Способ прогнозирования частоты сердечных сокращений человека в производственных условиях

 

Изобретение относится к области медицины. Способ характеризуется тем, что определяют факторы внешней среды и трудового процесса: температуру, влажность воздуха рабочей среды, интенсивность теплового излучения, расстояние и скорость передвижения человека, массу переносимого груза, тип одежды, долю поверхности тела человека, не участвующую в процессе влагообмена, а затем вычитывают прогнозируемую частоту сердечных сокращений человека, работающего в данных условиях по формуле. Это позволяет упростить способ прогнозирования и повысить его достоверность.

Изобретение относится к области медицины, а именно к гигиене труда и физиологии человека, и может быть использовано при оценке состояния человека и его прогноза во времени при воздействии конкретного сочетания факторов рабочей среды и трудового процесса.

Известен способ прогнозирования частоты сердечных сокращений человека в производственных условиях путем определения факторов внешней среды и трудового процесса, а именно уровня энерготрат и степени перегревания организма (см. "Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания". Методические рекомендации МЗ СССР 5168-90, М., 1990 г.) (прототип).

Этот способ позволяет прогнозировать частоту сердечных сокращений человека в производственных условиях, но недостатком его является сложность, при этом не учитывается влияние на состояние человека отдельных факторов производственной среды и трудового процесса, таких как температура, влажность, скорость движения воздуха, вид одежды, физическая активность и продолжительность воздействия на человека факторов среды. Это затрудняет принятие адекватных мер в целях профилактики перегревания работника и, как следствие, ухудшение его функционального состояния.

В настоящее время имеются данные, указывающие на тесную связь теплового состояния человека с показателями его здоровья (работоспособность, биологический возраст, повышенный риск смерти от сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний). В связи с этим большое значение в целях профилактики перегревания работающих, обусловленного как нагревающей средой, так и физическими нагрузками, является возможность определения частоты сердечных сокращений во взаимосвязи с формирующим ее комплексом факторов: температурой, влажностью, скоростью движения воздуха, тепловым излучением, типом одежды, физической активностью.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности прогнозирования частоты сердечных сокращений человека в реальной производственной обстановке.

Техническим результатом изобретения является упрощение способа и повышение достоверности прогнозирования частоты сердечных сокращений человека в производственных условиях при воздействии на него комплекса факторов, обуславливающих его тепловую нагрузку в реальной производственной обстановке.

Указанная задача достигается тем, что в известном способе прогнозирования частоты сердечных сокращений человека в производственных условиях путем определения факторов внешней среды и трудового процесса в качестве факторов внешней среды и трудового процесса определяют температуру и влажность воздуха рабочей среды, интенсивность теплового излучения, расстояние и скорость передвижения человека, массу переносимого груза, тип одежды, долю поверхности тела человека, не участвующую в процессе влагообмена, а затем прогнозируют частоту сердечных сокращений человека, работающего в данных условиях, при этом f_сс = 18,85018 + 1,1955t_в + 0,09938f + 1,08106V_в + 0,00523 J + 31,335V_x + 2,2995Т_од + 0,48833Р_г + 0,04657i_из, где f_cc - частота сердечных сокращений человека (уд/мин), t_в - температура воздуха (С), f - относительная влажность воздуха (%), V_в - скорость движения воздуха (м/с), J - интенсивность теплового облучения (Вт/м²), V_x - скорость движения человека (м/с), Р_г - масса переносимого груза (кг), i_из - доля поверхности тела человека, не участвующая в процессе влагообмена (%),
Т_од= (0÷3), причем Т_од=0 для обнаженного человека, Т_од=1 при 2-х слойной хлопчатобумажной одежде, Т_од=2 при 3-х слойной хлопчатобумажной одежде, верхний слой которой защищен пропиткой, Т_од=3 при одежде с ограниченной паропроницаемостью.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим информационным источникам показали, что предлагаемый способ неизвестен и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ является простым и может быть применен в любых производственных условиях.

Следовательно, заявленный способ является доступным, а следовательно, практически применимым.

Таким образом, предлагается совокупность приемов, позволяющих обеспечить повышение достоверности прогнозирования частоты сердечных сокращений человека в производственных условиях при воздействии на него комплекса факторов окружающей среды, обусловливающих его тепловую нагрузку в реальной производственной обстановке.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В производственных условиях непосредственно на рабочем месте устанавливают датчики для измерения параметров рабочей среды.

Далее в процессе выполнения рабочими типичных операций с помощью измерительных приборов определяют:
- температуру (t_в) и влажность воздуха (f) - аспирационным психрометром Асмана,
- скорость движения воздуха (V_в) - анемометром,
- интенсивность теплового излучения (J) - радиометром,
- скорость передвижения человека (V_x) - по часам,
- массу переносимого груза (Р_г) - взвешиванием.

Тип одежды (Т_од) определяют исходя из ее комплектности.

Долю поверхности тела человека, не участвующую в процессе влагообмена, определяют как площадь поверхности тела, исключенную из общего влагообмена по отношению к общей поверхности тела при использовании теплоизолирующей и паронепроницаемой одежды.

Затем измеренные величины подставляют в уравнение:
f_cc = 18,85018 + 1,1955t_в + 0,09938f + 1,08106V_в + 0,00523 J + 31,335V_x + 2,2995Т_од + 0,48833Р_г + 0,04657i_из (1),
где f_cc - частота сердечных сокращений человека (уд/мин),
t_в - температура воздуха (^oС),
f - относительная влажность воздуха (%),
V_в - скорость движения воздуха (м/с),
J - интенсивность теплового облучения (Вт/м²),
V_x - скорость движения человека (м/с),
Р_г - масса переносимого груза (кг),
i_из - доля поверхности тела человека, не участвующая в процессе влагообмена (%),
Т_од= (0÷3), причем Т_од=0 для обнаженного человека, Т_од=1 при 2-х слойной хлопчатобумажной одежде, Т_од=2 при 3-х слойной хлопчатобумажной одежде, верхний слой которой защищен пропиткой, Т_од=3 при одежде с ограниченной паропроницаемостью.

В соответствии с полученным результатом вычисления f_сс прогнозируют частоту сердечных сокращений рабочего в реальной производственной обстановке при воздействии на него комплекса факторов окружающей среды, обусловливающих его тепловую нагрузку.

Из вычисленного значения частоты сердечных сокращений человека (f_сс, уд/мин) при необходимости вычитают нормативную величину f_{cc нopм} или первоначальную, измеренную перед работой, и делают вывод об уровне (оптимальный, допустимый, предельно-допустимый с регламентацией времени пребывания, недопустимый) изменения частоты сердечных сокращений человека.

Пример.

Рабочий (43 г.) сборочного цеха в одежде, состоящей из хлопчатобумажного белья, хлопчатобумажных куртки и брюк и хлопчатобумажного комбинезона с защитной пропиткой (3 слоя хлопчатобумажной одежды - тип 2 одежды). Доля поверхности тела человека, не участвующая в процессе влагообмена, определенная как площадь поверхности тела, которая исключена из общего влагообмена по отношению к общей поверхности тела в результате использования теплоизолирующей и паронепроницаемой одежды в данном случае - 10%.

Предварительно перед работой измерили начальную частоту сердечных сокращений рабочего f_{сс нач}=64 уд/мин.

Рабочий переносил детали массой Р_г=20 кг, передвигаясь со скоростью V_x=1 м/с. Температура воздуха в помещении t_в=20^oС, а скорость движения воздуха V_в=0,5 м/с, влажность воздуха f=50%, тепловое излучение J=50 Вт/м². При этом его энерготраты, измеренные с учетом показателя легочной вентиляции, равны 190 Вт/м².

Подставляя измеренные величины в уравнение (1), прогнозируем частоту сердечных сокращений рабочего по формуле
f_cc = 18,850 + 1,1955•20 + 0,09938•50 + 1,08106•0,5 + 0,00523•50 + 31,335•1 + 2,2995•2 + 0,48833•20 + 0,04657•10 = 94,7 ~ 95 уд/мин.

Увеличение частоты сердечных сокращений рабочего составило
f_cc-f_{cc нач}= (90-64) уд/мин, т.е. на 31 уд/мин от первоначальной частоты сердечных сокращений f_{сс нач}=64 уд/мин.

Полученное значение частоты сердечных сокращений рабочего f_cc=95 уд/мин не превышает нормативное, предусматривающее выполнение работ в указанных условиях на допустимом уровне теплового состояния организма при энерготратах до 145 Вт/м² (см. "Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания". Методические рекомендации МЗ СССР 5168-90, М., 1990 г. , табл. 4), следовательно, сочетание приведенных в примере факторов не вызовет отклонений теплового состояния организма за пределы предельно-допустимого уровня (см. там же).

Предлагаемый способ прогнозирования частоты сердечных сокращений человека в производственных условиях обеспечивает достоверную оценку функционального состояния организма человека при воздействии на него комплекса факторов, обусловливающих его тепловую нагрузку в реальных производственных условиях.

Это дает возможность целенаправленно разрабатывать профилактические мероприятия по снижению неблагоприятного воздействия различных факторов среды (температуры воздуха, теплового излучения, скорости ветра, влажности) с учетом физической нагрузки на систему терморегуляции и другие функциональные системы организма человека, ответные реакции которых могут выражаться в ухудшении самочувствия, работоспособности и, в ряде случаев, здоровья.

Предлагаемый способ прост, удобен для обследования больших профессиональных групп практически здоровых лиц, выполним практически в любых условиях и может быть использован в производственных условиях как представителями службы охраны труда и здоровья работающих, так и санитарными врачами. Точность прогнозирования частоты сердечных сокращений человека в производственных условиях предлагаемым способом не менее 88%.

Формула изобретения

Способ прогнозирования частоты сердечных сокращений человека в производственных условиях путем определения факторов внешней среды и трудового процесса, отличающийся тем, что в качестве факторов внешней среды и трудового процесса определяют температуру и влажность воздуха рабочей среды, интенсивность теплового излучения, расстояние и скорость передвижения человека, массу переносимого груза, тип одежды, долю поверхности тела человека, не участвующую в процессе влагообмена, а затем прогнозируют частоту сердечных сокращений человека, работающего в данных условиях, при этом

f_ос=18,85018+1,1955t_в+0,09938f+1,08186V_в+0,00523J+31,335V_x+2,2995Т_од+0,48833Р_г+0,04657i_из,

где f_оc - частота сердечных сокращений человека, уд/мин;

t_в - температура воздуха, °С;

f - относительная влажность воздуха, %;

V_в - скорость движения воздуха, м/с;

J - интенсивность теплового облучения, Вт/м²;

V_x - скорость движения человека, м/с;

Р_г - масса переносимого груза, кг;

i_из - доля поверхности тела человека, не участвующая в процессе влагообмена, %;

Т_од=(0÷3), причем Т_од=0 для обнаженного человека, Т_од=1 при 2-слойной хлопчатобумажной одежде, Т_од=2 при 3-слойной хлопчатобумажной одежде, верхний слой которой защищен пропиткой, Т_од=3 при одежде с ограниченной паропроницаемостью.