RU2655186C2 - Method of control of the functional state of a person in extreme operating conditions - Google Patents

Method of control of the functional state of a person in extreme operating conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2655186C2
RU2655186C2 RU2016118652A RU2016118652A RU2655186C2 RU 2655186 C2 RU2655186 C2 RU 2655186C2 RU 2016118652 A RU2016118652 A RU 2016118652A RU 2016118652 A RU2016118652 A RU 2016118652A RU 2655186 C2 RU2655186 C2 RU 2655186C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
physiological
parameters
state
functional state
specialist
Prior art date
Application number
RU2016118652A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016118652A (en
Inventor
Василий Александрович Петров
Андрей Олегович Иванов
Кристина Игоревна Пульцина
Суад Зухер Эль-Салим
Original Assignee
Акционерное общество "Ассоциация разработчиков и производителей систем мониторинга"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Ассоциация разработчиков и производителей систем мониторинга" filed Critical Акционерное общество "Ассоциация разработчиков и производителей систем мониторинга"
Priority to RU2016118652A priority Critical patent/RU2655186C2/en
Publication of RU2016118652A publication Critical patent/RU2016118652A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2655186C2 publication Critical patent/RU2655186C2/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to the medical diagnostics field and can be used in carrying out physiological and psychophysiological monitoring of the performance and reliability of specialists in hazardous occupations. Preliminary registration and analysis of a number of physiological and psychophysiological parameters is carried out and on their basis a "physiological passport" of a specialist is constituted. Additionally, the parameters of a specialist's functional state are recorded directly in the process of performing professional tasks. Then, based on a comparison of the current values of all indicators with their individual optimal values, a functional state integral indicator (FSII) is calculated from the "physiological passport". Degree of deviation of the specialist's performance from the optimal level is determined by the value of the FSII, such as: high, acceptable state, conditionally acceptable state, unacceptable state of decompensation.
EFFECT: method makes it possible to improve the efficiency of the operational control of the functional state and the forecasting of the performance of specialists in hazardous occupations by increasing the reliability of the received data on the deviations of the physiological and psychophysiological parameters of specialists in the course of their activities.
6 cl, 3 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области медицинской диагностики и позволяет оценивать функциональное состояние человека в экстремальных условиях деятельности. Оперативное выявление пограничных функциональных состояний и профилактика недопустимого снижения профессиональной работоспособности и надежности специалистов опасных профессий является основной задачей физиологического и психофизиологического мониторинга.The invention relates to the field of medical diagnostics and allows to evaluate the functional state of a person in extreme conditions of activity. The prompt identification of borderline functional states and the prevention of an unacceptable decrease in the professional working capacity and reliability of specialists in dangerous professions is the main task of physiological and psychophysiological monitoring.

Под экстремальными условиями деятельности человека понимают совокупность факторов различной природы, которые вызывают в организме такое напряжение механизмов поддержания гомеостаза, что, в случае невозможности своевременного прекращения и при продолжении их воздействия, это приводит к необратимому нарушению физиологических функций.Under extreme conditions of human activity, we understand a combination of factors of various nature that cause such an tension in the mechanisms of maintaining homeostasis that, in the event of the impossibility of timely termination and continued exposure, this leads to irreversible disturbance of physiological functions.

Экстремальные условия деятельности могут быть различной природы: физической (например, высокая или низкая температура, повышенное или пониженное атмосферное давление), химической (например, содержание оксида углерода, недостаточное содержание или избыток кислорода в воздухе), биологической (например, воздействие вирусов и бактерий) и другие. В качестве примеров экстремальных условий можно рассматривать условия Крайнего Севера, территорий пустынь, длительное нахождение в условиях подводного плавания, работа в условиях глубоких шахт, тушение массивных лесных пожаров и т.д.Extreme conditions of activity can be of various nature: physical (for example, high or low temperature, high or low atmospheric pressure), chemical (for example, carbon monoxide content, insufficient oxygen content or excess in the air), biological (for example, exposure to viruses and bacteria) and others. As examples of extreme conditions, we can consider the conditions of the Far North, desert territories, prolonged exposure to diving, working in deep mines, putting out massive forest fires, etc.

Автоматизированная экспресс-оценка функционального состояния человека, повышение точности в распознавании функциональных состояний и профилактика недопустимого снижения эффективности и надежности деятельности специалистов опасных профессий представляет прикладной интерес для гражданской и военной медицины, сферы профессионального отбора, систем наблюдения за деятельностью операторов.Automated rapid assessment of a person’s functional state, increasing accuracy in recognizing functional states and preventing an unacceptable decrease in the effectiveness and reliability of the activities of specialists in dangerous professions is of applied interest to civil and military medicine, the field of professional selection, and monitoring systems for operators.

Известен способ оценки функционального состояния регуляторных систем организма по патенту РФ №2103911, МПК А61В 5/04, опубл. 10.02.1998, включающий измерение RR-интервалов ритма электроактивности сердца, формирование последовательного ряда цифровых кодов, соответствующих величинам измеренных длительностей RR-интервалов, математическую обработку ряда путем формирования кодов, отражающих активность нейрогуморальной регуляции сердечного ритма, а также вычисление индекса напряжения регуляторных систем, преобразование последовательного ряда цифровых кодов в периодическую кривую с последующим проведением ее спектрального анализа с определением мощности колебаний на участках спектра, соответствующих волнам и медленным волнам первого и второго порядка, формирование на основе всех указанных показателей кодов по балльной шкале, соответствующих показателю суммарного эффекта регуляции, характеризующему степень отклонения ритма сердца от физиологической нормы, показателю функции автоматизма, показателю вегетативного гомеостаза, показателю устойчивости регуляции, и формирование на их основе кода, соответствующего интегральному показателю активности регуляторных систем, по которому осуществляется оценка функционального состояния регуляторных систем организма.A known method for assessing the functional state of regulatory systems of the body according to the patent of the Russian Federation No. 2103911, IPC AB 5/04, publ. 02/10/1998, including the measurement of RR intervals of the rhythm of cardiac electroactivity, the formation of a sequential series of digital codes corresponding to the measured durations of RR intervals, the mathematical processing of a series by generating codes reflecting the activity of neurohumoral regulation of the heart rhythm, as well as the calculation of the voltage index of regulatory systems, transformation a series of digital codes into a periodic curve followed by its spectral analysis with determination of the oscillation power in the spectral regions corresponding to first and second order waves and slow waves, the formation of codes on a point scale based on all the indicated indicators, corresponding to the indicator of the total regulation effect characterizing the degree of deviation of the heart rhythm from the physiological norm, the indicator of the function of automatism, the indicator of autonomic homeostasis, the indicator stability of regulation, and the formation on their basis of a code corresponding to the integral indicator of the activity of regulatory systems, according to which Xia assessment of the functional state of regulatory systems.

Недостаток описанного способа состоит в том, что его реализация основывается лишь на анализе ритма сердца. Данный подход весьма ограничен, поскольку реакция сердечного ритма на действие экстремальных факторов среды является неспецифической, что в большинстве случаев исключает дифференцированную оценку состояния организма при действии разномодальных внешних факторов. При этом типы регуляции ритма сердца отличаются крайней индивидуальной вариабельностью и изменчивостью, что резко затрудняет возможности их адекватного анализа и сопоставления с референтными значениями. Возможно наличие существенного разброса показателей от одного цикла обработки результатов к последующему не из-за изменения функционального состояния исследуемого, а как следствие обработки нестационарного массива кардиоинтервалов.The disadvantage of the described method is that its implementation is based only on the analysis of heart rhythm. This approach is very limited, since the reaction of the heart rhythm to the action of extreme environmental factors is nonspecific, which in most cases excludes a differentiated assessment of the state of the body under the influence of multimodal external factors. Moreover, the types of regulation of the heart rhythm are characterized by extreme individual variability and variability, which greatly complicates the possibility of their adequate analysis and comparison with reference values. There may be a significant spread of indicators from one cycle of processing the results to the next, not because of a change in the functional state of the researched, but as a result of processing an unsteady array of cardio intervals.

Известен способ оценки функционального состояния человека на основе анализа вариабельности ритма сердца и вариабельности длительности дыхательного цикла по патенту РФ №2195163, МПК А61 В5/02, А61В 5/0452, опубл. 27.12.2002 г. Способ включает одновременную синхронную запись ЭКГ и пневмограммы. Затем производят вычисления моды гистограммы длительности дыхательных циклов, проводят графическое наложение на нее спектрограммы высокочастотной компоненты ритма сердца и по положению пика максимальной мощности спектра уточняют границу низкочастотной компоненты сердечного ритма. Если пик максимальной мощности высокочастотной компоненты ритма сердца отличается по частоте от моды частоты дыхания более чем на 0,06 Гц, диагностируют десинхронизацию дыхательного и сердечно-сосудистого центров центральной нервной системы. Если же повышение мощности низкочастотной компоненты сопровождается изменением характера дыхания, диагностируют наличие у пациента состояния психоэмоционального напряжения.A known method of assessing the functional state of a person based on the analysis of heart rate variability and variability of the duration of the respiratory cycle according to the patent of the Russian Federation No. 2195163, IPC A61 B5 / 02, A61B 5/0452, publ. 12/27/2002, the Method includes simultaneous synchronous recording of ECG and pneumograms. Then, the histogram mode of the duration of the respiratory cycles is calculated, the spectrogram of the high-frequency component of the heart rhythm is graphically superimposed on it, and the boundary of the low-frequency component of the heart rhythm is specified using the peak position of the maximum power of the spectrum. If the peak of the maximum power of the high-frequency component of the heart rhythm differs in frequency from the respiratory rate mode by more than 0.06 Hz, the desynchronization of the respiratory and cardiovascular centers of the central nervous system is diagnosed. If an increase in the power of the low-frequency component is accompanied by a change in the nature of breathing, the patient is diagnosed with a state of psycho-emotional stress.

Недостаток описанного способа заключается в том, что, хотя динамика состояния параметров систем внешнего дыхания и кровообращения отражает степень напряженности регуляторных систем и характеризует адаптационные возможности организма, способ не позволит экстренно оценить функциональное состояние человека, когда уже могут развиваться пограничные и патологические состояния, в условиях, например, экстремальной гипертермии, поскольку измеряемое действие (эффект) проявляется косвенно, опосредованно и через отдаленный промежуток времени.The disadvantage of the described method is that, although the dynamics of the state of the parameters of external respiration and blood circulation systems reflects the degree of tension of regulatory systems and characterizes the adaptive capabilities of the body, the method will not allow to urgently assess a person’s functional state, when borderline and pathological conditions can develop, under conditions for example, extreme hyperthermia, since the measured action (effect) is manifested indirectly, indirectly and after a long period of time .

Известен способ оценки жизнедеятельности человека, реализованный в мобильном диагностическом устройстве по патенту РФ на полезную модель №128469, МПК А61В 5/00, опубл. 27.05.2013 г. Способ включает контроль деятельности сердечно-сосудистой системы, температуры тела, контроль деятельности дыхательной системы, анализ гидрофильности тканей и водного баланса организма человека, двигательной активности, положения тела в пространстве и регистрацию одноканальной ЭКГ, а также анализ вариабельности сердечного ритма и динамики ST-сегмента кардиограммы, позволяющие классифицировать различные виды аритмий сердца. Оценка изменения функционального состояния производится на основании расчета отклонения регистрируемых показателей от референсных значений.A known method of assessing human life, implemented in a mobile diagnostic device according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 128469, IPC AB 5/00, publ. 05/27/2013, the Method includes monitoring the activity of the cardiovascular system, body temperature, monitoring the activity of the respiratory system, analyzing the hydrophilicity of tissues and the water balance of the human body, motor activity, body position in space and recording a single-channel ECG, as well as analyzing heart rate variability and dynamics of the ST-segment of the cardiogram, allowing to classify various types of cardiac arrhythmias. The assessment of changes in the functional state is based on the calculation of the deviation of the recorded indicators from the reference values.

Данный способ позволяет оценить множество показателей функционирования организма, однако вывод делается на основе расчета отклонения каждого из регистрируемых параметров от референсных значений. Этот подход не позволяет сделать вывод о функциональном состоянии человека, поскольку отклонение показателя от референсных значений в различных условиях деятельности может свидетельствовать о нормальном напряжении гомеостатических систем. При этом регистрация «выхода» величин регулируемого параметра за референсные границы не позволяет сделать вывод о том, какая из физиологических систем напряжена в большей степени или истощена, а также о типе наблюдаемого функционального состояния.This method allows you to evaluate many indicators of the functioning of the body, however, the conclusion is made on the basis of calculating the deviation of each of the recorded parameters from the reference values. This approach does not allow us to draw a conclusion about the functional state of a person, since a deviation of an indicator from reference values under various conditions of activity may indicate a normal tension of homeostatic systems. Moreover, the registration of the “exit” of the values of the controlled parameter beyond the reference boundaries does not allow us to conclude which of the physiological systems is more stressed or depleted, as well as the type of the observed functional state.

Известен также способ оценки функционального состояния центральной нервной системы человека по электрической активности мозга по патенту РФ №2039524, МПК А61В 5/0476, опубл. 20.07.1995 г. Согласно этому способу, в состоянии покоя проводят запись электрической активности мозга на электроэнцефалографе с монополярной и биполярной коммутацией электродов, проводят анализ ЭЭГ с выделением основных ритмов, рассчитывают коэффициенты пропорциональности частот (W1), коэффициенты пропорциональности амплитуд основных ритмов (W2) и индексы соотношения частот и ритмов, определяют коэффициент пропорциональности амплитуд (N). Если значения W1 и W2 соответствуют величине 1,309±0,07 и значение N - величине 1,0±0,05, то состояние определяют как удовлетворительное, при изменении W1 и W2 или N на величину от 10 до 20% состояние определяют как состояние функционального напряжения и перенапряжения, и при отклонении более чем на 20% констатируют нарушение функционального состояния центральной нервной системы (риск патологической дисфункции).There is also a method of assessing the functional state of the central nervous system of a person by the electrical activity of the brain according to the patent of the Russian Federation No. 2039524, IPC AB 5/0476, publ. 07/20/1995, According to this method, at rest, the electrical activity of the brain is recorded on an electroencephalograph with monopolar and bipolar switching electrodes, an EEG analysis is carried out with the selection of the main rhythms, the coefficient of proportionality of frequencies (W 1 ), the coefficient of proportionality of the amplitudes of the main rhythms (W 2 ) and the indices of the ratio of frequencies and rhythms, determine the coefficient of proportionality of amplitudes (N). If the values of W 1 and W 2 correspond to a value of 1.309 ± 0.07 and the value of N corresponds to a value of 1.0 ± 0.05, then the state is determined to be satisfactory, with a change in W 1 and W 2 or N by 10 to 20%, the state it is defined as a state of functional tension and overstrain, and with a deviation of more than 20%, a violation of the functional state of the central nervous system is detected (risk of pathological dysfunction).

Ограничения этого способа заключаются в том, что использование показателей биоэлектрической активности головного мозга не обеспечивает оперативного решения задач мониторинга функционального состояния специалистов в связи с крайне сложными техническими требованиями, которые необходимо соблюдать при регистрации ЭЭГ. Кроме того, показатели ЭЭГ отличаются выраженной индивидуальной изменчивостью, что резко снижает их достоверность для решения задач диагностики предболезненных состояний. Существующие способы анализа ЭЭГ ориентированы, главным образом, на бинарную шкалу (отсутствие/наличие патологии), что лишает возможности зафиксировать пограничные отклонения функционального состояния и, следовательно, осуществить прогноз их перехода в недопустимые.The limitations of this method are that the use of indicators of the bioelectric activity of the brain does not provide an operational solution to monitoring the functional state of specialists in connection with extremely complex technical requirements that must be observed when registering an EEG. In addition, EEG indices are distinguished by pronounced individual variability, which sharply reduces their reliability for solving problems of diagnosing pre-painful conditions. Existing methods of EEG analysis are focused mainly on a binary scale (absence / presence of pathology), which makes it impossible to fix borderline deviations of the functional state and, therefore, make a forecast of their transition to unacceptable.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ интегральной периодической оценки работоспособности специалистов во время длительных «рабочих циклов» (см. Сапов И.А., Солодков А.С. Состояние функций организма и работоспособность моряков. - Л.: Медицина, 1980. - 192 с.), рассматриваемый как прототип.Closest to the claimed invention is a method of integral periodic assessment of the health of specialists during long "working cycles" (see Sapov IA, Solodkov AS The state of body functions and the health of sailors. - L .: Medicine, 1980. - 192 C.), considered as a prototype.

В этом способе оценка уровня работоспособности осуществляется по следующей формуле:In this method, the assessment of the level of performance is carried out according to the following formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где А - интегральный количественный показатель работоспособности,where A is an integral quantitative indicator of health,

а' - значение информативного показателя до начала рабочего цикла,a 'is the value of the informative indicator before the start of the work cycle,

а'' - значение информативного показателя в процессе (после) рабочего цикла,a '' is the value of the informative indicator in the process (after) of the working cycle,

W - "весовой" коэффициент для каждого информативного показателя.W - "weight" coefficient for each informative indicator.

Как отмечают авторы указанной работы, информативными показателями работоспособности корабельных специалистов-операторов являются такие, как критическая частота слияния мельканий, частота сердечных сокращений, пульсовое артериальное давление, выносливость к статическому мышечному усилию, латентный период сложной сенсомоторной реакции и индекс 2-минутного степ-теста. Значение веса каждого информативного показателя оценивается путем расчета коэффициента корреляции между критериями функционального состояния организма и профессиональной деятельностью судовых специалистов. Оценка динамики (стадий) работоспособности осуществляется путем расчета отклонения интегрального показателя от исходного уровня, а именно: отклонение менее чем на 30% определяется как допустимое состояние (стадия полной компенсации), 30-40% - условно допустимое состояние (стадия неполной компенсации), более чем на 40% - недопустимое состояние декомпенсации (стадия прогрессирующего снижения работоспособности).According to the authors of this work, informative indicators of the performance of shipboard specialists-operators are such as the critical flicker fusion frequency, heart rate, pulse blood pressure, endurance to static muscle effort, the latent period of a complex sensorimotor reaction, and a 2-minute step test index. The weight value of each informative indicator is estimated by calculating the correlation coefficient between the criteria of the functional state of the body and the professional activities of ship specialists. Evaluation of the dynamics (stages) of health is carried out by calculating the deviation of the integral indicator from the initial level, namely: a deviation of less than 30% is defined as an acceptable state (stage of full compensation), 30-40% - conditionally acceptable state (stage of incomplete compensation), more than 40% - an unacceptable state of decompensation (stage of a progressive decrease in working capacity).

Недостатками представленного способа является дискретность оценки работоспособности специалистов, которая может привести к пропуску достоверного отклонения работоспособности в процессе деятельности. К тому же данный способ предусматривает исследование установленных показателей только в специальных условиях на стационарном оборудовании перед началом основной профессиональной деятельности обследуемых специалистов. Кроме того, представленные информативные показатели актуальны лишь для оценки работоспособности и функционального состояния специалистов узкого профиля - корабельных операторов, причем только с использованием одного и того же набора диагностических методик исследования, которые невозможно применить непосредственно при выполнении профессиональной деятельности специалиста.The disadvantages of the presented method is the discreteness of the assessment of the working capacity of specialists, which can lead to the omission of a significant deviation of working capacity in the process of activity. In addition, this method provides for the study of established indicators only in special conditions on stationary equipment before starting the main professional activity of the examined specialists. In addition, the presented informative indicators are relevant only for assessing the performance and functional status of specialists of a narrow profile - ship operators, and only using the same set of diagnostic research methods that cannot be applied directly when performing professional activities of a specialist.

Изобретение решает задачу предотвращения ошибочных действий, уменьшения риска потери здоровья и гибели в процессе деятельности специалистов опасных профессий, таких как военнослужащие, сотрудники МЧС, корабельные специалисты, сотрудники воздушного и наземного транспорта, специалисты горнодобывающих отраслей и другие, и принятия решений о возможности дальнейшего выполнения этими специалистами задач их деятельности, ее оптимизации или принятия решения о необходимости оказания срочной медицинской помощи.The invention solves the problem of preventing erroneous actions, reducing the risk of loss of health and death in the process of activities of specialists in dangerous professions, such as military personnel, employees of the Ministry of Emergencies, ship specialists, employees of air and ground transport, specialists in the mining industry and others, and making decisions on the possibility of further implementation of these specialists tasks their activities, its optimization or deciding on the need for urgent medical care.

Технический результат от использования предлагаемого способа заключается в повышении эффективности оперативного контроля функционального состояния и оценки дальнейшей работоспособности специалистов опасных профессий за счет повышения достоверности получаемых данных об отклонениях физиологических и психофизиологических параметров специалистов в процессе их деятельности.The technical result from the use of the proposed method is to increase the efficiency of operational monitoring of the functional state and assess the further performance of specialists in hazardous professions by increasing the reliability of the obtained data on deviations of physiological and psychophysiological parameters of specialists in the process of their activity.

Сущность заявленного способа заключается в том, что осуществляют непрерывный контроль наиболее значимых физиологических показателей человека, причем не только частоты сердечных сокращений и артериального давления, как в способе-прототипе, но также данных, полученных при помощи электрокардиографии, реокардиографии, термометрии, механографии грудной клетки, полярографии, вискозиметрии, исследований биомеханики движений, измерения теплопотока и других доступных данных. В число таких данных, в зависимости от конкретных экстремальных условий деятельности, могут входить, в частности, сатурация крови кислородом (SaO2), вязкость крови, частота сердечных сокращений (ЧСС), среднединамическое артериальное давление (СДД), частота дыхательных движений (ЧДД), средневзвешенная температура кожи (СВТК), средняя температура тела (СТТ), дистальный температурный градиент (ДТГ), ректальная температура (Тр), температура тела в подмышечной впадине (Тподм) и другие показатели.The essence of the claimed method lies in the fact that they carry out continuous monitoring of the most significant physiological parameters of a person, not only the heart rate and blood pressure, as in the prototype method, but also the data obtained using electrocardiography, rheocardiography, thermometry, chest mechanography, polarography, viscometry, studies of biomechanics of movements, measurements of heat flux and other available data. Such data, depending on the specific extreme conditions of activity, may include, but not limited to, oxygen saturation (SaO 2 ), blood viscosity, heart rate (HR), mean dynamic arterial pressure (SDD), respiratory rate (NPV) , the average skin temperature (SFTC), mean body temperature (CTT), a distal temperature gradient (DTG), the rectal temperature (T p), the body temperature in the axilla (Tpodm) and other indicators.

На основе полученных данных производят расчет интегрального показателя функционального состояния (ИПФС) специалиста и идентификацию (т.е. оценку) его функционального состояния путем сопоставления полученных данных с индивидуальными оптимальными значениями тех же показателей, полученных на предварительном этапе обследования (так называемый «физиологический паспорт» специалиста). Далее вырабатывают проект решения по определению возможности и выбору режима дальнейшего продолжения выполнения специалистом профессиональных задач.Based on the obtained data, the integral functional state indicator (IPFS) of a specialist is calculated and his functional state is identified (ie evaluated) by comparing the obtained data with the individual optimal values of the same indicators obtained at the preliminary stage of the examination (the so-called “physiological passport” specialist). Next, they develop a draft decision on determining the possibility and choosing a mode for further continuation of the specialist's professional tasks.

Предлагаемый способ контроля функционального состояния человека в экстремальных условиях деятельности основан на том, что поддержание стабильности внутренней среды организма обеспечивается иерархическими процессами регулирования, направленными на сохранение гомеостатических параметров в рамках референтных значений за счет оперативных, быстрых компенсаторных сдвигов физиологических систем, таких как системы кровообращения, внешнего дыхания, газотранспортной функции крови, терморегуляции и других. Таким образом, выявляемая невозможность поддержания регулируемых параметров в эволюционно заданных пределах свидетельствует о недостаточности развивающихся приспособительных изменений и является первичным признаком развития пограничных функциональных состояний, которые могут привести к снижению профессиональной надежности. Для таких функциональных состояний характерным является умеренно пониженный или колеблющийся уровень прямых критериев работоспособности, поддерживаемый за счет крайне выраженного напряжения нейрогуморальных регуляторных механизмов и гомеостатических физиологических систем, что возможно выявить путем оценки косвенных (физиологических) критериев. В случае увеличения выраженности отклонений работоспособности от нормы возникает динамическое рассогласование между функционированием различных систем «быстрого реагирования» (например, системы кровообращения, внешнего дыхания, крови, терморегуляции и других), механизмами их регулирования, что также четко прослеживается при непрерывном контроле параметров физиологических показателей и является прогностическим признаком перехода пограничных состояний в недопустимые.The proposed method for monitoring the functional state of a person in extreme conditions of activity is based on the fact that maintaining the stability of the internal environment of the body is ensured by hierarchical regulatory processes aimed at maintaining homeostatic parameters within the reference values due to prompt, rapid compensatory shifts of physiological systems, such as circulatory systems, external respiration, gas transport function of blood, thermoregulation and others. Thus, the revealed impossibility of maintaining controlled parameters within evolutionarily specified limits indicates the insufficiency of developing adaptive changes and is the primary sign of the development of borderline functional states that can lead to a decrease in professional reliability. For such functional states, a moderately low or fluctuating level of direct performance criteria is characteristic, supported by the extremely pronounced tension of neurohumoral regulatory mechanisms and homeostatic physiological systems, which can be detected by evaluating indirect (physiological) criteria. In the case of an increase in the severity of health deviations from the norm, a dynamic mismatch arises between the functioning of various “quick response” systems (for example, the circulatory system, external respiration, blood, thermoregulation, and others), their regulation mechanisms, which is also clearly seen with continuous monitoring of physiological parameters and is a prognostic sign of the transition of borderline states into unacceptable.

Заявленный способ контроля функционального состояния человека в экстремальных условиях предусматривает вычисление интегрального показателя функционального состояния (ИПФС) специалиста на основе использования нескольких наиболее информативных, легко контролируемых в режиме реального времени физиологических параметров. Для расчета ИПФС регистрируемые в процессе выполнения специалистом профессиональной деятельности значения физиологических параметров сопоставляют с данными, полученными в результате аналогичного обследования, выполненного у конкретного специалиста перед началом рабочего цикла в обычных условиях жизнедеятельности. Итоговое заключение о состоянии профессиональной работоспособности и прогнозе ее динамики осуществляют на основании анализа степени отклонения текущего ИПФС от его исходного уровня, причем выборка текущих измеряемых параметров может составлять не все, а только часть измеряемых на предварительном этапе параметров.The claimed method of monitoring the functional state of a person in extreme conditions involves the calculation of the integral indicator of the functional state (IPFS) of a specialist based on the use of several of the most informative physiological parameters that are easily controlled in real time. For the calculation of IPFS, the values of physiological parameters recorded during the course of a specialist’s professional activity are compared with the data obtained as a result of a similar examination performed by a specific specialist before the start of the work cycle in normal conditions of life. The final conclusion about the state of professional performance and the forecast of its dynamics is carried out on the basis of the analysis of the degree of deviation of the current IPFS from its initial level, and the selection of the current measured parameters may not be all, but only a part of the parameters measured at the preliminary stage.

Расчет ИПФС осуществляют методом множественного регрессионного анализа, где ИПФС выступает в качестве зависимой переменной, а контролируемые физиологические показатели - независимых (регулируемых) переменных. При этом число анализируемых параметров n может варьироваться в зависимости от того, в каких конкретно экстремальных условиях планируется выполнение профессиональной деятельности, а также технических возможностей регистрирующих устройств. Общий вид уравнения множественной регрессии можно представить следующим образом:The calculation of IPFS is carried out by the method of multiple regression analysis, where IPFS acts as a dependent variable, and controlled physiological indicators - independent (controlled) variables. Moreover, the number of analyzed parameters n can vary depending on what specific extreme conditions it is planned to carry out professional activities, as well as the technical capabilities of recording devices. The general form of the multiple regression equation can be represented as follows:

Figure 00000002
Figure 00000002

где А - свободный член уравнения, рассчитываемый при выполнении процедуры регрессионного анализа, причем 0,9≤А<1;where A is the free term of the equation calculated when performing the regression analysis procedure, with 0.9 ≤ A <1;

П1, П2, … Пn - физиологические и психофизиологические параметры (общим числом n) функционального состояния, регистрируемые в нормальных условиях (перед началом работ) и непосредственно в процессе деятельности;P 1 , P 2 , ... P n - physiological and psychophysiological parameters (total number n) of the functional state, recorded under normal conditions (before starting work) and directly in the process of activity;

ΔП1, ΔП2, … ΔПn - абсолютные изменения текущих значений регистрируемых параметров по сравнению с нормальными условиями (перед началом работ);ΔP 1 , ΔP 2 , ... ΔP n - absolute changes in the current values of the recorded parameters compared to normal conditions (before starting work);

k1, k2, … kn - коэффициенты регрессии соответствующих показателей, отражающие степень «вклада» параметра в ИПФС. Знак (+/-) перед коэффициентом регрессии определяется направленностью изменения физиологического параметра.k 1 , k 2 , ... k n are the regression coefficients of the corresponding indicators, reflecting the degree of “contribution” of the parameter to the IPFS. The sign (+/-) before the regression coefficient is determined by the direction of the change in the physiological parameter.

Таким образом, степень отклонения функционального состояния количественно определяется изменением независимых переменных, связанным с воздействием неблагоприятных факторов профессиональной деятельности.Thus, the degree of deviation of the functional state is quantitatively determined by the change in independent variables associated with the influence of adverse factors in professional activity.

Исходя из анализа категорий основных существующих экстремальных факторов среды, были отобраны наиболее информативные показатели, характеризующие работу физиологических систем «быстрого реагирования». Это такие показатели, как частота сердечных сокращений, вариабельность сердечного ритма, частота дыхания, температура тела, тепловой поток, сатурация крови кислородом, среднее артериальное давление, количество движений и ряд других, измеряемых при помощи электрокардиографии, реокардиографии, термометрии, механографии грудной клетки, полярографии, вискозиметрии, исследований биомеханики движений и другими доступными способами. Кроме этого, при наличии возможности определяется уровень субъективного состояния (УСС) человека, который также является информативным параметром. УСС определяется по 7-балльной шкале, которую можно представить в виде 7-сантиметровой линейки, где 7 см (баллам) соответствует максимально комфортное состояние и наоборот.Based on the analysis of the categories of the main existing extreme environmental factors, the most informative indicators were selected that characterize the functioning of physiological systems of “quick response”. These are indicators such as heart rate, heart rate variability, respiratory rate, body temperature, heat flux, blood oxygen saturation, mean blood pressure, number of movements and a number of others, measured by electrocardiography, rheocardiography, thermometry, chest mechanography, polarography , viscometry, studies of biomechanics of movements and other accessible methods. In addition, if possible, the level of the subjective state (CSS) of a person is determined, which is also an informative parameter. CSS is determined by a 7-point scale, which can be represented as a 7-centimeter ruler, where 7 cm (points) corresponds to the most comfortable condition and vice versa.

Как указывалось выше, число переменных n, которые включаются в регрессионную модель, зависит от числа параметров, отклонившихся за пределы референтных значений, т.е. значимости вклада отдельных показателей и, как следствие, от рассчитанной информационной способности и уровня достоверности регрессионной модели.As indicated above, the number of variables n that are included in the regression model depends on the number of parameters deviating beyond the reference values, i.e. the significance of the contribution of individual indicators and, as a consequence, of the calculated information ability and the level of reliability of the regression model.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет оценивать функциональное состояние организма в связи с условиями выполнения деятельности, отражает взаимоотношение работы различных регуляторных систем и позволяет выявить «вклад» отдельной регуляторной системы в нарушение функционального состояния. На основе расчета интегрального показателя и его отклонения от допустимого значения формируется проект решения о возможности продолжения выполнения деятельности специалистом.Thus, the proposed method allows to evaluate the functional state of the body in connection with the conditions for the performance of activities, reflects the relationship of the work of various regulatory systems and allows you to identify the "contribution" of a separate regulatory system in violation of the functional state. Based on the calculation of the integral indicator and its deviation from the permissible value, a draft decision is formed on the possibility of continuing the activity by a specialist.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Предварительно, т.е. перед началом рабочего цикла, контролируют состояние специалиста в условиях оперативного покоя и определяют индивидуальную вариативность исследуемых параметров, на основании которой формируют индивидуальный «физиологический паспорт» специалиста.Preliminary, i.e. Before the start of the work cycle, the specialist’s condition is monitored in conditions of operative rest and individual variability of the studied parameters is determined, on the basis of which the individual “physiological passport” of the specialist is formed.

Затем осуществляют контроль выбранных регистрируемых параметров непосредственно в процессе реальной деятельности, например, с помощью размещения соответствующих датчиков на теле специалиста. На основании сравнения текущих значений всех параметров с их индивидуальными оптимальными значениями из «физиологического паспорта» рассчитывают интегральный показатель функционального состояния (ИПФС), по величине которого оценивают степень отклонения уровня функциональных возможностей организма от его исходного состояния.Then, the selected registered parameters are monitored directly in the process of real activity, for example, by placing appropriate sensors on the specialist’s body. Based on a comparison of the current values of all parameters with their individual optimal values from the “physiological passport”, an integral indicator of the functional state (IPFS) is calculated, the magnitude of which is used to evaluate the degree of deviation of the level of functional capabilities of the organism from its initial state.

Далее выносят заключение о текущем уровне работоспособности специалиста и допустимости продолжения дальнейшей деятельности.Next, they make a conclusion about the current level of specialist performance and the admissibility of continuing further activities.

При этом если отклонение от исходного состояния ИПФС меньше 20%, то уровень работоспособности определяют как высокий, если отклонение ИПФС соответствует 20-30%, то уровень работоспособности определяют как допустимое состояние, если отклонение ИПФС составляет более 30 и до 40% - как условно допустимое состояние, а при отклонении ИПФС на 40% и более - как недопустимое состояние декомпенсации.Moreover, if the deviation from the initial state of IPPS is less than 20%, then the performance level is determined to be high, if the deviation of IPPS corresponds to 20-30%, then the level of operability is defined as an acceptable state, if the deviation of IPPS is more than 30 and up to 40% as conditionally permissible condition, and when the IPPS deviates by 40% or more - as an unacceptable state of decompensation.

Заявленный способ подтверждается следующими примерами, представляющими некоторые варианты оценки функционального состояния человека, выполняющего задачи профессиональной деятельности, например, в условиях пониженного содержания кислорода в окружающей среде (гипоксических условиях), в условиях пониженной и при повышенной температуре воздуха. При разработке каждой из представленных ниже регрессионных моделей, позволяющих оценить функциональное состояние организма (ФСО) специалистов, выполнялись предварительные исследования с участием репрезентативных выборок испытуемых-добровольцев. В качестве внешнего (прямого) критерия функционального состояния организма использовали показатель стандартизированного теста PWC170. Для непрямого определения ФСО применяли линейный многофакторный регрессионный анализ, который предполагает построение моделей, позволяющих рассчитать количественное значение прогнозируемого (регулируемого, зависимого) признака (в частности, показатель PWC170) по значениям других количественных (объясняющих, независимых) признаков (т.е. реактивность исследуемых функциональных показателей). Для подтверждения информационной способности представленных ниже моделей в каждом из случаев, кроме непрямого определения ФСО, проводилось прямое его определение с использованием теста PWC170.The claimed method is confirmed by the following examples, representing some options for assessing the functional state of a person performing professional tasks, for example, in conditions of low oxygen content in the environment (hypoxic conditions), in conditions of low and high air temperature. During the development of each of the regression models presented below, which make it possible to evaluate the functional state of the organism (FSO) of specialists, preliminary studies were carried out with the participation of representative samples of volunteer subjects. As an external (direct) criterion for the functional state of the body, the standardized test indicator PWC 170 was used . For indirect determination FSO used multivariate linear regression analysis, which involves the construction of models to calculate the quantitative value of the predicted (controlled dependent) feature (in particular, the indicator 170 PWC) for others of quantitative values (explanatory independent) features (i.e., reactivity investigated functional indicators). To confirm the informational ability of the models presented below, in each of the cases, except for the indirect determination of the FSO, its direct determination was carried out using the PWC 170 test.

Пример 1. Оценка степени тяжести функционального состояния в гипоксических условиях:Example 1. Assessment of the severity of the functional state in hypoxic conditions:

Испытуемый И.А. (возраст 22 года) находился в условиях нормобарической гипоксии (концентрация O2 около 15%) и выполнял различные нагрузки в течение 10 часов. Результаты исследования физиологических функций перед началом испытаний (в обычных условиях) и непосредственно перед окончанием гипоксического воздействия представлены в таблице 1.Subject I.A. (age 22 years) was in conditions of normobaric hypoxia (O 2 concentration of about 15%) and performed various loads for 10 hours. The results of the study of physiological functions before testing (under normal conditions) and immediately before the end of hypoxic exposure are presented in table 1.

Figure 00000003
Figure 00000003

где PWC170 - показатель стандартизированной пробы физической нагрузкой - прямой критерий функционального состояния организма; УСС - уровень самооценки состояния, определяемый по 7-балльной шкале; SaO2 - сатурация крови кислородом; ЧСС - частота сердечных сокращений; СДД - среднединамическое артериальное давление; ЧДД - частота дыхательных движений.where PWC 170 is an indicator of a standardized test by physical activity - a direct criterion of the functional state of the body; CSS is the level of self-esteem of a condition determined on a 7-point scale; SaO 2 - blood oxygen saturation; Heart rate - heart rate; SDD - mean dynamic blood pressure; NPV - respiratory rate.

Как следует из представленных данных, в результате пребывания в заданных условиях, судя по динамике показателя PWC170, который является прямым критерием оценки уровня функциональных возможностей организма, у испытуемого отмечено снижение работоспособности на 29,7% по сравнению с исходным состоянием (нормоксией).As follows from the data presented, as a result of being in the given conditions, judging by the dynamics of the PWC 170 indicator, which is a direct criterion for assessing the level of functional capabilities of the organism, the test subject showed a decrease in working capacity by 29.7% compared to the initial state (normoxia).

Далее был проведен расчет ИПФС по формуле (2):Next, the IPFS was calculated by the formula (2):

Figure 00000004
Figure 00000004

Тем самым расчет ИПФС, проведенный по предложенному уравнению регрессионной модели, показал, что значение этого показателя, равное 0,704 отн.ед. (или 70,4%), соответствует снижению уровня работоспособности на 29,6% от исходного уровня. Высокая информационная способность разработанной модели подтверждается незначительным (около 0,1%) отклонением показателей, определенных двумя использованными способами.Thus, the calculation of IPFS carried out according to the proposed equation of the regression model showed that the value of this indicator is 0.704 rel. (or 70.4%), corresponds to a decrease in the level of performance by 29.6% from the initial level. The high information capacity of the developed model is confirmed by an insignificant (about 0.1%) deviation of the indicators determined by the two methods used.

Заключение: Поскольку полученное значение отклонения ИПФС попадает в интервал 20-30%, то степень снижения функциональных возможностей организма можно считать допустимым состоянием, что позволяет определить возможность дальнейшего пребывания испытуемого в заданных условиях и выполнения им профессиональной деятельности. Однако, учитывая приближение ИПФС к критическим значениям, желательно уменьшение интенсивности работы и предоставление испытуемому отдыха.Conclusion: Since the obtained IPFS deviation value falls into the range of 20-30%, the degree of decrease in the functional capabilities of the body can be considered an acceptable state, which allows us to determine the possibility of the subject being further in the given conditions and performing his professional activity. However, given the approximation of the IPFS to critical values, it is desirable to reduce the intensity of work and provide the subject with rest.

Пример 2. Оценка уровня функциональных возможностей организма человека, выполняющего деятельность в условиях пониженной температуры окружающей среды:Example 2. Assessment of the level of functional capabilities of the human body performing activities in conditions of low ambient temperature:

Испытуемый М.Н. (возраст 22 года) в одежде с термоизоляцией в 1 Кло находился в термокамере в условиях оперативного покоя при температуре окружающего воздуха -12°С в течение 70 мин. Результаты исследования физиологических функций в обычных условиях перед началом испытаний (за 2 суток) и непосредственно во время нахождения в условиях гипотермии (65-70-я минуты испытаний) представлены в таблице 2.Subject M.N. (age 22 years) in clothes with thermal insulation of 1 clo was in a heat chamber under conditions of operational rest at an ambient temperature of -12 ° C for 70 min. The results of the study of physiological functions under ordinary conditions before the start of testing (2 days) and immediately while in hypothermia (65-70 minutes of testing) are presented in table 2.

Figure 00000005
Figure 00000005

где PWC170 - показатель стандартизированной пробы с физической нагрузкой; СВТК - средневзвешенная температура кожи, °С; СТТ - средняя температура тела, °С; ДТГ - дистальный температурный градиент, °С; ЧСС - частота сердечных сокращений, уд./мин; Тр - ректальная температура, °С.where PWC 170 is an indicator of a standardized sample with physical activity; SVTK - weighted average skin temperature, ° С; CTT - average body temperature, ° C; DTG - distal temperature gradient, ° С; Heart rate - heart rate, beats / min; T p - rectal temperature, ° C.

Как следует из представленных данных, в результате пребывания в заданных условиях, исходя из динамики прямого критерия УФВО - показателя PWC170, у испытуемого отмечено снижение работоспособности на 45,6% по сравнению с исходным состоянием.As follows from the data presented, as a result of being in the given conditions, based on the dynamics of the direct criterion of UVBO - the PWC 170 indicator, the test subject showed a decrease in working capacity by 45.6% compared with the initial state.

Далее был проведен расчет ИПФС по формуле (2):Next, the IPFS was calculated by the formula (2):

Figure 00000006
Figure 00000006

Таким образом, расчет ИПФС, проведенный по предложенному уравнению регрессионной модели, показал, что значение этого показателя, равное 0,539 отн.ед. (или 53,9%), соответствует снижению уровня работоспособности на 46,1% от исходного уровня, что несущественно (всего на 0,5%) отличается от прямого определения уровня функциональных резервов, подтверждая высокую информационную способность разработанной модели.Thus, the calculation of IPFS, carried out according to the proposed equation of the regression model, showed that the value of this indicator is 0.539 relative units (or 53.9%), corresponds to a decrease in the level of performance by 46.1% from the initial level, which is insignificant (only 0.5%) different from the direct determination of the level of functional reserves, confirming the high information ability of the developed model.

Заключение: Так как полученное значение отклонения ИПФС превышает 40%, то степень снижения функциональных возможностей организма нужно считать недопустимым состоянием декомпенсации, что свидетельствует о необходимости прекращения пребывания испытуемого в заданных условиях и выполнения им профессиональной деятельности.Conclusion: Since the obtained IPFS deviation value exceeds 40%, the degree of decrease in the functional capabilities of the organism should be considered an unacceptable state of decompensation, which indicates the need to terminate the test subject under specified conditions and carry out professional activities.

Пример 3. Оценка функциональных возможностей организма человека, выполняющего деятельность в условиях повышенной температуры окружающей среды:Example 3. Assessment of the functional capabilities of the human body performing activities in conditions of elevated ambient temperature:

Испытуемый B.C. (возраст 35 лет) в одежде с термоизоляцией в 1 Кло находился в термокамере и выполнял легкую физическую работу (ходьба на беговой дорожке со скоростью 4,5 км/ч) в течение 40 мин при температуре окружающего воздуха +42°С. Результаты исследования физиологических функций в термокомфортных условиях до начала испытаний (за 2 суток) и непосредственно во время нахождения в условиях нагревающего микроклимата (40-45-я мин испытаний) представлены в таблице 3.Subject B.C. (age 35 years) in clothes with thermal insulation of 1 Clos was in a heat chamber and performed light physical work (walking on a treadmill at a speed of 4.5 km / h) for 40 minutes at an ambient temperature of + 42 ° С. The results of the study of physiological functions in thermocomfort conditions before the start of the test (2 days) and directly while in the heating microclimate (40-45th test minutes) are presented in table 3.

Figure 00000007
Figure 00000007

где PWC170 - показатель стандартизированной пробы с физической нагрузкой; УСС - уровень самооценки состояния; Тподм. - температура тела в подмышечной впадине; ЧСС - частота сердечных сокращений; СДД - среднединамическое артериальное давление; ЧДД - частота дыхательных движений.where PWC 170 is an indicator of a standardized sample with physical activity; CSS is the level of self-esteem of the state; Tpodm. - body temperature in the armpit; Heart rate - heart rate; SDD - mean dynamic blood pressure; NPV - respiratory rate.

Как следует из представленных данных, в результате пребывания в заданных условиях, исходя из динамики прямого критерия функционального состояния организма - показателя PWC170, у испытуемого отмечено снижение работоспособности на 25% по сравнению с исходным состоянием (термокомфортными условиями).As follows from the data presented, resulting host under predetermined conditions, based on the dynamics of direct test the functional state of the organism - PWC indicator 170, the subject's health decreased by 25% compared with the initial state (termokomfortnymi conditions).

Далее был проведен расчет ИПФС по формуле (3):Next, the IPFS was calculated by the formula (3):

Figure 00000008
Figure 00000008

Таким образом, расчет ИПФС, проведенный по предложенному уравнению регрессионной модели, показал, что значение этого показателя, равное 0,735 отн.ед. (или 73,5%), соответствует снижению уровня работоспособности на 26,5% от исходного уровня, что несущественно (всего на 1,5%) отличается от прямого определения уровня функциональных резервов, подтверждая высокую информационную способность разработанной модели.Thus, the calculation of IPFS, carried out according to the proposed equation of the regression model, showed that the value of this indicator is 0.735 rel. (or 73.5%), corresponds to a decrease in the level of performance by 26.5% from the initial level, which is insignificant (only 1.5%) differs from the direct determination of the level of functional reserves, confirming the high information ability of the developed model.

Заключение: В связи с тем, что полученное значение отклонения ИПФС попадает в интервал 20-30%, то степень снижения функциональных возможностей организма можно считать допустимой, что позволяет разрешить возможность дальнейшего пребывания испытуемого в заданных условиях и выполнения им профессиональной деятельности. Однако, учитывая приближение ИПФС к критическим значениям, желателен переход к условиям термокомфорта и предоставление отдыха.Conclusion: Due to the fact that the obtained IPFS deviation falls within the range of 20-30%, the degree of reduction in the functional capabilities of the body can be considered permissible, which allows us to allow the subject to continue to stay in the given conditions and carry out professional activities. However, given the approximation of the IPFS to critical values, a transition to thermal comfort conditions and the provision of rest are desirable.

Расчет ИПФС выполняется автоматизированно с помощью разработанного в организации программного обеспечения путем подстановки значений параметров в реальном времени.The calculation of IPFS is performed automatically using the software developed in the organization by substituting parameter values in real time.

Решение о включении показателя в расчет интегрального показателя принимается при условии отклонения от референтных значений. Если условие не выполняется, то значение параметра приравнивается к 0.The decision to include the indicator in the calculation of the integral indicator is made subject to deviations from the reference values. If the condition is not met, then the value of the parameter is equal to 0.

Предлагаемый способ, в отличие от существующих, имеет следующие преимущества.The proposed method, unlike the existing ones, has the following advantages.

Во-первых, данный способ представляет собой синхронную (в отличие от последовательной в прототипе) регистрацию ряда физиологических параметров, комплексно отражающих функциональное состояние специалиста, что позволяет существенно повысить достоверность полученной информации.Firstly, this method is a synchronous (as opposed to sequential in the prototype) registration of a number of physiological parameters that comprehensively reflect the functional state of a specialist, which can significantly increase the reliability of the information received.

Во-вторых, представленный способ предлагает оценку функционального состояния специалистов опасных профессий непосредственно в условиях их служебной деятельности, позволяя получить надежную и достоверную информацию о текущем функциональном состоянии в режиме реального времени.Secondly, the presented method offers an assessment of the functional state of specialists in hazardous professions directly in the context of their performance, allowing to obtain reliable and reliable information about the current functional state in real time.

При этом заключение об уровне работоспособности специалиста формируется на основе сопоставления текущих физиологических параметров как с их индивидуальными значениями, зафиксированными в оптимальном состоянии («физиологический паспорт»), так и со среднестатистической нормой.At the same time, a conclusion about the specialist’s working capacity is formed by comparing the current physiological parameters with both their individual values recorded in the optimal state (“physiological passport”) and the average norm.

Кроме того, формирование итогового заключения о риске развития недопустимого снижения работоспособности специалиста базируется на принципе выявления признаков динамического рассогласования между регистрируемыми параметрами гомеостатических систем «быстрого реагирования», что является наиболее ранним прогностическим признаком формирования декомпенсационных явлений в организме.In addition, the formation of the final conclusion about the risk of developing an unacceptable decrease in the specialist’s working capacity is based on the principle of identifying signs of dynamic mismatch between the recorded parameters of homeostatic “quick response” systems, which is the earliest prognostic sign of the formation of decompensation phenomena in the body.

Claims (11)

1. Способ контроля функционального состояния человека в экстремальных условиях деятельности, включающий предварительную регистрацию и анализ ряда физиологических и психофизиологических параметров, на основе которых составляют «физиологический паспорт» специалиста и вычисляют интегральный показатель его работоспособности, отличающийся тем, что дополнительно проводят регистрацию параметров функционального состояния специалиста непосредственно в процессе выполнения им профессиональных задач, затем на основании сравнения текущих значений всех показателей с их индивидуальными оптимальными значениями из «физиологического паспорта» рассчитывают интегральный показатель функционального состояния (ИПФС), по величине которого определяют степень отклонения работоспособности специалиста от оптимального уровня, причем если указанное отклонение меньше 20%, то уровень работоспособности определяют как высокий, если отклонение соответствует 20-30%, то уровень работоспособности определяют как допустимое состояние, если отклонение соответствует более 30 и до 40% - как условно допустимое состояние, а при отклонении работоспособности на 40% и более - как недопустимое состояние декомпенсации.1. A method of monitoring the functional state of a person in extreme conditions of activity, including pre-registration and analysis of a number of physiological and psychophysiological parameters, on the basis of which a specialist’s “physiological passport” is compiled and an integral indicator of his working capacity is calculated, characterized in that the parameters of the specialist’s functional state are additionally recorded directly in the process of performing his professional tasks, then based on a comparison of current the values of all indicators with their individual optimal values from the “physiological passport” calculate the integral indicator of the functional state (IPFS), the value of which determines the degree of deviation of the specialist’s health from the optimal level, and if the specified deviation is less than 20%, then the level of health is determined as high if the deviation corresponds to 20-30%, then the level of performance is defined as an acceptable state, if the deviation corresponds to more than 30 and up to 40% - as conditionally Permissible state, and when a deviation efficiency by 40% or more - as the invalid state of decompensation. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что интегральный показатель функционального состояния (ИПФС) вычисляют методом множественного регрессионного анализа, при этом число n анализируемых параметров варьируют в зависимости от того, в каких конкретных внешних условиях планируется выполнение профессиональной деятельности, а также от технических возможностей средств контроля параметров физиологического состояния специалиста, причем общий вид уравнения множественной регрессии для расчета ИПФС представлен следующим образом:2. The method according to p. 1, characterized in that the integral indicator of the functional state (IPFS) is calculated by the method of multiple regression analysis, while the number n of the analyzed parameters varies depending on what specific external conditions it is planned to carry out professional activities, as well as the technical capabilities of the means to control the parameters of the physiological state of a specialist, and the general form of the multiple regression equation for calculating IPFS is presented as follows: ИПФС=А+/-k1×ΔП1+/-k2×ΔП2+/-…+/-kn×ΔПn,IPFS = A +/- k 1 × ΔP 1 +/- k 2 × ΔP 2 +/- ... +/- k n × ΔP n , где А - свободный член уравнения;where A is the free term of the equation; П1, П2, … Пn - контролируемые физиологические и психофизиологические параметры функционального состояния (общим числом n);P 1 , P 2 , ... P n - controlled physiological and psychophysiological parameters of the functional state (total number n); ΔП1, ΔП2, … ΔПn - абсолютные изменения текущих значений регистрируемых параметров по сравнению с их исходным уровнем;ΔP 1 , ΔP 2 , ... ΔP n - absolute changes in the current values of the recorded parameters compared to their initial level; k1, k2, … kn - коэффициенты регрессии соответствующих показателей, отражающие степень «вклада» параметра в ИПФС.k 1 , k 2 , ... k n are the regression coefficients of the corresponding indicators, reflecting the degree of “contribution” of the parameter to the IPFS. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в число измеряемых физиологических и психофизиологических параметров включают данные, полученные с помощью электрокардиографии, реокардиографии, термометрии, механографии грудной клетки, полярографии, вискозиметрии, исследований биомеханики движений, измерения теплопотока, субъективного статуса.3. The method according to claim 1, characterized in that the number of measured physiological and psychophysiological parameters includes data obtained using electrocardiography, rheocardiography, thermometry, chest mechanography, polarography, viscometry, studies of biomechanics of movements, measurement of heat flow, subjective status. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в зависимости от конкретных экстремальных условий деятельности, в качестве измеряемых физиологических и психофизиологических параметров регистрируют такие показатели, как сатурация крови кислородом (SaO2), частота сердечных сокращений (ЧСС), среднединамическое артериальное давление (СДД), частота дыхательных движений (ЧДЦ), средневзвешенная температура кожи (СВТК), средняя температура тела (СТТ), дистальный температурный градиент (ДТГ), ректальная температура (Тр), температура тела в подмышечной впадине (Тподм).4. The method according to p. 3, characterized in that, depending on the specific extreme conditions of activity, as measured physiological and psychophysiological parameters, indicators such as blood oxygen saturation (SaO 2 ), heart rate (HR), and average dynamic blood pressure are recorded (SDD), respiratory rate (CHDTS), average skin temperature (SFTC), mean body temperature (CTT), a distal temperature gradient (DTG), the rectal temperature (T p), the body temperature falling in the underarm not (Tpodm). 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что решение о включении показателя в расчет интегрального показателя функционального состояния принимают при условии его отклонения от референтных значений, в противном случае значение параметра приравнивают к 0.5. The method according to p. 1, characterized in that the decision to include the indicator in the calculation of the integral indicator of the functional state is made provided that it deviates from the reference values, otherwise the parameter value is equated to 0. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оценку функционального состояния специалиста в условиях его профессиональной деятельности в режиме реального времени формируют на основе сопоставления текущих физиологических параметров с их значениями из индивидуального «физиологического паспорта», а формирование проекта решения по дальнейшему использованию специалиста осуществляют с помощью выявления признаков динамического рассогласования между контролируемыми параметрами гомеостатических систем «быстрого реагирования» и субъективного состояния.6. The method according to p. 1, characterized in that the assessment of the functional state of a specialist in the conditions of his professional activity in real time is formed by comparing the current physiological parameters with their values from an individual "physiological passport", and the formation of a draft decision on the further use of a specialist carried out by identifying signs of dynamic mismatch between the controlled parameters of homeostatic systems "quick response" and subjective state.
RU2016118652A 2016-05-13 2016-05-13 Method of control of the functional state of a person in extreme operating conditions RU2655186C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016118652A RU2655186C2 (en) 2016-05-13 2016-05-13 Method of control of the functional state of a person in extreme operating conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016118652A RU2655186C2 (en) 2016-05-13 2016-05-13 Method of control of the functional state of a person in extreme operating conditions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016118652A RU2016118652A (en) 2017-11-16
RU2655186C2 true RU2655186C2 (en) 2018-05-24

Family

ID=60328365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016118652A RU2655186C2 (en) 2016-05-13 2016-05-13 Method of control of the functional state of a person in extreme operating conditions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2655186C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817036C2 (en) * 2022-06-05 2024-04-09 Марина Алексеевна Попова Method for assessing functional effectiveness of teachers

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114366085A (en) * 2022-01-12 2022-04-19 武汉泰乐奇信息科技有限公司 Medical action analysis method and device based on dual-induction skeleton model
CN117084683B (en) * 2023-08-07 2024-04-19 中国人民解放军32302部队 Method and system for monitoring and evaluating psychological states of technicians

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2150886C1 (en) * 1999-07-08 2000-06-20 Сухолитко Валентин Афанасьевич Method and device for checking and controlling pilot functional condition in flight
RU2378979C1 (en) * 2008-08-14 2010-01-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method of evaluation and prediction of functional state of transport profession workers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2150886C1 (en) * 1999-07-08 2000-06-20 Сухолитко Валентин Афанасьевич Method and device for checking and controlling pilot functional condition in flight
RU2378979C1 (en) * 2008-08-14 2010-01-20 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method of evaluation and prediction of functional state of transport profession workers

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АЛЕХИН А.Н. и др. Психофизиологические аспекты адаптации человека при длительном непрерывном пребывании в условиях пожароопасной искусственной газовой среды. Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях, СПб, 2015, N 3, с. 104-109. *
АЛЕХИН А.Н. и др. Психофизиологические аспекты адаптации человека при длительном непрерывном пребывании в условиях пожароопасной искусственной газовой среды. Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях, СПб, 2015, N 3, с. 104-109. ЛЫТАЕВ С.А. Психофизиология стресса. Уч.-метод. пособие, СПб, 2013, с. 10-15. РЫЖОВ Б.Н. Системная психометрика напряженности. Системная психология и социология. 2013, N 7, с. 6-10. *
ЛЫТАЕВ С.А. Психофизиология стресса. Уч.-метод. пособие, СПб, 2013, с. 10-15. *
РЫЖОВ Б.Н. Системная психометрика напряженности. Системная психология и социология. 2013, N 7, с. 6-10. *
САПОВ И.А. и др. Состояние функций организма и работоспособность моряков. Л.: Медицина, 1980, с. 99. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817036C2 (en) * 2022-06-05 2024-04-09 Марина Алексеевна Попова Method for assessing functional effectiveness of teachers

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016118652A (en) 2017-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dias et al. Optimal cerebral perfusion pressure management at bedside: a single-center pilot study
Pluntke et al. Evaluation and classification of physical and psychological stress in firefighters using heart rate variability
EP2317914B1 (en) Cerebral vascular reactivity monitoring
US9706956B2 (en) Method and apparatus for assessing cardiac and/or mental health
EP1545309B1 (en) Procedure for detection of stress by segmentation and analysing a heart beat signal
JP5492247B2 (en) INDEX GENERATION DEVICE FOR EVALUATING MENTAL SYMPTOMS AND MENTAL DISEASES RISK RISKS USING HEART RATE VARIETY
Bando et al. Evaluation of dynamics of forehead skin temperature under induced drowsiness
WO2015069940A1 (en) Noninvasive predictive and/or estimative blood pressure monitoring
RU2392860C1 (en) Method of professional reliability evaluation for specialists in critical activity areas
EP3057494A1 (en) Noninvasive monitoring for fluid resuscitation
JP2016147010A (en) Work awakening degree estimation device, method and program
RU2655186C2 (en) Method of control of the functional state of a person in extreme operating conditions
Yamakoshi et al. A preliminary study on driver's stress index using a new method based on differential skin temperature measurement
Muralikrishnan et al. Heart rate variability in normotensive subjects with family history of hypertension
Gomes et al. Are standard heart rate variability measures associated with the self-perception of stress of firefighters in action?
Wang et al. Predicting adverse events during six-minute walk test using continuous physiological signals
KR102588694B1 (en) Method of Determining Respiration Rate and Method and Apparatus for Determining Respiration State
US20100036267A1 (en) Analysis device and analyzing method for autonomic nerve state
CN115251852A (en) Detection quantification method and system for body temperature regulation function
Alyushin et al. Person’s face thermal image vibrational components processing in order to assess his current psycho-emotional state
RU2246251C1 (en) Method for evaluating psychophysiological state according to human cardiac rhythm
Różanowski et al. First approach for design of an autonomous measurement system to aid determination of the psychological profile of soldiers
JP2018015172A (en) Hemodynamics evaluation method
JP2019501692A (en) How to determine water deficiency in the human body
RU2630605C1 (en) Method for estimating risk of health problems in employees of titanium-magnesium production whose labour routine includes night shifts

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200817