CC BY
12
6. Проведенные нами исследования подтверждают надежность нового метода гигиенической оценки теплоизоляционных свойств одежды— метода определения плотности теплового потока при помощи тепломера.
ЛИТЕРАТУРА
Бартон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода. М., 1957.—Г у м е-нер П. И. Учен, записки Московск. ин-та сан. и гиг., 1959, № 1, стр. 59.—Калмыков П. Е. Гиг. и сан., 1938, № 2 стр. 7.—Прохоров Ю. Д. Учен, записки Московск. ин-та сан. и гиг., 1959, № 1, стр 25.—Р а м з а е в П. В. Воен.-мед. журн., 1957, № 8, стр. 68.—С л епа к Н. И. В кн.: К вопросу изучения гигиены одежды. М., 1953, стр. 58.
Поступила 18/VII I960 г.
A STUDY OF THERMAL INSULATING PROPERTIES OF CLOTHING INTENDED FOR MINERS WORKING IN OPEN-CUTS OF SUBARCTIC REGIONS
Yu. D. Prokhorov, I. V. Roshchin, N. I. Slepack
Hygienic assessment of various types of clothing made from different fabrics and wadding was carried out in Norilsk (in Subarctic Region). Investigations involved measuring skin temperatures of various parts of the body and the thermal current emanating from the body surface. Best thermal insulating properties were dislayed by a suit made of water-proof fabric with cotton-wool wadding. Besides, this suit proved to be least permeable to air. The thermal resistance of garments intended for use in a-Subarctic region should be not less than 1°C—kg. cal./sgm. hr. The air-permeability of the outer fabric when exposed to strong wind should not exceed 0.05 cm3/cm2 sec. Under conditions, of the subarctic climate, the type of clothing proposed by prof. Yu. V. Vadkovskaya and modified by the authors will apparently prove to be most efficient.
-tr Ъ -Ь
О ВЛИЯНИИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ТОЛЧКООБРАЗНОГО ХАРАКТЕРА
Кандидат медицинских наук В. А. Шабалин (Москва)
Исследование действия на организм человека апериодических колебаний толчкообразного характера в настоящее время представляет серьезную научную проблему. Данному вопросу посвящены лишь единичные работы (Е. Ц. Андреева-Галанина и Л. Я. Бурлова, Б. С. Преображенский, В. А. Углов). Работ, посвященных изучению действия на организм человека угловых перемещений толчкообразного характера, как частному вопросу этой общей проблемы, в доступной нам литературе найти не удалось, за исключением одной работы Суэда Минори.
Угловые перемещения в трудовой деятельности человека встречаются довольно часто. Действию таких перемещений подвергается организм человека при движении на колесных и гусеничных машинах (автомобили, тракторы, бронетранспортеры, танки^др.) и железнодорожном транспорте. Поэтому нас преимущественногТштересовали угловые перемещения, которые по своим физическим характеристикам приближались бы к колебаниям, возникающим при движении гусеничных и колесных машин по неровностям. Исследование таких колебаний показало, что при движении машины по ухабистой дороге, кроме поступательного ее перемещения, возникают еще продольные и поперечные угловые перемещения, часто оканчивающиеся жесткими толчками. С физической точки зрения угловые перемещения принято оценивать по скорости и амплитуде, а толчки — по величине ускорения и времени его нарастания.
Амплитуды продольных угловых перемещений при движении колесной машины по ухабистой дороге составляют в среднем 5—7°, а скорость достигает 50° в секунду. Скорости поперечных угловых перемещений примерно в 2—3 раза меньше. Средние значения вертикальных ударных ускорений в тот момент, когда угловое перемещение заканчивается толчком, составляют 1,5—2,0 а в отдельных случаях достигают 5—7 g с градиентом нарастания до 400 g/ceк.
Задача состояла в том, чтобы определить возможные изменения основных функций организма при изолированном воздействии на него угловых перемещений с указанными выше параметрами.
Опыты ставили на специальном стенде, который работал в 3 режимах. Соответственно этому получались различные сочетания параметров колебаний (табл. 1).
Таблица 1
Параметры колебаний стенда
Режим работы стенда
Параметры колебания 1-й 2-й 3-й
Частота угловых перемещений (в минуту)....... Амплитуда (в градусах) ............. Количество толчков (в минуту)........... Величина ускорения (в единицах g).......... 23 6 13 1—1,5 48 6 20 1,5—2,0 49 6 49 1.5—2,0
В 3-м режиме все 49 угловых перемещений оканчивались жесткими толчками, а во втором — только 20 из 48. В обоих случаях во время толчка возникало ударное ускорение 1,5—2 g. Колебания при 2-м и 3-м режимах работы стенда соответствовали в основном колебаниям, встречающимся в реальных условиях. Кривая колебания (перемещения) сидения стенда имела апериодический толчкообразный характер (рис. 1).
Время непрерывного воздействия угловых перемещений на организм составляло 2—2'/а часа.
Рис. 1. Кривая колебаний сидения стенда при 3-м режиме его работы.
а — относительно плавное его перемещение; б — момент толчка.
Исследование функций организма производилось до и после воздействия перемещений и в момент воздействия их непосредственно на стенде. Во время наблюдения определяли следующие показатели функционального состояния организма: скрытый период ответной реакции на световой сигнал, частоту пульса и кровяное давление, частоту дыхания, газообмен и энерготраты организма. После наблюдения, кроме того, определяли способность организма сохранять устойчивое положение равновесия методом кефалографии, функцию вестибулярного аппарата. Всего поставлено 48 наблюдений на 10 здоровых людях в возрасте 20—22 лет.
Скрытый период ответной реакции организма на световой сигнал изменялся в зависимости от параметров колебания.
Параметры колебания в приведенных режимах работы стенда отличались лишь числом жестких толчков. Как видно из табл. 2, угловые перемещения с числом толчков 20 в минуту через 30 минут от начала воздействия вызывают тенденцию к удлинению времени скрытого периода ответной реакции организма на световой сигнал. С увеличением числа толчков до 49 в минуту наблюдается укорочение этого времени.
Характер изменения скрытых периодов ответных реакций организма на световой сигнал при воздействии угловых перемещений
Время определения скрытого периода
Среднее время скрытого периода (в секундах)
второй режим
третий режим
До наблюдения .... Во время наблюдения через 30 минут .... То же. через час .... После наблюдения . . .
1,3±0,04
1,45±0,06 1,36±0,04 1,25±0,03
1,3±0,04
1,21±0,06 1,1±0,04 1,23±0,03
Можно предположить, что плавные колебания организма с малым числом толчков (20 в минуту) приводили к преобладанию тормозных процессов в центральной нервной системе, тогда как угловые перемещения с большим числом толчков (49 в минуту) вызывали явления возбуждения центральной нервной системы. Отмеченные изменения в функции нервной системы мы расцениваем как первоначальные физиологические сдвиги, на-Таблица 2 правление которых обусловливается характером воздействующего на организм углового перемещения как механического раздражителя.
Показатели функционального состояния сердечно-сосудистой системы изменялись весьма неустойчиво; иногда при одних и тех же параметрах углового перемещения наблюдались различные по характеру изменения. Удалось отметить лишь некоторую закономерность в изменениях данной функции. При угловых перемещениях с частотой 23 в минуту в течение первых 10—15 минут от начала наблюдения в 80% случаев у исследуемых наблюдалось учащение пульса (рис. 2). Минимальное кровяное давление при этом оказывалось пониженным, а максимальное оставалось без изменений. По мере увеличения времени действия угловых перемещений у всех обследуемых пульс замедлялся, минимальное кровяное давление оставалось пониженным, стали чаще наблюдаться случаи понижения и максимального кровяного давления.
Указанные изменения оказывались довольно стойкими и отмечались до конца наблюдения.
С увеличением частоты угловых перемещений с 23 до 48 в минуту при сохранении в основном остальных физических характеристик колебания явления замедления пульса к концу наблюдения были менее выражены (рис. 3).
Наоборот, чаще наблюдалось учащение пульса; максимальное и минимальное кровяное давление повышалось.
При прочих равных условиях увеличение числа толчков приводит к более резкому повышению минимального кровяного давления (на 20—25 мм ртутного столба). В зависимости от физических характеристик угловых перемещений изменялся не только характер, но и величина показателей функционального состояния сердечно-сосудистой системы.
Время действия колеВании В минуту
Рис. 2. График изменения частоты пульса у лиц, подвергавшихся воздействию угловых перемещений с частотой 23 в минуту, амплитудой 6°, количеством толчков 13 в минуту и ускорением 1—'1,5 8.
1 — замедление пульса; 2 — учащение пульса; 3 — без изменений.
30 ВО 90
Время действия В минуту
120
Рис. 3. График изменения частоты пульса у лиц, подвергавшихся воздействию угловых перемещений с частотой 48 в минуту, амплитудой 6°, количеством толчков 20 в минуту и ускорением 1,5 б.
Обозначения те же. что на рис. 2.
Так, если при 2-м режиме работы стенда минимальное кровяное давление у обследуемых повышалось на 10—12 мм ртутного столба, то при 3-м режиме это повышение составляло 15—25 мм ртутного столба. Поскольку обнаруживались отчетливые изменения минимального кровяного давления, были зарегистрированы осциллометрические кривые, характеризующие величину пульсации сосудов. Оказалось, что после воздействия угловых перемещений с частотой 49 в минуту размах колебаний столбика жидкости на артериальном осцил-лометре увеличивался на 10—15 мм спиртового столба по сравнению с исходными данными (рис. 4). Увеличение размаха пульсации сосудов, по нашему мнению, зависело от изменения тонуса сосудов; однако для подтверждения этого необходимы специальные опыты.
Из приведенных данных следует, что угловые перемещения с частотой 23 в минуту, амплитудой 6°, числом толчков 13 в минуту, ускорением 1,5— 2,0 g первоначально вызывают учащение сердечных сокращений. Через 20—30 минут от начала воздействия, как правило, учащение сменяется замедлением частоты сердечных сокращений, которое в последующем оказывается стойким и длится в течение всего наблюдения. Первоначальная реакция сердечно-сосудистой системы на угловое перемещение, проявляющаяся в возбуждении ее, в последующем сменяется противоположным эффектом, что, по-видимому, обусловлено преобладанием тонуса парасимпатической нервной системы.
С увеличением частоты угловых перемещений с 23 до 49 в минуту в большей степени начинают преобладать возбудительные процессы в сердечно-сосудистой системе, о чем говорит учащение пульса и повышение максимального кровяного давления у большинства обследуемых
Указанные изменения отмечаются в момент непосредственного воздействия угловых перемещений; после окончания их действия эффект может оказаться противоположным.
Изменения газообмена и энерготрат организма в наблюдениях носили более закономерный характер, чем изменения со стороны сердечно-сосудистой системы. При колебаниях, характерных для 1-го режима,
§ 35
30
5» 51 гь
ч 20
15
«я 10
г ? 5
§ /
<¿3
Давление В манмег>^е (8мм)
Рис. 4. Осциллометрическая кривая плечевой артерии.
/ — до наблюдения; 2— после наблюдения.
4 Гигиена и санитария, № 6
49
изменения в показателях газообмена и знерготрат были небольшими,. При 2-м режиме, когда частота угловых перемещений составляла 48, а число толчков 20 в 1 минуту, стали наблюдаться отчетливые изменения, проявляющиеся в повышении объема легочной вентиляции, величины потребления кислорода и энерготрат. Динамика изменения указанных показателей у всех обследуемых была одинаковой и характеризовалась следующими наиболее типичными данными (рис. 5). В течение первых 20 минут объем легочной вентиляции по сравнению с исходными данными, принятыми за 100%, повышался до 174%, потребление кислорода — до 162%, энерготраты организма — до 177%. В последующем эти изменения были менее значительными, но за весь период наблюдения они все же оказывались повышенными. Через 5—10 минут после окончания действия угловых перемещений объем легочной вентиляции, потребление кислорода и энерготраты становились ниже исходных данных. Как показали осцил-лографические записи, под действием угловых перемещений изменяются ритм и глубина дыхательных движений. В момент вдоха и выдоха движение воздуха через верхние дыхательные пути оказывается неравномерным, прерывистым. Если толчок приходится на момент
1
ШШМ
Рис. 5. Изменения показателей газообмена и энерготрат при воздействии угловых перемещений с частотой 48 в минуту, амплитудой 6°, количеством толчков 20 в минуту и ускорением 1,5—2,0 б-Л-объем легочной вентиляции; Б — потребление кисло- ВДОХЭ, поступление ВОЗДу-
рода; В — энерготраты. 1 — исходные данные; 2 — через 20 минут во время наблюдения; 3—через 50 минут; 4 — через 1 час 20 минут; 5 — после наблюдения.
ха происходит не плавно, а как бы в виде отдельных маленьких вдохов.
Затем, как правило, происходит более глубокий вдох. Если толчки следуют через равные промежутки времени, то чередование глубоких и поверхностных дыханий является весьма характерным.
Колебания с параметрами, указанными в табл. 1, оказывают также влияние на функцию вестибулярного аппарата и статокинетическую рефлекторную деятельность. Во всех случаях понижались пороги электрической возбудимости вестибулярного аппарата иногда в 2—3 раза, особенно после первых наблюдений. После повторных опытов эти изменения оказывались менее выраженными. В половине из 28 наблюдений имело место отчетливое увеличение времени после вращательного нистагма глаз. Так, если до наблюдения среднее время для горизонтального послевращательного нистагма у обследуемых составляло 18 секунд, для вертикального—19 секунд, для роторного—15 секунд, то после наблюдения оно составило соответственно 30, 26 и 27 секунд. Случаи увеличения времени послевращательного нистагма относились к лицам, у которых одновременно наблюдался более низкий порог возбуждения вестибулярного аппарата на электрическое раздражение. Ин-
терес представляет тот факт, что изменения возбудимости вестибулярного аппарата при данных режимах колебаний оказывались независимыми от частоты угловых перемещений. В первых наблюдениях с меньшей частотой угольных перемещений (20 в минуту) возбудимость вестибулярного аппарата была в большей степени повышенной, чем при повторном действии колебания с более высокой частотой (48 в минуту).
Сравнение кефалограмм, полученных до и после наблюдения, показало наличие стойких изменений, выражающихся в увеличении разброса точек на кефалограммах после действия колебаний. До наблюдения 26 кефалограмм имели отличный и 4 — хороший показатели, тогда как после него из 30 кефалограмм 10 были плохими и удовлетворительными1. Это свидетельствует о том, что угловые перемещения с частотой до 48 в минуту и амплитудой 6° при числе толчков 20 в минуту с ускорением до 2 g снижают функциональное состояние органов равновесия организма.
Выводы
1. Характер функциональных изменений в организме з?.".чсит от частоты угловых перемещений, количества и величины толчков.
2. Угловые перемещения с частотой 23 в минуту и амплитудой 6° при количестве толчков 13 в минуту с ускорением до 1,5 g, воздействуя на организм человека в течение 2 часов, первоначально изменяют функциональное состояние вестибулярного аппарата, повышая его возбудимость. Со стороны сердечно-сосудистой системы при воздействии указанных колебаний отмечается брадикардия.
3. С увеличением частоты угловых перемещений от 23 до 48 в минуту при сохранении в основном остальных физических характеристик колебания повышаются объем легочной вентиляции (до 174%), потребление кислорода (до 162%), энерготраты организма (до 177%).
4. При прочих равных условиях увеличение числа толчков в единицу времени с одновременным, хотя и незначительным, возрастанием их величины (с 1,0 до 2,0 g) наряду с указанными изменениями приводит к отчетливым явлениям возбуждения сердечно-сосудистой и нервной системы.
ЛИТЕРАТУРА
А н д р е е в а-Г а л а н и н а Е. Ц., Бурлова Л. Я. В кн.: Вибрации на производстве. Л., 1947, стр. 112.—А и д р е е в а-Г а л а н и н а Е. Ц. Вибрации, их гигиеническое значение и меры борьбы с ними. Л., 1940.—Преображенский Б. С1 В кн.: Оздоровление труда и революция быта. М., 1929, в. 25, стр. 26.
Поступила 20/К 1960 г.
EFFECTS ON HUMAN BODY BY ANGULAR DISPLACEMENTS OF AN IMPULSIVE NATURE
V. A. Shabalin, Candidate of Medical Sciences
Forty eight tests were performed on 10 healthy persons, aged 20 to 22 years, in order to determine the effect produced by angular displacements, with an amplitude of 6°, at a frequency of 23 to 49 a minute, at 13 to 49 impulsive movements a minute with an acceleration of from >1,0 to 2,0 g.
Evidence was obtained that angular displacements characterized by the above parameters tended to raise the excitability of vestibular apparatus, increased the volume of lung ventilation up to 174%, the oxygen consumption to 162% and the body energy exchange to 177%. Shifts in the functioning of the cardiovascular and nervous systems depended mainly on the frequency of angular displacements the number and the magnitude of impulsive movements. Angular displacements at a frequency of 23 a minute produced bradycardia, and those at a frequency of 49 a minute caused tachycardia and a rise of the maximal blood pressure.
1 Оценки кефалограмм производилась по нашей методике. Гигиена и санитария, 1960, № 3.
4*
51
