CC BY
151
Массовая физическая культура и оздоровление населения
КОМПЛЕКС МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ВОЕННОСЛУЖАЩИХ В ПРОЦЕССЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ
И.В. ИВАНОВ, Л.А. КАЛИНКИН, В.Н. МОРОЗОВ,
ФГБУ ФНЦ ВНИИФК
Аннотация
Физическая подготовленность военнослужащих во многом определяет их военно-профессиональную работоспособность. Описан комплекс методик, моделирующий основные виды деятельности военнослужащих при выполнении учебно-боевых задач. Обосновано, что в ходе исследований работоспособности военнослужащих необходимо оценивать профессионально важные качества соответственно основным типам работоспособности - преимущественно физической или преимущественно сенсомоторной. При оценке работоспособности военнослужащих важно учитывать прямые показатели эффективности и качества профессиональной деятельности, а также косвенные показатели, определяющие уровень энергетического обеспечения организма - состояние систем кровообращения, дыхания, крови, энергопродукции и терморегуляции, обмена веществ; биохимический статус. Разработанный комплекс методик позволяет унифицировать методические подходы при проведении войсковых испытаний, может использоваться в ходе многообразных исследований по оценке работоспособности военнослужащих общевойсковых подразделений для установления эффективности средств и методов фармакологической, психофизиологической, психологической коррекции и восстановления функционального состояния организма человека после воздействия на него экстремальных
факторов.
Ключевые слова: военнослужащие, физическая подготовленность, функциональное состояние организма, физическая подготовка, показатели работоспособности, методы оценки.
COMPLEX OF METHODS FOR ESTIMATION OF FUNCTIONAL STATE OF MILITARY SERVANTS IN THE PROCESS OF PHYSICAL TRAINING
I.V. IVANOV, L.A. KALINKIN, V.N. MOROZOV,
FSBIFSC VNIIFK
Abstract
Substantiated a complex of methods for the assessment of the main types of military of efficiency using both indirect and direct indicators. It is necessary for uniformity of approach in the planning and analysis of research materials assessment and forecasting of efficiency military today. In general, developed a complex of methods allows you to unify the conditions for research and can be used in multiple studies to assess the of efficiency of military men, including in the testing of new and advanced models of military regimentals, as well as the means of maintaining the functional state and improve efficiency
after exposure to extreme factors of training and combat activities.
Keywords: military men, training and combat activities, professionally important qualities, physical performance, mental performance, methods for assessing of efficiency, direct indicators, indirect indicators.
Введение
Необходимость повышения физической подготовленности военных специалистов определяется возрастанием интенсивности и динамичности боевых действий в современных условиях. На это направлены как плановые занятия по физической подготовке военнослужащих, так и их привлечение к военно-прикладным видам спорта. В связи с этим представляется важным обосновать комплекс методик, обеспечивающих оценку физической подготовленности и разных видов работоспособности военнослужащих по косвенным и прямым показателям, что необходимо для формирования единого подхода при оценке их функционального состояния в процессе занятий по физической подготовке.
В настоящее время подробно описаны и широко используются методы оценки функционального состояния опе-
раторов и военнослужащих в лабораторных условиях [1-4]. Однако повышается востребованность оценок работоспособности в модельных экспериментах, приближенных к реальной деятельности военнослужащих общевойсковых подразделений, что обуславливает актуальность данной работы.
Цель исследования: сформировать комплекс методик для всестороннего исследования функционального состояния военнослужащих общевойсковых подразделений в процессе физической подготовки и при выполнении военно-профессиональных задач.
Иванов И.В. -ведущий автор
Методы исследования
При проведении исследования использованы методы экспертной и аналитической оценки. На 1-м этапе по данным анализа литературы и информации об образцах специального лабораторного и физиологического оборудования были отобраны методики для оценки прямых и косвенных показателей работоспособности. На 2-м этапе был проанализирован алгоритм профессиональной деятельности военнослужащих общевойсковых подразделений и выбранные методики были систематизированы в соответствии с этим алгоритмом, а также по натурным и модельным условиям проведения экспериментов.
Результаты и их обсуждение
Исходя из циклограммы деятельности военнослужащих общевойсковых подразделений были выбраны методические подходы, позволяющие в натурных условиях оценивать как прямые, так и косвенные показатели работоспособности (рис. 1).
При этом был сформирован комплекс методик, позволяющий оценивать профессионально важные качества соответственно основным видам работоспособности -преимущественно физического и преимущественно сенсо-моторного вида. Это необходимо для адекватного суждения об уровне функциональной надежности военнослужащих общевойсковых подразделений в условиях
реальной профессиональной деятельности с разными вкладами данных компонентов [8, 9].
1. В натурных условиях для оценки способности к выполнению военно-профессиональной деятельности использовали:
1.1. Прямые показатели эффективности и качества преимущественно физических (динамических) компонентов деятельности:
- время совершения марш-броска на 5 км в штатной экипировке, с оружием АК-74 и подсумком с двумя магазинами к автомату АК-74;
- время преодоления общевойсковой полосы препятствий (участок для скоростного бега длиной 20 м; ограничитель на высоте 0,4 м от земли для проползания под ним; лабиринт длиной 6 м, шириной 2 м, высотой 1,1 м, количество проходов - 10, ширина прохода - 0,5 м; забор высотой 2 м с наклонной доской 3,2 м; разрушенный мост высотой 2 м, состоящий из трех балок с разрывами между ними в 1 м; разрушенная лестница шириной 2 м; стенка высотой 1,1 м с двумя проломами - на уровне земли и на высоте 0,35 м от земли; колодец и ход сообщения; фасад дома с двумя окнами 1 м*1,5 м); преодоление осуществлялось в штатной экипировке на фоне выраженного эмоционального компонента - внезапного подрыва взрывпакетов и задымления по пути следования военнослужащих.
Физического вида
Методики оценки работоспособности
Сенсомоторного вида
Марш-бросок 5 км
Метание гранат
Общевойсковая полоса препятствий
Стрельба из АК-74
Тесты САН, личностной тревожности Спилбергера - Ханина ^ Состояние ССС (ЧСС, АД, ЭКГ) и дыхательной системы (ЧД) - устройство Zephyr Общеклинические анализы крови и мочи, биохимический и гормональный статус
Беговая дорожка (А V, W, max, Atot)
I
Нагрузочный Вингейн -тест на велоэргометре (Atot, ИУ, Wmax)
Методики РДО, КЧСМ, ССМР, КЧТ, кольца Ландольта
Состояние систем кровообращения, дыхания, основного обмена, уровень
энергопотребления по показателям газоанализа эргоспирометрической системы «Metalizeг»
Показатели оценки метаболической цены физической нагрузки
Тесты САН, личностной тревожности Спилбергера - Ханина
Рис. 1. Блок-схема методик комплексной оценки физической подготовленности и работоспособности военнослужащих общевойсковых подразделений при выполнении военно-профессиональных задач (обозначения сокращений приведены по тексту статьи)
1.2. Прямые показатели эффективности и качества преимущественно сенсомоторных компонентов деятельности:
- точность трехкратной (до марш-броска, после марш-броска и после преодоления полосы препятствий) стрель-
бы из штатного оружия (10 выстрелов за 1 мин из положения «лежа» по полуростовой стационарной мишени с расстояния 100 м);
- результативность метания гранат (количество попаданий в заданный сектор) из траншеи глубиной 1,5 м.
С*)
1.3. В качестве косвенных показателей работоспособности, как физического, так и сенсомоторного видов в натурных условиях оценивали:
- результаты методики «САН» (самочувствие, активность, настроение) в адаптации А. Гончарова и диагностики личностной тревожности Спилбергера - Ханина («НС-психотест», ООО «Нейрософт», Россия);
- состояние сердечно-сосудистой системы (ССС) по частоте сердечных сокращений (ЧСС), показателям артериального давления (АД) и электрокардиограммы (ЭКГ); состояние дыхательной системы - по частоте дыхания (ЧД). Анализу подвергались показатели, зарегистрированные во время выполнения марш-броска и упражнений на общевойсковой полосе препятствий с помощью устройства Zephyr (рис. 2А). Для наибольшей достоверности выделения эпох анализа применяли сопоставление графиков ЧСС и ЧД с графиком активности относительно временной шкалы (рис. 2Б);
- показатели общеклинических лабораторных и специальных методов исследования:
а) системы крови по данным расширенного клинического исследования (уровень гемоглобина, количество эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, ретикулоцитов, лейкоцитарная формула, скорость оседания эритроцитов);
А
Рис. 2. Методика оценки физиологических параметров у военнослужащих в ходе учебно-боевой деятельности: А - нагрудный ремень с модулем устройства Zephyr (1) и его датчик (2); Б - графики значений частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и активности в программе OmniSense Analysis. По оси ординат - частота сердечных сокращений (1), частота дыханий (2), уровень двигательной активности (3);
по оси абсцисс - время регистрации (ч, мин, с)
б) выделительной системы (функции почек) по показателям общего анализа мочи;
в) биохимического статуса по результатам оценки в сыворотке крови общего белка, альбумина, креатинина, мочевины, глюкозы, общего билирубина, активности аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, общей креатинфосфокиназы и общей щелочной фосфа-тазы;
г) гормонального статуса по концентрации кортизо-ла, адреналина, норадреналина и дофамина в сыворотке крови.
Критериями оценок показателей являлись диапазоны их нормальных значений, либо кратность изменений по отношению к значениям в исходном состоянии.
2. В модельных условиях для оценки способности к выполнению военно-профессиональной деятельности использовали:
2.1. Прямые показатели эффективности и качества преимущественно физических (динамических) компонентов деятельности:
- пройденное расстояние (S), достигнутые скорость (V) и мощность (Wmax) при движении (ходьбе или беге) и в момент отказа от нагрузки, выполненная работа (Atot) в ходе нагрузочного теста аэробной мощности по методике «Беговая дорожка» (тредбан «Т-2100», General Electric, Германия);
- выполненная работа (Atot), индекс утомления (ИУ) и мощность (Wmax) выполняемой на велоэргометре
С*)
("Monark 894E Peak Bike", Monark, Швеция) физической нагрузки при предельной частоте педалирования в течение 30 с в ходе нагрузочного теста анаэробной мощности («Вингейт-тест»).
2.2. Косвенные показатели эффективности и качества преимущественно физических (динамических) компонентов деятельности определяли по уровню энергетического обеспечения организма (состояние систем кровообращения, дыхания, энергопродукции и обмена веществ) по показателям газоанализа эргоспирометриче-ской системы ("Metalyzer", Cortex, Германия):
- в ходе методики «Беговая дорожка» оценку проводили по расчетной мощности физической нагрузки и ее кислородного эквивалента - максимального потребления кислорода, при которой система обеспечения перестает удовлетворять потребности мышц в кислороде. В качестве критериев эффективности средств повышения физической работоспособности (выносливости) при нагрузках аэробной мощности использовали динамику 16 ключевых показателей данного теста (табл. 1);
Таблица 1
Критерии повышения работоспособности при выполнении аэробного тестирования
(методика «Беговая дорожка»)
№ п/п Показатель Единица измерения Критерий повышения работоспособности
1. Время выполнения нагрузки (t) Мин Рост показателя
2. Максимальная достигнутая мощность ( Wmax) Вт Рост показателя
3. Выполненная работа (Atot) Вт-мин Рост показателя
4. Объем потребленного кислорода (избыточный) ( VO 2 max) Л 02 Рост показателя
5. Приведенный* объем потребленного кислорода (избыточного) ( V'O2 max) Л 02/кг Рост показателя
6. Потребление кислорода при ПАНО** [ VO2 (ПАНО)] Мл/мин Рост показателя
7. Приведенное* потребление кислорода при ПАНО** [V'O2 (ПАНО)]* Мл/ (мин-кг) Рост показателя
8. Объем вентиляции при ПАНО** [ VЕ (ПАНО)] Л/мин Рост показателя
9. Частота сердечных сокращений при ПАНО** [HR (ПАНО)] Мин -1 Рост показателя
10. Пиковое потребление кислорода ( VO 2 p) Мл/мин Рост показателя
11. Приведенное* пиковое потребление кислорода ( V'O2 p)* Мл/ (мин*кг) Рост показателя
12. Максимальный кислородный пульс нагрузки (О-^/HRmax) Мл Рост показателя
13. Достигнутый коэффициент вентиляции для О2 ( VE O2) Отн. ед. Рост показателя
14. Достигнутый коэффициент вентиляции для СО2 (VE СO2) Отн. ед. Рост показателя
15. Концентрация лактата в крови через 3 мин после нагрузки (^a3) Ммоль/л Рост показателя
16. Концентрация лактата в крови через 30 мин после нагрузки (^a!5) Ммоль/л Снижение показателя
* Приведенный показатель - показатель, рассчитанный на 1 кг массы тела. ** ПАНО - порог анаэробного обмена
- в ходе методики «Вингейт-тест» оценку проводили по результатам выполнения нагрузки анаэробной мощности с учетом метаболической цены выполняемой на вело-эргометре физической нагрузки при предельной частоте педалирования. Критериями оценки эффективности при выполнении аэробного тестирования являлись стандартные показатели кардиореспираторной системы: текущее потребление кислорода и выделение углекислого газа, дыхательные объемы и др., а также максимальный кислородный долг. В качестве критериев эффективности средств повышения физической работоспособности при нагрузках анаэробной мощности использовалась динамика 11 ключевых показателей выполненного теста (табл. 2).
2.3. Прямые показатели выполнения преимущественно сенсомоторных компонентов деятельности оценивали по результатам психофизиологического обследования с применением тестов «Реакция на движущийся объект» (РДО), «Определение критической частоты слияния световых мельканий» (КЧСМ), «Сложная сенсомоторная реакция» (ССМР), корректурной пробы «Кольца Ландольта», «Красно-черные таблицы (КЧТ) Шульте - Платонова» («НС-психотест», ООО «Нейрософт», Россия).
2.4. Косвенные показатели выполнения преимущественно сенсомоторных компонентов деятельности оценивали по результатам методики «САН» (самочувствие, активность, настроение) в адаптации А. Гончарова и теста
диагностики личностной тревожности Спилбергера - лений, в т.ч. в процессе физической подготовки для ус-Ханина. тановления эффективности средств и методов фарма-
Разработанный и апробированный комплекс методик кологической, психофизиологической, психологической позволил унифицировать методические подходы при про- коррекции и восстановления функционального состоя-ведении многообразных исследований по оценке работо- ния организма человека после воздействия экстремаль-способности военнослужащих общевойсковых подразде- ных факторов.
Таблица 2
Критерии повышения работоспособности при проведении теста переносимости нагрузки анаэробной мощности (методика «Вингейт-тест»)
№ п/п Показатель Единица измерения Критерий повышения работоспособности
1. Выполненная работа (ЛШ) Вт-* мин Рост показателя
2. Приведенная* выполненная работа (ЛШ) Вт*мин/кг Рост показателя
3. Максимальная мощность ('Штах) Вт Рост показателя
4. Приведенная* максимальная мощность ( W'max) Вт/кг Рост показателя
5. Минимальная мощность (*Штт) Вт Рост показателя
6. Приведенная* минимальная мощность (*Ш'тт) Вт/кг Рост показателя
7. Индекс утомления (ИУ) Отн. ед. Снижение показателя
8. Максимальный кислородный долг (МКД) Мл О2 Динамика зависит от вида средства**
9. Приведенный* максимальный кислородный долг (МКД') Мл О2/кг Динамика зависит от вида средства**
10. Концентрация лактата в крови через 3 мин после нагрузки (С1а3) Ммоль/л Рост показателя
11. Концентрация лактата в крови через 30 мин после нагрузки (С1а30) Ммоль/л Снижение показателя
* Приведенный показатель - показатель, рассчитанный на 1 кг массы тела. ** Рост показателя для депо макроэргов (истощающих стимуляторов) при тренировке; снижение показателя для препаратов, повышающих коэффициент полезного действия при утилизации нутриентов
В заключение считаем необходимым отметить, что оценка функционального состояния крайне важна для суждения о работоспособности военных специалистов. В НИИЦ авиационной и космической медицины и военной эргономики на основе результатов многолетних исследований разработаны компьютерные системы, обеспечивающие реализацию комплексного медико-психологического контроля функционального состояния специалистов операторского профиля. К ним относятся автоматизированные системы: профессионального психологического отбора авиационных специалистов (АСПО); психофизиологической экспертизы летного состава армейской авиации (АСПЭЛС); оперативного медицинского контроля («Медконтроль»); оценки профессионального здоровья летчика («Норма»); экспресс-анализ «Ритм-Экспресс» функционального состояния оператора; программный комплекс «Долголетие» для самооценки уровня здоровья; аппаратно-программный комплекс «Резервы» для автоматизированного оценивания резервов внимания летчика, нервно-эмоционального напряжения операторов и др. [4-6].
В этих аппаратно-программных комплексах использованы систематизированные в руководстве [7] базовые методы оценки функционального состояния организма и обобщены аппаратно-программные средства для реше-
ния задачи медико-психологического обеспечения эффективности и надежности профессиональной деятельности военных специалистов операторского профиля, преимущественно военных летчиков. В отличие от них предлагаемый комплекс позволяет более адекватно оценивать функциональное состояние военнослужащих общевойсковых формирований, как в процессе физической подготовки, так и при выполнении специфических учебно-боевых задач.
Выводы
1. В ходе исследований физической подготовленности и работоспособности военнослужащих при выполнении учебно-боевых задач необходимо оценивать профессионально важные качества соответственно основным типам работоспособности - преимущественно физической или преимущественно сенсомоторной.
2. При оценке физической подготовленности и работоспособности военнослужащих важно учитывать как прямые показатели эффективности и качества военно-профессиональной деятельности, так и косвенные показатели, определяющие уровень энергетического обеспечения организма - состояние систем кровообращения, дыхания, крови, энергопродукции и терморегуляции, обмена веществ, биохимический статус.
3. Разработанный комплекс методик позволяет унифицировать условия проведения исследований при оценке физической подготовленности и работоспособности военнослужащих и может использоваться в ходе
других многообразных исследований, в том числе в целях психофизиологической и психологической коррекции и восстановления функционального состояния организма человека после воздействия экстремальных факторов.
Литература
1. Методы исследования в физиологии военного труда. Руководство / под ред. проф. В.С. Новикова. - М.: Военное издательство, 1993. - 240 с.
2. Гридин, Л.А. Методы исследования и фармакологической коррекции физической работоспособности человека / Л.А. Гридин [и др.]. - М.: Издательство «Медицина», 2007. - 104 с.
3. Благинин, А.А. Методы исследований в психологии и физиологии труда: учебно-методическое пособие / А.А. Благинин [и др.]. Под ред. проф. А.А. Благинина. -СПб: ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2012. - 252 с.
4. Ушаков, И.Б. Функциональная надежность и функциональные резервы летчика / И.Б. Ушаков, П.М. Шалимов // Вестник РАМН. - 1996. № 7. - С. 26-31.
5. Ушаков, И.Б. Автоматизированные системы для контроля состояния специалистов опасных профессий / И.Б. Ушаков [и др.]. - М.: Новые технологии, 2005. - 24 с.
6. Ушаков, И.Б. Физиология труда и надежность деятельности человека / И.Б. Ушаков, Ю.А. Кукушкин, А.В. Богомолов; под ред. А.И. Григорьева. - М.: Наука, 2008. - 316 с.
7. Пухов, В.А. Оценка функционального состояния организма военных специалистов: научно-практическое руководство / В.А. Пухов, И.В. Иванов, С.В. Чепур; под ред. акад. И.Б. Ушакова - СПб.: СпецЛит, 2016. -312 с.
8. Цвигайло, М.А. Военно-профессиональная адаптация курсантов с разной категорией профессионального психологического отбора к условиям обучения в военном авиационном институте радиоэлектроники: автореф. дисс. ... канд. мед. наук. - Саратов, 2010. - 21 с.
9. Гридин. Л.А. Адаптационные реакции человека в условиях Крайнего Севера // Политика и общество. - 2015. -№ 10 (130). - С. 1353-1362.
References
1. Novikov, V.S. (Ed) (1993), Methods of research in the physiology of military labor, Moscow, 240 p.
2. Gridin, L.A. et al. (2007), Methods of research and pharmacological correction of the physical operability of the human, Moscow, 104 p.
3. Blaginin, A.A. et al. (2012), Methods of research in the psychology and physiology of labor: Textbook, St. Petersburg, 251 p.
4. Ushakov, I.B. and Shalimov P.M. (1996), Functional reliability and functional reserves of the pilot, Vestnik Rossiiskoy Akademii Meditsinskikh Nauk, no. 7, pp. 26-31.
5. Ushakov, I.B. et al. (2005), Automated systems for control of hazardous occupations specialists, Moscow, 24 p.
6. Ushakov, I.B. Kukushkin, Yu.A. and Bogomolov, A.V. (2008), Physiology of work and reliability of human activity, Moscow, 316 p.
7. Puhov, V.A., Ivanov I.V. and Chepur, S.V. (2016), Functional state estimation of military specialists, St. Petersburg, 312 p.
8. Tsvigailo, M.A. (2010), Military-professional adaptation of cadets with a different category of professional psychological selection to the conditions of training in the Military Aviation Institute of Radioelectronics. Author's abstract. diss. ... Cand. Medical Sciences, Saratov, 21 p.
9. Gridin, L.A. (2015), Human Adaptation Reactions in the Extreme North, Politics and Society, no. 10 (130), pp. 1353-1362.
