СПОСОБ ОЦЕНКИ ПЕРЕНОСИМОСТИ ЛЕТЧИКОМ ПЕРЕГРУЗОК ИНТЕНСИВНОГО МАНЕВРИРОВАНИЯ И ЕГО ПОДГОТОВЛЕННОСТИ К ЭТОМУ ВИДУ ПОЛЕТОВ Российский патент 2002 года по МПК A61B3/24 

Изобретение относится к авиакосмической медицине и используется для оценки переносимости перегрузок летчиком, а также его подготовленности к полетам при интенсивном маневрировании.

Назначение изобретения - оценка переносимости летчиками полетов с интенсивным маневрированием в полевых условиях (в ходе летной смены или по ее окончании) для контроля их подготовленности к этим полетам в целях предупреждения неблагоприятного воздействия на организм больших, длительных и быстронарастающих перегрузок и сохранения безопасности полета.

Известны способы оценки переносимости летчиком пилотажных перегрузок по реакциям сердечно-сосудистой системы и расстройствам зрения, требующие регистрации показателей их состояния непосредственно в момент воздействия перегрузки и по этой причине непригодные для повседневной практики в полевых условиях, а также способ, основанный на оценке мышечной выносливости и гемодинамических показателей в процессе статического мышечного напряжения, осуществление которого требует наличия специализированного стенда - статоэргометра.

В ближайшем аналоге ( 1066533 А 61 В 3/024) "Способ определения степени утомления человека" измеряют критическую частоту слияния световых мельканий красного и зеленого цветов (воспринимаемых бинокулярно) и по разности величин определяют степень утомления, что не позволяет оценить переносимость летчиками перегрузок интенсивного маневрирования и их подготовленность к таким полетам.

Способ осуществляют следующим образом: определяют площадь периферического хроматического поля зрения (ПХПЗ) обычным способом с помощью проекционно-регистрационного периметра ПРП-60, позволяющего предъявлять световые объекты в стандартизованных условиях освещения и имеющего три цветных фильтра: красный, зеленый и синий. Границы ПХПЗ определяют объектом 3 мм в мезопических условиях (освещенность дуги периметра - 0,02 мсб) в затемненной комнате без предварительной темновой адаптации. Последовательность демонстрации объектов - произвольная, а их смещение - от периферии к центру до уверенного различения цвета тест-объекта. Исследования проводят по 8 меридианам поля зрения обследуемого. Результаты фиксируют на стандартных бланк-картах. Измеряют площадь в мм² величины цветового поля зрения правого глаза на каждый из предъявляемых тест-объектов до и после полета (воздействия гипергравитации), определяют соотношение этих величин в процентах. Сужение после полета с перегрузкой более 6 ед. ПХПЗ на красный тест-объект на 10% и более, а на синий и зеленый - не менее, чем на 20%, расценивают как недостаточную переносимость больших, длительных и быстронарастающих перегрузок; расширение ПХПЗ на красный, зеленый и синий тест-объекты более 10% расценивают как недостаточные навыки выполнения противоперегрузочных защитных дыхательных и мышечных приемов.

Для подтверждения эффективности предлагаемого способа в оценке переносимости летчиком перегрузок интенсивного маневрирования и его подготовленности к этому виду полетов проведены экспериментальные исследования.

Проведено три серии экспериментов.

Первая - по установлению связи динамики площади периферического хроматического поля зрения (ПХПЗ) человека под воздействием гипергравитации с изменением гемодинамики в сосудах головы.

Во второй и третьей сериях изучалась динамика площади ПХПЗ после реальных полетов с воздействием пилотажных перегрузок.

Эксперименты первой серии проводились на центрифуге. Профиль вращений на центрифуге предусматривал воздействие перегрузок до 9 ед. (длительностью до 15 с) с градиентами нарастания до 4 ед./с.

В процессе вращений у испытуемых, использовавших противоперегрузочный костюм, регистрировалась фотоплетизмограмма сосудов мочки уха, по изменению пульсового наполнения которых оценивали состояния мозгового кровотока. Показатель изменения мозгового кровотока рассчитывался в условных единицах по площади отклонения на осциллограмме кривой кровенаполнения сосудов мочки уха от ее уровня при перегрузке 2 ед. (т.е. при работающем противоперегрузочном костюме и "включенных" защитных реакциях сердечно-сосудистой системы) с учетом знака отклонения, суммарно, за весь период вращения /3/. Площадь ПХПЗ определяли через 15-20 мин, 30-40 мин и 90-95 мин после вращения. Всего было проведено 60 экспериментальных вращений с участием 25 испытуемых.

В экспериментах второй серии сравнивались изменения площади ПХПЗ у летчиков после выполнения маломаневренных полетов (с максимальными перегрузками <2 ед.) и после интенсивного маневрирования с перегрузками > 6 ед. После выполнения высокоманевренных полетов летчиков опрашивали по специально разработанной анкете для выявления факта и особенностей выполнения противоперегрузочных защитных дыхательных и мышечных приемов. Для получения объективных данных воздействия пилотажных перегрузок на ПХПЗ анализировались результаты обследования только тех летчиков, которые по тем или иным причинам не выполняли противоперегрузочные защитные приемы. В полетах участвовали 25 летчиков.

В экспериментах третьей серии изучалась информативность изменений площади ПХПЗ для оценки переносимости летчиками высокоманевренных полетов (с максимальной перегрузкой > 6 ед.). В полетах участвовали две группы летчиков (по шесть человек в каждой): экспериментальная, проходившая цикл специальной наземной подготовки, направленной на повышение переносимости перегрузок больших величин, и контрольная (не проходившая подготовки и не выполнявших, по данным анкетного опроса, противоперегрузочных защитных дыхательных и мышечных приемов). Цикл подготовки включал: выработку навыков правильного выполнения противоперегрузочных защитных мышечных и дыхательных приемов, обучение на тренажере совмещению действий по пилотированию с выполнением противоперегрузочных приемов /4/.

В экспериментах второй и третьей серии площадь ПХПЗ определяли за 30 мин до полета и через 15-20 мин после посадки (спустя 40 мин после маневрирования).

Значимость различий оценивалась по критерию Вилкоксона. Для оценки корреляционной связи изменения площади ПХПЗ с показателем изменения мозгового кровообращения использовался коэффициент корреляции рангов Спирмена.

Результаты и обсуждение
После вращений на центрифуге в подавляющем большинстве случаев наблюдалось уменьшение площади ПХПЗ (в 70% случаев - на красный, в 83% и 87% - на зеленый и синий тест-объекты). Как видно из табл. 1, депрессия ПХПЗ была наиболее выраженной и длительной в коротковолновой части видимого спектра.

Корреляционный анализ выявил достоверную связь (Р < 0,05) уменьшения площади ПХПЗ на красный, синий и зеленый цвета с показателем изменения мозгового кровотока (табл. 2).

Отсутствие депрессии ПХПЗ, а в отдельных случаях некоторое расширение границ цветового поля зрения после воздействия гипергравитации, возможно, связано с эффективным выполнением защитных противоперегрузочных приемов, компенсирующих гемодинамические нарушения в области головы. Об этом свидетельствует, в частности, отсутствие в указанных случаях уменьшения показателя мозгового кровотока или даже его увеличение (как проявление гиперкомпенсации).

Анализ представленных в табл. 1 данных о динамике изменения площади ПХПЗ во времени после вращений на центрифуге показывает, что по истечении 40 мин уменьшение площади ПХПЗ, по сравнению с исходными данными, наиболее выраженное в коротковолновой части видимого спектра, сохраняется. Вместе с тем, сравнивая величины изменения площади ПХПЗ через 20 мин и 40 мин после вращения можно констатировать наличие явно выраженной тенденции к восстановлению ПХПЗ. Через 90 мин после воздействия перегрузки отмечалось полное восстановление площади ПХПЗ до уровня фоновых значений.

В экспериментах второй серии установлена зависимость динамики изменений площади ПХПЗ от интенсивности маневрирования. После выполнения высокоманевренных полетов у летчиков отмечалось статистически достоверное (Р<0,01) сужение площади ПХПЗ на все цвета (фиг. 1). В большей степени уменьшалось цветовое поле зрения на зеленый и синий цвета, по сравнению с величиной ПХПЗ на красный цвет (Р<0,05). После полетов с перегрузкой < 2 ед. значимых изменений площади ПХПЗ не выявлено (фиг. 1). Данные о динамике восстановления площади ПХПЗ после высокоманевренных полетов (фиг. 2) свидетельствуют, что через 40 мин ее величина оставалась существенно ниже фоновых значений: на красный цвет - на 36%, на зеленый и синий цвета - на 42%. Восстановление площади ПХПЗ до исходных величин наблюдалось спустя 90 мин после полета.

В отдельных случаях у летчиков, указавших при анкетировании на выполнение противоперегрузочных защитных мышечных и дыхательных приемов типа Л-1 /1/, в этот период отмечались гиперкомпенсаторные реакции в виде увеличения площади ПХПЗ (в 20%, 50% и 60% случаев, соответственно, на красный, зеленый и синий цвета). Эти летчики указывали на выраженное физическое утомление после полета, что свидетельствует о неправильном выполнении защитных противоперегрузочных приемов с неадекватным величине перегрузки мышечном напряжением.

Специальная подготовка, направленная на повышение устойчивости к перегрузкам, оказала существенное влияние на выраженность изменений площади ПХПЗ. Как видно на фиг. 3, высокоманевренные полеты у летчиков экспериментальной группы не сопровождались депрессией площади ПХПЗ, тогда как у летчиков контрольной группы приводили к достоверному (Р<0,05) ее уменьшению. Более высокая переносимость перегрузок летчиками экспериментальной группы подтверждается отсутствием у них зрительных нарушений, тогда как у летчиков контрольной группы последние были отмечены в 33% случаев (в виде сужения поля зрения по типу "серой пелены").

Представленные выше данные о состоянии периферического хроматического поля зрения после воздействия перегрузок интенсивного маневрирования позволяют констатировать:
- во-первых, депрессию площади ПХПЗ под влиянием гипергравитации и ее тесную связь с состоянием гемодинамики в сосудах головы;
- во-вторых, наличие длительного периода восстановления площади ПХПЗ до исходных значений;
- в-третьих, зависимость характера выраженности изменений площади ПХПЗ от устойчивости летчика к перегрузкам и правильности выполнения противоперегрузочных защитных дыхательных и мышечных приемов.

Совокупность полученных фактов свидетельствует о возможности использования методики определения площади ПХПЗ для оценки динамики переносимости летчиками перегрузок интенсивного маневрирования в процессе освоения и эксплуатации высокоманевренных самолетов, а также их подготовленности к выполнению защитных дыхательных и мышечных приемов.

Литература
1. Васильев П. В. , Глод Г.Д. //Авиационная медицина (руководство) под ред. Н.М. Рудного, П.В. Васильева, С.А. Гозулова. - М., 1986, - с. 75-100.

2. Васильев П.В., Котовская А.Р. //Основы космической биологии и медицины. Под ред. О. Г. Газенко и М. Кальвина. - М., 1975, - т. 2, кн. 1. - с. 177-231.

3. Котовская А.Р., Вартбаронов Р.А., Никольский Л.Н. //Космическая биол. и авиакосмическая мед. - 1975. - 1. - с. 59-61.

4. Лапа В.В., Засядько К.И., Ходяков Е.В., Обознов А.А. //Авиакосмич. и эколог. мед. - 1996. - 2. - с. 26-29.

5. Новохатский А. С. //Офтальмологический журнал. - 1979. - 8. - с. 479-482.

6. Сергеев А.А. Физиологические механизмы действия ускорений. Л., 1967.

7. Хоменко М. Н. , Вартбаронов Р. А. , Плахотнюк Л.С., Мигачев С.Д. //Медицинские проблемы безопасности полетов и врачебно-летная экспертиза. Материалы IV научно-практической конференции медицинской службы МАП СССР. - М., 1991. - с. 80-93.

Изобретение относится к медицине, а именно к авиакосмической медицине, и может быть использовано для оценки переносимости летчиком больших, длительного действующих перегрузок, а также его подготовленности к полетам с интенсивным маневрированием. Определяют площадь периферического хроматического поля зрения (ПХПЗ) одного из глаз до и спустя не более 40 мин после выполнения пилотажа. Уменьшение ПХПЗ после полета на красный тест- объект на 10% и более, а на синий и зеленый не менее чем на 20% по отношению к исходным значениям свидетельствует о недостаточной устойчивости к перегрузкам. Расширение ПХПЗ на эти тест-объекты более 10% расценивают как недостаточные навыки выполнения противоперегрузочных защитных дыхательных и мышечных приемов. Способ позволяет повысить достоверность оценки переносимости летчиком интенсивных перегрузок. 2 табл., 3 ил.

Способ оценки переносимости летчиком перегрузок интенсивного маневрирования и его подготовленности к этому виду полетов, отличающийся тем, что измеряют обычным способом площадь периферического хроматического поля зрения одного из глаз до и спустя не более 40 мин после выполнения пилотажа и по уменьшению периферического хроматического поля зрения после полета на красный тест-объект - на 10% и более, а на синий и зеленый не менее чем на 20% по отношению к исходным данным судят о недостаточной устойчивости к воздействию перегрузок, тогда как расширение периферического хроматического поля зрения на эти тест-объекты более 10% расценивают как недостаточные навыки выполнения противоперегрузочных защитных дыхательных и мышечных приемов.