Влияние различных видов нагрузок на качество пространственного ориентирования и операторской деятельности операторов авиационного профиля

Полный текст

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.

Об авторах

А А Благинин

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Санкт-Петербург

С Н Синельников

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Санкт-Петербург

С П Ляшедько

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: lyashedko.semen@gmail.com
Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы