El sistema OPTALERT es la culminación de más de 15 años de investigación en la psicología de la somnolencia por parte del fundador de OPTALERT y actual Científico Jefe, Dr. Murray Johns. El Dr. Johns y el equipo de investigadores de OPTALERT desarrollaron el algoritmo patentado de detección de somnolencia basado en nuevos métodos de medición de movimientos del ojo y de los párpados. Esto llevó al desarrollo de la Escala Johns de Somnolencia (JDS por sus siglas en inglés), la primera escala validada de somnolencia en personas activas del mundo.
La escala de somnolencia medida por el sistema OPTALERT ha sido puesta a prueba con una cantidad de medidas objetivas y subjetivas, incluyendo privación del sueño, desempeño de simuladores de conducción, concentración de alcohol en la sangre, ritmo circadiano, electroencefalograma (EEG), movimientos electro-oculográficos lentos del ojo, cafeína, pruebas de desempeño de vigilia, tiempo de reacción, mediciones PERCLOS, percepción de peligros por parte de los conductores y evaluaciones de auto-informes de somnolencia.
Los resultados de la investigación y validación de productos de OPTALERT han sido ampliamente publicados tanto por el equipo de investigación de OPTALERT como por instituciones líderes en investigación y publicaciones alrededor del mundo (lista en orden alfabético).
(Los asteriscos indican publicaciones con críticas de los pares)
BHP Billiton
Centro de Investigación de Accidentes y Seguridad en la Carretera – Queensland (CARRS-Q) y Universidad de Queensland, Australia
División de Medicina del Sueño, Hospital de Brigham y de Mujeres y la Escuela de Medicina de Harvard, Boston, MA, Estados Unidos
Escuela de Psicología, Psiquiatría y Medicina Psicológica, Universidad de Monash, Victoria, Australia
Unidad de Investigación de Drogas y Conducción, Universidad Tecnológica de Swinburne, Victoria, Australia
Instituto de Respiración y Sueño, Hospital de Austin, Victoria, Australia
Centro de Investigación de Accidentes, Universidad de Monash (MUARC), Victoria, Australia
Psicofarmacología
Somnologie
Laboratorio de Neurociencia Sensorial, Universidad Tecnológica de Swinburne, Victoria, Australia
Sleep
Tecnología de Vanguardia advierte acerca de Somnolencia que se aproxima (2008)
BHP Billiton
BHP Billiton Sustainability Report 2008, p. 65-66, 70-71
Como parte de un estudio global de dos años sobre tecnologías de fatiga, conocido como Proyecto BHP Billiton/Caterpillar de Tecnología de Fatiga y Alerta, el sistema OPTALERT fue extensamente probado en camiones de transporte en la mina Mt Keith, que forma parte de las operaciones de Nickel West en Australia Occidental.
En Noviembre del 2007, el estudio identificó a OPTALERT como la mejor solución tecnológica para ayudar a detectar la somnolencia o fatiga en BHP Billiton.
Desde que se anunciaron los resultados de este proyecto, se ha establecido un acuerdo global de suministro con BHP Billiton.
Hay un cierto número de instalaciones en Australia y América del Sur que están implementando actualmente OPTALERT-MOS (Mine Operator System – Sistemas de Operadores de Mina).
Somnolencia Objetiva predice Desempeño en Tarea de Simulador de Percepción de Peligro (2009)
Centro de Investigación de Accidentes y Seguridad en la Carretera – Queensland (CARRS-Q) y Universidad de Queensland, Australia
Smith SS, Horswill M, Parker G (2009)
Presentado en la “Conferencia Internacional 2009 de gestión de la Fatiga en Operaciones de Transporte: un Marco para el Avance”
Boston, Massachusetts, EE.UU.
Resúmenes, p. 3.
El Centro de Investigación de Accidentes y Seguridad en la Carretera (CARRS-Q) usó OPTALERT en su investigación para medir objetivamente el efecto de la somnolencia en la destreza de conductores para percibir el peligro.
Este es el primer estudio que demuestra una relación entre la somnolencia y el desempeño en una prueba de percepción del peligro.
Esta investigación mostró que la somnolencia afecta directamente la percepción del peligro de los conductores, especialmente en las horas tempranas de la mañana, y que claramente contribuye a la potencialidad de accidentes en la carretera.
Estas conclusiones fueron presentadas en la Conferencia Internacional 2009 de gestión de la Fatiga en Operaciones de Transporte, Boston, EE.UU., Marzo.
Somnolencia en Tiempo Real Determinada por Oculografía de Infrarreflectancia coincide con Mediciones de Laboratorio de Estándar Dorado: un Estudio de Validación (2010)
División de Medicina del Sueño, Hospital de Brigham y de Mujeres y la Escuela de Medicina de Harvard, Boston, MA, Estados Unidos
Anderson C, Chang A, Ronda JM, Czeisler CA (2010)
Presentado en “Sueño 2010 – 24ta Reunión Anual de las Sociedades Profesionales Asociadas del Sueño”, San Antonio, Texas, Estados Unidos
Puntos Destacados/Resúmenes Científicos de Investigaciones Originales, p. 108.
El grupo del Profesor Charles Czeiler de la División de Medicina del Sueño, Hospital de Brigham y de Mujeres y la Escuela de Medicina de Harvard, presentaron sus conclusiones en “Sueño 2010 – 24ta Reunión Anual de las Sociedades Profesionales Asociadas del Sueño” en San Antonio, Texas.
La validez de los puntajes JDS fue examinada evaluando cambios homeostáticos y circadianos en comparación con medidas objetivas y subjetivas de la somnolencia.
Catorce adultos sanos fueron sometidos a adelantamiento de fase (8 hrs) usando luz policromática de 90lux, de diferentes largos de onda, antes de experimentar un periodo de 30 hrs de vigilia extendida bajo condiciones de rutina constante (CR).
Los participantes llevaban el sistema OPTALERT durante toda la CR y llevaron a cabo pruebas de neuro-comportamiento cada dos horas, incluyendo la Escala Karolinska de Somnolencia (KSS) y Tareas Psicomotoras de Vigilia (PVT). Se evaluó el cambio en el tiempo de los puntajes JDS, RT Promedio, lapsus y puntajes KSS.
Los puntajes promedio JDS, en un periodo de diez minutos anterior a las pruebas PVT/KSS, se promediaron para comparar puntajes patentados “bajos” versus “advertencias” al predecir el desempeño y niveles de somnolencia subsiguientes. Los puntajes promedio JDS mostraron un efecto principal significativo del tiempo (P < 0,0005): las horas de vigilia entre la 27ma y la 30ma fueron significativamente más somnolientas comparadas con las horas de vigilia entre la 10ma y la 18va (zona de mantenimiento de vigilia).
Mediciones ANOVA repetidas mostraron un efecto principal significativo del tiempo, ningún efecto principal de la prueba y una interacción significativa del tiempo de prueba* (P < 0,0005). Las pruebas siguientes a los puntajes JDS > 4,5 (nivel de advertencia) se asociaron con una media mayor RT (550,4ms vs. 2053,2ms), el 10% más bajo RT (1954,7ms vs. 5330,4), lapsus (4,2 vs. 10,2) y KSS (4,3 vs. 6,5).
Se concluyó que los puntajes JDS fluctuaron de acuerdo con la presión circadiana y homeostática. Los puntajes promedio JDS por sobre el nivel de advertencia se asociaron al tiempo subsiguiente de respuesta retardada, lapsus y somnolencia subjetiva al compararlos con aquellos bajo el nivel de advertencia.
Evaluaciones Subjetivas y Objetivas de Somnolencia luego de Restricción de Corto Plazo y Parcial del Sueño (2009)
Escuela de Psicología, Psiquiatría y Medicina Psicológica, Universidad de Monash, Victoria, Australia
División de Medicina del Sueño, Hospital de Brigham y de Mujeres y de la Escuela Médica de Harvard, Boston, MA, EE.UU.
Sletten TL, Segal AY, Redman JR, Lockley SW, Rajaratnam SMW (2009)
Presentado en la “Conferencia Internacional 2009 de Manejo de la Fatiga en Operaciones de Transporte: un Marco de Avance”, Boston, Massachusetts, Estados Unidos
Resúmenes, p. 117.
Los investigadores de la Universidad de Monash y de la División de Medicina del Sueño del Hospital de Brigham y de Mujeres y de la Escuela Médica de Harvard investigaron los efectos de restricciones de corto plazo y parciales del sueño sobre las mediciones subjetivas y objetivas de somnolencia diurna.
Los resultados preliminares mostraron que los efectos adversos de restricciones parciales del sueño quedaron demostrados por la auto-conciencia de la somnolencia (Escala Karolinska de Somnolencia) y por mediciones objetivas de somnolencia (Puntajes OPTALERT de Somnolencia y movimientos electro-oculográficos lentos de los ojos). Los investigadores planean extender el análisis para examinar las variaciones en el tiempo de estas mediciones.
Estas conclusiones se presentaron en la Conferencia Internacional 2009 de Manejo de la Fatiga en Operaciones de Transporte, Boston, EE.UU, Marzo.
Relación entre la Concentración de Alcohol en la Sangre y JDS (2005 y 2007)
Unidad de Investigación de Drogas y Conducción, Universidad Tecnológica de Swinburne, Victoria, Australia
IInstituto de Respiración y Sueño, Hospital de Austin, Victoria, Australia
Datos no publicados
La Unidad de Investigación de Drogas y Conducción, Universidad Tecnológica de Swinburne llevó a cabo un estudio en el 2005, en el que 19 voluntarios ingirieron progresivamente más alcohol durante un periodo de seis hrs al atardecer (6 pm hasta la medianoche). Hubo una relación lineal entre los puntajes JDS, medidos durante la JTV, y la concentración de alcohol en la sangre medida mediante análisis del aliento. [Datos no publicados].
En 2007, el Instituto de Respiración y Sueño (IBAS) en la Hospital de Austin usó OPTALERT para registrar niveles objetivos de somnolencia en 22 jóvenes conductores durante la ejecución de dos tareas: la prueba Psicomotora de Vigilancia (PVT) y una tarea simulada de conducción, con niveles diferentes de alcohol y luego de 24 horas de privación del sueño. Los resultados mostraron que los puntajes JDS (medidos durante la ejecución PVT) aumentaron significativamente luego de la privación del sueño y con concentraciones de alcohol en la sangre de 0,025%, 0,05% y 0,075%. El JDS durante privación del sueño también fue significativamente mayor que el correspondiente a niveles de alcohol en la sangre de 0,025% y 0,05%.
El desempeño simulado de conducción mostró aumentos significativos en puntajes JDS entre la condición base (sin alcohol) y todas las otras condiciones con alcohol. Los puntajes JDS más altos también se asociaron a una mayor variación en la posición en la pista, velocidad y accidentes en el simulador de conducción. También se observó una relación similar en el tiempo de tracción, lapsus de desempeño y somnolencia auto-informada (KSS).
Estos datos sugieren que JDS puede predecir la discapacidad de desempeño debido a la intoxicación alcohólica.
Relación entre las Medidas PERCLOS y el Sistema de Video del Copiloto y OPTALERT (2006)
Instituto de Respiración y Sueño, Hospital de Austin, Melbourne, Australia
Evaluación de Monitores de Cierre de los Dos Párpados para la Detección de Somnolencia
Howard M, Clarke C, Gullo M, Johns M, Swan P, Pierce R, Kennedy G (2006)
El Sueño y los Ritmos Biológicos, 4 (Supl 1): A13
El grupo del Dr. Mark Howard en el Instituto de Respiración y Sueño, Hospital de Austin, confirmó en experimentos de laboratorio que la proporción de tiempo en que las pupilas estaban cubiertas por los párpados en al menos un 80% durante los cierres de ojo de duración de al menos 500 milisegundos (medidos por el sistema de video del Copiloto) estaba altamente correlacionada con el “porcentaje de tiempo con ojos cerrados” medido por OPTALERT.
La Relación entre el Desempeño en la Conducción y la Escala Johns de Somnolencia según las mediciones del Sistema OPTALERT (2006)
Centro de Investigación de Accidentes, Universidad de Monash (MUARC), Victoria, Australia
Stephan K, Hosking S, Regan M, Verdoom A, Young K, Haworth N (2006)
Un estudio independiente del Centro de Investigación de Accidentes de la Universidad de Monash (MUARC) estableció que la somnolencia inducida por privación del sueño afectó la conducción de 20 voluntarios que condujeron durante 45 minutos en el simulador MUARC, cuando estaban alerta y desprovistos de sueño durante 27–30 hr.
Hubo una relación exponencial entre la proporción de tiempo que el vehículo estaba fuera de la pista y el puntaje JDS, medido minuto a minuto mientras conducían.
Efectos de la Cafeína sobre el estado de Alerta según Mediciones mediante Oculografía Reflectante Infrarroja (2008)
Psychopharmacology, 200: 255-260.
Michael NJ, Johns MW, Owen C, Patterson J (2008)
[Descargar]
Este estudio se llevó a cabo en conjunto con la Universidad Tecnológica de Swinburne.
Se estudió a 15 voluntarios con hábitos normales de sueño y sin desórdenes informados durante el sueño en un estudio doble-ciego y cruzado acerca del efecto de una única dosis de 200 mg de cafeína.
A pesar de que estos sujetos normales no estaban privados de sueño y tuvieron puntajes JDS en el rango normal al comienzo, hubo un efecto altamente significativo de la cafeína en los puntajes JDS, sugiriendo menores niveles de somnolencia luego de 30 minutos después de ingerir cafeína y que duraron entre dos y tres horas.
Un Nuevo Método de Evaluación de los Riesgos de Somnolencia durante la Conducción (2008)
Somnologie 12: 66-74
Johns MW, Chapman R, Crowley K, Tucker A (2008)
[Descargar]
Este estudio describió la forma en que la somnolencia estaba relacionada con fallas en el desempeño en dos tipos distintos de pruebas de tiempos de reacción (RT) como también en pruebas simuladas de conducción.
31 voluntarios efectuaron pruebas simples (SRT) y escogidas (CRT) durante 15 minutos con y sin privación del sueño durante 27–33 horas. Su somnolencia se midió como puntaje JDS (0–10) en cada minuto.
En un experimento aparte, 15 adultos-jóvenes sanos simularon conducir un automóvil durante aproximadamente 70 minutos cuando estaban alerta y cuando estaban privados de sueño mientras su somnolencia también se medía.
Luego de estar privados de sueño, los RT aumentaron y los errores de omisión (falta de una respuesta dentro de los dos primeros segundos desde el comienzo del estímulo) se hicieron más frecuentes tanto en las pruebas SRT como en las CRT, la frecuencia en abandonos del camino aumentó y los puntajes JDS también aumentaron significativamente.
El riesgo por minuto para cada sujeto de cometer un error de omisión en pruebas SRT y de salirse del camino en un simulador de automóvil aumentó progresivamente con los puntajes JDS (P < 0,001).
Monitoreo de Movimiento de Ojos y Párpados mediante Oculografía Reflectante Infrarroja para Medir la Somnolencia en los Conductores (2007)
Somnologie 11: 234-242
Johns MW, Tucker A, Chapman R, Crowley K, Michael N (2007)
[Descargar]
Somnolencia en la conducción es uno de los factores principales en los accidentes carreteros, pero actualmente no se la puede medir con precisión.
Se describe un nuevo sistema de oculografía reflectante infrarroja (IR) que usa transductores sujetos a los marcos de anteojos para medir la somnolencia de los conductores en forma continua, usando una nueva escala (JDS).
Se investigó la conducción en un simulador de automóvil en relación con los puntajes JDS por minuto. Se monitorearon los movimientos de ojos y párpados de cincuenta voluntarios, mientras efectuaban pruebas RT, cuando estaban alerta y cuando estaban somnolientos.
Se aplicó análisis de regresión múltiple de variables oculares, medidas cada minuto en condiciones de alerta y somnolientas, para establecer la escala de somnolencia (JDS).
Salirse del camino en el simulador de conducción fue el criterio de conducción peligrosa en el caso de ocho conductores privados de sueño. La regresión de las condiciones de predicción fue altamente significativa (R = 0,70; P < 0,0001).
Los puntajes JDS promedio y RT promedio en todas las condiciones de prueba mostraron una alta correlación (R = 0,70; N = 88; P < 0,001). Hubo 62 eventos de “salida del camino” para ocho conductores somnolientos y 61 de ellos estuvieron precedidos por puntajes JDS > 5.
Una Medida Ocular de Somnolencia y el EEG: Cambios con Privación del Sueño (2008)
Laboratorio de Neurociencia Sensorial, Universidad Tecnológica de Swinburne, Victoria, Australia
Crowley KE, Johns MW, Chapman RJ, Tucker AJ, Patterson J (2008)
Publicado en Sleep, 31 (Supl): A119
Se efectuó un estudio en conjunto con el Laboratorio Sensorial de Neurociencia, Universidad Tecnológica de Swinburrne, que demostró la relación entre Ondas Theta del EEG y Puntajes JDS.
Veinte voluntarios efectuaron JTV estando bien descansados y luego de estar despiertos durante 27-30 hrs. Se les grabó un EEG al mismo tiempo que los puntajes JDS, mientras efectuaban los JTV.
Se encontró una correlación significativa entre la energía theta, medida mediante FFT, en 01-02 derivadas de los puntajes EEG y JDS en todas las sesiones con los sujetos. Esto ocurrió independientemente de si se había estandarizado la energía para cada sujeto o no.
Una Nueva Escala de Somnolencia Basada en Múltiples características de los Pestañeos: la Escala Johns de Somnolencia (2006)
Publicado en Sleep, 29 (Supl): A365
Johns MJ, Tucker AJ, Chapman RJ, Michael NJ, Beale CA (2006)
La ejecución de una tarea de vigilancia (JTV) cada tres horas a lo largo de un periodo de 27 horas de vigilia mostró cambios altamente significativos en los puntajes JDS en el tiempo, especialmente luego de las primeras 18 horas de vigilia.
Estos cambios en los puntajes de somnolencia también concordaron con lapsus en el desempeño psicomotor.
La Confiabilidad en una Prueba Repetida de una Medida Ocular de la Somnolencia (2008)
Publicado en Sleep, 31 (Supl): A118
Johns MW, Crowley KE, Chapman RJ, Tucker AJ, Hocking CA (2008)
El objetivo de esta investigación fue medir la confiabilidad en pruebas y nuevas pruebas de los puntajes promedio a distintos niveles de somnolencia.
Catorce voluntarios sanos (M/F = 10/4, edades entre 21 y 32 años) efectuaron pruebas JTV de 15 minutos, dos veces en dos horas bajo tres condiciones diferentes: una condición “no privados de sueño” un día con pruebas a las 12:00 y 14:00 horas luego de una noche de sueño normal y dos condiciones “privados de sueño” otro día luego de no dormir la noche anterior, con pruebas a las 09:45 horas y 11:30 horas y nuevamente a las 14:40 y 15:45 horas, esto es, luego de estar despiertos durante 27-33 horas.
Repetidas mediciones ANOVA de los puntajes JDS promedio mostraron un efecto significativo para la Condición (privación de sueño) (F(2,39) = 5,049; P = 0,01), pero no para la Sesión (prueba–nueva prueba) (F(1,39) = 0,980; P = 0,33) o la interacción Condición x Sesión (F(2,39) = 0,863; P = 0,43). Una prueba t aparejada entre prueba y nueva prueba con puntajes JDS promedio, combinando las tres condiciones, no mostró diferencias significativas (dif prom = 0,19 +/- 0,19 error estándar; N = 42; P > 0,3) y hubo una alta correlación dentro de las clases (R = 0,80; N = 42; P < 0,001).
El puntaje JDS promedio por prueba JTV de quince minutos aumentó luego de la privación de sueño y esos puntajes fueron muy confiables, al menos en el corto plazo.