Автореферат и диссертация по медицине (14.00.50) на тему:Медико-биологические проблемы оценки и профилактики холодового стресса при иммерсионной гипотермии

На правах рукописи

Лосик Татьяна Константиновна

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ И ПРОФИЛАКТИКИ ХОЛОДОВОГО СТРЕССА ПРИ ИММЕРСИОННОЙ ГИПОТЕРМИИ

14.00.50 - Медицина труда

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора биологических наук

Москва- 2005

Работа выполнена в Государственном учреждении научно-исследовательском институте медицины труда Российской академии медицинских наук

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор Афанасьева Раллема Фёдоровна доктор медицинскихнаук,доцент Иванов Иван Васильевич

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор доктор медицинских наук, профессор доктор биологических наук

Устюшин Борис Владимирович Пальцев Юрий Петрович Бавро Галина Васильевна

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный медицинский университет МЗ РФ

Защита диссертации состоится июня 2005г. в часов на

заседании диссертационного совета Д.001.012.01 при Государственном учреждении научно-исследовательском институте медицины труда РАМН по адресу: 105275 г. Москва, проспект Будённого, д.31.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГУ научно-исследовательского института медицины труда РАМН.

Автореферат разослан мая 2005 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук Рубцова Нина Борисовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Количество пострадавших от переохлаждения в воде огромно, постоянно растет, и этот факт остро ставит медицинскую проблему профилактики холодового стресса в условиях водной среды, решить которую без проработки медико-биологических вопросов, касающихся охлаждения человека в воде, невозможно (Александров М.Н., 1983; Чудаков А.Ю., 1999; Danzl DF, 1995; Hiltzer M, Xu X, Marrao M, 1999; Smith СЕ, Parand A, Pinchak AC, 1999; Eyolfson D, Xu X, Weseen G, et al., 2000; Gordon G., Giesdrecht GG.,2000 и др.).

Одним из основных поражающих факторов, воздействующих на человека после попадания в воду, является иммерсионная гипотермия (потеря тепла организмом человека, приводящая к снижению глубокой температуры тела). Среди факторов, обусловливающих развитие гипотермии, наиболее существенными являются температура воды, продолжительность пребывания в ней, использование одежды, не соответствующей по своим защитным свойствам неблагоприятным условиям, низкая индивидуальная устойчивость организма к переохлаждению (Кощеев B.C., 1981; Иванов К.П., 2000; RometTT., Hoskin RW., 1988; Tipton MJ., 1992; Komberger E., Mair PJ., 1996 и др.). Снижение глубокой температуры тела организма человека способствует развитию множественных изменений в различных системах и органах. Сложные комбинации этих изменений формируют компенсаторно-

приспособительную реакцию организма на холодовой фактор (Казначеев В.П., 1980; Слепчук Н.А., Иванов К.П., 1992; Коновалов В.В., 1991; Bolgiano E, Sykes L, Barish RA, 1992; и др.), аналогичную таковой, как при «адаптационном синдроме» Селье (Селье Г., 1960). Совокупность защитных реакций организма, возникающих у человека при Холодовых воздействиях, превышающих допустимый уровень, обусловливает состояние напряжения - «холодовой стресс» (Прохоров A.M^ 989; Крысин Л.П., 2002). Когда

компенсаторно-приспособительные реакции становятся недостаточными, температура тела снижается, возникает последовательно развивающиеся тормозные процессы в коре, подкорковых отделах головного мозга и понижение обмена веществ. Холодовая травма приводит к истощению регуляторных и компенсаторных механизмов, нарушению гомеостаза и метаболической разрегулированности организма, как единого целого, возникновению локального и общего переохлаждения. Исследованиями многих авторов (Бажанов Н.В.,1998; Будко А.А., 2004; Кощеев B.C., 1981; Майстрах Е.В., 1975;Cahill CJ, Balmi PJ, Tipton MJ. 1995; Carter N. 1995) показано, что ни одна функциональная система организма при острой гипотермии не остаётся нейтральной. Наиболее глубокие и серьёзные изменения происходят в системе терморегуляции и сопряжённых с ней системах: центральной нервной, сердечно-сосудистой и мышечной. Изменения эти зависят от уровня понижения температуры тела (Кощеев B.C., 1981; Довгуша В.В., Кудрин И.Д., 1995; Fernandez- Riestra A., Pintor E., Otero V.,2000). Развитие иммерсионной гипотермии проявляется, главным образом, в истощении энергетических ресурсов, расстройстве дыхания, развитии гипоксии, снижении резервных возможностей гормональных систем, нарушении сердечной деятельности, психических расстройствах (Бобров А.Ф., 1991; Новиков В. С, 1997; Gordon G., 2000 и др.). Многие авторы (Гурин В.Н, 1989; Новиков B.C., 1997; Чудаков А.Ю., 1999; Hayward I.S. 1993 и др.) выделяют следующие периоды в течение гипотермии: период устойчивой компенсации, период неполной компенсации, период декомпенсации, период необратимых изменений.

Охлаждение человека в воде может протекать по типу стрессовой реакции на сверхсильный экстремальный раздражитель. Мощный поток афферентных импульсов (в результате обширного раздражения Холодовых рецепторов кожи, особенно лица) обладает «шокогенным» действием, вызывая «холодовое торможение» в ЦНС (Майстрах Е.В., 1976), нарушение функции дыхания и сердечной деятельности на фоне большого кислородного запроса

организма, связанного с активацией терморегуляторного метаболизма (Keatinge WR, 1964; Cooper KE, 1976; Franks CM, 1997). Эти изменения вызывают состояние «холодового шока» (Mekjavic IB, 1987;Tipton MJ, 1992), при котором резко снижаются возможности организма в борьбе с холодом и человек погибает, причем гораздо раньше, чем температура тела достигает критических величин.

Способ повышения устойчивости человека к охлаждению и его работоспособности, коррекция его психического состояния в холодной воде с помощью фармакологических препаратов перспективен и достаточно привлекателен по своей простоте и доступности. На протяжении многих лет ведутся соответствующие научные исследования, однако на сегодняшний день нет единого мнения об оптимальных дозах исследуемых препаратов в условиях охлаждения, методики их применения (Гольцев Ю.А., Макаров СЕ, 1992; Зайцев А.Г., 1997; Доровских В.А., 1995; Бажанов Н.О, 1995). В литературе также мало представлены данные о возможности комбинированного применения фармакологических средств в охлаждающих условиях. Действие алкоголя имеет двухфазный характер: небольшие дозы оказывают стимулирующий эффект, нежелательный при острой гипотермии; большие - увеличивают устойчивость организма к охлаждению, но одновременно могут вызвать расстройства поведенческих реакций, что снижает шансы на спасение (Алишев Н.В., Зверев С П, 1966; .Franks CM, Golden FS, Hampton IPG, Tipton MJ., 1997). По мнению К П. Иванова (Иванов К.П.,1990) следует с большой осторожностью относится к гормональным и фармакологическим стимуляторам теплопродукции и сосудистых реакций. Организм человека сам по себе в экстремальной ситуации быстро достигает предела физиологических возможностей в виде повышения теплопродукции и резкого сужения кожных сосудов. Попытки неадекватной стимуляции обмена могут ухудшать положение организма и привести к нарушению нормальных защитных реакций. Тело человека в воде с температурой около О °С охлаждается с огромной скоростью, и не следует надеяться, что какие

бы то ни было гормональные препараты или фармакологические средства могут снизить теплопроводность тканей или повысить теплопродукцию в 2-5 раз сверх предела естественной реакции. Имеющиеся достижения в исследованиях в направлении профилактики охлаждения с помощью фармакологических препаратов на сегодняшний день можно рассматривать лишь как этап на пути решения этой проблемы.

Риск поражения человека холодом увеличивается, если по различным причинам: по незнанию, по забывчивости, а иногда и в результате пренебрежения опасностью получения холодовой травмы, не принимаются должные меры для его предупреждения. Такие, как: не использование средств защиты и обогревающих устройств, не выполнение рекомендаций поведения на воде, не применение (позднее применение) фармакологических средств, повышающих резистентность организма к холоду. (Барер А.С., 1988, Гольцев Ю.А., Макаров СЕ. 1992; Зайцев А.Г., 1997; ШустовЕ.Б., Ихалайнен А.А., 2002др.)

Основные физиологические механизмы охлаждения человека в воде и вопросы этиологии иммерсионной гипотермиии представлены в ряде работ отечественных и зарубежных авторов (Буков В.А.,1964; Чудаков А.Ю., 1999; Bolgiano E 1992; Collis ML, и др.). Однако проблема профилактики холодового стресса при иммерсионной гипотермии, включающая следующие основные вопросы: совершенствование и разработка средств и методов защиты человека, оказавшегося в холодной воде; обучение его уверенным действиям, направленным на выживание в экстремальных условиях водной среды; выбор и обоснование эффективных мероприятий по нормализации теплового и функционального состояния человека после пребывания в холодной воде; прогнозирование времени переносимости холодового воздействия, т.е. времени, отведённого для спасения пострадавших от иммерсионной гипотермии при действии комплекса факторов, её обусловливающих, для организации своевременной помощи, в настоящее время остаётся не до конца решённой, хотя и весьма важной.

Цель исследования; создание физиолого-гигиенической основы для разработки мер профилактики холодового стресса, обусловленного нахождением человека в водной среде. Задачи исследования; 1) изучить функциональное и тепловое состояние человека, находящегося в холодной воде (без одежды) при различной ее температуре, и определить критерии его оценки;

2) исследовать различные способы нормализации температурного гомеостаза и функционального состояния человека после пребывания его в холодной воде и на основе анализа полученных данных определить наиболее адекватные и эффективные из них;

3) провести сравнительную оценку новых средств и способов, направленных на профилактику холодового стресса в воде и рекомендовать на основе этого наиболее эффективные, с позиций снижения теплопотерь организма;

4) исследовать тепловое и функциональное состояние наблюдаемых лиц, находящихся в холодной воде при различной температуре при использовании в морском спасательном комплекте (МСК) различных источников тепловыделения (электронагревательные элементы и теплофизические грелки) с целью выявления наиболее эффективных из них и приемлемых для эксплуатации в реальных условиях;

5) разработать способ интегральной оценки условий охлаждения человека с учётом использования различных средств индивидуальной защиты, температуры воды и прогнозирования продолжительности безопасного пребывания человека в холодной воде, в целях определения времени, необходимого для оказания эффективной помощи пострадавшим.

Научная новизна и теоретическая значимость работы

1. Определены критерии оценки теплового состояния организма человека, соответствующие пределу субъективной переносимости холодовой нагрузки при нахождении в водной среде; показаны различия в терморегуляторных

реакциях человека, подвергающегося охлаждению в водной и воздушной средах.

2. Представлено физиолого-гигиеническое обоснование требований к средствам и методам предупреждения охлаждения человека в воде с позиций сохранения теплового состояния человека на допустимом уровне в течение длительного времени при аварийных ситуациях.

3. Дано физиолого-гигиеническое обоснование по применению различных способов восстановления теплового состояния человека после охлаждения в воде.

4. Разработаны математические модели, позволяющие прогнозировать тепловое и функциональное состояние человека, находящегося в воде с учетом её температуры, длительности пребывания, вида используемых средств защиты.

Практическая значимость работы

1. На основе исследования динамики теплового состояния человека после нахождения в холодной воде рекомендованы способы его обогрева наиболее эффективные с позиций дальнейшего прекращения падения глубокой температуры тела и определено время в зависимости от способа обогрева, достаточное для её нормализации.

2. Показана эффективность использования источников выделения тепла в комплекте с морским спасательным костюмом, позволяющая существенно увеличить продолжительность пребывания в холодной воде. Продемонстрированы преимущества применения электронагревательных элементов (перед термофизическими грелками), обеспечивающих более равномерный обогрев поверхности тела и наиболее физиологическую топографию температуры кожи человека.

3. Разработаны предложения к усовершенствованию теплозащитного комбинезона ТЗК, применяемого в комплекте с МСК и ВМСК, и внедрены на НПО «Вымпел».

4. Для поисково-спасательных служб представлены корреляционные модели, позволяющие дать интегральную оценку условиям охлаждения терпящих бедствие с учётом использования различных средств индивидуальной защиты, температуры воды и длительности пребывания в ней в целях прогнозирования продолжительности безопасного пребывания в холодной воде.

Внедрение в практику

1. Полученные данные реализованы в Методических рекомендациях « Методы и средства профилактики холодового стресса при иммерсионной гипотермии»

2. Материалы работы использованы при подготовке Руководства Р. 2.2.755-99 «Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса».

3. Получено два патента на изобретение: №2204937 « Способ определения содержания тепла в организме человека. М.- 2003 и №2221479 «Способ прогнозирования частоты сердечных сокращений в производственных условиях». М.- 2004.

Положения, выносимые на защиту:

1. Пребывание в воде при температуре 2-18 °С сопровождается (в пределах субъективной переносимости) значительным снижением температуры «оболочки» тела (до 18,5±0,1°С) при несущественном изменении температуры «ядра» тела (до 36,6± 0,05°С), выраженным увеличением артериального давления и частоты сердечных сокращений, возникновением мышечной дрожи.

2. Последействие холодовой нагрузки (после пребывания в воде) сопровождается снижением температуры «ядра» тела, при некотором увеличении температуры «оболочки» тела, усилением дрожи, которое, однако, не компенсирует теплопотери «ядра» тела. Стабилизация температуры тела и последующая её нормализация возможны лишь при

использовании средств, направленных на уменьшение теплопотерь организма в окружающую среду и обогреве поверхности тела и верхних дыхательных путей.

З.Эффективными (из исследованных) способами нормализации теплового состояния организма после пребывания в холодной воде являются: применение гидромассажа в водной среде с температурой 38+1°С в течение 20 минут и пребывание в сауне при температуре 65± 5°С в течение 10 минут.

4. Разработанная математическая модель, отражающая взаимосвязь показателей функционального состояния человека, находящегося в холодной воде, с комплексом факторов, обусловливающим термическую нагрузку на организм; даёт возможность прогнозировать степень его охлаждения с учётом температуры воды, длительности пребывания в ней и используемых СИЗ.

5. Использование источников тепловыделения в виде электрообогрева и ТФГ в средствах индивидуальной защиты (МСК в комплекте с ТЗК) является эффективным способом профилактики охлаждения в воде, способствующим поддержанию температурного гомеостаза и сохранению теплового состояния человека на допустимом уровне в течение от 2-х до 3-х часов при температуре воды от 2 до 16°С соответственно.

Апробация работы Результаты работы доложены и обсуждены на: Межд. конф. «Медицина труда в 3-ем тысячелетии», 23-25 июня 1998г., г. Москва; Российской конференции «Организм и окружающая среда: жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях» 26-29 сентября 2000 г., г. Москва; 111 Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» 12-14октября 2004г., г. Москва; международном симпозиуме «Холодовой стресс: профилактика и здоровье» 19-20октября 2004г., г. Москва; IV Международном Научно-практическом конгрессе «Медико- экологические проблемы лиц экстремальных профессий: работоспособность, здоровье, реабилитация и экспертиза профессиональной пригодности 18-22 октября 2004г., г. Москва,

Учёном Совете НИИ медицины труда РАМН, 21 февраля 2005, факторной комиссии «Профессиональные риски и здоровье работающих при воздействии физических факторов» 22 апреля 2005г.

Личный вклад автора

Материалы, изложенные в диссертации, получены в результате исследований, в которых автор являлась ответственным исполнителем следующих НИР: «Разработка медицинских рекомендаций по практическому использованию средств обогрева военнослужащих после нахождения в холодной воде в ходе применения индивидуальных и групповых методов спасения», шифр Обогрев-3», инв. № 7005 (2002); «Физиолого-гигиеническое обоснование методов и средств предупреждения охлаждения военнослужащих в воде», шифр «Иммерсия», инв. № 0074 (2004), и -ответственным исполнителем за раздел НИР «Разработка медицинских рекомендаций к средствам восстановления теплового состояния военнослужащих на различных этапах эвакуации после охлаждения», шифр «Обогрев-2», инв. №1А34 (2000). Исследования проведены на основании заказа ГВМУ МО РФ, при совместном участии НИИ медицины труда и ГНИИИ ВМ МОРФ в соответствии с Договороами о научно-техническом сотрудничестве и взаимных услугах между упомянутыми институтами от 4.03.1998г. и от 10.01.2004 г. Автор принимала непосредственное участие в теме «Разработка принципов и методов оценки комбинированного воздействия физических факторов внешней среды и трудового процесса на организм человека» (№2007).

Во всех исследованиях, включённых в диссертацию, автором выполнены: обоснование и формулирование цели и задач исследования, планирование, организация и проведение экспериментальных и натурных исследований, участие в сборе основного первичного материала, его статистической и математической обработке, анализ литературных данных и материалов собственных исследований, их систематизация, обобщение, формулирование положений, выносимых на защиту, выводов, написание научных отчётов.

По теме диссертации опубликована 31 научная работа.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической главы, 3 глав собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, списка использованной литературы и приложения. Текст изложен на 194 страницах машинописи, иллюстрирован 19 таблицами и 19 рисунками Список использованной литературы содержит 230 источников из них 120 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОБЪЕКТЫ, ОБЪЁМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных задач было проведено несколько серий исследований, одна из них была посвящена изучению теплового и функционального состояния организма человека, одетого в различную одежду до, в период и после плавания в холодной воде с температурой в диапазоне от 2 до 18 ОС. Исследования проводились в натурных и экспериментальных условиях. В натурных условиях они выполнялись в холодный период года на реке Истра г. Красногорск, реке Пахра г. Подольск, зона отдыха «Битца» г. Москва, оз. Байкал, реке Зай г.Альметьевск. Экспериментальные исследования были проведены на базе ГНИИИ военной медицины и НИИ Экстремальной медицины МО РФ. Исследования по изучению терморегуляторных реакций организма человека были проведены в бассейне в условиях, при которых он находился:

1. без одежды, в плавках (0), при температуре воды 10±1°С;

2. одетый в различную одежду: хлопчатобумажный костюм (1), хлопчатобумажный костюм в комплекте с нейлоновой курткой и полушерстяными брюками (2), морской спасательный костюм (МСК) в комплекте с теплозащитным костюмом (ТЗК) (3), в т.ч. с дополнительными

источниками тепловыделения в виде электрообогрева мощностью 53 Вт (4а) и термофизических грелок (ТФГ) (46) - при температуре воды от 2 до 16 °С;

3. в период восстановления теплового состояния человека после плавания в холодной воде.

В экспериментальных исследованиях принимали участие 38 добровольцев (мужчин и женщин), не адаптированных к холодной воде (21), и членов Ассоциации Марафонское Зимнее плавание, занимающихся плаванием в холодной воде от 2 месяцев до 18 лет (17). Все участники исследований (военнослужащие и представители других различных профессий) в возрасте от 18 до 55 лет прошли медосмотр (практически здоровы), были ознакомлены с условиями экспериментальных исследований, в которых участвовали и наблюдались с их письменного согласия.

До начала плавания добровольцы, одетые в плавки, носки и теплое бельё (комбинезон х/б с начёсом), отдыхали в течение 30 мин (сидя) в контрольном помещении, (микроклиматические параметры которого указаны в таблице 1). Таблица 1 - Параметры микроклимата в контрольном помещени.

Показатели микроклимата До начала эксперимента

Температура воздуха, °С 19+22

Относительная влажность, % 5СН-70

Скорость движения воздуха, м/с 0,02-Ю,03

Атмосферное давление, мм рт. ст. 740-760

У них измерялись: ректальная температура тела температура кожи на 7 участках поверхности тела - лоб, грудь, спина, поясница, бедро,

голень, плечо с помощью специально изготовленных датчиков (термисторов).

На основании полученных данных рассчитывалась средневзвешенная температура кожи по формуле (1):

\ = 0.П1 + 0,1812 + 0,1^3 + 0,2и + 0,12ц + 0,091б + 0,1217 0)

Вычислялась средняя температура тела из значений ректальной

температуры и средневзвешенной температуры кожи с учетом

коэффициентов смешивания [71]по формуле (2):

(2)

где: К и (1-К) - коэффициенты смешивания соответственно для t "ядра", равный 0,62 ± 0,03 и для t "оболочки", равный 0,38 ± 0,03 /40/ или К определяли по формуле (3)

К= 0,037.10 + 0,519 (3)

Теплосодержание в организме определялось (От.С.) по формуле (4)

(4)

где: С - теплоемкость тканей организма, равная 3,48 кДж/кг,

Изменение теплосодержания определялось по отношению к его

комфортному уровню (123,5кДж/кг).

Исследуемые лица опрашивались об общих и локальных теплоощущениях (То) по семибалльной шкале 7-1 соответственно: жарко, тепло, слегка тепло, комфорт, слегка прохладно, прохладно, холодно [71].

До начала эксперимента и после прекращения плавания у наблюдаемых лиц измерялись артериальное давление (АД) и частота сердечных сокращений (ЧСС).

Затем наблюдаемые лица направлялись в бассейн. Во время пребывания в бассейне измерения показателей производились каждые десять

минут. Пребывание в охлаждающей среде прекращалось в следующих случаях: при появлении мышечной дрожи, субъективном отказе от дальнейшего пребывания в воде, снижении ректальной температуры тела на > 1 оС, снижении частоты сердечных сокращений до 45 уд/мин. При отсутствии жалоб (например, при использовании в одежде системы обогрева),

\ = КЛр + (1-К)4, °С

продолжительность пребывания человека в воде составила 120-180 мин. После выхода из воды физиологические показатели измеряли через каждые 5-10 минут. Если в течение 20-40 минут показатели теплового состояния организма не достигали исходного уровня, пловцы направлялись в сауну с температурой воздуха 65±5°С. Продолжительность непрерывного пребывания в сауне регламентировалась восстановлением показателей теплового состояния.

Исследуемый образец ТЗК, изготовленный НПО «Вымпел», в соответствии с новыми научными технологическими разработками, состоял из двух слоев подкладочной ткани (капрон) с прослойкой между ними из шерстяного ватина и ткани из токопроводящих волокон. Теплоизоляция этой одежды (МСК+ТЗК), включая нательное бельё: хлопчатобумажные футболку, трусы, носки, комбинезон с начёсом составляла « 4кло (рисунок 1). Термофизические грелки (ТФГ) типа «Воротничок» размещались в специальных карманах, нашитых на бельё, и располагались в физиологически обоснованных (Лосик Т.К., АжаевА.Н., Иванов И.В., 2004), (нуждающихся в обогреве в большей степени) областях тела, (шея, грудь, спина, поясница, бедра, плечи) в количестве 10 грелок (рисунок 2). Тепловое состояние наблюдаемых лиц исследовалось в соответствии с Методическими указаниями МУК 4.3.1895-04, «Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания» утв. МЗ РФ 03.03.2004. Способы нормализации теплового состояния организма в период его восстановления после плавания в холодной воде (10±1°С) являлись предметом специальных исследований и включали: пребывание при температуре окружающего воздуха 21±1 °С и использования одежды с тепловой изоляцией, равной 0,8 с1о (1с1о = 0, 155 °С м/Вт); вдыхание воздуха или гелио-кислородной смеси (70% гелия и 30% кислорода), подогретых до 34,4°С посредством аппарата «Геофарм»; применение гидромассажа в водной

среде с температурой 38 ±1°С; пребывание в сауне при температуре воздуха 65±5 °С.

Общее количество исследований составило 108. Полученные данные были подвергнуты математико-статистическому анализу.

Рисунок 1 -Теплозащитный комбинезон (ТЗК) с элементами электрообогрева.

Вид спереди | Вид сзади Способ применения

Зс« / \и 0 0 \ / ' /<: гг У-иО К \ д ? 2 =■ ■л ; // ■ у 1 р • л * 1 • V ТФГ в количестве 10 грелок вкладываются в специальные карманы, нашитые на бельё. В расположении карманов учтены области тела, нуждающиеся в обогреве в большей степени: 1-грудь, живот; 2- нижняя треть бедра, голень; 3-е ггина, поясница; 4 - плечо, верхняя треть предплечья. Обогревающие элементы не должны взаимно перекрываться и располагаются друг от друга на расстоянии 2-Зсм. Комбинезон надевается на тело под теплозащитный комплект МСК

I » «II 1

Рисунок 2 - Комбинезон с карманами, применяемый для размещения ТФГ.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты проведённых исследований изложены в 3, 4, и 5 главах диссертации. В 3 главе описаны физиолого-гигиенические исследования по обоснованию методов и средств нормализации теплового состояния человека после охлаждения его в воде.

В результате проведённых сравнительных физиолого-гигиенических исследований было показано, что тепловое состояние обнаженного человека, подвергающегося охлаждению в водной среде, изменяется существенно в большей степени, чем в воздушной (таблица 2). Так, при температуре воздуха + 10 °С и температуре воды 10 °С дефицит тепла в организме (на 20-той минуте) составлял соответственно +3,1 и +15,9 кДж/кг. Установлено, что объективные показатели теплового состояния человека, соответствующие отказу от дальнейшего пребывания в воздушной и водной средах несколько различаются между собой. Были определены критерии теплового состояния организма человека, соответствующие субъективному отказу от дальнейшего пребывания в воде (таблица 2).

Таблица 2 - Сравнительная оценка показателей терморегуляторных реакций человека, подвергающегося охлаждению в воздушной и водной средах (20-я минута, t=10°C)

Показатели Охлаждающая среда

Воздух (Афанасьеа Р.Ф.1986) Вода

Температура тела ректальная, ^ "С 37,3 ± 0,1 36,9 ±0,2

Средневзвешенная температура кожи, 1, °С 28,7 ±1,2 18,5 ±0,2

Средняя температура тела, т, °С 35,1± 0,1 30, Ш. 0,3

Дефицит тепла в организме, дОт.с. кДж\кг +3,1 ±0,04 +15,9± 1,3

Согласно полученным данным, охлаждению этой степени соответствовало снижение ректальной температуры на 0,4 °С. Средневзвешенная температура кожи после охлаждения в воде составила 18,5 ±0,2 °С, что на 14,0 °С, ниже комфортного уровня, средняя температура тела - 30,0°С, что на 5,2 °С ниже комфортной, дефицит тепла в организме - 15,9 кДж/кг. Сравнительная оценка показателей теплового состояния обнаженного человека, подвергшегося охлаждению в воздушной и в водной среде, показывает, что за одно и тоже время степень охлаждения организма человека в воде существенно выше, чем охлаждения его на воздухе.

Отказ от пребывания в водной среде происходит при более низких значениях температуры тела и кожи, чем в воздушной, соответственно при 36,9±0,2°С и 18,5±0,2°С, при температуре воздуха-10 °С соответственно -37,3 ± 0,1 °С и 21,9°С. Дефицит тепла в организме при температуре воздуха - 10 °С, - меньше (9,6 к Дж\кг), чем после пребывания в воде (15,9 кДж\кг). Это означает, что субъективному отказу от пребывания в холодной воде соответствует большее охлаждение организма чем на воздухе и при

отсутствии должного контроля, это создаёт бо'льшую опасность развития гипотермии.

Характер ответных реакций сердечно-сосудистой системы, как правило, определяется степенью охлаждения организма. Напряжение регуляторных механизмов термогенеза, выраженная централизация кровообращения в покое приводят к увеличению частоты сердечных сокращений, ударного объема и артериального давления (Ажаев А.Н., 1979). Падение температуры тела приводит к противоположным сдвигам в функционировании сердечнососудистой системы. Частота сердечных сокращений снижается в результате замедления активности синусового узла, снижения проводимости и скорости сокращения миокарда (пролонгированная систола). Урежение пульса обычно соответствует снижению ректальной температуры (линейная зависимость). Сердечный выброс падает на 10-57 %, развивается гипотензия (Кощеев B.C., 1981).

Результаты данного исследования подтверждают, что интенсивное охлаждение человека во время нахождения в воде и продолжающееся после выхода из неё, требует применения эффективных адекватных мер по выведению организма из состояния гипотермии. Недостаточно только поднять человека на борт спасательного средства из водной стихии; необходимо предотвратить наступательное действие гипотермии (последующее снижение глубокой температуры тела, так называемый «afterdrop» «действие после», т.е. продолжающееся и после выхода из холодной воды) путём согревания непосредственно на средствах спасения (в зависимости от возможностей транспортного средства), на различных этапах эвакуации и в стационарных условиях (Гончаров С.Ф., 1997; Чудаков А.Ю.1999; Romet ТТ., 1988).

Приведённые в литературе способы обогрева оправдывают свое предназначение, но и их практическое применение может быть ограничено по причине недостаточного физиолого-гигиенического обоснования. Как

правило, при оценке эффективности способов обогрева авторами используется только один из показателей теплового состояния организма -скорость восстановления глубокой температуры тела (Gordon G., Giesdrecht GG., 2000). Значения других показателей не приводятся. Результаты, проведённых нами исследований, выявили, что пребывание человека, одетого в одежду с теплоизоляцией 0,8 clo, при температуре воздуха 21 °С после выраженного его охлаждения в воде, может оказаться опасным с позиций последующего усиления гипотермии, т. е. требуются активные более эффективные согревающие мероприятия, направленные на нормализацию теплового состояния организма (таблица 3). Согласно полученным данным, таковыми могут быть вдыхание подогретых до 34,4°С, как воздуха, так и гелиокислородной смеси посредством аппарата «Геофарм», что способствовало некоторому улучшению показателей теплового состояния организма человека, однако восстановления теплового состояния до должного уровня не наблюдалось. Этот факт согласуется с данными зарубежных исследователей (Miller JW, Danzl DP., 1984; Pozos RS, Hesslink RL, Reading J, et al, 1993), указывающими на то, что согревание через дыхательные пути малоэффективно и может применяться только в сочетании с пассивными и другими активными способами обогрева. Более благоприятным было применение гидромассажа в водной среде с температурой 38°С с последующим пребыванием человека (после гидромассажа) в помещении при температуре воздуха 21°С в течение 30 минут (при его внешней теплоизоляции 0,8 clo). Наиболее эффективным средством нормализации теплового состояния организма после плавания в холодной воде, как было выявлено, является пребывание в сауне при температуре воздуха 65°С в течение 10-ти минут. При этом в первую очередь нормализуется температура кожи «оболочка».

Таблица 3.- Сравнительная оценка показателей теплового состояния человека после проведения различных согревающих мероприятий

X» На момент Способы восстановления теплового состояния организма

Показатели выхода из воды (после пребывания вводе (20±10мин) Самообогре в и=21°С I, =0,8 с1о Вдыхание подогретого до 34,4°С воздуха или смеси гелия с кислородом 1г=0,8с1о Погружение в ванну и гидромассж, ^воды 38°С Сауна, 1»=65±5°С Р=30%

1 Температура тела ректальная, ^°С 36,7 ± 0,05 35,5 ±0,1 36,0 ± 0,3 36,6 ±0,2 36,8 ±0,1

2 Средневзвешенная температура кожи, 1«. °с 18,5±0,1 27,6 ±0,6 26,8 ± 0,2 33,1 ±0,5 34,7 ±0,4

3 Средняя температура тела, °С 29,9±0,3 32,5 ±0,5 32,6 ±0,1 35,3 ±0,2 36,0

4 Изменение теплосодержания в организме, ЛОт, кДж/кг +15,9±и +7,3 ±3 +6,5 ± 0,6 -2,4 ±0,9 -4,9 ± 0,7

5 Теплоощущения, балл 2,3 5± 0,2 2,8 ±0,2 3,1 ±0,2 3,2 ± ОД 3,9 ±0,6

6 Продолжительность восстановителых процедур, мин 30-40 20 20 10

В процессе исследований была выявлена также роль физической нагрузки в нормализации теплового состояния организма. Следует отметить важность того, что ходьба в течение 20-ти минут по тредбану с различной скоростью (от быстрой ходьбы до бега) ускоряет восстановление глубокой температуры тела до исходного уровня. Имеются сведения, о том, что при согревании физической нагрузкой существует обратная зависимость между количеством жировой ткани в организме и скоростью согревания (Giesbгecht GG, Bгistow GK.,1992). Принимая во внимание этот факт, необходимо при выборе этого способа обогрева учитывать массу тела человека и его конституцию.

Из числа коллективных спасательных средств обычно используются шлюпки и надувные крытые плоты. Опыт показывает: они эффективны только на судах с немногочисленным экипажем (транспортных, специального назначения, военных), состоящим из профессионалов, одетых в непромокаемую одежду с необходимыми теплозащитными свойствами. Уязвимыми на борту остаются пассажиры, ввиду отсутствия обогревающих средств и своей неподготовленности к действиям в экстремальных условиях.

В результате проведённых исследований по применению обогревающих устройств непосредственно на спасательных средствах в ходе эвакуации пострадавших, было выявлено следующее: применение пледа с

электрообогревом при температуре окружающего воздуха не ниже - 4 ОС предотвращает развитие вторичной гипотермии и способствует восстановлению показателей теплового состояния человека после его пребывания в холодной воде 1±1 °С в течение 40-60 минут. Более эффективно использовать на средствах спасения подачу подогретого воздуха в пододежное пространство под спасательный жилет, используя автономные источники энергии. В течение 20 - 30 минут тепловое состояние организма нормализуется после пребывания человека в холодной воде. На более крупных морских судах, катерах эффективно использовать обогрев в потоке подогретого до 45± 5 °С воздуха, от отопительного агрегата АО ЭВО-3. Тёплое воздушное душирование в течение 20-30 минут при температуре

окружающего воздуха 21± 1 °С способствует нормализации теплового состояния группы лиц (до 5-ти человек). Согревание человека в «альфа-капсуле» при температуре до 65°С приводит к восстановлению показателей теплового состояния человека в течение 40-минут до исходных величин. Снижение дефицита тепла осуществляется главным образом за счёт согревания «оболочки». Повышение глубокой температуры происходит по мере накопления тепла в поверхностных слоях тканей организма, вследствие чего может иметь место их перегревание. В связи с этим регламентируется время пребывания в «капсуле» и критерием его ограничения является температура кожи, величина которой должна быть в допустимом диапазоне (32-34°С). При наличии дополнительных данных, необходимых для обоснованной регламентации времени пребывания в «капсуле», этот метод может быть рекомендован к применению. Перечисленные способы обогрева человека после охлаждения в воде могут быть рекомендованы к применению на коллективных средствах спасения на этапах эвакуации.

В главе 4 изложены результаты физиолого- гигиннических исследований по обоснованию методов и средств профилактки охлаждения человека в воде. В результате проведённых нами исследований было показано, что длительное сохранение теплового баланса человека при использовании термозащитных изолирующих костюмов без применения дополнительных источников тепла не может быть обеспечено. Необходима компенсация, теплопотерь организма, путем повышения теплоизоляции одежды и снаряжения с использованием более совершенных материалов и эффективных технических решений. Обогревающие устройства в индивидуальных средствах спасения, в частности в гидрокостюмах, до настоящего времени не применялись. Вследствие портативности термофизических грелок и удобства в эксплуатации (быстрота запуска, небольшая масса, многократность использования), их применение перспективно. Однако принципиальное значение имеет решение вопроса о

правильном, с точки зрения обеспечения адекватного расположения тепловыделительных элементов (различного вида) на поверхности тела человека. В связи с этим были исследованы терморегуляторные реакции различных областей тела в целях определения тех, обогрев которых наиболее эффективен с позицй нормализации теплового баланса организма в целом. Показано, что наиболее целесообразен обогрев шеи, груди, предплечий, спины, бёдер, голеней.

Анализ результатов наших исследований показал, что использование дополнительных обогревающих устройств в МСК в виде электрообогрева и ТФГ является эффективным (рисунок 3). Так, средняя температура тела О,) после двухчасового пребывания человека в воде при температуре 16 °С при использовании МСК с электрообогревом сохранялась на уровне

и

33.5 1-,-,-----,-,-,-----,-,-,-

О 10 20 30 40 50 М 70 «0 90 100 110 120 ^»мц—п.

[-♦-еюо&чим-а-мпрообопж |

Рисунок 3 - Динамика средней температуры тела т°С) человека одетого в МСК при использовании электрообогрева и без обогрева

допустимого значения и составляла 35,5°С (рисунок 3). При использовании МСК без электрообогрева средняя температура тела уже на 110 минуте пребывания в воде практически достигла предельно- допустимого значения. Объективные показатели теплового состояния человека в течение 3-х часов пребывания в воде при температуре 16 °С одетого в МСК с электрообогревом также сохранялись на уровне допустимых значений. Средневзвешенная температура кожи человека, пребывающего на плаву в холодной воде 9 °С одетого в МСК с использованием электрообогрева сохранялась в течение 2-х часов на допустимом уровне (рисунок 4), в то время, как без обогрева она постоянно снижалась и по истечение 2-х часового периода наблюдений достигла 29.7°С (ниже допустимого уровня). Показано, что у человека, одетого в МСК с использованием электрообогрева дефицит тепла в организме практически отсутствовал (±1кДж/кг), в то время, как без использования электрообогрева он достигал +6,4кДж/кг, что превышает предельно-допустимый уровень на 33% (рисунок 5, таблица 4).

Наибольший интерес с позиций оценки эффективности защиты от охлаждения представляют данные теплового состояния организма, полученные при испытании МСК при более низкой температуре воды (2°С). Средневзвешенная температура кожи человека при использовании электрообогрева сохраняется в течение 2-х часов на уровне допустимой (таблица 5). Применение ТФГ на протяжении первых 20-ти минут привело к большему увеличению средневзвешенной температуры кожи (- (до 38°С), что субъективно оценивалось как «жарко» со средним баллом 7,0. (рисунок 6) процессе эксперимента с 30 по 120 минуту грелки расходовали свой ресурс, тепла выделяли меньше и к концу экспозиции теплоощкщения оценивались, как «слегка прохладно» со средним баллом «3,0» (рисунок 7) см. стр. 30.

О 20 40 60 Ю 100 120 140

6рММ| мии

|—бвзобстрма Ш с зяйтрмбяревом]

Рисунок 4- Средневзвешенная температура кожи человека, одетого в МСК без обогрева, и с использованием электрообогрева пребывающего в холодной воде (^дъг^Ш °С) наплаву в течение 2-х часов,

Рисунок 5 - Изменение теплосодержания организма человека, одетого в МСК без обогрева, и с использованием электрообогрева пребывающего в холодной воде (1воды=4-10оС) на плаву в течение 2-х часов.

Таблица 4 - Показатели теплового состояния организма человека одетого в МСК с использованием дополнительных источников тепловыделения после двухчасового нахождения в холодной воде

№ п/п

Физиологические показатели

Комплекты одежды

В 1 2 3

исходном состояли и МСК МСК +грелки МСК+электр ообогрев

37,3 ±0,2 36,5±0,1 36,4±0,1 36,5±0,2

32,4±0,8 30,3±О,1 35,1±0,7 33,0±О,6

35,8±О,9 34,1±0,2 36,0±0,5 35,1±0,4

5,9±0,11 -1,4±0,06 0,6±0,13

4,0±0,1 2,4±0,1 3.6±0,4 4,0±0,0

120/80± 125/75± 120/78± 125/75±

3/4 2/1 5/6 4/3

67±4 72±1 59±5 6б±4

Температура тела, 1Р,°С

Средневзвешенная температура кожи,

Средняя

температура тела,

Изменение теплосодержания, ДОт.с., кДж/кг

Теплоощущения, То, балл

Артериальное давление, АД, мм рт. Ст.

Частота сердечных сокращений (ЧСС), уд. в мин.

1.

2.

3.

4.

5.

6,

7.

Таблица 5 - Показатели теплового состояния организма человека одетого в различные комплекты снаряжения с дополнительными источниками тепловыделения после нахождения в холодной воде 1волы=2±1 °С в течение 2-х часов, (X, ±т)

№ п/п

Физиологические показатели

Температура тела, 1Р,°С

Средневзвешенная температура кожи, 1к,°С

Средняя

температура тела,

Изменение теплосодержания, 4<3ТС., КДЖ/кг

Теплоощущения, То,балл

Артериальное давление, АД, мм рт. ст.

Частота сердечный сокращений (ЧСС), уд. в мин.

Комплекты одежды

Исходные данные 1 мск 2 МСК +грелки 3 МСК +электрообо грев

37,2 ±0,1 36,5+0,1 36,4+0,1 36,7+0,1

31,85+0,1 29,10+0,1 34,21+0,7 32,0+0,5

35,4±0,1 33,47+0,2 35,58+0,4 35,15+0,3

- 6,73+0,И 0,63+0,02 -0,87+0,15

4+0,1 2+0,1 3,0+0,4 4,0+0,2

118/68+ 2/1 125/75+ 2/1 120/80+ 4/5 120/80+ 2/4

65±0,1 72+1 62+4 60+3

1.

2.

3.

4.

5.

6

7

О 20 40 80 ВО 100 120 140

■рыыам • ЛЛОГфООбОфв! ^-ТфГ

Рисунок 6 - Средневзвешенная температура кожи человека, пребывающего на плаву в холодной воде (1юды=2±1 оС) в течение 2-х часов, одетого в МСК с использованием дополнительных источников тепловыделения в виде электрообогрева и грелок ТФГ.

Значения средневзвешенной температуры кожи (~ X к) и др. показателей оставались на более высоком уровне выше, чем при использовании электрообогрева. Это указывает на то, что теплоошущение определяется не только уровнем температуры кожи, но и её перепадом во времени, т.е. скоростью охлаждения, что следует учитывать при прогнозировании теплового состояния человека. В связи с указанным можно предположить, что в случае когда грелки израсходуют свой ресурс полностью, охлаждение человека будет происходить быстрее, чем при отключении электрообогрева, т.е. когда аккумулятор также израсходует свой ресурс. Нежелательный эффект при использовании источников тепла может заключаться в перегреве организма и последующим охлаждении после прекращения их действия. Во избежание этого, необходимо лишь компенсировать повышенные теплопотери в целях поддержания температурного гомеостаза.

Рисунок 7 - Теплоощущения человека, одетого в МСК, в МСК с использованием дополнительных источников тепловыделения в виде электрообогрева и грелок ТФГ пребывающего в холодной воде (1»оды=2±1 °С) наплаву в течение 2-х часов.

Также было показано, что при одинаковой продолжительности пребывания на плаву, одетых в МСК с электрообогревом, с ТФГ и без обогрева при близких значениях температуры тела электрообогрев обеспечивает более стабильные во времени комфортные теплоощущения со средним баллом «4». Также было выявлено, что применение термофизических грелок без достаточной внешней теплоизоляции и защиты от воды может быть причиной глубокого охлаждения за счёт существенного увеличения теплоотдачи в результате локального расширения сосудов кожи. В настоящее время МСК и ВМСК применяют лишь профессионалы, поскольку их использование требует специальных навыков. Однако необходимость более широкого применения гидроизолирующих костюмов в комплексе с обогревающими устройствами для лиц, чья трудовая деятельность связана с риском попадания в холодную воду (моряки, рыбаки, нефтяники на морских шельфах, строители мостов, а также пассажиры) не вызывает сомнения.

В главе 5 изложены результаты прогнозирования функционального состояния организма с учётом комплекса факторов его обусловливающих. Продолжительность безопасного пребывания в воде варьируют в зависимости от индивидуальной устойчивости к холоду, физического состояния, теплозащитных свойств одежды, толщины подкожного жирового слоя, физической активности и других факторов. . В воде при температуре ниже 20°С, развиваются явления быстрого переохлаждения, а время безопасного пребывания в ней исчисляется минутами. Время безопасного пребывания в морской и пресной воде существенно не различаются (Knight С. J, 1964; Fuchs P. N., 1996). По данным различных авторов в таблице 6 приведена продолжительность безопасного пребывания человека в воде различной температуры. Очевидно, свой вклад в эти различия вносят другие факторы, способствующие выживанию человека или, напротив, - охлаждению в холодной воде. Кроме того, в экспериментальных условиях на добровольцах можно исследовать лишь начальные эффекты иммерсионной гипотермии, изучение показателей теплового статуса у человека при охлаждении значительной степени осложнено. В реальных условиях длительного пребывания человека в воде при авариях или катастрофах на акватории, выяснить динамику температурных изменений его организма и состояния функциональных систем с учётом фактора времени вообще не представляется возможным (Слепчук НА, Иванов К.П.,1992). Учитывая эти обстоятельства, и тот факт, что поисково-спасательным службам крайне необходимо знать время, отведённое для спасения пострадавших людей с учётом всего комплекса факторов, действующих на человека, наличие метода прогнозирования безопасной продолжительности пребывания человека в холодной воде, является весьма важным.

Таблица 6 - Продолжительность безопасного пребывания человека в холодной воде различной температуры по данным разных авторов

Температура воды, Wu,°C Время безопасн пребывания в воде, т. Автор,год Примечание

от 0 до +4 до ЗОмин Куманичкин СВ., 1954 Сапов И. А., 1987 GustavsonE., 1996 состояние общего охлаждения сопровождается психической травмой, депрессией, безразличием

20-40мин Панферова Н. Е., 1968

+1 до 10 мин Сапов И. А., 1972

+1,1 до 1ч GlaserE-M, 1950

от+2 до+3 10-15 мин Чудаков А.Д., 1999

от+2 до +5 10-15 мин Tikuisis P., 1995 Carter N., 1995

+4,4 1ч Carter N.. 1995 1,од„ может быть смертельной для 50% людей

+5-15 3,5-4,5 ч Carlson L. D., 1958

до+б 20-40 мин Алишев Н. В., Арканов Т. А., Вшивцев Ю. Д., 1964 Бернштейн В А., 1967 Арьев Т Я. 1973 Майстрах Е В. 1975,1976 в обычной одежде, без использования коллективных спасательных средств

+6 до 50 мин Клинцевич Г.И., 1973 выживают немногие

+6,1 75 мин СлонимА.Д., 1971 Сапов И. А., 1972

10-12 до1 ч Сапов И. А., 1972 общее охлаждение организма

+15,6 3-6 ч СоболевВ. И., 1987 Bourdon L, 1995

+24 7-9 ч Carlson L.D., 1958

+33-35 не ограничено BecmanE. L., 1967 Панферова Н. Е., 1968 Keating W. R., 1969 Клинцевич Г.И., 1973 теплоощущения, находящихся в ней людей, оцениваются как «комфортные»

Представленные в литературе данные, основаны на зависимости физиологических реакций организма человека от температуры воды, защитных свойств одежды и снаряжения, от половой принадлежности, от массы тела, физической подготовки, закалённости, выносливости и др. и являются весьма полезными, однако имеются и различного плана недостатки.

Нами представлен метод прогнозирования функционального и теплового состояния человека по комплексу факторов, определяющих его тепловой обмен в водной среде, который является с практических позиций более удобным и адекватным в целях профилактики охлаждения и оказания своевременной и эффективной помощи пострадавшим.

На основе математико-статистического анализа данных, полученных в экспериментальных и натурных исследованиях, ниже представлены канонические корреляционные модели для расчёта интегрального показателя условий охлаждения (ИП УО) применительно к обнажённому человеку и одетому в различные варианты одежды, как с использованием дополнительных источников тепловыделения, так и без них.

Применительно к обнажённому человеку модель имеет вид:

ИП УО = 1.497232 - 0.23854 • Т, + 0.030316' т, (!)

где:

Т,-температура воды, °С х - продолжительность пребывания в воде, мин.

Модель для определения интегрального показателя уровня изменения функционального состояния (ИП УИФС) имеет вид:

ИП УИФС = - 2.97361 + 0.637737 ■ - 0.11696' + 0.017236' ДЧСС + 0.033992 дАДС - 0.01761 л"\ - 0.00801" ДТ., (2)

где: д - изменения значений показателей в %, по отношению к их исходному уровню (в условиях теплового комфорта в положении сидя) соответственно:

^ . ректальной температуры тела, Л, . средней температуры тела, дЧСС - частоты сердечных сокращений, дАДС - артериального давления систолического, дАДС - средневзвешенной температуры кожи,

По значениям ИП УИФС на основании кластерного анализа выделено три класса состояний, характеризующихся различным уровнем изменения исследованных показателей теплового и функционального состояния. Класс 1 характеризует физиологические изменения при наиболее высокой температуре воды (12.6 °С), определяющей и наибольшую длительность пребывания в ней (22.4 мин). Этот класс характеризуется меньшими изменениями средней температуры тела за счёт меньшего снижения температуры поверхности тела, но при этом наблюдается в организме снижение АДС и повышение АДД. Возможно, в этом случае ещё существуют резервные возможности организма в поддержании

температурного гомеостаза.

Классы 2 и 3 характеризуются большей степенью охлаждения организма, обусловленной более низкой температурой воды, которая не компенсируется меньшим временем пребывания в водной среде. Более выраженное охлаждение организма характеризуется большей брадикардией, меньшим снижением АДС и меньшим увеличением АДД, что является показателем срыва адаптационных возможностей сердечно-сосудистой системы (таблица

Таблица 7 - Средние значения изменений показателей в различных классах теплового и функционального состояния организма (%). (без одежды)

Показатели Класс

1 2 3

Температура воды, Т„ "С 12.55 9.0 1.5

Время, т, мин 22.4 17.1 5.3

Средние значения изменений показателей теплового и функционального состояния организма, (%)*

Ректальная температура тслаЛ -2.6 -1.1 0.1

Средневзвешенная темпера тура кожи, I* -34.7 -45.7 -56.1

Теплоощущения, Т„ -37 -41,4 -43,2

Средняя температура тела, -1т -12.9 -15,8 -18.8

АДС -14.3 -12.6 -11.9

АДЦ 9.1 7.5 9.8

чсс 10.4 -13.6 -18.7

ИПУО -0.8 -0.1 1.3

ИПУИФ -1.6 0.01 1.4

* знак «-» означает понижение величины показателя

Приведённая на рисунке 8 вероятностная номограмма позволяет прогнозировать класс функционального состояния организма человека (ИП УИФС) по интегральному показателю условий охлаждения (ИП УО). Например, человек попал в воду с температурой 5 °С. Следует предсказать

его функциональное состояние по истечении 15 минут пребывания в ней. С этой целью по уравнению 1 определяем величину ИП УО:

ИП УО = 1.497232 - 0.23854 • 5 + 0.030316 • 15=0.759272

Исходя из рисунка 8, данный уровень изменения функционального состояния, с вероятностью 0.85 может быть оценён как средний (класс 2), характеризующийся соответствующими изменениями показателей теплового и функционального состояния (таблица 7). С вероятностью 0.14 могут иметь место более существенные изменения, характерные для класса 3.

* 0.9

¡5 о*

0.7

£ "я I 05

§ 0.4 |

П ол

0.1

ОрсдинА Л»»«»

Л. кшим »С

Л /

\ ' . ' Внсожий ?ро»вя

Гкороншй уро*ви^ ° мзжяевв К

А

/\ Л

у \ /

/ \ у .а Н. а

. .^цкИ-! . . . . . . . Г2а». - !чв.».. . ......

-8-7-8-5-4-3-2-10 1 2 3 4

6

2

-75 -65 -55 -45 -35 -25 -15 -05 0.5 1 5 25 35 4.5 55 •>" 3 Уровень изменения фунхдомального состояния человека в зависимости от (ИП УО)

Рисунок 8 Интегральный показатель условий охлаждения (ИП УО), усл. ед.

1,2,3 - классы функционального состояния человека В случае использования одежды, с применением дополнительных источников тепловыделения, (электрообогрев или термофизические грелки) уравнение для вычисления интегрального показателя условий охлаждения (ИП УО) имеет вид:

где:

Т,-температура воды, °С Т - продолжительность пребывания в воде,мин Тод - тип одежды: 0 - плавки, 1 - хлопчатобумажный костюм, 2 -хлопчатобумажный костюм в комплекте с нейлоновой курткой и полушерстяными брюками, 3-морской спасательный костюм (МСК) в комплекте с теплозащитным костюмом (ТЗК).

Тоб - тип обогрева: 0 - без обогрева, 1 - электрообогрев, 2 -термофизические грелки (ТФГ)

' V \ "а 2

О ........ - - - " - * * ■ ~ д - - 1

-5 -<5-4-3 5-3-25-2-1.5-1 -0 5 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 4 4 5 5 * 3 Уровень изменения фукциона/ъного состояжя человека в зависимости от (ИП у0)

Средний уровен) л о ф

я *■

\ Вясотй уровев

-О- 1

Рисунок 9 - Интегральный показатель условий охлаждения Iпи УС^*. 1,2,3 - классы функционального состояния человека

Таблица 8 - Средние значения показателей в различных классах, установленных по интегральному показателю уровня изменения функционального состояния человека (%).

Показатели

Класс

1 2 3

7 10.6 2.6

126 24.2 7.6

3 0.2 0

0.8 0.2 0

Температура воды, Т,, "С Время, т, мин ТиподезвдыДод, Тип обогрева, Тоб

Средние значения изменений показателей теплового и функционального состояния организма, (%)

Температура тела ректальная, Ц

Средневзвешенная темпера тура кожи, "Ч,

Теплоощущения, Т0

Средняя температура тела,

АДС АДД чсс

ИПУО ИПУИФС

-2.2 -1.7 -0.16

1.9 -41.5 -56.9

-14 -42,9 -41.5

-1.9 -15.0 -18.8

6.4 11.5 14,0

10.1 9.5 8.7

-0.9 13.1 14.4

-1.4 0.5 0.9

-1.4 0.4 12

Уравнение для определения интегрального показателя уровня изменения функционального состояния (ИП УИФС) представлено ниже:

ИП УИФС = 0378723 ■ д1р - 0.01701" Д1К + 0.001932' ДТ„ - 0.01335 • а~\+ 0.013175 дАДС - 0.01265 • дАДЦ + 0.011247 ДЧСС (4)

По значениям ИП УИФС выделены классы, характеризующие различный уровень изменения показателей теплового и функционального состояния человека во взаимосвязи с условиями, определяющими теплообмен человека с водной средой. Данные указывают на то, что несмотря на использование одежды типа 3 (МСК в комплекте с ТЗК) и типа 4а с электрообогревом, сопровождающиеся улучшением теплоощущений и увеличением по этой причине продолжительности пребывания в холодной воде, снижение ректальной температуры тела не предотвращается. В этой ситуации меньшее изменение средней температуры тела у лиц, входящих в класс 1 было обусловлено меньшим охлаждением «оболочки» тела. В то же время факт снижения глубокой температуры тела при использовании утеплённой одежды в комплекте с электрообогревом свидетельствует о необходимости регламентации времени пребывания в холодной воде и в этом случае. Вероятностная номограмма для прогнозирования класса функционального состояния, характеризующего различные уровни изменений его показателей, представлена на рисунке 9. в зависимости от условий охлаждения. Например, человек, одетый в комплект одежды тип 3, находится в воде с температурой 5°С, следует определить его функциональное состояние по истечении 60 мин. С этой целью по уравнению (3) определяем интегральный показатель условий охлаждения:

ИП УО = 0.041514 • 5 + 0.000506 60 - 0.56299 3. - 0.14492 ' 0 = -1.4510 Согласно рисунку 9 данной величине показателя ИП УО с вероятностью 1.0 соответствует функциональное состояние организма, относящееся к классу, характеризующему умеренный уровень его показателей (таблица 8).

Таким образом, проведённые исследования и их математико-статистический анализ позволил представить корреляционные модели в целях прогнозирования уровней изменения функционального и теплового

состояния человека по интегральному показателю условий охлаждения, объединяющему комплекс факторов, определяющих тепловой обмен в водной среде. Как применительно к обнажённому человеку, так и одетому различную одежду, в т.ч. с использованием электрообогрева.

На основании математико-статистического анализа разработаны канонические корреляционные модели для определения интегрального показателя условий охлаждения (ИП УО) обнаженного человека и в одежде различных типов. Представлены вероятностные номограммы, позволяющие прогнозировать класс функционального состояния человека, как по интегральному показателю уровня изменения функционального состояния (ИП УИФС), так и по интегральному показателю условий охлаждения (ИП УО). Было показано, что математические модели позволяют прогнозировать функциональное состояние человека с учетом температуры воды, продолжительности пребывания в ней, типом используемой одежды и наличия дополнительных источников тепловыделения в ней.

Безусловно, профилактика переохлаждения в воде может быть эффективной, если она будет включать в себя организационные и обучающие мероприятия для экипажей судов, рабочих и пассажиров с целью выработки адекватных поведенческих навыков и действий при экстремальных ситуациях и повышения их адаптивных возможностей. Это требует проведения целенаправленного инструктажа, включающего информацию о возможности переохлаждения и его последствиях, а также о факторах, определяющих устойчивость человека к переохлаждению и способствующих спасению.

На основе анализа результатов собственных исследований и литературных данных были разработаны Методические рекомендации «Методы и средства профилактики холодового стресса при иммерсионной гипотермии».

ВЫВОДЫ

1.Определены критерии теплового состояния организма человека, соответствующие субъективному отказу от дальнейшего пребывания в холодной воде. Показано, что отказ происходит при более низких значениях средней температуры тела, чем на воздухе, что создаёт большую опасность развития гипотермии по причине непринятия своевременных мер по снижению холодовой нагрузки и организации спасения человека. Выявлены особенности терморегуляторных реакций при использовании обогревающих средств, выражающиеся в более существенном снижении температуры «ядра» при относительной стабилизации температуры «оболочки».

2.После прекращения холодовой нагрузки (в водной среде) происходит дальнейшее охлаждение человека, по причине которого необходимо проведение мероприятий по нормализации теплового состояния человека.

3.Наиболее эффективным способом нормализации теплового состояния организма после воздействия на него холодной воды является пребывание в сауне при температуре 65± 5 °С, которое по истечении 10-ти минут способствует восстановлению температура «ядра» и «оболочки» тела. Улучшению таких показателей теплового состояния, как средневзвешенная температура кожи, теплоощущение (до их комфортных значений) способствует гидромассаж в водной среде с температурой 38 °С в течение 20 минут. Однако, более медленно восстанавливается температура тела, комфортного уровня она достигает лишь спустя 30 минут пребывания в помещении при температуре воздуха 21 ± 1 °С и при внешней тепловой изоляции человека, равной 0,8 с1о.

4.Эффективным средством нормализации глубокой температуры тела после охлаждения в водной среде является физическая нагрузка, которая при температуре воздуха 20 °С способствует восстановлению всех показателей теплового состояния до исходных значений через 20 минут, однако требуется регламентация её применения, касающаяся учёта уровня предшествующего охлаждения и физического состояния пострадавшего.

5.Предотвращение развития вторичной гипотермии и нормализация теплового состояния организма непосредственно на спасательных средствах в ходе эвакуации пострадавших могут быть обеспечены подачей подогретого воздуха в пододёжное пространство спасательного жилета в

течение 20 - 30 минут), использованием воздушного душирования °С) в течение 20 - 30 минут, при температуре окружающего воздуха 21=4=1 °С, согреванием в «альфа-капсуле» при температуре до 65°С в течение 40-минут, применением пледа с электрообогревом (при температуре окружающего воздуха не ниже -4 ОС) в течение 40-60 минут.

6. Использование источников тепловыделения в виде электрообогрева и термофизических грелок в комплекте морского спасательного и теплозащитного костюмов является эффективными средствами профилактики охлаждения в воде. Они компенсируют имеющиеся теплопотери, способствуют поддержанию температурного гомеостаза и сохранению теплового состояния человека на допустимом уровне в течение от 2х до Зх часов при температуре воды от 2 до 16 °С соответственно. Применение электрообогрева обеспечивает более равномерный приток тепла к поверхности тела человека, его действие во времени более стабильно и не вызывает нежелательного перегрева организма.

7. Математические модели, разработанные для прогнозирования уровней изменения функционального и теплового состояния человека, позволяют определить интегральный показатель условий охлаждения, объединяющий комплекс факторов, обусловливающий тепловой обмен организма в водной среде, а также максимально-допустимую продолжительность пребывания человека в холодной воде в зависимости от условий охлаждения и в т.ч. при использовании морского спасательного костюма в комплекте с различными способами обогрева поверхности тела.

8.На основе использования комплексной оценки теплового и функционального состояния организма разработаны мероприятия по профилактике переохлаждения при аварийном погружении человека в воду, в период его пребывания в воде в защитном снаряжении, а также меры по нормализации теплового состояния пострадавших после пребывания их в водной среде, с целью предупреждения случаев иммерсионной гипотермии, сохранения здоровья человека и его работоспособности.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Афанасьева Р.Ф., Репин, Г.Н, Михайлова Н.С., Бессонова Н.А., Лосик Т.К. и др. - М. - Методические рекомендации Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания // №5168-90 от 5.03.90. МЗ СССР -С. 19.

2. Тарасова Л.А, Комлева Л.М., Думкин В.Н., Лосик Т.К. Особенности формирования периферических нейрососудистых нарушений у проходчиков в условиях охлаждающего микроклимата // Ж. Медицина труда и промышленная экология. -1994. - № 12. - С. 17-21.

3. Суворов Г.А., Афанасьева Р.Ф., Бабаян М.А., Лосик Т.К. Физиолого-гигиеническое обоснование требований к индивидуальным средствам защиты от холода рабочих, подвергающихся воздействию локальной и общей вибрации // Ж. Медицина труда и промышленная экология. - 1996. - №5. -С.19-23.

4. Афанасьева Р.Ф., Репин, Г.Н, Бессонова Н.А., Лосик Т.К. и др. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений // СанПиН 2.2.4.548-96 Госкомсанэпиднадзор РФ М.-1996. - С. 21.

5. Афанасьева Р.Ф., Бессонова Н.А., Бабаян М.А., Лебедева Н.В., Лосик Т.К.

К обоснованию регламентации термической нагрузки среды на работающих в нагревающем микроклимате //Ж. Медицина труда и промышленная экология. - 1997. - №2. - С. 30-34.

6. Чеботарёв А.Г., Наумова А.П., Сторожук И.А., Лосик Т.К. Особенности условий труда при открытой добыче золотосодержащих песков на Крайнем Севере //Ж. Медицина труда и промышленная экология. - 1997. - №10. - С. 12-17.

7. Прудников В.Н., Антонов А.Г., Кострица В.Г., Лосик Т.К. Комплексный подход к оценке функционального состояния организма человека при

выработке медико-технических требований к защитной спецодежде // Сб. тез. Межд.конф. Медицина труда в 3-ем тысячелетии. - М. - 1998. - С. 57.

8. Афанасьева Р.Ф., Бурмистрова О.В., Бессонова Н.А., Лосик Т.К. Физические факторы. Эколого-гигиеническая оценка и контроль // Т.2, Глава "Микроклимат". - М. Медицина. - 1999. - С. 68.

9. Суворов ГА, Афанасьева Р.Ф., Антонов А.Г., Бобров А.Ф., Лосик Т.К., Соколов С.Н. Прогнозирование теплового состояния человека при воздействии комплекса факторов, определяющих термическую нагрузку на организм // Ж. Медицина труда и промышленная экология, -2000. - № 2. - С. 1-10.

10. Афанасьева Р.Ф., Суворов ГА, Лосик Т.К. Peripheral neurovascular disorders between miners working in cold environment (Периферические нейрососудистые нарушения у горнорабочих в охлаждающих условиях) // Тезисы докл. на 26-й Международный конгресс по профессиональному здоровью. Сингапур. - 2000.- С. 71.

11. Афанасьева Р.Ф., Суворов ГА, Лосик Т. К., Комлева Л.М. Combined effects of physical factors: methodology and experimental data for hygienic assessment and rating (Сочетанное действие физических факторов: методология, экспериментальные данные и их гигиеническая оценка) // Тезисы докл. на 26-й Международный, конгресс по профессиональном)' здоровью. Сингапур. - 2000.- С. 73.

12. Лосик Т.К., Афанасьева Р.Ф. Физиолого-гигиеническая оценка теплозащитных свойств аварийно-спасательных костюмов, предназначенных для эксплуатации при ликвидации открытых нефтяных и газовых фонтанов // Материалы Российской конференции "Организм и окружающая среда:

жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях" - 2000. -С. 262-263.

13. Афанасьева Р.Ф., Лосик Т.К., Берзин ИА, Ажаев А.Н., Веселова И.Г., Физиолого-гигиеническое обоснование эффективности средств и способов нормализации теплового состояния человека после пребывания в холодной

воде // Материалы Российской конференции "Организм и окружающая среда: жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях" -2000. - С.44-45.

14. Афанасьева Р.Ф., Бессонова Н.А, Бурмистрова О.В., Лосик Т.К., Бурмистров В.М. Экологически-обоснованный тепловой стресс, его влияние на функциональное состояние и здоровье работающих с учетом стажа работы в нагревающей среде // Тез. док. на пленуме Межведомственного Научного совета по экологии и гигиене окружающей среды - М. - 2000. - С. 1.

15. Афанасьева Р.Ф., Антонов А.Г., Бобров А.Ф., Лосик Т.К., Соколов С.Н. Прогнозирование времени переносимости человеком термической нагрузки, обусловленной воздействием комплекса факторов // Материалы Российской конференции "Организм и окружающая среда: жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях" - 2000. -С. 24-25.

16. Афанасьева Р.Ф., Бессонова Н.А, Бурмистрова О.В., Лосик Т.К. Закономерности техногенного и природного воздействия на человека наиболее значимых физических факторов с обоснованием требований к средствам и методам мониторинга за состоянием производственной среды, трудового процесса и здоровья работающих // Сб. трудов НИИМТ РАМН Актуальные проблемы "Медицины труда". - М. - 2001.-С.59.

17. Афанасьева Р.Ф., Бобров А.Ф., Лосик Т.К., Суворов В.Г. Интегральная оценка оптимального микроклимата и теплового состояния человека // Ж. Медицина труда и промышленная экология. - 2003. - №5. - С. 17-22.

18. Афанасьева Р.Ф., Бобров А.Ф., Антонов А.Г., Лосик Т.К. Патент на изобретение № 2204937 "Способ определения содержания тепла в организме человека" М.- 2003.

19. Афанасьева Р.Ф., Бессонова Н.А., Бурмистрова ОВ., Лосик Т.К. и др. глава «Микроклимат» РуководствОа Физические факторы производственной и природной среды. Гигиеническая оценка и контроль // М.- Медицина. - 2003. - С. 560.

20. Афанасьева Р.Ф., Матюхин В.В. Лосик Т.К., Патент № 2221479 на изобретение "Способ прогнозирования частоты сердечных сокращений в производственных условиях" М- 2004.

21. Лосик Т.К., Афанасьева Р.Ф. Сравнительная оценка различных способов нормализации теплового состояния человека после охлаждения его в водной среде // Ж. Медицина труда и промышленная экология. - 2004. - №5. - С. 1217.

22. Афанасьева Р.Ф., Лосик Т.К., Прокопенко Л.В. Некоторые показатели теплового состояния и здоровья горнорабочих, подвергающихся сочетанному воздействию охлаждающего микроклимата и вибрации. Тезисы доклада на Третьей Республиканской научно-практической конференции «Вопросы профилактической медицины в регионах Крайнего Севера» - 2004. - С.2.

23. Лосик Т.К. Сравнительная оценка рахчичных способов нормализации теплового состояния человека после охлаждения его в воде Тезисы доклада на международном симпозиуме «Холодовой стресс: профилактика и здоровье» ГУ НИИМТ РАМН. - 2004. - Москва. - С. 3.

24. Афанасьева Р.Ф., Лосик Т.К., Иванов И.В., Ажаев А.Н., Дворников М.В, Зайцев А.Г. Методические рекомендации по физиолого-гигиеническому обоснованию методов и средств предупреждения охлаждения военнослужащих в воде // утв. ГНИИИ ВМ МО РФ - 2004. - Москва. - 12с.

25. Афанасьева Р.Ф., Лосик Т.К. Критерии оценки теплового состояния человека при охлаждении его в воде и на воздухе // Тезисы доклада на IV Международном Научно-практическом конгрессе «Медико-экологические проблемы лиц экстремальных профессий: работоспособность, здоровье, реабилитация и экспертиза профессиональной пригодности» - 2004.- Москва. 2с.

26. Афанасьева Р.Ф., Лосик Т.К. Влияние средств индивидуальной защиты на тепловое состояние работающих в нагревающем микроклимате и его оценку // Тезисы доклада на 111 Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» М.- 12-14 октября 2004.- 2с.

27. Афанасьева Р.Ф., Бобров А.Ф., Лосик Т.К., Суворов В. Г. Прогнозирование оптимального микроклимата по комплексу показателей // Тезисы доклада на 111 Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» 12-14октября М. - 2004. - 1с.

28. Лосик Т.К. Некоторые способы профилактики холодового стресса

при иммерсионной гипотермии // Тезисы доклада на IV Международном Научно-практическом конгрессе «Медико-экологические проблемы лиц экстремальных профессий: работоспособность, здоровье, реабилитация и экспертиза профессиональной пригодности 18-22 октября 2004. - С. 2.

29. Лосик Т.К., Афанасьева Р.Ф. Показатели теплового состояния человека, соответствующие отказу от дальнейшего пребывания в холодной воде, и оценка различных способов его нормализации // Ж. Медицина труда и промышленная экология, -2004. - № 2. - С. 11-20.

30. Афанасьева Р.Ф., Антонов А.Г., Лосик Т.К., Бессонова Н.А. Влияние средств индивидуальной защиты на тепловое состояние работающих в нагревающем микроклимате и его оценку // Ж. Медицина труда и промышленная экология. - 2005.- № 5. -С. 14-15.

31.Лосик Т.К., Афанасьева Р.Ф., Ажаев А.Н. Об эффективности применения различных обогревающих устройств в морском спасательном костюме (МСК) // Бюллетень научного совета Медико-экологические проблемы работающих. - 2005. - № 1. - С. 40-44.

Отпечатано в 0ОО«Аведа» 117342, Москва, ул. Введенского, д.8, тел. 332-50-94.

Подписано в печать 23.05.2005 г. Формат 60x90 1/16. Тираж 100 экз. 2.0 п.л. Бумага New SvetoCopy.

ы.

m

Актуальность, проблемы*

Охлаждение человека в воде при аварийных ситуациях и его спасение на протяжении многих столетий остается актуальной» проблемой?медицины. Интерес к этой тематике значительно возрос, в последние 60 лет, когда стали публиковаться? материалы специальных лабораторных исследований и клинических наблюдений [26,45,47,69,105,111,121,126, 130,160,216 и др.]. Это связано с тем, что в настоящее время количество пострадавших от переохлаждения; в воде в результате морских катастроф, вызванных различными? причинами; довольно* велико и постоянно растёт. Так, по» данным Королевского общества Предотвращения аварий каждый год от 400? до 1000 англичан гибнут при аварийных обстоятельствах, в холодной воде [111]. По данным на 2000 г. в Германии из 736 человек оказавшихся в воде по - тем или иным причинам не удалось спасти? 194 человека [83]. Как свидетельствуют данные М. Н. Александрова [8],. при гибели; боевых и транспортных судов в период Второй мировой войны две трети человеческих жертв, т. е. около 30 000 человек, были обусловлены переохлаждением в воде:.

Одним из? основных: поражающих факторов; воздействующих: на человека: после: попадания? в воду, является иммерсионная гипотермия (потеря тепла организмом человека при нахождении его в холодной: воде, приводящая? к снижению глубокой! температуры тела); обусловливающая: истощение энергетических ресурсов, расстройство дыхания, развитие гипоксии, снижение резервных возможностей. Среди: факторов, обусловливающих развитие гипотермии, наиболее существенными являются температура воды, продолжительность пребывания в ней, использование одежды, не соответствующей по своим защитным: свойствам? неблагоприятным: условиям, низкая индивидуальная устойчивость организма к переохлаждению [8,14;21,25Д 05,112,114,132]. Риск поражения; человека холодом увеличивается, если по различным причинам (по незнанию, по забывчивости, а иногда и в результате пренебрежения опасностью получения холодовой травмы) не принимаются должные меры для его предупреждения. Такие, как: не применение (позднее применение) фармакологических средств, повышающих резистентность организма к холоду [9,20,22,24,27,41,45,82,99,108]; не проведение инструктажа и обучающих профилактических мероприятий, направленных на выживаемость» при холодовых поражениях в воде, и, следовательно, не выполнение адекватных поведенческих действий; отсутствие предварительной холодовой адаптации; недостаточные физическая подготовка и выносливость; низкие морально-волевые и профессиональные качества; несвоевременное использование средств спасения и теплозащитных устройств [37,61,68,70,72,148,159,160], от которых зависит жизнь и здоровье авиаторов, моряков; военнослужащих, рыбаков, нефтяников на морских шельфах, строителей мостов, пассажиров и др.

Основные физиологические механизмы охлаждения человека в воде и вопросы этиологии иммерсионной гипотермиии отражены в ряде работ отечественных и зарубежных авторов

25,30,105,114,118,132,138,139,142,152,159,160,176,212 и др.]: Однако, проблема профилактики холодового стресса при иммерсионной гипотермии, включающая оценку адекватности средств; спасения, обеспечивающих выживание человека при аварийных погружениях; эффективности средств нормализации теплового состояния человекам после пребывания в воде; а также прогнозирование продолжительности безопасного пребывания человека в воде, т.е. времени, отведённого поисково-спасательным службам для организации эффективной помощи, в настоящее время остаётся не до конца решённой; хотя и весьма важной. Это обусловливает цель исследования.

Цель исследовании: Создание физиолого-гигиенической основы для разработки мер профилактики холодового стресса, обусловленного нахождением человека в водной среде. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1) изучить функциональное и тепловое состояние человека, находящегося в холодной? воде (без одежды) при различной ее температуре, и определить критерии! его оценки;

2) исследовать различные г способы нормализации температурного гомеостаза и функционального состояния человека после пребывания его в холодной воде и на основе анализа полученных данных определить t наиболее адекватные и эффективные из них;

3) провести сравнительную; оценку новых средств и способов, направленных на профилактику холодового стресса в воде и рекомендовать на; основе этого наиболее эффективные, - с позиций снижения теплопотерь организма;

4) исследовать тепловое и функциональное состояние наблюдаемых лиц, находящихся? в холодной? воде при различной температуре при использовании в морском спасательном; комплекте (МСК) различных источников тепловыделения (электронагревательные элементы и теплофизические: грелки) < с целью выявления наиболее эффективных из них и приемлемых для эксплуатации в реальных условиях;:

5) разработать способ интегральной оценки? условий! охлаждения человека с; учётом использования различных средств индивидуальной' защиты, температуры воды и» прогнозирования? продолжительности; безопасного пребывания; человека в? холодной? воде, в целях определения* времени; необходимого для оказания эффективной помощи пострадавшим.

Научная новизна и теоретическая» значимость

1. Определены критерии оценки теплового состояния* организма человека, соответствующие пределу субъективной * переносимости холодовой нагрузки при нахождении в водной среде; показаны различия в терморегуляторных реакциях человека, подвергающегося охлаждению в водной и воздушной средах.

2. Представлено физиолого-гигиеническое обоснование требований* к средствам? и методам предупреждения» охлаждения* человека в воде с позиций; сохранения теплового состояния человека на допустимом уровне в течение длительного времени при аварийных ситуациях.

3; Дано физиолого-гигиеническое обоснование по применению различных способов; восстановления теплового состояния? человека после охлаждения в воде.

41 Разработаны математические модели, позволяющие прогнозировать тепловое и функциональное: состояние человека, находящегося в воде с учетом её температуры, длительности пребывания; вида- используемых средств защиты.

Практическая значимость работы; внедрение в практику

1. Па основе исследования динамики;теплового состояния» человека после нахождения в холодной воде: рекомендованы способы его обогрева наиболее эффективные с позиций дальнейшего прекращения» падения глубокой температуры тела и определено время в зависимости от способа обогрева, достаточное для её нормализации.

2. Показана эффективность использования; источников выделения? тепла в комплекте с морским спасательным костюмом;, позволяющая? существенно увеличить! продолжительность пребывания? в. холодной; воде. Продемонстрированы преимущества применения? электронагревательных элементов (перед термофизическими; грелками), обеспечивающих более равномерный обогрев: поверхности; тела и наиболее* физиологическую топографию температуры кожи человека.

3. Разработаны предложения к усовершенствованию теплозащитного комбинезона ТЗК, применяемого в комплекте с МСК и ВМСК, и внедрены на НПО «Вымпел»

4. Для поисково-спасательных служб представлены, корреляционные модели, позволяющие: дать интегральную оценку условиям; охлаждения терпящих бедствие с учётом использования различных средств индивидуальной! защиты, температуры, воды и длительности пребывания? в ней в целях прогнозирования продолжительности: безопасного пребывания в холодной воде.

Материалы работы использованы при подготовке следующих документов:

- Методических рекомендациях; «Методы и средства профилактики» холодового стресса при иммерсионной гипотермии» (Приложение);

- Руководства- Р. 2.2.755-99' «Гигиенические критерии? оценки! и классификация? условий труда: по показателям вредности и опасности факторовз производственной1 среды, тяжести; и? напряженности трудового процесса». — Mi: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999 г. - 192 с.

- Патент № 2204937 на изобретение "Способ определения содержания тепла в организме человека. М.- 2003.

- Патент № 2221479" на изобретение "Способ прогнозирования; частоты? сердечных сокращений в производственных условиях". М.- 2004.

Апробация; работы. Результаты; работы доложены и обсуждены на: Межд. конф. «Медицина труда вгЗ-ем тысячелетии», 23-25 июня 1998г., г. Москва;: Российской конференции? «Организм и окружающая среда: жизнеобеспечение: и: защита человека в экстремальных условиях» 26-29 сентября8 2000 г., г. Москва; 111 Всероссийском конгрессе «Профессия: и: здоровье» 12-14октября 2004г., г. Москва; международном симпозиуме «Холодовой стресс: профилактика» и здоровье» 19-20октября 2004г., г. Москва; IV Международном Научно-практическом конгрессе «Медикоэкологические проблемы лиц экстремальных профессий: работоспособность, здоровье, реабилитация и экспертиза: профессиональной пригодности 18-22 октября 2004г., г. Москва, Учёном Совете НИИ медицины труда РАМН, 21 февраля 2005.

Диссертационная? работа апробирована? наг факторной® комиссии» Профессиональные риски? и здоровье работающих: при воздействии! физических факторов! 22 апреля 2005г.

Положения, выносимые на защиту:

1. Пребывание в воде при температуре 2-18 °С сопровождается (в пределах субъективной^ переносимости) значительным! снижением, температуры «оболочки» телаг (до 18,5±0,1°С) при несущественном изменении температуры «ядра» тела (до 36,6± 0,05°С), выраженным увеличением артериального давления и частоты сердечных сокращений, возникновением мышечной дрожи.

2. Последействие холодовой нагрузки • (после пребывания в воде) сопровождается снижением температуры «ядра» тела, при некотором увеличении температуры «оболочки» тела, усилением дрожи, которое, однако, не компенсирует, теплопотери «ядра» тела: Стабилизация температуры тела ш последующая её нормализация возможны лишь при использовании средств, направленных на уменьшение теплопотерь организма в окружающую среду и обогреве поверхности тела и верхних дыхательных путей:.

З.Эффективными (из; исследованных) способами? нормализации теплового состояния организма после пребывания в холодной воде являются: применение гидромассажа в водной среде с температурой 38±1°С в течение 20 минут и пребывание в сауне при температуре 65± 5°С в течение 10 минут.

4. Разработанная математическая модель, отражающая взаимосвязь показателей функционального состояния человека, находящегося» в холодной?воде, с комплексом факторов, обусловливающего термическую нагрузку на организм, даёт возможность прогнозировать, степень его; охлаждения с учётом температуры воды, длительности пребывания! в • ней и используемых СИЗ:

5. Использование источников тепловыделения в виде электрообогрева и ТФГ в; средствах индивидуальной! защиты (МСК в комплекте с ТЗК) является: эффективным способом профилактики охлаждения в; воде, способствующим! поддержанию температурного гомеостаза и сохранению теплового состояния человека на допустимом уровне в течение от 2-х до 3-х часов? при температуре воды от 2 до 16 °С соответственно.

Личный i вклад автора; Материалы, изложенные в диссертации, получены в результате исследований; в которых автор являлась, ответственным» исполнителем следующих НИР:: «Разработка? медицинских рекомендаций • по практическому использованию» средств обогрева военнослужащих после нахождения: в: холодной: воде в ходе применения индивидуальных и: групповых методов спасения», шифр Обогрев-3» (2002), инв. № 7005; «Физиолого-гигиеническое обоснование методов и:средств: предупреждения охлаждения: военнослужащих в: воде», шифр * «Иммерсия», (2004), инв. №: 0074 и - ответственным: исполнителем за раздел НИР «Разработка: медицинских рекомендаций: к средствам: восстановления' теплового» состояния: военнослужащих на различных этапах: эвакуации: после охлаждения», шифр «Обогрев-2» (2000), инв. №1А34. Исследования: проведены на:основании заказа ГВМУ МО РФ, при совместном: участии; НИИ медицины труда и ГНИИИ ВМ МОРФ в соответствии с Договороами о научно-техническом! сотрудничестве и взаимных услугах между упомянутыми институтами от 4.03.1998г. и от 10.01. 2004 г. Автор: принимала непосредственное участие в теме «Разработка принципов ; и г методов оценки комбинированного воздействия физических факторов внешней среды и трудового процесса на организм человека» (№2007) ГУ НИИ МТ РАМН.

Во всех исследованиях, включённых в диссертацию, автором выполнены: обоснование и формулирование цели и задач исследования, планирование, организация и проведение экспериментальных и натурных исследований, участие в сборе основного первичного материала, его статистической и математической обработке, анализ литературных данных и материалов собственных исследований, их систематизация, обобщение, формулирование положений, выносимых на защиту, выводов, написание научных отчётов.

ВЫВОДЫ

Определены критерии? теплового состояния организма; человека,, соответствующие субъективному отказу от дальнейшего пребывания в холодной воде. Показано; что отказ происходит при более низких значениях средней; температуры; тела, чем на воздухе, что создаёт бо'лыиую опасность развития гипотермии, по причине непринятия своевременных мер по снижению холодовой; нагрузки и организации спасения; человека. Выявлены особенности терморегуляторных реакций; при использовании; обогревающих средств, выражающиеся в более существенном снижении температуры «ядра» при относительной стабилизации температуры «оболочки».

2.После прекращения холодовой: нагрузки; (в водной среде) происходит дальнейшее охлаждение человека, по причине которого необходимо проведение мероприятий по нормализации теплового состояния человека:

3:Наиболее эффективным способом нормализации теплового- состояния организма после воздействия на него холодной воды является пребывание в сауне при температуре 65± 5 "С, которое по истечении 10-ти минут способствует восстановлению температура «ядра» и: «оболочки» тела. Улучшению таких показателей теплового; состояния, как средневзвешенная температура кожи, теплоощущение (до их комфортных значений) способствует гидромассаж в водной среде с температурой 38 °С в течение 20 минут. Однако, более медленно восстанавливается температура тела, комфортного уровня она достигает лишь спустя 30 минут пребывания в помещении при температуре воздуха 21 ± 1 °С и при внешней тепловой изоляции человека, равной 0,8 clo.

4.Эффективным средством нормализации; глубокой температуры, тела после охлаждения в водной; среде является физическая нагрузка, которая при; температуре воздуха; 20 °С способствует восстановлению всех показателей; теплового состояния до исходных значений? через; 20 минут, однако требуется регламентация ее применения, касающаяся учёта уровня предшествующего охлаждения и физического состояния пострадавшего.

5.Предотвращение развития вторичной гипотермии и нормализация теплового состояния; организма непосредственно на спасательных средствах в ходе эвакуации пострадавших могут быть обеспечены подачей подогретого воздуха (t„=40-45°C в пододёжное пространство спасательного жилета в течение 20 — 30 минут), использованием воздушного душирования (t„ =40-45 °С) в течение 20 -30 минут, при температуре окружающего воздуха 21±1 °С, согреванием; в «альфа-капсуле» при температуре до 65°С в течение 40-минут, применением пледа с электрообогревом (при температуре окружающего воздуха не ниже - 4 ОС) в течение 40-60 минут.

6. Использование источников тепловыделения в виде электрообогрева и термофизических грелок в комплекте морского спасательного и теплозащитного костюмов является эффективными средствами профилактики охлаждения в воде. Они компенсируют имеющиеся теплопотери, способствуют поддержанию температурного гомеостаза и сохранению теплового состояния человека на допустимом уровне в течение от 2х до Зх часов при температуре воды от 2 до 16 °С соответственно. Применение электрообогрева обеспечивает более равномерный приток тепла к поверхности тела человека, его действие во времени более стабильно и не вызывает нежелательного перегрева организма.

7. Математические модели, разработанные для прогнозирования уровней изменения функционального и теплового состояния человека, позволяют определить интегральный показатель условий охлаждения, объединяющий комплекс факторов, обусловливающий тепловой обмен организма в водной среде, а также максимально-допустимую продолжительность пребывания человека в холодной воде в зависимости от условий охлаждения и в т.ч. при использовании морского спасательного костюма в комплекте с различными способами обогрева поверхности тела.

8.На основе использования комплексной оценки теплового и функционального состояния организма разработаны мероприятия по профилактике переохлаждения при аварийном погружении человека в воду, в период его пребывания в воде в защитном снаряжении, а также меры по нормализации теплового состояния пострадавших после пребывания их в водной среде, с целью предупреждения случаев иммерсионной гипотермии, сохранения здоровья человека и его работоспособности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Количество пострадавших от переохлаждения; в воде огромно, постоянно растёт, и этот факт остро ставит медицинскую проблему профилактики; холодового стресса в условиях водной: среды,, решить которую без: проработки; медико-биологических вопросов, касающихся: охлаждения; человека: в воде, невозможно

25,30,105,114,118,132,138,139,142,152,159,160,176,212,230 и др.]. При попадании человека в холодную воду по различным причинам; происходит потеря;тепла организмом человека, приводящая? к его переохлаждению, и, как следствие, к развитию* множественных изменений в различных системах; и: органах. Сложные комбинации? этих изменений формируют компенсаторно-приспособительную реакцию? организма на холодовой фактор; [3,48,49,50,54,64,76,78 и: др], аналогичную таковой; как при: «адаптационном синдроме» Селье [93]. Совокупность защитных реакций; организма,, возникающих у человека при: холодовых воздействиях, превышающих допустимый; уровень, обусловливает состояние: напряжения - «холодовой: стресс». Когда компенсаторно-приспособительные реакции становятся недостаточными, температура тела снижается, возникают последовательно; развивающиеся; тормозные процессы в коре; подкорковых отделах: головного мозга; и понижение обмена веществ. Таким образом, холодовая травмаs приводит к истощению регуляторных и компенсаторных механизмов; нарушению* гомеостаза и метаболической разрегулированности организма, возникновению локального и общего переохлаждения. Исследованиями; многих авторов; [51,55,56,65,66,69,87,105,106,107,184] показано, что ни одна функциональная система организма при; острой гипотермии не остаётся нейтральной. Наиболее глубокие и серьёзные изменения происходят в системе терморегуляции и сопряжённых с ней системах: центральной нервной; сердечно-сосудистой и мышечной. Изменения; эти зависят от уровня понижения температуры тела [6,21,55,66,95,105,125,133.145]. Развитие иммерсионной гипотермии? проявляется, главным? образом, в истощении энергетических ресурсов, расстройстве дыхания, развитии гипоксии, снижении резервных возможностей гормональных систем, нарушении? сердечной деятельности, психических расстройствах. Температура? воды, продолжительность. пребывания? в? ней, использование одежды и снаряжения; не соответствующим? по своим защитным свойствам? неблагоприятным условиям, - наиболее существенные факторы, влияющие на развитие гипотермии? [8,14,21,25,105;112,114,132]. Многие? авторы [30,31,51,74,105 и др.] выделяют следующие периоды в течение холодовой. болезни: устойчивой компенсации, неполной? компенсации; декомпенсации; необратимых изменений.

Охлаждение человека в воде может протекать по типу стрессовой? реакции? на сверхсильный? экстремальный* раздражитель. Мощный! поток афферентных импульсов (в результате обширного раздражения?холодовых рецепторов? кожи; особенно? лица); обладает «шокогенным» действием, вызывая? «холодовое торможение» в ЦНС [67], нарушение функции; дыхания? и сердечной деятельности на фоне большого? кислородного запроса? организма; связанного с активацией терморегуляторного метаболизма: [134,146,177]; Эти? изменения? вызывают состояние «холодового шока» [195;218]; при котором резко снижаются? возможности организма в борьбе с холодом и человек погибает, причем гораздо раньше; чем температура тела достигает критических величин.

Острое общее переохлаждение в воде имеет характерные условия? возникновения: аварийная ситуация в условиях водной? среды, недостаточное (несвоевременное и неполное) использование? средств коллективного и индивидуального спасения и теплозащитных средств, не подготовленность людей, совершение неадекватных и неумелых действий на воде, паника. Анализ многих холодовых травм, как единичных,, так и массовых поражений в мирное время; а также во время боевых действий показал, что поражение холодом в большинстве случаев становится возможным; когда, либо по незнанию, либо по забывчивости; а иногда и в результате пренебрежения опасностью холодовой травмы не используются! возможные средства по её предупреждению [5,6,33,37,45,51,55,77,145 и др.].

Способ» повышения; устойчивости; человека; к охлаждению и его работоспособности, коррекция? его психического состояния; в холодной воде; с помощью фармакологических препаратов; перспективен? ш достаточно привлекателен по своей простоте и доступности. На протяжении многих лет ведутся; соответствующие научные исследования; однако на сегодняшний? день, нет единого мнения; об эффективности; исследуемых препаратов; в условиях охлаждения

20,22,27,35,41,43,45,82,99,108,226 и др]. Действие алкоголя; имеет двухфазный* характер:; небольшие дозы; оказывают стимулирующий; эффект нежелательный при острой; гипотермии; большие — увеличивают устойчивость организма к охлаждению, но- одновременно могут вызвать расстройства поведенческих реакций, что снижает шансы на спасение [11,58,146,171].

По; мнению К.П. Иванова [46] \ следует с большой осторожностью * относится к гормональным и фармакологическим стимуляторам теплопродукции и сосудистых реакций: Организм человека сам но себе в экстремальной ситуации быстро достигает предела» физиологических возможностей в виде повышения теплопродукции и резкого сужения кожных сосудов. Попытки неадекватной стимуляции обмена могут ухудшать положение организма и привести к нарушению нормальных защитных реакций. Тело человека в воде с температурой около 0 "С охлаждается с огромной скоростью, и не. следует надеяться, что какие бы то ни было гормональные препараты или фармакологические средства могут снизить теплопроводность тканей или повысить теплопродукцию в 2-5 раз сверх предела естественной реакции. Имеющиеся достижения в исследованиях в направлении профилактики охлаждения с иомоь;:^, фармакологических препаратов на сегодняшний; день можно рассматривать лишь как этап на пути решения этой проблемы.

Проблема профилактики холодового стресса при; иммерсионной гипотермии охватывает круг следующих вопросов: совершенствование и разработка средств и методов спасения человека; оказавшегося в холодной воде; обучение его уверенным действиям, направленным на выживание в экстремальных условиях водной среды; обоснование эффективности мероприятий по нормализации теплового и функционального состояния? человека после пребывания в холодной воде; прогнозирование времени переносимости холодового воздействия; т.е. времени, отведённого для спасения; пострадавших от иммерсионной гипотермии при; действии комплекса факторов, её обусловливающих,, для; организации; своевременной помощи.

В результате проведённых сравнительных физиолого-гигиенических исследований было показано, что тепловое состояние обнаженного человека, подвергающегося охлаждению в водной среде; изменяется; существенно в большей степени, чем в воздушной (таблица 3.1.1 и 3.1.2). Так, при температуре воздуха +10 иС и температуре воды 10 "С дефицит тепла в организме (на 20-той минуте) составлял соответственно +3,1 и +15,9 кДж/кг. Представленные данные показали, что объективные показатели теплового состояния человека, соответствующие субъективному отказу от дальнейшего пребывания в воздушной и водной; средах несколько различаются между собой. Были определены критерии теплового состояния организма человека, соответствующие субъективному отказу от дальнейшего пребывания в воде. Показано, что отказ от пребывания; в водной среде происходит при более низких значениях температуры тела и кожи, соответственно при 36,9 ± 0,2°С и 18,5± 0,2°С, чем в воздушной, (37,3 ± 0,1 °С и 25,8- 21,9°С), что создаёт большую опасность развития гипотермии из-за Go'лыией скорости охлаждения человека в водной среде, чем в воздушной.

Характер ответных реакций сердечно-сосудистой системы, как правило, определяется; степенью охлаждения, организма. Напряжение регуляторных механизмов; термогенеза, выраженная; централизация? кровообращения в покое; приводят, к увеличению частоты, сердечных сокращений;, ударного; объема* и артериального» давления [3,67]. Падение температуры тела приводит к противоположным сдвигам в функционировании; сердечно-сосудистой; системы. Частота сердечных сокращений снижается; в результате замедления активности синусового узла; снижения проводимости и скорости; сокращения; миокарда (пролонгированная; систола). Урежение пульса обычно соответствует снижению' ректальной; температуры; (линейная; зависимость). Сердечный; выброс падает на 10-57 %, развивается гипотензия [55].

Интенсивное охлаждение человека; во время нахождения; в воде: и продолжающееся после выхода из неё, требует применения эффективных адекватных; мер; по выведению организма; из состояния; гипотермии; Недостаточно» только; поднять человека; на борт спасательного средства! из; водной стихии; необходимо предотвратить наступательное действие гипотермии (последующее снижение; глубокой; температуры тела, так наываемый эффект «afterdrop» («последействие»), т.е. вторичная гипотермия, - гипотермия, продолжающееся и после выхода из холодной воды). Для этого» необходимо проводить согревание пострадавших непосредственно на средствах спасения (в зависимости от возможностей; транспортного средства), на различных этапах; эвакуации и в; стационарных условиях; [5,22,32,36, J 05, J 49, J 51, J 54, J 55, J 60,167,170,175,204,208,211,224,227,228].

Известные в; настоящее время; способы обогрева; оправдывают свое предназначение, но и их практическое применение может быть ограничено по причине недостаточного физиолого-гигиенического обоснования. Как правило, при оценке эффективности способов обогрева авторами используется только один из показателей теплового состояния организма -скорость восстановления? глубокой температуры тела. Значения других показателей не приводятся.

Результаты, проведённых нами исследований, выявили, что пребывание человека, одетого- в одежду с теплоизоляцией 0,8 clo; при? температуре воздуха 2Г °С после выраженного его охлаждения в воде, может оказаться? опасным! с позиций! последующего усиления? гипотермии. Поэтому требуется проведение активных более эффективных согревающих мероприятий, направленных на нормализацию теплового состояния4 организма (таблица 3.1.3). Согласно полученным данным, таковыми могут быть вдыхание подогретых до 34,4°С, как воздуха, так и гелиокислородной: смеси посредством? аппарата* «Геофарм», что? способствует некоторому улучшению» показателей теплового состояния? организма: человека,, однако восстановления' теплового состояния до должного уровня не наблюдает ся. Этот факт согласуется с данными; зарубежных исследователей [ 160,184,205], указывающими на то; что согревание через;дыхательные пути малоэффективно ? и может применяться * только в * сочетании; с: пассивными и: другими активными способами обогрева.

Более благоприятным было применение гидромассажа в водной среде с: температурой; 38°С с последующим; пребыванием: человека; (после гидромассажа)? в помещении при? температуре воздуха 21°С в течение 30 минут (при его s внешней; теплоизоляции 0,8 clo); Наиболее эффективным г средством нормализации! теплового состояния» организма; после плавания: в холодной? воде, как было выявлено, является? пребывание в сауне при: температуре воздуха? 65°С в течение 10-ти минут. При? этом? в первую очередь нормализуется температура кожи «оболочка».

В процессе исследований? была выявлена; также положительная роль физической нагрузки? в нормализации теплового состояния организма. Следует отметить важность того, что ходьба в? течение 20-ти минут по тредбану с различной скоростью (от быстрой? ходьбы до бега) ускоряет восстановление глубокой температуры тела до исходного уровня. При этом имеются сведения [156], что при софевании физической нагрузкой существует обратная; зависимость между количеством жировой ткани в организме и скоростью согревания. Принимая? во внимание этот факт, необходимо» при г выборе этого способа- обогрева учитывать, массу тела человека и его конституцию.

Из числа; коллективных спасательных средств обычно используются шлюпки; и надувные крытые плоты. Опыт показывает: они эффективны только на судах с немногочисленным экипажем (транспортных, специального назначения; военных), состоящим из профессионалов, одетых в непромокаемую одежду- с необходимыми? теплозащитными- свойствами. Уязвимыми на борту остаютсяшассажиры,. ввиду отсутствия; обогревающих средств и своей неподготовленности: к действиям в экстремальных условиях.

В результате проведённых исследований? проведена: сравнительная: оценка эффективности применения обогревающих устройств непосредственно на спасательных средствах в ходе эвакуации пострадавших. Установлено, что? применение? пледа с электрообогревом при температуре окружающего воздуха: не ниже - 4 °С предотвращает развитие вторичной: гипотермии и способствует восстановлению показателей: теплового! состояния: человека после его пребывания в холодной воде 1±1 °С в течение 40-60 минут (таблица 3.2.1.1). Более эффективно использовать на средствах спасения: подачу подогретого* воздуха в пододежное пространство под спасательный: жилет, используя? автономные источники? энергии; В течение 20 — 30 минут тепловое состояние организма: нормализуется! после: пребывания: человека: в холодной воде (таблица 3.2.1.2). На более крупных морских судах, катерах эфективно использовать обогрев: в потоке подогретого ? до 45± 5 °С воздуха, от отопительного агрегата АО ? ЭВО-3. Теплое воздушное душирование в течение 20-30 минут при температуре окружающего; воздуха 21± 1 °С способствует нормализации теплового состояния группы лиц (до 5-ти человек). Согревание человека в «альфакапсуле» при температуре до 65°С приводит к восстановлению показателей теплового состояния человека в течение 40-м и нут до исходных величин (таблица 3.2.1.4). Снижение дефицита тепла осуществляется главным образом за счёт согревания «оболочки». Повышение глубокой температуры происходит по мере накопления тепла в поверхностных слоях тканей организма, вследствие чего может иметь место их перегревание. В связи с этим регламентируется время пребывания в «капсуле» и критерием его ограничения; является температура кожи, величина которой должна быть. в допустимом диапазоне [71]. При наличии дополнительных данных, необходимых для: обоснованной; регламентации времени; пребывания; в «капсуле», этот метод может быть рекомендован к применению. Перечисленные способы обогрева человека после охлаждения в. воде могут быть рекомендованы к применению на коллективных средствах спасения» на этапах эвакуации.

Профилактика переохлаждения человека путём использования обогревающих устройств в индивидуальных средствах спасения, в частности в гидрокостюмах, до настоящего времени не применялась. В результате проведённых нами исследований было показано, что длительное сохранение теплового баланса человека при: использовании термозащитных изолирующих костюмов без применения дополнительных источников тепла не может быть обеспечено. Необходима компенсация, теплопотерь организма; путем повышения; теплоизоляции одежды и снаряжения с использованием; более совершенных материалов и эффективных технических решений. Вследствие портативности термофизических грелок и удобства в эксплуатации (быстрота запуска, небольшая масса, многократность использования), их применение перспективно. Однако принципиальное значение имеет решение вопроса о правильном, с точки зрения обеспечения адекватного расположении тепловыделительных элементов (различного вида) на поверхности тела человека. В связи с этим были исследованы терморегуляторные реакции различных областей тела в целях определения rex, обогрев которых наиболее эффективен с позицй нормализации теплового баланса организма в целом. Показано, что наиболее целесообразен; обогрев областей тела, нуждающихся в этом в большей степени (шея, грудь, плеч и; предплечья^ спина, бёдра, голени) [62]. Анализ результатов наших исследований показал, (таблицы 4. К2, 4.2.1. 4^2.2, 41311) что использование дополнительных обогревающих устройств в;МСК в виде электрообогрева и ТФГ является эффективным:. Так, средняя температура тела ( tr) после двухчасового пребывания человека в воде при температуре 16 °С при использовании МСК с электрообогревом сохранялась на уровне допустимого значения и составляла 35,5°С. При? использовании МСК без; электрообогрева г средняя температура! тела уже на 110 минуте пребывания в воде практически;достигла; прельно- допустимого значения [71]. При этом средневзвешенная температура кожи; человека, пребывающего на плаву в холодной? воде 9 °С одетого в МСК с использованием электрообогрева сохранялась в течение 2-х часов на допустимом уровне, в то время, как без обогрева; она; постоянно снижалась и по истечение 2-х часового периода наблюдений достигла 29.7°С (ниже допустимого уровня). Показано, что у человека, одетого в; МСК с использованием. электрообогрева дефицит тепла в организме практически отсутствовал; (± 1 кДж/кг), в то время, как без использования; электрообогрева; он достигал +6,4кДж/кг, что превышает предельно-допустимый уровень, Has 33% . Наибольший интерес с позиций оценки? эффективности; защиты от охлаждения; представляют данные теплового состояния организма, полученные при испытании? МСК при более низкой температуре воды; (2°С). Средневзвешенная температура; кожи человека при использовании электрообогрева сохраняется; в течение 2-х часов; на уровне допустимой (таблица 3.3.3.1). Применение ТФГ7 на протяжении первых 20-ти минут привело; к большему увеличению средневзвешенной; температуры; кожи; ( t k) (до 38°С), что; субъективно оценивалось как «жарко» со средним;баллом 7,0. (рисунок 3.3.3.1) процессе эксперимента, с 30 по 120 минуту грелки расходовали свой ресурс, тепла выделяли-меньше и к концу экспозиции теплоощкщения оценивались, как «слегка прохладно» со средним баллом «3,0». Однако, хотя значения? средневзвешенной температуры кожи ( t^) и др. показателей оставались на более высоком уровне выше, чем при; использовании электрообогрева; Это1 указывает на то, что теплоощущение определяется; не- только уровнем температуры кожи, но и её: перепадом» во времени, т.е. скоростью охлаждения,, что следует учитывать при; прогнозировании» теплового состояния человека. В связи с указанным можно предположить, что в случае когда грелки израсходуют свой: ресурс; полностью, охлаждение человека; будет происходить быстрее, чем при отключении электрообогрева, т.е. когда аккумулятор? также израсходует свой ресурс. Нежелательный; эффект при? использовании?источников тепла; может заключаться в перегреве организма и последующим; охлаждении после прекращения? их действия. Во избежание этого, необходимо лишь компенсировать повышенные теплопотери в целях поддержания температурного гомеостаза. Также было показано, что при одинаковой продолжительности пребывания» на плаву, одетых; в МСК с электрообогревом, с ТФГ и без обогрева при близких значениях температуры тела электрообогрев обеспечивает более стабильные во времени комфортные теплоощущения со средним баллом «4». Так же было выявлено, что применение термофизических грелок без достаточной внешней теплоизоляции и защиты от воды может быть причиной глубокого охлаждения за счёт существенного увеличения теплоотдачи в результате локального; расширения сосудов; кожи. В настоящее • время •< МСК и > В МСК применяют лишь, профессионалы, поскольку их использование требует специальных навыков. Однако необходимость более широкого применения гидроизолирующих костюмов в комплексе с обо1ревающими устройствами для лиц, чья трудовая деятельность связана с риском попадания в холодную воду (моряки, рыбаки, нефтяники на морских шельфах, строители мостов, а также пассажиры) не вызывает сомнения.

Сак указывалось выше прогнозирование безопасной продолжительности пребывания; человека в холодной? воде является важным моментом в спасении пострадавших. Представленные в литературе данные, основаны на зависимости физиологических реакций организма человека от температуры воды, защитных свойств одежды и снаряжения; от половой: принадлежности; от массы; тела, физической: подготовки, закалённости,, выносливости? и др. и являются? весьма полезными; однако? имеются: и различного плана? недостатки. В частности; поисково-спасательным службам крайне необходимо иметь информацию о времени;, отведённом» для? оказания! помощи? пострадавшим; т. е. фактически иметь данные о продолжительности? безопасного пребывания человека в холодной? воде; Хорошо организованная поисково-спасательная* служба,, обеспеченная» надёжной? информацией; может иметь, решающее значение в предотвращении?холодовых травм, угрожающих жизни. Исходя? из этого, на основе анализа полученных нами результатов исследований, были разработаны математические модели,, позволяющие интегрально оценить условия охлаждения человека и его ? вероятность применительно как к обнажённому человеку, так и одетому в различные варианты; одежды, с учётом? средств индивидуальной защиты и температуры воды.

Безусловно; профилактика? переохлаждения: в воде может быть более полной, если она будет включать в себя комплекс организационных? и обучающих мероприятий для экипажей судов, рабочих и пассажиров с целью выработки адекватных поведенческих навыков и действий при экстремальных ситуациях и? повышения; их адаптивных возможностей. Это требует проведения целенаправленного инструктажа, включающего информацию о возможности переохлаждения и его последствиях; а также о факторах, определяющих устойчивость человека к переохлаждению и способствующих спасению.

На основе: анализа? результатов собственных исследований' и литературных данных были разработаны Методические рекомендации

Методы и средства профилактики холодового стресса при иммерсионной гипотермии» (приложение), использование которых будет способствовать предупреждению случаев иммерсионной гипотермии при аварийном попадании пострадавших в холодную воду.