Belastung durch menschliche Einflüsse an Bord von Hochgeschwindigkeitsbooten (MASHIEN)

EINFÜHRUNG Der letztendliche Zweck der Studie besteht darin, Berufstätige, die Hochgeschwindigkeitsboote bedienen, vor schweren Verletzungen durch Stöße zu schützen.

Dies erfordert die Feststellung, welche Arten von Einwirkungen gefährlich sind, und die Definition relevanter Grenzwerte für eine nachhaltige Exposition gegenüber menschlichen Einwirkungen.

Die Exposition des Menschen an Bord von Hochgeschwindigkeitsbooten verursacht Schmerzen und Verletzungen, einige davon schwer, dauerhaft und schwächend, körperliche Ermüdung und kognitive Beeinträchtigungen.

Steigende Geschwindigkeiten und eine zunehmende Anzahl von Hochgeschwindigkeitsbooten, die im professionellen Betrieb eingesetzt werden, scheinen diese Probleme sowohl in Anzahl als auch in Schwere weltweit zu verstärken.

Ein Mangel an Wissen über die tatsächliche Exposition und das Verständnis der Ursachen von Verletzungen sowie die Umsetzung kontraproduktiver Vorschriften, Testmethoden und Spezifikationen können zu der steigenden Anzahl von Verletzungen beigetragen haben.

Um zu bestimmen, welche Exposition gefährlich ist, ist es notwendig, eine prospektive Längsschnittstudie an Menschen durchzuführen, die der relevanten tatsächlichen realen Exposition auf See ausgesetzt sind, und diese Exposition in Echtzeit mit einem physiologischen Parameter zu korrelieren, der das Risiko einer akuten Verletzung anzeigt.

Basierend auf den neuen Erkenntnissen können relevante Expositionsgrenzwerte vorgeschlagen werden, um die Bediener vor Verletzungen zu schützen und die volle Einsatzfähigkeit unterwegs und am Ziel oder auf der Mission zu ermöglichen.

Die neuen Tatsachen können auch die Grundlage für eine neue quantitative Messeinheit bilden, die die stoßinduzierten Kräfte darstellt, die die anatomischen Strukturen herausfordern, und die auf der Größe und den Eigenschaften der Stöße basiert.

2. HINTERGRUND Eine kürzlich durchgeführte retrospektive Web-Umfrage zu selbst gemeldeten Verletzungen bei pensionierten US-amerikanischen SOF-HS-Bootsbetreibern (Special Operations Forces), die SWCC2020-Umfrage, zeigt eine signifikante Zunahme von Verletzungen im Vergleich zu einer ähnlichen Umfrage, die 20 Jahre zuvor unter aktivem Dienstpersonal durchgeführt wurde. Fähnrich 2000.

Das SWCC zeigt 1,1 Verletzungen pro Person und Dienstjahr, 50 % der Verletzungen betreffen die Wirbelsäule, 33 % der Befragten waren an Bord aufgrund von Ganzkörperstößen bewusstlos, 40 % der Befragten haben eine VA-Behinderungsbewertung von 70 bis 100 %.

Dies ist ein extremes Arbeitsumfeld, und relativ wenige Personen in jedem Land sind dieser Gefahr ausgesetzt. Es bestehen also noch erhebliche Wissenslücken, die zur Lösung der Probleme geschlossen werden müssen:

Was ist die tatsächliche Exposition? Wann wird es gefährlich? Welche Schlageigenschaften beeinflussen das Verletzungsrisiko? Wie sind diese Eigenschaften gegeneinander abzuwägen? Da die Aufprallbelastung unvorhersehbar und stochastisch ist, ist es unmöglich, sie in einer künstlichen Umgebung zu simulieren.

Der menschliche Körper ist ein hochkomplizierter „Apparat“, der dazu bestimmt ist, sich auf verschiedene Weise vor schädlicher Exposition zu schützen: Es ist auch äußerst schwierig, die physiologische Reaktion auf eine unbegrenzte Vielfalt von Einwirkungen vorherzusagen. Der Körper hat 360 Gelenke, 206 Knochen und 600 Muskeln, die auf plötzliche äußere Kräfte reagieren.

Viele physiologische Faktoren beeinflussen, wie sich Einwirkungen auf den menschlichen Körper auswirken: Körpergewicht, Statur, Schwerpunkt, Körperhaltung, Muskelkraft, körperliche Verfassung, Trainingszustand der Reflexantwort etc.

Viele physikalische Faktoren beeinflussen die Wirkung von Stößen auf den menschlichen Körper: verschiedene Eigenschaften der Stöße wie z.

Der Mangel an relevantem Wissen hat zu nicht relevanten Expositionsvorschriften geführt, die auf nicht relevanten Messstandards basieren. Die EU-Richtlinie 2002/44 zur Kontrolle der beruflichen Exposition gegenüber kontinuierlichen Vibrationen basiert auf der ISO-Vibrationsnorm 2631. Diese Dokumente verwenden VDV, Vibration Dose Value, um die Exposition gegenüber kontinuierlichen Vibrationen zu quantifizieren. Es hat sich gezeigt, dass VDV keine Korrelation zur Exposition gegenüber schweren diskreten Auswirkungen aufweist. Sed(8) wurde vorgeschlagen, ist aber auch zur Quantifizierung kontinuierlicher Vibrationen ausgelegt und hat die gleichen Einschränkungen.

Die von der EU-Richtlinie 2002/44 vorgeschriebenen Schwingungsbelastungsgrenzwerte sind für die Belastung durch diskrete Stöße nicht relevant. Diese Grenzwerte können auch bei Seenotrettung, Strafverfolgungseinsätzen oder militärischem Training unter normalen Seebedingungen nicht eingehalten werden.

Daher werden sie in den meisten Ländern nicht berücksichtigt, und den Betreibern fehlt es an relevantem behördlichem Schutz.

Diese Studie basiert auf den folgenden Tatsachen: F. und Annahmen: A. F. Rumpfeinschläge auf See können einen Spitzenwert von 20 g überschreiten. A. Höhere Spitzenwerte verursachen ein höheres Verletzungsrisiko. F. Anstiegszeiten (Zeit von 0 bis Spitze g) von Stößen können so kurz wie 6 ms sein. A. Kürzere Anstiegszeiten können höhere und gefährlichere Impulse verursachen. F. Aufpralle mit Seitenkräften verursachen mehr Verletzungen als rein vertikale Aufpralle. A. Die Aufprallbelastung muss gemessen werden, damit drei Kraftvektoren x, y und z analysiert werden können.

F. Die an einem Sitz gemessenen Auswirkungen unterscheiden sich erheblich von den am Menschen gemessenen Auswirkungen.

A. Die am Menschen gemessene Stoßbelastung ist relevanter als die am Sitz gemessene Belastung.

F. Horizontale Aufprallkräfte auf Menschen können nicht auf einem Sitz gemessen werden. A. Die Belastung durch den Menschen muss am menschlichen Körper gemessen werden. F. Die Tiefpassfilterung von Wirkungsdaten verbirgt die Informationen über Spitzenwerte und Anstiegszeiten. A. Expositionsdaten müssen als ungefilterte Rohdaten gesammelt werden. F. Das Konvertieren von Belichtungsdaten in VDV oder Sed(8) ändert Spitzenwerte und Anstiegszeiten.

A. Expositionsdaten müssen als ungefilterte Rohdaten erhoben werden. F. Schmerz kann ohne Verletzung bestehen, aber eine akute Verletzung verursacht normalerweise Schmerzen. F. Schmerzen können mit dem Schmerzzeichnungsformular des Nordic Minister Council wissenschaftlich überwacht werden.

A. Ereignisse und anhaltende Schmerzen können verwendet werden, um eine beginnende Verletzung anzuzeigen.

3. METHODE Der Zweck der Studie besteht darin, die Stoßbelastung von Bootsrümpfen und Menschen mit einem physiologischen Parameter zu korrelieren, der als Indikator für die Entwicklung einer Verletzung verwendet werden kann. Der einzige derartige Parameter, der in einer Kohorte von Hunderten täglich überwacht werden kann, ist Schmerz.

Da diese Nicht-Interventionsstudie darauf abzielte, die tatsächliche normale Exposition zu ermitteln, werden Expositionsdaten nur während normaler, regelmäßiger Aktivitäten erhoben, und es werden keine Durchgänge zum Zwecke der Datenerhebung durchgeführt.

Die Forschungsmethode wurde entwickelt, um die Stoßbelastung von Schiffsrümpfen und Menschen an Bord von Booten, die unter realen Seebedingungen betrieben werden, aufzuzeichnen. Beschleunigungen werden als ungefilterte Rohdaten aufgezeichnet. Dies ermöglicht die Analyse aller Merkmale von Stößen, die möglicherweise für physiologische Wirkungen und Verletzungsrisiken relevant sind. Damit soll es möglich sein, die Bedeutung nicht nur der Beschleunigungsspitzenwerte, sondern auch der Anstiegszeiten (Zeit von 0 g bis zur Spitze g), der Aufpralldauer, des Energieinhalts, der Aufprallperiode (Zeit zwischen Aufschlägen) und des Kraftvektors (Richtung) zu beurteilen des Aufpralls) usw. Dadurch werden die Ergebnisse auch transparent und nachvollziehbar.

3.1 AGENTURMEHRERES STUDIENDESIGN Die gemeinsame Anstrengung zielt darauf ab, ausreichende Datenmengen zu sammeln, um statistische Aussagekraft zu erreichen. Dies erfordert, dass alle Behörden die gleichen Studienprotokolle, Hardware und Software verwenden und die relevanten Ergebnisse schließlich in einer gemeinsamen Datenbank teilen.

Agenturen in 16 Nationen haben bereits ihr Interesse an einer Teilnahme bekundet. Alle Personendaten werden anonymisiert und Bootsdaten von potenziell sensiblen Betriebsinformationen befreit, bevor sie an die gemeinsame Datenbank übermittelt werden.

Entscheidende Synergien können auch durch die gemeinsame Nutzung von Kosten, Daten und Ergebnissen erzielt werden. Um statistisch signifikante Ergebnisse zu erzielen, kann eine ausreichende Anzahl von Booten, Themen und Wave-Slam-Events gesammelt werden.

3.2 MESSUNG DER AUSWIRKUNGEN AUF MENSCH UND RUMPF Der Ganzkörperaufprall wird ständig an zwei Personen an Bord jedes Bootes überwacht. Auf jedem Boot wird für den gesamten Studienzeitraum ein Datenlogger installiert. Dieser wird mit einem 3-Achsen-Beschleunigungsmesser verbunden, der am Rumpf in der Nähe seines COG angebracht ist. Zwei Besatzungsmitglieder, vorzugsweise der Steuermann und der Navigator, tragen 3-Achsen-Beschleunigungsmesser, die an Nierengurten befestigt und mit dem Datenlogger verbunden sind. Aufgezeichnete Daten zeigen die tatsächliche, reale Aufprallbelastung und die Kräfte, die auf die Schiffsrümpfe und Menschen einwirken. Diese Daten zeigen die tatsächliche Exposition und die Beziehung zwischen Schiffsrumpfeinwirkungen und menschlichen Einwirkungen für jeden Bootstyp.

3.3 DATENLOGGER UND SENSOREN Für diese Studie wurde ein maßgeschneidertes Datenloggergerät entwickelt. MAREC (Marine Acceleration Recorder) ist für Benutzerfreundlichkeit und Installation optimiert. An Bord installiert und an 12 oder 24 V DC angeschlossen, beginnt es automatisch mit der Aufzeichnung, sobald das Boot eine Geschwindigkeit von mehr als 3 Knoten erreicht. MAREC verfügt über 10 analoge Kanäle, von denen 9 für die drei 3-Achsen-Beschleunigungsmesser mit einem Bereich von ± 25 g verwendet werden. Die Abtastrate beträgt 600 Hz. Es hat auch einen eingebauten GPS-Empfänger, der Satellitenzeit, Position, Kurs und Geschwindigkeit protokolliert. Der 16 GB interne USB-Speicher kann die Daten für den gesamten Zeitraum der Studie speichern. Nach oder sogar während der Studie können die Daten zur Analyse auf einen PC hochgeladen werden.

3.4 SCHMERZ WEIST AUF VERLETZUNGSGEFAHR hin Schmerz wird verwendet, um anzuzeigen, ob eine Exposition ein Verletzungsrisiko verursacht. Alle Mitarbeiter, die an Bord der Boote dienen, protokollieren Schmerzereignisse und -entwicklungen während der gesamten Probezeit.

Eine maßgeschneiderte Smartphone-App, PainDrawing, fordert die Probanden täglich auf, relevante Schmerzen zu protokollieren. Dies basiert auf zwei wissenschaftlich validierten Methoden, VAS, Visual Analogue Scale und dem Schmerzzeichnungsformular des Nordic Ministers Council. Die App kann sowohl für Android als auch für iPhone kostenlos heruntergeladen werden.

Schmerz ist der einzige physiologische Parameter, der als Indikator für das Verletzungsrisiko verwendet und im Laufe der Zeit überwacht und quantifiziert werden kann, häufig genug, um eine große Kohorte zu überwachen. Seine Funktion besteht darin, Verletzungen vorzubeugen. Schmerzen können ohne Verletzung vorhanden sein, aber selten manifestiert sich eine akute Verletzung ohne Schmerzen.

Schmerz ist auch ein relevantes Symptom oder manchmal ein Zustand, der die körperliche Leistungsfähigkeit, Ausdauer und sogar die geistige Leistungsfähigkeit beeinträchtigt. Es sollte klar sein, dass eine schmerzauslösende Exposition bei anspruchsvollen Operationen so weit wie möglich vermieden oder begrenzt werden muss.

3.5 DATENANALYSE UND -VERWALTUNG Teilnehmende Behörden und Organisationen werden die gesammelten Expositionsdaten auf ihre lokalen Computer hochladen. Die Binärdateien werden konvertiert und in einem auch für Laien lesbaren grafischen Format dargestellt.

Die Datenanalysesoftware wählt dann den relevanten nicht-sensiblen Teil zum Teilen aus und lädt ihn auf Befehl in eine gemeinsame Big-Data-Datenbank hoch.

Eine zu diesem Zweck gebaute Datenanalyse-Engine DAE wird die Korrelation der verschiedenen Merkmale der Stöße mit der physiologischen Reaktion analysieren, die als Erfahrung und Dauer des Schmerzes gemeldet wird.

4. ERGEBNISSE UND ANWENDUNGEN Auf der Grundlage der erwarteten Ergebnisse der Studie wird es möglich sein, Instrumente mit auf dem Armaturenbrett montierten Anzeigen zu kalibrieren, die den Bedienern mit grünen, gelben oder roten Signalen mitteilen, wenn Rumpfeinschläge die sicheren Grenzwerte überschreiten, wobei Rot außerhalb anzeigen sollte Grenzen.

Die Ergebnisse sollten auch die Signifikanz der verschiedenen analysierten Wirkungsmerkmale aufzeigen.

Letztendlich können die Ergebnisse eine Grundlage für relevante Empfehlungen für zulässige gegenüber gefährlichen Expositionsniveaus bei Ganzkörper-Einwirkungen bilden.

Die teilnehmenden Agenturen werden Informationen darüber sammeln, wie sich ihre verschiedenen Boote verhalten und wie sie im tatsächlichen Einsatz beeindruckende Auswirkungen haben. Sie werden auch in der Lage sein zu sehen, wie sich verschiedene Niveaus der Bedienerfähigkeiten auf die Exposition auswirken.

5. SCHLUSSFOLGERUNG Derzeitige Normen und Vorschriften können die Exposition des Menschen auf See nicht quantifizieren oder bei der Kontrolle helfen.

In vielen Bereichen der Medizin sind relevante Antworten nur durch die Untersuchung des Menschen selbst zu erhalten. In diesem Fall kann das neue Wissen, das zur Lösung des Problems benötigt wird, nur ermittelt werden, indem untersucht wird, was im wirklichen Leben passiert.

Wissenschaftler und Mediziner haben die Pflicht, neuestes Wissen anzuwenden, um die Fakten zu finden, die zur Lösung dieser schwerwiegenden arbeitsbedingten Gesundheitsprobleme erforderlich sind. Daher haben die Ermittler einen empirischen Ansatz gewählt und untersucht, was mit Menschen im wirklichen Leben auf See passiert.