CC BY
112
Грибанов А.Д., Гусева Н.Н., Истомина Т.В., Козлов М.К., Никитин В. С.
Московский авиационный институт
ПЕРСПЕКТИВЫ МУЛЬТИДИАГНОСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДО-ВАНИЙ В ПОДГОТОВКЕ, МОНИТОРИНГЕ И РЕАБИЛИТАЦИИ ЛЕТНОГО СОСТАВА
Актуальность совершенствования методов и технических средств авиационной и космической медицины не вызывает сомнений.
Профессиональные условия труда предъявляют все большие требования к здоровью летного состава и накладывают определенный отпечаток на возникновение и течение различных заболеваний, функциональное состояние организма и работоспособность членов экипажа. В полете деятельность летчика, штурмана, радиста, инженера и других специалистов протекает на фоне достаточно выраженных экстремальных факторов обитания. Для летной профессии критерием является надежность и безопасность полета, поэтому в авиакосмической медицине создана строго упорядоченная система врачебного контроля, включающая в себя отбор, экспертизу и динамическое наблюдение за летчиками. Осложнения, связанные с изменением состоянияздоровья летного состава нередко приводят к преждевременной и ранней дисквалификации, что приносит значительный социально-экономический ущерб, поэтому очень важно качественно проводить функциональную диагностику и дальнейшую реабилитацию лиц летного состава.С первых дней поступления в летное училище за курсантами должно быть установлено тщательное медицинское наблюдение для того, чтобы вовремя выявить возможные изменения и отклонения в состоянии их здоровья. Ведь в настоящее время даже усложненное клиническое обследование, которое проходят все будущие летчики, не всегда позволяет выявить скрытые недостатки в состоянии здоровья.
Проведенный аналитический обзор показал, что существуют определенные проблемы в создании эффективных методик определения индивидуальной и групповой нормразличных критериев донозологической диагностики, а также в разработке соответствующей медицинской техники. Поэтомунеобходимо дальнейшее совершенствование методов обследованиялиц летного составана всех этапах - этапе предполетной подготовки, во время полета и на этапе послеполетной реабилитации. Важность решения задач определения их пригодности к профессиональной деятельности, которое основывается на сочетании клинических и психологических методов обследования, мониторинга состояния летчика в момент полета и реабилитации и поддержания профессионального здоровья лиц летного составатакже не вызывает сомнений. Следовательно, необходимо применение комплексного подхода к оценке здоровья летчиков, что позволит повысить социально-экономические показатели отечественной авиакосмической отрасли.
Диагностические исследования функционального состояния летного состава на разных этапах проводятся с помощью различных методик. Предлагается объединить эти подходы, используя самые эффективные методы определения функционального состояния летного состава. Необходимо выделить четыре этапа :
этап профессионального отбора;
этап предполетной подготовки;
этап мониторинга во время полета;
этап послеполетной реабилитации.
Рассмотрим особенности каждого из выделенных этапов.
1. Этап профессионально отбора
На первом этапепрофессиональный отбор традиционно осуществляется с помощью врачебно-летной экспертизы, целью которой является экспертная оценка состояния здоровья курсантов. Она состоит из медицинской и психофизиологической экспертизы, которые проводятся раздельно. Однако следует учитывать, что здоровье - состояние полного телесного, душевного и социального благополучия. Предлагается комплексно рассматривать состояние здоровья с помощью новейших медицинских технических средств и методик.
В первую очередь с помощью электрофизиологических методов оценивается состояние организма курсанта (летчика), его важнейших систем и органов. Далее происходит экспресс-оценка психофизиологического состояния пациента и уровня профессиональной надежности.
Таким образом, стоит задача создания комплекс, который позволит оценивать и определять резервные возможности организма, психики и профессиональной надежности летчика. В состав комплекса должны входить технические средства для оценки различных физиологических процессов, протекающих в организме человека, путем регистрации и обработки параметров сигналов его физиологической активности. Одновременная регистрация сигналов от разных систем организма и их синхронный анализ обеспечивают получение комплексной оценки состояния организма исследуемого и выявление существующих-донозологические нарушений.Кроме того, с помощью комплекса может осуществляться обучение летчиков (курсантов), а также тренировка на основе биологической обратной связи (БОС), направленная на овладение умением управлять и контролировать неблагоприятные физиологические и эмоциональные состояния .
Использование традиционных клинических методов оценки функционального состояния организма и диагностики доклинических форм заболеваний, далеко не всегда позволяют обнаружить патологические изменения. При оценке состояния здоровья будущих летчиков широко применяются методы общеклинического обследования:
- обследование клиническими специалистами (терапевтом, хирургом, невропатологом, офтальмологом, отоларингологом, стоматологом);
- электрофизиологические методы (анализ электрокардиограммы (ЭКГ) в покое, реоэнцефалограммы (РЭГ), электроэнцефалограммы (ЭЭГ), электромиограммы (ЭМГ),стабилограммы (СТГ), измерение артериального давления (АД), велоэргометрия с дозированной физической нагрузкой);
- ультразвуковые методы (УЗИ внутренних органов и мочеполовой
системы, ЭХО-кардиография, допплерография сосудов);
- рентгенологические (рентгенография различных органов, компьютерная томография, ядерномагнитный резонанс).
Важную роль для оценки состояния здоровья и функциональных резервов организма летчиков выполняют специальные методы исследования регуляторных систем сердечно-сосудистой системы, вегетативной нервной системы, центральной нервной системы.
Можно выделить два вида анализируемых в процессе профотбора характеристик: статические, определяемые однократно и слабо зависящие от текущего состояния обследуемого, и динамические параметры, которые меняются с течением времени и могут быть улучшены с помощью профилактических мерот-приятий и БОС-тренинга.
Предложено подразделить на уровни программы медицинского обследованияи включить в них современные информативные медицинские методы, обеспечивающие раннее выявление донозологических форм заболеваний организма. К этим методам относятся электрофизиологические методы, которые можно реализовать с помощью аппаратного мультидиагностического комплекса. Программы первого уровня должны
оставаться традиционными и включать статические параметры, а на втором уровне целесообразно производить динамическую оценку основных биосигналов.
После двухуровневого обследования все курсанты (летчики) распределяются по четырем группам профессиональной пригодности.
Первая группа профпригодности-полностью профессионально-пригодные. К ним относятся курсанты (летчики), которые способны успешно овладеть данной специальностью в установленные сроки и успешно выполнять предписанные обязанности. У этих лиц имеется полное соответствие психофизиологических свойств и возможностей организма с требованиями, предъявляемыми к ним соответствующей профессией .
Вторая группа профпригодности - профессионально-пригодныес незначительными ограничениями. Для таких специалистов имеет место некоторое снижение резервных возможностей организма. Для лиц этой группы необходимо дополнительное клиническое обследование.
Третья группа профпригодности - лица с неопределенным прогнозом профессиональной пригодности (условно-пригодные). Для лиц этойгруппы необходимо дополнительное клиническое обследование и некоторые виды обучения, в том числе БОС-тренинг.
Четвертая группа профпригодности-полностью профессионально-непригодные лица. К ним относятся кандидаты, имеющие полное несоответствие характеристик требованиям данной профессии.
В таблице 1 показаны основные диагностические параметры, применяемые дляэкспресс оценки функционального состояния здоровья курсанта (летчика).
Таблица 1
ПАРАМЕТРЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ НАДЕЖНОСТИ МЕДИЦИНСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ, ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ, ЛИЧНОСТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
- пропускная способность ; - уровень операторских возможностей; - степень надежно -сти операторской деятельности; - критерий быстро -действия - функциональное состояние организма; - состояние регуляторных систем организма ; - состояние вегетативной нервной системы (вегетативный баланс), тип вегетативной регуляции; - состояние центральной нервной системы; - состояние сердечно-сосудистой системы; - состояние отдельных звеньев вегетативной регуляции кровообращения; - оценка выраженности адаптационного ответа организма при воздействии различных стрессоров - психоэмоциональное состояние; - уровень психической адаптации и прогнозирования особенностей поведения человека; - состояние взаимоотношения личности человека с основными факторами окружающей среды; - состояние социальнойадаптированно-сти; - оценка невербального интеллекта, уровня умственной работоспособности
Эффективное медико-техническое обеспечение этапа профотбора необходимо для успешного выполнения остальных этапов оценки функционального состояния летного состава. Рассмотрим их особенности.
2. Этап предполетной подготовки
Медицинский осмотр летного состава перед полетами не может занимать много времени и должен четко определять уровень готовности летчика и его общее функциональное состояние. Цель предполетного медосмотра сводится к тому, чтобы не допустить к летной работе лиц с нарушенной работоспособностью (больных, после употребления алкоголя, недостаточного сна, тяжелой физической работы, психической травмы и т. п.). Важными характеристиками методик и технических средств, применяемых на этом этапе, являются оперативность, неинвазивность и удобство применения при обследованиях летного состава.
Осмотр обычно проводится в специально выделенном и оборудованном помещении - комнате предполетного медосмотра. Перед осмотром измеряется температура тела, артериальное давление, снимаются ЭКГ и СТГ. Также важную роль на этом этапе играет состояние регуляторных механизмов, в том числе, что очень важно, состояние сердечно-сосудистой системы. Во время предполетного медосмотра необходимо обратить вниманиена состояние психомоторики, эмоциональное состояние, вегетативные проявления .
При обнаружении отклонения в состоянии здоровья или подозрении на нарушение предполётного режима проводится более тщательный осмотр с применением всех необходимых методов обследования и проб, в том числе для индикации наличия в организме алкоголя.
Предлагается автоматизировать проведение предполетного контроля с помощью синхронной мультидиагностики нормы основных биосигналов, таких как ЭКГ, АД и СТГ, а в некоторых случаях производить дополнительно исследование ЭЭГ и ЭМГ.
3. Этап мониторинга во время полета
Методология, используемая при проведении медицинского контроля, определяется не только потребностями контроля состояния здоровья, работоспособности, функциональных резервов и проведения диагностики неблагоприятных состояний и заболеваний, но и в значительной степени техническими возможностями и ограничениями, связанными с дистанционной диагностикой и получением необходимой и достаточной для этой цели клинико-физиологической информации. В конечном итоге эта проблема решается на основе компромисса между медицинскими потребностями и техническими возможностями их реализации [1] .
Медицинский мониторный контроль включает оперативный контроль во время активных участков полета, текущий контроль во время всего полета и углубленные медицинские обследования, которые проводятся в соответствии с программой или по показаниям при наличии существенных отклонений от нормы в процессе полета.
Оперативный медицинский контроль осуществляется путем регистрации ЭКГ в грудном биполярном отведении и частоты дыхания (ЧД), а также предусматривает использованием других источников информации. К углубленным исследованиям авиакосмического состава относятся выявления нарушений сердечного ритма и проводимостисердечно-сосудистой системы, отклонения в параметрах АД, СТГ и ЭМГ.При этом в процессе полета целесообразно проводить оценку параметров СТГ в специальном конструктивном варианте, совмещенном с рабочим местом пилота.
4. Этап реабилитации летного состава
В настоящее время для поддержания профессионального здоровья пилотов в отделениях функциональной диагностики специализированных больниц проводятся следующие исследования [2]:
- статоэргометрическая проба;
- стабилометрия;
-цветовое дуплексное сканирование брахицефальных артерий;
-транскраниальное дуплексное сканирование;
-цветовое дуплексное сканирование артерий и вен верхних конечностей;
-цветовое дуплексное сканирование артерий и вен нижних конечностей;
-эхокардиография - ультразвуковое исследование сердца в М, 2Д режимах;
-Допплеровское исследование в цветовом режиме;
-диагностика врожденных и приобретенных пороков сердца, ишемической болезни сердца.
Одной из наиболее простых, дешевых и информативных методик является стабилометрия, что позволяет эффективно использовать ее для диагностики нарушений равновесия, патологии опорнодвигательного аппарата, центральной и периферической нервной системы, работы зрительного и вестибулярного анализаторов. Стабилометрия дает возможность четко и правильно диагностировать патологию и представить ее клиническую картину. Это современный метод функциональной диагностики, основанный на оценке баланса тела человека. В процессе стабилометрического исследования регистрирует -ся проекция центра тяжести человека на поверхность измерительного устройства, которое передает сигналы о координатах проекции центра тяжести в компьютер для последующего анализа. Оборудование, используемое в процессе стабилометрии - непосредственно стабилометрическая платформа и компьютер.
Кроме того, стабилометрия показательна в смысле дальнейшего планирования процесса реабилитации, своевременного динамического наблюдения (с целью контроля проводимого лечения и последовательной коррекции лечебного процесса) и соответственно оценки отдаленного результата и долговременного прогнозирования.
Принцип действия платформы основан на регистрации проекции общего центра масс на плоскость опоры, то есть так называемый, центр давления (ЦД) . Во время проведения диагностики аппарат регистрирует не только ЦД, но и его колебания во фронтальной и сагиттальной плоскости, а также пройденный путь, скорость, степень отклонения и другие важнейшие характеристики. В тренировочном режиме (при реабилитации) работа комплекса основана на использовании принципа биологической обратной связи. Конструктивносистема представляет собой единый информационно - измерительный комплекс. Его аппаратная и программная части, а также сам пациент связаны между собой в единый контур управления, основанный на принципе БОС.
Обладая протоколами тестирования, тренировочными режимами и возможностью проведения собственных методик, путем изменения параметров, а также экраном контакта (биологической обратной связью), современный стабилометрический комплекс позволяет проводить тестирования и тренировки как в статических, так и в динамических форматах. Система интерфейса позволяет эффективно осуществлять выявление патологии у пациента, а соответственно и адекватно планировать комплекс упражнений для реабилитации. Кроме того, врачи могут оценить способность пациентов к нейромускульному контролю с помощью анализа возможностей сохранять устойчивое положение на платформе. Система позволяет использовать любой из протоколов тестирования, для оценки у пациента предрасположенности к падениям, состояния суставов, пределы стабильности. Стабилометрический комплекс также может использоваться в качестве тренировочного средства для повышения координационных способностей, а также для восстановления поврежденных проприоцептивных механизмов после перенесенной травмы [3].
Основная проблема при функциональной диагностике летного состава заключается в шумах, так или иначе появляющихся на стабилограмме. Повышение помехоустойчивости предлагается осуществлять при контрольно-координационных действиях и на стабилометрической платформе. Во время выполнения заданий искусственно нужно искусственно создать агрессивную среду, по силе и интенсивности схожую с послеполетными условиями и множеством негативных факторов.
Тренировка помехоустойчивости должна проводиться между полетами и должна быть основана на принципе последовательного увеличения времени воздействия информационного шума на пилота, изменения сложности тренировочных занятий и режима БОС, при постоянном действии дополнительного стрессового фактора. Главная задача этого процесса - повысить способность летчика устойчиво реагировать и выполнять координаторные задания с использованием БОС в агрессивной среде.
Занятия должны проводиться в два этапа, на первом из которых проводятся контрольные замеры функционального состояния постуральной функции до начала полета, а на втором - тренировочные занятия в режиме БОС с дополнительными помехами (например, акустическими и зрительными). Целью второго этапа является создание активирующего влияния на корковые центры управления движением, активируемого обратной афферентацией от движения. В качестве основного информационного канала задействована зрительная сенсорная система [4] .
Однако одного канала СТГ недостаточно для комплексного решения задач реабилитационного периода. Необходим синхронный контроль ряда других электрофизиологических параметров, таких как ЭКГ, ЭМГ, ЭЭГ и АД. Такие аппаратно-программные комплексы в настоящее время отечественной промышленностью не выпускаются.
Для контроля качества проведенных мероприятий составляется база по всем пилотам в группе и по каждому отдельно взятому летчику. База должна включать в себя как информацию, снятую в норме, так и информацию, снятую в экстремальных условиях агрессивной среды. Также должна прослеживаться динамика снятых характеристик. Путем сравнения данных в такой базе можно говорить об эффективности проведенных мероприятий функциональной диагностики и реабилитации [5].
Таким образом, целесообразнаразработкасовременного аппаратно-программного комплекса, позво-ляющегоэффективно и системно решать задачивсех выделенных этапов. На основе проведенного анализа существующих методик и технических средств предлагается синхронно регистрироватьследующие биосигналы: ЭЭГ, ЭКГ, ЭМГ,СТГ, АД, что позволит адекватно оценивать состояние основныхфункциональных системлетчиков с учетом особенностей каждого из выделенных этапов их профессиональной деятельности. Рейтинг основных методик по пятибалльной шкале для каждого из этапов приведен в таблице 2.
Таблица 2
Этапы \ Методики ЭЭГ ЭКГ ЭМГ СТГ АД
отбор 4 5 3 5 5
предполетный 2 5 2 5 5
во время полета 3 5 4 4 2
после полета 5 5 4 5 5
Представленная таблица позволяет учесть фактор значимости применения перечисленных методик на конкретном этапе, при этом предлагается создание универсального комплекса, в котором некоторые функции могут быть отключены при необходимости.
Создание и внедрение мультидиагностического аппаратно-программного комплекса для подготовки, мониторинга и реабилитации летного состава позволит повысить эффективность и надежность работы отечественной авиации за счет снижения влияния человеческого фактора.
ЛИТЕРАТУРА
1. Актуальные проблемы авиакосмической медицины / Под ред. B.C. Новикова. - СПб.: ВМедА, 2001.
2. Врачебно-летная экспертиза в гражданской авиации и пути совершенствования //Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2010. - Т.44,№ 5.
3. Применение стабилометрии в спорте. Качинский А.Н., РНПЦ неврологии и нейрохирургии МЗ РБ, 2011.
4. http://www.biomera.ru/education/.
5. http://www.aerochayka.ru/disc/teorija/aviamedicina/Med05.htm.
