Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время производственная среда является генератором различных неблагоприятных физических факторов, действующих на организм человека. При этом по степени значимости именно физические факторы играют ведущую роль. Интенсивный шум, вибрация, воздействие электромагнитных полей, изменение освещенности, особые температурные параметры производства оказывают крайне неблагоприятное влияние на состояние функциональных систем организма (ФСО) человека. Кроме того, существенное воздействие на различные органы и организм в целом, оказывает характер и организация самой трудовой деятельности, что может привести к нарушению биоритмов и серьезным изменениям параметров ФСО.
Степень изменений функционального состояния организма в процессе трудовой деятельности прежде всего обусловливается тяжестью выполняемой при этом физической или умственной работы. Различия в состоянии ФСО под влиянием трудовых процессов (при их осуществлении) проявляется в первую очередь в режимах мышечной деятельности или состояниях центральной нервной системы (ЦНС). Уже сейчас, в связи с механизацией и автоматизацией производственных процессов, физическое (механическое) напряжение в трудовой деятельности играет все меньшую роль, но значительно возрастают нагрузки на высшую нервную деятельность, усложняется работа мозга. Монотонные нагрузки приводят прежде всего к функциональным изменениям ЦНС, происходит уменьшение адаптивных резервов организма - снижение уровня бодрствования, повышение вариативности физиологических показателей, дезорганизация основных нервных процессов, снижение их подвижности. Происходят изменения параметров вегетативных процессов: уменьшается частота пульса, увеличивается коэффициент вариативности сердечного ритма, снижается артериальное давление (в большей степени систолическое), уменьшается частота дыхания. Все это относится к сложным, хаотически-самоорганизующимся функциональным системам и может является предметом изучения в области биофизики сложных систем.
В условиях сменной работы немаловажное значение для адаптации организма к условиям производственной среды имеют циркадные и сезонные ритмы, а также биологические, анатомо-физиологические, биохимические, иммунологические и другие особенности организма человека. На параметры организма человека в условиях Севера, воздействует и целый ряд экологических факторов, например, резкие перепады температур и давления, влажности и освещенности. При этом реакции системы кровообращения и, в частности, ее регуляторных механизмов могут рассматриваться как результат адаптации организма к большому числу разнообразных факторов среды и условиям производства. Процессы функциональных изменений со стороны сердечно-сосудистой системы (ССС) включают в себя пролиферацию гладкомышечных клеток сосудов, в результате чего изменяется соотношение толщины стенки к просвету сосуда, что приводит к повышению периферического сопротивления, увеличению жесткости аорты и крупных эластических сосудов и повышению скорости распространения пульсовой волны. В этой связи оценка хаотической динамики поведения вектора состояния ССС человека в условиях северного производства является актуальной задачей, так как может возникнуть новое понимание динамики ранних исследований кардио-респираторной системы (КРС) человека на Севере. Это позволит по-новому представить общую работу КРС в условиях трудовой деятельности, расширить наши знания в области биофизики сложных систем. Последние и составило основу настоящих исследований и определило их актуальность.
Цель работы: установить количественные закономерности хаотического поведения вектора состояния организма работающих (ВСОР), находящихся в условиях трех режимов суточной динамики (ночная, дневная и суточная смены) в условиях северного производства.
Задачи исследования:
-
Методами статистики изучить особенности ССС работников двух категорий работающих в условиях Севера: при высокой и низкой интенсивности физической нагрузки.
-
На основе анализа параметров квазиаттракторов и матриц межаттракторных расстояний у работающих в условиях высокой интенсивности труда, выявить различия в функциональном состоянии организма обследуемых до и после работы.
-
С использованием метода расчета матриц межаттракторных расстояний, выявить закономерности поведения параметров квазиаттракторов у работающих с низкой интенсивностью физической нагрузки.
-
Произвести сравнительный анализ групповых и индивидуализированных матриц межаттракторных расстояний для категорий работающих с интенсивной и низкой физической нагрузкой и в условиях различных режимов труда.
Научная новизна исследований:
-
-
Впервые разработаны и внедрены методы идентификации и диагностики сложных биофизических систем, позволяющие проводить исследования реакций функциональных систем организма на различные внешние возмущающие действия.
-
Выполнен анализ и построены математические модели суточной динамики изменения показателей ССС у работающих в условиях высокой и низкой интенсивности труда на Севере РФ.
-
Получены новые данные о состоянии ССС у разных категорий работников Югры.
-
Получены новые данные о состоянии ССС как для групповых измерений, так и для отдельного человека в условиях сменного труда путем анализа матриц межаттракторных расстояний движения вектора состояния организма человека в условиях северного производства.
Научно – практическая значимость. Разработанные методы перспективны в индивидуализированной экологии человека и персонифицированной медицине. Новые программные продукты на базе ЭВМ и модели могут быть использованы для обеспечения физиологического контроля за состоянием функциональных систем организма работающих в условиях Севера РФ, в целях профилактики профессиональных заболеваний. Они также обеспечивают получение объективной информации о состоянии физиологических функций каждого работника и об общей динамике группы обследуемых в условиях северного производства. Методы позволяют идентифицировать основные функции организма работников и изменения, происходящие под влиянием суточного режима работы. Это обеспечивает количественную классификацию и идентификацию показателей функций организма при хронобиологических исследованиях и находит применение в биофизике сложных систем.
Внедрение результатов исследований. Методы индивидуальной хронобиологии внедрены в НИИ экологии Волжского бассейна РАН. Разработанные методы и модели прошли апробацию и внедрены в НИИ Новых медицинских технологий (г. Тула), апробированы в структурах НТМА. Результаты исследований используются при подготовке студентов в Сургутском государственном университете, а также в лекционных курсах и практических занятиях по биофизике, экологии человека и хронобиологии.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на кафедральных семинарах при Сургутском государственном университете; международной научной конференции “Синергетика природных, технических и социально-экономических систем” (Тольяти, 2010); на открытой окружной конференции “Наука и инновации XXI века” (Сургут, 2012); международной научной конференции “Биометрические науки и третья парадигма” (Хургада, 2013).
Личный вклад автора. Автором лично выполнены все исследования показателей сердечно-сосудистой системы работников ХМАО-Югры. С непосредственным участием автора разработаны методы идентификации и диагностики сложных биомеханических систем на примере постурального тремора и программ для ЭВМ. Автором самостоятельно осуществлена статистическая обработка материалов, их интерпретация и анализ данных. В диссертационной работе использованы результаты исследований, выполненных и опубликованных в соавторстве с долей личного участия автора 60-80 %.
Публикации. Основные положения диссертации отражены в 10 печатных работах, в том числе шесть работ в рекомендуемых ВАК изданиях (перечень приведен в конце автореферата).
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трёх глав (Теоретическая часть, Материалы и методы, Результаты исследований и их обсуждение), заключения, выводов, списка литературы (175 источников, в том числе 144 отечественных и 31 иностранных) и 4 приложений. Работа изложена на 122 страницах, содержит 16 таблиц и 23 рисунка.
Похожие диссертации на Матрицы межаттракторных расстояний в оценке движения вектора состояния организма человека при различных режимах трудовой деятельности
-
