CC BY
38
УДК 331.108.4
МЕДИКО-ТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОТБОРА ОПЕРАТОРОВ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ
А.Д. ТЯГИН*
В настоящее время возникла проблема обеспечения безопасности стратегических объектов [1], которая включает в себя следующие подсистемы: двух и более рубежную охранную систему защиты протяженных периметров; видео- и аудионаблюдения; охранно-пожарную сигнализацию; контроля доступа; автоматизированные рабочие места. Эффективное использование данных систем управления определяется надежностью «человеческого звена», так как: существующие средства обнаружения и сигнализации имеют недостаточные функциональные возможности для устранения всего спектра ложных срабатываний, т.е. человек-оператор должен принимать решения о дальнейших действиях (вызвать охрану на место срабатывания, проверить функционирование чувствительных элементов или сделать вывод
о ложном срабатывании); необходимо контролировать исправность системы безопасности и проводить ее оперативный ремонт, что невозможно без человека-оператора; оператор при помощи системы видеонаблюдения организует пропуск людей на охраняемую территорию и выход с нее.
Цель работы - проектирование медико-технической системы для проведения эффективного профессионального отбора операторов интегрированной системы безопасности.
Для достижения цели надо провести анализ влияния профотбора на функционирование всей системы управления; выделить параметры, влияющие на деятельность оператора; разработать методику и медико-техническую систему отбора операторов интегрированных систем безопасности.
Анализ [3] показал, что в результате проведения профессионального психофизиологического отбора: отсев непригодных в процессе обучения снижается до 7%; аварийность по вине персонала уменьшается на 23%; надежность систем управления повышается на 35%; затраты на подготовку специалистов уменьшаются на 40%. Из указанного не следует делать вывод о том, что психофизиологический отбор индивидуумов необходим для всех специальностей. Отбор индивидуумов надо проводить только по специальностям, для которых имеется зависимость успешности подготовки или эффективности трудовой деятельности специалиста от состояния и степени развития его профессионально важных психофизиологических функций (подразумевается оператор интегрированных систем безопасности).
Многочисленные эксперименты и точные психологические исследования выявили зависимость успешности выполнения задания от степени эмоционального напряжения. Показано, что для каждого рода деятельности существует определенный оптимум эмоционального напряжения, при котором реакции оказываются наиболее совершенными и эффективными. Снижение эмоционального тонуса в результате слабой потребности или полноты информированности субъекта (монотонные, стереотипные действия) ведет к дремоте, утрате бдительности, пропуску значимых сигналов, замедленным реакциям.
Чрезмерное эмоциональное напряжение дезорганизует деятельность из-за тенденции к преждевременным реакциям, к реакциям на посторонние, незначимые сигналы, к примитивным действиям типа слепого поиска методом проб и ошибок. Поэтому динамическое слежение за степенью эмоционального напряжения оператора способно предсказать возможное ухудшение его работоспособности до того, как это отразится на самом управлении. Эмоциональное напряжение напрямую зависит от функционального состояния, которое в процессе выполнения оператором рабочей деятельности проходит несколько фаз: мобилизации, первичной реакции, гиперкомпенсации, компенсации, субкомпенсации, декомпенсации и срыва.
С начала фазы мобилизации до конца фазы компенсации происходит адаптация организма к оптимальному режиму выполнения конкретной работы, т.е. происходит втягивание или враба-тываемость. А на фазах субкомпенсации и декомпенсации возникает состояние утомления оператора. При любом виде утомления детальное исследование может выявить изменение в харак-
тере функционирования любой системы организма (сердечнососудистой, двигательной, центральной нервной системы пищеварительной и выделительной).
Такое многообразие изменений отражает закономерности функционирования организма как единого целого и включает непосредственные реакции обеспечения функциональной нагрузки, компенсаторные реакции, комбинационные и т. п.
Эти закономерности связаны с тем, что изменения возникают в тех органах и системах, которые непосредственно обеспечивают выполнение работы. При физической работе это мышечная система и двигательный анализатор, при зрительной -зрительный анализатор, при работе телефонистов - слуховой.
Выявлено, что при работе человека-оператора интегрированных систем безопасности максимальные изменения параметров проявляются в дыхательной и сердечно-сосудистой системах. Для оценки эмоционального напряжения существует ряд методик. Одна из них по Р.М. Баевскому предполагает измерение частоты пульса (стоя и лежа), систолического артериального давления (САД) (стоя и лежа) и диастолического артериального давления (ДАД) (стоя и лежа). Такая оценка имеет существенный недостаток - необходимо изменять положение оператора (стоя и лежа) и привлекать дополнительный квалифицированный персонал. Существуют методики оценки состояния организма, в которых используются: артериальное давление (САД и ДАД), частота пульса, Но эти методики непригодны из-за отвлечения оператора на измерения массы тела и роста, а также введения возраста.
Рис. 1 Измеряемые параметры оператора
Россия, г. Тула, ТулГУ, каф. приборов и биотехнических систем
Рис. 2 Структурная схема измерительного устройства
Поэтому предлагается методика, позволяющая рассматривать в динамике изменения параметров сердечно-сосудистой и дыхательной систем с одновременным выполнением тестирующих заданий. Анализируется совместное изменение психологического и физиологического состояний оператора. Существуют
различные показатели функционирования сердечно-сосудистой системы - систолическое и диастолическое давление, частота пульса, специфика QRS-комплекса. Так как измерить все многообразие показателей трудно из-за высокой занятости оператора, предлагается измерять значение Я-Я интервалов, а именно, значение моды, амплитуды моды (относительного числа реализаций моды) и вариационного размаха кардиоинтервалов. Оценка функционирования дыхательной системы происходит путем измерения частоты дыхания и длительности вдоха/выдоха.
При отборе операторов интегрированных систем безопасности наряду с физиологическими, необходимо проводить анализ психологических параметров (рис. 1).
Усиленный и обработанный сигнал (рис. 3а) с датчика поступает в ПЭВМ, которая служит для дальнейшей обработки полученного сигнала и определения частоты и других показателей сердечно-сосудистой системы.
Для съема физиологической информации разработано устройство, схема которого представлена на рис. 2.
V, в
I', в
% с
Рис. 3 Сигнал пульса: а) исходный (и - амплитуда выходного сигнала (В), 1 - время (с)); б) экстраполяционно-сглаженный
Минимальная амплитуда выходного сигнала соответствует величине напряжения, приходящегося на 1 бит аналогоцифрового преобразователя, т.е. 27.5 мВ. Определение частоты и параметров сигнала является затруднительным из-за артефактов, возникающих при измерении. Поэтому исходный сигнал был обработан. В результате анализа установлено, что наилучшие результаты достигаются, применяя метод скользящего среднего (по 30 точкам с запаздыванием равным 0.3 с). На рис. 3б представлен соответствующий график числового ряда после применения метода скользящего среднего. По нему составлен алгоритм вычисления частоты пульса оператора. Для измерения параметров дыхания используется специализированный датчик, встроенный в гарнитуру микрофона, который измеряет длительность вдоха и выдоха оператора (рис. 4).
Воспользовавшись формулой (1), рассчитывается время каждого вдоха и выдоха (в секундах).
М , (1)
і =-
где / - частота дискретизации АЦП, АЇ - число отсчетов вдоха/выдоха. Для оценки психологического состояния оператора разработано программное обеспечение, имитирующее рабочую обстановку.
0.1ШШШМЖ шдохя
шпетоат едки
2 4 6 8 10 12 (с
Рис. 4 Сигнал дыхания, фиксируемый устройством измерения
При этом деятельность оператора заключается в постоянном наблюдении за оперативным полем с целью обнаружения, опознания объектов и подсчета содержащихся в них конструктивных элементов. Напряженность работы оператора обусловлена малыми размерами тест-объектов, их низкой контрастностью, разными промежутками времени предъявления в различных местах поля наблюдения.
При проведении тестирования одновременно осуществляется съем физиологических параметров. По результатам действий оператора на составленные задачи вычисляется точность выполнения теста. По динамике показателей оценивается профессиональная пригодность лиц, проходящих психофизиологический отбор в соответствии с разработанными заранее критериями. Для анализа физиологических изменений оператора. построены эталонные (теоретические) зависимости частоты пульса (фчп(/,)) и длительности выдоха от времени (феыдО1,)) (рис. 5).
Г '-V / г
і \ J
л
'V
* 1> л -а ни "5 м ни до ш 1г I 15 Л ■Й № 5 М 105 Ш (г
а) б)
Рис. 5 Эталонные зависимости: а) частоты пульса от времени (ф^)); б) длительности выдоха от времени (ф2(У)
Среднеквадратическое отклонение [2] экспериментально полученных данных от эталонных кривых вычисляется по формуле (2).
\п,выд = )-Фчп,вид(іг )]2
(2)
где А
среднеквадратическое отклонение частоты
пульса от эталонной кривои; а
■ среднеквадратическое откло-
їй
нение длительности выдоха от эталонной кривои.
Разработанная медико-техническая система отбора операторов интегрированных систем безопасности позволяет эффективно отбирать кандидатов для данного вида деятельности и проводить промежуточную оценку их пригодности на основе измерения психологических и физиологических характеристик состояния и намечает пути и методы оперативного управления уровнем работоспособности в общей проблеме управления.
г=1
Литература
1 Введенский Б.С. Оборудование для охраны периметров.-Москва: Мир безопасности, 2002.- 112 с.
2 СиденкоА. Статистика.- М.: Дело и сервис, 2000.- 464 с.
3 Фрумкин А.А. Психологический отбор в профессиональной и образовательной деятельности.- СПб: Речь.- 2004.- 210 с.
УДК 616.22-006.6
ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ МУЛЬТИСПИРАЛЬНОЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИСТАНЦИОННОЙ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ПРИ РАКЕ ГОРТАНИ
П.В. ВАСИЛЬЕВ, А.М. СДВИЖКОВ, Г.Ф. СОЛОГУБОВА, А.Л. ЮДИН*
К часто применяемым методам лечения рака гортани относится дистанционная лучевая терапия (ДЛТ) как самостоятельно, так и в сочетании с хирургическим вмешательством, в том числе органосохраняющим [1—3]. Стандартное обследование для оценки эффективности ДЛТ включает проведение непрямой и прямой ларингоскопии, линейной томографии гортани и боковой рентгенографии шеи. Для определения эффективности лучевой терапии после хирургического лечения в объеме ларингэктомии, при подозрении на продолженный рост опухоли с вовлечением гор-таноглотки назначают рентгеноскопию и рентгенографию с бариевой взвесью. Вместе с тем, хорошо известно о недостатках традиционных методов обследования, так как они не всегда способны точно и объективно оценить радиочувствительность опухоли, своевременно диагностировать рецидив. За последние 15-20 лет в литературе стали появляться сообщения о возможностях применения томографических методов лучевой диагностики: позитрон-эмисионной, магнитно-резонансной и рентгеновской компьютерной томографии [8—11].
Приоритетное место среди них занимает рентгеновская компьютерная томография. Но малая изученность проблемы пока не позволяет уверенно говорить о значении метода для контроля результатов лучевой терапии [4-7].
Материалом работы явились результаты обследования 72 чел., которым была проведена ДЛТ по поводу рака гортани. В 65 случаях облучение проводилось в рамках комбинированного лечения. При этом в 41 наблюдении хирургический этап состоял из фронто-латеральной резекции гортани (ФЛРГ), а в 24 - из ларингэктомии с резекцией гортаноглотки.
Стандартное обследование включало прямую и непрямую ларингоскопию, линейную томографию гортани, если объем операции ограничивался резекцией. В случаях ранее проведенной ларингэктомии назначалась рентгеноскопия и рентгенография гортаноглотки и пищевода с бариевой взвесью. Больным выполняли мультиспиральную рентгеновскую компьютерную томографию с внутривенным болюсным контрастированием (МСКТ). Сканирование велось на томографе NX/i AAA (General Electric) срезами толщиной 3 мм при фонации во время непрерывного произношения звука «и» до и после внутривенного болюсного введения контрастного препарата. В результате получали артериальную, паренхиматозную, венозную фазы. Объем вводимого препарата - 100 мл, скорость инфузии - 3-4 мл/с. Верификация диагноза велась по данным непрямой или прямой ларингоскопии.
Резорбция опухоли на фоне проведенной лучевой терапии установлена у 21 больного, при этом в 15 случаях она была полной. Рецидив после проведенной лучевой терапии выявлен в 4 наблюдениях, а после комбинированного лечения - в 16. В случае полной резорбции элемент или элементы гортани, где ранее располагалась опухоль, при МСКТ выглядели несколько утолщенными, однако подвижность их была сохранена, накопление и распределение контрастного препарата равномерное, без гипер-васкулярных участков. Эти изменения соответствовали постлуче-вому фиброзу, что в дальнейшем было подтверждено морфологически. Неполная резорбция при экзофитном характере роста опухоли характеризовалась частичным уменьшением ее объема.
* 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1, РГМУ; телефон - 4954340329, 495-4346129; Онкологический клинический диспансер
При смешанном и эндофитном росте остаточная опухоль наилучшим образом визуализировалась после внутривенного введения контрастного препарата. На фоне утолщения пораженного отдела или отделов гортани определялось активное накопление препарата опухолью вследствие наличия развитой сети патологических сосудов в ее массиве (рис.1).
Рис. 1. МСКТ гортани. а — состояние после ДГТ по поводу рака складочного отдела гортани слева. Остаточная опухоль; б - артериальная фаза контрастирования. Определяется остаточная эндофитная гиперваскулярная опухоль, занимающая элементы складочного отдела гортани слева с распространением на переднюю комиссуру (границы опухоли показаны стрелками)
Рецидивная опухоль после проведенной лучевой терапии либо комбинированного лечения также наиболее четко визуализировалась во время контрастных фаз исследования, за счет градиента плотности на границе опухоли и окружающих тканей, не вовлеченных в опухолевый процесс (рис. 2).
Рис. 2. МСКТ гортани а - после комбинированного лечения по поводу рака гортани (ФЛРГ слева+ДГТ на 2-м этапе); б — артериальная фаза контрастирования. Определяется рецидивная эндофитная гиперваскулярная опухоль с участками распада (центральные гиповаскулярные зоны), занимающая элементы складочного отдела гортани слева, распространяющаяся на межчерпаловидную область. Границы опухоли показаны стрелками
Применение МСКТ с внутривенным болюсным контрастированием является новым подходом к оценке результатов ДЛТ при раке гортани. Наша работа показала очевидные достоинства компьютерной томографии для контроля результатов лечения. Мы считаем, что МСКТ в обязательном порядке должна использоваться после ДЛТ как с целью определения степени резорбции опухоли, так и для исключения рецидива при дальнейших контрольных исследованиях.
Литература
1.Кицманюк З.Д. и др. Злокачественные опухоли головы и шеи.- Томск: STT, 1998.- 464 с
2.Ольшанский В.О., Битюцкий П.Г. / В кн. Ошибки в клинической онкологии / Под ред. В. И. Чиссова, А.Х. Трахтенберга.-М.: Медицина, 2001.- С. 226-240
3.Пачес А.И. Опухоли головы и шеи.- М.: Медицина, 2000.- 479 с
4.LellM. et al. // Eur. J. Radiol.- 2000.- Vol. 33.- P. 239-247
5. Li P. et al. // Cli. Nucl. Med.- 2001.- Vol. 26.- P. 131-135
6Misiti A. et al. // Radiol. Med. (Torino).- 1997.- Vol. 94.- N.
6.- P. 600 - 606
7.Mukherji S.K., Wolf G.T. // Am. J. Neuroradiology.- 2003.-Vol. 24, №10.- P. 1743-1746
