Desarrollo de una plataforma de seguridad preventiva (HW/SW) para valorar la aptitud psicofísica del operador en tiempo real e intentar reducir la accidentalidad

Résumé

En entornos complejos y dinámicos, el estado psicofísico del operador puede ser la causa de graves errores que conllevan la ocurrencia de incidentes y accidentes. Dadas las dificultades para abordar individualmente el error humano como factor de siniestralidad, la mayoría de las acciones para evitar estos accidentes no van más allá de la gestión de turnos, la formación o las campañas de concienciación. En este tipo de entornos, las innovaciones tecnológicas aplicadas a la seguridad del operador individual podrían revolucionar el concepto de cultura de seguridad. El objetivo de esta tesis doctoral ha sido el desarrollo y validación de un prototipo de sistema vestible y de bajo coste para la detección del estado psicofísico del operador en tiempo real. En primer lugar, se ha llevado a cabo un análisis de los dispositivos comerciales para la monitorización del estado psicofísico del operador. Como resultado de este análisis, se han puesto en evidencia las limitaciones relacionadas con la falta de validación científica y el elevado coste asociados a los dispositivos. Considerando estos dos puntos, se decidió diseñar y validar científicamente un dispositivo vestible y de bajo coste que permitiera la detección del estado psicofísico del operador en situaciones tanto de infracarga como de sobrecarga mental, en entornos reales. El primer estudio que se presenta consiste en la validación del registro electroencefalográfico (EEG) obtenido con un dispositivo basado en un solo electrodo seco construido en torno al módulo TGAM1 (ThinkGear ASIC module). Una vez comprobada la calidad de la señal registrada (e.g., relación señal/ruido), en el segundo estudio se decidió corroborar la validez de la frecuencia espectral del registro EEG para la detección de fatiga (situación de infracarga mental). En este estudio, se utilizó como medida de referencia (gold standard) la velocidad de los movimientos sacádicos (i.e., movimientos oculares) que se registraron de forma síncrona durante dos horas de conducción simulada. Por último, en el tercer estudio, se realizó una validación de las frecuencias espectrales del registro EEG como medida para monitorizar la sobrecarga mental experimentada en cirujanos durante operaciones laparoscópicas en modelos porcinos vivos. A partir de los resultados obtenidos, se decidió desarrollar un prototipo de sistema vestible y de bajo coste basado en el módulo TGAM1 para el registro EEG y sensores infrarrojos para el registro de movimientos oculares. El dispositivo se ha montado sobre un soporte de plástico transparente (gafas de seguridad) y ha sido validado satisfactoriamente mediante diferentes pruebas de laboratorio. De los estudios de investigación y de prototipado se han obtenido valiosos resultados que demuestran la utilidad de la tecnología desarrollada y que han dado lugar a varias publicaciones en revistas internacionales con factor de impacto. Los resultados de esta tesis doctoral pueden tener consecuencias relevantes en la comunidad investigadora y, potencialmente, en varias áreas de la sociedad tales como la seguridad vial y la seguridad del paciente.