อัลกอริทึม Thalmann ( VVAL 18 ) เป็นแบบจำลองการลดความดันแบบกำหนดได้ ซึ่งเดิมทีออกแบบในปี 1980 เพื่อสร้างตารางการลดความดันสำหรับนักดำน้ำที่ใช้เครื่องช่วยหายใจแบบปิด Mk15 ของกองทัพเรือสหรัฐฯ[ ^{1 ] อั} ลกอริทึม นี้ได้รับการพัฒนาโดยกัปตันEdward D. Thalmann , MD, USN ซึ่งทำการวิจัยเกี่ยวกับทฤษฎีการลดความดัน ที่ สถาบันวิจัยการแพทย์กองทัพเรือ หน่วยดำน้ำทดลองของกองทัพเรือมหาวิทยาลัยแห่งรัฐนิวยอร์กที่บัฟฟาโลและมหาวิทยาลัย Dukeอัลกอริทึมนี้เป็นพื้นฐานสำหรับตารางดำน้ำแบบใช้ก๊าซผสมและอากาศมาตรฐานของกองทัพเรือสหรัฐฯ ในปัจจุบัน (จากคู่มือการดำน้ำของกองทัพเรือสหรัฐฯ ฉบับแก้ไขครั้งที่ 6) ^{[ 2 ]}แบบจำลองการลดความดันนี้ยังถูกเรียกว่าแบบจำลองเชิงเส้น-เลขชี้กำลัง หรือแบบจำลองเลขชี้กำลัง-เชิงเส้น^{[ 3 ]}

เครื่องหายใจวน Mk15 ให้ความดันย่อยของออกซิเจนคงที่ที่ 0.7 บาร์ (70 kPa) โดยใช้ไนโตรเจนเป็นก๊าซเฉื่อย ก่อนปี 1980 เครื่องนี้ทำงานโดยใช้ตารางเวลาจากตารางที่พิมพ์ไว้ ต่อมาพบว่าอัลกอริทึมที่เหมาะสมสำหรับการเขียนโปรแกรมลงในเครื่องตรวจสอบการลดความดันใต้น้ำ ( คอมพิวเตอร์ดำน้ำ รุ่นแรก ) จะให้ข้อดี อัลกอริทึมนี้ได้รับการกำหนดชื่อเบื้องต้นว่า "MK15 (VVAL 18) RTA" ซึ่งเป็นอัลกอริทึมแบบเรียลไทม์สำหรับใช้กับเครื่องหายใจวน Mk15 ^{[ 4 ]}

VVAL 18 เป็นแบบจำลองเชิงกำหนดที่ใช้ ชุดข้อมูล Naval Medical Research Institute Linear Exponential (NMRI LE1 PDA) ในการคำนวณตารางการลดความดัน การทดสอบระยะที่สองของคอมพิวเตอร์ดำน้ำของกองทัพเรือสหรัฐฯ ได้สร้างอัลกอริทึมที่ยอมรับได้ โดยมีอัตราการเกิดโรคจากการลดความดัน (DCS) สูงสุดที่คาดการณ์ไว้ต่ำกว่า 3.5% โดยสมมติว่าการเกิดโรคเป็นไปตามการแจกแจงแบบทวินามที่ระดับความเชื่อมั่น 95%

การใช้แบบจำลองจลนศาสตร์ก๊าซแบบเอกซ์โปเนนเชียลสมมาตรอย่างง่ายได้แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นของแบบจำลองที่จะทำให้เนื้อเยื่อถูกชะล้างช้าลง ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 หน่วยดำน้ำทดลองของกองทัพเรือสหรัฐฯ ได้พัฒนาอัลกอริทึมโดยใช้แบบจำลองการลดความดันที่มีการดูดซับก๊าซแบบเอกซ์โปเนนเชียลเช่นเดียวกับแบบจำลอง Haldanian ทั่วไป แต่มีการปล่อยเชิงเส้นที่ช้าลงในระหว่างการขึ้นสู่ผิวน้ำ ผลของการเพิ่มจลนศาสตร์เชิงเส้นลงในแบบจำลองเอกซ์โปเนนเชียลคือการยืดระยะเวลาของการสะสมความเสี่ยงสำหรับค่าคงที่เวลาของช่องที่กำหนด^{[ 5 ]}

แบบจำลองนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกสำหรับการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ลดความดันสำหรับเครื่องช่วยหายใจแบบวงจรปิดที่มีความดันย่อยของออกซิเจนคงที่^{[ 6 ] [ 7 ]}การดำน้ำทดลองเบื้องต้นโดยใช้อัลกอริทึมแบบเลขชี้กำลัง-เลขชี้กำลังส่งผลให้เกิดโรค DCS ในอัตราที่ยอมรับไม่ได้ จึงมีการเปลี่ยนแปลงไปใช้แบบจำลองที่ใช้แบบจำลองการปล่อยแบบเชิงเส้น ซึ่งส่งผลให้อัตราการเกิดโรค DCS ลดลง หลักการเดียวกันนี้ถูกนำมาใช้ในการพัฒนาอัลกอริทึมและตารางสำหรับแบบจำลองความดันย่อยของออกซิเจนคงที่สำหรับการดำน้ำด้วย Heliox ^{[ 3 ]}

ส่วนประกอบเชิงเส้นจะทำงานเมื่อความดันของเนื้อเยื่อสูงกว่าความดันแวดล้อมในปริมาณที่กำหนดเฉพาะสำหรับช่องเนื้อเยื่อ เมื่อความดันของเนื้อเยื่อลดลงต่ำกว่าเกณฑ์จุดตัดนี้ เนื้อเยื่อจะถูกจำลองโดยจลนศาสตร์แบบเอกซ์โปเนนเชียล ในระหว่างการดูดซึมก๊าซ ความดันของเนื้อเยื่อจะไม่เกินความดันแวดล้อม ดังนั้นจึงถูกจำลองโดยจลนศาสตร์แบบเอกซ์โปเนนเชียลเสมอ ซึ่งส่งผลให้ได้แบบจำลองที่มีลักษณะไม่สมมาตรตามที่ต้องการ คือการชะล้างออกช้ากว่าการดูดซึม^{[ 8 ]}การเปลี่ยนผ่านเชิงเส้น/เอกซ์โปเนนเชียลนั้นราบเรียบ การเลือกความดันจุดตัดจะกำหนดความชันของบริเวณเชิงเส้นให้เท่ากับความชันของบริเวณเอกซ์โปเนนเชียล ณ จุดตัด

ในระหว่างการพัฒนาอัลกอริทึมและตารางเหล่านี้ พบว่าสามารถใช้อัลกอริทึมที่ประสบความสำเร็จเพื่อแทนที่ชุดตารางที่ไม่เข้ากันที่มีอยู่สำหรับโหมดการดำน้ำด้วยอากาศและไนตร็อกซ์ต่างๆ ในคู่มือการดำน้ำของกองทัพเรือสหรัฐฯ ในปัจจุบัน ด้วยชุดตารางการลดความดันที่เข้ากันได้ซึ่งอิงตามแบบจำลองเดียว ซึ่งเสนอโดย Gerth และ Doolette ในปี 2550 ^{[ 9 ]}การดำเนินการนี้ได้ดำเนินการในคู่มือการดำน้ำของกองทัพเรือสหรัฐฯ ฉบับแก้ไขครั้งที่ 6 ที่ตีพิมพ์ในปี 2551 แม้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงบางอย่างก็ตาม

บริษัท Cochran Consulting, Inc. ได้พัฒนาการใช้งานอัลกอริธึม EL-Real Time อิสระสำหรับคอมพิวเตอร์ดำน้ำของกองทัพเรือที่นักดำน้ำพกพาภายใต้การกำกับดูแลของ ED Thalmann ^{[ 10 ]}

นับตั้งแต่การยุติการดำเนินงานของCochran Undersea Technologyหลังจากการเสียชีวิตของเจ้าของ อัลกอริทึมดังกล่าวได้ถูกนำไปใช้กับคอมพิวเตอร์ดำน้ำบางรุ่นของShearwater Researchเพื่อใช้โดยกองทัพเรือสหรัฐฯ^{[ 11 ] [ 12 ]}

การทดสอบด้วยคอมพิวเตอร์ของแบบจำลองการเติบโตของฟองอากาศตามทฤษฎีที่รายงานโดย Ball, Himm, Homer และ Thalmann ได้ผลลัพธ์ที่นำไปสู่การตีความช่องทั้งสามที่ใช้ในแบบจำลอง LE แบบความน่าจะเป็น โดยมีค่าคงที่เวลาเร็ว (1.5 นาที) ปานกลาง (51 นาที) และช้า (488 นาที) ซึ่งมีเพียงช่องปานกลางเท่านั้นที่ใช้การปรับเปลี่ยนจลนศาสตร์เชิงเส้นในระหว่างการลดความดัน ซึ่งอาจไม่ได้แสดงถึงเนื้อเยื่อที่สามารถระบุทางกายวิภาคได้อย่างชัดเจน แต่เป็นกระบวนการจลนศาสตร์ที่แตกต่างกันสามกระบวนการซึ่งเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบต่างๆ ของความเสี่ยง DCS ^{[ 13 ]}

พวกเขาสรุปว่าวิวัฒนาการของฟองอากาศอาจไม่เพียงพอที่จะอธิบายความเสี่ยง DCS ทุกด้าน และความสัมพันธ์ระหว่างพลศาสตร์ของเฟสแก๊สและการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติม^{[ 14 ]}

• "คอมพิวเตอร์ลดความดันของกองทัพเรือสหรัฐฯ" - เอฟ. บัตเลอร์