Введение к работе
Актуальность исследования. Профессиональная деятельность человека во многих случаях протекает под действием неблагоприятных природных и техногенных факторов внешней среды. В ряде случаев это снижает надежность деятельности и уровень здоровья человека. Отрицательным последствием низкого уровня надежности деятельности может являться рост числа ошибок по вине человека. Это особенно опасно для производств с потенциально опасными технологиями. Снижение уровня здоровья также является неблагоприятным фактором, поскольку из здоровья индивидуумов складывается здоровье нации и качество народонаселения страны [В.П.Казначев.1983]. Его снижение ниже критического уровня может привести даже к изменению генофонда нации.
Поэтому в различных разделах гигиенической науки проводится регламентация допустимого уровня "давления" природной и профессиональной среды начеловека, разрабатываются нормативы допустимого уровня изменений характеристик внешней среды и функционального состояния человека с целью сохранения е'го здоровья и высокой надежности профессиональной деятельности.
Проблема нормирования исторически развивалась как проблема гигиенического нормирования [Гигиеническое нормирование ...,1986]. Объектом гигиенического нормирования является среда жизнедеятельности человека, включающая в себя в качестве основных компонент природную, производственную (профессиональную) среду; условия жизни и ряд других характеристик. В последние 10-15 лет в качестве самостоятельного направления выделилось физиологическое нормирование [Физиологическое нормирование ...,1988].
Теоретические и практические вопросы нормирования функциональных состояний работающего человека разработаны в работах В.И.Медведева (1974, 1975,1982, 1985, 1988), В.С.Кощеева(1981, 1986, 1989), Е.И.Кузнеца (1968, 1969, 1980, 1986), В.П.Гребняка (1977, 1981, 1986, 1988,1989),А.Л.Решетюка(1972, 1981), В.В.Розенблата(1966,1981, 1983, 1989), Ю.Г.Солонина (1980, 1981, 1991), А.О.Навакатикяна (1981, 1987), В.А.Максимовича(1981, 1985, 1989), Ж.Шеррера(1973), E.A.Muller (1953, 1967) и ряда других исследователей.
Однако в проблеме нормирования можно выделить ряд нерешенных методологических и методических вопросов, не позволяющих на современном уровне решать стоящие перед исследователями практические
задачи. К ним следует в первую очередь отнести разработку общих принципов нормирования и формализованных методов получения количественных критериев нормирования.
Как показывает анализ данных литературы, в настоящее время отсутствует формулировка принципов нормирования функциональных состояний человека в прикладных медико-биологических исследованиях - концептуальных положений, выполнение которых позволяет в полном объеме и на высоком научном уровне решать конкретные задачи нормирования.
В недостаточной степени разработаны пути и методы создания количественных критериев нормирования. За критерии, как правило, принимаются сами характеристики объекта нормирования, число которых может измеряться десятками. В немногочисленных случаях использования при нормировании интегрированных показателей вызывают определенные возражения методы их построения. Их основа - эвристическая комбинация характеристик объекта нормирования, не имеющая во многих случаях убедительных научных оснований. Классы нормативных состояний выделяются в большинстве случаев эмпирическим путем. Причем при их разграничении не учитывется "размытость" границ между нормативными состояниями.
Поэтому актуальной задачей является методологическое обоснование путей и методов разработки количественных критериев нормирования, по возможности свободных от субъективизма исследователя и позволяющих учитывать "размытость" границы между нормативными состояниями.
Рассматривая задачи нормирования функциональных состояний человека, работающего в экстремальных условиях, можно выделить ряд задач, нуждающихся в рассмотрении с новых методологических позиций. К ним в первую очередь следует отнести задачу нормирования состояний человека, работающего в измененных микроклиматических условиях - нагревающем микроклимате и холодной водной среде.
Температурный фактор является постоянной составной частью среды обитания человека. Человек может подвергаться как экстремально высоким, так и экстремально низким температурам внешней среды. Рассматривая существующие система оценки, клас-сификациии нормирования функциональных состояний человека в условиях нагревающего микроклимата, можно отметить, что в критериях нормирования не учитывается в явном виде сочетанное влияние температуры внешней среды, тяжести физической работы и времени пребывания в условиях перегрева. Нормирование тепловых состояний проводится по отдельным его характеристикам. Границы между нормативными классами имеют "жесткий" характер.
В настоящее время отсутствуют критерии нормирования теп-зых состояний человека в холодной водной среде. Поэтому следователи вынуждены использовать критерии, разработанные і условий воздушного охлаждения, что не в полной мере позволяет ітьівать особенности теплообмена организма в воде. Кроме того, в стоящее время нет интегральных количественных критериев норми-зания характеристик одной из важных систем терморегуляции -)мональной системы.
Активное внедрение людей в такие среды, которые до недавнего змени считались недоступными, стало возможным благодаря ^чно-техническим достижениям и решению сложных задач, свя-нных с созданием инженерных средств жизнеобеспечения, зволяющих человеку эффективно работать в сооружениях, элированных от внешней среды. Однако создание и эксплуатация сих систем порождает многочисленные медико-биологические облемы. Наиболее чувствительным "маркером" изменения нкционального состояния человека в условиях гермообъема является охимический статус организма. Рассматривая существующие цходы к нормированию биохимического статуса человека в условиях эмообъема можно отметить, что они, в большинстве случаев, осно-ны на установлении допустимых уровней изменения отдельных его казателей. Классы нормативных состояний устанавливаются по игмальным" оценкам. Их границы имеют "точечное" разделение, ютому разработка интегральных количественных критериев рмирования биохимического статуса человека в условиях гермо-ъемаостаетсяактуальной задачей приютадныхмедико-биологических следований.
Важной научной и практической задачей является контроль за 'нкциональным состоянием и уровнем здоровья персонала атомных ектростанций. Опасные последствия нарушений по вине человека <нологических режимов работы АЭС, составляющие по данным разных горов от 20 до 80 % всех нарушений, наличие дополнительного ихогенного фактора, связанного с опасностью радиационного лучения при нарушении техники безопасности, делают задачу благовременного выделения среди персонала групп "риска" с ісоким напряжением психических, психофизиологических и физио-гических функций весьма актуальной.
Целью настоящего исследования является разработка принципов рмирования функциональных состояний человека, общего методоло-ческого подхода получения количественных критериев нормирования прикладных медико-биологических исследованиях и разработка на ой основе критериев нормирования функциональных состояний ловека, работающего в измененных микроклиматических условиях, в ловиях термоизоляции, а также критериев выделения "групп риска" и массовых обследованиях персонала атомных электростанций.
В работе были поставлены следующие основные задачи:
-
Обобщить существующие представления о нормировании в прикладных медико-биологических исследованиях и сформулировать общие принципы нормирования функциональных состояний человека.
-
Выбрать и обосновать математические методы разработки количественных критериев нормирования для решения прикладных медико-биологических задач.
-
Разработать критерии нормирования:
тепловых состояний человека в условиях нагревающего микроклимата и холодной водной среды;
гормонального статуса человека в условиях водного охлаждения организма;
биохимического статуса человека-оператора в условиях термоизоляции.
4. Разработать критерии выделения "групп риска" при массовых
донозологических обследованиях персонала атомных электростанций.
Научная новизна исследования. Сформулированы общие принципы нормирования функциональных состояний человека в прикладных медико-биологических исследованиях, характеризующие основные аспекты взаимодействия компонентов сложной системы "человек-среда жизнедеятельности". На их основе проведена научная разработка статистической "технологии" получения одномерных многопараметрических критериев нормирования функциональных состояний человека. Разработана система оценки, классификации и нормирования тепловых состояний человека в холодной водной среде. Для условий холодной водной иммерсии проведена классификация состояний гормонального статуса человека. Предложена новая система оценки, классификации и нормирования тепловых состояний человека в условиях перегрева организма с использованием одномерных многопараметрических критериев оценки интенсивности внешнего воздействия и степени напряжения терморегуляторных механизмов. Разработаны критерии оценки степени изменения газовой среды гермообъекта и биохимического ответа организма, позволяющие проводить нормирование биохимического статуса человека в условиях термоизоляции. Обоснован комплекс методик экспресс-оценки и нормирования состояния психических, психофизиологических и вегетативных функций персонала АЭС, позволяющий проводить оперативное выделение "групп риска".
Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований разработаны решающие правила оценки и нормирования тепловых состояний человека в условиях нагревающего микроклимата. Разработаны прогностические критерии оценки холодовой устойчивости человека по термометрическим и гормональным показателям, являю-
щиеся основой алгоритмического обеспечения автоматизированных систем оценки и прогнозирования состояний человека, работающего в измененных микроклиматических условиях. Критерии и решающие правила выделения "групп риска" использованы для создания автоматизированных систем предсменного контроля функционального состояния персонала объектов атомной энергетики. Это позволит улучшить контроль за функциональным состоянием персонала, повысить надежность человеческого фактора. Разработанные границы допустимого уровня изменения характеристик функционального состояния являются основой для принятия организационных решений по управлению как состоянием человека, работающего в неблагоприятных условиях, так и характеристиками внешней среды.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Нормирование функциональных состояний человека в прикладных медико-биологических исследованиях необходимо проводить с учетом принципов комплексности (нормирование не отдельных характеристик функционального состояния, а их интегральных системокомплексов), декомпозиции (выделение типологических состояний, формирующихся В конкретных условиях природной и профессиональной среды), построения количественных функциональных шкал (создание интегрированных системокомплексов показателей, допускающих количественную оценку), индивидуализации (разработка индивидуально ориентированных критериев нормирования, позволяющих формировать как популяционные, так и индивидуальные нормы).
-
Разработка критериев нормирования функциональных состояний человека в прикладных медико-биологических исследованиях должна включать в себя последовательное решение задач оценки системного ответа организма на факторы внешней (природной и профессиональной) среды, выделения по характеру системного ответа типологических состояний и оценки дискриминантных характеристик, разделяющих типологические состояния, которые принимаются за критерии нормирования.
-
Разработанная статистическая "технология" с последовательным использованием методов факторного, канонического корреляционного, кластерного и дискриминантного анализа является научным методом разработки эффективных критериев нормирования в прикладных медико-биологических исследованиях. Установление регламентирующих границ на интегральные характеристики функционального состояния должно проводиться с использованием предложенного метода построения вероятностных номограмм.
Апробация работы. Материалы исследований доложены и обсуждены: на Всесоюзной конференции "Проблемы оценки функционального состояния человека и прогнозирование здоровья"
(Москва, 1985); Всесоюзной конференции по адаптации человека к различным климато-географическим и производственным условиям (Новосибирск, 1986); Всесоюзной конференции по экстремальной физиологии и индивидуальной защите человека (Москва, 1986); 3-м Всесоюзном симпозиуме "Проблемы оценки и прогнозирования функционального состояния организма в прикладной физиологии (Фрунзе, 1988); 7-й Всесоюзной конференции по экологической физиологии (Ашхабад, 1989); Всесоюзной конференции "Система терморегуляции при адаптации организма к факторам среды" (Новосибирск, 1990); Международной конференции "Медицина катастроф" (Москва, 1990); Всесоюзной конференции "Экстремальная физиология, гигиена и средства индивидуальной защиты человека (Москва, 1990); на заседаниях секции 7 Ученого совета Института биофизики Миздрава РФ (1986, 1988, 1990) и проблемной комиссии СЦЭМП "Защита" (1992).
Внедрение результатов исследования. По результатам исследования выпущены методические рекомендации: "Экспресс-оценка функционального состояния персоналаатомныхэлектростанций", утвержденные начальником 3 ГУ при Минздраве СССР 8.04.88 № 32-015/171; "Количественная оценка состояний человека в системе "человек - среда жизнедеятельности", утвержденных зам. директора Института биофизики 27.12.89; "Медико-гигиенические критерии оценки и контроля функциональных возможностей персонала гермообъектов и количественная оценка состояний человека в системе "человек - ЭВМ - среда обитания"; "Рекомендации по повышению эффективности и надежности операторского персонала, в том числе и женского коллектива", утвержденные начальником 3 ГУ при Миздраве СССР, инв. № 344, 1990. Результаты исследования вошли в Руководство "Гигиенические исследования средств индивидуальной защиты человека" (М., 1992). Они используются при чтении курсов лекций на кафедре "Психофизиология труда, реабилитация и радиационная гигиена" Института повышения квалификации Федерального управления экстремальных и медико-биологических проблем МЗ РФ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 научных работ. Подготовлена (с соавторами) и сдана в редакцию издательства "Наука" монография "Основы нормирования функциональных состояний человека в прикладных медико-биологических исследованиях", включенная в план публикаций на 1993 г.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 409 страницах машинописного текста и содержит 58 таблиц и 55 рисунков. Она состоит из введения, обзора литературы по проблеме нормирования в прикладных медико-биологических исследованиях, описания организации и методик исследования. Результаты исследований суммированы в 5 главах, каждая из которых заканчивается
соответствующим ей резюме. Общее заключение и выводы подводят итог исследованию. Библиография содержит 489 наименований, из которых 367 отечественных и 112 зарубежных.