СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ОБЩЕГО УТОМЛЕНИЯ ОРГАНИЗМА ПО СОСТОЯНИЮ ВИСЦЕРАЛЬНЫХ СИСТЕМ Российский патент 2007 года по МПК G01N33/72 G01N33/48 A61P5/02 

Изобретение относится к области медицины, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано в физиологии, гигиене труда, спортивной медицине, профессиональной патологии, валеологии.

Известен «Способ диагностики утомления», основанный на исследовании электрической чувствительности сетчатки глаза [5], который может быть использован в качестве сравниваемого способа. Суть его заключается в определении величины одного из электрофизиологических параметров глаза трижды для каждого глаза с расчетом среднего значения и сравнении с величиной 100 мкА. Преимуществом этого способа является возможность быстрого проведения обследования и получения результата обследования при высокой стабильности исследуемого параметра независимо от пола, возраста, профессии, общего состояния здоровья. Среди недостатков можно выделить: 1) невозможность количественной оценки общего утомления организма; 2) отсутствие оценки состояния жизненноважных систем, отражающих влияние нервной и гуморальной регуляции.

Задача изобретения - разработка возможности количественной оценки общего утомления организма по состоянию висцеральных систем.

Выполнение поставленной задачи осуществляют за счет того, что определяют уровень гемоглобина периферической крови в граммах на литр, показатель деформируемости эритроцитов в процентах, вегетативный индекс Кердо в условных единицах, продолжительность неферментативного фибринолиза в минутах; уровень гемоглобина умножают на 0,809, показатель деформируемости эритроцитов умножают на 3,247 и суммируют два произведения; величину вегетативного индекса Кердо умножают на 0,804, продолжительность неферментативного фибринолиза умножают на 0,365 и суммируют два произведения; из первой суммы произведений вычитают вторую; к полученной разнице прибавляют 20,89 и получают количественную величину общего утомления организма: величину общего утомления менее 5 баллов оценивают как удовлетворительное состояние работоспособности организма, от 5 баллов включительно и до 37 оценивают как умеренновыраженное утомления, от 37 баллов включительно до 69 - средневыраженное утомление, от 69 баллов включительно до 100 - утомление выше среднего, от 100 баллов включительно и выше как выраженное общее утомление организма.

Способ осуществляют следующим образом. Объектом исследования явился личный состав караулов пожарных частей противопожарной службы МЧС РФ г.Красноярска, т.е. лица, непосредственно осуществляющие пожаротушение и оказание помощи при чрезвычайных ситуациях. Выбор объектов исследования обусловлен тем, что личный состав караулов имеет значительную - 24-часовую - продолжительность рабочего дня (РД) и это приводит к обязательному формированию общего утомления организма в течение рабочего дня. Обследование на протяжении РД осуществлялось 4 раза: обследование I производилось в течение 1-2 часов РД (период суток - 8⁰⁰-10⁰⁰), обследование II - в течение 8-9 часа (период суток - 15⁰⁰-17⁰⁰), обследование III - в течение 16-17 часа (период суток - 23⁰⁰-1⁰⁰), обследование IV - в течение 24-25 часов (период суток: 7⁰⁰-9⁰⁰).

Все обследованные условно подразделялись на 4 группы: А, В, С, Д. В группу А включались пожарные, которые не имели боевой нагрузки, т.е. не осуществляли выезды на пожары и пожаротушения. В группу В вошли пожарные, имевшие 1-2 выезда на пожаротушение, в группу С - 3-4, в группу Д - 5 и более выездов (табл.1).

Состояние оценивалось по параметрам дыхательной, сердечно-сосудистой систем и системы крови.

Состояние дыхательной системы оценивалось при помощи аппаратно-программного комплекса «Valenta+».

Таблица 1Данные о количестве обследованных и количестве выездов в группах сравненияГруппы сравненияКоличество обследованныхКоличество выездов на пожарыА320±0В371,8±0,9*С363,9±1,4**Д315,7±1,5***Условные обозначения: * - достоверный уровень различий при уровне значимости р≤0,05, ** - при р≤0,01, *** - при р≤0,001.

Определялись: 1) легочные объемы и емкости: дыхательный объем (ДО), жизненная емкость легких (ЖЕЛ), минутный объем дыхания (МОД), резервный объем вдоха (РОВд), резервный объем выдоха (РОВыд); 2) параметры вентиляции легких: максимальный объем вентиляции легких за 1 минуту, индекс Тиффно, мгновенные объемные скорости изгнаний 25, 50 и 75% объема функциональной жизненной емкости легких, средняя объемная скорость в интервале 25-75% функциональной жизненной емкости легких; 3) состояние функциональных резервов: частота дыхательных движений (ЧДД) и ДО при максимальной вентиляции легких, форсированная ЖЕЛ, объем форсированного вдоха за 1 секунду; расчетные коэффициенты: ДО/ЖЕЛ, РОВд/ЖЕЛ, РОВыд/ЖЕЛ, максимальная вентиляция легких/МОД, емкость вдоха/емкость выдоха [6].

Объем обследования сердечно-сосудистой системы: определялось систолическое артериальное давление (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление (мм рт.ст.) по Короткову. Регистрация электрокардиограммы (ЭКГ) осуществлялась в 12 стандартных отведениях. Запись электрокардиограммы осуществлялась в положении лежа (не менее 150 RR-интервалов). Рассчитывались следующие показатели [2, 4]:

- среднее динамическое давление в магистральных сосудах (СДД, мм рт.ст.) по формуле: СДД=(2/3·(САД-ДАД)+ДАД);

- пульсовое артериальное давление (ПАД, мм рт.ст.) по формуле: ПАД=(САД-ДАД);

- минутный объем кровообращения (МОК, мл) по формулам Лильештранда и Цандера, Старра: МОК=(ЧСС·(100+¹/₂·(САД-ДАД)-0,6·(ДАД+возраст [в годах]));

- периферическое сопротивление сосудов (ПСС, дин·сек/см⁵) по формуле Пуазейля: ПСС=((2/3·(САД-ДАД)+ДАД)·1333·60/(ЧСС·(100+¹/₂·(САД-ДАД)-0,6·(ДАД+возраст [в годах])));

- коэффициент экономичности кровообращения (КЭК, усл. ед.) по формуле: КЭК=((САД-ДАД)·ЧСС);

- коэффициент выносливости (KB, усл. ед.) по формуле Кваса: KB=(ЧСС·10/САД-ДАД);

- уровень физического состояния (УФС, усл. ед.) по формуле: УФС=(700-3·ЧСС-2,5·(ДАД+(САД-ДАД)/3)-2,7·возраст [в годах]+0,28·вес [в кг])/(350-2,6·возраст [в годах]+0,21·рост [в см]);

- в качестве одного из критериев состояния функциональных резервов организма отслеживалось «двойное произведение» (ДП), рассчитываемое следующим образом: ДП (усл. ед.)=ЧСС·САД;

- вегетативный индекс Кердо (ВПК, усл. ед.) по формуле: ВИК=(1-ДАД/ЧСС)·100.

Среди параметров системы крови оценивались: число эритроцитов, ретикулоцитов, лейкоцитов, лейкоцитарная формула, уровень гемоглобина, величина цветового показателя, гематокрита, СОЭ, показатель деформируемости эритроцитов, продолжительность неферментативного фибринолиза (НФФ) [1, 3].

Результаты обследования I (на 1-2 час РД) в группах сравнения по всем параметрам соответствовали диапазону нормы. Проведение обследований II, III, IV выявляло динамику изменения значений в направлении, характеризующем возникновение и прогрессирование утомления.

Полученные результаты были подвергнуты предварительному анализу на информационную ценность. Анализ заключался в поиске тех параметров, результаты исследования которых соответствующим образом зависели бы от психофизиологической нагрузки, испытываемой лицами групп сравнения, т.е. к окончанию рабочего дня наименьшие изменения, характеризующие наличие утомления, проявлялись в группе А, наибольшие - в группе Д, промежуточные результаты - с группах В и С соответственно. Установлено, что этому критерию соответствовали 4 параметра: величина вегетативного индекса Кердо, содержание гемоглобина, величина показателя деформируемости эритроцитов, продолжительность фибринолитической активности крови (табл.2-5). Таким образом, изменение этих параметров дифференцированно зависит от объема испытываемой нагрузки.

Таблица 2Величина вегетативного индекса Кердо на протяжении рабочего дня суточной продолжительности в группах сравнения.Номер обследованияВеличина вегетативного индекса Кердо (усл. ед.) в группах сравненияА (n=32)В (n=37)С (n=36)Д (n=31)I2,3±2,82,4±3,41,6±3,42,1±2,5II2,7±3,60,6±3,0-8,0±3,0*##-10,5±4,3*##III-1,3±3,2-4,8±3,6-14,7±5,5*##-25,8±9,6**##IV-6,8±4,0-10,6±4,9*-16,7±7,4*-29,0±9,3**##Условные обозначения: * - достоверность различий при р≤0,05 по сравнению с исходным значением, ** - при р≤0,01; # - достоверность различий при р≤0,05 по сравнению с группой А.Таблица 3Величина гемоглобина (г/л) периферической крови на протяжении рабочего дня суточной продолжительности в группах сравнения.Номер обследованияВеличина гемоглобина (г/л) в
группах сравненияА (n=32)В (n=37)С (n=36)Д (n=31)I117,7±3,0118,1±4,6119,8±4,1119,3±4,1II125,3±2,6121,4±7,4125,6±4,7127,5±6,2III130,9±2,8*135,4±3,7**139,2±5,9**144,1±6,6**IV133,6±3,6138,6±5,2**142,6±5,5***149,6±5,5***#Условные обозначения: * - достоверность различий при р≤0,05 по сравнению с исходным значением, ** - р≤0,01, *** - р≤0,001; # - достоверность различий при р≤0,05 по сравнению с группой А.

Таблица 4Величина показателя деформируемости эритроцитов (%) на протяжении рабочего дня в группах сравнения.Номер обследованияВеличина показателя деформируемости эритроцитов (%) в группах сравненияА (n=32)В (n=37)С (n=36)Д (n=31)I2,02±0,281,85±0,261,83±0,211,78±0,17II2,14±0,282,84±0,773,05±0,602,96±0,45*III2,91±0,28*4,77±1,16*5,78±0,89***##6,49±0,93***###IV3,23±0,236,46±1,66**8,41±1,46***###9,56±1,44***###Условные обозначения: * - достоверность различий при р≤0,05 по сравнению с исходным значением, ** - р≤0,01; *** - р≤0,001; ## - достоверность различий при р≤0,01 по сравнению с группой А, ### - р<0,001.Таблица 5Продолжительность неферментативного фибринолиза (мин.) на протяжении рабочего дня в группах сравнения.Номер обследованияГруппы сравненияА (n=37)В (n=36)С (n=31)Д (n=32)I332±18331±11335±11332±11II330±16322±14322±14319±13III313±17294±220286±19*276±9***IV324±17296±23280±20*264±9***###Условные обозначения: * - достоверность различий при р≤0,05 по сравнению с исходным значением, *** - р≤0,001; ## - достоверность различий при р≤0,001 по сравнению с группой А.

Решение количественной задачи оценки общего утомления организма по этих 4 параметров было осуществлено за счет ранжирования учитываемых признаков по 100-балльной шкале. «Вес» каждого из четырех параметров принимался равным и по 100-балльной шкале составил 25,0 баллов (100 баллов/4 параметра). Диапазон изменения отдельного параметра математически «приравнивался» к 25,0 баллам. Для этого минимальному значению параметра соответствовало его среднее значение среди групп сравнения, определяемое на 1-2 час РД, максимальное значение приравнивалось к средней величине оцениваемого признака в группе Д на 23-24 час РД, т.е. на момент окончания РД суточной продолжительности в группе, имевшей наибольшую физическую и психофизиологическую нагрузку среди групп сравнения. Введение обратной зависимости позволяет получить расчетный коэффициент.

Средняя величина исходного значения для ВИК составила 2,10 усл. ед., в группе Д на 23-24 час РД - (-29,0). Расчетный коэффициент рассчитывался следующим образом и составил 0,804: 1/((2,1-(-29,0))/25,0)=0,804. Блок для формулы определения ОУО, сориентированный на получение баллов, отражающих величину ВИК, имел следующий вид: 0,804·(2,1-ВИК)=1,69-0,804·ВИК.

С учетом данных табл.3 среднее значение величины гемоглобина (Нb) на 1-2 час РД в группах сравнения составило 118,7, в группе Д к окончанию РД - 149,6. Расчетный коэффициент для величины гемоглобина составил 0,809: 1/((149,6-118,7)/25,0)=0,809. Блок для формулы определения ОУО, сориентированный на получение баллов, отражающих величину гемоглобина, имел следующий вид: 0,809·(Hb-118,7)=0,809·Hb- 96,03.

В соответствии с данными таблицы 4 среднее значение величины показателя деформируемости эритроцитов (ПДЭ) на 1-2 час РД в группах сравнения составило 1,87, в группе Д к окончанию РД - 9,56. Расчетный коэффициент для ПДЭ составил 3,247: 1/((9,56-1,87)/25,0)=3,247. Блок для формулы определения ОУО, сориентированный на получение баллов, отражающих ПДЭ, имел следующий вид: 3,247·(ПДЭ-1,87)=3,247·ПДЭ-6,07.

С учетом данных табл.5 среднее значение продолжительности неферментативного фибринолиза (ПНФ) на 1-2 час РД в группах сравнения составило 332,5, в группе Д к окончанию РД - 264. Расчетный коэффициент для величины гемоглобина составил: 1/((332,5-264)/25,0)=0,365. Блок для формулы определения ОУО, сориентированный на получение баллов, отражающих величину гемоглобина, имел следующий вид: 0,365·(332,5-ПНФ)=121,3-0,365·ПНФ.

Объединяя 4 блока формулы, получим предварительную формулу ОУО:

ОУО=(1,69-0,804·ВИК)+(0,809·Hb-96,03)+(3,247·ПДЭ-6,07)+(121,3-0,365·ПНФ), (а)

где ОУО - общее утомление организма (в баллах); ВИК - величина вегетативного индекса Кердо в условных единицах; Hb - величина гемоглобина (г/л); ПДЭ - величина показателя деформируемости эритроцитов (%); ПНФ - продолжительности неферментативного фибринолиза (минуты), (1,69; -96,03; -6,07; 121,3) - поправочные коэффициенты.

Математическое упрощение формулы придаст ей следующий вид:

ОУО (баллы)=0,809·Hb+3,247·ПДЭ-0,804·ВИК-0,365-ПНФ+20,89, (б).

Используемый прием в количественной оценке ОУО не ограничивает его в пределах 100 баллов, т.к. позволяет иметь отрицательные значения и значения, большие 100 баллов.

Количественные значения ОУО для групп сравнения в течение рабочего дня суточной продолжительности, приведенные в таблице 6, свидетельствуют о возможности количественной меры общего утомления организма.

Таблица 6Величина общего утомления организма в группах сравнения на протяжении рабочего дняЧас рабочего дня на момент обследованияВеличина общего утомления организма (баллы) в группах сравненияАВСД1-2-0,4-0,70,20,37-86,611,421,325,716-1723,049,059,778,523-2426,766,274,899,9

Количественные результаты предполагают, как правило, наличие шкалы их качественной оценки. Учитывая, что максимальная величина показателя ОУО в группах сравнения на 1-2 час не превысила 0,2-0,3 балла, в качестве пограничного значения, определяющего наличие или отсутствие общего утомления организма, можно предложить пороговую величину, равную 5 баллам. Диапазон от 5 до 100 баллов значителен и он может быть условно подразделен на 3. Следовательно, общее количество выделяемых групп по величине общего утомления организма составит 5. Критерии выделения этих групп по величине ОУО приведены в табл.7.

Таблица 7Количественные признаки и группы, выделяемые по величине общего утомления организмаВеличина общего утомления организма (в условных баллах)Название группы лиц, имеющих подобную величину ОУО (тип группы утомления)Состояние работоспособностиОУО<5Лица с удовлетворительным состоянием работоспособности (тип I)Удовлетворительное состояние работоспособность5≤ОУО<37Лица с умеренновыраженным утомлением (тип II)Умеренно выраженное утомление37≤ОУО<69Лица со средневыраженным утомлением (тип III)Средневыраженное утомление69≤ОУО<100Лица с утомлением вышесреднего (тип IV)Утомление выше среднегоОУО≥100Лица с выраженным утомлением (тип V)Выраженное (чрезмерное) утомление

Применение подобной градации позволяет достаточно просто осуществлять качественную характеристику выраженности ОУО. Например, на 1-2 час РД обследованные всех групп имели удовлетворительное состояние работоспособности. На 23-24 час РД обследованные группы А имели умеренновыраженное и средневыраженное утомление, лица групп В, С - средневыраженное и выше среднего, лица группы Д - общее утомление организма выше среднего и выраженное. Таким образом, использование вышеописанных приемов позволяет решить поставленную цель.

Использование данного способа отвечает широкому кругу требований, предъявляемых к методикам, пригодных для проведения массовых осмотров, т.к. предлагаемый способ:

1) позволяет количественно оценить общее утомление организма по состоянию сердечно-сосудистой системы и системы крови;

2) не предполагает оснащение методик исследования сложными приборами, т.к. требуют минимального оборудования, необходимого для поликлинической лаборатории или экспресс-лаборатории;

3) методики обследования позволяют использовать лабораторные показатели в оценке функционального состояния организма по принципу «здесь и сейчас».

Источники информации

1. Гринштейн Ю.И., Калинина И.А., Витман Т.В. Деформируемость эритроцитов у больных острой и хронической почечной недостаточностью // Терапевт, арх. - 1986. - №12. - С.91-93.

2. Загрядский В.П., Сулимо-Самуйлло З.К. Методы исследования в физиологии труда. - Ленинград: Наука, 1976. - 93 с.

3. Лабораторные методы исследований в клинике / Под ред. В.В.Меньшикова. - М.: Медицина, 1987. - 368 с.

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

5. Патент РФ №2191536, А61В 5/00, БИПМ, №30, 27.10.2002.

6. Стручков П.В., Виницкая Р.С., Люкевич И.А. Введение в функциональную диагностику внешнего дыхания. - М., 1996. - 72 с.

Изобретение относится к области медицины, а именно к функциональной диагностике. Для количественной оценки общего утомления организма определяют уровень гемоглобина периферической крови, показатель деформируемости эритроцитов, вегетативный индекс Кердо, продолжительность неферментативного фибринолиза. Уровень гемоглобина умножают на 0,809, показатель деформируемости эритроцитов умножают на 3,247 и суммируют два произведения. Величину вегетативного индекса Кердо умножают на 0,804, продолжительность неферментативного фибринолиза умножают на 0,365 и суммируют два произведения. Из первой суммы произведений вычитают вторую, к полученной разнице прибавляют 20,89 и получают количественную величину общего утомления организма. Величину общего утомления менее 5 баллов оценивают как удовлетворительное состояние работоспособности организма, от 5 баллов включительно и до 37 оценивают как умеренновыраженное утомление, от 37 баллов включительно до 69 - средневыраженное утомление, от 69 баллов включительно до 100 - утомление выше среднего, от 100 баллов включительно и выше как выраженное общее утомление организма. Использование способа позволяет повысить точность определения общего утомления организма. 7 табл.

Способ количественной оценки общего утомления организма по состоянию висцеральных систем, заключающийся в том, что определяют уровень гемоглобина периферической крови в граммах на литр, показатель деформируемости эритроцитов в процентах, вегетативный индекс Кердо в условных единицах, продолжительность неферментативного фибринолиза в минутах; уровень гемоглобина умножают на 0,809, показатель деформируемости эритроцитов умножают на 3,247 и суммируют два произведения; величину вегетативного индекса Кердо умножают на 0,804, продолжительность неферментативного фибринолиза умножают на 0,365 и суммируют два произведения; из первой суммы произведений вычитают вторую; к полученной разнице прибавляют 20,89 и получают количественную величину общего утомления организма: величину общего утомления менее 5 баллов оценивают как удовлетворительное состояние работоспособности организма, от 5 баллов включительно и до 37 оценивают как умеренно выраженное утомление, от 37 баллов включительно до 69 - средневыраженное утомление, от 69 баллов включительно до 100 - утомление выше среднего, от 100 баллов включительно и выше как выраженное общее утомление организма.