Prevalenza del congelamento, fattori di rischio e screening basato sul CID tra militari stanziati nelle regioni subartiche settentrionali/alpine: un'indagine trasversale

Sommario

Abbiamo esaminato 1.250 militari nelle guarnigioni subartiche settentrionali/alpine per profilare il congelamento e valutare lo screening CIVD. Nuove reclute, origine meridionale e addestramento operativo sul campo aumentavano il rischio; VO₂ max e adipositità no. Un indice CIVD senza unità ha mostrato una buona discriminazione (AUC 0,778), a sostegno di una prevenzione mirata.

Abstract

Il congelamento rimane una ferita comune da raffreddore nelle unità militari che operano in climi severi, tuttavia l'epidemiologia e i marcatori di screening fisiologico per il personale vulnerabile non sono pienamente caratterizzati. Abbiamo condotto uno studio trasversale su 1.250 militari maschi di stanza nelle regioni subartiche settentrionali/alpine, combinando un questionario strutturato con antropometria (pieghe cutanee), stimando il massimo assorbimento di ossigeno (_{VO 2} max; Bruce), e un protocollo standardizzato di vasodilatazione indotta da freddo mani/piede (CIVD). Il congelamento è stato segnalato da 688 partecipanti (55,0%), prevalentemente di primo grado; i piedi (78,1%) e le mani (75,0%) sono stati i più colpiti, con incidenti raggruppati tra novembre e febbraio tra -20 °C e -50 °C. Nei modelli multivariabili, lo stato di recluta, l'origine meridionale prima dell'arruolamento e la partecipazione all'addestramento operativo sul campo erano associati a maggiori probabilità di congelamento, mentre grasso sottocutaneo e_{VO 2} max non erano predittori indipendenti. Un indice CIVD senza unità che riassume il tempismo di risposta e lo stato di congelamento discriminato per la magnitudine con un'area sotto la curva ROC (AUC) di 0,778; al cut-off di Youden, la sensibilità era del 70,5% e la specificità dell'85,5%. Questi risultati indicano un elevato carico di congelamento concentrato durante le attività operative invernali e supportano l'utilità pratica di un semplice indice CIVD per identificare individui ad alto rischio per la prevenzione e la formazione mirate. Sono necessari studi prospettici che integrano metriche dettagliate di esposizione e uso di attrezzature protettive per affinare la previsione e valutare le strategie di prevenzione.

Introduzione

Il congelamento è una frequente lesione da freddo nelle unità militari che operano in climi severi, in particolare nelle regioni subartiche settentrionali/alpine dove bassa temperatura ambiente, freddo dal vento, umidità e prolungate attività all'aperto convergono per compromettere la perfusione periferica e la vitalità^{tissutale 1,2}. In Cina, le unità stanziate in Heilongjiang e nella Mongolia Interna settentrionale affrontano regolarmente tali pericoli durante le attività invernali sul campo, e le ferite da freddo, inclusi i congelamento, contribuiscono misurabilmente a ferite non legate alla battaglia e alla perdita di tempo di servizio nelle forze armate^{in tutto il mondo 3}. Sebbene la diagnosi sia in gran parte clinica, un trattamento efficace rimane una sfida e le sequelle funzionali non sono rare, il che attribuisce un valore importante alla prevenzione e all'identificazione precoce^{del rischio 4}. Le evidenze della vasodilatazione indotta da freddo (CIVD) come marcatore fisiologico della suscettibilità al congelamento sono contrastanti: i primi studi hanno riportato che un indice di resistenza al congelamento (RIF) più alto prevedeva meno lesioni da freddo, mentre studi successivi hanno messo in discussione il valore predittivo della sola CIVD al^{dito 5}.

Questo studio aggiunge una vasta coorte di servizio singolo proveniente dalla Cina e collega esplicitamente il congelamento segnalato sul campo a un indice CIVD standardizzato e senza unità per valutarne l'utilità operativa dello screening, insieme all'epidemiologia e ai fattori di rischio indipendenti nel personale in guarnigione. Di conseguenza, abbiamo combinato un'indagine a sezione trasversale con antropometria (pieghe cutanee), stima dell'assorbimento massimo di ossigeno (VO₂ max; Bruce), e un protocollo standardizzato CIVD mano/piede per (i) caratterizzare il carico di congelamento e la distribuzione anatomica; (ii) identificare predittori demografici e legati ai servizi; e (iii) testare se l'indice CIVD discrimini sufficientemente lo stato di congelamento da informare l'addestramento e la pianificazione mirata della prevenzione invernale.

Protocollo

Il protocollo è stato approvato dal Comitato Etico dell'Ospedale Generale del Comando del Teatro Nord (Approvazione n. Y(2020)094). Tutte le procedure che coinvolgevano partecipanti umani erano condotte in conformità con gli standard etici dei comitati istituzionali e/o nazionali di ricerca e con la Dichiarazione di Helsinki del 1964 e le sue successive modifiche. Il consenso scritto informato è stato ottenuto da tutti i partecipanti prima della raccolta dei dati.

Selezione dei partecipanti
Un totale di 1.268 militari stanziati nelle guarnigioni subartiche settentrionali/alpine furono schermate; 1.250 hanno fornito questionari validi, con un tasso di risposta efficace del 98,58%. Tutti i partecipanti erano uomini. Le residenze pre-arruolamento si trovavano principalmente in Heilongjiang, Jilin, Liaoning, Mongolia Interna, Hebei, Shandong, Anhui, Henan, Hubei e Jiangxi. I ruoli tipici includevano fanteria, operatori di veicoli e unità aviotrasportate impegnate nell'addestramento operativo sul campo.

Materiali e Attrezzature
I materiali e le attrezzature utilizzate in questo studio includevano un calibro per pieghe cutanee di tipo Harpenden, sensori di temperatura cutanea (precisione ± 0,1 °C) con un data logger a 1 Hz, due bagni d'acqua circolanti per immersione calda (35 °C) e fredda (8 °C) con stabilità ± 0,1 °C, un tapis roulant motorizzato in grado di seguire il protocollo Bruce con monitoraggio della frequenza cardiaca/ECG, un termometro timpanico (± 0,1 °C), e un termometro di riferimento tracciabile dal NIST per i controlli di calibrazione. Fornitori e numeri di catalogo sono elencati nella Tabella dei Materiali.

Amministrazione del questionario
Un questionario strutturato sul congelamento è stato sviluppato tramite consulenza di esperti, linee guida mediche sul campo e letteratura, e perfezionato dopo test pilota per chiarezza e affidabilità. Lo strumento finale di 26 item copriva: demografia e occupazione (età, istruzione, tipo di residenza, altezza, peso, posizione attuale, periodo di arruolamento); storia medica (malattie coronariche, diabete, ipertensione, malattie cerebrovascolari o polmonari, anemia); stile di vita e suscettibilità (fumo, propensione a raffreddori o affaticamento); Storia del congelamento (mese, temperatura ambiente, siti anatomici, gravità); risposte immediate e trattamenti; e la conoscenza e l'uso di apparecchiature di protezione al freddo. Per catturare l'esposizione ambientale/comportamentale, lo strumento registrava la durata dell'esposizione al freddo, vento/umidità durante i compiti e l'adeguatezza delle attrezzature di protezione individuale. La coerenza interna era accettabile (α di Cronbach = 0,837), superando la soglia comunemente usata di 0,70 per strumenti di ricerca applicata. I questionari venivano somministrati in loco da personale formato seguendo uno script standardizzato; le iscrizioni venivano inserite due volte e controllate. Una traduzione in inglese è fornita nei materiali supplementari con mappa elemento per voce rispetto all'originale cinese.

Codifica analitica: L'area abitativa pre-arruolamento è stata dicotomica come Cina settentrionale vs meridionale aggregando le province secondo la zonizzazione climatica standard (mappatura provinciale fornita nella Tabella Supplementare S1). La partecipazione diretta ai compiti operativi sul campo era codificata sì/no nell'item del questionario che chiedeva se il partecipante fosse stato direttamente coinvolto in operazioni sul campo o nell'addestramento tattico all'aperto durante l'ultimo ciclo invernale.

Misurazione del grasso sottocutaneo
Lo spessore delle pieghe cutanee sottocutanee è stato misurato utilizzando un calibro calibrato di tipo Harpenden in sette siti anatomici: testa umerale, schiena, latissimus dorsale, fianco, torace, basso addome e coscia, sul lato sinistro, con i partecipanti in piedi rilassati. Ogni sito è stato misurato almeno due volte; se due letture differivano di >1 mm, si otteneva una terza misurazione. Il valore medio per sito è stato utilizzato per le analisi. Come checkpoint di controllo qualità, il coefficiente di variazione tra le ripetizioni doveva essere <10%. Le misurazioni sono state registrate in^{millimetri 6}.

Valutazione massima dell'assorbimento di ossigeno (_{VO 2} max)
La forma aerobica è stata valutata con il protocollo Bruce sul tapis roulant sotto supervisione medica e monitoraggio continuo della frequenza^{cardiaca 7}. Le fasi aumentavano ogni 3 minuti di velocità e pendenza fino all'esaurimento volontario o alla cessazione della sicurezza. Poiché tutti i partecipanti erano maschi, il VO₂ max (ml·^kg-1·^min-1) è stato stimato dal tempo totale di esecuzione T (minuti) utilizzando il polinomio di Bruce comunemente applicato per gli uomini:

VO₂ max = 14,8 - 1,379T + 0,451T₂ - 0,012T₃ (1)

Le categorie di fitness hanno seguito lo standard militare nazionale GJB 1337-92: >53 (eccellente), 50-53 (buona), 44-49 (moderata), 40-43 (scarsa) e <40 (molto scarsa⁾⁸.

Test di vasodilatazione indotta dal freddo (CIVD)
Tutti i test CIVD sono stati condotti in un laboratorio mantenuto a 24 °C. Dopo 20 minuti di acclimatazione seduta, sono state registrate la frequenza cardiaca di base, la pressione sanguigna (mmHg) e le temperature ascellare e timpanica; I partecipanti indossavano maniche corte e pantaloncini. La mano sinistra e il piede sono stati avvolti con pellicola plastica (mano: punte delle dita al stiloide radiale/ulnare; piede: punte dei piedi al livello malleolar) e immersi in acqua a 35 °C per 5 minuti, seguiti da 1 minuto di riposo seduto. Le temperature cutanee dorsali venivano registrate continuamente a 1 Hz tramite sensori con accuratezza ± 0,1 °C, calibrate rispetto a un riferimento tracciabile dal NIST prima di ogni sessione. Sensori manuali furono posizionati sulla facciata dorsale della falange media dell'indice; sensori del piede sul dorso, sopra i metatarsi distali di primo e secondo. Le estremità sono poi state nuovamente avvolte e immerse in acqua a 8 °C per 30 minuti, seguite da un periodo di riscaldamento passivo di 15 minuti; le temperature sono state registrate ovunque. Un evento CIVD è stato definito come un aumento locale sostenuto della temperatura cutanea di almeno 1 °C per almeno 3 minuti durante o dopo l'esposizione al freddo. Abbiamo derivato: temperatura minima (Tmin), temperatura media (Tmean), latenza al primo CIVD (Inizio), ampiezza (picco-valle) e durata della^{vasodilatazione 9}. Per quanto riguarda la riproducibilità, abbiamo verificato un altopiano di immersione calda con deriva <0,2 °C·^min-1, osservato il nadir della fase fredda entro 5-10 minuti, previsto una pendenza di riscaldamento di ≥0,5 °C ogni 5 minuti negli arti non danneggiate, e salvato file grezzi separati da virgole con eventi CIVD marcati per^{l'audit 10}.

Indice composito CIVD (CCI): definizione e calcolo
Per ottenere un indice scalare riproducibile, abbiamo definito un CIVD Composite Index (CCI) che integra le caratteristiche sopra elencate:

CCI = z(Media) + z(Minuta) - z(Inizio) (2)

con punteggi z calcolati all'interno della coorte. Per quanto riguarda l'interpretabilità, i valori CCI sono stati riscalati linearmente in un intervallo 0-10 tramite una trasformazione affine; Qualsiasi valore fuori da questo intervallo dopo la trasformazione veniva troncato al limite più vicino (0 o 10). Un CCI più alto riflette quindi una risposta CIVD più forte e un rischio di congelamento inferiore. Due valutatori hanno segnato indipendentemente Tmin e Onset sulla traccia a 1 Hz; Le discrepanze venivano risolte per consenso e i file grezzi annotati venivano archiviati.

Criteri di monitoraggio e terminazione della sicurezza
Tutti i test fisiologici erano supervisionati da un medico con certificazione avanzata nel supporto vitale. Sono stati effettuati controlli continui dei sintomi e controlli intervallati dei segni vitali. I test venivano immediatamente interrotti se si verificavano qualunque dei seguenti sintomi: (i) dolore locale intenso con valutazione numerica ≥7/10 sostenuto per ≥30 s; (ii) temperatura locale della pelle ≤ 5 °C per ≥60 s senza rimbalzo spontaneo; (iii) calo della temperatura timpanica di ≥1,0 °C rispetto alla linea di base; (iv) frequenza cardiaca >85% massimo previsto per età, nuova aritmia, fastidio toracico o vertigini/sincope; (v) pressione sistolica ≥200 mmHg o diastolica ≥110 mmHg; (vi) richiesta del partecipante di fermarsi; oppure (vii) malfunzionamento dell'attrezzatura. Tutte le licenziazioni e i motivi erano registrati con il tempo e registrati nel modulo del rapporto del caso.

Riscaldamento post-test ed eventi avversi
Dopo l'esposizione al freddo, le estremità immerse sono state delicatamente asciugate e riscaldate con immersione in acqua a 35-37 °C per 10-15 minuti, seguite da isolamento a secco. I partecipanti sono stati osservati per ≥30 minuti; Eventuali eventi avversi (ad esempio, intorpidimento prolungato, dolore eccessivo, quasi sincope) sono stati documentati e riportati secondo la politica istituzionale. L'autorizzazione per l'idoneità al servizio veniva fornita dal medico supervisore.

Gestione dei dati e analisi statistica
I dati venivano inseriti due volte con risoluzione delle discrepanze e log di audit. Le analisi sono state effettuate in SPSS v21.0. Le variabili continue sono riportate come media ± SD e le variabili categoriche come conteggi e percentuali. I confronti di gruppo utilizzavano il test t a campioni indipendenti per variabili continue (Test Analyze > Compare Means > Independent-Samples t) e il test χ² di Pearson per variabili categoriche (Analyze > Descriptive Statistics > Crosstabs; Statistiche > Chi-quadrato). Le variabili con p < 0,10 nelle analisi univariate sono state inserite in una regressione logistica binaria multivariabile con congelamento codificato come 1 = sì e 0 = no. Sono stati riportati odds ratio aggiustati (aOR) con IC del 95%; l'adattamento del modello è stato valutato tramite il test di Hosmer-Lemeshow (10 decili di rischio). Le probabilità previste sono state salvate per l'analisi ROC. Il CCI è stato valutato per discriminazione utilizzando AUC con IC del 95% tramite il metodo DeLong; l'indice di Youden determinava il cutoff ottimale con sensibilità e specificità abbinate. Tutti i test erano bilaterali con α = 0,05.

Risultati

Amministrazione del Questionario (Epidemiologia e Caratteristiche)
Tra i 1.250 militari intervistati, 688 (55,04%) hanno riferito congelamento. Di questi, 620 (90,12%) erano di primo grado e 68 (9,88%) di secondo grado. I luoghi più frequentemente colpiti sono stati i piedi (78,13%) e le mani (75,00%), seguiti dalle orecchie (17,71%) e dal viso (15,63%). Gli episodi di congelamento si sono concentrati tra novembre e febbraio, quando le temperature ambientali variavano da -20 °C a -50 °C. I sintomi lo...

Discussione

Le guarnigioni subartiche e alpine settentrionali della Cina sono strategicamente critiche, e condizioni invernali estreme rendono il congelamento una delle principali ferite non legate alla battaglia. In questa coorte, l'incidenza è stata del 55,04%, superando la maggior parte dei rapporti cinesi (11,3-38,5%) e dei dati nordici. Il tasso più elevato riflette plausibilmente la composizione del campione, i profili dei compiti e l'ambiente: i nostri partecipanti erano soldati di prima line...

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Bagno d'acqua circolante (freddo)	Julabo, Germania	11223-CWB-Cold	Usato per mantenere l'8° Temperatura C durante la fase di immersione fredda nel protocollo CIVD.
Bagno d'acqua circolante (caldo)	Julabo, Germania	11223-CWB-Warm	Usata per mantenere i 35 e i gradi; Temperatura C durante la fase di immersione calda nel protocollo CIVD.
Protocollo di Vasodilatazione Indotta dal Freddo (CIVD)	Configurazione personalizzata del laboratorio	CIVD-001	Protocollo standardizzato di immersione e riscaldamento a freddo per mani e piedi per indurre il CIVD per i test.
Calibro Skinfold di tipo Harpenden	Holtain Limited, Regno Unito	12345-HT	Calibrazione delle pieghe cutanee usata per misurare il grasso sottocutaneo in sette siti anatomici.
Tapis roulant motorizzato (Bruce Protocol)	Trackmaster, Regno Unito	TM-3000-BP	Tapis roulant utilizzato per la valutazione VO2 max seguendo il protocollo Bruce con monitoraggio della frequenza cardiaca/ECG.
Termometro di riferimento tracciabile NIST-Traceable	NIST, USA	5987-NT	Per controlli di calibrazione per garantire l'accuratezza dei termometri utilizzati nei test CIVD.
Sensori di temperatura della pelle	Testo, Germania	67890-ST	Accuratezza & plusmn; 0,1 e deg; C, 1 Hz, data logger, utilizzato per misurare la temperatura della pelle durante i test CIVD.
SPSS v21.0 Software	IBM, USA	N/A	Software statistico utilizzato per l'elaborazione e l'analisi dei dati. Impiegato per statistiche descrittive, test t a campioni indipendenti, test chi-quadrato e analisi di regressione logistica multivariabile.
Termometro timpanico	Welch Allyn, USA	5200-TT	Utilizzato per misurazioni accurate della temperatura durante il protocollo CIVD, ± 0,1 e deg; Precisione C.