FUNCTIONAL TESTS FOR PROFESSIONAL SCREENING OF DIVERS AND CAISSONS

Full Text

Одним их основных компонентов медицинского освидетельствования водолазов, дайверов или кессонных рабочих для допуска их к работам, а также для оценки профессиональной пригодности во время периодических освидетельствований, являются функциональные тесты, позволяющие оценить состояние здоровья и индивидуальную переносимость факторов, с которыми сталкивается человек при погружении в воду или при пребывании в гипербарических условиях [1, 2]. В настоящее время в Руководстве по профессиональному психологическому отбору в Вооруженных силах Российской Федерации (Приказ Министра обороны РФ от 26.01.2000 № 50) эти особенности профессионального отбора водолазов не отражены, рекомендации по тестированию водолазов и лиц со смежными специальностями для допуска к работам достаточно разрозненны [3, 4], а подчас и противоречивы; кроме того, появляются новые методы объективизации в процессе тестирований испытуемых. Целью исследования являлось обоснование соответствия между группами профессиональной пригодности и степенями устойчивости специальных физиологических функций применительно к водолазам, кессонщикам и другим специалистам, работающим в условиях повышенного давления газовой и водной сред. Для обоснования современных методов тестирования была проанализирована учебно-методическая и научная литература, регламентирующие документы, предназначенные для водолазных врачей (фельдшеров), осуществляющих медицинское обеспечение водолазных и кессонных работ, систематизирована информация по практическому использованию этих материалов при медицинских обследованиях и экспертных оценках водолазов [5, 6]. Рядом исследований установлено, что профессионально важными для лиц, работающих под водой, являются состояние барофункции, устойчивости к декомпрессионному газообразованию, токсическому действию кислорода, наркотическому действию азота, гипоксии и гиперкапнии, которые необходимо оценивать во время периодических медицинских освидетельствований [7, 8]. Оценка барофункции. Важным условием для выполнения водолазных и других работ, выполняемых в условиях с перепадом барометрического давления, является проходимость евстахиевых труб, а также состояние полости носа, придаточных пазух носа и носоглотки. В связи с этим при отборе кандидатов необходимо проводить оценку барофункции и лор-осмотр (отоскопия при проведении маневра Вальсальвы и ушная манометрия) до и после испытаний в барокамере [8]. Для работы необходимы барокамера и лор-укладка. Методика тестирования предполагает осмотр водолаза (дайвера) врачом-оториноларингологом до и после тестирования, ознакомление испытуемого с последовательностью проверки барофункции уха, обучения его способам продувания, проведение теста в барокамере. С лицами, проходящими тестирование, проводится инструктаж о способах выравнивания давления в полостях среднего уха и придаточных пазухах носа. Давление в барокамере повышается до 10 м вод. ст. в течение 1-2 мин. Врач (фельдшер) по водолазной медицине постоянно визуально наблюдает за состоянием и поведением освидетельствуемых. При появлении признаков «надавливания» на уши или болей в придаточных пазухах носа, не устраняемых маневром Вальсальвы, компрессия немедленно прекращается и при необходимости давление снижается на 1-2 м вод. ст. В случае полной нормализации состояния данного лица проводится вторая попытка повышения давления. При повторном появлении болей, не устраняемых продуванием, проводится декомпрессия до 0 м. Остальные лица повторно подвергаются компрессии до 10 м вод. ст., после чего давление безостановочно снижается до 0 м. Одним из вышеупомянутых методов (Тойнби, Вальсальвы) проводится оценка барофункции, а после выхода из барокамеры - контролируется выраженность гиперемии барабанных перепонок по данным отоскопии. Соответствие показателей группам профессиональной пригодности приведено в табл. 1. При оценке состояния барофункции имеет также большое значение установление признаков ее нарушений. Расстройство барофункции может быть следствием нарушения проходимости евстахиевой трубы (непроходимость или стеноз), либо результатом недостаточности бароаккомодационных механизмов к действию перепада давления воздуха. Экспертный подход при нарушении барофункции придаточных пазух носа такой же, как и при нарушении барофункции уха. При этом учитываются жалобы освидетельствуемых, объективное состояние носовой полости и носоглотки, переносимость тестирования в барокамере и результаты диафаноскопии или рентгенографии придаточных пазух носа. Оценка устойчивости к декомпрессионному внутрисосудистому газообразованию. Декомпрессионное внутрисосудистое газообразование - сложный комплексный процесс, основанный на морфологических и функциональных особенностях организма, которые определяют способность растворять то или иное количество индифферентного газа во время пребывания под повышенным давлением газовой и водной сред, скорость насыщения и рассыщения тканей организма индифферентным газом, условия перехода избыточно растворенного индифферентного газа в свободное состояние, объем и локализацию образующихся газовых пузырьков, характер реакции организма на образующиеся газовые пузырьки и способность противостоять декомпрессионной внутрисосудистой (венозной) газовой эмболии [9]. Устойчивость организма к декомпрессионному внутрисосудистому газообразованию оценивается по выраженности декомпрессионного внутрисосудистого газообразования при дозированном пересыщении организма индифферентным газом (азотом), достигаемым в результате стандартизируемой фиксированной экспозиции в условиях повышенного давления и последующей декомпрессии [10]. Методика тестирования начинается с ознакомления обследуемого с последовательностью определения устойчивости организма к декомпрессионному внутрисосудистому газообразованию. Для проведения тестирования необходимы барокамера, декомпрессионные таблицы, ультразвуковой доплеровский прибор для локации пузырьков в крови и гель для УЗИ исследований. Для определения устойчивости к декомпрессионному внутрисосудистому газообразованию оценивается исходный (фоновый) сигнал кровотока над сердцем и легочной артерией, а затем он сравнивается с сигналом, полученным после «погружения» в барокамере. Локация венозного кровотока над сердцем производится в положении обследуемого лежа на спине в III-IV межреберье слева от грудины с помощью ультразвукового доплеровского датчика с рабочей частотой 5-6 МГц. Для улучшения УЗИ сигнала от кровотока датчик смазывается гелем и прикладывается к коже в зоне локации. Перемещая датчик по поверхности кожи и изменяя углы наклона, необходимо добиться наиболее отчетливого и чистого звукового сигнала. Оптимальный фоновый звуковой сигнал над легочной артерией содержит продолжительные периоды звучания кровотока (шипящий звук) и минимально выраженные звуковые компоненты отраженного сигнала от сердечной мышцы. При локации осевого кровотока в легочный артерии вблизи клапана может быть слышен высокий отрывистый звук, связанный с закрытием клапана и напоминающий сигнал газового пузырька, но возникающий регулярно в каждом цикле и в одно и то же время. Переход на поверхностное дыхание животом или задержка дыхания облегчают локацию. У некоторых пациентов наилучший сигнал лоцируется в положении лежа вполоборота на левом боку, обычно применяемом при эхокардиограмме в клинике. После определения места и качества оптимального фонового звукового сигнала над легочной артерией испытуемые помещаются в барокамеру по одному из 2-х вариантов. Вариант №1. Давление в барокамере с испытуемыми повышается воздухом в течение 3 мин до 10 м вод. ст. и затем за 2-3 мин - до 30 м. вод. ст., после чего поддерживается на этом уровне 60 мин, начиная от момента создания давления 10 м вод. ст. Декомпрессия продолжается 63 мин и проводится по следующему режиму: переход до первой остановки на 22 м в течение 2 мин, выдержки на остановках: 22 м (3 мин), 20 м (3 мин), 18 м (3 мин), 16 м (4 мин), 14 м (4 мин), 12 м (4 мин), 10 м (5 мин), 8 м (6 мин), 6 м (7 мин), 4 м (9 мин) и 2 м (13 мин) [5]. Вариант №2. Давление в барокамере с испытуемыми повышается воздухом со скоростью 10-20 м/мин до 24 м вод. ст. После выдержки под этим давлением в течение 30 мин (с учетом времени компрессии) проводится безостановочная декомпрессия с максимально возможной скоростью (обычно в диапазоне 10-20 м/мин) [3]. По окончании декомпрессии проводятся медицинский осмотр и наблюдение за обследуемыми, включающее ультразвуковую локацию внутрисосудистого газообразования. Единая оценка уровня внутрисосудистого (венозного) газообразования (УВГ) определяется по формуле: УВГ=Lп + 0,33×(Lд-Lп), баллы, (1) где: Lп - УВГ в состоянии покоя, Lд - УВГ после физической нагрузки. В качестве стандартной нагрузки обследуемый совершает в течение 10 секунд движения ногами, имитирующие движения велосипедиста. Уровень декомпрессионного внутрисосудистого (венозного) газообразования в баллах каждые 15-20 мин в течение 2-2,5 часов после окончания декомпрессии и степень устойчивости оцениваются в баллах по критериям, приведенным в табл. 2. Испытуемых с уровнем декомпрессионного внутрисосудистого газообразования 0 баллов относят к группе с высокой степенью устойчивости, с уровнем до 1 балла (включительно) - к группе со средней степенью, а испытуемых с уровнем внутрисосудистого газообразования более 1 балла - к группам с пониженной и низкой степенью устойчивости к декомпрессионному газообразованию [11]. Часто после физической нагрузки количество газовых пузырьков в кровотоке на некоторое время увеличивается. Если при определении УВГ показатели в покое составили 1,33 балла или при физической нагрузке составляют 2 балла и выше, испытуемые с целью профилактики декомпрессионной болезни помещаются в барокамеру для проведения кислородного режима лечебной рекомпрессии с обязательной локацией кровотока после ее окончания. Кроме того, кислородная рекомпрессия проводится и в том случае (вне зависимости от количества баллов), если испытуемый после проведения методики предъявляет жалобы на слабость, резкую усталость, головные боли, боли в различных частях тела и по ходу нервов, зуд кожи; если у него имеет место локальное изменение окраски кожных покровов, появление пятен и сыпи на коже, а также присутствуют другие признаки, характерные для декомпрессионной болезни. Такие испытуемые, вне зависимости от количества балов, считаются неустойчивыми к развитию декомпрессионной болезни. Оценка устойчивости к наркотическому действию азота. Азот при нормальном атмосферном давлении является нейтральным газом для организма, а при повышенном парциальном давлении вызывает ряд физиологических изменений, которые могут быть компенсаторными или патологическими. По субъективным ощущениям они сходны с действием на организм алкоголя. Симптоматика наркотического действия азота характеризуется изменениями состояния ЦНС (повышение настроения, эйфория, нарушение ориентировки во времени и пространстве, галлюцинации), умственной (ухудшение качеств внимания, мышления, памяти) и физической работоспособности (нарушение координации движений и уменьшение скорости двигательных реакций, снижение силы мышц), а также вегетативными сдвигами. Оценка устойчивости обследуемого к наркотическому действию азота определяется по особенностям его поведения во время компрессии и изопрессии, а также по степени ухудшения выполнения стандартных психофизиологических тестов [12]. Оценка устойчивости к наркотическому действию азота начинается с ознакомления с методикой погружения в барокамере и методиками для психофизиологических исследований [13, 14]. Давление в барокамере повышается воздухом до 10 м вод. ст. со скоростью 10 м/мин и далее до 80 м вод. ст. со скоростью до 20 м/мин. Время пребывания под этим давлением с учетом времени компрессии составляет не более 15 мин, после чего производится декомпрессия по режиму № 2 таблицы П5-6 режимов декомпрессии водолазного состава и медицинского персонала при тренировках в барокамере с применением для дыхания воздуха и кислорода (приложение № 1 ПОТ Р М-030-2007). В период компрессии и пребывания под максимальным давлением врач наблюдает за адекватностью поведения обследуемых, а при достижении 80 м вод. ст. обследуемые вновь проходят психофизиологическое тестирование. После завершения декомпрессии режим труда и отдыха обследуемых организуется в соответствии с требованиями главы «Режим труда и отдыха водолазов» информационного-справочного материалов Межотраслевых правил по охране труда при проведении водолазных работ (ПОТ Р М-030-2007). При возникновении симптомов декомпрессионной болезни назначается лечение в соответствии с требованиями приложения №1 ПОТ Р М-030-2007. Таким образом, настоящее тестирование совмещается с проверкой устойчивости организма к декомпрессионному внутрисосудистому газообразованию. Для оперативной оценки мышления используется методика «Сложение в уме»: испытуемому предлагаются числа - однозначные и двузначные (3, 5, 7, 9 и 18; 2, 4, 6, 8 и 17), которые он должен сложить и записать сумму, а затем к сумме прибавить заданное двузначное число и опять записать сумму, к ней опять прибавить двузначное и т.д. Требуется записать как можно больше сумм за одну минуту работы. Результаты исследования оцениваются по количеству записанных и правильных сумм, и относительной величине ошибочных действий в процентах. Изменение скорости мышления рассчитывается по формуле: (2) где Δ СкМ - изменение скорости мышления, %; N1 - количество правильно записанных сумм при выполнении теста в условиях нормального давления; N2 - количество правильно записанных сумм при выполнении теста в гипербарических условиях. Для исследования интенсивности и устойчивости внимания, а также определения скорости переработки информации в зрительном анализаторе используется корректурная проба с кольцами Ландольта. Ее результаты оцениваются по формуле: (3) где Δ А - изменение скорости переработки информации в зрительном анализаторе, %; А1 - скорость переработки информации при выполнении корректурной пробы в условиях нормального давления, бит/с; А2 - скорость переработки информации при выполнении корректурной пробы в гипербарических условиях (Р = 0,8 МПа), бит/с. Степень устойчивости обследуемого к наркотическому действию азота и группа профессиональной пригодности оцениваются по табл. 3. О низкой устойчивости обследуемого к наркотическому действию азота также свидетельствует изменение поведения, обследуемого во время компрессии и изопрессии, проявляющиеся выраженной эйфорией, повышенным настроением, повышенной нервозностью, чувством страха, немотивированными поступками, агрессивностью. Оценка устойчивости к токсическому действию кислорода. Устойчивость к токсическому действию кислорода - это способность организма поддерживать гомеостазис без развития декомпенсации в условиях гипероксии. Она обусловлена внешними причинами (парциальным давлением кислорода во вдыхаемой газовой смеси и экспозицией), а также генетическими и фенотипическими особенностями организма. Последние базируются на физиологических и биохимических механизмах, позволяющих противостоять пероксидации путем включения физиологических резервов и реализации системы антиоксидантной защиты [15, 16]. Методика тестирования начинается с ознакомления испытуемого с последовательностью определения устойчивости к токсическому действию кислорода. Тестирование проводится в барокамере, снаряженной аппаратурой, обеспечивающей дыхание медицинским кислородом, и комплексом физиологической аппаратуры. Дыхание медицинским кислородом продолжается 45 мин под повышенным до 0,25 МПа (15 м вод. ст.), а устойчивость организма к токсическому действию кислорода оценивается по изменению минутного объема кровообращения (МОК) в процессе проведения функциональной пробы. Перед началом исследования проводится контрольный опрос самочувствия, измерение частоты сердечных сокращений (ЧСС) и артериального давления (АД). Повышение давления в барокамере осуществляется воздухом со средней скоростью 3-5 м/мин. При достижении «глубины» обследуемый (обследуемые) переводится на дыхание медицинским кислородом из аппаратов ИДА-72-Д2 (или других устройств, обеспечивающих дыхание медицинским кислородом) с 5-кратной промывкой системы «аппарат-легкие» (время дыхания кислородом исчисляется после окончания промывки). Дополнительная однократная промывка системы «аппарат-легкие» проводится через 5 мин дыхания в аппарате, последующие промывки проводятся через каждые 20 мин. Для контроля функционального состояния обследуемого через каждые 15 мин измеряется ЧСС с помощью пульсоксиметра и АД. Используя полученные данные, по формуле Старра рассчитывают ударный объем сердца (УОС) и МОК: УОС = 100 + 0,5 × ПД - 0,6 × ДД - 0,6 × В (4) где ПД - пульсовое (максимальное артериальное) давление, мм рт. ст.; ДД - диастолическое (минимальное артериальное) давление, мм рт. ст.; В - возраст, годы. МОК = УОС × ЧСС (5) По мере пребывания в барокамере МОК у обследуемого снижается, а с какого-то момента начинает возрастать. Это увеличение соответствует первым симптомам кислородной интоксикации и служит сигналом для прекращения проведения функциональной пробы; обследуемых следует отключить от дыхания чистым кислородом и приступить к проведению плановой декомпрессии. Появление у обследуемых клинических признаков кислородной интоксикации, таких как побледнение кожных покровов, металлический привкус во рту, подергивание мимической мускулатуры, онемение губ и кончиков пальцев, а также изменение вектора величины МОК (увеличение МОК) в течение 30-45 мин от начала дыхания кислородом под давлением свидетельствует о низкой устойчивости организма обследуемых к токсическому действию кислорода. Появление отдельных признаков и их слабая выраженность - устойчивость средняя. Отсутствие изменений - устойчивость высокая. Дополнительным критерием может быть снижение жизненной емкости легких (ЖЕЛ) или общей емкости легких (ОЕЛ), а также ухудшение диффузионной способности легких (DLco) более чем на 20% по сравнению с исходными фоновыми значениями - объективные признаки низкой устойчивости к токсическому действию кислорода. Степень устойчивости обследуемого к токсическому действию кислорода и группа профессиональной пригодности оцениваются по табл. 4. Оценка устойчивости к гипоксии. Устойчивость к гипоксии является характеристикой адаптационных возможностей человека и обусловлена генетическими и фенотипическими особенностями организма. Различия между высоко- и низкоустойчивыми к гипоксии индивидуумами проявляются в состоянии трех ведущих регуляторных систем, обеспечивающих доставку кислорода к тканям: дыхательной, сердечно-сосудистой и транспортной функции крови [17]. Реакция сердечно-сосудистой системы на гипоксическую гипоксию у высокоустойчивых водолазов выражена гораздо слабее. Методика тестирования начинается с знакомства обследуемого с влиянием гипоксической гипоксии на организм. Обычно для тестирования применяется 12% кислородно-азотная смесь (КАС), подаваемая через редуктор из транспортного баллона в дыхательный мешок, гофрированную трубку к клапанной коробке с полумаской. Состояние газотранспортной системы человека оценивается по показаниям пульсоксиметрии, которые могут быть дополнены контролем за АД и мониторированием ЭКГ. Методика проведения предполагает использование одного из двух рассматриваемых ниже вариантов. Вариант №1. Проба Генчи. Обследуемый укладывается на кушетку. В покое у него регистрируются ЧСС и содержание оксигемоглобина (HbO2) в крови. Затем регистрируются показатели пробы с задержкой дыхания на выдохе (проба Генчи): время задержки дыхания (с), максимальная степень падения содержания оксигемоглобина, время восстановления содержания HbO2 до исходной величины, степени максимального учащения ЧСС и дальнейшего падения содержания HbO2. По окончании пробы Генчи испытуемый переводится на обычное дыхание атмосферным воздухом. Регистрируется время восстановления ЧСС и содержания оксигемоглобина до исходных значений. Проба Генчи заключается в задержке дыхания на выдохе после спокойного дыхания, и чем больше время задержки, тем выше устойчивость к гипоксии и гиперкапнии; чем короче - тем ниже устойчивость. Группы профессиональной пригодности в соответствии со степенью устойчивости обследуемого к гипоксии отражены в табл. 5. Вариант № 2. Проба с дыханием 12% КАС имеет определенные преимущества, но требует и дополнительного оборудования. Перед началом пробы испытуемому объясняют, что в маску подается 12% КАС, соответствующая по составу горному воздуху, что процедура безопасна, но возможно появление одышки, сердцебиения и тошноты. При появлении неприятных ощущений испытуемый может самостоятельно снять маску или загубник. Проба проводится лежа на спине в течение 10 мин. Контроль за динамикой тканевой гипоксии может осуществляться с помощью пульсоксиметра, с подсчетом ЧСС, через каждые 2 мин измеряется АД, желательно мониторирование ЭКГ. Показателями повышенной чувствительности к гипоксии являются: - бледность кожных покровов, усиленное потоотделение; - ухудшение самочувствия, затруднение дыхания, ощущение нехватки воздуха или удушья, резкая одышка, чувство жара, потемнение в глазах, шум в голове, похолодание конечностей, онемение пальцев кистей и стоп; - значительное учащение ЧСС (на 30-40 уд/мин), однако появление брадикардии также следует считать признаком повышенной чувствительности к гипоксии; - расширение зрачков, дрожь вытянутых рук; - появление изменений на ЭКГ (появление экстрасистолии или других признаков недостаточности кровоснабжения миокарда). При выраженной реакции обследуемого на гипоксию он немедленно отключается от дыхания гипоксической смесью и переходит на дыхание кислородом, которое должно продолжаться не менее 10 мин. Оценка устойчивости к действию углекислоты. По многочисленным литературным данным, низкая чувствительность к углекислоте у водолазов и дайверов может являться причиной несчастных случаев, поскольку при погружениях на глубину наркотическое действие азота усиливается углекислотой [1, 6]. Снижение чувствительности к углекислоте, вероятно, является следствием профессиональной деятельности. В перспективе подобное тестирование может использоваться при наличии специальной аппаратуры и стандартизированной методики. Одно из таких устройств - аппаратно-программный комплекс, разработанный в ГНЦ РФ-ИМБП РАН (патент РФ № 2550127) [18]. В основе подобных приборов лежит оценка прироста легочной вентиляции в ответ на нарастающий гиперкапнический стимул. Лиц с высокой устойчивостью к действию углекислоты следует относить к категории низкой профессиональной пригодности, так как при повышенном содержании СО2 во вдыхаемой газовой смеси у них не происходит должного прироста вентиляции, вследствие чего возникает задержка углекислоты в организме, развивается респираторный ацидоз, нарушается работа ферментативных систем, страдают обменные процессы, обеспечивающие трофику тканей, и, следовательно, снижается надежность выполняемой профессиональной деятельности. В целом необходимо отметить, что результаты функциональных нагрузочных тестов, особенно гипероксической пробы, зависят от многих факторов, в частности, психоэмоционального состояния испытуемого, поэтому их необходимо трактовать с известной долей осторожности и при сомнении в их достоверности - повторять тесты. Таким образом, в ходе исследования систематизированы методы оценки устойчивости организма водолазов, кессонщиков и дайверов к факторам гипербарической среды [7-10, 12, 15, 19, 20]. Впервые показано, что эти тесты могут применяться врачами водолазной медицины для установления групп профессиональной пригодности в ходе медицинского отбора водолазов и в целом направлены на повышение безопасности деятельности и профессионального долголетия водолазов и кессонщиков. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Впервые предлагаются степени устойчивости водолазов к факторам гипербарической среды по результатам оценки нагрузочных тестов, выявляющих реакцию организма к воздействию экстремальных факторов водолазного труда. Приведенный набор нагрузочных тестов (оценка барофункции, устойчивости к декомпрессионному внутрисосудистому газообразованию, наркотическому действию азота, токсическому действию кислорода, гипоксии, действию углекислоты) необходимо проводить с целью экспертизы профессиональной пригодности водолазов, кессонщиков и лиц смежных специальностей. Использование предлагаемого набора нагрузочных тестов при профессиональном отборе водолазов и кессонщиков будет способствовать профилактике производственно обусловленных и профессиональных заболеваний, позволит повысить безопасность и эффективность проведения водолазных и кессонных работ.

About the authors

V N Sementsov

I. M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Russia Health Ministry (Sechenov University)

Moscow, Russia

I V Ivanov

I. M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Russia Health Ministry (Sechenov University); State Scientific Research Test Institute of the military medicine

Moscow, Russia, Saint Petersburg, Russia

References

Supplementary files