СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ЧЕЛОВЕКА К ГИПЕРТЕРМИИ Российский патент 2024 года по МПК A61B5/01 A61B5/11 

Изобретение относится к области медицины, а именно к гигиене труда и профзаболеваниям, и может быть использовано для определения устойчивости человека к температурным нагрузкам.

Гипертермия является типовым патологическим состоянием, с которым человек сталкивается в процессе своей жизнедеятельности (пребывание в условиях пустынной и горно-пустынной местности) и профессиональной (работники горячих цехов, сотрудники МЧС, спасатели, сотрудники Государственной противопожарной службы, специалисты войск гражданской обороны и Министерства обороны, работающие в изолирующем снаряжении) деятельности. Эффективная профессиональная деятельность в условиях гипертермии возможна только для лиц, обладающих повышенной резистентностью организма к тепловому воздействию. В связи с этим возникает задача комплексной оценки устойчивости организма человека к гипертермии. Такая оценка требует проведения стандартизированной тепловой пробы, по результатам которой может быть оценена резистентность организма к гипертермии.

Известно применение с этой целью ряда физиологических индексов, характеризующих динамику теплового состояния и напряжения физиологических систем организма. В частности, это отражено в некоторых работах (патенты [1–4]).

В научной литературе известно применение индекса теплового напряжения [5] и индекса термочувствительности [6].

Недостатками указанных способов оценки переносимости человеком теплового воздействия являются низкий уровень стандартизации проведения тепловой нагрузочной пробы, ориентированность исключительно на динамику теплового состояния, влагопотери и реакцию сердечно-сосудистой системы человека в условиях гипертермии. Анализ причин прекращения добровольцами-испытателями тепловой нагрузки до «отказа» в ходе выполнения различных методов формирования гипертермии показал, что существенная часть здоровых лиц (15-18%) прекращает выполнение тепловых нагрузочных проб не на критических уровнях теплового состояния и напряжения физиологических систем организма. При этом, в качестве причин прекращения тепловой пробы отмечаются: резкое ухудшение самочувствия, выраженная головная боль, обморочные состояния, общая заторможенность, мышечная слабость, нарушение координации движений [7]. Применение известных методов оценки переносимости гипертермии не учитывает влияние этих симптомов, что ведет к завышенной оценке уровня устойчивости к перегреванию, и ошибочным управленческим решениям по допуску таких лиц к профессиональной деятельности в условиях гипертермии [8].

Таким образом, целью данного изобретения является более точная оценка переносимости здоровыми людьми трудоспособного возраста стандартизированной тепловой пробы, проводимой для решения задач медицинского отбора лиц для работы в условиях гипертермии. Указанная цель достигается применением предлагаемого изобретения за счет учета практически всего комплекса действующих параметров. При этом реализуется следующий алгоритм: проводится стандартизированная тепловая проба для оценки предельной переносимости человеком состояния гипертермии; фиксируются исходные и конечные показатели функционального состояния человека, которые затем переводятся в бальные оценки. По ключевым показателям полученные бальные оценки суммируются и на основании этих сумм выставляется заключение об уровне резистентности организма к гипертермии.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе определения резистентности человека к гипертермии определяют длительность предельно переносимого теплового воздействия в мин, и при длительности 50 мин. и менее назначают 1 балл, при длительности от 51 до 60 мин. назначают 2 балла, при длительности от 61 до 70 мин. назначают 3 балла, при длительности от 71 до 80 мин. назначают 4 балла, при длительности свыше 80 мин. назначают 5 баллов; затем определяют достигнутый уровень ректальной температуры в градусах °С, и при 37,5°С и менее назначают 1 балл, при уровне от 37,6 до 38,0°С назначают 2 балла, при уровне от 38,1 до 39,0°С назначают 3 балла, при уровне от 39,1 до 39,4°С назначают 4 балла, при уровне 39,5°С назначают 5 баллов; затем определяют индекс теплового напряжения в усл. ед. и назначают при 11,1 и более: - 2 балла; при 10,0 – 11,0: - 1 балл; при 7,1 – 10,0: 0 баллов; при 5,1 – 7,0: + 1 балл; при 5,0 и менее: + 2 балла; затем определяют уровень актуальной реактивной тревоги в баллах и при уровне 50 и более назначают 1 балл; при уровне 49 и менее назначают 0 баллов; затем определяют показатель психологического комфорта в баллах и назначают при уровне 20 и менее: - 2 балла; при уровне 30 – 21: - 1 балл; при уровне 31 и более: 0 баллов; затем определяют уровень соматических жалоб в баллах и назначают при уровне 10 и более: - 2 балла; при уровне 7 – 9: - 1 балл; при уровне 6 и менее: 0 баллов; затем определяют индекс ортостатической неустойчивости в усл. ед. и назначают при коллапсе: - 2 балла; при 250 и более: - 1 балл; при 249 и менее: 0 баллов; затем определяют PWC170 в Вт и назначают при 120 и менее: - 1 балл; при 121 и более: 0 баллов; затем определяют латентный период простой зрительно-моторной реакции в мс и назначают при 220 и более: - 1 балл; при 219 и менее: 0 баллов; затем определяют частоту дыхания в цикл/мин и назначают при 25 и более: - 1 балл; при 24 и менее: 0 баллов; полученные баллы складывают и делают вывод, что меньше 2 баллов соответствует низкому уровню термоустойчивости, 3-4 балла соответствует среднему уровню термоустойчивости, 5-6 баллов соответствует повышенному уровню термоустойчивости, 7 и более баллов соответствует высокому уровню термоустойчивости.

Изобретение поясняется фиг.1, на которой приведено распределение частот длительности переносимости тепловой пробы, фиг.2, на которой приведено распределение частот предельного значения ректальной температуры во время тепловой пробы, фиг.3, на которой показано распределение частот встречаемости индекса теплового напряжения (ИТН) во время тепловой пробы, фиг.4, на которой показано распределение частот встречаемости комплексного показателя переносимости тепловой пробы, фиг.5, на которой показана структура термоустойчивости в группе молодых практически здоровых добровольцев (по комплексному показателю переносимости тепловой пробы).

Методика проведения стандартизированной тепловой пробы [9]:

Стандартизированная тепловая проба проводится в тепловой камере, в которой поддерживаются следующие климатические параметры: температура воздуха + 45°С, влажность 95 %, скорость движения воздуха 0,5 м/с (параметр не обязательный). Обследуемые лица, после исследования функционального состояния и работоспособности в обычных условиях размещаются в тепловой камере, где в соответствии с циклограммой проводятся их дополнительные обследования. Весь период пребывания в условиях гипертермии регистрируются значения ректальной температуры, каждые 15 мин проводится опрос о самочувствии с определением бальных оценок выраженности гипертермии и теплового напряжения. При достижении прироста ректальной температуры на 0,5°С выполняются тесты умственной работоспособности и операторской деятельности (могут быть использованы как бланковые, так и аппаратные методики оценки скорости переработки информации, латентных периодов простых и сложных сенсомоторных реакций). При приросте температуры ядра тела на 0,8°С проводится активная 5-минутная ортостатическая проба, а при приросте температуры на 1°С исследуется физическая выносливость и реакция кардиореспираторной системы на дозированную физическую нагрузку. Для оценки физической выносливости проводится кистевая электродинамометрия. Реакция кардиореспираторной системы на дозированную физическую нагрузку оценивается по результатам двухступенчатой велоэргометрической пробы с мощностями нагрузок 85 и 100 Вт, продолжительностью каждой ступени и отдыха между ними 3 мин. В ходе выполнения пробы регистрируются частота и минутный объём дыхания, ЭКГ в D-S отведении, артериальное давление крови по Короткову. При достижении порога переносимости гипертермии выполняются тесты АСС (анкета самооценки состояния) и Спилбергера-Ханина (реактивная и личностная тревожность). Критериями порога переносимости гипертермии являются: резкое ухудшение самочувствия и отказ от дальнейшего пребывания в условиях гипертермии, или достижение ректальной температуры 39,5°С. Непосредственно после выхода из климатического комплекса проводится взвешивание для определения влагопотери.

Для оценки степени напряжения терморегуляторных систем организма вычисляются индекс термочувствительности (ИТЧ) как отношение индекса теплового напряжения (ИТН) к длительности (в часах) пребывания в термокомплексе. Для расчета ИТН используется формула [5; 10]: ИТН = 2.5X1 + 0.125X2 + 0.012X3, где X1 - прирост ректальной температуры, °С; X2 - интенсивность влагопотерь, г/мин; X3 - прирост ЧСС, уд/мин. Показатели, используемые для расчета ИТН, определяются за период теплового воздействия.

При анализе переносимости тепловой пробы могут быть выделены как повышающие дескрипторы, так и понижающие. К числу повышающих дескрипторов относятся критические для конкретного человека значения ректальной температуры как маркера состояния гипертермии и длительность переносимости температурного воздействия до отказа. К числу понижающих дескрипторов (снижающих оценку переносимости гипертермии) могут быть отнесены показатели теплового напряжения (включающие также темп влагопотерь и прирост ЧСС в покое), ортостатической неустойчивости, негативных соматических жалоб, высокого уровня тревожности, низкой субъективной оценки своего самочувствия.

Для количественной оценки указанных дескрипторов был выполнен частотный анализ распределения их значений на момент прекращения добровольцем-испытуемым выполнения тепловой пробы. Результаты такого анализа отражены на фиг. 1 и 2, на которых приведены распределение частот длительности переносимости тепловой пробы и распределение частот предельного значения ректальной температуры во время тепловой пробы.

Точки перегибов на кумулятивной кривой в сочетании с локальными экстремумами частотной кривой по процедуре S-образного шкалирования позволяет определить однородные интервалы и присвоить им ранговые оценки базовой переносимости тепловой пробы. Результаты, характеризующие функциональное состояние обследуемых лиц в финальной точке переносимости тепловой нагрузочной пробы соотносятся со шкалой бальных оценок (табл. 1).

Таблица 1. Шкалы бальных оценок основных повышающих дескрипторов переносимости тепловой пробы

Показатель Баллы переносимости тепловой пробы 1 2 3 4 5 Длительность предельно переносимого теплового воздействия (мин) 50 и менее 51 - 60 61 - 70 71 - 80 81 и более Достигнутый уровень ректальной температуры (^оС) 37,5 и менее 37,6 – 38,0 38,1 – 39,0 39,1 – 39,4 39,5

Кроме повышающих дескрипторов могут быть выделены модифицирующие, в зависимости от уровня оказывающие или повышающий, или понижающий эффект в отношении комплексной оценки переносимости тепловой нагрузочной пробы. К этой группе дескрипторов относится Индекс теплового напряжения (ИТН), низкие значения которого свидетельствуют о высокой переносимости пробы, а высокие – о снижении переносимости.

Частотные кривые распределения частот встречаемости индекса теплового напряжения (ИТН) во время тепловой пробы представлены на фиг. 3.

К категории понижающих дескрипторов могут быть отнесены показатели, характеризующие самочувствие (тревожность, психологический комфорт, соматические жалобы), ортостатическую неустойчивость, низкий уровень физической работоспособности, наличие неврологической симптоматики. Для этих показателей также определялись методом S-образного шкалирования границы диапазонов значений, для высоких или низких диапазонов оценивалась возможная степень негативного влияния на переносимость гипертермии, что нашло отражение в табл. 2.

Таблица 2. Шкалы модифицирующих оценок дополнительных дескрипторов переносимости тепловой пробы

Показатель Модифицирующие баллы переносимости тепловой пробы -2 -1 0 +1 +2 Индекс теплового напряжения (усл.ед) 11,1 и более 10,0 – 11,0 7,1 – 10,0 5,1 – 7,0 5,0 и менее Актуальная (реактивная) тревога (баллы) 50 и более 49 и менее Показатель психологического комфорта (баллы) 20 и менее 30 - 21 31 и более Соматические жалобы (баллы) 10 и более 7 - 9 6 и менее Индекс ортостатической неустойчивости (усл. ед.) коллапс 250 и более 249 и менее PWC170 (Вт) 120 и менее 121 и более Латентный период простой зрительно-моторной реакции (мс) 220 и более 219 и менее Частота дыхания (цикл/мин) 25 и более 24 и менее

Сумма баллов по базовым и модифицирующим шкалам, характеризующая комплексную оценку переносимости стандартизированной тепловой пробы, соотносится с результатами частотного анализа встречаемости значений в группе нормирования. Границы диапазонов определялись методом S-образного шкалирования на основе частотного анализа (фиг. 4, распределение частот встречаемости комплексного показателя переносимости тепловой пробы).

Анализ фиг. 4 показывает, что частотная кривая распределения предлагаемого комплексного показателя переносимости тепловой пробы близок к нормальному статистическому распределению случайной величины (среднее арифметическое значение, мода и медиана равны, коэффициент эксцесса равен -0,03, коэффициент асимметрии равен -0,27). Следовательно, этот показатель может быть использован при проведении популяционных исследований, а полученные результаты могут быть экстраполированы на другие исследования, выполненные по тому же стандартному протоколу. Значения показателя, равные или меньшие 2 баллам, соответствуют низкому уровню термоустойчивости, 3-4 баллам – среднему уровню, 5-6 баллам – повышенному уровню, 7 и более баллов – высокому уровню переносимости тепловой пробы (высокой термоустойчивости).

Структура термоустойчивости в группе молодых практически здоровых добровольцев представлена на фиг. 5.

Примеры реализации изобретения:

Пример 1: обследуемый КРЧ, мужчина 24 года, не имеющих хронических заболеваний, диагноз при предварительном обследовании «практически здоров». Результаты выполнения им тепловой нагрузочной пробы представлены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты выполнения тепловой нагрузочной пробы обследуемым КРЧ

Показатель Значения Баллы Длительность 86 5 Т_рект 39,5 5 ИТН 7,22 0 АТ 47 0 ППК 28 -1 Жалобы 8 -1 Орто 145 0 PWC170 128 0 ЛПЗМР 245 -1 ЧДД 14 0 Сумма баллов 7 Переносимость тепловой пробы: Высокая

Пример 2: обследуемый ПТР, мужчина 27 года, не имеющих хронических заболеваний, диагноз при предварительном обследовании «практически здоров». Результаты выполнения им тепловой нагрузочной пробы представлены в табл. 4.

Таблица 4. Результаты выполнения тепловой нагрузочной пробы обследуемым ПТР

Показатель Значения Баллы Длительность 61 3 Т_рект 39,5 5 ИТН 9,69 -1 АТ 48 0 ППК 24 -1 Жалобы 7 -1 Орто 327 -1 PWC170 127 0 ЛПЗМР 189 0 ЧДД 22 0 Сумма баллов 4 Переносимость тепловой пробы: Средняя

Пример 3: обследуемый КТК, мужчина 22 года, не имеющих хронических заболеваний, диагноз при предварительном обследовании «практически здоров». Результаты выполнения им тепловой нагрузочной пробы представлены в таблице 5.

Таблица 5. Результаты выполнения тепловой нагрузочной пробы обследуемым КТК

Показатель Значения Баллы Длительность 68 3 Т_рект 39,4 4 ИТН 8,29 0 АТ 54,3 -1 ППК 21 -1 Жалобы 8 -1 Орто 286 0 PWC170 115 -1 ЛПЗМР 177 0 ЧДД 28 -1 Сумма баллов 1 Переносимость тепловой пробы: Сниженная

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент № SU1102574A1 Russian Federation. Способ определения тепловой устойчивости человека: опубл. 1984 / В.А. Максимович, В. И. Остапенко.

2. Патент № SU1742724A1 Russian Federation. Способ определения тепловой устойчивости человека при гипертермии: опубл. 1992 / Т.В. Петрова, М.В. Васин, И.П. Бобровницкий, С.М. Разинкин.

3. Патент № RU2655186C2 Russian Federation. Способ контроля функционального состояния человека в экстремальных условиях деятельности: опубл. 2018 / В.А. Петров, А.О. Иванов, К.И. Пульцина, С.З. Эль-Салим.

4. Патент № SU1119654A1 Russian Federation. Способ определения тепловой устойчивости человека: опубл. 1984 / О.С. Горецкий, В.А. Максимович, Л.С. Шевченко.

5. Кощеев, В.С. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека в условиях высоких температур / В.С. Кощеев, Е.И. Кузнец. – М. : Медицина, 1986. – 254 с.

6. Новиков, В.С. Физиология экстремальных состояний / В.С. Новиков, В.В. Голянич, Е.Б. Шустов. – СПб. : Наука, 1998. – 247 с.

7. Ажаев, А.Н. Влияние высокой температуры на работоспособность человека / А.Н. Ажаев, В.И. Зорилэ, А.Н. Кольцов // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1980. – С. 35-38.

8. Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания: Методические указания / Р.Ф. Афанасьева, Л.А. Басаргина, Н.А. Бессонова [и др.]. – М. : Федеральный центр Госсанэпиднадзора МЗ РФ, 2004. – 20 с.

9. Новиков, В.С. Коррекция функциональных состояний при экстремальных воздействиях / В.С. Новиков, В.М. Голянич, Е.Б. Шустов. – СПб. : Санкт-Петербургская издательско-книготорговая фирма «Наука», 1998. – 544 с.

10. Ажаев, А.Н. Физиолого-гигиенические аспекты действия высоких и низких температур : Проблемы космической биологии / АН СССР. Отд-ние физиологии; Т. 38 / А.Н. Ажаев. – М. : Наука, 1979. – 261 с.

Изобретение относится к медицине, а именно к гигиене труда, и может быть использовано для определения резистентности человека к гипертермии. Проводят тепловую пробу, определяют длительность предельно переносимого теплового воздействия. Затем определяют предельное значение ректальной температуры во время тепловой пробы, индекс теплового напряжения, уровень актуальной реактивной тревоги по тесту Спилбергера-Ханина, показатель психологического комфорта по анкете самооценки состояния теста АСС, уровень соматических жалоб, индекс ортостатической неустойчивости, PWC170, латентный период простой зрительно-моторной реакции, частоту дыхания. Полученные значения оценивают в баллах, после чего полученные баллы суммируют и при сумме от 2 баллов и менее определяют низкий уровень резистентности к гипертермии, при 3-4 баллах определяют средний уровень резистентности к гипертермии, при 5-6 баллах определяют повышенный уровень резистентности к гипертермии, при 7 и более баллах определяют высокий уровень резистентности к гипертермии. Способ позволяет определять переносимость здоровыми людьми трудоспособного возраста тепловой пробы, проводимой для решения задач медицинского отбора лиц для работы в условиях гипертермии за счет оценки совокупности наиболее значимых показателей. 5 ил., 5 табл., 3 пр.

Способ определения резистентности человека к гипертермии, отличающийся тем, что при проведении тепловой пробы при температуре воздуха +45°С, влажности 95%, скорости движения воздуха 0,5 м/с определяют длительность предельно переносимого теплового воздействия в мин и при длительности 50 мин и менее назначают 1 балл, при длительности от 51 до 60 мин назначают 2 балла, при длительности от 61 до 70 мин назначают 3 балла, при длительности от 71 до 80 мин назначают 4 балла, при длительности свыше 80 мин назначают 5 баллов; затем определяют предельное значение ректальной температуры во время тепловой пробы в градусах °С и при 37,5°С и менее назначают 1 балл, при уровне от 37,6 до 38,0°С назначают 2 балла, при уровне от 38,1 до 39,0°С назначают 3 балла, при уровне от 39,1 до 39,4°С назначают 4 балла, при уровне 39,5°С назначают 5 баллов; затем определяют индекс теплового напряжения (ИТН) по формуле ИТН=2,5Х₁ + 0,125Х₂ + 0,0125Х₃, где Х₁ – прирост ректальной температуры в °С, Х₂ – интенсивность влагопотерь, г/мин, Х₃ – прирост частоты сердечных сокращений в уд/мин, и назначают при 11,1 и более: - 2 балла, при 10,1 – 11,0: - 1 балл, при 7,1 – 10,0: 0 баллов, при 5,1 – 7,0: + 1 балл, при 5,0 и менее: + 2 балла; затем определяют уровень актуальной реактивной тревоги в баллах по тесту Спилбергера-Ханина и при уровне 50 и более назначают 1 балл, при уровне 49 и менее назначают 0 баллов; затем по анкете самооценки состояния теста АСС определяют показатель психологического комфорта в баллах и назначают при уровне 20 и менее: - 2 балла; при уровне 30 – 21: - 1 балл, при уровне 31 и более: 0 баллов, затем определяют уровень соматических жалоб в баллах и назначают при уровне 10 и более: - 2 балла, при уровне 7 – 9: - 1 балл, при уровне 6 и менее: 0 баллов; затем определяют индекс ортостатической неустойчивости в усл. ед. и назначают при коллапсе: - 2 балла, при 250 и более: - 1 балл, при 249 и менее: 0 баллов, затем определяют PWC₁₇₀ в Вт и назначают при 120 и менее: - 1 балл, при 121 и более: 0 баллов, затем определяют латентный период простой зрительно-моторной реакции в мс и назначают при 220 и более: - 1 балл, при 219 и менее: 0 баллов, затем определяют частоту дыхания в цикл/мин и назначают при 25 и более: - 1 балл, при 24 и менее: 0 баллов, полученные баллы складывают и при сумме от 2 баллов и менее определяют низкий уровень резистентности к гипертермии, при 3-4 баллах определяют средний уровень резистентности к гипертермии, при 5-6 баллах определяют повышенный уровень резистентности к гипертермии, при 7 и более баллах определяют высокий уровень резистентности к гипертермии.