Способ прогнозирования уровня адаптации горноспасателей к индивидуальным средствам защиты


 


Владельцы патента RU 2524770:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний" Сибирского отделения РАМН (RU)

Изобретение относится к медицине, охране труда, профотбору для работы горноспасателем. Может быть использовано для профотбора в отраслях промышленности, где используются индивидуальные средства защиты, а также в области охраны труда рабочих промышленных производств с вредными условиями труда. Способ включает профессиональный отбор и контроль в период несения службы на основании данных электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и кардиологического исследования. Обследование проводят до использования ИСИЗ и при его использовании. Кардиологическое исследование заключается в оценке вариабельности ритма сердца (ВРС), которая проводится с использованием частотно-амплитудного спектрального анализа Фурье: VLF с частотой колебаний в диапазоне 0,0033-0,04 Гц, LF - с частотой 0,05-0,15 Гц и HF - с частотой 0,16-0,80 Гц, и выполняется на 5 этапах: в исходном состоянии покоя, при умственной нагрузке, в период восстановления после умственной нагрузки, при гипервентиляционной нагрузке, в период восстановления после гипервентиляционной нагрузки. В начале проводят исследование ВРС и ЭЭГ до использования ИСИЗ. При выявлении на любом из пяти этапов исследования ВРС пульса более 90 уд/мин, а также изменениях относительно нормативных значений показателей: аппроксимированной энтропии - менее 180, LF - менее 6 баллов, амплитуде альфа ритма - до 12 кол/с и появлении пароксизмальной активности по ЭЭГ, устанавливают преобладание симпатической нервной системы, или при выявлении на любом этапе исследования ВРС пульса менее 60 уд/мин, а также изменениях относительно нормативных значений показателей: АД - выше 140/90 мм рт.ст., VLF - более 130 баллов, HF - более 16 баллов, амплитуде альфа ритма - менее 25 мкВ, устанавливают преобладание парасимпатической нервной системы, прогнозируют низкий уровень адаптации к ИСИЗ и при профессиональном отборе не рекомендуют работу горноспасателем, обследование прекращают. В том случае, если показатели ВРС и ЭЭГ, полученные до надевания ИСИЗ, соответствуют нормативным, переходят к исследованию ВРС в ИСИЗ, причем исследование проводят при нахождении в ИСИЗ и при велоэргометрической пробе, и при регистрации изменений оцениваемых показателей по типу гиперадаптоза: VLF - более 130 баллов относительно нормативного значения при включении в ИСИЗ и колебаниях при нагрузках LF и HF, прогнозируют неполную или незавершенную адаптацию к ИСИЗ и отстраняют горноспасателя от работы на несколько часов; а при VLF - более 130 баллов, регистрируемом только через 10-15 мин после включения в ИСИЗ, прогнозируют хороший уровень адаптации к ИСИЗ. Способ позволяет оценить деятельность вегетативной нервной системы и осуществить прогноз уровня адаптации горноспасателей к ИСИЗ. 11 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к медицине, охране труда, профотбору для работы горноспасателем. Может быть использовано для профотбора в отраслях промышленности, где используются индивидуальные средства защиты, а также в области охраны труда рабочих промышленных производств с вредными условиями труда.

Многолетний опыт медицинских и психофизиологических исследований у работников металлургического предприятия с целью оценки прогностической значимости тех или иных физиологических показателей при воздействии неблагоприятных факторов внешней среды и эндогенных факторов риска, а также проведения многопрофильного тестирования функционального состояния организма горноспасателей при использовании различных изолирующих средств индивидуальной защиты (ИСИЗ) диктует необходимость введения новых неинвазивных хорошо апробированных и обоснованных современных физиологических методов, имеющих прогностическую силу. Эти методы можно использовать как для профотбора, так и для динамического наблюдения. Главное то, что они адекватны перечню медицинских противопоказаний допуску к работе в военизированных горноспасательных частях («Положение о профессиональном отборе горноспасателей», М., 1999, приложение 1) и несут дополнительную информацию о факторах риска развития патологических состояний, ограничивающих деятельность горноспасателей.

Согласно специфике работы горноспасателей с применением изолирующей дыхательной аппаратуры и большой физической нагрузке, а также повышенного психоэмоционального напряжения, эта категория лиц относится к особым профессиям, требующих определенных физиологических и психологических резервов.

Актуальность проблемы заключается в том, что за последние 20 лет произошли значительные изменения, как в особенностях работы угольных предприятий, так и в медико-физиологических исследованиях функционального состояния человека, а профессиональный отбор горноспасателей в СССР проводится согласно утвержденным методическим указаниям, разработанным на Украине в Донецком Институте труда и профзаболеваний, в дальнейшем, после распада СССР данная методика почти без изменений была переутверждена в России в 1999 г. и используется до настоящего времени.

В положении о профотборе горноспасателей значительно расширен объем разнообразных психологических тестов при оценке психофизиологического состояния (занимает 10 страниц в Положении из 18, посвященных оценке состояния). В тоже время отсутствует оценка сердечно-сосудистой системы, деятельность вегетативной нервной системы, которая играет определяющую роль в адаптации к ИСИЗ, а при дезадаптации ведет к гибели горноспасателей и шахтеров. Предлагается только малоинформативные измерения АД. Психологические тесты подчас не имеют прямого отношения к переносимой нагрузке при использовании ИСИЗ.

Работоспособность человека в чрезвычайных условиях может быть ограничена не только наличием тех или иных болезней, но и, прежде всего, плохой устойчивостью физиологических систем к специфической нагрузке ИСИЗ, гипоксии и гиперкапнии. В этот момент совершаются немотивированные поступки, снижается физическая работоспособность. Этот раздел в старом "Положении" представлен недостаточно.

При профессиональном отборе традиционные методы оценки функционального состояния человека (пульс, АД, динамометрия, старые психологические тесты и др.) не полностью отражают особенности трудовой нагрузки горноспасателей, оценку процессов утомления, начальных проявлений патологии, ведущих к инвалидности, формирования психосоматических нарушений, а также технологических процессов на производстве.

Например, при явных клинических признаках похмельного синдрома при предметном осмотре основные физиологические показатели традиционно используемые (пульс, АД, динамометрия) могут быть в норме. Эти показатели также могут оставаться в пределах нормы при измененном состоянии сознания (например, доказано, что показатели не изменяются при измененном состоянии сознания у операторов металлургического завода в ночные смены).

Недостаток положения: В настоящее время накопились данные о появлении медицинских проблем при использовании ИСИЗ у шахтеров и горноспасателей при удлинении времени их использования. Не было соответствия перечня медицинских противопоказаний (Приложение №1. Положение о профессиональном отборе горноспасателей, М., 1999 г.) и использования в этих целях утвержденных диагностических тестов 1999 г. Особенно это касается проблем потери сознания, вегетативных кризов, сердечно-сосудистой патологии. В положении о профотборе горноспасателей значительно расширен объем разнообразных неспецифических психологических тестов при оценке психофизиологического состояния (занимает 10 страниц в Положении из 18, посвященных оценке состояния).

Дыхание в изолирующем регенеративном кислородном респираторе сопровождается воздействием на организм горноспасателей следующих факторов:

- длительным (в течение нескольких часов) вдыханием кислорода в высоких концентрациях, достигающих 80-90% по объему, что неблагоприятно влияет на физиологические системы, кислотно-щелочное состояние;

- дополнительным сопротивлением дыханию на вдохе и выдохе 100-300 Па (10-30 мм вод. ст.);

- неблагоприятным температурно-влажностным режимом в дыхательной системе респиратора со 100%-й влажностью вдыхаемого воздуха и температурой его 39-42 град. по Цельсию и более, что выключает дыхательные пути из функции теплоотдачи и отягощает терморегуляцию;

- периодическим вдыханием больших количеств углекислоты (1-1,5 об.%) при неполном ее поглощении в регенеративном патроне во время очень тяжелой работы или в конце срока защитного действия аппарата;

- дополнительной массой аппарата (12-14 кг), который горноспасатели вынуждены носить в загазованной атмосфере, что во время тяжелой физической работы повышает расход энергии на 25-27%.

Труд горноспасателей - утомительный, физически тяжелый или очень тяжелый при выполнении вручную неквалифицированных операций (энергозатраты более 250 ккал/ч или 293 Дж/с). Высокое нервно-эмоциональное напряжение обусловлено работами во взрывоопасной атмосфере подземных выработок с риском для жизни, поиском и эвакуацией пострадавших из подземных выработок. Требуется постоянное напряжение внимания, слуха, зрения, высокая мобильность в вынужденном положении при движении в горизонтальных, наклонных и вертикальных выработках.

С учетом вышеизложенных неблагоприятных моментов необходима тщательная оценка профпригодности лиц, в первую очередь по медицинским показаниям и на основе анализа физиологических факторов риска, поступающих на службу в ВГСЧ на должности, связанные с работой в респираторах, и ежегодная проверка профессиональной пригодности горноспасателей в период несения службы.

Эти особенности предъявляют повышенные требования к кардио-респираторной и нейровегетативной системам организма и необходимость прогнозирования деятельности этих систем в экстремальных условиях. То есть требуют комплексной взаимодополняемой оценки функционального состояния организма и выделения физиологических факторов риска пригодности к работе.

Однако в утвержденном положении о профотборе горноспасателей углубленная оценка этих систем представлена недостаточно.

Оценка деятельности вегетативной нервной системы, симпато-вагальной регуляции, играющей основную роль в адаптации кардио-респираторной системы к ИСИЗ и к рабочей нагрузке, в Положении вообще отсутствует.

При оценки профессионального риска для здоровья шахтеров проводят медицинский осмотр шахтеров, дополнительно определяют стаж их работы при воздействии конкретного вредного профессионального фактора или комплекса вредных профессиональных факторов, а по результатам осмотра - число больных профессиональным заболеванием в выделенной профессиональной группе с конкретным стажем работы, т.е. тоже не оценивают деятельность вегетативной нервной системы, симпато-вагальной регуляции при адаптации кардио-респираторной системы к ИСИЗ.

Проводят физиологическое обследование с регистрацией электроэнцефалограмм для выявления грубых и скрытых органических поражений головного мозга, обуславливающих патологию центральной нервной системы. Обследование выполняют последовательно как первичный контроль при устройстве на работу, как периодический контроль и сопровождение процесса обучения и противоаварийных тренировок. При принятии решения о профпригодности по итогам обследования и тестирования выделяют "группу риска" из оперативного персонала. Способ позволяет повысить эффективность профотбора и обеспечить возможность его использования при определении профпригодности, но также не оценивают деятельность вегетативной системы и симпато-вагальной регуляции.

Задача данного изобретения состоит в оценке деятельности вегетативной нервной системы и прогнозирования уровня адаптации горноспасателей к ИСИЗ.

Поставленная задача достигается способом прогнозирования уровня адаптации горноспасателей к индивидуальным средствам защиты (ИСИЗ), включающим в себя профессиональный отбор и контроль в период несения службы на основании данных электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и кардиологического исследования. Обследование проводят до использования ИСИЗ и при его использовании, а кардиологическое исследование заключается в оценке вариабельности ритма сердца (ВРС), которая проводится с использованием частотно-амплитудного спектрального анализа Фурье: VLF с частотой колебаний в диапазоне 0,0033-0,04 Гц, LF - с частотой 0,05-0,15 Гц и HF - с частотой 0,16-0,80 Гц, и выполняется на 5 этапах: в исходном состоянии покоя, при умственной нагрузке, в период восстановления после умственной нагрузки, при гипервентиляционной нагрузке, в период восстановления после гипервентиляционной нагрузки. В начале проводят исследование ВРС и ЭЭГ до использования ИСИЗ и при выявлении на любом из пяти этапов исследования ВРС пульса более 90 уд/мин, а также изменениях относительно нормативных значений показателей: аппроксимированной энтропии - менее 180, LF - менее 6 баллов, амплитуде альфа ритма - до 12 кол/с и появлении пароксизмальной активности по ЭЭГ, устанавливают преобладание симпатической нервной системы. Или при выявлении на любом этапе исследования ВРС пульса менее 60 уд/мин, а также изменениях относительно нормативных значений показателей: АД - выше 140/90 мм рт.ст., VLF - более 130 баллов, HF - более 16 баллов, амплитуде альфа ритма - менее 25 мкВ, устанавливают преобладание парасимпатической нервной системы, прогнозируют низкий уровень адаптации к ИСИЗ и при профессиональном отборе не рекомендуют работу горноспасателем, обследование прекращают. В том случае, если показатели ВРС и ЭЭГ, полученные до надевания ИСИЗ, соответствуют нормативным, переходят к исследованию ВРС в ИСИЗ, причем исследование проводят при нахождении в ИСИЗ и при велоэргометрической пробе, и при регистрации изменений оцениваемых показателей по типу гиперадаптоза: VLF - более 130 баллов относительно нормативного значения при включении в ИСИЗ и колебаниях при нагрузках LF и HF, прогнозируют неполную или незавершенную адаптацию к ИСИЗ и отстраняют горноспасателя от работы на несколько часов. А при VLF - более 130 баллов, регистрируемом только через 10-15 мин после включения в ИСИЗ, прогнозируют хороший уровень адаптации к ИСИЗ.

Новизна изобретения: впервые были использованы современные методические подходы в анализе функционального состояния организма горноспасателей при включении в ИСИЗ. Новые методические подходы позволили впервые описать положительные гиперадаптивные изменения нейро-кардио-распираторной системы при включении в ИСИЗ, позволяющие легко преодолевать физическую нагрузку. Впервые описаны отрицательные прогностические признаки изменений ВРС в организме, способствующие дезадаптации или неполной адаптации (энеродефицитным процессам, выраженной вегетативной неустойчивости и др.) к ИСИЗ. При определении профпригодности и при периодических осмотрах предложено включать дополнительные методы исследования, которые отсутствуют в Положении (1999 г.).

- Обследование проводят до использования ИСИЗ и при его использовании.

- Кардиологическое исследование заключается в оценке вариабельности ритма сердца (ВРС), которая проводится с использованием частотно-амплитудного спектрального анализа Фурье: VLF с частотой колебаний в диапазоне 0,0033-0,04 Гц, LF - с частотой 0,05-0,15 Гц и HF - с частотой 0,16-0,80 Гц, и выполняется на 5 этапах: в исходном состоянии покоя, при умственной нагрузке, в период восстановления после умственной нагрузки, при гипервентиляционной нагрузке, в период восстановления после гипервентиляционной нагрузки.

- В начале проводят исследование ВРС и ЭЭГ до использования ИСИЗ и при выявлении на любом из пяти этапов исследования ВРС пульса более 90 уд/мин, а также изменениях относительно нормативных значений показателей: аппроксимированной энтропии - менее 180, LF - менее 6 баллов, амплитуде альфа ритма - до 12 кол/с и появлении пароксизмальной активности по ЭЭГ, устанавливают преобладание симпатической нервной системы.

- Или при выявлении на любом этапе исследования ВРС пульса менее 60 уд/мин, а также изменениях относительно нормативных значений показателей: АД - выше 140/90 мм рт.ст., VLF - более 130 баллов, HF - более 16 баллов, амплитуде альфа ритма - менее 25 мкВ, устанавливают преобладание парасимпатической нервной системы, прогнозируют низкий уровень адаптации к ИСИЗ и при профессиональном отборе не рекомендуют работу горноспасателем, обследование прекращают.

- В том случае, если показатели ВРС и ЭЭГ, полученные до надевания ИСИЗ, соответствуют нормативным, переходят к исследованию ВРС в ИСИЗ, причем исследование проводят при нахождении в ИСИЗ и при велоэргометрической пробе, и при регистрации изменений оцениваемых показателей по типу гиперадаптоза: VLF - более 130 баллов относительно нормативного значения при включении в ИСИЗ и колебаниях при нагрузках LF и HF, прогнозируют неполную или незавершенную адаптацию к ИСИЗ и отстраняют горноспасателя от работы на несколько часов. А при VLF - более 130 баллов, регистрируемом только через 10-15 мин после включения в ИСИЗ, прогнозируют хороший уровень адаптации к ИСИЗ.

Совокупность существенных признаков изобретения позволяет получить новый технический результат: позволяет более точно и объективно оценить состояние здоровья обследуемых и прогнозировать возможность работы их в ИСИЗ и в качестве горноспасателей.

Анализ ВРС в сочетании с функциональными пробами, в том числе психологическими, определяет и прогнозирует устойчивость к стрессовой и физической нагрузке, и что особенно важно, при оценке нейро-кардио-респираторной системы в условиях использования ИСИЗ.

Для этого оценивают физиологические показатели функционального состояния организма горноспасателей, имеющих первостепенное значение для профотбора и выявления факторов риска согласно перечню клинических состояний и диагнозов: ЭЭГ, в том числе при использовании ИСИЗ, где могут быть выявлены органические заболевания ЦНС, психопатологические расстройства, эпилепсия и др. приступы, вегетативная дистония, неврозы, алкоголь и наркозависимость, эндокринные нарушения, заболевания позвоночника.

Диагностика функции вегетативной нервной системы на основе анализа вариабельности ритма сердца - ВРС (статистический, спектральный и нелинейный анализ) с функциональными пробами (5 этапов исследования), в том числе при использовании ИСИЗ, выявляются изменения ВНС в виде выраженной вегетативной дистонии, неврозов, органических заболеваний ЦНС, склонности к алкогольной и наркозависимости, заболеваний вегето-сосудистой системы, позвоночника и суставов, нарушений функций органов брюшной полости, эндокринных нарушений, нарушений опорно-двигательного аппарата, степень адаптации и дезадаптации к ИСИЗ, степень пригодности к операторской деятельности.

ВЭМ, как метод оценки физической работоспособности, и как метод оценки степени адаптации к ИСИЗ. Выявляет риски заболевания ЦНС, сердечно-сосудистой системы, вегетативных нарушений, неврозов, нарушений опорно-двигательного аппарата, эндокринных нарушений, а также нейро-кардио-респираторную дезадаптацию к ИСИЗ.

Способ позволяет при определении профпригодности горноспасателей оценивать деятельность вегетативной системы и симпато-вагальной регуляции, а также определять нейро-кардио-респираторную дезадаптацию к ИСИЗ.

В исследовании принимало участие 15 мужчин-горноспасателей. Средний возраст 31 год, стаж работы от 2 до 12 лет. В динамике исследования выполнено 72 записи ЭЭГ, 72 записи ЭКГ, 72 записи ВЭМ-нагрузки и 252 сеанса ВРС с функциональными пробами.

Методика исследования функционального состояния при включении в ИСИЗ включала в себя несколько этапов:

1. Этап - а) предварительный клинический осмотр невролога с целью оценки состояния организма и выявления клинических проявлений вегетативной дисфункции; б) исследования нейро- и гемодинамики ЦНС - ЭЭГ, ЭКГ; в) физиологический анализ вегетативного обеспечения на основе мониторирования ВРС с двумя функциональными пробами (СЭД исследования 5 этапов).

2. Этап - оценка состояния или реакция организма на использование респираторов в течение 20 минут без физической нагрузки включает повторные ЭЭГ и СЭД исследования вегетативного обеспечения.

3. Этап - ВЭМ-нагрузка в респираторе (5 минут, 60 Ватт) с оценкой реакции кардио-респираторной системы на физическую нагрузку с одновременной регистрацией ЭКГ.

4. Этап - оценка состояния организма горноспасателей после снятия респиратора (восстановительный период) с повторным анализом ЭЭГ, ВРС. Самоотчет с указанием субъективных ощущений при нагрузке или причин ее прерывания.

Функциональные пробы при мониторировании ВРС были малой интенсивности и включали обратный счет и углубленное дыхание в течение 3-4 минут. Эти пробы имеют прямо противоположную направленность (симпатическую и парасимпатическую). Цель нагрузок - оценка симпато-вагального равновесия и вегетативного резерва. Включение в ИСИЗ является тоже своеобразной функциональной пробой для оценки компенсаторных адаптивных процессов.

Запись ВРС производили в положении сидя в удобном кресле, использовали топографию электродов, при которых регистрировался высокоамплитудный зубец R. Записывалось ЭКГ в состоянии покоя в течение времени, включающего 256 последовательных кардиоинтервалов RR (исходное состояние, фон). Далее запись продолжали при предъявлении умственной нагрузки - счет в уме (seven-test) - последовательное вычитание из 500 по 7. Затем регистрировали показатели RR интервалов во время отдыха после умственной нагрузки. Следующий тест - гипервентиляция. Проводилось углубленное спонтанное дыхание. И далее - восстановление после гипервентиляции. Все 5 этапов процедуры исследования были одинаковой продолжительности - 256 интервалов RR. При средней продолжительности кардиоинтервалов 0,7 секунд каждый этап обследования составлял около 3 минут, а вся процедура записи ВРС - около 15 минут и включали регистрацию 1280 последовательных RR интервалов.

Последовательность исследований с ИСИЗ включала: регистрацию исходного состояния горноспасателей (ЭЭГ, ЭКГ, ВРС), неврологический осмотр, регистрацию этих показателей при включении в ИСИЗ, регистрацию ВРС после 5-минутной ВЭМ нагрузки в 60 Вт. Повторение физиологических исследований в период восстановления после выключения ИСИЗ.

Для оценки ВРС использовали частотно-амплитудный спектральный анализ Фурье: VLF (very low frequency - очень низкочастотный спектр с диапазоном колебаний в пределах 0,0033-0,04 Гц), LF - low frequency (низкочастотный с частотой 0,05-0,15 Гц) и HF - high frequency (высокочастотный с частотой 0,16-0,80 Гц).

При чрезмерных нагрузках либо при патологии наибольшие трудности в кровообращении испытывают субэндокардиальные слои левого желудочка, т.к. коронарному кровотоку препятствует высокое конечное диастаолическое давление. В гипоксических условиях в миокарде начинаются процессы анаэробного гликолиза с гиперпродукцией лактата, а также нарушение его утилизации. Вслед за этим клетки миокарда теряют ионы калия, что приводит к нарушению сократительной способности миокарда. Эти процессы находят свое отражение либо на ЭКГ, либо на клиническом состоянии испытуемого. Для определения патологии проводилась ВЭМ проба. В процессе обследований выявилось, что для определения какой либо патологии достаточно одной ВЭМ пробы мощностью 60 Вт продолжительностью 5 минут.

Первые 15 минут после надевания респиратора могут быть неприятные субъективные ощущения (затруднение дыхания, першения в горле) отмечались гиперадаптивные реакции нейровегетативного обеспечения с подъемом АД, изменился вегетативный профиль, т.е. выраженная реакция локализовалась в области 10 секундных ритмов. В последующем эти явления уменьшились и вегетативный профиль перешел в область парасимпатической активности, который держался в дальнейшем в области дыхательных ритмов. Нормализовались показатели ВРС-исследования.

После снятия респиратора АД нормализовалось до исходных цифр.

Таким образом, динамика работы в респираторе характеризовалась конкурентными механизмами адаптации между 10 секундными барорецептивными и дыхательными парасимпатическими ритмами. Причем барорецептивный симпатический компонент включался в период адаптации к респиратору с высокой амплитудой (10 сек. ритмов). А период адаптации на втором часу характеризовался устойчивой парасимпатической направленностью вегетативных процессов, которые были в исходном состоянии. Восстановительный период после снятия респиратора характеризовался, на дыхательной пробе и после нее, выраженным усилением медленноволновой активности.

Хотя адаптивные процессы при включении в ИСИЗ имеют общие характерные особенности, каждый из испытуемых отличался индивидуальными признаками.

Физиологические феномены адаптации к ИСИЗ (кратковременные и долгосрочные) могут проявляться в брадикардии, исходно сниженной глубине дыхания, парасимпатикотонии. На уровне ЦНС наблюдается избыточная активация срединно-стволовых структур, усиливающих бета-активность на ЭЭГ.

Адаптация к ИСИЗ наилучшим образом проявляется в хорошей физической работоспособности, переходных процессах от нормативных значений ВРС к реакции гиперадаптации в виде урежения пульса, углубления и урежения дыхания, значительного повышения мощности околоминутных, десятисекундных и дыхательных ритмов. Частным случаем адаптивных процессов могли быть - появление предельных циклов ВРС и перемещение частотных диапазонов дыхания в более низкую область. Значительно реже - перемещение в более высокую область частотного диапазона HF.

Внутри каждого этапа ВРС-исследований (отдых, включения в ИСИЗ, после ВЭМ-нагрузки, восстановительного периода, после снятия ИСИЗ) методика позволяла проверить как работают основные обеспечивающие системы. Для этих целей каждый раз повторялись в динамике умственная (обратный счет) и дыхательная (углубленное произвольное дыхание) функциональные пробы. Такая методика позволяла увидеть - какие системы в организме включаются при нагрузки и в восстановительных процессах. В частности, включение нейроэндокринных церебральных структур высокого уровня, т.е. усиление околоминутных ритмов от 0,005 до 0,01 Гц (от 30 с до 1,5 мин) или периферических 10-секундных и дыхательных ритмов. Эти же исследования позволяют выделить прогностические вегетативные и энергетические процессы или критерии, ограничивающие работоспособность или наоборот, позволяющие хорошо переносить физическую нагрузку.

Функциональные пробы в определенной степени моделируют те проблемы, с которыми сталкиваются горноспасатели в реальной ситуации и позволяют прогнозировать ответы организма на эти ситуации.

Адаптивные процессы к ИСИЗ являются комплексными межсистемными. Деятельность ЦНС имеет самостоятельное значение (принятие решений, эмоции, ориентировка в пространстве и времени и т.д.). Одновременно ЦНС играет важную роль в сохранении устойчивости работы внутренних органов, кардио-респираторной системы, двигательной активности и т.д.

Организм дважды включает компенсаторно-адаптивные процессы: а) при надевании изолирующих средств; б) в период отдыха в изолирующих средствах и, особенно, при их снятии. Максимально используются медленноволновые процессы (нейроэндокринные, метаболические) для восстановления жизнеобеспечивающих систем организма.

Включение организма горноспасателей в ИСИЗ требует быстрой перестройки жизнеобеспечивающих систем нейро-кардио-респираторных функций. В связи с этим адаптивные процессы зависят от исходного состояния организма, его тренированности, а с другой стороны - технического состояния аппаратурных средств (потока воздуха, газового состава, сопротивления дыханию, веса прибора и т.д.).

Вегетативная нервная система осуществляет важнейшие функции приспособления организма человека к различным факторам окружающей среды и сохранения гомеостаза. Противопоказанием к работе с ИСИЗ являются крайние типы нейровегетативного обеспечения. Приведем два противоположных типа отклонений в нейровегетативном состоянии: а) с выраженной симпатикотонией и б) с преобладанием парасимпатической нервной системы. Формальные отрицательные клинические признаки, ограничивающие работоспособность были у первого - выраженная исходная устойчивая тахикардия (пульс 100 уд/мин в покое); у второго - на фоне брадикардии (пульс 50 уд/мин) - высокое АД. Эти типы демонстративны и поучительны в том смысле, что все адаптивные процессы у здоровых горноспасателей протекают в средней зоне гомеостатического нейровегетативного обеспечения. Т.е. между этими крайними типами отклонений, которые являются противопоказаниями к работе (см. Положение о профессиональном отборе горноспасателей, М., 1999 г.), проявляется все разнообразие адаптивных процессов. Нарушение адаптивных процессов является важнейшим показателем профессионального отбора и тренировочного режима горноспасателей.

Пример 1

Респираторщик Б-в Е.В. (36 лет) с артериальной гипертонией и изменениями нейровегетативного обеспечения по типу гиперадаптоза и усиления околоминутных ритмов до 800 мс2/Гц. Эти изменения развились на фоне ЭЭГ в виде уплощения основного ритма 10 кол./с, которое характерно для усиленной срединно-стволовой активации. Табл.1.

Таблица 1
Гиперадаптоз у респираторщика с артериальной гипертензии
Данные изменения регистрируются до применения ИСИЗ
фон ум. нагр. вос. после ум. нагрузки альфа-ритм аппрокс. энтропия
VLF 809 568 267 Менее 15 мкВ 220 ед.
LF 220 280 199
HF 133 98 100
PS 52 53 52
АД 150/110 155/110 150/100

Учитывая повышенное АД, низкий пульс, уплощение альфа-ритма по ЭЭГ и изменениями нейровегетативного обеспечения по типу гиперадаптоза можно говорить о противопоказании работы в качестве горноспасателя.

Пример 2

В противоположном типе нарушения адаптивных процессов рассмотрим результаты исследования респираторщика Б-она Е.Ю. (26 лет). Выражена симпатикотония, тахикардия (пульс 100 уд/мин), отмечается выраженное снижение аппроксимированной энтропии (125 при норме 200). Это возбуждение вегетативной нервной системы сочетается с возбуждением ЦНС, учащением основного ритма до 12 кол./с и появлением пароксизмальной активности, исходящей из медиобазальных отделов висков. Табл.2.

Таблица 2
Симпатикотония и энергодефицит у респираторщика с тахикардией
Данные изменения регистрируются до применения ИСИЗ
фон ум. нагр. вос. после ум. нагрузки альфа-ритм аппрокс. энтропия
VLF 3 2,5 3 25 мкВ, 12 кол./с, медленные волны в висках 125 ед.
LF 0,3 0,4 0,3
HF 0 0 0
PS 98 100 98
АД 120/80 120/80 120/80

Увеличение пульса более 90 ударов в минуту при нормальном АД, учащение альфа-ритма более 12 кол./с и изменениями нейровегетативного обеспечения по типу энергодефицита также является противопоказанием к работе в качестве горноспасателя.

Это примеры дезадаптации к ИСИЗ.

Существует еще неполная или незавершенная адаптация к ИСИЗ. Помимо состояний, которые являются противопоказаниями к физической нагрузке, существует целый ряд переходных процессов, которые не являются противопоказаниями, однако приводят к появлению разнообразных жалоб и снижению физической работоспособности.

Одна из таких форм - выраженная неустойчивость вегетативного обеспечения. Неустойчивость может быть спровоцирована изменениями исходного состояния (утомление, стресс, психоэмоциональная напряжения и другие причины), высокой нагрузкой или ухудшением условия ИСИЗ. Приведем два примера появления неустойчивости вегетативного обеспечения у горноспасателей, имеющих различный опыт работы.

Пример 3

Горноспасатель Б-ов 23 года, атлетического телосложения, стаж работы 1 год. 15.01.07 - при пульсе 82 уд./мин. и АД - 100/70, регистрировались низкие показатели парасимпатической активности. Устойчивое доминирование 10-секундных ритмов. При надевании респиратора во время и после ВЭМ-нагрузки появились разнообразные жалобы на неприятные ощущения в голове, пульсация в голове, металлический вкус во рту, чувство нехватки воздуха. Табл.3.

Таблица 3
15.01.07. До надевания ИСИЗ
фон ум. нагр. вос. после ум. нагрузки альфа-ритм аппрокс. энтропия
VLF 126 130 126 40 мкВ, 10 кол./с 225 ед.
LF 22 19 20
HF 15 8 12
PS 80 82 80
АД 100/70 100/70 100/70

До надевания ИСИЗ все показатели соответствуют норме и противопоказаний к работе нет.

23.01.07 регистрировался гиперадаптивный фон, который повторился на дыхательной нагрузке и после нее, с высокими показателями парасимпатической активности, которой ранее не было. Включение в ИСИЗ усилило гиперадаптивные изменения, причем на гипервентиляции пульс с 61 замедлился до 55, а околоминутные ритмы - с 470 до 870. После ВЭМ-нагрузки при сопутствующих жалобах появилась реакция перемежаемости: внезапная смена симпатической на парасимпатическую активность и наоборот. Эта смена видна только при последовательном анализе самой тахограммы и ее фазовых портретов и не может быть выявлена при чисто статистическом анализе. Табл.4.

Таблица 4
23.01.07. До надевания ИСИЗ
фон ум. нагр./г/в вос. после ум. нагрузки/г/в альфа-ритм аппрокс. энтропия
VLF 221 132/439 439/471 40 мкВ, 10 кол./с 225 ед.
LF 66 19/43 43/87
HF 109 67/44 44/155
PS 56 59/61 60/59
АД 130/90 125/85 125/80

23.01.07 АД и пульс в норме, и только по ВРС видны изменения нейровегетативного обеспечения по типу гиперадаптоза, которое усиливается на нагрузки, что является противопоказанием для работы в этот день.

Таблица 5
23.01.07. В ИСИЗ
фон ум. нагр./г/в вос. после ум. нагрузки/г/в альфа-ритм аппрокс. энтропия
VLF 87 206/950 449/811 40 мкВ, 10 кол./с 223 ед.
LF 50 46/235 179/124
HF 57 45/235 82/68
PS 61 61/62 55/59
АД 130/90 130/90/120/80 130/90/120/80

После надевания ИСИЗ изменения нейровегетативного обеспечения по типу гиперадаптоза резко усилились. Кардиореспираторная система работает в усиленном режиме, что плохо сказывается на работоспособности и является противопоказанием к работе в этот день.

Пример 4

Второй пример выраженной неустойчивости при адаптации к ИСИЗ у испытуемого Х-ова Е.Н., 36 лет. Несмотря на необычный физиологии статус с разнообразными вегетативно-дистоническими признаками он хорошо адаптирован к работе горноспасателя и всегда хорошо справлялся с нагрузкой. Стаж работы 15 лет. Вместе с тем 05.04.07 г. появились проблемы, которые выявились в выраженной неустойчивости функционального состояния и кардиодинамических процессов. Эта неустойчивость появилась при включении в ИСИЗ и постепенно исчезла в восстановительном периоде: исходное состояние - неустойчивость в переходе с 60 уд./мин до 75 уд./мин. При включении в ИСИЗ - вегетативная неустойчивость резко усилилась, особенно на умственной и дыхательной нагрузке. Пульс 75-80 уд./мин, а в другом случае - 65 уд./мин. Это сопровождается нехваткой воздуха. Восстановление - сохраняется неустойчивость, но приближается к исходному состоянию. Неустойчивость появилась при включении в ИСИЗ и сопутствующих нагрузках при гиперадаптивном исходном состоянии, которое могло быть спровоцировано предшествующим утомлением за сутки до испытаний в лаборатории (после смены).

Таблица 6
05.04.07. До надевания ИСИЗ
фон ум. нагр./г/в вос. после ум. нагрузки/г/в альфа-ритм аппрокс. энтропия
VLF 404 179/182 138/189 60 мкВ, 10 кол./с 222 ед.
LF 70 17/21 21/40
HF 4 1/1 2/2
PS 63 75/73 68/68
АД 110/85 115/80/120/90 120/85/110/90

До надевания ИСИЗ пульс и АД в норме и только по ВРС регистрируются изменения нейровегетативного обеспечения по типу гиперадаптоза - результат утомления, что является противопоказанием для работы в этот день.

Таблица 7
05.04.07. В ИСИЗ
фон ум. нагр./г/в вос. после ум. нагрузки/г/в альфа-ритм аппрокс. энтропия
VLF 533 1344/929 495/399 60 мкВ, 10 кол./с 219 ед.
LF 29 33/55 22/29
HF 3 7/5 3/3
PS 65 75/74 66/71
АД 120/80 120/80/130/90 125/80/130/90

После надевания ИСИЗ через 1 час пульс и АД остаются в норме и только по ВРС резко возрастают изменения нейровегетативного обеспечения по типу гиперадаптоза и появляются жалобы на нехватку воздуха - результат утомления, что является противопоказанием для работы в этот день.

Таблица 8
05.04.07. После ИСИЗ
фон ум. нагр./г/в вос. после ум. нагрузки/г/в альфа-ритм аппрокс. энтропия
VLF 729 145/205 98/261 60 мкВ, 10 кол./с 212 ед.
LF 39 29/29 21/18
HF 5 1/2 2/2
PS 66 72/73 68/71
АД 110/80 120/90/120/90 120/90/110/90

После снятия ИСИЗ пульс и АД в норме и только по ВРС сохраняются, хотя и несколько менее выраженные изменения нейровегетативного обеспечения по типу гиперадаптоза.

Пример 5

Рассмотрим пример типичной адаптации к ИСИЗ у испытуемого Ч-на А.А., 27 лет. Первые 10-15 минут после надевания ИСИЗ и неприятных субъективных ощущений (затруднения дыхания, першения в горле) отмечается повышение VLF выше 130 баллов. В дальнейшем VLF постепенно приходит к исходному уровню и удерживается даже после ВЭМ нагрузки, что является хорошим прогностическим признаком и характеризует хороший уровень адаптации к ИСИЗ. Табл. 9.

Таблица 9
Исходное состояние
фон ум. нагр./г/в вос. после ум. нагрузки/г/в альфа-ритм аппрокс. энтропия
VLF 49 116/78 136/129 40 мкВ, 10 кол./с 230 ед.
LF 41 93/72 37/68
HF 4 8/34 3/6
PS 77 79/81 76/80
АД 130/80 120/80/120/70 125/80/130/70

Показатели VLF, АД и пульса в норме, что говорит о том, что испытуемый может работать горноспасателем.

Таблица 10
Через 10 минут после надевания ИСИЗ
фон ум. нагр./г/в вос. после ум. нагрузки/г/в альфа-ритм аппрокс. энтропия
VLF 134 115/162 285/487 40 мкВ, 10 кол./с 224 ед.
LF 23 75/62 60/104
HF 60 27/59 44/40
PS 73 72/70 72/71
АД 130/90 125/85/120/85 125/80/125/85

При надевании ИСИЗ через 10 минут VLF увеличилось в 3 раза, а АД и пульс не изменяются.

Таблица 11
После ВЭМ нагрузки
фон ум. нагр./г/в вос. после ум. нагрузки/г/в альфа-ритм аппрокс. энтропия
VLF 50 82/80 132/48 40 мкВ, 10 кол./с 232 ед.
LF 49 27/38 42/28
HF 52 39/17 13/16
PS 77 73/77 73/75
АД 120/80 120/90/120/90 120/90/120/90

После ВЭМ-нагрузки (60 ватт в течение 5 минут) показатели VLF сохраняются в норме, что является признаком хорошей адаптации к ИСИЗ.

Адаптация к ИСИЗ или дезадаптация зависели от следующих причин: от исходного стояния испытуемого, их адаптивных резервов (тренированности, физиологических факторов риска, процессов утомления, эмоциональной устойчивости, кратковременных и долгосрочных процессов адаптации); от длительности и уровня физических нагрузок; от состояния инженерно-технического обеспечения ИСИЗ, обусловленного уровнем их надежности, от соотношения O2/CO2, сопротивления дыханию.

Процессы дезадаптации наилучшим образом проявляются при изучении вегетативного обеспечения организма при малых нагрузках (стресс-неустойчивости, вентиляции) и главным образом при включении респиратора и малых физических нагрузок.

Наиболее адекватными и чувствительными методами оценки функционального состояния человека при включении ИСИЗ являются методы анализа нейровегетативного обеспечения с использованием ВРС. Другие показатели - ЧСС, АД, ЭЭГ - являются важными вспомогательными средствами, однако могут не меняться при включении в ИСИЗ и при переутомлении. Методы анализа ВРС имеют прогностическую силу.

Гиперадаптивные изменения ВРС в сочетании с перестройкой и усилением функций нейро-кардио-респираторных систем начинаются сразу же после включения испытуемых в ИСИЗ и обеспечивают наилучшие условия для преодоления физической нагрузки. Период адаптации составляет 10-15 минут.

Адаптивные процессы проявляются в виде изменения структуры кардио-респираторного обеспечения, увеличения тотальной мощности или отдельных диапазонов спектра ВРС, прежде всего барорецепторной и дыхательной функции. На уровне ЦНС показатели ЭЭГ отражают усиление функций срединно-стволовых структур (реакция активации, пароксизмальная активность, выраженная межполушарная асимметрия).

Процессы дезадаптации и неполной адаптации проявлялись в низких энергетических медленноволновых процессах ВРС в исходном фоне, отсутствии адаптивных реакций на включение в ИСИЗ, тахикардии больше 100 уд/мин и исходном АД свыше 140/90, выраженной неустойчивости ВРС.

Восстановительный период после ВЭМ-нагрузки в ИСИЗ тем длиннее, чем выраженнее нагрузка и протекает при усилении очень медленных колебаний ВРС и барорецепции.

ВЭМ-нагрузка малой интенсивности оказалась наилучшим индикатором работоспособности горноспасателей в условиях ИСИЗ, дополняющей прогностические вегетативные критерии функционального состояния организма.

Анализ ВРС в сочетании с функциональными пробами, в том числе психологическими, определяет и прогнозирует устойчивость к стрессовой и физической нагрузке, и что особенно важно, при оценке нейро-кардио-респираторной системы в условиях использования ИСИЗ.

Способ прогнозирования уровня адаптации горноспасателей к индивидуальным средствам защиты (ИСИЗ), включающий в себя профессиональный отбор и контроль в период несения службы на основании данных электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и кардиологического исследования, отличающийся тем, что обследование проводят до использования ИСИЗ и при его использовании, а кардиологическое исследование заключается в оценке вариабельности ритма сердца (ВРС), которая проводится с использованием частотно-амплитудного спектрального анализа Фурье: VLF с частотой колебаний в диапазоне 0,0033-0,04 Гц, LF - с частотой 0,05-0,15 Гц и HF - с частотой 0,16-0,80 Гц, и выполняется на 5 этапах: в исходном состоянии покоя, при умственной нагрузке, в период восстановления после умственной нагрузки, при гипервентиляционной нагрузке, в период восстановления после гипервентиляционной нагрузки; в начале проводят исследование ВРС и ЭЭГ до использования ИСИЗ и при выявлении на любом из пяти этапов исследования ВРС пульса более 90 уд/мин, а также изменениях относительно нормативных значений показателей: аппроксимированной энтропии - менее 180, LF - менее 6 баллов, амплитуде альфа ритма - до 12 кол/с и появлении пароксизмальной активности по ЭЭГ, устанавливают преобладание симпатической нервной системы, или при выявлении на любом этапе исследования ВРС пульса менее 60 уд/мин, а также изменениях относительно нормативных значений показателей: АД - выше 140/90 мм рт.ст., VLF - более 130 баллов, HF - более 16 баллов, амплитуде альфа ритма - менее 25 мкВ, устанавливают преобладание парасимпатической нервной системы, прогнозируют низкий уровень адаптации к ИСИЗ и при профессиональном отборе не рекомендуют работу горноспасателем, обследование прекращают, в том случае, если показатели ВРС и ЭЭГ, полученные до надевания ИСИЗ, соответствуют нормативным, переходят к исследованию ВРС в ИСИЗ, причем исследование проводят при нахождении в ИСИЗ и при велоэргометрической пробе, и при регистрации изменений оцениваемых показателей по типу гиперадаптоза: VLF - более 130 баллов относительно нормативного значения при включении в ИСИЗ и колебаниях при нагрузках LF и HF, прогнозируют неполную или незавершенную адаптацию к ИСИЗ и отстраняют горноспасателя от работы на несколько часов; а при VLF - более 130 баллов, регистрируемом только через 10-15 мин после включения в ИСИЗ, прогнозируют хороший уровень адаптации к ИСИЗ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области медицины, в частности к неврологии. Проводят тренировку, предъявляя больному задание по воображению движения паретичной конечностью с последующим контролем воображаемого движения.

Изобретение относится к области медицины, а именно к физиологии, психофозиологии, оптике. Предъявляют изображение, создающее эффект глубины и объема (ИЭГ).
Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в профессиональной патологии. Воздействие белым светом, варьируемым по цветовой температуре в диапазоне 1700 К - 10000 К, осуществляют на открытые глаза человека.
Изобретение к области медицины и может быть использовано для оценки воздействия на функциональное состояние коры головного мозга человека светового излучения от светодиодного источника.
Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для изменения функционального состояния человека. Осуществляют воздействие белым светом с цветовой температурой 1700 К или 10000 К, на открытые глаза человека при освещенности 200 лк на уровне глаз.

Изобретение относится к области медицины, а именно к стоматологии. У пациентов с нарушением мозговой гемодинамики регистрируют энцефалограмму (ЭЭГ).

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для оценки показаний к назначению лекарственных препаратов, несовместимых с приемом алкоголя, в наркологии, психиатрии, а также в психотерапии.
Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии, и может быть использовано при оценке адекватности наркоза у детей от 4 до 14 лет. Для этого до проведения наркоза и во время наркоза, в фазу хирургической стадии, осуществляют регистрацию длиннолатентных слуховых вызванных потенциалов.

Изобретение относится к области медицины, а именно к нейрофизиологическим методам исследования. Проводят регистрацию ЭЭГ, определяют суммарную мощность модального колебания в диапазоне альфа ритма в одном из отведений и рассчитывают показатель КДα1, как отношение этой мощности к суммарной мощности всех колебаний альфа диапазона в том же отведении.
Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии, и может быть использовано в неврологии, медицинской психологии и психиатрии. Проводят клиническое обследование детей по жалобам, анамнестическим сведениям и данным физикального осмотра.
Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии. Регистрируют кардиоритмограмму во время выполнения активной ортостатической пробы и анализируют вариабельности ритма сердца (ВРС).
Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии. Проводят суточное мониторирование внутрипищеводного pH и холтеровское мониторирование.

Изобретение относится к медицинской технике. Система мониторирования ЭКГ для определения инфаркт-зависимой коронарной артерии, связанной с острым инфарктом миокарда, содержит ряд электродов для сбора данных по электрической активности сердца от разных точек наблюдения по отношению к сердцу.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии. Больному проводят ЭКГ исследование.
Изобретение относится к медицине, в частности к эндокринологии и диабетологии. .
Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии, терапии, семейной медицине, и может быть использовано для выбора тактики лечения головной боли напряжения. .
Изобретение относится к области медицины, а именно неврологии и гепатологии. .

Изобретение относится к медицине труда. .

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, нормальной физиологии, патологической физиологии. .
Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, и может быть использовано для выявления высокого риска развития нарушения толерантности к глюкозе у больных стабильной стенокардией напряжения на фоне приёма бета-адреноблокаторов (ББ) без дополнительных вазодилатирующих свойств.
Наверх