Применение метода поддержания уровня бодрствования водителей автотранспорта. Методические рекомендации

(утв. Минздравом РСФСР 04.04.1990)

Утверждаю Заместитель министра Э. А. Ноговицына 4 апреля 1990 года

Согласовано Заместитель начальника Главного управления научных учреждений Н. Н. Самко 2 апреля 1990 года

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПОДДЕРЖАНИЯ УРОВНЯ БОДРСТВОВАНИЯ ВОДИТЕЛЕЙ АВТОТРАНСПОРТА

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

(с правом переиздания местными органами здравоохранения)

Методические рекомендации касаются применения способа и устройства «Антисон» с цепью профилактики развития состояния монотонии и поддержания уровня бодрствования водителей автомобилей в монотонных условиях вождения, а также лиц других профессий операторского профиля при монотонной деятельности. Освещены основные особенности нового способа локального теплосъема, приводятся подробные инструкции по наиболее эффективному использованию устройства «Антисон».

Методические рекомендации предназначены для медицинских работников, занятых обслуживанием водителей автомобилей, и лиц других профессий операторского профиля, где имеются монотонные условия труда, а также для работников служб НОТ и охраны труда, служб безопасности движения, «Центров здоровья» и «Кабинетов психофизиологической разгрузки» автотранспортных предприятий.

Методические рекомендации разработаны Горьковским НИИ гигиены труда и профзаболеваний (проф. д.м.н. Вайсман А.И., н.с. Шендерова И.С.).

Проблема повышения надежности систем «человек — машина» неразрывно связана с поисками способов оптимизации функционального состояния человека-оператора. Фактор монотонности трудового процесса, присущий многим видам операторской деятельности, является одной из ведущих причин, вызывающих снижение надежности человеческого звена вследствие развития состояния монотонии у человека-оператора. Среди характерных проявлений состояния монотонии ведущую роль играет снижение работоспособности, бдительности, готовности к экстренным действиям. Особую важность приобретает предотвращение возникновения подобных состояний в операторских, в т.ч. водительских профессиях, связанных с внезапным переходом от монотонного слежения к экстренным действиям, где высока цена ошибки.

Расследуя причины возникновения аварий, чехословацкие ученые выявили, что снижение внимания и сон («микросон») водителя являются причинами в 53% несчастных случаев. По результатам опроса водителей, проведенного в Японии, 75% опрошенных отмечали предрасположенность ко сну при управлении автомобилем.

Потеря бдительности водителем занимает значительное место среди основных выявленных причин дорожно-транспортных происшествий на автомобильном транспорте (около 50% случаев по данным Международного бюро труда). Уменьшение тонизирующего сенсорного притока в мозг из окружающей среды и организма обусловливает понижение общего тонуса головного мозга. Согласно современным представлениям в основе развития состояния монотонии лежат механизмы значительного превалирования процессов торможения.

Исследователями предложен ряд способов оптимизации функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС) человека в условиях воздействия фактора монотонности (функциональная музыка, комплексы физических упражнений, стимуляция биологически активных точек, фармакологические препараты и т.д.). Однако вопрос о разработке способа снятия монотонии и предотвращения ее возникновения, обладающего достаточной эффективностью и доступного для широкого применения водителем автомобиля в процессе деятельности, остается пока еще открытым.

Одним из путей борьбы с монотонией является активное формирование сенсорного потока и его оптимизации с использованием дополнительных стимулов, адресованных центральным механизмам переработки и интеграции периферической информации. В частности, активация механизмов терморецепции с успехом может служит «антимонотонным» фактором. Исследования свидетельствуют, что умеренное охлаждение рабочей зоны благоприятно сказывается на теплоощущении и общем самочувствии операторов, оказывает положительное мобилизующее влияние, сопровождается более высокими показателями работоспособности. Тонизирующее, бодрящее свойство умеренных холодовых воздействий (особенно на лицевую область) хорошо известно из жизненной практики. Умеренное холодовое воздействие оказывает активизирующее влияние на высшие уровни нервной деятельности, оптимизируя функциональное состояние головного мозга человека в условиях монотонии.

Тонизирующее влияние периферической терморецепции на центральную нервную систему подтверждается опытами с холодовым воздействием на лицевую область человека, иннервируемую тройничным нервом. При этом регистрируется эффект восходящих ретикулярных влияний на корковую электрическую активность. Имеются также данные о том, что реакции терморегуляции во время сна обнаруживают высокую термочувствительность, что способствует монотонии. Таким образом, умеренное локальное охлаждение (теплосъем) может оказывать активизирующее влияние на функциональное состояние организма человека в условиях сенсорной и сенсомоторной монотонной деятельности. Предпочтительной областью нанесения умеренных холодовых воздействий является лицевая (лобная) область, богато снабженная терморецепторами.

А.А. Гришков и соавт. предложили способ охлаждения лица водителя транспортного средства с целью поддержания работоспособности. Способ заключается в охлаждении воздуха на 4 — 5 °C на термоэлектрическом охладителе и подаче его в зону дыхания с помощью центробежного вентилятора. Однако конвекционное охлаждение связано с возникновением шума от работающего вентилятора, что является дополнительным неблагоприятным фактором, усугубляющим монотонность обстановки; охлаждение значительной массы воздуха в зоне дыхания водителя связано с использованием термоэлектрического охладителя с большим энергопотреблением; кроме того, необходимы конструктивные изменения кабины для его установки; эффект охлаждения лица водителя, и соответственно поддержания его уровня бодрствования, зависит от антропометрических данных водителя и его расположения относительно потока охлажденного воздуха.

Способ поддержания уровня бодрствования водителя транспортного средства путем термоэлектрического охлаждения участка кожи лба водителя на 5 — 15 °C реализован в устройстве, созданном японской фирмой «Маджима». Холодные спаи термоэлектрической батареи через алюминиевый диск диаметром 3,8 см охлаждают участок кожи лба водителя. Тепло с горячих спаев термобатареи отводится путем естественной конвекции с помощью пластинчатого радиатора. Батарея прижимается ко лбу водителя с помощью эластичного ремня. Использование термоэлектрической батареи, охлаждающей участок кожи лба путем непосредственного теплового контакта и теплоотвода с ее горячих спаев путем естественной конвекции, исключает применение вентилятора, работа которого сопровождается шумом. Кроме того, непосредственное охлаждение участка кожи лба водителя не требует переоборудования кабины транспортного средства и обеспечивает независимость эффекта поддержания уровня бодрствования от антропометрических данных водителя и его рабочей позы во время управления транспортным средством (или выполнения человеком-оператором других управляющих действий).

Недостатком способа является недостаточно высокая эффективность воздействия постоянного охлаждения участка кожи лба в силу существования процессов адаптации терморецепторов к продолжающемуся действию раздражителя неизменной величины. Адаптация происходит за время, не превышающее десятков минут. В связи с этим, эффективное воздействие на терморецепторы (а следовательно, и поддержание определенного уровня бодрствования) по указанному способу возможно в течение не более десятков минут, что противоречит данным фирменного описания, заявляющего о стимулирующем воздействии охлаждения в течение 24 часов.

При использовании интермиттирующего режима охлаждения достигается выгодное сочетание непрерывного охлаждения с прерывистым характером воздействия, благодаря чему повышается эффективность поддержания уровня бодрствования человека-оператора, поскольку адаптация терморецепторов не происходит.

Один из наиболее эффективных режимов интермиттирующего охлаждения реализован в первом отечественном устройстве «Антисон», предназначенном для поддержания уровня бодрствования человека-оператора (водителя автомобиля). Сущность способа поддержания уровня бодрствования человека-оператора заключается в прерывистом циклическом охлаждении двух участков кожи лба, симметрично справа и слева от центральной линии лба, причем воздействие охлаждения на один из участков происходит со сдвигом во времени на величину длительности одного цикла, а между участками поддерживается пространственная разность температур 4 — 8°C. Устройство обеспечивает следующие параметры режима охлаждения: вначале участок кожи лба охлаждается на 5 — 15°C в течение 7 — 13 минут, затем в течение 3 — 5 минут происходит переход к охлаждению на 1 — 7°C, участок кожи лба охлаждается на 1 — 7°C в течение периода 6 — 10 минут, а затем за время 0,5 — 2,5 минуты осуществляется переход к следующему циклу. Воздействие на второй участок кожи лба ведется в таком же режиме охлаждения, однако со смещением во времени на величину длительности одного цикла. Таким образом, достигается активное холодовое воздействие на один участок в период реадаптации второго участка, и наоборот.

Способ апробирован в условиях лабораторного моделирования монотонной сенсомоторной деятельности. При использовании устройства «Антисон» выявлены благоприятные изменения уровня бодрствования по данным электроэнцефалографии, хронорефлексометрии, ритмокардиографии. Наблюдается уменьшение количества и частоты пропуска сигналов, психофизиологические параметры поддерживаются на уровне исходных. Исследования на водителях автомобилей в реальных монотонных условиях вождения также подтвердили эффективность применения данного способа и устройства.

Локальный теплосъем может быть рекомендован в качестве нового метода повышения надежности лиц операторских профессий, в том числе водителей, при монотонной деятельности.

Устройство «Антисон» состоит из двух источников холода — термоэлектрических батарей, двух радиаторов, служащих для отвода тепла, и двух пластин (дисков), обеспечивающих контакт термобатарей с кожей лба. При этом плоскость холодных спаев каждой термобатареи находится в непосредственном тепловом контакте с алюминиевым диском, а плоскость горячих спаев — с конвективно отводящим тепло пластинчатым радиатором. Площадь каждой из охлаждающих пластин 2,5 см2, расстояние между их центрами 38 мм. Конструкция устройства «Антисон» обеспечивает непосредственный тепловой контакт охлаждающих пластин с кожей лба за счет шарнирного подвижного соединения термобатарей между собой. Питание и управление режимом работы термобатарей производится от электронного блока питания и регулирования. В устройстве предусмотрена автоматическая регулировка для поддержания заданного режима холодового воздействия при изменениях температуры воздуха рабочей зоны от 17 до 31°C. В автомобиле устройство «Антисон» может подключаться к прикуривателю (12 В) или питание обеспечивается от бортовой электросети автомобиля (24 В). Для закрепления блока преобразователя напряжения в салоне автомобиля устройство снабжено специальным чехлом, который надевается на спину кресла водителя. Крепление устройства на голове позволяет легко и быстро снимать и надевать его, не причиняет неудобств при длительном его использовании. Элементы крепления выполнены мягкими и снабжены фиксирующей лентой для регулировки плотности прилегания крепления к голове. Сползание устройства предотвращается вертикальным элементом с перемычками, заключающим кабель.

Для снятия и предотвращения состояния монотонии устройство «Антисон» рекомендуется использовать водителям автомобилей различных типов при длительных поездках в однообразных условиях движения, при езде по автострадам и при движении в транспортном потоке с постоянной скоростью, в других монотонных условиях вождения. Устройство следует надеть на голову и включить в том случае, если у водителя возникают первые субъективные признаки состояния монотонии (вялость, скука, апатия, ощущение тяжелых век, желание задремать, неустойчивое внимание и т.д.). Когда описанные ощущения исчезнут, устройство можно снять, а через некоторое время вновь надеть для поддержания эффективного воздействия. Длительность и периодичность пользования устройством определяется каждым водителем индивидуально, в зависимости от конкретных условий вождения и проявлений состояния монотонии. Эффективность использования устройства во многом зависит от индивидуальных особенностей человека.

Наибольшая эффективность воздействия отмечается у лиц, склонных к засыпанию за рулем (монотонно неустойчивых). У монотонно устойчивых водителей эффект может быть выражен слабее. Не рекомендуется использовать устройство при недостаточной (менее 6 — 7 час.) продолжительности естественного сна перед поездкой, чувстве сильной усталости, болезненных состояниях, в случае приема лекарственных препаратов, влияющих на успешность вождения автомобиля.

Использование устройства на практике не вызывает у водителей каких-либо жалоб, патологических явлений, осложнений.

Устройство разрешено к производству и применению МЗ СССР (Медико-технические требования утв. 27.10.86 г.).

Использование устройства «Антисон» позволит получить социально-экономический эффект за счет снижения вероятности дорожно-транспортных происшествий и тем самым — дорожного травматизма. Ожидаемый экономический эффект составляет 12000 руб. на 1000 изделий в год.

Устройство «Антисон» выпускается Львовским заводом «Биофизприбор». Разработчики: Горьковский НИИ гигиены труда и профзаболеваний и Львовское специальное конструкторско-технологическое бюро научного приборостроения «Львовприбор».

Устройство экспонировалось на ВДНХ СССР, удостоено Диплома ВДНХ (1988 г.), на выставке Горьковского областного отделения Всесоюзного медико-технического общества, отмечено 1 премией (1988 г.).

Устройство защищено авторским свидетельством (N 26712), получено положительное решение по заявке на изобретение (з. № 4434892).

---