Akrobacje swobodnego spadania w celu zmniejszenia obciążenia szyi podczas szoku otwierającego spadochron: ocena interwencji. (ACROPOSE)

Podwyższona częstość występowania bólu szyi wśród skoczków spadochronowych jest związana z narażeniem na wielokrotne otwieranie spadochronu. Wstrząs otwierający spadochron (POS) to nagłe i brutalne wyhamowanie człowieka. W skokach spadochronowych (spadochroniarstwo sportowe z samolotu) spowalnia swobodnie spadającego skoczka z prędkości >200 km/h do <30 km/h w ciągu kilku sekund. Zmierzono wielkości opóźnienia POS 9-12 razy większe od ziemskiego przyspieszenia grawitacyjnego (bezwymiarowy współczynnik oznaczony jako G). Te twarde otwory były bolesne, a wiele bardzo twardych otworów spowodowało obrażenia widoczne dla systemów opieki zdrowotnej. Podczas subiektywnie normalnych otwarć deceleracje mierzone na ludzkiej szyi przekraczają 4 G, a początkowe szybkości (szarpnięcia) przekraczają 20 G/s. Biorąc pod uwagę, że aktywni spadochroniarze mogą wykonywać dziesięć skoków dziennie, a podczas swojej kariery spadochronowej mogą zgromadzić grubo ponad tysiąc skoków, są to wartości problematyczne. Piloci myśliwców cierpieli na ból szyi po mniejszej ekspozycji na przyspieszenie. W szwedzkiej populacji skoczków spadochronowych częstość występowania bólu szyi wynosi 45%, w porównaniu z ogólną populacją szacowaną na 37%. Niedawno opublikowane dane pokazują, że mięśnie karku skoczka spadochronowego są nadmiernie obciążone podczas POS, a dane z naszej grupy sugerują, że POS składa się z biomechanicznie dyskretnych faz. Pierwsza faza obejmuje początkowe szarpnięcie w kierunku brzusznym do grzbietowego, tj. „Pociągnięcie do tyłu”, oznaczone ujemnym Gx, kiedy skoczek jest szybko obracany z pozycji leżącej brzuchem do ziemi do pozycji pionowej. Podczas tej fazy ramię momentu od środka masy głowy do punktu połączenia spadochronu na ramionach jest długie i prawdopodobnie spowoduje duży moment obrotowy w szyi. Druga faza, oznaczona jako dodatnia Gz, zawiera większość spowolnienia POS skierowanego od ogona do czaszki. Wejście w drugą fazę z szyją wygiętą do przodu od szarpnięcia postawiłoby mięśnie szyi w wyraźnej niekorzystnej sytuacji.

W sporcie pożądane wydaje się zapobieganie kontuzjom poprzez sposób uprawiania tego sportu. Wśród sportowców zasugerowano szereg technik zmniejszania obciążenia szyi POS, z których dwie są atrakcyjne pod względem biomechanicznym: zmniejszenie prędkości otwierania spadochronu i ustawienie głowy człowieka wysoko przed wyjęciem głównego spadochronu. To, czy techniki te faktycznie zmniejszają obciążenie szyi podczas POS, nie zostało systematycznie ocenione. Z wyznaczonej empirycznie zależności między maksymalnym opóźnieniem POS a prędkością swobodnego spadania można obliczyć, że zmniejszenie prędkości z 220 km/h do 190 km/h może zmniejszyć maksymalne opóźnienie, a tym samym (stała masa) siłę o 25%. Takie zmniejszenie prędkości jest możliwe tylko przy użyciu ludzkiego ciała. Nasze statyczne oceny antropometryczne sugerują, że o ile nie nastąpi zgięcie głowy do przodu, podniesienie głowy ciała wysoko do kąta 45 stopni od płaszczyzny płaskiego brzucha do względnego wiatru może zmniejszyć ramię dźwigni głowa-szyja o 30% . Tak więc udane połączenie redukcji prędkości i redukcji ramienia dźwigni głowy i szyi daje nadzieję na zmniejszenie momentu obrotowego w szyi o około połowę podczas POS. Można postawić hipotezę, że taka istotna zmiana mechaniczna ma skutki biologiczne.

Protokół interwencji opiera się na danych obserwacyjnych i statycznych obliczeniach antropometrycznych oraz jest inspirowany niepotwierdzonymi informacjami. Był on systematycznie weryfikowany przez ekspertów w danej dziedzinie, a wyniki tej walidacji zostały opublikowane. Interwencja jest pomyślana jako połączenie redukcji prędkości i redukcji ramienia dźwigni głowy-szyi, przy czym głównymi zmiennymi wynikowymi są wielkości opóźnień i szarpnięć, wyrażone odpowiednio w G i G/s, a badani są doświadczonymi skoczkami spadochronowymi wykonującymi dwa kolejne skoki na tego samego dnia z losową kolejnością (jeden to skok kontrolny, a drugi skok interwencyjny).

Opierając się na szacowanej rzeczywistej wielkości efektu 30% i pożądanym poziomie mocy 0,9, obliczenie wielkości próby sugeruje, że 16 osób wystarczy do analiz parametrycznych. Aby umożliwić odpadnięcie, wielkość próby zostanie zwiększona do 20 osób. W ten sposób do badania zostanie zrekrutowanych dwudziestu bardzo doświadczonych skoczków spadochronowych, którzy wykonają dwa kolejne skoki spadochronowe z prędkością końcową tego samego dnia. Ich dane demograficzne i podstawowe dane zostaną uzyskane za pomocą zatwierdzonego internetowego kwestionariusza dla skoczków spadochronowych. Osoby badane będą rekrutowane za pośrednictwem forów elektronicznych, w tym list e-mailowych, dla bardzo doświadczonych skoczków spadochronowych. Będą korzystać z własnych spadochronów spadochronowych spakowanych i konserwowanych we własnym zakresie. Powodem tego jest zachowanie typowych i komfortowych warunków dla każdego badanego, podczas gdy nieznany system może wprowadzić niepożądane zaburzenia psychomotoryczne, a także utrzymanie wysokiego stopnia trafności zewnętrznej (w porównaniu z użyciem tylko jednego typu standaryzowanego spadochronu).

Szczegółowy opis planowanej aparatury pomiarowej został opublikowany oddzielnie. Konfiguracja sprzętu w całości została zatwierdzona do użytku w powietrzu przez Krajowego Oficera Bezpieczeństwa Szwedzkiego Stowarzyszenia Spadochronowego. Wiele trójosiowych przyspieszeniomierzy jest używanych do pomiaru opóźnień i szarpnięć, a wideografia do rejestrowania złożonych ruchów, w tym otwierania spadochronu i ruchu głowy. Dane dotyczące wysokości i prędkości spadania będą zbierane za pomocą wysokościomierza barometrycznego i globalnego systemu pozycjonowania (GPS), przy użyciu najnowocześniejszych urządzeń spadochronowych.

Dwa kolejne skoki spadochronowe z wysokości 4000 m każdy uczestnik wykona tego samego dnia; jeden to skok kontrolny, a drugi to skok interwencyjny. Ze względów bezpieczeństwa wysokość startu prędkości startowej głównego spadochronu będzie wyższa niż normalna, a lądowania z dużą prędkością będą zabronione. Podczas jednego z dwóch skoków ze spadochronem osoba testowana wykona interwencję składającą się z sekwencji manewrów swobodnego spadania wykonywanych przy użyciu ludzkiego ciała: Redukcja prędkości swobodnego spadania przed wyzwoleniem głównego spadochronu, a następnie uniesienie głowy do góry przed wyjęciem głównego spadochronu . Szczegóły manewrów zostaną przekazane badanemu w pisemnej instrukcji.

W tym badaniu wykorzystany zostanie krzyżowy, wewnątrzobiektowy, powtarzany projekt pomiarów z losową kolejnością wykonywania skoku interwencyjnego lub „zwykłego” skoku w pierwszym skoku z dwóch. Skomputeryzowana randomizacja zostanie przeprowadzona w blokach, tj. mieć równą liczbę badanych, zaczynając od skoku interwencyjnego, a skokiem kontrolnym w bloku co cztery osoby. Szczegółowy opis planowanej metodologii przetwarzania i analizy danych został opublikowany oddzielnie. Do pomiaru efektów planowane jest zastosowanie powtarzanej w obrębie grupy pomiarów ANOVA, a do testowania zależności – regresji.

Oczekuje się, że wyniki tego badania przyczynią się do stworzenia podstaw przyszłej profilaktyki bólu szyi wśród skoczków spadochronowych, o którym wiadomo, że ma związek z wielokrotnym narażeniem na otwieranie spadochronu. W pracy nad tym problemem zdrowotnym nasze badanie może stworzyć logiczne rozwidlenie z ważnymi implikacjami na przyszłość. Z biomechaniki statycznej i obliczeń teoretycznych wynika, że ​​planowana interwencja daje nadzieję na zmniejszenie o połowę momentu obrotowego w szyi podczas otwierania spadochronu. Chociaż rzeczywiste wyniki mogą nie wykazywać tak imponującego efektu, ważne jest, aby zbadać to założenie; jeśli można wykazać, że ma jakieś zalety, dalsze badania populacyjne na dużą skalę i wdrożenie wydają się uzasadnione, być może oferując eleganckie rozwiązanie powszechnego problemu zdrowotnego w tej populacji. Jeśli, z drugiej strony, można wykazać, że planowana interwencja ma niewielki lub żaden wpływ na jej biomechaniczne zmienne wynikowe, zostanie poddana w wątpliwość konwencjonalna mądrość skoczków spadochronowych, na której się opiera, przenosząc przyszłą uwagę w większym stopniu na producentów systemy spadochronowe.

Badanie to zostanie przeprowadzone w szwedzkiej przestrzeni powietrznej we współpracy i pod nadzorem Narodowego Oficera Bezpieczeństwa Szwedzkiego Stowarzyszenia Spadochronowego. Wykorzystane zostaną wszystkie środki bezpieczeństwa dla spadochroniarstwa sportowego dostępne w ramach Szwedzkiego Stowarzyszenia Spadochronowego. Badanie to zostanie przeprowadzone zgodnie z Deklaracją Helsińską. Wszyscy badani otrzymają ustną i pisemną informację o badaniu, w tym o aspektach bezpieczeństwa (np. zgodę na niewykonywanie lądowań z dużą prędkością podczas badania) oraz podpiszą pisemną zgodę na udział. Wszystkie osoby zostaną poinformowane, że w każdej chwili mogą zakończyć udział w badaniu.