L’ARA à l’avant-garde de la recherche sur les effets des explosions et la santé du cerveau

Effets d’explosion

Albuquerque, Nouveau-Mexique, 01 juillet 2024 (GLOBE NEWSWIRE) — Applied Research Associates, Inc. (ARA) est depuis longtemps à l’avant-garde de la recherche sur les effets des explosions sur le cerveau, réunissant des équipes multidisciplinaires pour faire progresser notre compréhension des blessures et du cerveau. santé.

L’éventail de travaux liés à la santé cérébrale menés à l’ARA au cours des 20 dernières années a contribué à protéger le Warfighter et à promouvoir la vision d’ARA de servir d’entreprise vers laquelle le gouvernement et l’industrie se tournent pour des technologies innovantes et des solutions aux problèmes humains critiques qui rendre notre monde plus sûr, nous rendre plus sûrs et faire une différence dans notre vie quotidienne.

Les recherches de l’ARA ont contribué à éclairer le Blast Overpressure Safety Act, un projet de loi bipartisan récemment présenté au Congrès pour ordonner au ministère de la Défense (DoD) d’adopter plusieurs mesures visant à atténuer et à mieux protéger les militaires contre la surpression due aux explosions. Le projet de loi vise également à améliorer la recherche sur la santé cérébrale des combattants et à élargir l’accès au traitement pour les militaires et les anciens combattants.

Les efforts de l’ARA et de ses partenaires du DoD ont également joué un rôle dans la création du DoD Blast Overpressure Reference and Information Guide (D-BOP-RIG), récemment publié par la Defense Health Agency pour fournir des conseils au DoD sur la gestion des risques pour la santé cérébrale liés à la surpression due à l’explosion lors de l’entraînement.

ARA est le partenaire clé vers lequel les communautés médicales et militaires se tournent pour trouver des solutions de santé de pointe, et notre équipe est à la pointe de la recherche sur la protection individuelle et les traumatismes crâniens. ARA associe l’innovation à une connaissance approfondie des processus physiques, chimiques, physiologiques et biologiques pour résoudre des problèmes de santé complexes.

L’ingénieur principal de l’ARA, Suthee Wiri, titulaire d’un doctorat en génie chimique, est une experte en effets de souffle aérien, en environnements de souffle et en atténuation. L’ingénieure principale Christina Wagner, titulaire d’un doctorat en génie biomécanique, est une experte en génie des explosions et en génie biomédical. Wiri et Wagner ont répondu à six questions sur l’explosion et sur ce que fait l’ARA pour enquêter et remédier à ses effets nocifs.

1. Peux-tu brièvement expliquer quel air L’explosion est ?

Wiri : Une explosion d’air se produit lorsque de l’énergie est soudainement libérée par la détonation d’un explosif puissant ou, comme on le voit souvent lors de l’entraînement, par la combustion d’un propulseur sortant de la bouche d’une arme à feu. Une onde de souffle se propage vers l’extérieur et des interactions non linéaires complexes se produisent lorsque l’onde de souffle atteint un militaire. Le souffle des explosifs est étudié depuis longtemps. Récemment, nous avons passé du temps à étudier l’environnement d’explosion provoqué par la combustion du propulseur lorsque les militaires utilisent des systèmes d’armes. L’équipe a examiné les explosions autour des opérateurs pendant l’entraînement avec des armes à feu d’épaule, des mortiers, de l’artillerie, des canons de calibre .50 et des charges explosives, afin d’aider les chercheurs à étudier si des expositions multiples et inférieures au seuil peuvent entraîner des résultats négatifs.

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2. Que sont les blessures par explosion et qui étudie les effets des explosions sur le cerveau?

Wagner : Lorsqu’ils sont exposés aux ondes de souffle, les militaires peuvent subir des traumatismes crâniens (TCC) et des effets néfastes sur la santé cérébrale. Nos militaires signalent de plus en plus de symptômes physiques, cognitifs et psychologiques, soit après une grande explosion, soit après des expositions répétées à des explosions de faible intensité au cours de leur carrière, qui affectent leur qualité de vie. À l’ARA, les chercheurs s’efforcent de mieux comprendre le lien entre l’exposition aux explosions et les effets sur la santé cérébrale. Cette relation est complexe et est étudiée par des équipes multidisciplinaires issues du gouvernement, du monde universitaire et de l’industrie possédant une expertise en physique des explosions, en biomécanique, en physiologie, en neurosciences et en médecine.

3. Qu’avons-nous appris au fil des années sur les effets à long et à court terme des explosions et des neurotraumatismes ?

Wagner : Plus important encore, nous avons identifié une corrélation plausible entre l’exposition à l’explosion et des symptômes chroniques tels que des maux de tête, de la fatigue et des difficultés cognitives, même sans diagnostic de traumatisme crânien. De nombreuses hypothèses ont été étudiées pour expliquer comment une onde de choc interagit avec le cerveau, entraînant ces effets négatifs, sans réponse claire. Ce que nous constatons, c’est que le traumatisme crânien induit par l’explosion et ses symptômes peuvent être fondamentalement différents des commotions cérébrales causées par des impacts à la tête.

4. Pourquoi avons-nous constaté une préoccupation accrue concernant les effets de l’explosion au cours des deux dernières années ? décennies?

Wiri : Les préoccupations concernant la santé cérébrale des militaires sont à l’origine de la plupart des travaux que nous avons récemment réalisés. Il y a de nombreuses années, la DARPA a déployé de petits capteurs d’explosion montés sur le corps et a recueilli des données sur les combats. Cela a constitué un grand pas en avant, car nous disposions de données quantifiées (mesures de « dose ») sur les niveaux d’exposition aux explosions. L’ARA a contribué à analyser les données, et nous en avons beaucoup appris. Ces dernières années, nous nous sommes concentrés sur l’exposition aux explosions lors des entraînements. Ces événements sont des expositions à des explosions de magnitude bien inférieure à celles que l’on observe généralement au combat, mais la préoccupation concernait l’exposition répétée à des explosions de faible intensité et les effets possibles sur le cerveau.

5. Quelles sont les étapes clés de la longue histoire de l’ARA en matière de recherche sur les explosions ?

Wiri : L’ARA est depuis longtemps un leader dans la recherche sur les explosions. Les chercheurs de l’ARA ont en fait collecté des données sur les explosions lors d’incidents de brèches explosives en 2006. Cet effort a montré qu’il était possible de collecter des données sur les explosions sur le terrain. Mon implication a commencé avec l’analyse des données du capteur d’explosion de la DARPA. Une chose que nous avons apprise de cet effort et du travail de la DARPA Blast Gauge était la nécessité de fournir mesures de souffle normalisées à partir des données du capteur de souffle monté sur le corps. En coopération avec les clients du DoD, ARA a développé le logiciel FAST-CT pour traiter les données des capteurs de souffle. FAST-CT utilise des algorithmes basés sur la physique pour collecter des données d’explosion complexes avec des effets de réflexion, de diffraction et de blindage des chocs, et produire des mesures d’explosion standardisées pour chaque événement d’explosion.

Wagner : FAST-CT possède des décennies de « savoir-faire » en matière d’algorithmes. Mais les deux principales choses que FAST-CT fait sont de fournir : 1) des mesures de souffle standardisées (surpression maximale incidente et impulsion de surpression maximale incidente) et 2) la suppression des données faussement positives. La normalisation est importante car lorsque les capteurs embarqués ont été lancés pour la première fois, chaque groupe de recherche (souvent des chercheurs en médecine plutôt que des personnes formées à la physique des explosions) traitait les données à sa manière. Cela rendait difficile la comparaison des résultats de différents groupes. En d’autres termes, nous n’obtenions pas de comparaisons « de pommes avec des pommes ». La deuxième consiste à supprimer les faux positifs. Presque tous les capteurs enregistrent des données qui ne proviennent pas d’une explosion (faux positifs). D’après notre expérience, cela est rare, mais il est essentiel que ces données soient supprimées avant d’être exportées vers le dossier médical d’un militaire. Historiquement, l’identification des faux positifs se faisait à la main. Ce n’est tout simplement pas pratique si un grand nombre de capteurs de souffle sont déployés. Nous avons résolu le problème en écrivant un logiciel pour identifier les faux positifs.

6. Quelles sont les solutions actuelles ARA offre qui peut aider élargir nos connaissances collectives sur les effets des explosions, les atténuer et améliorer les traitements ?

Wagner : L’automatisation et la normalisation du traitement et de l’analyse des données des capteurs d’explosion sont essentielles. Je pense que les logiciels sont le meilleur moyen de résoudre le problème du « big data » avec des milliers, voire des dizaines de milliers de militaires équipés de capteurs d’explosion pour surveiller leur exposition. Deuxièmement, en tant que communauté, nous devons progresser sur la relation « dose/réponse » entre l’exposition aux explosions et la santé du cerveau.

Wiri : Je pense qu’il est important de prendre en compte la formation et l’éducation pour atténuer l’exposition aux explosions lors de l’entraînement : rester « à gauche de la flèche ». Les militaires sont intelligents et utiliseront nos recherches, comme les contours de surpression d’explosion, pour réduire leur exposition aux explosions. Il peut s’agir de changements mineurs dans la position du corps ou de s’éloigner d’une source d’explosion tout en respectant les objectifs de formation. En tant qu’équipe, nous nous engageons à poursuivre notre travail pour fournir des solutions innovantes qui approfondissent le corpus de connaissances sur la santé cérébrale et protègent le combattant des effets potentiellement insidieux des explosions.

À propos d’ARA

Fondée en 1979 à Albuquerque, au Nouveau-Mexique, Applied Research Associates, Inc. (ARA) propose des recherches scientifiques et techniques pour résoudre des problèmes d’importance nationale. ARA propose des produits de pointe et des solutions innovantes pour la défense nationale, l’énergie, la sécurité intérieure, l’aérospatiale, la santé, les transports et la fabrication. Avec plus de 2 000 employés-propriétaires répartis aux États-Unis et au Canada, ARA offre une large gamme d’expertise technique dans les domaines des technologies de défense, du génie civil, des logiciels et de la simulation informatiques, de l’analyse de systèmes, de l’ingénierie biomédicale, des technologies environnementales et des essais et mesures de souffle.

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