Influence of the opticokinetic and statokinetic effects on the spatial orientation of the aviation profile operators

Abstract

The effect of the opticokinetic and statokinetic effects on the functional state of the organism, the spatial orientation and the quality of the performance of the operator activity is estimated. In order to provide statokinetic effects, the vestibular sample of OR-10, the opticokinetic effect, was simulated in the opticokinetic drum using virtual reality glasses. The data obtained suggest that the statokinetic effect causes a more pronounced change in the spatial orientation process. Opticokinetic effects, however, have the greatest impact on the quality of operator activity.

Full Text

Пространственная дезориентация (ПД) продолжает оставаться значимым фактором, приводящим к возникновению авиационных происшествий, а совершенствование технических характеристик авиационной техники до настоящего времени не позволяет кардинально решить проблему возникновения авиационных происшествий (АП). Изучение статистики аварийности на авиационном транспорте за последние десятилетия показывает, что количество АП, связанных с иллюзиями пространственного положения, остается на достаточно высоком уровне [2, 11-13]. Иллюзии пространственного положения возможны при выполнении полетов в сложных метеоусловиях, ночью, над безориентирной местностью, а также при активном маневрировании. В 49,2% случаев они являются результатом необычной зрительно-вестибулярной стимуляции, поскольку их возникновение происходит при сочетанном воздействии ускорений (часто на уровнях их порогового восприятия) и зрительных стимулов, не связанных с четкими наземными ориентирами [9]. Данная ситуация требует от авиационных врачей внедрения новых методик психофизиологической подготовки летного состава с целью эффективного освоения и использования современной авиационной техники. Цель исследования Изучение влияния оптокинетического и статокинетического воздействий на пространственную ориентировку операторов авиационного профиля. Материал и методы В исследовании приняли участие мужчины (n=71) в возрасте 19-22 года с диагнозом «Здоров». Первая группа (n=33) подвергалась статокинетическому воздействию, вторая (n=38) - оптокинетическому. Статокинетическое воздействие на организм испытуемых моделировалось по методике вестибулярной пробы «Отолитовая реакция-10» (ОР-10) на вращающемся кресле [10]. Все участники исследования подвергались ежедневному однотипному воздействию в течение 10 дней. Оптокинетическое воздействие на организм испытуемых моделировалось путем демонстрации в очках виртуальной реальности VR Box VR 2.0 косонаправленных черно-белых полос шириной 2 см, перемещающихся слева направо с частотой 10 Гц, имитирующих нахождение внутри вращающегося оптокинетического барабана [3]. Все участники исследования также подвергались ежедневному однотипному воздействию в течение 10 дней. Функциональное состояние (ФС) организма испытуемых до и после воздействия исследовалось с применением методики стабилометрии, являющейся неспецифическим индикатором их функционального состояния [8]. Анализировались показатели статокинезиограммы; для оценки изменений был использован интегральный векторный показатель «качество функции равновесия» (КФР), относящийся к высокодостоверным и информативным [1, 4-6]. Оценка качества выполняемой операторской деятельности испытуемых проводилась путем проведения теста «Мишень» с биологической обратной связью. Для оценки уровня пространственного ориентирования использовалась шаговая проба (Фукуды - Унтербергера). Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 [7]. После оценки изучаемой выборки на нормальность распределения применялся параметрический t-критерий Стьюдента для уровня достоверности 95% (p<0,05) и 99% (p<0,01). Результаты и обсуждение В результате проведенного исследования было выявлено, что в первой группе (статокинетическое воздействие) (табл. 1) отмечается увеличение КФР при открытых глазах (ОГ) - на 10,3% (p<0,05) на 1-й день, на 9,2% (p<0,05) - на 3-й, на 7,7% (p<0,05) - на 5-й и на 8% (p<0,05) - на 6-й день. В дальнейшем достоверных изменений КФР выявлено не было. При закрытых глазах (ЗГ) в 1-й день отмечено снижение КФР на 9,3% (p<0,05), в последующем выявлено повышение КФР: к 4-му дню - на 5,1% (p<0,05), а к 7-му - на 8,7% (p<0,05). Подобная динамика КФР после воздействия свидетельствует, вероятнее всего, о достижении определенного уровня тренированности, а также показывает, что оказываемое воздействие перестает быть стрессорным и становится активирующим ФС фактором. Увеличение же количества дней предъявлений не оказывает в дальнейшем каких-либо изменений со стороны ФС испытуемых. Во второй группе (оптокинетическое воздействие) (табл. 1) при ОГ определяется увеличение КФР на 2-й и 5-й дни на 5,8 (p<0,05) и 5,4% (p<0,05) соответственно. При ЗГ определяются: снижение КФР в 1-й день - на 7,3% (p<0,05), к 4-му дню - на 12,5% (p<0,01), затем повышение КФР на 9-й день - на 6,8% (p<0,05). Такая динамика КФР свидетельствует о том, что данный вид воздействия вызывает менее выраженные изменения со стороны ФС испытуемых, а определенный уровень тренированности достигается позднее, нежели при статокинетическом воздействии. При оценке динамики качества выполнения операторской деятельности в первой группе (статокинетическое воздействие) было установлено (табл. 2) снижение общей оценки на 10,9% (p<0,05) в 1-й день, в последующем отмечается тенденция устойчивого повышения качества выполнения операторской деятельности - к 4-му дню - 9,1% (p<0,05) и на 6-й день - 8,4% (p<0,05). В последующем подобная тенденция сохранилась, однако достоверных различий выявлено не было. Во второй группе (оптокинетическое воздействие) определяется стойкое снижение качества выполнения операторской деятельности: начиная со 2-го дня - на 17,9% (p<0,05), к 5-му дню - на 10,4% (p<0,05), в 7-й день - на 8,9% (p<0,05). Такая динамика свидетельствует о более выраженном негативном влиянии оптокинетического воздействия на качество выполнения операторской деятельности. Оценка уровня пространственной ориентировки показала (табл. 3), что в первой группе (статокинетическое воздействие) максимальная амплитуда увеличения показателя «смещение» на 75% была зафиксирована на 2-й день (p<0,01), в дальнейшем она снижалась на 3-й, 4-й и 7-й дни - на 61,9 (p<0,05), 49,6 (p<0,05) и 12,4% (p<0,05) соответственно. При оценке показателя «угол поворота» в этой группе было выявлено его максимальное увеличение на 2-й день - на 115,4% (p<0,05) с последующим уменьшением на 5-й и 6-й дни - на 88,1 (p<0,01) и 24,8% (p<0,05) соответственно. Во второй группе (оптокинетическое воздействие) достоверное увеличение показателя «смещение» было зафиксировано на 1-й день, достигнув 44,6% (p<0,05). В последующем, на 6-й день, оказываемое воздействие перестает негативно влиять и определяется уже уменьшение показателя - на 10,3% (p<0,05). При оценке показателя «угол поворота» было выявлено достоверное его увеличение, начиная с 1-го дня, - на 104,8% (p<0,01), в последующем отмечается тенденция к уменьшению негативного воздействия: снижение амплитуды увеличения показателя на 2-й и 4-й дни - на 61,7 (p<0,05) и 37,6% (p<0,05) соответственно с достижением на 9-й день устойчивого снижения показателя на 27,4% (p<0,05). Подобная динамика показателей позволяет сделать вывод, что оптокинетическое воздействие оказывает менее выраженное влияние на процесс пространственного ориентирования. Заключение По результатам проведенного исследования было установлено, что статокинетическое и оптокинетическое воздействия оказывают разное влияние как на процесс пространственного ориентирования, так и на качество операторской деятельности. Статокинетическое воздействие оказывает более выраженный эффект на процесс пространственной ориентировки в виде повышения качества функции равновесия - на 10,3% (p<0,05). При статокинетическом воздействии достаточный уровень тренированности достигается к 4-6-му дням, когда изменение ФС и показателей уровня пространственного ориентирования близки к исходным, с последующим сохранением достигнутого уровня, в отличие от оптокинетического воздействия, когда аналогичный уровень тренированности не удается достигнуть за 10 дней. Оптокинетическое воздействие вызывает менее выраженное напряжение функциональных систем и изменение ФС, чем статокинетическое. Однако влияние данного вида нагрузки на качество операторской деятельности оказалось более выраженным как по интенсивности негативного воздействия, так и по длительности сохранения изменений, при нем достаточного уровня тренированности достигнуть не удалось. Таким образом, изучение двух наиболее сильных по модальности негативных воздействий на процесс пространственного ориентирования, с которыми неминуемо сталкиваются летчики всех типов летательных аппаратов, позволяет оценить вклад каждого из них в уровень аварийности на авиационном транспорте.
×

References

  1. Белевитин А.Б., Цыган В.Н., Благинин А.А. и др. Компьютерная стабилография в системе медико-физиологического обеспечения профессиональной деятельности авиационных специалистов // Вестник Рос. воен.-мед. акад. - 2010. - № 3 (31). - С. 108-111.
  2. Благинин А.А., Синельников С.Н., Ляшедько С.П. Современное состояние и проблемы тренировки пространственной ориентировки летчиков // Авиакосмическая и экологическая медицина - 2017. - Т. 51, № 1. - С. 65-69.
  3. Благинин А.А., Синельников С.Н., Ляшедько С.П. Способ моделирования пространственной дезориентации летчика // В кн.: Усовершенствование способов и аппаратуры, применяемых в учебном процессе, медико-биологических исследованиях и клинической практике / Под общ. ред. проф. Б.Н.Котива. - СПб: ВМедА, 2016. - С. 12.
  4. Благинин А.А., Котов О.В., Жильцова И.И., Анненков О.А., Сыроежкин Ф.А. Возможности компьютерной стабилографии в оценке функционального состояния организма оператора авиакосмического профиля // Воен.-мед. журн. - 2016. - Т. 337, № 8. - С. 51-57.
  5. Благинин А.А., Жильцова И.И., Анненков О.А. Оценка функционального состояния организма летчика с помощью компьютерной стабилографии в условиях статокинетических нагрузок // Вестн. Рос. воен.-мед. акад. - 2014. - № 2 (46). - С. 210-214.
  6. Жильцова И.И. Компьютерная стабилография как метод оценки функционального состояния военнослужащих // Морской мед. журн. - 2002. - № 3-4. - С. 26-29.
  7. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. - М.: МедиаСфера, 2002. - 312 с.
  8. Скворцов Д.В. Стабилометрическое исследование. - М.: Мера-ТСП, 2010. - 171 с.
  9. Чистов С.Д., Филатов В.Н., Хоменко М.Н. Иллюзии пространственного положения в маневренных полетах // Проблемы безопасности полетов (Науч.-техн. журн.). - 2014. - № 5. - С. 26-27.
  10. Методики исследований в целях врачебно-летной экспертизы: Пособие для членов ВЛК / Под общ. ред. Е.С.Бережнова, П.Л.Слепенкова. - М.: Издат. дом Акад. им. Н.Е.Жуковского, 1995. - 455 с.
  11. Bushby A., Holmes S., Bunting A. An assessment of the influence of spatial disorientation upon British military aircraft accidents from 1983 to 2002 // Ibid. - 2005. - Vol. 76, N 3. - P. 256.
  12. Gibb R., Ercoline B., Scharff L. Spatial disorientation: decades of pilot fatalities // Ibid. - 2011. - Vol. 82, N 7. - P. 722-723.
  13. Poisson R.J., Miller M.E. Spatial disorientation mishap trends in the U.S. Air Force 1993-2013 // Ibid. - 2014. - Vol. 85, N 9. - P. 919-924.

Copyright (c) 2018 Eco-Vector

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: № 01975 от 30.12.1992.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies