Способ определения уровня бодрствования оператора

Номер патента: 1821143

Авторы: Овчинников, Устюшин, Шмонин

ZIP архив

Текст

(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ БОДРСТВОВАНИЯ ОПЕРАТОРА(57) Изобретение относится к медицине, а именно к методом определения функционального состояния людей, эан я т ы х ответственной профессиональной деятельностью операторского типа, и может быть использовано для контроля функциональной активности(уровня бодрствования) Изобретение относится к медицине, а именно к методам определения функционального состояния людей, занятых ответственной профессиональной деятельностью операторского типа, и может быть использовано, например, дляконтроля функциональной активности (уровня бодрствования) водителей транспортных средств без отвлечения их от выполнения производственных обязанностей.Целью изобретения является повышение надежности контроля уровня бодрствования операторов и обеспечение достоверной оценки их функционального состояния как при наложении электродов, так и бесконтактным методом.По предлагаемому способу контроль уровня бодрствования операторов осуществляют по изменениям показателей состояйТЕНИЯ ,: водителей транспортных средств, Способ позволяет повысить надежность контроля уровня бодрствования операторов и обеспечить достоверную оценку их функционального состояния. Для этого рассчитывают показатель напряжения тврморегуляции, кэк произведение температуры "ядра" на величину внутреннего градиента (разницу температур между температурой в подмышечной впадине ы температурой тыльной поверхности кисти руки), и при отклонении указанной величины в нЭ. гревающей внешней среде на 5, а в комфортной или охлаждающей на 10 относительно исходного уровня определяют сниженный уровень бодрствования. 2 табл л ния терморегуляторных функций организма.Предложенный способ контроля уровня бодрствования основан на учете и использовании физиологических закономерностей 00 функционирования системы терморегуляции организма людей. Известно, что под-держание температурного постоянства а организма человека обеспечивается слож- ф ными механизмами регуляции теплопродук-р ции и теплоотдачи. При этом в организме различают гомойотермное "ядро" и гетеротермную "оболочку", между которыми и ется определенная разность температур ф (градиент), величина которого зависит от уровня функциональной активности организма и температуры внешней среды. В ыявлено, что центральные механизмы тврморегуляции, расположенные в переднем отделе гипоталямусэ, находятся всложной интеграции с центрами других функциональных систем, определяющих энергетический обмен и активность различных органов. В состоянии высокой функцио-нальной активности (профессиональной деятельности), состоянии функционального .покоя, дремотном и сонном состоянии параметры напряжения терморегуляторных механизмов организма различны. В состоянии покоя доля в общем теплообразовании у 10 различных органов следующая: у головного мозга - 23,25)ь, у органов брюшной полости - 58,2, органов дыхания и кровообращения - 11,63%, у мышц - 23,250 , При уменьшении функциональной активности 15 органов в них снижается интенсивность метаболизма и теплопродукции, соответственно изменяются и процессы теплоотдачи. В .зоне комфорта (при температуре воздуха 20 - 22 С, относительной влажности 30 - 20 70, скорости движения воздуха 0,3 - 0,5% м/с, температуре стен 15-35 С, эффективной температуре 14 - 24 С, перепаде температуры воздуха в направлении голова-ноги . 3 - 6 С) уровень теплопродукции у мужчин в 25 возрасте 20-28 лет равен 93-116,3 Вт, уровень теплопотерь - 93-116,3 Вт, при этом температура "ядра" = 37,2 С, а средневзвешенная температуры кожи (температуры "оболочки") равна 33,6 С, В комфортном со стоянии процессы теплопродукции и тепло- Отдачи находятся в физиологическом равновесии, а напряжение адаптационных механизмов минимально.В качестве показателя теплопродукции 35 организма предлагается испольэовать температуру гомойотермного "ядра". организма, а в качестве показателей теплоотдачирекомендуется использовать величины перепада температур: градиент внутренний 40 (равен разнице температур "ядра" и "оболочки") и градиент внешний (равен разнице температур между средой и "оболочкой", Величина теплоотдачи определяется, главным образом, интенсивностью потока кро ви от "ядра" и "оболочке", которая может менять свою толщину и теплоизолирующие свойства. Существует понятие о пойеречном температурном градиенте (передача тепла кондукцией) и продольном темпера турнОм градиенте (передача тепла с потоком крови), последний наиболее выражен на конечностях. Интенсивность кровообращения в руке с уменьшением температуры внешней среды может уменьшаться со 100 55 до 1 мл/мин на 100 см тканей.Сущность предложенного способа контроля уровня бодрствования операторов заключается в том, что суждение об уровне функциональной активности организма осуществляют по параметрам термопродукции и терморегуляции путем расчета интегрального показателя напряжения терморегуляции (О), расчитываемого как произведение интенсивности теплопродукции (характеризуемой абсолютной температурой "ядра",например, по данным измерения в подмы- . шечной впадине) на величину внутреннего градиента (перепада температур между температурой а подмышечной впадине и температурой кисти руки), и при отклонении указанной величины О за допустимые пределы подачи сигнала оператору о разбитии у него критического состояния,Указанный способ контроля уровня бодрствования операторов может быть осуществлен как бесконтактным методом (с определением температуры "ядра" и "оболочки" по данным дистанционного измерения интенсивности электромагнитного излучения в разных диапазонах инфракрасного излучения), так и при непосредственном измерении температур в помощью датчиков, наложенных, например, в подмышечную впадину и на тыльную поверхность кистей рук. Измерение температур "ядра" и "оболочки" необходимо осуществлять постоянно с регистрацией показателей каждые 1-3 минуты, В том случае, если уровень функциональной активности испытуемого поддерживается на достаточно высоком уровне, то и расчитываемый показатель напряжения терморегуляции (О) является относительно стабильным. При снижении функциональной активности ро состояния функционального покоя, и, тем более, до критического и дремотного состояния, параметры напряжения терморегуляции (О) быстро снижаются. Сравнивая показатели О с данными предыдущих измерений можно с достаточно высокой степенью достоверности определить момент наступления критического состояния и выдать сигнал оператору о необходимости активизироваться (или остановить технологический процесс или транспортное средство),Эффективность предлагаемого способа контроля уровня бодрствования операторов подтверждается следующими примерами.П р и ме р 1, Испытуемым(10 мужчинам в возрасте от 24 до 35 лет) крепили датчики температур в подмышечную впадину и тыльную поверхность кисти левой руки, Параметры внешней среды при этом укладывались в пределы комфортных значений. После измерения температуры "ядра"и определения внутреннего градиента (температура в подмышечной впадине - минус- температура тыльной поверхности кисти руки) вычисляли показатель напряжения тер 182114310 15 20 ЗО 35 40 45 морегуляции (О). Динамика изменений функционального состояния обследуемых контролировали по данным измененийбиоэлектрической активности мозга (ЭЭГ) иопределения. готовности кэкстренномудействию (ГЭД). Данные исследований закономерностей изменений напряжениятерморегуляции при различных степеняхфункциональной активности операторовприведены в табл, 1.Как видно из данных табл. 1, расчитываемый показатель напряжения функциитерморегуляции с высокой степенью достоверности отражает уровень функциональной активности и способностей к. исполнению профессиональных обязанностей,Р ри мер 2. В экспериментахсучастием 10 испытуемых исследовали измененияинтегрального показателя напряжения функц.;и терморегуляции (О) у операторов, занятых сложчой профессиональнойдеятельностью в нагрева ющем (при температуре 26 и 36 С и охлаждающем (при температуре 14 и 6 С) микроклимате. Данные 2выполненных исследований приведены в .табл. 2,Из данных табл. 1 и 2 видно, чтопредложенный способ контроля уровнябодрствования по показателям терморегу-.лятопных функций организма операторов сдостдточно высокой достоверностью позволяет рпределять момент развития критическогЬ состояния, предшествующегоразвитию дремоты, и своевременно сигнализировать ему о снижении его профессиональной надежности,Экспериментальная проверка предложенного способа подтвердила высокую информативность получаемых данных офункциональной активности операторов,Допустимой на основании проведенных исследований может быть признана величина отклонения показателя напряжениясистем терморегуляции организма операторов в,нагревающем микроклимате на 6относительно исходного уровня, в комфортном и охлаждающем микроклимате допустимы сдвиги до 12-15. При превышении указанных величин уровень функциональной активности операторов может быть расценен как критический, при котором уже вероятны периоды релаксации с отключениями от выполнения профессиональных обязанностей,Особое достоинство предложенного способа заключается в том, что ан можетбыть осуществлен при дистанционном измерении температуры "ядра" и "оболочки", т.е. бесконтактным методом.Использование предложенного способа целесообразно практиковать для контроля уровня бодрствования работниковважнейших операторских профессий, например, машинистов железнодорожных локомотивов, шоферов междугородных автобусов, водителей частного автотранспорта и т.п, Это позволит существенно (примерно на 20) снизить числа аварий на автотранспорте, снизить ущерб от катастроф на железнодорожном транспорте, повысить безопасность движения и т.п,В использовании предложенного спосаба контроля функционального состояния операторов могут быть заинтересованы предприятия МО, МЗ, МПС и других ведомств, на предприятиях которых практикуется труд операторов.Формула изобретен ияСпособ определения уровня бодрствования оператора, включающий измерение физиологических параметров, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, измеряют в динамике температуру в области подмышечной впадины и на тыльной поверхности кисти руки, рассчитывают разность полученных значений, определяют показатель терморегуляторной функции, как произведение значений температуры подмышечной впадины на полученную разность, и при отклонении значений на 5-10 иболее по сравнению с предыдущим измерением, определяют сниженный уровень бодрствования,1821143 Таблица 1 Зависимость показателей напряжения функции терморегуляции от функциональиой активности операторов, работающих в комфортных микроклиюатических условиях,Показатели функциональной активности опера-. Показэтелди теплового состояния орто ов гэнизма О (напр термо- г по ГЭД Т "ядра" вОС по ЭЭГ. Тградиент. ОС деятельность сдвига 136,2 0 33,1 . 3,7 8 ысокий 36,8 Сниженный 36,6 З,З 120,8 11,3 33,3 36,4 105,5 22,5 2,9 33,5 Низкий 90,5 33,7 Отсутсвует 36,2 33,5 2,5 2,0 47,1 Отсутствует 36,0 72,0 34,0 Таблица 2 Показатели напряжения функции терморегуляции при различной функциональной активности операторов, работающих в нагревающем и охлаждающем микроклимате.Составитель Н.ОвчинниковРедактор В,Трубченко Техред М. Моргентал Корректор. М.Шароши эз 2075 Тираж Подписное8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.113035,Москва,Ж, Раушская наб 4/5 зводственно-издательский кбмбинэт "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Активное управлениеФункцион. покойКритическоесостояниеДремотное состояниеСон. ДоминированиеР 14 Ь УПоявление юактивностиДоминирование аактивностиПоявление сонныхверетеу,Картина быстрого име енного сна

Смотреть

Заявка

4759123, 14.11.1989

Н. Д. Овчинников, Б. В. Устюшин и А. Е. Шмонин

ОВЧИННИКОВ НИКОЛАЙ ДМИТРИЕВИЧ, УСТЮШИН БОРИС ВЛАДИМИРОВИЧ, ШМОНИН АНАТОЛИЙ ЕФИМОВИЧ

МПК / Метки

МПК: A61B 5/16

Метки: бодрствования, оператора, уровня

Опубликовано: 15.06.1993

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1821143-sposob-opredeleniya-urovnya-bodrstvovaniya-operatora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения уровня бодрствования оператора</a>

Похожие патенты