Influence of different types of loads on quality of spatial orientation and operator activity of operators of an aviation profile

Full Text

Введение. Актуальной проблемой повышения безопасности полетов является необходимость снижения общего количества авиационных событий, способных быть причиной авиационных происше- ствий (АП) [10]. В данном ключе сегодня человеческий фактор является тем фактором, контроль и поддер- жание которого на приемлемом уровне продолжает оставаться одной из наиболее сложных задач в борьбе за безопасность на авиационном транспорте [13]. Аварийность на авиационном транспорте в 70-80% случаев связана с человеческим фактором [16]. На- рушение или потеря пространственной ориентировки занимает одну из лидирующих позиций среди причин авиационных происшествий, ассоциированных с ним [5, 8]. Удельный вес нарушения пространственной ориентировки (НПО) как самостоятельной причины АП составляет 5-14% [11]. В настоящее время для профилактики НПО при- меняются не только методики, направленные исклю- чительно на повышение вестибулярной устойчивости (кресло Барани, качели Хилова, Ренское колесо), но и специализированные тренажеры пространственной дезориентации, использующие комбинированное воздействие на вестибулярный и зрительный анали- заторы. Совершенствование имеющихся и разработка но- вых методических подходов к психофизиологической подготовке летного состава положительно отразится на повышении общей безопасности полетов авиации [2]. Цель исследования. Психофизиологическое обоснование выбора наиболее эффективного вида тренировки пространственной ориентировки. Материалы и методы. В исследовании приняло участие 127 здоровых мужчин в возрасте 19-22 лет. Тренировка проводилась путем ежедневного оказания на испытуемых определенного вида воздействия в течение 10 дней. Было проведено три серии трени- ровок. В качестве видов тренировок были выбраны воздействия на вестибулярный и зрительный анали- заторы, непосредственно участвующие в процессе пространственного ориентирования. Исследование проводилось в три этапа. На первом этапе обследованы 42 человека, во время тренировки которых оказывалось статокинетическое воздействие (вестибулярная проба «Отолитовая реакция-10» (ОР-10) на вращающемся кресле). Проба выбрана в связи с тем, что ее применение регламентировано руководящими документами Министерства обороны ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 2 (62) - 2018 99 Клинические исследования Российской Федерации (РФ) в целях проведения врачебно-летной экспертизы летного состава Воору- женных сил РФ и позволяет стандартизировать стато- кинетическое воздействие для всех испытуемых [9]. На втором этапе обследованы 44 человека, трени- ровки которых основывались на оказании оптокинети- ческого воздействия путем демонстрации в очках вир- туальной реальности VR Box VR 2.0 косонаправленных черно-белых полос шириной 2 см, перемещающихся слева направо с частотой 10 Гц в течение 10 мин, имитирующих нахождение внутри вращающегося оп- токинетического барабана [6]. Выбор этой методики обусловлен схожим по силе воздействием с оптоки- нетическим барабаном, но имеющим преимущество в удобстве использования. На третьем этапе обследован 41 человек, трени- ровка этой группы людей основывалась на комбини- рованном воздействии из первых двух серий. Изменение функционального состояния (ФС) организма испытуемых до и после воздействия ис- следовалось с применением методики компьютерной стабилографии [14]. При изучении статокинезио- граммы был выбран наиболее информативный и достоверный интегральный векторный показатель «качество функции равновесия» (КФР) [4, 1, 7]. Также для оценки ФС применялась методика «Критическая частота световых мельканий» (КЧСМ) [3]. Для оценки качества выполняемой операторской деятельности использовался принцип двухмерного компенсаторного слежения, реализованного с помощью методики «Мишень» с биологической обратной связью. Качество пространственного ориентирования при раз- личных режимах тренировки оценивалось по изменению динамического двигательного стереотипа с помощью шаговой пробы (Фукуды - Унтербергера) [15]. Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 [12]. 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 их обсуждение. При использо- вании в качестве тренировки пространственной ориентировки вестибулярной пробы ОР-10 выявлено ухудшение качества пространственного ориентирова- ния в первые дни тренировки, которое сохранялось вплоть до 7-го дня. Это подтверждается увеличением показателя «смещение» во 2-й, 3-й, 4-й и 7-й дни на 76; 62,8; 50,2 и 12,5% (p<0,05) соответственно, а так- же показателя «угол поворота/ротации» на 2-й, 5-й и 6-й дни на 112 (p<0,05), 85,8 (p<0,01) и 24% (p<0,05) соответственно. Начиная с 8-го дня тренировок, пока- затели приближались к фоновым, что свидетельствует о достижении достаточного уровня тренированности (табл. 1). При этом в первые 3 дня наблюдалось ухудшение качества операторской деятельности, что подтверж- дается ухудшением показателя пробы «Мишень» в 1-й день на 10,9% (p<0,05). Начиная с 4-го дня тренировки достигалось стойкое улучшение качества оператор- ской деятельности, что подтверждается улучшением результата выполнения пробы «Мишень» на 4-й и 6-й дни на 9,1 и 7,8% (p<0,05) соответственно. В после- дующем подобная тенденция сохранялась. Выявлено, что на фоне проведения тренировок сохранялось нормальное ФС с умеренным тонизирую- щим воздействием, что подтверждалось улучшением показателя КФР компьютерной стабилографии при открытых глазах в 1-й, 2-й, 3-й и 5-й дни на 8,12; 11,46; 7,07 и 4,95% (p<0,05) соответственно, а также улучше- нием КФР при закрытых глазах на 2-й, 3-й, 4-й дни на 8,34; 7,76; и 4,76% (p<0,05) соответственно. Начиная с 6-го дня, оказываемое воздействие уже не приво- дило к достоверным изменениям показателей ком- пьютерной стабилографии, которые приближались к фоновым значениям. Значимых изменений КЧСМ при проведении тренировок не выявлено (табл. 2). Таблица 1 Динамика качества пространственного ориентирования и выполнения операторской деятельности при статокинетическом виде тренировки, M±m День Качество пространственного ориентирования Качество операторской деятельности, общий балл День смещение, см угол поворота, o Качество операторской деятельности, общий балл День фон после тренировки фон после тренировки фон после тренировки 1 81,6±17,3 126,9±16,0 39,4±15,1 71,5±11,1 75,8±2,3 69,4±3,4* 2 77,9±14,7 137,1±13,2** 34,1±13,8 72,3±11,7* 76,1±9,7 74,4±3,7 3 78,9±15,1 128,5±17,9* 38,3±11,8 69,5±10,9 77,2±8,8 76,3±8,3 4 80,1±13,7 120,3±14,1* 40,8±13,6 66,7±8,3 74,3±2,3 83,2±2,4* 5 83,5±15,8 116,9±10,1 37,3±4,8 69,3±8,5** 76,5±9,1 84,6±5,4 6 78,5±11,3 104,3±15,0 35,3±3,5 43,8±2,2* 75,1±2,2 83,5±2,1* 7 74,8±3,1 84,2±3,3* 33,9±5,7 39,9±6,6 76,9±9,2 83,0±7,3 8 82,7±6,1 80,5±5,3 30,6±6,9 35,2±8,7 77,3±5,4 82,8±6,0 9 80,6±9,8 79,3±8,5 31,3±5,3 34,6±8,1 76,5±8,4 83,7±12,6 10 78,2±7,6 80,4±9,1 28,1±2,8 26,3±3,1 75,7±11,3 84,5±6,9 Примечание: * - p<0,05; ** - p<0,01. 100 2 (62) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Клинические исследования Таблица 2 Динамика функционального состояния при статокинетическом виде тренировки по данным КФР и КЧСМ, M±m День КФР, % КЧСМ, Гц День открытые глаза закрытые глаза КЧСМ, Гц День фон после тренировки фон после тренировки фон после тренировки,% 1 73,00±3,12 81,12±2,51* 60,81±1,93 66,24±2,13 40,89±1,25 41,20±0,93 2 72,31±3,31 83,77±4,11* 58,97±2,35 67,31±3,01* 39,50±1,03 39,33±1,30 3 75,24±2,28 82,31±2,54* 60,04±2,24 67,80±2,85* 39,81±1,24 40,89±1,01 4 75,80±5,37 81,19±4,62 61,47±1,83 66,23±1,43* 40,13±0,97 40,14±1,16 5 74,89±1,82 79,84±1,53* 61,33±3,15 65,37±3,43 40,22±1,06 39,22±1,22 6 75,81±3,28 76,87±2,12 62,10±2,72 64,62±2,97 40,50±1,12 41,02±1,09 7 73,41±6,13 75,23±7,27 62,49±2,64 64,29±2,45 40,22±1,15 39,89±1,11 8 74,51±4,81 73,83±4,43 59,92±3,61 65,15±3,45 40,33±1,23 41,18±1,22 9 77,32±3,29 75,15±5,61 62,29±2,59 63,91±3,28 39,53±0,95 39,55±1,11 10 75,82±4,71 76,51±3,67 61,76±3,25 63,22±2,46 40,05±0,86 40,09±0,97 Примечание: * - p<0,05. При оптокинетическом виде тренировки качество пространственного ориентирования в первые дни тренировки ухудшалось, что подтверждается увели- чением показателя «смещение» на 1-й и 3-й дни на 44,6 и 42,1% (p<0,05) соответственно, а также пока- зателя «угол поворота/ротации» в 1-й, 2-й и 4-й дни на 104,8 (p<0,01), 61,7 и 37,6% (p<0,05) соответствен- но. Отличительной чертой данного вида тренировки является то, что на 6-й день ежедневных тренировок происходило улучшение качества пространственного ориентирования с уменьшением показателя «смеще- ние» ниже фонового уровня на 10,3% (p<0,05). Такая динамика показателей свидетельствует о том, что достаточный уровень тренированности достигается с 6-го дня тренировки (табл. 3). Оптокинетический вид тренировки с первых дней приводил к ухудшению качества операторской дея- тельности, что подтверждается ухудшением показа- теля пробы «Мишень» на 2-й, 3-й и 5-й дни на 17,9; 11,4 и 10,4% (p<0,05) соответственно. Начиная с 6-го дня, достоверных изменений качества операторской деятельности также не выявлено. В отличие от стато- кинетического вида тренировки, оптокинетический вид не способствует достижению улучшения качества операторской деятельности выше фоновых значений. На фоне тренировок по оптокинетическому виду также сохранялось нормальное ФС организма с умеренным тонизирующим воздействием, что подтверждалось улучшением показателя КФР ком- пьютерной стабилографии при открытых глазах на 2-й, 3-й и 5-й день на 5,21; 5,70 и 4,03% (p<0,05) соответственно, а также при закрытых глазах на 2-й день на 4,73% (p<0,05). Начиная с 6-го и в по- следующие дни, достоверных изменений ФС на фоне проводимой тренировки не происходило, что свидетельствует о достижении достаточного уровня тренированности. Значимых изменений КЧСМ не выявлено (табл. 4). Таблица 3 Динамика качества пространственного ориентирования и выполнения операторской деятельности при оптокинетическом виде тренировки, M±m День Качество пространственного ориентирования Качество операторской деятельности, общий балл День Смещение, см угол поворота, o Качество операторской деятельности, общий балл День Фон после тренировки фон после тренировки фон после тренировки 1 79,6±9,2 115,1±13,3* 32,9±6,8 67,4±9,0** 76,7±4,4 61,2±6,5 2 77,5±15,9 118,4±17,2 34,2±5,9 55,3±7,6* 76,9±3,2 63,1±4,8* 3 81,1±12,3 115,3±10,4* 36,1±8,2 60,8±9,1 77,2±2,3 68,4±2,4* 4 76,5±6,5 102,3±11,2 33,2±3,1 45,7±4,9* 78,4±3,9 72,2±5,1 5 73,1±4,4 85,2±5,6 34,2±5,7 40,4±5,7 78,7±2,5 70,5±3,1* 6 84,3±3,7 75,6±2,1* 34,4±3,5 35,0±4,1 77,8±4,3 75,6±3,3 7 81,9±5,1 78,3±7,1 32,5±4,8 30,4±7,6 78,1±3,2 71,1±4,1 8 78,0±4,7 73,5±5,9 29,0±3,9 30,7±8,5 76,8±3,1 78,2±4,8 9 80,1±6,4 77,0±4,5 31,7±3,7 28,0±5,8 76,1±7,3 79,0±5,3 10 78,9±5,2 71,6±6,7 24,9±3,7 25,5±5,1 77,4±7,9 79,2±5,2 Примечание: * - p<0,05; ** - p<0,01. ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 2 (62) - 2018 101 Клинические исследования Таблица 4 Динамика функционального состояния при оптокинетическом виде тренировки по данным КФР и КЧСМ, M±m День КФР, % КЧСМ, Гц День открытые глаза закрытые глаза КЧСМ, Гц День фон после тренировки фон после тренировки фон после тренировки 1 73,92±1,75 77,31±1,95 61,13±1,72 64,31±1,68 39,43±1,27 39,89±1,21 2 74,29±1,65 79,50±1,88* 60,07±1,72 64,80±1,54* 40,28±1,08 40,23±1,20 3 73,21±2,10 78,91±1,83* 62,87±2,51 63,29±2,34 38,60±1,26 40,88±1,08 4 75,47±3,18 79,34±2,16 63,36±2,63 64,23±2,73 39,16±0,99 40,24±1,23 5 75,15±1,29 79,18±1,38* 61,13±3,19 65,61±3,14 39,88±1,04 41,12±1,10 6 76,96±3,16 75,83±3,45 62,11±2,28 64,45±2,13 40,79±1,18 40,11±1,18 7 75,77±2,87 74,19±2,19 58,39±2,71 63,97±2,93 38,98±1,05 42,23±1,12 8 73,97±3,24 75,71±3,66 59,91±2,44 62,81±2,71 40,22±1,08 39,83±1,02 9 76,91±3,91 74,28±2,78 60,94±2,26 61,09±2,46 39,49±0,86 39,09±1,00 10 78,98±4,25 77,73±3,35 61,16±3,02 62,28±3,25 40,97±0,91 39,54±1,23 Примечание: * - p<0,05. При комбинированном виде тренировки отмеча- лось более выраженное снижение качества простран- ственного ориентирования вплоть до 6-го дня включи- тельно. Это подтверждается ухудшением показателя «смещение» в 1-й, 2-й, 4-й и 6-й дни на 99,3; 91,9; 71,9 и 41,8% (p<0,05) соответственно и показателя «угол ротации/поворота» на 3-й, 4-й, 5-й и 6-й дни на 175,1; 164,2; 137,1 и 64,3% (p<0,05) соответственно. Однако, несмотря на это, этот вид тренировки является наи- более эффективным, что подтверждается устойчивым улучшением качества пространственного ориентиро- вания в виде улучшения показателя «смещение» на 8-й день на 20,1% (p<0,05) выше фонового уровня с сохранением подобной положительной тенденции в последующем (табл. 5). Комбинированный вид тренировки приводил в первые дни к ухудшению качества операторской деятельности, что подтверждается уменьшением показателя пробы «Мишень» на 2-й и 4-й день на 31,7 и 17,8% (p<0,05) соответственно. Подобное угнетающее воздействие сохранялось до 4-го дня с последующим улучшением качества операторской деятельности выше фонового уровня к 9-му дню, что подтверждается улучшением показателя «общий балл» пробы «Мишень» на 12,5% (p<0,05). Тренировки с использованием комбинирован- ного режима характеризовались в первые 5 дней напряжением ФС, что подтверждается ухудшением показателя КФР при открытых глазах в 1-й, 2-й и 3-й день на 8,60; 5,45 и 5,93% (p<0,05) соответственно, а также при закрытых глазах в 1-й, 2-й, 3-й и 5-й день на 16,65; 16,71; 15,78 и 8,27% (p<0,05) соответственно. Признаком функционального напряжения в корковом отделе зрительного анализатора являлось увеличение КЧСМ в первые три дня на 7,43; 8,81 и 8,70% (p<0,05) соответственно. Таблица 5 Динамика качества пространственного ориентирования и выполнения операторской деятельности при комбинированном виде тренировки, M±m День Качество пространственного ориентирования Качество операторской деятельности, общий балл День Смещение, см угол поворота, o Качество операторской деятельности, общий балл День фон после тренировки фон после тренировки фон после тренировки 1 77,9±16,2 155,3±25,3* 29,7±7,1 105,4±42,2 76,4±8,4 51,3±9,5 2 78,7±15,9 151,1±28,2* 32,1±6,3 98,3±35,4 76,8±8,2 52,4±7,8* 3 80,4±16,3 145,7±35,4 33,0±6,9 90,8±19,3* 76,0±9,3 58,7±8,7 4 78,6±14,5 135,2±23,2* 31,3±5,9 82,7±23,4* 76,6±4,9 62,9±4,1* 5 76,6±11,4 121,9±19,6 31,8±6,5 75,4±18,6* 75,6±4,5 74,5±3,1 6 77,7±9,7 110,3±12,1* 33,4±5,2 54,9±8,9* 77,4±4,3 76,9±3,3 7 80,6±6,1 85,8±8,1 28,9±4,3 40,8±7,2 74,8±2,2 79,4±2,1 8 77,8±4,7 62,2±5,9* 31,2±4,4 30,7±8,4 76,8±3,1 83,3±3,8 9 78,5±6,4 64,6±4,5 31,4±4,6 29,0±5,3 78,3±3,1 88,1±3,4* 10 77,9±5,8 70,1±5,0 31,8±4,3 27,5±5,7 77,0±4,9 87,5±5,2 Примечание: * - p<0,05. 102 2 (62) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Клинические исследования Таблица 6 Динамика функционального состояния при комбинированном виде тренировки по данным КФР и КЧСМ, M±m День КФР, % КЧСМ, Гц День открытые глаза закрытые глаза КЧСМ, Гц День фон после тренировки Фон после тренировки фон после тренировки 1 77,87±3,21 69,27±2,81* 61,96±2,21 45,31±5,74* 40,47±1,21 43,48±1,16* 2 76,27±1,98 70,82±1,82* 63,52±2,72 46,81±6,43* 39,14±1,04 42,59±0,99* 3 77,22±1,93 71,29±2,12* 61,7±2,15 45,92±7,41* 39,63±1,04 43,08±1,24* 4 74,78±2,31 69,86±2,17 62,4±2,26 47,29±7,34 40,22±0,98 40,12±1,17 5 73,37±2,65 73,17±3,80 60,9±1,98 52,63±3,14* 39,58±0,93 40,00±1,37 6 76,41±3,12 78,27±3,17 62,16±2,09 55,48±3,01 40,76±0,87 38,88±1,06 7 74,05±1,72 79,32±1,93* 59,95±2,71 60,47±3,36 41,23±1,08 41,06±1,16 8 73,82±2,77 81,22±2,13* 62,16±2,44 63,82±3,71 39,45±1,04 39,56±1,20 9 75,12±2,72 78,15±3,28 61,15±1,89 66,95±2,04* 41,24±0,99 38,11±1,02* 10 78,65±3,14 79,83±3,17 59,73±3,17 63,81±2,95 40,98±1,16 38,03±1,07* Примечание: * - p<0,05. Начиная с 7-го дня тренировки, определялось умеренное тонизирующее воздействие на ФС, что подтверждается улучшением показателя КФР при от- крытых глазах в 7-й и 8-й дни на 5,27 и 7,40% (p<0,05), а также при закрытых глазах на 9-й день на 5,80% (p<0,05) соответственно. Подтверждением тонизи- рующего воздействия на ФС является уменьшение КЧСМ в 9-й и 10-й дни на 7,58 и 7,19% (p<0,05) соот- ветственно (табл. 6). Заключение. Выявлено, что наиболее эффек- тивным видом тренировки пространственной ори- ентировки является комбинированный стато-опто- кинетический. Это подтверждается повышением на 9-й день качества пространственной ориентировки на 20,1% (p<0,05), а также улучшением качества операторской деятельности на 12,5% (p<0,05) по сравнению с раздельным применением статокинети- ческого и оптокинетического видов тренировки. Для достижения достаточного уровня тренированности продолжительность тренировки должна составлять не менее 8-9 дней. Таким образом, существующие методические под- ходы к профилактике нарушения пространственной ориентировки в большинстве своем основаны на различных сочетаниях как статокинетического, так и оптокинетического воздействия. Предложенный вид комбинированной тренировки достаточно прост в применении и позволяет эффективно повышать устойчивость операторов авиационного профиля к пространственной дезориентации.

About the authors

A A Blaginin

S N Sinelnikov

S P Lyashed’ko

Email: lyashedko.semen@gmail.com

References

Supplementary files