Способ оценки эффективности тренировки профессиональной адаптации курсантов образовательных учреждений мчс россии
Владельцы патента RU 2610113:
Ковязин Никита Юрьевич (RU)
Королева Светлана Валерьевна (RU)
Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии и реабилитологии, и может быть использовано для оценки эффективности тренировки профессиональной адаптации курсантов образовательных учреждений МЧС России. Проводят выполнение вариабельности сердечного ритма (ВСР) с активной ортостатической пробой (АОП) в динамике тренировки в условиях, моделирующих экстремальную нагрузку на пожаре. Определяют показатель отношения 50-секундного интервала VLF-компонента спектра ВСР к 100-секундному интервалу того же компонента. Тренировка по эффективности оценивается как «удовлетворительная», если при выполнении АОП данный показатель уменьшается не менее чем в 1,6 раза. Тренировка «неудовлетворительная» если рассчитанный показатель 50/100-секундному интервалу компонента VLF-спектра при выполнении АОП уменьшается менее чем в 1,6 раза или увеличивается. Способ позволяет оценить эффективность тренировки курсантов и повысить ее эффективность за счет оценки показателя отношения 50/100-секундному интервалу компонента VLF-спектра при выполнении АОП. 3 табл., 3 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии и реабилитологии, к способам оценки эффективности тренировки в моделируемых экстремальных условиях при подготовке курсантов образовательных учреждений МЧС России с целью выработки центральных механизмов профессиональной адаптации при контролируемом низком риске развития стресс-индуцированных состояний.
Одной из важнейших целей в подготовке пожарных и спасателей является выработка состояния профессиональной адаптации, позволяющей переносить превышающие обычные физические и нервно-психические нагрузки без перенапряжения/ срыва компенсаторно-приспособительных механизмов. Важно, что патогенность факторов чрезвычайной ситуации (ЧС) определяют не только параметры самой ЧС (сила, длительность воздействия), но и индивидуально-типологические особенности личности, устойчивость курсанта-пожарного к стрессовым влияниям, пластичность гомеостаза и регуляторных систем организма. Адекватная оценка состояния человека возможна только в условиях выполнения им конкретной деятельности. Таким образом, задача объективной оценки тренировки курсанта - пожарного и спасателя - для эффективной выработки устойчивого состояния профессиональной адаптации без риска развития стресс-индуцированного состояния, актуальна, востребована и практически значима.
По данным патентно-информационного поиска известен целый ряд профессионально ориентированных устройств для имитации экстремальных нагрузок и способов тренировки, описанных, например в патенте №93049632 «Тренажер «бегущая лестница» (аналогичен спортивным тренажерам и предназначен для психологической подготовки пожарных в период их обучения для отработки координации движений при подъеме по ступеням лестниц), патенте №2088977 «Пожарный тренажер» (состоит из двух частей, одна из которых имитирует квартиру, а вторая является дымовой клетью - трассой для обучения с единым маршрутом прохождения, предназначен для отработки психологической устойчивости к опасным факторам пожара), патент №93005272 (тренажер имитирует условия задымленной квартиры и предназначен для отработки практических навыков работы в условиях сниженной видимости в дыму). Общим недостатком известных тренажеров является субъективная оценка эффективности их применения, невозможность объективной оценки выработки профессиональных свойств тренирующихся, что снижает их практическую значимость и целедостижение в профессиональной подготовке.
Известен целый ряд способов оценки профессиональной пригодности кадров по стресс-устойчивости при подборе персонала, описанных, например, в А.с. СССР №1607777 (операторов - с оценкой динамичности нервной системы по различной двигательной реакции в ответ на различные положительные цветовые раздражители), А.с. №1452515 (операторов - с оценкой затраты ресурсов на выполнение поставленной задачи по значениям максимальной частоты сердечных сокращений), А.с. №2164776 (тестирование по динамике изменения показателей совокупности значимых вопросов, ответы на которые вызывают отклонение величины следующих регистрируемых показателей: кожно-гальванической реакции, частоты грудного и диафрагмального дыхания, частоты сердечных сокращений, реакций двигательной и голосовой активности в ответ на тесты, содержащие три группы различных по значимости вопросов). Однако эти известные способы определяют либо физиологические возможности испытуемого (А.с. №1607777, А.с. №1452515), либо его мотивацию выбора данной профессии (А.с. №2164776), при этом влияние собственно экстремальных факторов профессиональной среды в выработке устойчивой профессиональной адаптации не оценивается.
Известен способ определения профессиональной пригодности пожарных, описанный в одноименном А.с. СССР №1445695, кл. А61В 5/16, 14.05.84. Данный способ заключается в том, что измеряют параметры сердечно-сосудистой и дыхательной систем до и после физических нагрузок, распределение внимания и производительность, подвижность нервных процессов и среднее значение опережающих реакций, полученные показатели сопоставляют с таблицей диагностических коэффициентов, суммируют эти коэффициенты и признают испытуемого пригодным к работе пожарным, если их сумма больше нуля. Недостаток известного способа заключается в том, что фактически с его помощью определяется только способность к перенесению физических нагрузок, но экстремальные факторы профессиональной среды отличаются многообразием, и только по физической устойчивости выработку профессиональной адаптации оценить невозможно.
Известен способ для определения эмоционального стресса и устройство для его осуществления (патент РФ №2073484, МПК А61В 5/02, А61В 5/04, 20.02.1997), основанный на регистрации вегетативных показателей человека (частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и кожно-гальванического сопротивления) с последующим расчетом кросс-корреляционных коэффициентов, отражающих степень развития стресса, и способ определения уровня стресса (патент РФ №2147831, МПК А61В 5/02, 27.04.2000) с расчетом «стрессового показателя» по массе тела, частоте сердечных сокращений и пульсового артериального давления. Данный способ оценивает «величину стресса», но не оценивает индивидуальную «цену» стресса для конкретного организма огнеборца в динамике выработки его психофизиологической устойчивости.
Известен способ оценки риска развития донозологических, преморбидных и патологических состояний в длительном космическом полете (патент РФ №2448644, МПК А61В 5/02, 15.09.2010) по отнесению пациента к определенному типу вегетативной регуляции и расчету апостериорных вероятностей. Основным недостатком данного способа является его вероятностный и «обобщенный», неиндивидуализированный характер, что обусловливает неприменимость в динамике экстремальных нагрузок при тренировке.
Известен способ оценки психофизиологического состояния человека по сердечному ритму (патент РФ №2246251, МПК А61В 5/00, 20.02.2005), включающий измерение текущей суммарной мощности в низкочастотной и высокочастотной областях динамического ряда кардиоинтервалов и оценку психофизиологического состояния человека по индексу стресса. Индекс стресса в отношении оценки психофизиологической адаптации у лиц опасных профессий не применим, т.к. носит неспецифический характер и до настоящего времени отсутствует его популяционная «норма». Известно, что выявить механизмы толерантности к профессиональной нагрузке и реагирования на стресс как внешний раздражитель можно при проведении активной ортостатической пробы (АОП) (В.М. Михайлов. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения метода. - Иваново, 2000. - 200 с.), при этом преобладание парасимпатических влияний - фактор индивидуальной устойчивости здорового организма (СВ. Королева с соавт. Патогенетические механизмы профессиональной адаптации лиц опасных профессий // Материалы XXIV Международной научно-практической конференции по проблемам пожарной безопасности, посвященной 75-летию создания института. - Москва: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2012. - С. 142-145). Но парасимпатикотония определяет краткосрочное реагирование на стресс, обратима и не применима для оценки центральных механизмов профессиональной адаптации.
Известен авторский «Способ оценки профессиональной адаптации курсантов образовательных учреждений МЧС России» (патент на изобретение №2480151 по заявке №2012103772/14 (005634), приоритет от 03.02.2012, зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 27.04.2013), включающий исследование вариабельности сердечного ритма до и после моделирующей экстремальной нагрузки при пожаре. Профессиональная адаптация курсанта считается удовлетворительной, если в результате показатель TP (фоновой пробы) снижается не более чем на 50%, показатель 30/15 - не более чем на 20% от исходных значений, а показатель LF/HF (АОП) повышается не более чем на 30% от исходного. Данный способ выявляет граничные условия возникновения дезадаптации как краткосрочной реакции на стресс, но не оценивает «центральную» адаптируемость, что снижает «ценность» в динамике тренировок с выработкой устойчивых центральных механизмов адаптации.
В основе адаптации лежит формирование доминирующей функциональной системы, полезным результатом которой является поддержание и восстановление нарушенного гомеостаза. Для специалистов экстремальных профессий профессиональное долголетие во многом обусловливается формированием при тренировках устойчивых центральных механизмов адаптации; краткосрочное реагирование на стресс обеспечивает внутрисистемный гомеостаз (Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем [Электронный ресурс] / P.M. Баевский и др. // Вестник аритмологии. URL: http://www.vestar.ru/article.jsp?id=1267). Патогенетической основой предлагаемого способа является постулат о супрасегментарной нейрогенной основе регуляции отдельными компонентами спектра вариабельности сердечного ритма - найденные зависимости от концентрации ренина и ангиотензина (J.F. Thayer et al., 2012 (A meta-analysis of heart rate variability and neuroimaging studies: Implications for heart rate variability as a marker of stress and health // Neuroscience and Biobehavioral Reviews. - 36 (2012). - P. 747-756) подтверждают связь вариабельности сердечного ритма и активности высших центров, управляющих стресс-реакцией (миндалевидные тела и медиальная префронтальная кора).
Флейшман А.Н. с соавт. (Флейшман А.Н. Определение структуры медленных колебаний сердечного ритма и анализ ее компонентов на фоне функциональных нагрузок / А.Н. Флейшман, И.Д. Мартынов Электронный ресурс]. URL: http:// www.ni-kpg.ru/8-9_10_14_konf_docs/46.doc.) предложил для оценки прогноза развития ортостатической тахикардии как маркера дистресса использовать структуру очень медленных колебаний (VLF-компонента спектра) при выполнении функциональных нагрузок низкой интенсивности (счет в уме). Данный способ показал значение VLF в прогнозе развития ортостатической тахикардии как функциональной неврологической патологии центрального генеза.
Как наиболее близкий к предлагаемому нами данный способ взят за прототип.
Технический результат предлагаемого способа оценки тренировки курсантов образовательных учреждений МЧС России достигается тем, что исследование VLF-компонента спектра вариабельности сердечного ритма проводится дважды - до и после дозируемой тренировки с моделированием экстремальных условий деятельности, и определяется показатель отношения 50-секундного интервала VLF-компонента спектра ВСР к 100-секундному интервалу того же компонента, и тренировка по эффективности оценивается как «удовлетворительная», если при выполнении АОП данный показатель уменьшается не менее чем в 1,6 раза, «неудовлетворительная», если рассчитанный показатель 50/100-секундному интервалу компонента VLF-спектра уменьшается менее чем в 1,6 раза или увеличивается.
Исследование проведено на базе научно-исследовательской лаборатории «Медицина катастроф» ФГБОУ ВО Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России. Предварительными исследованиями установлено, что реальные условия профессиональной деятельности (участие в ликвидации ЧС связанной с лесо-торфяными пожарами, реальное тушение пожаров) в 1,5 раза более эффективны в возникновении механизмов профессиональной адаптации (по специализированным тестам). Для установления устойчивых центральных механизмов адаптации обследованы две группы курсантов академии в динамике воздействия опасных факторов пожара:
1. После, в динамике восстановления и в условиях повседневной деятельности 14 курсантов, средний возраст 20,2±0,2 лет, участвовавших в ликвидации ЧС, связанной с тушением лесоторфяных пожаров.
2. До, после, в динамике восстановления и в условиях повседневной деятельности 16 курсантов, средний возраст 20,1±0,1 лет, выполнявших дозированное задание по дисциплине пожарно-строевой и газодымозащитной службы в условиях моделирующих экстремальные на пожаре.
Использовалось стандартное сертифицированное аппаратно-программное оборудование: «ВНС-Микро» ООО «Нейрософт» (г.Иваново) с расчетом стандартных показателей ВСР. Для моделирования и дозирования (единообразие интенсивности нагрузки в исследовании) опасных факторов пожара использован мобильный полигон «ГРОТ». Моделирующий комплекс позволил дозировать нагрузку на 3 уровнях «сложности» и состоял из дымокамеры (тренажер ориентации), теплокамеры (тренажерный отсек) и отсека руководителя тренировок (пультовой отсек), совмещенного с постом медицинского контроля. Дополнительная психологическая нагрузка создавалась использованием системы звуковых и световых эффектов - имитировались шумы обрушения конструкций, взрыв паров или газов, шум выходящего из трубопровода под давлением газа, крики «пострадавших» и т.д.
Центральные механизмы вегетативного обеспечения деятельности сердца оценивались по показателю VLF (абсолютному и относительному) (табл. 1). Наглядно продемонстрировано, что отмечается централизация модулирующего влияния при выполнении АОП во всех 3 измерениях (VLF более 35%) по гиперадаптивному типу в 1 группе наблюдения. VLF достоверно изменилось под влиянием реальной нагрузки. Также данный показатель проявляет устойчивую тенденцию в режиме тренировок в группе курсантов в динамике прохождения ТДК (Королева С.В. Особенности структуры отдельных компонентов вариабельности сердечного ритма в динамике воздействия опасных факторов пожара [Электронный ресурс] / С.В. Королева [и др.]. // Современные проблемы науки и образования. -2015. - №1; Режим доступа: http://URL:www.science-education.ru/121-18310). Учитывая, что норма значений индекса централизации лежит в диапазоне 2-8, реальные условия тушения пожара оказались более значимы для активизации центральных механизмов адаптации (табл. 2), чем моделируемые на полигоне. «Память адаптации» в группе «ликвидаторов» также оказалась более выраженной: в режиме повседневной деятельности, включающей практические занятия с отработкой пожарно-строевых нормативов и упражнений газодымозащитной службы, гиперадаптивные реакции по показателю VLF (%) были установлены только в группе курсантов, участвовавших в тушении лесоторфяных пожаров, что подтвердило гипотезу о формировании центральных механизмов в 1 группе.
Установлено, что при уровне значимости 0,04 по ранговому критерию Спирмена имеется средней силы прямой направленности взаимосвязь r=0,65 (по критерию Тау Кендалла 0,52 при α=0,03) между стресс-индексом и индексом централизации. Значимых взаимосвязей в группе после ТДК установлено не было в связи со значительным разбросом значений по центральным механизмам адаптации при использовании однотипного «сценария», когда все курсанты проходили маршрут одинаковой сложности без оценки индивидуальной профессиональной адаптации.
Апробация способа была проведена на втором этапе эксперимента, а котором участвовали 2 группы курсантов одного года обучения (средний возраст 19 лет) по 12 человек в каждой (4 смены по 3 человека) в динамике прохождения ТДК в условиях моделирования экстремальных факторов профессиональной среды. В 1 группе режим прохождения был постоянен (2 прохождения по маршруту №2+2 минуты на тренажере), во второй - подобран индивидуально после «пилотного» (маршрут №2+2 минуты на тренажере) прохождения с применением предложенного способа. В экспериментальной подгруппе у 7 человек потребовалось увеличение сложности маршрута до №3 и увеличение работы на тренажере до 2⋅2 минуты. Все курсанты после тренировки были обследованы повторно (табл. 3). Обращает на себя внимание, что как в ближайший, так и в отдаленный период процессы профессиональной адаптации по целевым установкам сохранились только в группе «ТДК + способ». В группе, проходившей ТДК по единому маршруту без изменения его по предложенному способу, при удовлетворительных показателях реакции на стресс (адаптации), центральные механизмы не активизировались (ИЦ менее 2 в отдаленном периоде). Оценка выработки профессиональной адаптации проведена по внешнему критерию - нормативу МЧС России по газодымозащитной службе.
Примеры использования способа
1. Курсант Ж., 19 лет. Результаты ВСР:
После тренировки в теплодымокамере показатель по предложенному способу составил 1,64, эффективность оценена как «удовлетворительная». Контроль профессиональной адаптации через 0,5 года - сдача норматива по газодымозащитной службе - оценка «4». Уровень профессиональной адаптации по предложенному способу удовлетворительный и в отдаленном периоде.
2. Курсант Л., 19 лет. Результаты:
После тренировки в теплодымокамере показатель по предложенному способу составил 1,43, эффективность оценена как «неудовлетворительная». Период восстановления без активации надсегментарных механизмов (менее 1,0). Контроль адаптации - сдача норматива по газодымозащитной службе - оценка «3», уровень профессиональной адаптации по предложенному способу неудовлетворительный.
3. Курсант А., 19 лет.
После тренировки в теплодымокамере показатель по предложенному способу составил 10,4, эффективность оценена как «удовлетворительная». Контроль адаптации - сдача норматива по газодымозащитной службе - оценка «5». В отдаленном периоде сохраняются целевые показатели профессиональной адаптации по предложенному способу.
Способ оценки эффективности тренировки профессиональной адаптации курсантов образовательных учреждений МЧС России, включающий выполнение вариабельности сердечного ритма (ВСР) с активной ортостатической пробой (АОП) в динамике тренировки в условиях, моделирующих экстремальную нагрузку на пожаре, отличающийся тем, что определяется показатель отношения 50-секундного интервала VLF-компонента спектра ВСР к 100-секундному интервалу того же компонента, и тренировка по эффективности оценивается как «удовлетворительная», если при выполнении АОП данный показатель уменьшается не менее чем в 1,6 раза, «неудовлетворительная», если рассчитанный показатель 50/100-секундному интервалу компонента VLF-спектра при выполнении АОП уменьшается менее чем в 1,6 раза или увеличивается.
