タルマンアルゴリズム

タルマンアルゴリズム（VVAL 18）は、もともと1980年に米国海軍Mk15リブリーザーを使用するダイバーの減圧スケジュールを作成するために設計された決定論的減圧モデルです。^{[ 1 ]}これは、海軍医学研究所、海軍実験潜水部隊、ニューヨーク州立大学バッファロー校、デューク大学で減圧理論の研究を行ったエドワード・D・タルマン大尉（医学博士、米国海軍）によって開発されました。このアルゴリズムは、現在の米国海軍の混合ガスおよび標準空気潜水テーブル（米国海軍潜水マニュアル改訂6より）の基礎となっています。^{[ 2 ]}この減圧モデルは、線形指数モデルまたは指数線形モデルとも呼ばれます。^{[ 3 ]}

Mk15リブリーザーは、窒素を不活性ガスとして、0.7 bar (70 kPa)の一定の酸素分圧を供給します。1980 年以前は、印刷された表のスケジュールを使用して操作されていました。水中減圧モニター (初期のダイブ コンピューター) にプログラムするのに適したアルゴリズムが利点をもたらすと判断されました。このアルゴリズムは当初、Mk15 リブリーザーで使用するためのリアルタイム アルゴリズムである「MK15 ​​(VVAL 18) RTA」と命名されました。^{[ 4 ]}  

VVAL 18は、減圧スケジュールを計算するために海軍医学研究所線形指数分布（NMRI LE1 PDA）データセットを利用する決定論的モデルです。米国海軍潜水コンピュータの第2段階テストでは、減圧症（DCS）の発生が95%信頼水準で二項分布に従うと仮定した場合、予想される最大発生率が3.5%未満となる許容可能なアルゴリズムが得られました。

単純な対称指数関数的ガス動態モデルの使用により、より遅い組織からの排出を示すモデルの必要性が明らかになった。1980年代初頭、米国海軍実験潜水部隊は、通常のハルダニアンモデルと同様に指数関数的なガス吸収を伴う減圧モデルを使用するアルゴリズムを開発したが、上昇中はより遅い線形放出を伴う。指数関数モデルに線形動態を追加すると、特定のコンパートメント時定数に対するリスク蓄積の期間が長くなる。^{[ 5 ]}

このモデルは元々、定酸素分圧閉回路リブリーザーの減圧コンピュータをプログラミングするために開発されました。^{[ 6 ] [ 7 ]}指数関数-指数関数アルゴリズムを使用した初期の実験的潜水では、DCSの発生率が許容できないほど高かったため、線形解放モデルを使用したモデルに変更し、DCSの発生率を低減しました。同じ原理が、ヘリオックス潜水用の定酸素分圧モデルのアルゴリズムとテーブルの開発にも適用されました。^{[ 3 ]}

線形成分は、組織圧が組織区画に固有の一定量だけ周囲圧を超えるときにアクティブになります。組織圧がこのクロスオーバー基準を下回ると、組織は指数関数的動力学でモデル化されます。ガスの取り込み中は組織圧が周囲圧を超えることはないため、常に指数関数的動力学でモデル化されます。これにより、取り込みよりも排出が遅いという望ましい非対称特性を持つモデルが得られます。^{[ 8 ]}線形/指数関数の遷移はスムーズです。クロスオーバー圧力の選択により、クロスオーバー点での線形領域の傾きが指数関数領域の傾きと等しくなります。

これらのアルゴリズムと表の開発中に、成功したアルゴリズムを使用すれば、現在米国海軍潜水マニュアルにあるさまざまな空気およびナイトロックス潜水モードの既存の互換性のない表のコレクションを、2007年にGerthとDooletteによって提案された単一のモデルに基づく相互に互換性のある減圧表のセットに置き換えることができると認識されました。^{[ 9 ]}これは、2008年に発行された米国海軍潜水マニュアルの改訂6で行われましたが、いくつかの変更が加えられました。

• 「アメリカ海軍減圧コンピュータ」 - F・バトラー