Narażenie ludzi na uderzenia na pokładzie szybkich łodzi (MASHIEN)

WPROWADZENIE Ostatecznym celem badania jest ochrona profesjonalistów obsługujących szybkie łodzie przed poważnymi obrażeniami spowodowanymi uderzeniem.

Wymaga to ustalenia, jakie rodzaje oddziaływań są niebezpieczne i zdefiniowania odpowiednich limitów trwałego narażenia na oddziaływanie człowieka.

Narażenie człowieka na uderzenia na pokładzie szybkich łodzi powoduje ból i urazy, niektóre poważne, trwałe i wyniszczające, zmęczenie fizyczne i upośledzenie funkcji poznawczych.

Rosnące prędkości i rosnąca liczba szybkich łodzi używanych w operacjach zawodowych wydają się zwiększać te problemy zarówno pod względem liczby, jak i dotkliwości na całym świecie.

Brak wiedzy na temat rzeczywistego narażenia i zrozumienia przyczyn urazów oraz wdrażanie kontrproduktywnych przepisów, metod badań, specyfikacji mogło przyczynić się do wzrostu liczby urazów.

Aby określić, jakie narażenie na uderzenie jest niebezpieczne, konieczne jest przeprowadzenie prospektywnego badania podłużnego na ludziach poddanych odpowiedniej rzeczywistej ekspozycji na morzu i skorelowanie tej ekspozycji w czasie rzeczywistym z parametrem fizjologicznym wskazującym na ryzyko ostrego urazu.

W oparciu o nową wiedzę można zaproponować odpowiednie limity narażenia, aby chronić operatorów przed urazami i umożliwić pełną zdolność operacyjną w trakcie i na miejscu docelowym lub misji.

Nowe fakty mogą również stanowić podstawę dla nowej jednostki miary ilościowej reprezentującej siły wywołane uderzeniem, stanowiące wyzwanie dla struktur anatomicznych i oparte na wielkości i charakterystyce uderzeń.

2. WPROWADZENIE Niedawna retrospektywna ankieta internetowa dotycząca zgłaszanych przez siebie obrażeń przez emerytowanych operatorów łodzi US SOF (Special Operations Forces) HS, ankieta SWCC2020, wskazuje na znaczny wzrost obrażeń w porównaniu z podobnym badaniem przeprowadzonym na personelu czynnej służby 20 lat wcześniej, Chorąży 2000.

SWCC pokazuje 1,1 urazu na osobę na rok, 50% urazów dotyczy kręgosłupa, 33% respondentów straciło przytomność na pokładzie z powodu uderzenia całego ciała, 40% respondentów ma stopień niepełnosprawności VA od 70 do 100%.

Jest to ekstremalne środowisko pracy, na które narażone jest stosunkowo niewiele osób w każdym kraju. Stąd nadal istnieją znaczne luki w wiedzy, które należy uzupełnić, aby rozwiązać problemy:

Jaka jest rzeczywista ekspozycja? Kiedy robi się niebezpiecznie? Które cechy uderzenia mają wpływ na ryzyko obrażeń? Jak należy porównać te cechy? Ponieważ narażenie na uderzenie jest nieprzewidywalne i stochastyczne, symulacja w sztucznym środowisku jest niemożliwa.

Ciało ludzkie jest bardzo skomplikowanym „aparatem” zaprojektowanym, aby chronić się przed szkodliwym narażeniem na kilka sposobów: Niezwykle trudno jest również przewidzieć reakcję fizjologiczną na nieograniczoną różnorodność uderzeń. Ciało ma 360 stawów, 206 kości i 600 mięśni reagujących na nagłe siły zewnętrzne.

Wiele czynników fizjologicznych wpływa na wpływ uderzeń na ludzkie ciało: masa ciała, wzrost, centralna grawitacja, postawa, siła mięśni, forma fizyczna, stan wytrenowania odpowiedzi odruchowej itp.

Wiele czynników fizycznych wpływa na to, jak uderzenia wpływają na organizm ludzki: różne cechy uderzeń, takie jak szczytowa wartość przyspieszenia, czas narastania, zawartość częstotliwości, czas trwania uderzenia, okres uderzenia, liczba uderzeń, kierunek wektorów uderzenia/siły itp.

Brak odpowiedniej wiedzy doprowadził do powstania nieistotnych przepisów dotyczących narażenia opartych na nieistotnych normach pomiarowych. Dyrektywa UE 2002/44, mająca na celu kontrolę narażenia zawodowego na ciągłe wibracje, opiera się na normie ISO 2631 dotyczącej wibracji. Dokumenty te wykorzystują VDV, wartość dawki drgań, do ilościowego określenia narażenia na ciągłe wibracje. Wykazano, że VDV nie ma korelacji z narażeniem na poważne dyskretne uderzenia. Sed(8) został zaproponowany, ale jest również przeznaczony do ilościowego określania drgań ciągłych i ma te same ograniczenia.

Limity narażenia na wibracje określone w dyrektywie UE 2002/44 nie mają znaczenia dla narażenia na dyskretne uderzenia. Limity te są również niemożliwe do spełnienia podczas prowadzenia akcji ratownictwa morskiego, misji policyjnych czy szkolenia wojskowego w normalnych warunkach morskich.

W związku z tym są one lekceważone w większości krajów, a operatorom brakuje odpowiedniej ochrony regulacyjnej.

Niniejsze opracowanie opiera się na następujących faktach: F. i założeniach: A. F. Uderzenia kadłuba na morzu mogą przekroczyć wartość szczytową 20 g. A. Wyższe wartości szczytowe powodują większe ryzyko obrażeń. F. Czasy narastania (czas od 0 do wartości szczytowej g) uderzeń mogą wynosić zaledwie 6 ms A. Krótsze czasy narastania mogą powodować wyższe i bardziej niebezpieczne impulsy. F. Uderzenia zawierające siły poprzeczne powodują więcej obrażeń niż czysto pionowe A. Narażenie na uderzenie należy zmierzyć, aby można było przeanalizować trzy wektory siły, x, y i z.

F. Zmierzone uderzenia na siedzenie znacznie różnią się od uderzeń zmierzonych na ludzi.

A. Narażenie na uderzenie mierzone na człowieku jest bardziej istotne niż narażenie mierzone na siedzeniu.

F. Poziomych sił uderzenia działających na ludzi nie można zmierzyć na siedzeniu. A. Narażenie człowieka na uderzenie musi być mierzone na ciele ludzkim. F. Filtrowanie dolnoprzepustowe danych o wpływie ukrywa informacje o wartościach szczytowych i czasach narastania A. Dane o narażeniu muszą być gromadzone jako nieprzetworzone dane nieprzetworzone. F. Konwersja danych narażenia na VDV lub Sed(8) zmienia wartości szczytowe i czasy narastania.

A. Dane dotyczące narażenia muszą być gromadzone jako nieprzetworzone, niefiltrowane dane. F. Ból może istnieć bez urazu, ale ostry uraz zwykle powoduje ból. F. Ból można naukowo monitorować za pomocą formularza PainDrawing Rady Ministrów Nordyckiej.

A. Zdarzenia i utrzymywanie się bólu mogą być wykorzystane do wskazania początku urazu.

3. METODA Celem badań jest korelacja narażenia na uderzenie kadłubów łodzi i ludzi z parametrem fizjologicznym możliwym do wykorzystania jako wskaźnik rozwoju urazu. Jedynym takim parametrem, który można codziennie monitorować w kohorcie setek osób, jest ból.

Ponieważ to badanie nieinterwencyjne miało na celu ustalenie rzeczywistego normalnego narażenia, dane dotyczące narażenia będą gromadzone tylko podczas normalnych, regularnych czynności, a w celu gromadzenia danych nie będą wykonywane żadne tranzyty.

Metoda badawcza ma na celu rejestrację narażenia na uderzenia kadłubów oraz ludzi znajdujących się na statkach pływających w rzeczywistych warunkach morskich. Przyspieszenia będą rejestrowane jako niefiltrowane, surowe dane. Pozwoli to na analizę wszystkich charakterystyk uderzeń, potencjalnie istotnych dla skutków fizjologicznych i ryzyka urazów. Pozwoli to na ocenę znaczenia nie tylko szczytowych wartości przyspieszenia, ale także czasów narastania (czas od 0 g do szczytu g), czasu trwania uderzenia, energii, okresu uderzenia (czas między uderzeniami) oraz wektora siły (kierunek uderzenia) itp. Dzięki temu wyniki będą również przejrzyste i możliwe do zbadania.

3.1 PROJEKT BADANIA WIELOAGENCYJNEGO Wspólny wysiłek ma na celu zebranie wystarczającej ilości danych, aby osiągnąć moc statystyczną. Wymaga to od wszystkich agencji korzystania z tych samych protokołów badań, sprzętu i oprogramowania oraz ostatecznie udostępniania odpowiednich wyników we wspólnej bazie danych.

Agencje w 16 krajach już wyraziły zainteresowanie udziałem. Wszystkie dane podmiotu będą anonimowe, a dane łodzi pozbawione potencjalnie wrażliwych informacji operacyjnych przed przesłaniem do wspólnej bazy danych.

Kluczowe synergie można również osiągnąć poprzez dzielenie się kosztami, danymi i wynikami. Aby osiągnąć statystycznie istotne wyniki, można zebrać wystarczającą liczbę łodzi, obiektów i wydarzeń związanych z uderzeniem fali.

3.2 POMIAR WPŁYWU NA LUDZI I KADŁUBY Uderzenia całego ciała będą przez cały czas monitorowane przez dwie osoby na pokładzie każdej łodzi. Każda łódź będzie miała zainstalowany rejestrator danych na cały okres badania. Zostanie on podłączony do 3-osiowego akcelerometru przymocowanego do kadłuba, blisko jego COG. Dwie osoby z załogi, najlepiej sternik i nawigator, będą nosić 3-osiowe akcelerometry zamontowane na pasach nerkowych i podłączone do rejestratora danych. Zarejestrowane dane wskażą rzeczywistą ekspozycję na uderzenia oraz siły działające na kadłuby i ludzi. Dane te pokażą rzeczywistą ekspozycję i związek między uderzeniami kadłuba a uderzeniami człowieka dla każdego typu łodzi.

3.3 REJESTRATOR DANYCH I CZUJNIKI Do tego badania opracowano specjalnie zaprojektowane urządzenie do rejestracji danych. MAREC (Marine Acceleration Recorder) jest zoptymalizowany pod kątem łatwości użytkowania i instalacji. Zainstalowany na pokładzie i podłączony do prądu stałego 12 lub 24 V automatycznie rozpocznie rejestrację, gdy tylko łódź osiągnie prędkość większą niż 3 kts. MAREC posiada 10 kanałów analogowych, z których 9 jest wykorzystywanych przez trzy 3-osiowe akcelerometry o zakresie ± 25 g. Częstotliwość próbkowania wyniesie 600 Hz. Posiada również wbudowany odbiornik GPS rejestrujący czas, pozycję, kierunek i prędkość satelity. Wewnętrzna pamięć USB 16 Gb może przechowywać dane przez cały okres badania. Po badaniu lub nawet w trakcie badania dane można przesłać do komputera w celu analizy.

3.4 BÓL WSKAZUJE NA RYZYKO OBRAŻENIA Ból jest używany do wskazania, czy narażenie powoduje ryzyko urazu. Cały personel obsługujący łodzie będzie rejestrował zdarzenia i rozwój bólu podczas całego okresu próbnego.

Specjalna aplikacja na smartfony, PainDrawing, będzie codziennie zachęcać pacjentów do zapisywania odpowiedniego bólu. Opiera się to na dwóch naukowo potwierdzonych metodach, VAS, wizualnej skali analogowej i formie rysowania bólu opracowanej przez Nordycką Radę Ministrów. Aplikację można pobrać bezpłatnie zarówno na Androida, jak i na iPhone'a.

Ból jest jedynym parametrem fizjologicznym, który można wykorzystać jako wskaźnik ryzyka urazu i który można monitorować i określać ilościowo w czasie, wystarczająco często, aby monitorować dużą kohortę. Jego zadaniem jest zapobieganie kontuzjom. Ból może występować bez urazu, ale rzadko ostry uraz objawia się bez bólu.

Ból jest również istotnym objawem, a czasem stanem, który wpływa na sprawność fizyczną, wytrzymałość, a nawet zdolności umysłowe. Powinno być oczywiste, że narażenia powodującego ból podczas wymagających operacji należy unikać lub w jak największym stopniu ograniczać.

3.5 ANALIZA I ZARZĄDZANIE DANYMI Uczestniczące agencje i organizacje przesyłają zebrane dane dotyczące narażenia na swoje lokalne komputery. Pliki binarne zostaną przekonwertowane i przedstawione w formie graficznej czytelnej nawet dla laika.

Oprogramowanie do analizy danych wybierze następnie odpowiednią, niewrażliwą część do udostępnienia i na żądanie zostanie przesłane do wspólnej bazy danych dużych zbiorów danych.

Zbudowany w tym celu silnik analizy danych DAE przeanalizuje korelację różnych cech oddziaływań z odpowiedzią fizjologiczną, zgłaszaną jako doznanie i utrzymywanie się bólu.

4. WYNIKI I ZASTOSOWANIA W oparciu o spodziewane wyniki badań możliwe będzie kalibrowanie przyrządów ze wskaźnikami montowanymi na desce rozdzielczej, informującymi operatorów o przekroczeniu bezpiecznego poziomu przez uderzenia kadłuba za pomocą sygnałów zielonych, żółtych lub czerwonych, gdzie kolor czerwony powinien wskazywać poza granice.

Wyniki powinny również wskazywać na istotność różnych analizowanych charakterystyk uderzenia.

Ostatecznie wyniki mogą stanowić podstawę odpowiednich zaleceń dotyczących dopuszczalnych i niebezpiecznych poziomów narażenia na uderzenie całego ciała.

Uczestniczące agencje będą zbierać informacje o tym, jak działają ich różne łodzie, powodując uderzające uderzenia podczas rzeczywistego użytkowania. Będą również mogli zobaczyć, jak różne poziomy umiejętności operatora wpływają na ekspozycję.

5. WNIOSEK Obecne normy i przepisy nie mogą określić ilościowo ani pomóc w kontrolowaniu narażenia człowieka na skutki oddziaływania na morzu.

W wielu dziedzinach nauk medycznych uzyskanie odpowiednich odpowiedzi jest możliwe tylko poprzez badanie samego człowieka. W takim przypadku nową wiedzę potrzebną do rozwiązania problemu można zdobyć jedynie poprzez badanie tego, co dzieje się w prawdziwym życiu.

Naukowcy i pracownicy służby zdrowia mają obowiązek wdrażania najnowocześniejszej wiedzy, aby znaleźć fakty potrzebne do rozwiązania tych poważnych problemów zdrowotnych w miejscu pracy. Dlatego badacze wybrali podejście empiryczne, badając, co dzieje się z ludźmi w prawdziwym życiu na morzu.