Прогнозирование и профилактика заболеваний акванавтов [1977 Гуляр С.А., Шапаренко Б.А., Киклевич Ю.Н., Барац Ю.М., Гриневич В.А.

Приведенные примеры дают определенное представление о возможных заболеваниях акванавтов. Используя методы и понятия теории надежности (Г. В. Дружинин, 1967), а также известные фактические данные, попытаемся рассмотреть возможность прогнозирования заболеваний акванавтов при различных экспозициях и численности экипажей.

Надежность человека, как и других систем, определяется как его свойство выполнять требуемые функции, сохраняя свои показатели работоспособности в заданных пределах в течение определенного промежутка времени. С этой точки зрения человек может находиться в двух состояниях: работоспособном и неработоспособном, частично или полностью. Переход в неработоспособное состояние назовем отказом, выходом за границы допустимых изменений, в нашем случае - заболеванием. Условимся для акванавта ПЛ считать отказом появление признаков заболеваний, расстройств, снижающих работоспособность и требующих медицинского (терапевтического, хирургического и др.) вмешательства.

В нашем случае удобней пользоваться понятием ненадежности Qt - количественной мерой, за которую принимается вероятность (Вер) того, что время до первого заболевания Т будет меньше заданного t:

Важнейшим понятием является интенсивность (опасность) отказов (заболеваний) λ, под которой понимается отношение числа заболевших акванавтов n_t в единицу времени Δt к среднему числу здоровых акванавтов N_t за этот промежуток времени:

где: N_i-1 - число здоровых акванавтов в начале интервала t;

N_i - число здоровых акванавтов в конце интервала t.

Величина, обратная λ, представляет собой среднее время безотказной работы.

Если принять на первом этапе освоения глубин при малой фактической информации о заболеваниях акванавтов λ =

= const, то функция ненадежности будет иметь вид:

Например, интенсивность заболеваний кожи и ЛОРорганов, определенная на основании статистических данных о заболеваниях акванавтов, имевшихся в экспериментах "Преконтинент-I", "Ихтиандр-66, 67, 68", "Черномор-67", "Садко-II", проведенных на сопоставимых глубинах (до 15 м) и экспозициях (4-7 сут), составляет 1,3 X 10^-2 и 0,41 X 10^-2 1/час. При экспозиции 20 сут, 5 членах экипажа и рассчитанных величинах интенсивностей заболеваний значения функции ненадежности приближаются к единице (0,999 и 0,993), то есть может появиться хотя бы одно заболевание ЛОРорганов и кожное. Опыт эксперимента "Черномор-71" подтверждает результаты расчетов.

Эти данные о заболеваемости акванавтов были получены на основании первых экспериментов в ПЛ и могут свидетельствовать о недостаточном техническом и медицинском обеспечении длительного пребывания в ней акванавтов. С накоплением опыта проведения подобных экспериментов, медико-физиологического их обеспечения, улучшением условий обитания акванавтов интенсивность заболеваний, естественно, может быть снижена. Так, в эксперименте "Черномор-72" (2 экипажа по 5 человек на глубине 30 м в азотно-кислородной атмосфере, экспозиция 23-28 сут) для кожных заболеваний, болезней ЛОРорганов, декомпрессионных заболеваний их интенсивность соответственно равна 1,76 · 10^-4; 1,85 · 10^-4; 1,76 · 10^-4 1/час, а значения функции ненадежности составили 0,170; 0,165; 0,170.

При решении практических задач перспективно и наглядно использование λ-характеристик, вид которых позволяет судить о динамике опасности заболеваний и предусмотреть способы их предупреждения. На рис. 29 изображены графики, представляющие собой предполагаемую качественную картину изменения интенсивности заболеваний акванантов. В стартовом периоде увеличивается опасность баротравмы, кислородного отравления, психических нарушений. Опасность грибковых заболеваний и болезней ЛОРорганов растет с увеличением экспозиции. Во время декомпрессии увеличивается опасность баротравмы, декомпрессионной болезни и др.

Рис. 29. Зависимость интенсивности заболеваний акванавтов от времени пребывания в ПЛ: I - подготовительный период, II - стартовый период (а - предстартовый этап, б - этап погружения), III - основной подводный, период (а - фаза начальной адаптации, б - фаза устойчивой адаптации, в - финишная фаза), IV - декомпрессионный период, V - постдекомпрессионный период, реадаптация. 1 - декомпрессионные заболевания, 2 - баротравмы, 3 - заболевания ЛОРорганов, кожные, простудные заболевания, болезни суставов, зубов, обострение хронических заболеваний, 4 - психические расстройства, нарушения сна, 5 - заболевания органов пищеварения, 6 - ушибы, ранения, 7 - отравления вредными примесями, 8 - кислородное отравление

Целесообразно дальше развивать теорию надежности применительно к рассматриваемому случаю. Определение величин, характеризующих работу экипажа до первого отказа, является первым приближением. Учитывая, что человек является восстанавливаемой системой, для более полного описания надежности человека необходимо рассматривать процессы возобновления работы (лечения для нашего случая); определять готовность акванавта, характеризующую долю времени, в течение которого человек работоспособен, от общего времени пребывания под водой; при этом необходимо оперировать величиной интенсивности потока отказов (средним числом отказов за единицу времени). Следует попытаться количественно определить величины, характеризующие необходимую частоту профилактических мероприятий, предполагаемую длительность восстановления (лечения), ввести поправки к значениям интенсивностей заболеваний (потока заболеваний) в зависимости от условий окружающей среды и выразить их коэффициентами или графиками.

Определение и оценка отрицательных особенностей подводной жизнедеятельности, которые могут стать более выраженными с увеличением экспозиций и расширением контингента акванавтов, позволяют своевременно обосновать пути повышения сопротивляемости организма и поддержания его работоспособности на удовлетворительном уровне, профилактики возможных отклонений в состоянии организма акванавтов, разработать нормы обитаемости, средства защиты от повреждающего воздействия неблагоприятных факторов. Все эти работы должны в конечном итоге способствовать уменьшению отрицательных последствий жизни и труда в подводных условиях.

Рассмотрим некоторые меры профилактики наиболее характерных заболеваний акванавтов. Многие задачи профилактики заболеваний и исключения непредвиденных ситуаций могут быть решены на стадии отбора акванавтов и подготовки эксперимента. Необходимо обращать внимание на биологическую, психическую, микроклиматическую (по температуре, влажности, скорости движения газовой среды при вентиляции и др.) несовместимости, которые можно объединить одним термином "экологической совместимости", вплоть до учета совместимости по группам крови, а также на выявление общих и специфических противопоказаний, например склонность к аллергическим заболеваниям, декомпрессионным расстройствам. Так, если кандидаты в акванавты являются носителями патогенной микрофлоры, необходимо их санировать. При невозможности избавления от патогенной микрофлоры этого кандидата следует исключить из состава экипажа. Для предотвращения инфицирования акванавтов извне весь обслуживающий персонал обследуют и в случае необходимости санируют. В процессе эксперимента требуется тщательный контроль количественных и качественных характеристик микробной загрязненности, наблюдение за иммунологическими реакциями акванавтов.

Большое внимание должно уделяться поддержанию параметров микроклимата в оптимальных пределах, гигиенической обработке внутренних помещений ПЛ и индивидуальных средств жизнеобеспечения с помощью физических методов и химических препаратов, включая ультрафиолетовые бактерицидные лампы, гигиеническую обработку кожных покровов, как это делается в космической медицине (В. Н. Вашков, Е. Н. Никифорова, Н. В. Рамкова, 1967). Учитывая разнонаправленную защитную функцию кожи, необходимо разработать средства личной гигиены многоцелевого назначения. Такие вещества должны обеспечивать очистку кожных покровов, способствовать их нормальному функционированию, обладать бактериостатическим действием по отношению к микрофлоре, находящейся в атмосфере ПЛ, не должны вызывать болезненных состояний кожи, обладать освежающим действием, не иметь запаха и т. д.

Очень важно предохранить акванавтов от переохлаждения в водной среде путем создания средств индивидуальной защиты, а также предусмотреть возможность восстановления физиологических изменении, возникающих под действием холода. После пребывания в воде рекомендуются 10-минутный горячий душ при температуре 40°С, горячие тонизирующие напитки.

Среди профилактических мероприятий особое внимание, по нашему мнению, следует уделять направленным воздействиям, которые в комплексе снижали бы неблагоприятное влияние факторов подводной жизни, в том числе сенсорной изоляции, способствовали поддержанию психологического тонуса акванавтов, защитных сил организма. Среди них предметно-пространственное и цветовое оформление внутренних помещений, отделение мест отдыха от рабочих помещений, увеличение роли мотивации, достаточная степень загрузки акванавтов, правильно организованный режим отдыха и развлечений, использование функциональной музыки, умело подобранная информация с поверхности, физические упражнения и питание, сохраняющее эмоциональное воздействие.

Для своевременного выявления неблагоприятных изменений, определения ранних признаков заболеваний и объективной оценки состояния организма акванавтов необходимо выполнять составленную с учетом задач и особенностей конкретного эксперимента программу врачебного контроля. Она должна включать периодический контроль жизненно важных систем через 2 - 4 сут - его осуществляют с помощью специально разработанных для подводных условий функциональных проб, наборов датчиков и устройств предварительной обработки медицинской информации, позволяющих оперативно регистрировать необходимые показатели и передавать их на поверхность для специализированной окончательной оценки, а также диагностических устройств для анализа результатов сравнения фактических данных с нормой; непрерывный автоматический контроль основных физиологических функций на особо ответственных этапах жизнедеятельности акванавта (декомпрессия, выход за борт) для выявления угрожающих состояний (система SOS). Оптимальный объем параметров системы SOS, на наш взгляд, должен включать ЭКГ (частота пульса), пневмограмму (частота дыхания), температуру тела и оксигемограмму, критические уровни, колеблемость и отклонения которых должны позволить непосредственно либо путем анализа симптомокомплекса определить или предугадать возникновение основных опасных патологических состояний акванавтов в водной среде. С учетом существующих технических ограничений минимальным является контроль ЭКГ с обработкой информации на ЭВМ, например, по методу Е. В. Гублера (1970) и наличие связи "акванавт - ПЛ", "акванавт - акванавт".

Экспериментальный характер использования ПЛ в настоящее время, недостаточность медико-физиологических данных о жизнедеятельности человека при длительном пребывании под водой, возможных патологических отклонениях и характере их протекания, отсутствие или несовершенство технических средств автоматического врачебного контроля, сложность, а часто и невозможность эвакуации тяжелобольных с борта ПЛ говорят о целесообразности и необходимости при значительных экспозициях уже на средних глубинах иметь в экипажах, состоящих более чем из 4 человек (две пары для выполнения работ в воде), врача.

Помимо контрольно-измерительной и диагностической аппаратуры служба медицинского обеспечения на борту ПЛ должна быть снабжена набором модифицированного для подводных условий инструментария и фармакологических препаратов.

Вопросы подводной (по аналогии с космической) фармакологии относятся к одной из наименее изученных проблем. По всей вероятности, в условиях повышенного давления некоторые лекарственные вещества могут изменить силу, характер воздействия, вызвать непредусмотренные отрицательные явления. Поэтому необходимо проверить действие фармакологических препаратов в условиях, имитирующих обитаемость ПЛ. На стадии отбора и подготовки акванавтов необходимо проверять индивидуальную реакцию кандидатов на лекарственные вещества бортовой аптечки, выявляя повышенную или извращенную чувствительность и особенно аллергические реакции (П. В. Васильев и др., 1971).

Состав бортовой аптечки ПЛ пока, к сожалению, не обоснован. Бортовая аптечка космических кораблей включает лекарственные препараты следующего назначения: болеутоляющие, тонизирующие, стимулирующие и тормозящие перистальтику, антибиотики, глазные капли, средства от двигательных расстройств. К числу используемых космонавтами лекарств относятся дефеноксилата гидрохлорид для подавления усиленной перистальтики, декстроанфетимина сульфат для поднятия общего тонуса. Для снятия головной боли, мышечного утомления космонавты принимали перед сном ацетилсалициловую кислоту.

Целесообразно иметь препараты, помогающие переносить измененную газовую среду, в частности с увеличенным содержанием кислорода (антиоксиданты), утилизировать избыточно выделяющиеся в кровь газы при декомпрессии; использовать мягкодействующие нейрогенные стимуляторы растительного происхождения: препараты женьшеня, элеутерококка, золотого корня, левзеи, а также общепринятые лекарственные препараты, применяемые в экстремальных условиях (космос, зимовки, подводные лодки и др.).