Способ прогнозирования работоспособности космонавта на поверхности планеты марс

Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии. После 4-6 месяцев геоорбитального полета и посадки на Землю с перегрузкой 4 g, космонавта в первые послеполетные сутки облачают в планетарный скафандр под штатным избыточным давлением при суммативном весе космонавта и скафандра, равным 0,38 этого веса на Земле. После чего космонавт выполняет работу по сценарию деятельности на поверхности Марса, в процессе которой фиксируют частоту сердечных сокращений (ЧСС) космонавта, при достижении предельных индивидуально допустимых показателей делают перерывы в физических действиях для восстановления ЧСС до индивидуально рекомендованных медицинских показателей. Сумму продолжительности перерывов вычитают из общего времени работы. Разность определяют как «чистое» время работы. И если «чистое» время превышает или равно времени, минимально необходимого для выполнения целевых действия на поверхности Марса, уровень работоспособности принимается как удовлетворительный. Способ позволяет на Земле прогнозировать профессиональную работоспособность космонавта после межпланетного перелета и посадки на поверхность Марса за счет моделирования условий на орбите Марса. 1 табл.

 

Изобретение относится к космическим технологиям, а именно к способам моделирования на Земле космической среды и деятельности космонавта во внеземных условиях.

Функциональные возможности человека в скафандре в условиях марсианского тяготения, после межпланетного перелета Земля-Марс, являются одним из факторов, который определит успех деятельности десантной группы экипажа. Только достаточное представление об ожидаемом уровне работоспособности космонавтов позволит планировать действия на поверхности планеты. Отсутствие такого прогноза ставит под вопрос сам замысел пилотируемой экспедиции на Марс.

Профессиональная работоспособность рассматривается как одно из основных социально-биологических свойств исполнителя, отражающее возможность выполнять конкретную по содержанию работу в определенных условиях деятельности в течение заданного времени и с требуемым качеством.

В публикациях, в проектах пилотируемой экспедиции на Марс не содержится должного анализа, исследования и решения проблемы работоспособности космонавтов при высадке на Марс с учетом послеполетной ортостатической неустойчивости, атаксии и других синдромов невесомости. Одним из ключевых вопросов, относящихся к моменту высадки десантной группы на поверхность Марса, заключается в следующем: сможет ли космонавт после нескольких месяцев пребывания в невесомости, без реадаптации к 0,38 g (тяготение на Марсе) поддерживать присущую человеку вертикальную позу тела, способность к пешему передвижению, противостоянию ветровым нагрузкам, характерным для атмосферы Марса, и подъему на ноги в случае падения, то есть быть физически работоспособным в марсианских условиях.

Ответ на поставленные вопросы и достоверный прогноз может быть получен при условии, если экспериментальная оценка работоспособности человека будет проводиться после его пребывания в условиях, близких к невесомости в течение достаточно продолжительного времени.

Известны следующие методы моделирования невесомости в наземных условиях, практикуемые с участием человека (аналоги):

- антиортостатическая гипокинезия (АНОГ) - размещение испытателя в горизонтальном положении с отрицательным углом наклона в сторону головы на определенный срок [1]; недостатком является отсутствие возможности отрабатывать технологические действия с оборудованием;

- частичное обезвешивание испытателя посредством системы противовесов или карданового подвеса-шарнира [2]; значительное ограничение локомоторики средствами обезвешивания, искажение ощущения невесомости;

- иммерсия - погружение в резервуар с жидкостью, плотность которой равна средней плотности тела человека [1]; использование дыхательного аппарата осложняет деятельность, мобильность в среде исключена запретом на плавательные движения;

- метод так называемой «гидроневесомости», при котором испытатель в скафандре под избыточным давлением погружается в гидросреду и системе «человек-скафандр» путем балансировки грузами придают нулевую плавучесть и безразличное равновесие [2]. При этом сам испытатель не ощущает состояния невесомости, облегчается только перемещение по поверхности макетов космических объектов, также погруженных в воду.

Кроме того, все указанные выше методы имитации невесомости неприемлемы для формирования послеполетного состояния организма и прогнозирования работоспособности на поверхности Марса, так как функционирование систем организма при использовании этих методов осуществляется под воздействием земного притяжения.

Известен метод воспроизведения невесомости в полете самолета по параболической траектории с продолжительностью до 30-40 секунд [2]. Создаются условия микрогравитации (миллионные доли земного притяжения), но ввиду кратковременности режима, состояние организма испытателя не является идентичным состоянию как после длительного полета в невесомости, отсутствует накопительный эффект воздействия невесомости. Кроме того, до и после состояния невесомости действуют перегрузки, искажающие воздействие невесомости. Данный метод не может быть применен для прогнозирования работоспособности космонавта после длительного полета.

Из анализа известных методов моделирования невесомости следует, что в условиях Земли создать искусственную микрогравитационную среду со сроком существования 4-6 месяцев, достаточных для формирования адекватного состояния организма испытателя в целях прогнозирования его работоспособности, не представляется возможным.

Прототип способа прогнозирования работоспособности космонавта на поверхности планеты Марс не выявлен.

Задача изобретения заключается в получении на Земле прогноза профессиональной работоспособности космонавта после межпланетного перелета и посадки на поверхность Марса.

Задача решается тем, что космонавта выводят на геоцентрическую орбиту и после геоорбитального полета в течение 4-6 месяцев осуществляют посадку на Землю с перегрузкой до 4 g, в первые послеполетные сутки космонавта облачают в планетарный скафандр под штатным избыточным давлением, при этом вес системы «космонавт-скафандр» составляет 0,38 от веса данной системы на Земле, после чего космонавт выполняет физическую работу по сценарию деятельности на поверхности Марса. В процессе физических действий фиксируют частоту сердечных сокращений (ЧСС) космонавта и при достижении предельных индивидуально допустимых показателей делают перерывы в физических действиях для восстановления ЧСС до индивидуально рекомендованных медицинских показателей, сумму продолжительности перерывов вычитают из общего времени работы, разность определяют как «чистое» время работы, и если «чистое» время превышает или равно времени, минимально необходимого для выполнения целевых действий на поверхности Марса, уровень работоспособности космонавта принимается как удовлетворительный.

Корректность моделирования и достоверность прогноза обосновывается воспроизведением максимального количества факторов и связей, действующих в моделируемой ситуации.

На фиг. изображена таблица, в которой показаны основные факторы и гравитационные условия, которые будут воздействовать на космонавта в реальном полете на Марс и в модельном эксперименте с оценкой степени приближения.

Правомерность отдельных допущений, принятых в моделировании, обосновывается следующим образом.

По п.2. На основе опыта длительных полетов на отечественных орбитальных станциях установлено, что степень снижения работоспособности, ортостатической устойчивости космонавтов существенно не коррелируют с продолжительностью полета, но проявляют четкую зависимость от интенсивности, вида и объема физических тренировок, выполняемых космонавтами в полете [3]. Поэтому пребывания в невесомости в течение 4-6 месяцев вполне достаточно для приведения организма космонавтов в адекватное состояние.

По п.5. и п.8. Ощущение (восприятие) земного тяготения g=1 вместо g=0,38 компенсируется сниженной продолжительностью рабочего времени с t часов на Марсе до t/2 часов в наземных условиях, что уравнивает энерготраты космонавта, который будет работать на Марсе и соответственно на Земле.

Таким образом, объективные и субъективные оценки работоспособности космонавта и результаты его деятельности на Земле являются одновременно и оценками достаточности средств и методов противостояния невесомости, имеющихся в арсенале космической медицины.

Реализация способа прогнозирования работоспособности космонавта на поверхности Марса осуществляется реально существующими средствами: отработаны выведение и посадки пилотируемых кораблей «Союз», продолжается георбитальный полет Международной космический станции со сменой экипажа, на Земле предусмотрены площадка с макетом марсианской поверхности, планетарный скафандр и средства выполнения операций по сценарию деятельности космонавтов.

Литература

1. Краткий справочник по космической биологии и медицине. Под редакцией А.И. Бурназяна и др. М.: Медицина, 1972, с.192-193, 252-253.

2. Юзов Н.И. Внекорабельная деятельность космонавтов. Звездный городок, Россия, 1998, с.207-208.

3. И.Б. Козловская и др. Развитие российской системы профилактики неблагоприятных влияний невесомости в длительных полетах//Космическая биология и медицина. Том 1. Медицинское обеспечение экипажей МКС. ИМБП, 2011, с.63-98.

Таблица
Реальный полет на Марс Модельный эксперимент Степень приближения
1 Перегрузки при выведении на ОИСЗ Перегрузки при выведении на ОИСЗ Тождественно ++++
2 Невесомость в перелете к Марсу Невесомость в течение 4-6 месяцев на геоцентрической орбите Идентично ++++
3 Медико-биологические мероприятия по предупреждению снижения гравитационной устойчивости организма Медико-биологические мероприятия по предупреждению снижения гравитационной устойчивости организма Тождественно ++++
4 Перегрузки при посадке на Марс до 4 g Перегрузки при посадке на Землю до 4 g Идентично ++++
5 Ощущение тяготения на поверхности Марса g=0,38 Ощущения тяготения на Земле g=1 Аналогично ++
6 Вес системы «космонавт-скафандр» на Марсе Вес системы «космонавт-скафандр» приводят к 0,38 веса на Земле Идентично +++
7 Штатное избыточное давление в СК Штатное избыточное давление в СК Тождественно ++++
8 Продолжительность рабочего времени t час Продолжительность рабочего времени t/2 час Аналогично +++
9 Состояние испытателя-космонавта после полета Состояние испытателя-космонавта после полета Аналогично +++

Способ прогнозирования работоспособности космонавта на поверхности планеты Марс, включающий выведение космонавта на геоцентрическую орбиту, геоорбитальный полет в течение 4-6 месяцев и посадку на Землю с перегрузкой 4 g, отличающейся тем, что космонавта в первые послеполетные сутки облачают в планетарный скафандр под штатным избыточным давлением, при этом система «космонавт-скафандр» весит 0,38 от веса данной системы на Земле, после чего космонавт выполняет физическую работу по сценарию деятельности на поверхности Марса, в процессе физических действий фиксируют частоту сердечных сокращений (ЧСС) космонавта и при достижении предельных индивидуально допустимых показателей делают перерывы в физических действиях для восстановления ЧСС до индивидуально рекомендованных медицинских показателей, сумму продолжительности перерывов вычитают из общего времени работы, разность определяют как «чистое» время работы, и если «чистое» время превышает или равно времени, минимально необходимого для выполнения целевых действий на поверхности Марса, уровень работоспособности космонавта принимается как удовлетворительный.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, а именно к терапевтической стоматологии, и предназначено для контроля риска развития осложнений, составления календаря диспансеризации и назначения содержания восстановительного лечения больных кариесом зубов, пульпитом и периодонтитом.
Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии. Способ включает измерение электропроводности эмали и оценку светоиндуцированной флюоресценции твердых тканей зуба в очаге поражения.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при отборе проб текучей среды. Устройство включает клапанный узел, первый и второй входы и крышку.

Изобретение относится к области психофизиологии и может быть использовано для определения степени изменения физиологического состояния человека или группы лиц, происходящего в результате эмоционального восприятия развлекательных мероприятий.

Заявленное изобретение относится к области диагностики и может быть использовано для раннего обнаружения беременности. Тестер на беременность содержит впитывающий наконечник (1), частично напрессованный на тестовую полоску (3) в корпусе оболочки, имеющем верхнюю оболочку (2.1) и нижнюю оболочку (2.2), и тестовую полоску (3) на стабилизирующей подложке (12), доходящую до окна проверки результата (4) с отметками контрольной и тестовой линий.

Изобретение относится к медицине, а именно к эндокринологии, и может быть использовано при диагностике гиперфункции паращитовидных желез - гиперпаратиреоза (ГПТ). Для этого под контролем УЗИ осуществляют тонкоигольную аспирационную биопсию узловых образований в области паращитовидных желез с последующим созданием препарата и его исследованием с помощью световой микроскопии.
Изобретение относится к медицине, а именно, к гинекологии, и может быть использовано при осуществлении диагностики нарушения транспортной функции маточных труб после проведения реконструктивно-восстановительных операций на маточных трубах.
Изобретение относится к медицине, в частности к пульмонологии, и может быть использовано для выявления алекситимии у больных хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), осложненной хроническим легочным сердцем.
Изобретение относится к области медицины, а именно к профессиональной патологии, и может быть использовано для прогнозирования и выявления начальных признаков развития профессионального флюороза у работающих с фторсодержащими веществами.
Изобретение относится к области медицины, а именно к профессиональной патологии, и может быть использовано для диагностики начальной формы профессионального флюороза.

Изобретение относится к области медицины, а именно к онкологии, и может быть использовано для проведения биопсии новообразований паренхиматозных органов с одновременным спектроскопическим контролем с применением фотосенсибилизаторов. Предлагаемое устройство содержит источник лазерного излучения, соединенный с ним световод, канюлю для биопсии, соединенную с тройником типа «луер», через второй вход которого проходят и крепятся в канюле оптическое волокно от лазерного источника и, как минимум, одно приемное волокно, а третий вход которого предназначен для шприца, с помощью которого подсасывается биоптат внутрь канюли, спектрометр с волоконно-оптическим вводом излучения, персональный компьютер. Применение устройства по предлагаемому изобретению обеспечивает проведение непрерывного спектроскопического контроля при биопсии опухолей паренхиматозных органов без нарушения стандартных действий данной операции и без удлинения во времени процедуры в целом. 3 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии, и может быть использовано для выбора одного из трех бронхолитических препаратов, рекомендуемых для лечения бронхиальной астмы (БА) у ребенка с легким, среднетяжелым или тяжелым приступом. Для этого измеряют величину пиковой скорости выдоха (ПСВ). Устанавливают возраст ребенка, рост и пол. На основании полученных данных определяют должное значение пиковой скорости выдоха. Затем вычисляют коэффициент пиковой скорости выдоха по определенной математической формуле. Далее из анамнеза учитывают: длительность заболевания ребенка, продолжительность базисной терапии, полных месяцев, в течение года, предшествующего обострению заболевания, а также наличие аллергических заболеваний у близких родственников по материнской и отцовской линиям. Оценивают степень тяжести приступов БА. Каждому показателю, установленному из анамнеза, присваивают числовые значения, отражающие их прогностическую значимость. Измеряют частоты сердечных сокращений. Выполняют кардиоинтервалографию и определяют значение коэффициента вагосимпатического баланса. Далее вычисляют значение показателя риска кардиогемодинамических нарушений (ПКН) с учетом указанных выше критериев по определенной математической формуле. При значении ПКН<0,34 в качестве препарата-бронхолитика в периоде обострения заболевания выбирают селективный β2-адреномиметик - фенотерол. При 0,34≤ПКН≤0,46 в качестве препарата-бронхолитика назначают м-холиноблокатор - ипратропия бромид. В случае ПКН>0,46 в качестве препарата-бронхолитика выбирают комбинированное бронхолитическое средство - ипратропия бромид+фенотерол. Способ обеспечивает снижение количества осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы у данной категории детей. 3 пр.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство анализа стенки кровеносного сосуда обеспечено структурой, обеспечивающей возможность точного измерения компонентов бляшки на стенке кровеносного сосуда в состоянии, которое уменьшает нагрузку на пациента. При анализе стенки кровеносного сосуда свет измерения излучается на участок измерения внутри кровеносного сосуда, например на сонную артерию, из блока излучения света, обеспеченного снаружи кровеносного сосуда, в то время как свет от участка измерения обнаруживается в блоке приема света, обеспеченном снаружи кровеносного сосуда. Соответственно, так как состояние стенки кровеносного сосуда можно анализировать без введения устройства, используемого в измерении, в кровеносный сосуд, то нагрузка на пациента во время измерения уменьшается. Кроме того, в результате выполнения измерения с использованием света ближней инфракрасной области спектра (компонент света в диапазоне длин волн от 780 нм до 2750 нм), который демонстрирует характеристики, которые отличаются согласно составу субстанций, например бляшки, прикрепленной к внутренней части кровеносного сосуда, могут быть выполнены исследования, которые различают составные части, например бляшки, с использованием устройства анализа, обеспеченного снаружи кровеносного сосуда. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.
Изобретение относится к медицине, в частности к стоматологии, и может быть использовано для прогнозирования рецидивирования кариеса у беременных женщин. Исследуют анамнез и обследуют ротовую полость пациентки - беременной женщины в I триместре беременности. Согласно анамнезу определяют: количество беременностей (КБ), включая настоящую, порядковый номер (ПН) предстоящих родов, показатель осложнений беременности (ПОБ), величине которого при наличии у пациентки одного или нескольких осложнений настоящей беременности присваивают числовое значение равное "1", а при отсутствии - числовое значение равное "0". По результатам обследования ротовой полости определяют интенсивность кариеса зубов - индекс КПУ. КПУ=К+П+У, где К - количество кариозных - невылеченных зубов на момент обследования, П - количество пломбированных - леченных зубов на момент обследования, У - количество удаленных или подлежащих удалению зубов. Затем рассчитывают коэффициент прогнозирования (КП) по формуле: КП=-0,5+0,031×КБ+0,127×ПН+0,177×ПОБ+0,066×КПУ. При выполнении условия К≥0,7 прогнозируют рецидивирование кариеса. Способ обеспечивает достоверность прогноза. 2 пр.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для диагностики тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА). Проводят компьютерно-томографическую ангиопульмонографию. Выполняют дополнительное сканирование на 30 секунде с момента введения контрастного вещества. Результаты сканирования подвергаются постпроцессорной обработке. В процессе обработки дополнительно к визуальной оценке состояния сосудов и легочной паренхимы учитывают результаты измерения плотности легочной паренхимы на 30 секунде контрастирования в участке предполагаемой гипоперфузии или аперфузии и в интактной области на идентичном уровне в HU. Рассчитывают отношение P1/P2, где P1 - это плотность легочной паренхимы при контрастировании легочных артерий на 30 секунде в участке предполагаемой гипо- или аперфузии (HU), P2 - плотность легочной паренхимы в интактной зоне. При значениях отношения P1/P2 менее 0,2 диагностируют тромбоэмболию легочной артерии. Способ обеспечивает повышение точности, эффективности и информативности диагностики ТЭЛА за счет выполнения дополнительного сканирования и оценки отношения плотности легочной паренхимы, измеренной при дополнительном сканировании и в интактной зоне. 1 ил., 3 табл., 2 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии. Производят биопсию и установку наружно-внутреннего дренажа в желчные протоки. Предварительно терминальный конец рентгеноконтрастного дренажа надсекают по продольной оси. Повторную биопсию выполняют на 10-14 сутки. Наружный билиарный дренаж удаляют. Биопсийные щипцы размером до 3,5 см вводят по свищевому ходу. Для контрастирования желчных протоков вводят тонкий рентгенконтрастный проводник-катетер. Забор гистологического материала производят под рентгенологическим контролем. Способ щипцовой биопсии опухоли напрямую по свищевому ходу уменьшает травматичность и повышает диагностическую точность. 2 пр., 9 ил.
Изобретение относится к медицине, а именно к внутренним болезням. Определяют клинико-анамнестический данные: индекс массы тела (ИМТ), кг/м2; окружность талии (ОТ), окружность бедер (ОБ), отношение ОТ/ОБ, наличие сахарного диабета 2 типа у близких родственников, наличие артериальной гипертензии (АГ). Определяют лабораторные данные: уровень ингибитора активатора плазминогена-1 (ИАПГ-1), нмоль/л; метаболиты окиси азота (NO), %; резистин, нг/мл; инсулинорезистентность (ИР), мМЕ/мл; триглицериды (ТГ), ммоль/л; холестерин липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП), ммоль/л; фибриноген, мг/дл; нарушение глюкозы натощак (НГН), ммоль/л; гликированный гемоглобин (HbAlc), %; нарушение толерантности к глюкозе (НТГ), ммоль/л; гомоцистеин (ГЦ), мкмоль/л; ФНО-α, пг/мл; С-реактивный белок, мг/л; эндотелин и фибриноген. Полученным значениям присваивают балльные оценки. На основании значения суммы баллов определяют степень риска развития атеросклероза у больных СД 2 типа: крайне высокий, высокий, средний и низкий. С учетом выявленной степени определяют дозы аспирина и статинов, а также режим мониторинга липидного спектра крови, экскреции альбумина с мочой и показателя креатинина крови. Способ позволяет определить степень риска развития атеросклероза за счет клинико-анамнестических и лабораторных данных, а также выбрать индивидуальную патогенетически терапию для пациента, что приводит к уменьшению развития сердечно-сосудистых осложнений. 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к спортивной медицине, а именно к способу донозологической диагностики здоровья спортсменов. Проводят комплексное клинико-лабораторное исследование спортсмена через 12-16 часов после прекращения тяжелой физической нагрузки. Объем исследования определяют с учетом наиболее уязвимых к действию физических нагрузок органов и систем при оценке прогностически значимых критериев морфофункционального состояния организма. Исследование включает определение и анализ биохимических, гематологических, иммунологических и функциональных показателей, а также показателей витаминно-минеральной насыщенности организма. И, если указанные показатели остаются стабильно измененными, достоверно отличающимися от нормальных значений, диагностируют неспецифические изменения органов и систем спортсмена. Способ обеспечивает раннюю диагностику значимых изменений органов и систем организма в ходе тренировочно-соревновательного цикла, что позволяет в последующем принимать своевременные меры для предупреждения дальнейшего развития патологических состояний и сохранения в связи с этим профессиональной работоспособности и достижения стабильно высоких спортивных результатов.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при определении чувствительности химиопрепарата к злокачественной опухоли. В качестве препарата используют материал, взятый из опухоли. На препарат наносят раствор, состоящий из физиологического раствора и химиопрепарата, взятых в соотношении 4500 : разовая доза исследуемого химиопрепарата. Спустя 1-2 часа окрашивают препарат по Романовскому-Гимзе. Определяют чувствительность химиопрепарата по наличию или отсутствию злокачественных клеток в препарате. Способ обеспечивает быстрое, доступное и эффективное определение чувствительности химиопрепарата к злокачественной опухоли за счет использования оптимальной концентрации раствора химиопрепарата и доступного окрашивания. 3 пр.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использована для диагностирования наличия заболевания ротовой полости у субъекта. Для этого предложены устройство и способ. Устройство содержит сосуд для сбора образца из ротовой полости, детектор, способный обнаружить маркер в этом образце, индикатор, срабатывающий за счет сигнала от детектора. Указанный сосуд прикреплен к средству по уходу за полостью рта с возможностью его снятия. При этом сосуд содержит собирающий элемент для сбора образца, резервуар для хранения образца и проход, соединяющий собирающий элемент с резервуаром с возможностью подачи образца к резервуару за счет капиллярного действия. Индикатор расположен внутри резервуара. Посредством заявленного устройства осуществляют диагностирование заболевания ротовой полости путем сбора образца из ротовой полости, обнаружения наличия одного или более маркеров в этом образце и индикацию наличия одного из маркеров заболевания. Изобретения позволяют точно и быстро диагностировать патологические состояния полости рта при ежедневном уходе за полостью рта, за счет расположения детектора внутри резервуара, способного накапливать необходимое количество образца для диагностирования. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх