RU2006234C1

RU2006234C1 - Method of improvement of operator fitness to work

Info

Publication number: RU2006234C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Шакула; С.Г. Мельник; Е.А. Ильинская
Original assignee: Шакула Александр Васильевич
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: electric applicators are superimposed onto spine and hip skin covers. Then applicators are connected to generator of electric pulses which are modelled for frequency and amplitude in the range of 20 to 10000 Hz. Duration of each pulse is equal to I ms and duration of one working cycle equals to 4 s - 2 s relates to action and 2 s - to pause. Individual threshold of action is chosen and if sense of sleepiness and muscular discomfort occur directly during operation the specified areas are influenced periodically (in average in each 1,5 - 2 hours of operation) or permanently during 10 to 180 minutes till these effects wear off. EFFECT: improved efficiency of operation. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам регуляции работоспособности операторов авиационного профиля. The invention relates to medicine, namely to methods for regulating the performance of aviation operators.

Известно, что одним из возможных путей повышения эффективности и надежности работы оператора является воздействие на центральную нервную систему (ЦНС) с помощью электрического тока. Существующие способы и устройства для непосредственного воздействия на ЦНС электрическими импульсами связаны с наложением и надежной фиксацией электродов в области лба (или глаз) и шеи, что делает их применение весьма затруднительным, а в ряде случаев невозможным для стимуляции ЦНС оператора непосредственно в процессе деятельности. It is known that one of the possible ways to increase the efficiency and reliability of the operator is to influence the central nervous system (CNS) with the help of electric current. Existing methods and devices for direct exposure to the central nervous system with electric pulses are associated with the application and reliable fixation of the electrodes in the forehead (or eyes) and neck, which makes their use very difficult, and in some cases impossible to stimulate the central nervous system of the operator directly in the process.

Известен также способ повышения работоспособности человека и устройство для его осуществления путем воздействия циклами механических раздражений с помощью игл на кожные покровы грудной клетки, спины, живота, бедер и плеч. Однако данное решение неприемлемо для регуляции работоспособности оператора, поскольку оно не позволяет регулировать степень воздействия, возможны травматизация кожных покровов и дискомфорт, связанные с особенностями рабочего места, спецснаряжения оператора его алгоритмом деятельности. There is also known a way to improve human performance and a device for its implementation by exposure to cycles of mechanical stimulation using needles on the skin of the chest, back, abdomen, hips and shoulders. However, this solution is unacceptable for regulating the operability of the operator, since it does not allow to regulate the degree of exposure, skin injuries and discomfort associated with the features of the workplace, special equipment of the operator with its activity algorithm are possible.

Целью изобретения является снижение утомления и мышечного дискомфорта у оператора транспортного средства непосредственно в процессе деятельности. The aim of the invention is to reduce fatigue and muscle discomfort in the vehicle operator directly in the process.

Поставленная цель достигается тем, что на мышцы бедер и спины воздействуют электрическими импульсами, модулированными по амплитуде и частоте (плавное нарастание и плавный спад с периодом 4 ± 0,08 с, пределы изменения частоты при частотной модуляции от 20 ± 10 до 10000 ± 10 Гц, импульсы длительностью 1 мс имеют форму, близкую к треугольной на эквивалентной нагрузке R = 2 кОм и G = 0,25 мкФ). This goal is achieved by the fact that the muscles of the hips and backs are affected by electric pulses modulated in amplitude and frequency (smooth increase and smooth decline with a period of 4 ± 0.08 s, frequency limits for frequency modulation from 20 ± 10 to 10000 ± 10 Hz , 1 ms pulses have a shape close to triangular at the equivalent load R = 2 kOhm and G = 0.25 μF).

Способ воздействия (вариант 1) осуществляется следующим образом. Перед началом операторской деятельности на мышцы бедер (в области средней трети) и спины (в поясничной области) накладывают и фиксируют кольцевые биполярные электроды, предварительно смоченные водой или 4% -ным раствором соды. Электроды подключают к генератору импульсов, в качестве которого используют прибор типа "Тонус". В процессе выполнения операторской деятельности при появлении признаков утомления (усталость, сонливость) и мышечного дискомфорта в среднем через 2 ч непрерывной работы включают генератор импульсов, устанавливают амплитуду выходных сигналов на уровне мышечных сокращений (ниже порога болевых ощущений) и воздействуют в течение 10-15 мин. При этом увеличивается поток афферентной импульсации от рецепторов, расположенных в коже и мышцах, в высшие отделы центральной нервной системы, а субъективно процедура воспринимается как вибромассаж мышц, не отвлекающий от выполнения рабочих операций. The method of exposure (option 1) is as follows. Before starting the operator's activity, ring bipolar electrodes, previously moistened with water or a 4% soda solution, are applied and fixed to the muscles of the hips (in the middle third) and back (in the lumbar region). The electrodes are connected to a pulse generator, which is used as a device of the type "Tone". In the process of performing operator activity when signs of fatigue (fatigue, drowsiness) and muscle discomfort appear on average after 2 hours of continuous operation, turn on the pulse generator, set the amplitude of the output signals at the level of muscle contractions (below the threshold of pain) and act for 10-15 minutes . At the same time, the flow of afferent impulses from receptors located in the skin and muscles to the higher parts of the central nervous system increases, and subjectively, the procedure is perceived as vibration massage of the muscles, which does not distract from performing work operations.

Результаты применения данного варианта осуществления способа при моделировании длительной операторской деятельности авиационного профиля в условиях воздействия на организм гипоксической гипоксии ("высота" 3500 м) и акустического шума (100 дБ) представлены в табл. 1. The results of the application of this embodiment of the method when modeling long-term operator activity of the aviation profile under conditions of exposure to the body of hypoxic hypoxia ("height" 3500 m) and acoustic noise (100 dB) are presented in table. 1.

Как видно из данных табл. 1, использование способа в условиях воздействия на организм гипоксической гипоксии и шума не только способствует устpанению мышечного дискомфорта при длительной работе (см. показатель самооценки), но и повышает на 20-40 % качество профессиональной деятельности, увеличивает функциональную устойчивость к гипоксии. По данным электроэнцефалографии активирующий эффект электростимуляции проявляется в снижении дельта-ритма на 48 % , повышении энергии тэта-ритма на 122 % и альфа-ритма - на 124 % по сравнению с показателями, зарегистрированными до сеанса электростимуляции. As can be seen from the data table. 1, the use of the method in conditions of exposure to the body of hypoxic hypoxia and noise not only helps to eliminate muscle discomfort during prolonged work (see self-esteem indicator), but also improves the quality of professional activity by 20-40%, increases functional resistance to hypoxia. According to electroencephalography, the activating effect of electrical stimulation is manifested in a decrease in the delta rhythm by 48%, an increase in the energy of the theta rhythm by 122% and an alpha rhythm by 124% compared with the parameters recorded before the electrostimulation session.

Второй вариант применения способа заключается в непрерывной подпороговой электростимуляции мышц спины и бедер в течение всего периода операторской деятельности. Результаты использования данного варианта в условиях трехчасового "полета" представлены в табл. 2. The second application of the method consists in continuous subthreshold electrical stimulation of the muscles of the back and hips throughout the entire period of operator activity. The results of using this option in a three-hour "flight" are presented in table. 2.

Как видно из табл. 2, применение электростимуляции способствует поддержанию высокой работоспособности оператора в течение всего "полета", в то время как в контроле видна отчетливая тенденция к возрастанию количества ошибок по мере увеличения продолжительности работы. As can be seen from the table. 2, the use of electrical stimulation helps maintain the operator’s high efficiency during the entire “flight”, while in the control there is a clear tendency to increase the number of errors as the operating time increases.

Эффективность практического внедрения способа оценивалась в условиях 9-часового трансмеридианного полета на самолете Ил-62, выполнявшем рейс по маршруту Тарту - Петропавловск-Камчатский - Тарту. В результате установлено, что использование электростимуляции по мере возникновения усталости и явлений мышечного дискомфорта (продолжительность сеанса 15-20 мин через каждые 2 ч полета) способствовало сохранению оптимального функционального состояния и высокой работоспособности летного состава в течение всего полета. В контрольных экспериментах признаки утомления и снижения качества деятельности определялись с 4-5 ч полета. Получены положительные отзывы летчиков об эффективности применения способа в длительных полетах. По мнению летного состава, важной особенностью использования данного способа является полуавтоматический режим применения, который не отвлекает летчиков от выполнения рабочих операций. The effectiveness of the practical implementation of the method was evaluated under the conditions of a 9-hour transmeridian flight on an IL-62 aircraft operating on the route Tartu - Petropavlovsk-Kamchatsky - Tartu. As a result, it was found that the use of electrical stimulation as fatigue and the occurrence of muscle discomfort (session duration 15-20 minutes every 2 hours of flight) contributed to maintaining the optimal functional state and high performance of the flight crew throughout the flight. In control experiments, signs of fatigue and decreased quality of activity were determined from 4-5 hours of flight. Positive feedback was received from pilots on the effectiveness of the method in long flights. According to the flight crew, an important feature of the use of this method is the semi-automatic mode of use, which does not distract pilots from performing work operations.

Кроме авиации, предлагаемый способ может использоваться на автомобильном, железнодорожном и морском транспорте, а также в других сферах народного хозяйства с операторским профилем работы. (56) Авторское свидетельство СССР N 738226, кл. A 61 N 1/32, 1981. In addition to aviation, the proposed method can be used in road, rail and sea transport, as well as in other sectors of the economy with an operator profile. (56) Copyright certificate of the USSR N 738226, cl. A 61 N 1/32, 1981.

Claims

METHOD OF INCREASING OPERATOR'S OPERATIONAL CAPABILITY by exposure to pulsed electric current, characterized in that they are exposed to current with a frequency of 20 - 10000 Hz, pulse duration of 1 ms with a duty cycle of 4 s, duty cycle 2, the stimulation is carried out at the level of the sensitivity threshold from the electrodes, one of which is located in the region the middle third of the thigh, the other in the lumbar region, the procedure is repeated periodically every 1.5 - 2.0 hours of work or is constantly applied for 10 - 180 minutes