Jeder weiß, was GFs sind – oder doch nicht?
Ein neues Paper zur DCS-Risikobewertung sorgt gerade für Diskussionen. Es basiert auf der DAN DSL Database und analysiert 127.957 Tauchgänge von 5.907 Tauchern, und kommt unter anderem zu dem Schluss, dass die Übersättigung bei Erreichen der Oberfläche der relevanteste Risikofaktor für DCS ist. So weit, so gut – das erstaunt vielleicht nicht weiter, aber es ist gut, das steigende Risiko mit Zahlen belegen und beziffern zu können.
Das Paper hat mehrere relevante Probleme, die wir in insgesamt drei Blogbeiträgen aufgreifen.
1. Die analysierten DCS-Fälle sind nicht Teil der allgemeinen Datensammlug. Warum das ein Problem ist, erklären wir im ersten Beitrag.
2. Taucher haben sehr unterschiedlich Profile beigetragen. Warum das für die Auswertung kritisch, ist, eklären wir in einem weiteren Blog.
Neue DAN DB Auswertung
In diesem dritten und lezten Teil geht es um das eine Ergebnis, das trotz aller Probleme mit der Datensammlung interessant ist: Die Tauchgänge, die mit DCS geendet haben, weisen im Schnitt eine höhere Übersättigung am Ende des Tauchgangs auf als die, bei denen nichts passiert ist.
Die Zahlen, die hier genannt werden, erscheinen recht hoch: Im Schnitt endeten die gesammelten Tauchprofile mit einem „DSSG“ von etwa 0, 74, die Profile der DCS-Tauchgänge hingegen im Schnitt mit einem von 0,86. DSSG? Das ist der „DAN Surface Supersaturation Gradient“.
Was das ist, wird nicht erklärt – aber es wird auf Cialoni et al. 2017 verwiesen, die Vorgängerstudie mit einer Auswertung der ersten knapp 40.000 Profile der selben Datenbank. Dort taucht der Begriff jedoch nicht auf. Diese frühere Studie nutzt ihren Erklärungen nach den Surface GF nach Baker, wie er unter Tauchern auch allgemein gebräuchlich ist.
Exkurs: Was ist der „Baker“ surface GF?
GF surface, Übersättigung bei Erreichen der Oberfläche, Baker GF, oder Shearwater GF? Bevor wir die Daten genauer anschauen, möchten wir noch einmal kurz deutlich machen, was damit gemeint ist.
Ein Gradientenfaktor ist ein Anteil der Übersättigung, meistens angegeben in %, manchmal aber auch als Teil von 1 (GF70 – 70% – 0,7). Als Setting für die Planung bestimmen die Gradientenfaktoren, welche maximale Übersättigung unterhalb der Grenzen des Bühlmann-Modells toleriert werden soll. In der Auswertung von Tauchgangsprofilen kann man mit dem Gradientenfaktor bei Erreichen der Oberfläche oder auch mit dem maximal erreichten GF während des Tauchgangs einen Hinweis darauf finden, wie aggressiv oder konservativ das Profil war.
Bei Erklärungen über Gradientenfaktoren gibt es einen extrem häufigen Fehler: „GFs sind Prozente des M-Werts“ taucht in unterschiedlichen Variationen in vielen Kursen, Vorträgen und Erklärungen auf. Das wird hier noch wichtig . Wir merken uns deshalb: Gradientenfaktoren sind Anteile der Übersättigung – NICHT des M-Werts.
Der M-Wert setzt sich zusammen aus dem Umgebungsdruck und der tolerierten Übersättigung bei diesem Umgebungsdruck. Der Teil der Übersättigung wurde von Baker auch „M-Value Gradient“ genannt – vielleicht hat das zur heute so häufigen Verwirrung beigetragen. Der M-Value Gradient bezeichnet die Übersätigung, also den M-Wert minus den Umgebungsdruck. Und Gradientenfaktoren sind Anteile an dieser Übersättigung.
Unterschied zwischen erster und zweiter Auswertung
Zurück zu der Frage, was der „DSSG“ sein soll. Als erstes geht es darum, ob es möglich ist, dass der DSSG tatsächlich wie behauptet der selbe Wert ist, der in der ersten Auswertung schlicht als „GF“ bezeichnet wird. Die Autoren der Auswertung des ersten Teils der Datenbank 2017 sind weitgehend identisch mit denen der neuen, erweiterten Auswertung der selben Datenbank. Aber der Wert, den sie benutzen, ist zwischen den beiden Studien nicht kompatibel.
Sichtbar wird das an der Zuordnung von DCS-Fällen zu GF, oder eben dem DSSG. Stellen wir beide Auswertungen doch mal nebeneinander.
aus: Cialoni D, Pieri M, Balestra C, Marroni A. Dive Risk Factors, Gas Bubble Formation, and Decompression Illness in Recreational SCUBA Diving: Analysis of DAN Europe DSL Data Base. Front Psychol. 2017 Sep 19;8:1587. doi: 10.3389/fpsyg.2017.01587.
Was ist hier alles kaputt?
Die erste Tabelle zeigt die Verteilung der 320 (bzw. 317, drei kommen ohne weitere Erklärung nicht vor) DCS-Fälle auf den maximal erreichten GF des Tauchgangs. Die Zeichen sind missverständlich gesetzt: Man würde erwarten, dass mit <70 alle Profile mit GFs unter 70 gemeint sind, inklusive derer unter 60 oder unter 50. Anscheinend ist aber doch >60; <70 gemeint, so wie es in einigen anderen Zeilen dargestellt ist. Die Prozente sumieren sich nämlich nur dann zu 100%. Gehen wir hier also davon aus, dass einfach nur ein paar Zeichen falsch gesetzt wurden.
In der zweiten, aktuellen Tabelle gibt es viel relevantere Widersprüchlichkeiten. Zum einen tauchen plötzlich alle 136.793 Profile auf, obwohl doch etwa 8.000 davon eigentlich aussortiert worden sind. Richtig wild wird es dann aber in der Spalte P(DCS). Die Fallzahlen und die Tauchgangsprofile erlauben eine direkte Berechnung der univariaten DCS-Rate pro DSSG-Klasse. Die Ergebnisse der im Paper angegebenen P(DCS)-Spalte weichen aber massiv davon ab. Insbesondere in der Klasse DSSG ≥1 ergibt sich aus 45 DCS-Fällen bei 963 Profilen eine Rate von ca. 4,67 %, nicht 37,532 %. Die angegebene P(DCS)-Spalte ist daher aus den publizierten Tabellenwerten nicht nachvollziehbar und sollte nicht als DCS-Wahrscheinlichkeit pro DSSG-Klasse interpretiert werden – was immer es auch darstellen soll, es ist keine berechnete Wahrscheinlichkeit aus den vorliegenden Daten. Mal ganz abgesehen davon, dass es ein grober Fehler ist, in diesem Datensatz die DCS-Fälle als Teil der gesammelten Tauchgangsprofile zu behandeln…
Aber das mal beiseite, wir wollen ja wissen, ob es möglich ist, dass GF und DSSG das selbe bedeuten. Und das können wir mit einem Blick auf die beiden Tabellen klar verneinen: Während es 2017 noch 59 DCS-Fälle insgesamt mit GFs unter 70 gab, sind 2026 nur noch maximal 29 davon übrig. Maximal deshalb, weil „0,7“ nicht klar beschreibt, ob damit 0,65-0,75 oder 0,6-0,7 oder vielleicht noch etwas anderes gemeint ist … Auf jeden Fall müsste aber eine nennenswerte Zahl an Fällen einfach verschwunden sein. Und umgekehrt ist es dann bei den höheren Werten: 2017 gab es nur 22 Fälle mit GFs über 90, 2026 schon 392. Es sind aber nur 308 Fälle dazugekommen …
Die Werte in den beiden Auswertungen sind also ganz eindeutig nicht kompatibel. Was könnte der „DSSG“ dann sein, wenn er nicht der GF ist?
Was könnte passiert sein?
Wie sehen, dass die erreichten Werte für den DSSG höher liegen als die Werte für Gradientenfaktoren. Wie viel genau, und was genau gerechnet wurde, können wir nicht wissen. Die Autoren haben das auch auf mehrmalige Nachfragen hin leider nicht erklärt, und auch in keiner anderen Studie findet sich eine plausible Erläuterung, was genau als DSSG berechnet wird. Sie erwähnen zwar in dem Paper, dass nicht alle Datensätze wirklich an der Oberfläche enden – aber das zu korrigeren ist ein wirklich minimales Problem, das auch ganz klar nicht zu einer derartigen Verschiebung der Werte führen kann.
Was wäre denn rechnerisch möglich? Und was sind Werte, die DAN in ihren öffentlichen Tools nutzt?
In ihrem eigenen Datensammel-Tool, dem Diver Safety Guardian (DSG), kann man sich die Gewebesättigung über den gesamten Tauchgang anschauen. In diesem Bild sehen wir, was zu Beginn des Tauchgangs, noch vor dem Abtauchen, zu sehen ist: die 16 Gewebe sind schon zu 20 bis über 50% „gesättigt“.
Tatsächlich ist ja der Inertgasdruck in unseren Geweben an den Druck in der Umgebungsluft angepasst. Bei 78% Stickstoff in der Luft liegt der Gasdruck im Gewebe bei etwa 0,75 bar (nicht ganz 0,78, weil noch etwas Wasserdampf in den Atemwegen mitspielt). Wenn man von „Sättigung“ spricht, würde man diesen Zustand an Land als „vollständig gesättigt“ bezeichnen. Was hier dargestellt wird, ist aber etwas anderes: Nämlich wie viel Prozent des M-Wertes dieses Gewebes mit der aktuellen Sättigung erreicht sind. Und da die M-Werte für langsamere Gewebe deutlich niedriger sind als die für schnelle Gewebe, liefert der gleiche Sättigungszustand höhere Werte in den langsamen Geweben.
Die Darstellung ist etwas ungewohnt, und ich halte sie nicht für die didaktisch wertvollste – aber man kann die Übersättigung natürlich auch damit berechnen und darstellen. Was man aber nicht tun darf: Diese Werte „Gradientenfaktoren“ nennen, denn das sind sie nicht. Wenn man aus dem DSG die Daten eines Tauchgangs exportiert, werden dort aber genau diese Werte – die jeweils höchsten Prozente des M-Werts – mit dem Label „GF“ ausgegeben. Ein kleiner Fehler im Labelling, nichts wichtiges, aber ein Hinweis darauf, dass es an diesem Punkt eine ganze Menge Verwirrung gibt.
Der Unterschied zwischen GF und % des M-Werts
Wie wirkt es sich auf die Zahlen aus, wenn statt des GF ein Anteil des M-Werts angegeben wird? Leider kann man nicht einfach so von einem Wert auf den anderen umrechnen, da man immer dazu wissen muss, um welches Gewebe es gerade geht.
Das ist an einer Grafik einfacher zu zeigen als zu erklären.
Wir haben hier in vier Farben dargestellt, wie der Wert % des M-Werts für verschiedene GFs zwischen 60 und 90 an der Oberfläche aussieht. Der M-Wert ist ja immer ein viel höherer Wert als die Übersättigung. Ein bestimmter Anteil an der Übersättigung ist – solange wir uns im Bereich unter 100% bewegen – immer niedriger als der Anteil am gesamten M-Wert. Je niedriger der M-Wert ist, umso niedriger auch die tolerierte Übersättigung, und umso größer wird der Unterschied zwischen den beiden Werten.
Was für uns besonders interessant sind ist der Bereich der Gewebe 4-8, die bei normalen Sporttauchgängen am ehesten die sind, die am Ende des Tauchgangs dir größte Übersättigung haben. Und hier kann man sehen, wie aus einem GF 60 Anteile am M-Wert von 80 bis 85% werden – und wie sehr die Werte von Gewebe zu Gewebe unterschiedlich sind.
Für die praktische Anwendung in Tauchcomputern ist der GF eindeutig die beste Wahl, da es ja die Übersättigung ist, die riskant ist – und man einen Wert nehmen möchte, der für alle Gewebe das selbe bedeutet. Aber für eine Auswertung der Profile?
Was heißt das für das Paper?
Wenn man untersuchen will, welche Gewebe in einem Tauchgang welche Übersättigung erreicht haben, kann man dafür grundsätzlich beide Werte nehmen. Vor allem bei einer Auswertung, die mit einbezieht, um welche Gewebe es sich handelt, können beide Vorgehensweisen zu plausiblen und relevanten Ergebnissen führen.
Wir haben aber gesehen, dass der Unterschied zwischen beiden Werten so fundamental ist, dass es unabdingbar ist, glasklar zu definieren, über welchen Wert man gerade redet. Und hier ist der Begriff „Surface Supersaturation Gradient“ hochgradig irreführend, da man hinter diesem Begriff einen Anteil an der Übersättigung, nicht am gesamten M-Wert erwarten würde.
Die Werte aus der Studie haben nun das Potential, falsch interpretiert zu werden, weil der „DSSG“ nicht definiert wird. Man sieht hier eine große Menge an DCS-Fällen in den sehr hohen Bereichen, über 80, und nur ganz wenige darunter. Wenn diese Werte nun als GFs fehlinterpretiert werden, könnten Taucher daraus zu dem Schluss kommen, dass GFs bis 80 wahnsinnig sicher seien – während die Werte übersetzt in GFs eigentlich nahelegen würden, die Grenze eher bei 60 oder 70 zu ziehen. Das, was statistisch über die Verteilung des Risikos zu sehen ist, verschiebt sich hin zu höheren Werten.
Deshalb hier noch mal ganz deutlich für diejenigen, die Studien und Datenbankanalysen in die Wahl ihrer GFs einfließen lassen: Was auch immer mit dem DSSG gemeint ist, es handelt sich hier NICHT um Gradientenfaktoren, und man sollte bitte keine Schlüsse daraus ziehen, welche GFs mit einem konkreten Risiko verbunden sind.
Vielleicht entscheidet DAN sich irgendwann, die Werte umzurechnen, oder zumindest klarzustellen, wie sich ihr „DSSG“ errechnet. Dann wären diese Daten trotz aller weiterer Probleme in dieser Studie genau der eine Block, der zu relevanten Erkenntnissen führen könnte. Im Moment ist das einzige Ergebnis daraus leider „höhere Übersättigung ist riskanter“, und das, nun ja, ist eher banal.
