_{t})}
この方程式は定数について解くことができるP 1 l v {\displaystyle P_{alv}} ハルデーン方程式を与えるには:
P t ( t ) = P 1 l v + ( P t ( 0 ) − P 1 l v ) ⋅ e − k t {\displaystyle P_{t}(t)=P_{alv}+(P_{t}(0)-P_{alv})\cdot e^{-kt}}
肺胞ガス圧の変化率が一定の場合R {\displaystyle R} シュライナー方程式を与えるには:
P t ( t ) = P 1 l v ( 0 ) + R ( t − 1 k ) − ( P 1 l v ( 0 ) − P t ( 0 ) − R k ) e − k t {\displaystyle P_{t}(t)=P_{alv}(0)+R(t-{\dfrac {1}{k}})-(P_{alv}(0)-P_{t}(0)-{\dfrac {R}{k}})e^{-kt}}
組織不活性ガス限界 ワークマンモデルと同様に、ビュールマンモデルも周囲圧力と不活性ガス飽和限界との間にアフィン関係 を規定している。ただし、ビュールマンモデルはこの関係を絶対圧力の観点から表現している。
P 私 g t o l = 1 + P 1 m b b {\displaystyle P_{igtol}=a+{\frac {P_{amb}}{b}}}
どこP 私 g t o l {\displaystyle P_{igtol}} は特定の組織に対する不活性ガス飽和限界であり、1 {\displaystyle a} そしてb {\displaystyle b} その組織および不活性ガスに関する定数。
定数1 {\displaystyle a} そしてb {\displaystyle b} は、もともと飽和半減期から以下の式を用いて導出されたものです。
1 = 2 バー t 1 / 2 3 {\displaystyle a={\frac {2\,{\text{bar}}}{\sqrt[{3}]{t_{1/2}}}}} b = 1.005 − 1 t 1 / 2 2 {\displaystyle b=1.005-{\frac {1}{\sqrt[{2}]{t_{1/2}}}}}
のb {\displaystyle b} 計算された値は、Bühlmannが組織コンパートメント4(0.7725ではなく0.7825)および5(0.8125ではなく0.8126)に使用した値と正確には一致しない。[ 8 ]
バージョンBとCでは、係数を手動で変更しました[ 8 ] 1 {\displaystyle a} 。
この定式化に加えて、ビュールマンモデルは、窒素とヘリウムの両方が特定の組織内に存在する場合に、複数の不活性ガスの飽和定数がどのように組み合わされるかについても規定している。
1 = 1 N 2 ( 1 − R ) + 1 H e R {\displaystyle a=a_{N_{2}}(1-R)+a_{He}R}
b = b N 2 ( 1 − R ) + b H e R {\displaystyle b=b_{N_{2}}(1-R)+b_{He}R}
どこ1 N 2 {\displaystyle a_{N_{2}}} そして1 H e {\displaystyle a_{He}} 組織の1 {\displaystyle a} 窒素とヘリウムの係数とR {\displaystyle R} 溶解ヘリウムと全溶解不活性ガスの比率。
上昇率 上昇速度は本質的に可変であり、プログラマーまたはユーザーがテーブル生成やシミュレーションのために選択したり、ダイブコンピューターアプリケーションでリアルタイム入力として測定したりすることができる。
最初の停止地点までの上昇速度は、コンパートメント1~5では毎分3バール、コンパートメント6および7では毎分2バール、コンパートメント8~16では毎分1バールに制限されます。チャンバーの減圧は連続的に行うこともできますし、停止が必要な場合は1mまたは3m間隔で行うことができます。[ 9 ]
アプリケーション Buhlmannモデルは、ダイブコンピューターやテーブルの作成に使用されている。
表 事前に計算された表では実際の潜水条件を考慮できないため、ブールマンはいくつかの初期値と推奨事項を指定している。
さらに、ブールマンは計算の基準を、海底の深さをやや深めに設定することを推奨した。
ダイブコンピューター Buhlmannは初期値を仮定しておらず、ダイブコンピューター内でのモデルの適用に関して他の推奨事項も示していないため、すべての圧力、深度、ガス分率はコンピューターのセンサーから読み取られるか、ダイバーによって指定され、グループダイビングには特別な処理は必要ありません。
バージョン Bühlmann モデルには、Bühlmann 自身と後世の研究者によって開発されたいくつかのバージョンと拡張版があります。パラメータセットを識別するために使用される命名規則は、Zürich (ZH)、Linear (L) に続く異なる (a,b) ペアの数 (ZH-L 12 および ZH-L 16) [ 10 ] ) または組織コンパートメントの数 (ZH-L 6、ZH-L 8) およびその他の固有の識別子から始まるコードです。
ZH-L 12 (1983)
ZH-L 16 (1986) [ 11 ]
ZH-L 16 または ZH-L 16 A (空気、ナイトロックス): 1986 年に発表された実験パラメータのセット。 ZH-L 16 B (空気、ナイトロックス): 印刷されたダイビングテーブルの作成用に修正されたパラメータセットで、組織コンパートメント #6、7、8、13 に対してやや保守的な「a」値を使用しています。 ZH-L 16 C(空気、ナイトロックス):組織コンパートメント#5~15に対して、より保守的な「a」値を持つパラメータセット。ダイブコンピューターでの使用を想定しています。 ZH-L 16(ヘリウム):ヘリウムで使用するためのパラメータセット。 ZH-L 16 ADT MB: Uwatecがトライミックス対応コンピュータで使用するパラメータセットと特定のアルゴリズム。オリジナルのZHL-Cから中間コンパートメントが変更され、ダイバーの作業負荷に適応し、プロファイル決定中間停止機能 が含まれています。プロファイルの変更は、マニュアルには定義されていない個人オプションの保守設定である「MBレベル」によって行われます。[ 12 ] ZH-L 6 (1988)
ZH-L 6は、 ZH-L16パラメータセット[ 13 ] (Albert Bühlmann、Ernst B.Völlm、Markus Mock)の改良版で、Aladin Proコンピュータ(Uwatec、Beuchat)に実装されており、6つの組織コンパートメント(半減期 :6分/14分/34分/64分/124分/320分)を備えています。 ZH-L 8 ADT (1992)
ZH-L 8 ADT: リスク要因に応じて半減期と過飽和許容度が変化する新しいアプローチ。[ 13 ] パラメータセットとアルゴリズムは公開されていません(Uwatec の所有物で、1992 年に Aladin Air-X に実装され、1994 年に BOOT で発表されました)。このアルゴリズムは、上昇速度違反、潜水中の高い作業レベル、または低い水温の後、無停止制限を短縮したり、ダイバーに補償減圧停止を完了することを要求したりする可能性があります。このアルゴリズムは、反復潜水の特殊性も考慮に入れる可能性があります。
参考文献 1 2 3 ビュールマン、アルバート A. (1984)。減圧症 - 減圧症 。ベルリン、ニューヨーク: Springer-Verlag。ISBN 0-387-13308-9 。1 2 Boycott, AE; Damant, GCC; Haldane, John Scott (1908). "圧縮空気による病気の予防" . Journal of Hygiene . 8 (3). Cambridge University Press: 342– 443. doi : 10.1017/S0022172400003399 . PMC 2167126 . PMID 20474365 . 2011-03-24 のオリジナルからアーカイブ済み 。2009-06-12 に取得 。 ↑ ビュールマン、アルバート A. (1982)。 「[高圧暴露後のリスクのない減圧の実験原理。チューリッヒでの 20 年間の応用減圧研究]」。 Schweizerische Medizinische Wochenschrift (ドイツ語)。 112 ( 2) : 48–59。PMID 7071573 。 ↑ Wendling, J; Nussberger, P; Schenk, B (1999). "チューリッヒ深海潜水研究室のマイルストーン" . South Pacific Underwater Medicine Society Journal . 29 (2). ISSN 0813-1988 . OCLC 16986801 . 2012-02-03 のオリジナルからアーカイブ済み. 2009-04-02 に取得 . ↑ Workman, Robert D. (1965). "窒素-酸素およびヘリウム-酸素潜水の減圧スケジュールの計算" . Navy Experimental Diving Unit Panama City Fl . Research rept . Retrieved 2023-07-29 . 1 2 Völlm, TG ( 1994 ). 「潜水研究 の 第一人者が予期せず死去:アルバート A ビュールマン、1923 - 1994」 Pressure、潜水・高圧医学会ニュースレター 。23 (3): 1– 3。ISSN 0889-0242 。 ↑ Bühlmann, Albert A.; Frei, P.; Keller, Hannes (1967 年 10 月). "4 atm での N2 と He による飽和と脱飽和". Journal of Applied Physiology . 23 (4): 458–62 . doi : 10.1152/jappl.1967.23.4.458 . PMID 6053671 . 1 2 ビュールマン、AA; EB、フェルム。 Nussberger、P. (2002)。 タウメディジン (ドイツ語)。 Springer-Verlag、p. 158. 土井 : 10.1007/978-3-642-55939-6 。 ISBN 978-3-642-55939-6 。↑ ビュールマン、AA (1984)。 減圧症 - 減圧症 。スプリンガー - フェルラーグ。 土井 : 10.1007/978-3-662-02409-6 。 ISBN 978-3-662-02409-6 。1 2 ビュールマン、AA (1984)。 減圧症 - 減圧症 。スプリンガー - フェルラーグ。 p. 26. 土井 : 10.1007/978-3-662-02409-6 。 ISBN 978-3-662-02409-6 。↑ ミューラー、ビート。 「ビュールマン記念シンポジウム 2019年3月29日」 (PDF) 。 2022年4月19日のオリジナルから アーカイブ (PDF) 。 2023年 7月29日 取得 。 ↑ Galilio 用テクニカルダイビングソフトウェア: ユーザーマニュアル (PDF) 。 Scubapro。2019 年 4 月 13 日にオリジナルから アーカイブ (PDF) 。2019 年 9 月 18 日 に取得 。 1 2 Völlm, Ernst. 「ダイビングコンピュータ用のビュールマンアルゴリズム」 (PDF) 。 2024年9月10日にオリジナルから アーカイブ (PDF) 。 2023年 7月29日 に取得 。 ↑ スタッフ。 「スマートマイクロバブル管理」 (PDF) 。 詳細 。Uwatec。 2005年9月21日に オリジナル (PDF)からアーカイブ済み。 2016年 3月12日 取得 。 ↑ スタッフ。 「PDIS(プロファイル依存中間停止)を用いたダイビング」 (PDF) 。 ダイカーセンターウェブサイト 。フレデリクスベア:ダイカーセンターApS。 2016年10月17日に オリジナル (PDF)からアーカイブ。 2016年 3月5日 に取得 。 ↑ Scubapro。 「ガリレオ・ルナ用予測マルチガス」 (PDF) 。 2023年7月29日にオリジナルから アーカイブ (PDF) 。 2023年 7月29日 に取得 。
さらに読む Keller, Hannes ; Bühlmann, Albert A (1965 年 11 月). 「混合ガスを呼吸することによる深海潜水と短時間減圧」. Journal of Applied Physiology . 20 (6): 1267–70 . doi : 10.1152/jappl.1965.20.6.1267 .ビュールマン、アルバート A (1992)。タウメディジン: Barotrauma Gasembolie Dekompression Dekompressionskrankheit (ドイツ語)。ベルリン: Springer-Verlag。ISBN 3-540-55581-1 。 ビュールマン、アルバート A (1995)。タウメディジン (ドイツ語)。ベルリン: Springer-Verlag。ISBN 3-540-55581-1 。
外部リンク ビュールマン表に関する記事はウェブ上に多数掲載されている。
チャップマン、ポール(1999年11月)。「AAビュールマン教授のZH-L16アルゴリズムの説明」。ニュージャージー・スキューバ・ダイバー。2010年2月15日のオリジナルからアーカイブ。 2010年 1月20日 取得 。 – 詳細な背景説明と具体的な例題減圧理論:ロバート・ワークマンとA・ビュールマン教授。ビュールマン表の歴史の概要 スチュアート・モリソン著:DIY解凍(2000年)。ビュールマンのZH-L16アルゴリズムを用いて解凍プログラムを作成する手順を解説している。