Esposizione all'impatto umano a bordo di imbarcazioni ad alta velocità (MASHIEN)

INTRODUZIONE Lo scopo ultimo dello studio è proteggere i professionisti che operano su imbarcazioni ad alta velocità da gravi lesioni indotte da urti.

Ciò richiede di stabilire quali tipi di impatto sono pericolosi e di definire i limiti pertinenti per l'esposizione sostenibile all'impatto umano.

L'esposizione all'impatto umano a bordo di imbarcazioni ad alta velocità provoca dolore e lesioni, alcune gravi, permanenti e debilitanti, affaticamento fisico e deterioramento cognitivo.

L'aumento della velocità e il numero crescente di imbarcazioni ad alta velocità utilizzate nelle operazioni professionali sembrano aumentare questi problemi sia in numero che in gravità in tutto il mondo.

La mancanza di conoscenza dell'effettiva esposizione e della comprensione delle cause degli infortuni e l'attuazione di regolamenti, metodi di prova e specifiche controproducenti possono aver contribuito all'aumento del numero di infortuni.

Per determinare quale esposizione all'impatto è pericolosa, è necessario condurre uno studio prospettico longitudinale sugli esseri umani sottoposti alla relativa esposizione effettiva in mare e correlare questa esposizione in tempo reale a un parametro fisiologico che indica il rischio di lesioni acute.

Sulla base delle nuove conoscenze, è possibile proporre limiti di esposizione pertinenti per proteggere gli operatori da lesioni e consentire la piena capacità operativa in corso e presso l'obiettivo o la missione.

I nuovi fatti possono anche gettare le basi per una nuova unità di misura quantitativa che rappresenti le forze indotte dall'impatto che sfidano le strutture anatomiche e basata sull'entità e sulle caratteristiche degli impatti.

2. CONTESTO Una recente indagine web retrospettiva sugli infortuni auto-riportati su operatori di imbarcazioni HS delle SOF (Special Operations Forces) statunitensi in pensione, l'indagine SWCC2020, indica un aumento significativo degli infortuni rispetto a un'indagine simile condotta sul personale in servizio attivo 20 anni prima, Guardiamarina 2000.

L'SWCC mostra 1,1 lesioni per persona all'anno scontate, il 50% delle lesioni che colpiscono la colonna vertebrale, il 33% degli intervistati è stato incosciente a bordo a causa di impatti con tutto il corpo, il 40% degli intervistati ha una valutazione di disabilità VA dal 70 al 100%.

Questo è un ambiente di lavoro estremo e relativamente poche persone in ogni paese sono esposte. Quindi, ci sono ancora significative lacune di conoscenza che devono essere colmate per risolvere i problemi:

Qual è l'effettiva esposizione? Quando diventa pericoloso? Quali caratteristiche di impatto influenzano il rischio di lesioni? Come dovrebbero essere soppesate queste caratteristiche l'una rispetto all'altra? Poiché l'esposizione all'impatto è imprevedibile e stocastica, è impossibile simulare in un ambiente artificiale.

Il corpo umano è un "apparato" altamente intricato progettato per proteggersi dall'esposizione nociva in diversi modi: è anche estremamente difficile prevedere la risposta fisiologica da una varietà illimitata di impatti. Il corpo ha 360 articolazioni, 206 ossa e 600 muscoli che reagiscono a improvvise forze esterne.

Molti fattori fisiologici influenzano il modo in cui gli impatti influenzano il corpo umano: peso corporeo, statura, gravità centrale, postura, forza muscolare, forma fisica, stato di allenamento della risposta riflessa, ecc.

Molti fattori fisici influenzano il modo in cui gli impatti influenzano il corpo umano: varie caratteristiche degli impatti come il valore di accelerazione di picco, il tempo di salita, il contenuto di frequenza, la durata dell'impatto, il periodo di impatto, il numero di impatti, la direzione dei vettori impatto/forza, ecc.

La mancanza di conoscenze pertinenti ha portato a normative sull'esposizione non pertinenti basate su standard di misurazione non pertinenti. La direttiva UE 2002/44, progettata per controllare l'esposizione professionale a vibrazioni continue, si basa sullo standard di vibrazione ISO 2631. Questi documenti utilizzano VDV, Vibration Dose Value, per quantificare l'esposizione a vibrazioni continue. È stato dimostrato che VDV manca di correlazione con l'esposizione a gravi impatti discreti. Sed(8) è stato suggerito ma è progettato anche per quantificare la vibrazione continua e presenta le stesse limitazioni.

I limiti di esposizione alle vibrazioni stabiliti dalla direttiva UE 2002/44 non sono rilevanti per l'esposizione a impatti discreti. Questi limiti sono anche impossibili da rispettare durante lo svolgimento di operazioni di salvataggio in mare, missioni di polizia o addestramento militare in condizioni di mare normali.

Pertanto, sono ignorati nella maggior parte delle nazioni e gli operatori non dispongono di una protezione normativa pertinente.

Questo studio si basa sui seguenti fatti: F. e ipotesi: A. F. Gli impatti dello scafo in mare possono superare il valore di picco di 20 g. R. Valori di picco più elevati comportano maggiori rischi di lesioni. F. I tempi di salita (tempo da 0 al picco g) degli impatti possono essere brevi fino a 6 ms A. Tempi di salita più brevi possono causare impulsi più alti e più pericolosi. F. Gli impatti contenenti forze laterali causano più lesioni rispetto a quelli puramente verticali A. L'esposizione all'impatto deve essere misurata in modo da poter analizzare tre vettori di forza, x, y e z.

F. Gli impatti misurati su un sedile differiscono in modo significativo dagli impatti misurati sugli esseri umani.

R. L'esposizione all'impatto misurata sull'essere umano è più rilevante dell'esposizione misurata sul sedile.

F. Le forze di impatto orizzontali sugli esseri umani non possono essere misurate su un sedile. R. L'esposizione all'impatto umano deve essere misurata sul corpo umano. F. Il filtraggio passa-basso dei dati di impatto nasconde le informazioni sui valori di picco e sui tempi di salita. A. I dati sull'esposizione devono essere raccolti come dati grezzi non filtrati. F. La conversione dei dati di esposizione in VDV o Sed(8) modifica i valori di picco ei tempi di salita.

R. I dati sull'esposizione devono essere raccolti come dati grezzi e non filtrati. F. Il dolore può esistere senza danno, ma il danno acuto normalmente provoca dolore. F. Il dolore può essere monitorato scientificamente utilizzando il modulo PainDrawing del Nordic Minister Council.

A. Gli eventi e la persistenza del dolore possono essere usati per indicare una lesione incipiente.

3. METODO Lo scopo dello studio è quello di correlare l'esposizione all'impatto su scafi di imbarcazioni e persone ad un parametro fisiologico utilizzabile come indicatore dello sviluppo di un infortunio. L'unico parametro di questo tipo che è possibile monitorare quotidianamente in una coorte di centinaia è il dolore.

Poiché questo studio di non intervento mirava a stabilire l'effettiva esposizione normale, i dati sull'esposizione saranno raccolti solo durante le normali attività regolari e non saranno effettuati transiti ai fini della raccolta dei dati.

Il metodo di ricerca è progettato per registrare l'esposizione all'impatto su scafi e persone a bordo di imbarcazioni che operano in condizioni di mare reali. Le accelerazioni verranno registrate come dati grezzi non filtrati. Ciò consentirà di analizzare tutte le caratteristiche degli impatti, potenzialmente rilevanti per effetti fisiologici e rischi di lesioni. Ciò consentirà di valutare il significato non solo dei valori di accelerazione di picco ma anche dei tempi di salita (tempo da 0 g al picco g), durata dell'impatto, contenuto energetico, periodo di impatto (tempo tra gli impatti) e vettore di forza (direzione di impatto), ecc. Ciò renderà anche i risultati trasparenti e possibili da esaminare.

3.1 PROGETTAZIONE DI STUDIO MULTI-AGENZIA Lo sforzo collaborativo mira a raccogliere volumi di dati sufficienti per raggiungere il potere statistico. Ciò richiede che tutte le agenzie utilizzino gli stessi protocolli di studio, hardware e software e alla fine condividano i risultati pertinenti in un database condiviso.

Agenzie di 16 nazioni hanno già espresso il loro interesse a partecipare. Tutti i dati del soggetto saranno anonimi e i dati della barca privati ​​di informazioni operative potenzialmente sensibili prima di essere inviati al database condiviso.

Sinergie cruciali possono essere raggiunte anche condividendo costi, dati e risultati. Per ottenere risultati statisticamente significativi, è possibile raccogliere un numero sufficiente di barche, soggetti ed eventi wave-slam.

3.2 MISURAZIONE DELL'IMPATTO SU ESSERI UMANI E SCAFI L'impatto su tutto il corpo sarà monitorato su due persone a bordo di ciascuna imbarcazione in ogni momento. Ogni barca avrà un data logger installato per l'intero periodo di studio. Questo sarà collegato a un accelerometro a 3 assi attaccato allo scafo, vicino al suo COG. Due membri dell'equipaggio, preferibilmente il timoniere e il navigatore, indosseranno accelerometri a 3 assi montati alla cintura renale e collegati al data logger. I dati registrati indicheranno l'effettiva esposizione all'impatto nella vita reale e le forze che agiscono sugli scafi e sugli esseri umani. Questi dati mostreranno l'esposizione reale e la relazione tra gli impatti dello scafo e gli impatti umani per ogni tipo di imbarcazione.

3.3 DATA LOGGER E SENSORI Per questo studio è stato sviluppato un dispositivo data logger su misura. MAREC (Marine Acceleration Recorder) è ottimizzato per facilità d'uso e installazione. Installato a bordo e collegato a 12 o 24 V CC, inizierà automaticamente a registrare non appena la barca raggiungerà una velocità superiore a 3 nodi. MAREC dispone di 10 canali analogici, di cui 9 utilizzati per i tre accelerometri a 3 assi con portata ± 25 g. La frequenza di campionamento sarà di 600Hz. Ha anche un ricevitore GPS integrato che registra l'ora, la posizione, la direzione e la velocità del satellite. La memoria USB interna da 16 Gb può memorizzare i dati per l'intero periodo dello studio. Successivamente o anche durante lo studio, i dati possono essere caricati su un PC per l'analisi.

3.4 IL DOLORE INDICA IL RISCHIO DI LESIONI Il dolore viene utilizzato per indicare se l'esposizione provoca un rischio di lesioni. Tutto il personale in servizio a bordo delle barche registrerà gli eventi e lo sviluppo del dolore durante l'intero periodo di prova.

Un'app per smartphone su misura, PainDrawing, richiederà quotidianamente ai soggetti di registrare qualsiasi dolore rilevante. Questo si basa su due metodi scientificamente convalidati, VAS, scala analogica visiva e il modulo di disegno del dolore del Consiglio dei ministri nordici. L'app può essere scaricata gratuitamente sia per Android che per iPhone.

Il dolore è l'unico parametro fisiologico che può essere utilizzato come indicatore del rischio di lesioni ed essere monitorato e quantificato nel tempo, abbastanza frequentemente da monitorare un'ampia coorte. La sua funzione è prevenire gli infortuni. Il dolore può essere presente senza lesioni, ma raramente una lesione acuta si manifesta senza dolore.

Il dolore è anche un sintomo rilevante, o talvolta una condizione, che compromette le prestazioni fisiche, la resistenza e persino la capacità mentale. Dovrebbe essere evidente che l'esposizione che provoca dolore durante operazioni impegnative deve essere evitata o limitata il più possibile.

3.5 ANALISI E GESTIONE DEI DATI Le agenzie e le organizzazioni partecipanti caricheranno i dati di esposizione raccolti sui loro computer locali. I file binari verranno convertiti e presentati in un formato grafico leggibile anche dai non addetti ai lavori.

Il software di analisi dei dati selezionerà quindi la parte non sensibile pertinente per la condivisione e, a comando, verrà caricata in un database comune di big data.

Un motore di analisi dei dati DAE, costruito allo scopo, analizzerà la correlazione delle varie caratteristiche degli impatti alla risposta fisiologica, riportata come esperienza e persistenza del dolore.

4. RISULTATI E APPLICAZIONI Sulla base dei risultati attesi dello studio, sarà possibile calibrare gli strumenti con indicatori montati sul cruscotto, avvisando gli operatori quando gli impatti sullo scafo superano i livelli di sicurezza mediante segnali verdi, gialli o rossi, dove il rosso dovrebbe indicare fuori confini.

I risultati dovrebbero anche indicare la significatività delle diverse caratteristiche di impatto analizzate.

In definitiva, i risultati possono gettare una base per raccomandazioni pertinenti sui livelli di esposizione consentiti rispetto a quelli pericolosi per l'impatto con tutto il corpo.

Le agenzie partecipanti raccoglieranno informazioni su come si comportano le loro varie barche, producendo impatti violenti nell'uso effettivo. Saranno anche in grado di vedere come i vari livelli di abilità dell'operatore influenzano l'esposizione.

5. CONCLUSIONE Gli attuali standard e regolamenti non possono quantificare o aiutare a controllare l'esposizione umana all'impatto in mare.

In molti campi della scienza medica, è possibile ottenere risposte pertinenti solo studiando l'essere umano stesso. In questo caso, le nuove conoscenze necessarie per risolvere il problema possono essere stabilite solo studiando ciò che accade nella vita reale.

Scienziati e professionisti medici hanno il dovere di implementare le conoscenze all'avanguardia per trovare i fatti necessari per risolvere questi gravi problemi di salute sul lavoro. Pertanto, gli investigatori hanno scelto un approccio empirico, indagando su ciò che accade agli esseri umani nella vita reale in mare.