Un nuevo dispositivo detecta tensión por calor en aprendices militares
El investigador del Laboratorio Lincoln, James Balcius, prueba el dispositivo de detección de tensión por calor. El reloj inteligente muestra un pulgar hacia arriba y un fondo verde, lo que indica que no corre riesgo de sufrir una lesión por calor en este momento. Crédito: Glen Cooper
En 2020, más de 2000 miembros del servicio militar estadounidense sufrieron insolación o agotamiento por calor. Tales lesiones representan una «amenaza significativa y persistente tanto para la salud de los militares estadounidenses como para la eficacia de las operaciones militares», según un informe reciente de salud militar. Los reclutas jóvenes o sin experiencia son especialmente vulnerables.
Un nuevo dispositivo del MIT Lincoln Laboratory ahora puede alertar a los alumnos cuando se dirigen hacia una lesión. El dispositivo estima continuamente la temperatura corporal central de una persona para determinar su nivel de riesgo de tensión por calor mientras entrena. Este riesgo se comunica en la pantalla de un reloj inteligente, lo que brinda una advertencia temprana a su usuario.
«La lesión por calor es una lesión prevenible si sabe cómo buscarla», dice James Balcius, quien dirige el programa. Investigador biomédico en el Grupo de Sistemas de Rendimiento y Salud Humana, Balcius se unió al Laboratorio Lincoln después de 30 años de servicio militar. «Los servicios tienen cientos de estas lesiones cada año, y anualmente varios miembros del servicio mueren a causa de esto. Los entrenadores y los médicos podrían beneficiarse de herramientas que brinden una advertencia de una víctima inminente por calor. Es por eso que estamos desarrollando esta tecnología. «
El sistema se compone de unos pocos componentes. Primero, un sensor de brazalete mide la frecuencia cardíaca del aprendiz. Esos datos de frecuencia cardíaca se envían a través de Bluetooth a un reloj inteligente. Instalada en el reloj, una aplicación desarrollada por Lincoln Laboratory ejecuta un algoritmo que usa los datos para estimar la temperatura corporal central. Dependiendo de esos resultados, el reloj inteligente mostrará un ícono visual (una señal de alto, una señal de peligro o un pulgar hacia arriba) con un fondo de color (rojo, amarillo o verde) y emitirá un tono audible para alertar a los usuarios si se están sobrecalentando.
«No significa que todos los que entren en rojo se lesionarán, pero hay una mayor probabilidad de que lo hagan, por lo que deben tomar un descanso», dice Balcius.
Esta tecnología fue desarrollada bajo el patrocinio de la Actividad de Desarrollo de Material Médico del Ejército de los EE. UU. y en asociación con el Instituto de Investigación de Medicina Ambiental del Ejército de los EE. UU. En octubre, la tecnología se transfirió al Comando de Capacitación y Educación del Cuerpo de Marines de EE. UU., que hasta ahora ha enviado 170 prototipos en sitios de capacitación básica. Los comentarios han sido positivos, con recomendaciones para mejorar la capacidad.
Tara Boettcher, también investigadora del Human Health and Performance Systems Group, fue clave para coordinar la logística de los componentes del dispositivo, el ensamblaje del sistema y la entrega al campo. sitios.
«Fue agradable volver al campo para ver cómo se probaba el dispositivo, primero en Parris Island y luego en San Diego», dice Balcius. También fue un recordatorio de cuán fácilmente pueden ocurrir lesiones por calor. «Recuerdo que nuestro equipo decía: ‘Oh, bueno, hoy hace bastante calor’, y luego vimos tres casos de calor en el único día que estuvimos allí».
La temperatura corporal central que monitorea el dispositivo para determinar una alerta roja, amarilla o verde se establecen en «temperaturas generalmente más bajas», dice Balcius, apropiadas para los reclutas que aún no se han aclimatado a las exigencias del entrenamiento militar. En el futuro, esta configuración podría modificarse a nivel individual.
El algoritmo que utiliza este dispositivo para estimar la temperatura corporal central fue desarrollado por el gobierno de EE. UU. en 2013. Desde entonces, se ha utilizado en muchos productos comerciales. Este dispositivo, sin embargo, es el primer uso del algoritmo en un factor de forma tan pequeño como un reloj inteligente.
Nancy DeLosa, desarrolladora de software y arquitecta en el laboratorio, escribió el código responsable de esa integración exitosa. «Tomamos el mismo concepto y lo usamos en muchos factores de forma diferentes», dice DeLosa. Una tecnología de tensión térmica similar para la que desarrolló software durante la última década inspiró este trabajo y ayudó a que este nuevo dispositivo se creara en menos de un año. Esa tecnología anterior, que ahora utilizan las fuerzas armadas, es un sistema de control fisiológico más complejo.
El atractivo de este nuevo dispositivo es su peso ligero y bajo costo (menos de $500). El uso de equipos comerciales fue clave para cumplir con esos requisitos, aunque las actualizaciones del sistema operativo del reloj inteligente y la descontinuación del modelo de monitor de frecuencia cardíaca con brazalete arrojaron obstáculos de último minuto al programa. Cambiar al modelo más nuevo que usaba dos canales de Bluetooth en lugar de uno confundió el sistema; DeLosa resolvió estos problemas haciendo cambios en la programación.
«Fue una experiencia interesante tomar el equipo COTS [comercial listo para usar] e intentar que hiciera algo para lo que nunca fue diseñado». agrega.
Ahora que el programa ha llegado a su fin, Balcius está buscando formas de hacer la transición de esta capacidad más allá de las fuerzas armadas. Las lesiones por estrés térmico también se informan significativamente en organizaciones de ayuda humanitaria y de socorro en casos de desastre.
Para Balcius, su experiencia personal hace que la prevención de estas lesiones sea especialmente significativa.
«En el entrenamiento básico, tuve una lesión por calor. Es muy personal para mí querer evitar que otra persona tenga que pasar por eso», dice. «Es por eso que serví durante tanto tiempo, y es por eso que vine al Laboratorio Lincoln para ser parte de la misión de la manera en que soy más útil. Las lesiones por calor pueden no ser una lesión que me venga a la mente cuando pienso en combatientes, pero persistentemente se produce todos los años en todos los servicios y necesita resolverse.»
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