CC BY
27
ных Украинск. центральным ин-том гигиены труда и профзаболеваний за 1953—1954 гг, Харьков, 1955, стр. 11. — Кангелари С. С., Евтушенко Г. Н. Там же, стр. 35.— Клоков А. Л., Конева Н. А. В кн.: Сборник научных работ, посвящ. 100-летию городской клинической больницы. Ярославль, 1959, стр. 429. — Ковнацкий М. А. В кн.: Клинико-гигиенические материалы по оздоровлению условий труда в асбестовой промышленности. Л., 1940, стр. 52.— Он же. Силикатозы. Л., 1957. — Л и б е р-м а н И. Н. Тезисы докл. 6-й научной сессии Свердловск, научно-исслед. ин-та гигиены труда и профпатологии, 1956, стр. 28. — Окулов В. Л. Гиг., безопасность и пат. труда, 1930, № 5, стр. 105. — Паустовская В. В., Маковская Е. И., Шаповалова А. X. Врач, дело, 1959, № 8, стр. 849. — Р е й з е л ь м а н С. Д., Т а р н о-польская М. М. Тезисы докл. научной сессии Украинск. ин-та гигиены труда и профзаболеваний по вопросам гигиены труда и в машиностроительной и химической промышленности. Харьков, 1957, стр. 87. — Р е т н е в В. М. Гиг. и сан., 1961, № 6, стр. 29. — С у п о н и ц к и й М. Я. Здравоохр. Белоруссии, 1960, № 6, стр. 27. — Т а р н о-польская М. М., Багрова С. М. В кн.: Пневмокониозы. Киев, 1954, стр. 145.— Фетисова А. А. Труды научно-практической конференции по итогам лечебно-профилактической работы на текстильных предприятиях. Иваново, 1958, стр. 239.— Хлебникова М. И. В кн.: Сборник научных работ по вопросам гигиены труда и профпатологии. Новосибирск, 1957, стр. 53. — Шандала М. Г. В кн.: Научные труды Кубанск. мед. ин-та. Краснодар, 1957, т. 15 (28), стр. 94.
Поступила 12/Ш 1962 г.
# IV ^
О РЕГИСТРАЦИИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ■
У ЧЕЛОВЕКА ВО ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИМ
ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Кандидат медицинских наук Р. Л. Рабинович
Из Научно-исследовательского института физического воспитания и школьной
гигиены АПН РСФСР
* »«
Сложный процесс изменений функций организма человека, неодинаковая скорость их восстановления не позволяют судить об изменениях, наступивших в организме человека во время работы, по данным, полученным после ее прекращения, т. е. в периоде восстановления. Отсюда возникло естественное и давнее стремление физиологов регистрировать физиологические сдвиги у человека во время работы. Это стремление было более или менее успешно осуществлено в отношении исследования показателей легочного газообмена. Однако» определение даже такого, казалось бы, легкодоступного показателя, как частота пульса, встречало серьезные методические затруднения.
В связи с изложенным нами сделана попытка обобщить методические приемы, позволяющие оценивать состояние ряда физиологических функций организма человека при некоторых видах деятельности.
Аппаратура, которую используют для регистрации функций организма, может быть разделена на две основные группы. В одной группе дахчик, укрепленный на теле испытуемого, и регистрирующая часть прибор^тоедаиень1_п^юводами. Другая группа приборов работает по принципу передачи сигнала от испытуемого к экспериментатору по радио. Вес и габариты передающей части такой аппаратуры также зависят от степени перемещения тела работающего. Если она невелика, то радиопередатчик может помещаться недалеко от исследуемого лица и соединяться с соответствующими датчиками-проводами. Если же регистрация ведется при свободном передвижении человека в пространстве, то требование малогабаритности и небольшого веса радиопередатчика приобретает решающее значение, так как игнорирование этих условий не позволит укрепить такой радиопередатчик на самом иссле* дуемом или будет мешать ему при работе.
Следует еще упомянуть о небольшой группе приборов, где производится не регистрация электрического импульса, позволяющего судить о состоянии какой-то физиологической функции, а учитывается механическое перемещение частей прибора.
Происхождение регистрируемых электрических импульсов может быть различным. Одни из них возникают в самом организме человека и нужно уловить и зафиксировать их [например, электрокардиограмма (ЭКГ), электроэнцефалограмма (ЭЭГ), электромиограмма (ЭМГ)]; другие возникают в результате превращения механической или световой энергии в электрическую (например, при пьезоэффекте и использовании фотоэлементов); третьи обусловлены изменением пар"а метров того электрического тока, которым питается датчик^(например. [зменение сопротивления). Устройство и назначение 1^ктро^мери_ телыгьга и регистрирующих медицинских приборов представлены в !jj монографии Г. А. Шминке (1956).
Рядом авторов проводились исследования при выполнении мышеч ной работы, когда передвижение тела исследуемого ограничивалось и связь между датчиком и регистрирующей частью прибора была про водной. С помощью упомянутой системы регистрации производились исследования частоты дыхания (Б. А. Алпатьев, И. Н. Кондратьева. Г. В. Минаева, 1959; Б. А. Алпатьев и И. Н. Кондратьева, 1959, и др.); частоты сердечных сокращений (А. Аруцев, 1959; В. В. Михайлов и В. JI. Федоров, 1959, и др.); электрокардиограммы (Л. А. Водолаз ский, 1958, А. А. Бирюкович, В. М. Король, В. С. Фарфель, 1960); электроэнцефалограммы (А. И. Ройтбак и Б. В. Таварткиладзе, 1953); электромиограммы (Л. А. Водолазский, 1958; А. А. Бирюкович. В. М. Король, В. С. Фарфель, 1960, и др.)-
При ознакомлении с этими работами обращает внимание, что большинство авторов регистрировали изменения, происходящие в какой-либо одной системе, и чаще всего — частоту сердечных сокраще ний во время мышечной деятельности. Регистрацию показателей функционального состояния нескольких систем одновременно произ водили лишь некоторые исследователи. Это обусловливалось^Терьез ными затруднениями методического характера, возникающими при по пытке произвести такую регистрацию. Рядом авторов были предложе ны специальные электроды, приемы их крепления на теле исследуемо го, частотные фильтры и другие приспособления, позволяющие отде лить интересующий нас импульс электрического тока от прочих возникающих в результате деятельности других органов и систем или являющихся следствием окружающих электрических влияний (навод ные токи). А. Аруцев (1958) производил исследование частоты сердечных сокращений во время подъема штанги испытуемым и при беге на 100 м. Об изменениях частоты пульса автор судил по токам действия сердца.
Были также предложены методы регистрации ч^тш пульса, основанные не на записи токов действия сердца, а на другом принципе. Так, М. Е. Маршак (1956) предложил использовать с этой целью пье-зодатчики. Один из них был предназначен для определения пульса в сосудах пальца, другой — мочки уха. С помощью этих приспособлений автор провел исследование при работе на велоэргометре и_лщределил
статические усилия человека.
В. В. Михайлов и В. Л. Федоров (1959) зарегистрировали частоту пульса с помощью датчика с фотоэлементом, закрепленного на ушной раковине. Этот датчик может быть использован при выполнении рабо ты, не связанной с движением головы (работа на эргографе, велоэргометре, статические напряжения). Авторы установили, что во время интенсивной работы частота пульса достигает 178—220 ударов в минуту.
Предпринимались попытки получить данные, характеризующие не только состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем во время работы, но и теплорегуляцию. Так, П^И. Гуменер, Е. .Кузнецов,
A. Б. Родов (1958) имели возможность прсш^бдить~~учет изменений температуры кожи и тела у рабочих в производственных условиях. Для проведения измерений необходим датчик, закрепленный на специальном поясе у рабочего. Также в производственных условиях (при холодной обработке металла) производил свои исследования Л. А. Во-долазский (1958). Эти исследования отличаются тем, что одновременно регистрировалось два показателя: токи действия сердца и скелетных мышц. Автор успешно преодолел многие трудности, обусловленные наличием в цеху наводных токов и заземлением испытуемого через обрабатываемый металлический предмет.
Еще более полным является исследование, проведенное А.чИ. Ройт-баком и Б. В. Таварткиладзе (1953), по изучению электрической активности .коры больших полушарий головного мозга, дыхания и сердечной деятельности во время мышечной работы, в частности во время «мертвой точки». Исследуемые лица выполняли заданную мышечную работу на велоэргометре. Ранее автор разработал объективные показатели наступления «мертвой точки». В настоящей работе он установил, что частота сердечных сокращений со времени начала работы нарастает довольно круто, достигая к моменту наступления «мертвой точки» 180—200 ударов в минуту. На протяжении этого состояния частота сердечных сокращений является весьма неустойчивой. Затем, с наступлением второго дыхания, пульс бывает таким же или даже несколько более редким, чем перед «мертвой точкой». После прекращения работы урежение пульса наступает не сразу, а через несколько секунд. Дыхание после прекращения работы урежается сразу. Авторы сообщают об одном удивившем их факте: во время работы, несмотря на шум-^т^елоэр го метра, на ЭЭЩщл зарегистрирован а-ритм. Это явление наблюдалось на протяжении всего периода «езды», кроме времени пребывания испытуемого в состоянии «мертвой точки», когда а-ритм исчезал.
Все упомянутые исследования были проведены на взрослых спортсменах или рабочих. Однако такая возможность имеется и при проведении исследований на детях. С этой точки зрения несомненный интерес представляют исследования А. А. Бирюкович, В. М. Король,
B. С. Фарфеля (1960), выполненные на школьниках 8—14 лет. Производя одновременно запись трех показателей: амплитуды приседаний, гоков действия сердца и скелетных мышц, им удалось проследить появление начальных, но отчетливо выраженных признаков утомления.
Таковы методические приемы и некоторые данные, полученквге-дри наличии проводной связи между датчиком и регистрирующей частью прибора. Здесь же следует отметить, что для регистрации физиологических функций в подобных условиях, т. е. при ограниченном передвижении тела исследуемого, применялась также и радиоаппаратура. Такие исследования касаются главным образом авиационной и космической медицины, однако для полноты представлений о состоянии вопроса следует упомянуть и об этих работах, хотя бы очень кратко. Они проводились на людях и на животных. С помощью радиосвязи были зарегистрированы электрокардиограмма, кровяное давление, дыхание, двигательная активность собаки Лайки на втором советском искусственном спутнике Земли. Советскими авторами было также зарегистрировано состояние физиологических функций у животных при запусках следующих спутников и ракет, получены данные о состоянии физиологических функций летчиков-космонавтов Ю. А. Гагарина и Г. С. Титова и микроклимата кабины кораблей-спутников, в которых они совершали свои полеты.
Некоторые данные, полученные при высотных полетах, имеются в зарубежной литературе. Гласскок и Хольфер (Glasscock, Holfer, 1952) .наблюдали животных при полете в высотных ракетах. Ряд исследований был посвящен наблюдениям за изменением физиологических функций у летчика в полете Скано (Skano, 1955). Была произведена регистрация по радио ЭЭГ, ЭКГ, ЭМГ [Барр (Вагг, 1954); Гласскок и Хольфер (1952), Паркер, Брикел, Кристоферсон (Рагсег, Breacel. Cristopherson, 1953)].
Из представленных данных следует, что в литературе имеются хотя и немногочисленные, но достаточно убедительные факты, доказывающие реальную возможность регистрации изучаемых физиологических функций при выполнении мышечной работы. Однако, как уже упоминалось, эти данные были получены при использовании аппаратуры, позволяющей производить эту регистрацию при условии небольших перемещений тела испытуемого. Поэтому далее следует рассмотреть те методы исследования и фактические данные, которые касаются свободно передвигающегося человека.
Некоторые исследователи (В. В. Кузьмин, 1958, и др.) создали приборы, в которых использовалась механическая сила (например, для записи дыхания). Принцип действия этих приборов таков. Воздух, движущийся при дьусании, направлялся с помощью маски или загубника по резиновой трубке к видоизмененной капсуле Марея, соединенной с писчим пером. Отметчик времени и бумажная лента, на которой производилась запись, приводились ib движение с помощью часового механизма. Такие аппараты имеют небольшой вес и объем. Они надеваются на испытуемого, и тот передвигается с прибором, выполняя мышечную работу. Получаемые данные авторы анализировали с точки зрения не только частоты дыхания, но и его характера. Определялись продолжительность фаз дыхания, его характера и некоторые другие показатели. В. К. Соловьев считал возможным на основании получаемых им кривых судить и о величине легочной вентиляции. Эти приборы обладают существенными недостатками, к которым в первую очередь нужно отнести их большую инерционность из-за жесткости резины капсулы.
За последнее время в медицинскую науку все шире внедряется электроника, расширяющая и повышающая методический уровень медицинских исследований. Об этом можно судить на основании материалов конференции, посвященной этому вопросу (Л. И. Берг, 1960).
Широкие возможности открывает перед экспериментатором использование миниатюрной радиопередающей аппаратуры, что может в наибольшей мере способствовать разрешению многих стоящих перед нами задач. В настоящее время опубликованы данные, полученные с помощью такой аппаратуры. Так, JI. Басан (1955) записал дыхание во. время трудовой деятельности человека и при беге. Позднее, в 1958 г.. этому автору совместно с И. Ловджиевым удалось зарегистрировать по радио объем легочной вентиляции. Также имеются сведения о регистрации по радио биотоков свободно передвигающегося человека.
В нашей стране в течение ряда лет вопрос о регистрации частоты сердечных сокращений по радио разрабатывают несколько авторов (В. В. Розенблат и Л. С. Домбровский, 1957, 1958, 1959, 1959а; В. В. Розенблат, 1959, 1960). В частности, В. В. Розенблат и Л. С. Домбровский сконструировали прибор, названный радиопульсофоном. Для подсчета частоты пульса использовались биотоки сердца. Авторы сконструировали «прибор испытуемого», состоящий из датчика, электропитания и радиопередатчика. «Прибором экспериментатора» может быть любой ультракоротковолновый радиоприемник (88—42 мггц). Регистрация может быть фоническая, графическая, шлейфная. Прибор мон тируется на шлеме, который одевает испытуемый. Вес источников пи
тания 150 г, всего прибора 350 г. Дальность связи 500 м. С помощью этой аппаратуры получены следующие данные, характеризующие частоту пульса у конькобежцев. Во время бега на коньках на дистанцию 500—3000 м была зарегистрирована частота пульса 220—230 ударов в минуту. В конце прохождения дистанции был отмечен финишный пик пульса. По окончании дистанции, пульс очень быстро урежался.
Разработке аппаратуры и применения радиотелеметрии в физиологических исследованиях посвящен ряд работ (С. П. Сарычев, 1959, 1959а, 1960). Автор регистрировал электромиограмму и другие биоэлектрические явления. Применяемые при этом звуковые сигналы фиксировали на магнитофонной ленте. Исследования проводили главным образом на гребцах.
Следует также отметить работу Р. В. Унжина и В. В. Розенблата (1959), в которой дано описание датчика для регистрации дыхания у свободно передвигающегося человека. Авторы использовали принцип изменения сопротивления капсулы с угольным порошком, которое про исходит от движений грудной клетки.
В интересных исследованиях В. П. Правосудова (1960) представ лены сведения о частоте сердечных сокращений у велосипедистов во время тренировки, разминки и соревнований. Автор приводит данные о частоте пульса за 10 секунд. В покое она равнялась 13—15 ударам При посадке на велосипед пульс учащался до 19—21 удара. В период разминки (к концу первой минуты) частота пульса составляла 25—26 ударов. Автором установлено, что частота пульса изменялась в зависимости от скорости движения и достигала 31 удара за 10 секунд. По окончании дистанции в первые 10 секунд частота пульса не менялась, затем урежалась на один удар за 10 секунд и к концу первой минуты равнялась 25—26 ударам. Через 15—20 минут восстановления частоты пульса не наступало.
1 Интересны данные, полученные П. И. Гуменером и С. А. Полта рак (1960) с помощью созданной ими аппаратуры, позволяющей регистрировать изменения температуры кожи, тела и одежды. Она дает возможность производить измерения с точностью до 0,1° и является портативной (ее вес около 200 г). Радиус действия 600 ¿l
Часто бывает необходимо зарегистрировать несколько функций одновременно. Эта цель может быть достигнута при использовании аппаратуры конструкции Л. П. Шуватова (1959). В одной из работ (1959а) автором дано описание трехканальной установки, позволяю щей регистрировать у детей пульс, дыхание и биотоки мышц. Вес пере дающей части установки 150 г. С помощью этой установки 3. С. Ува рова (1959) провела исследование на детях в возрасте 2—37г лет во время выполнения ими некоторых физических упражнений.
Из изложенного вытекает, что пока еще зарегистрировано очень ограниченное число физиологических функций у человека во время выполнения им мышечной работы и немногими исследователями. В то же время данные, полученные в эксперименте, хотя и ограниченные, показывают большую перспективность применения таких методов ис следований как у взрослых, так и у детей разного возраста.
ЛИТЕРАТУРА
Алпатьсв Б. А., Кондратьева И. Н., Минаева Г. В. В кн.: Сборник рефератов по радиационной медицине за 1958 год. М., 1959, стр. 156. — Алпать с в Б. А., Кондратьева И. Н. Бюлл. экспер. биол., 1959, т. 48, в. 9, стр. 129. Аруцев А. В кн.: Спортивная медицина. Труды 12-го юбилейного Международного конгресса спортивной медицины. М., 1959, стр. 264. — Басан Л., Ловджиев И. Физиол. ж. СССР, 1958, т. 44, № 8, стр. 773. — Б е р г А. И. Электроника в медицине. М.—Л., 1960. — Бирюков и ч А. А., Король В. М., Фарфель В. С. Тезисы докл. конференции по вопросам физиологии спорта. Тбилиси. 1960. стр 34. — Водолаз
В9>
с к и й Л. А. Вопросы методики регистрации электромиограмм и электрокардиограмм рабочего в процессе труда на производстве. Дисс. канд. М., 1958. — Гуменер П. И.. Кузнецов Е. Ф., Родов А. Б. Учен, записки Московск. ин-та сан. и гиг., 1959. № 1, стр. 20.— Гуменер П. И., Полторак С. А. В кн.: Новые физиологические методики в гигиене. М., 1960, стр. 32. — К у з ь м и н В. В. Труды Смоленск, ин-та физической культуры, 1958, т. 2, стр. 206. — М и х а й л о в В. В., Федоров В. Л. Теор. и практ. физ. культуры, 1959, т. 22, № 7, стр. 626. — П р а в о с у д о в В. П. Тезисы докл. конференции по вопросам физиологии спорта. Тбилиси, 1960, стр. 163. — Розен-блат В. В. В кн.: Материалы 3-й (зональной) научно-практической конференции по врачебному контролю и лечебной физкультуре. Свердловск, 1959, т. 2, стр. 73. — Он же. В кн.: Вопросы физиологии труда. Тезисы докл. 3-й научной конференции. М., 1960, стр. 129. — Розен блат В. В., Домбровский Л. С. В кн.: Рефераты сообщений 12-го юбилейного международного конгресса спортивной медицины. М., 1958, стр. 223. —Они же. Физиол. ж. СССР, 1959, № 6, стр. 718. —Ройтбак А. И. и Таварткиладзе Б. В. Изменения электрической активности коры больших полушарий головного мозга, дыхания и сердечной деятельности во время мышечной работы, в частности, во время «мертвой точки». В кн.: Грузинский научно-исследовательский ин-т физич. культуры. Тезисы докладов на 6-й научной конференции. Тбилиси, 1953.— С а р ы ч е в С. П. В кн.: Сборник авторефератов научно-исслед. работ по проблемам спортивной тренировки. М., 1959, т. 2, стр. 81. —Он же. Тезисы докл. конференции по вопросам физиологии спорта. Тбилиси, 1960, стр. 186. — Уварова 3. С. В кн.: Материалы 3-й (зональной) научно-практической конференции по врачебному контролю и лечебной физкультуре. Свердловск, 1959, т. 2, стр. 87. — У н ж и н Р. В., Розен блат В. В., Воробьева А. Т. Там же, стр. 102. — Шминке Г. А. Электрические измерения в физиологии и медицине. М., 1956. — Ш у в а т о в Л. П. Микроаппаратура для регистрации по радио некоторых физиологических функций. М., 1959. — LLI у в а тов Л. П. В кн.: Материалы 3-й (зональной) научно-практической конференции по врачебному контролю и лечебной физкультуре. Свердловск, 1959, т. 2, стр. 82.— Barr N.. Milit. Surg., 1954, v. 114, p. 79.
Поступила l/III 1962 r
