Оценка состояния здоровья людей экстримальных профессий Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

© ДОМРАЧЕВ А. А., МИХАЙЛОВА Л. А.

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ ЛЮДЕЙ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ

ПРОФЕССИЙ

А.А. Домрачев, Л. А. Михайлова

Сибирский филиал ФГУ ВНИИПО МЧС России, нач. - д.т.н., проф., С.П. Амельчугов; отдел пожарной безопасности объектов и аварийно-спасательных работ в условиях низких температур, нач.- к.т.н. С.В. Амельчугова; Красноярская государственная медицинская академия, ректор - д.м.н., проф. И.П. Артюхов, кафедра физиологии, зав.- д.м.н., проф.

Ю.И. Савченков.

Резюме. Представлен анализ результатов комплексной оценки функционального состояния здоровых людей в условиях продолжительной и вынужденной психофизиологической активности. Показано, что оценка функционального состояния здоровых людей может быть выполнена в рамках состояния «работоспособность - утомление». Предложен методологический подход к количественной оценке утомления организма в условиях психофизиологической активности, удовлетворяющий широкому спектру исследований в области медицины и биологии.

Ключевые слова: функциональное состояние, острое утомление, общее утомление организма, методология оценки, продолжительная вынужденная психофизиологическая активность, лица экстремальных профессий, пожарный.

Разработка приемов оценки функционального состояния и возможностей организма в условиях трудовой деятельности представляет собой актуальную научную проблему [5, 8, 9]. Известные способы ограничены в своих возможностях качественной и количественной оценки здоровья здоровых людей, т. к. вариабельность многочисленных параметров укладывается в диапазон физиологической нормы, а продолжительность рабочего дня (РД) является малым временным отрезком [1, 4, 7, 10, 11].

Трудовая деятельность лиц экстремальных профессий (в РФ - это около 1% работоспособного населения) реализуется в условиях продолжительного РД, нагрузок высокой интенсивности, воздействии ряда опасных и вредных факторов окружающей среды и др. В России и за рубежом наиболее многочисленную группу лиц экстремальных профессий образуют пожарные и спасатели, трудовая деятельность которых осуществляется на протяжении дежурств суточной продолжительности при максимальных уровнях энергозатрат

(1У-У группы тяжести труда). В связи с этим организация и медико-биологическое сопровождение трудовой деятельности лиц экстремальных профессий за счет разработки адекватных приемов оценки функционального состояния является актуальным научнопрактическим направлением.

Материалы и методы

Материалом исследования явились данные комплексного обследования сотрудников оперативных подразделений пожарной охраны, осуществляющих непосредственное тушение пожаров (всего более 22500 исследований). Группы сравнения были сформированы на основании интенсивности боевой деятельности: группа А выездов и боевой работы в течение дежурства не имела, В - включала в себя пожарных, имевших 1-2 выезда на тушение пожара, С - 3-4 и Д - 5 и более. Во всех группах РД имел 24-часовую продолжительность. Мониторинг состояния здоровья осуществлялся в начале РД и через каждые 8 часов. Отслеживалось состояние: висцеральных систем (дыхательной, сердечно-

сосудистой, крови), анализаторных систем (зрительного, слухового, обонятельного, вкусового, тактильного) и психофизиологической сферы (личностные характеристики по Кеттелу; темперамент, отдельные процессы и характеристики ВНД). Из методов математического анализа статистических данных использовались регрессионный, корреляционный, факторный анализы.

Результаты и обсуждение

Установлено, что значения параметров, характеризующих физическую и психическую работоспособность, имеют 2 варианта динамики. Один из них заключается в стабильности значений на протяжении всего РД [вариабельность не превышает 5%]. Удельный вес параметров с такими свойствами составляет 21% (30 из 142). Для другого варианта (79% параметров) характерны изменения, отражающие снижение функциональных резервов, потенциальных возможностей или работоспособности организма. Структура вариабельных показателей имеет следующий вид: 103 (92,0%) параметра имеют вариабельность (В) в пределах 5% < В < 50%; 4 (3,6%) - 50% < В < 100%, 5 (4,4%) - 100% < В < 500%. Во всех случаях абсолютные значения «вписываются» в диапазон нормативных, возрастных или профессиональных требований [1, 3, 5, 6, 9]. Максимальный диапазон изменений отмечается у лиц группы Д, психофизиологическая активность которых среди групп сравнения максимальна (5 и более боевых выездов); минимальный - в группе А (психофизиологическая активность в группе минимальна; боевые выезды отсутствуют). Наибольшие изменения в течение РД во всех группах наблюдаются во второй его половине и, как правило, к окончанию работы. Итак, наибольшие изменения отмечаются в группе Д к окончанию РД.

В деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем прослеживается стабильность состояния и это достигается за счет привлечения функциональных резервов. Повышенная потребность организма в кислороде со стороны системы крови компенсируется увеличением числа депонированных и молодых эритроцитов периферической крови. Увеличение фибринолитической активности крови оказывает положительное влияние на ге-мореологические характеристики крови и увеличивает проницаемость межклеточных пространств. Продолжительная и вынужденная психофизиологическая активность организма сопровождается увеличением порога возбудимости со стороны структур нервной системы, что находит соответствующее отражение в состоянии параметров ЦНС, анализаторных систем, ВНД, психических процессов. Следовательно, в виде различных типов реакций утомления реализуется общее утомление организма (ОУО), которое также имеет черты острого. Однако, возможность оценки данного состояния, в том числе, количественно и на комплексной основе ограничена методологически.

Типизация динамики исследованных параметров с учетом уровня вариабельности, специфичности отражения интенсивности и продолжительности трудовой деятельности позволяет выделить 11 параметров, которые могут использоваться для количественной оценки общего утомления организма (табл. 1.). На их основе для количественной общего утомления организма методом факторного анализа предложены 6 вариантов формульного расчета, в каждом из которых влияние отдельных параметров принято равновесным, а сумма факторов вписана в 100-балльную шкалу по принципу «чем больше баллов, тем больше общее утомление организма».

Таблица 1.

Параметры, обладающие потенциальными диагностическими качествами с учетом их вариабельности на протяжении рабочего дня в группах сравнения

При написании формул использованы следующие обозначения, сокращения и единицы измерения: ОУО - общее утомление организма (баллы); ВИК - величина вегетативного индекса Кердо (усл. ед.); ЭЧС - величина электрической чувствительности сетчатки (мкА); Нв - уровень гемоглобина периферической крови (г/л); ПДЭ - величина показателя деформируемости эритроцитов (усл. ед); НФФ - продолжительность неферментативного фибринолиза (мин); С128 - продолжительность восприятия камертона с частотой звучания 128 Гц при воздушной проводимости звука (с); ТЧ - тактильная чувствительность по Фалькельту (усл. ед.); СЗМР - продолжительность сложной зрительно-моторной реакции (мс); УР - умственная работоспособность по Крепелину при 15-секундной продолжительности пробы (усл. ед.); ОВВ - ошибка воспроизведения времени продолжительностью до

10 с (%); ОВР - ошибка воспроизведения расстояния в диапазоне 15-30 см (%). Вариант формулы 1 включает в себя 11 параметров:

ОУО = (0,136*ЭЧС + 0,525*С128 + 0,059*СЗМР + 0,200ЮВВ + 0,294*НЬ + 0,686*ОВР + 1,182*ПДЭ) - (4,464*ТЧ + 1,789*УР + 0,292*ВИК + 0,133*НФФ) - 18,45, где (-18,45) -постоянная.

Вариант формулы 2, исключая инвазивные манипуляции, имеет следующий вид:

ОУО = -46,82 - 0,465*ВИК + 0,187ЭЧС + 0,727*С128 - 6,13*ТЧ + 0,116*СЗМР - 2,463* УР + 0,275*ОВВ + 0,943*ОВР, где (-46,82) - постоянная.

Вариант формулы 3 ориентирован на экспресс-методику оценки общей утомляемости организма:

ОУО = -41,86 - 1,238*ВИК + 0,498*ЭЧС + 0,732* ОВВ, где (-41,86) - постоянная.

Критерии оценки общей утомляемости организма приведены в таблице 2.

Таблица 2

Количественные признаки и группы, выделяемые по величине общего утомления

организма

Варианты форму 4-6 предложены, исходя из профильности потенциального исследования. Вариант формулы 4 использует 4 параметра висцеральных систем, вариант 5 - 3 соответственно анализаторных систем, вариант 6 - 4 психофизиологической сферы.

Графическое представление состояния ОУО в группах сравнения по методике Чернова приведено на рисунке 1 и свидетельствует о том, что ОУО находит соответствующее отражение в двумерном «виртуальном» портрете.

Установлено, что расхождение значений ОУО, рассчитанных по формулам 1-3 не превышает 3%. Значения ОУО по формулам 4-6 на 1-2 час РД также демонстрирует высокую степень совпадения результатов между результатами формульных расчетов (расхождение не превышает 5%). На последующие временные отрезки отмечаются элементы гетеро-хронности вовлечения различных систем в процессы обеспечения психофизиологической активности. Данное свойство принципиально важно в оценке условий трудовой деятельности и состояния функциональных резервов различных компонентов гомеостазиса.

Рис. 1. Двумерный «портрет» по Чернову лиц групп сравнения в начале рабочего дня и на момент окончания рабочего дня.

Условные обозначения: 1 - исходное вариант портрета всех групп сравнения в начале рабочего дня; А, В, С, Д - портреты соответствующих групп к окончанию рабочего дня.

Примечание: Используемые элементы конструирования «портрета»: 1 - размер лица - величина ВИК, 2

- ушная раковина - величина ЭЧС, 3 - овал лица - продолжительность восприятия камертона с частотой

звучания 128 герц при воздушной проводимости слуха; 4 - лоб - тактильная чувствительность, 5 - подбородок - содержание гемоглобина, 6 - длина носа - продолжительность неферментативного фибринолиза, 7

- расположение рта - величина ПДЭ, 8 - форма рта - продолжительность сложной зрительно-моторной реакции, 9 - форма линии рта - состояние умственной работоспособности, 10 - положение глаз - величина ошибки воспроизведения ошибки воспроизведения временных периодов продолжительностью до 10 секунд (%), 11 - расстояние между зрачками - величина ошибки восприятия расстояния в диапазоне 15-30 см (% от предъявляемого расстояния).

Установлено, что степень интеграции систем возрастает по мере реализации продолжительности и интенсивности психофизиологической активности на протяжении РД. Для количественной оценки этого феномена применительно к состоянию ОУО предложена формульная расчетная величина, названная коэффициентом функционального участия (КФУ):

КФУ = 3* ОУО1 /([ОУО1 - ОУОв] + [ОУО1 - ОУОа] + [ОУО1 - ОУОпфс]), где ОУО1 -величина ОУО, рассчитанная по варианту формулы 1; ОУОВ - величина ОУО, соответственно по висцеральным показателям; ОУОА - величина ОУО, рассчитанная по состоянию анализаторных систем; ОУОПФС - величина ОУО - по состоянию психофизиологической сферы. На рисунке 2 представлены абсолютные значения КФУ в группах сравнения на протяжении РД.

Рис. 2. Величина КФУ на протяжении РД в группах сравнения.

Условные обозначения: * - достоверность отличий от исходной величины при р<0,05, *** - при р <0,001; # - достоверность отличий по сравнению с группой А при р<0,05, ### - -при р <0,001.

Разрабатываемая идеология оценки функционального состояния организма включает в себя:

- возможность количественной оценки функционального состояния по шкале

«работоспособность - утомление» при любой численности обследуемой популяции;

- разноплановые схемы обследования организма и соответствующее фор-

мульное сопровождение;

- возможность мониторинга ОУО;

- единую шкалу оценки качественной и количественной оценки результатов

для всех вариантов расчета ОУО.

Предлагаемый подход содержит в себе ряд преимуществ, позволяя:

- использовать при различных исследованиях в медицине и биологии (физиология, гигиена, психофизиология, валеология, спортивная медицина, фармакология, гигиена, санитария, профессиональная деятельность лиц экстремальных профессий, функциональная диагностика);

- отслеживать и количественно оценивать функциональное состояние здоровых людей по величине ОУО и утомления, реализующегося в анализаторных и висцеральных системах, психофизиологической сфере;

- оценивать психофизиологическую активность человека, в том числе, трудовой и спортивной направленности;

- отслеживать степень интеграции и кооперации функциональных систем в достижении полезного результата деятельности.

Таким образом, результаты данного исследования, реализованного на стыке физиологии трудовой деятельности, функциональной диагностики, валеологии приближают к пониманию фундаментальных закономерностей функционирования организма здорового человека, к реализации ряда прикладных вопросов медико-биологического сопровождения продолжительной и вынужденной психофизиологической активности, а также является обоснованием для продолжения исследований в этой области.

Практическая значимость результатов связана с тем, что подобные разработки востребованы силовыми ведомствами, т.к. медико-биологическое сопровождение профессиональной деятельности создает условия для профессионального долголетия сотрудников, с одной стороны, и надежности поведения и деятельности человека при выполнении поставленных задач. В обоих случаях, это спасенные жизни и предотвращенные материальные потери. Заявленные результаты научного поиска апробированы и уже сегодня могут использоваться по следующим направлениям медико-биологического сопровождения профессиональной деятельности лиц экстремальных профессий:

- проведение профессионального отбора и оценка профпригодности;

- контроль процесса профессиогенеза;

- сопровождение полигонного тренинга;

- экспертная оценка физической и психической работоспособности для вы-

полнения конкретных задач;

- оценка эффективности мер профилактики, коррекции, реабилитации и др.

Научная новизна представленного материала подтверждена 2 патентами РФ, 4 заявками

на изобретение и имеет ряд неоспоримых преимуществ перед существующими разработками [2, 3].

Направленность изменений параметров функциональных систем организма сотрудников оперативных подразделений пожарной охраны в условиях боевых дежурств суточной продолжительности характеризуется возникновением и прогрессированием элементов острого утомления и это позволяет констатировать факт того, что трудовая деятельность пожарных реализуется в условиях общего утомления организма, степень которого прогрессирует в течение рабочего дня и с увеличением интенсивности трудовой деятельности. Как итог разработки научной, был предложен методологический подход к количест-

венной оценке общего утомления организма, включающий в себя разновариантные объемы диагностических мероприятий и формульного расчета, критерии оценки результатов и алгоритм исследования по оценке острого утомления.

Анализаторные системы можно рассматривать как системы, которые в своем функциональном состоянии могут характеризовать общее состояние организма, не уступая информативности других систем.

Литература

1. Благовещенская Н.С. Отоневрологические симптомы и синдромы. - М.: Медицина, 1990. - 432 с.

2. Диагностические и реабилитационные мероприятия по профилактике стрессовых расстройств и суицидов среди сотрудников ГПС МЧС России / М.Н. Поляков, А.В. Матюшин, А. А. Порошин и др.: метод. рек. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2003. - 132 с.

3. Основные виды деятельности и психологическая пригодность к службе в системе органов внутренних дел / Б.Г. Бовин, Л.Я. Зыбковец, М.Я. Калашников и др. / Под ред. Б.Г. Бовина, Н.И. Мягких, А.Д. Сафронова. - М.: НИЦ пробл. мед. обеспечения, 1997. - 344 с.

4. Волков Н.И., Волков А.Н. Физиологические критерии выносливости спортсменов // Физиология человека. - 2004. - №4. - С. 103-113.

5. Загрядский, В.П., Сулимо-Самуйлло З.К. Методы исследования в физиологии труда. - Л.: Наука, 1976. - 94 с.

6. Казначеев В.П., Баевский Р.М, Берсенева А.П. Донозологическая диагностика в практике массовых обследований населения. - Л.: Медицина, 1980. - 208 с.

7. Рахманин Ю.А., Ревазова Ю.А. Донозологическая диагностика в проблеме окружающая среда - здоровье населения // Гигиена и санитария. - 2004. - №6. - С. 3-5.

8. Саркисов Д.С. Некоторые особенности развития медико-биологических наук в последние столетия // Бюл. эксперим. биол. и медицины. - 2001. - №1. - С.5-10.

9. Семеновская Е.Н. Электрофизиологические исследования в офтальмологии.

- М.: Медгиз, 1963. - 279 с.

10. Трахтенберг И.М., Рашман С.М. Гигиена умственного труда студентов. -Киев: Здоровье, 1973. - 171 с.

11. Prunier-Poulmaire S., Gadbois C., Volkoff S. Combined effects of shift systems and work requirements on customs officers: [Pap] 13 Int. Symp. Night and Shift Work, 23-27 June, 1997 // Scand. J. Work, Environ and Health. - 1998. - 24, Supple. №3. - Р. 134-140.

Таблица 1

Параметры, обладающие потенциальными диагностическими качествами с учетом их вариабельности на протяжении рабочего дня в группах сравнения

№ п/п Функциональн. система Параметр, расчетная величина Вариант динамики в группе сравнения

А В С Д

1. Сердечно-сосу- дистая Вегетативный индекс Кердо -

2. Крови Уровень гемоглобина т тт ттт ттт

3. Показатель деформируемости эритроцитов т тт ттт ттт

4. Продолжительность неферментативного фибринолиза + +

5. Зрительный анализатор Электрическая чувствительность сетчатки + т т ттт

6. Слуховой анализатор Продолжительность восприятия камертона с частотой звучания 128 Гц при воздушной проводимости звука т т тт

7. Тактильный анализатор Тактильная чувствительность -

8. Психофизиолог ические параметры Продолжительность сложной зрительно-моторной реакции + + т тт

9. Умственная работоспособность - и и

10. Точность восприятия временных промежутков до 10 секунд - и

11. Точность восприятия расстояния в диапазоне 15-30 см - 1 и и

Таблица 2

Количественные признаки и группы, выделяемые по величине общего утомления __________________________________организма_____________________________________

Величина общего утомления организма (в условных баллах) Название группы лиц, имеющих подобную величину ОУО (степень утомления) Состояние работоспособности

ОУО <5 Лица с удовлетворительным состоянием работоспособности (0 -нулевая степень) Удовлетворительное состояние

5 < ОУО < 37 Лица с умеренновыраженным утомлением (1 - первая степень) Умеренновыраженное утомление

37 < ОУО < 69 Лица со средневыраженным утомлением (2 - вторая степень) Средневыраженное утомление

69 < ОУО < 100 Лица с утомлением выше среднего (3 - третья степень) Утомление выше среднего

ОУО > 100 Лица с выраженным утомлением (4 - четвертая степень) Выраженное (чрезмерное) утомление

Рис. 1. Двумерный «портрет» по Чернову лиц групп сравнения в начале рабочего дня и на момент окончания рабочего дня.

Условные обозначения: 1 - исходное вариант портрета всех групп сравнения в начале рабочего дня; А, В, С, Д - портреты соответствующих групп к окончанию рабочего дня.

Примечание: Используемые элементы конструирования «портрета»: 1 - размер лица - величина ВИК, 2 -ушная раковина - величина ЭЧС, 3 - овал лица - продолжительность восприятия камертона с частотой звучания 128 герц при воздушной проводимости слуха; 4 - лоб - тактильная чувствительность, 5 -подбородок - содержание гемоглобина, 6 - длина носа - продолжительность неферментативного фибринолиза, 7 - расположение рта - величина ПДЭ, 8 - форма рта - продолжительность сложной зрительно-моторной реакции, 9 - форма линии рта - состояние умственной работоспособности, 10 -положение глаз - величина ошибки воспроизведения ошибки воспроизведения временных периодов продолжительностью до 10 секунд (%), 11 - расстояние между зрачками - величина ошибки восприятия расстояния в диапазоне 15-30 см (% от предъявляемого расстояния).

А

В

С

Д

продолжительность рабочего дня (часы)

Рис. 2. Величина КФУ на протяжении РДв группах сравнения.

Условные обозначения: * - достоверность отличий от исходной величины прир<0,05, *** - прир<0,001; # - по сравнению с группой А прир<0,05, ### - - прир<0,001.