Прияткин Н.С., Куземкин В.А., Коротков К.Г., Вайнсшелбойм А.

1. Введение

Физиологическая стоимость выполнения конкретного вида труда, в общем смысле, складывается из энергетической и информационной составляющих. Наряду с этим, интенсифицированное производство, с особыми специфическими требованиями к состоянию оператора, включает важные элементы условий труда - влияние температуры, давление окружающей среды, шум, вибрации. Обеспечение высокой надежности работы человека-оператора и сохранение его жизнедеятельности требует учета всего комплекса воздействия в потоке полимодальной информации.

Проблема учета и нормирования условий окружающей среды с количественным описанием диапазона возможностей физиологических процессов, входящих в системный ответ при осуществлении действий человеком-оператором интенсивно разрабатывается [1]. Наименее изученным остается влияние на человека-оператора пахучих веществ. Запахи на производстве могут быть предметом гигиенической регламентации и могут быть прямо связаны с информационными признаками специфического хода технологических процессов. Выявление физиологической реакции избирательно на пахучие вещества - чрезвычайно сложная задача. Даже электроольфактограмма, с размещением электродов на обонятельном эпителии, отражает только суммарную активность многих клеток, причем, каждая из них реагирует на множество веществ медленным потенциалом сложной формы [2].

Всё вышеизложенное заставило сформулировать цель исследования - разработка методики по выявлению влияния пахучих веществ на функциональное состояние человека-оператора по данным метода газоразрядной визуализации (ГРВ).

2. Методика исследований

Исследования проведены по комплексной программе, включающей регистрацию ГРВ-грамм в фоне и с нагрузками моделирующими воздействие на обонятельный анализатор, анкетирование “Helpsy”, психологические тесты - Опросник Айзенка, тест “POMS”, опросник выявляющий тип кожи.

В качестве функциональной нагрузки на систему обонятельного анализатора использованы 6 натуральных эфирных масел, выделенных из растений: Голубая ромашка; Романская ромашка; Лимон; Мята перечная; Майоран (сорт Душицы); Ветиверия (Бородач) и 6 синтетических аналогов перечисленных природных масел – всего 12 пахучих веществ. Образцы пронумерованы, так что ни экспериментатор, ни испытуемый не знали, натуральное или синтетическое вещество используется.

2.1. Тест на предпочтение

Все испытуемые определяли отношение к запаху каждого масла. Оно выражалось двумя коэффициентами:

- нумерация масел по приятности запаха от 1 (неприятно) до 6 (замечательно) – коэффициент (а);

- ранжирование 6 масел в порядке предпочтения от 1 (наилучшее) до 6 (наихудшее) – коэффициент ( b );

Была предложена формула коэффициента предпочтения:

C = a(1-b/(N+1)),

где N – количество образцов ( N = 6).

2.2. ГРВ тест

В качестве индикатора динамики функционального состояния использовались параметры, количественно характеризующие особенности газоразрядного свечения пальцев рук (ГРВ-грамм): площадь свечения, коэффициент формы, средняя интенсивность [3, 5]. Для проведения измерений использован Прибор «ГРВ-Камера», с характеристиками импульса: длина - 10 мкс; частота следования - 1024 Гц; время экспозиции разряда - 0.5 секунды; напряжение, подаваемое на электрод 3 кВ.

Обработку ГРВ-грамм выполнили в программе “GDV Scientific Laboratory” набор параметров рассчитали по каждому изображению.

В качестве базовых параметров использовали средние величины параметров по 5 пальцам левой и правой рук, а также среднее по 10-ти пальцам.

Экспериментальный протокол обследования включал:

• Видеосъемка ГРВ-грамм 10 пальцев без фильтра и с фильтром «фон»;

• Вдыхание аромата кофе в течение 2.5 мин;

• Пауза 10 мин;

• Видеосъемка ГРВ-грамм 10 пальцев без фильтра «контроль»» для 1 го пахучего вещества;

• Видеосъемка 4 пальца левой руки каждые 15 секунд до, в процессе и после пахучего вещества. Сначала получали 20 ГРВ-изображений («фон»), затем испытуемому давали пробник с нанесенным на него стандартным количеством пахучего вещества в течение 2 минут 30 секунд, необходимых для регистрации 10 ГРВ-изображений, затем пробник забирали и выполняли ГРВ-съемку еще 20 кадров.

• Видеосъемка ГРВ-грамм 10 пальцев без фильтра «эффект» для 1 го пахучего вещества;

• Нейтрализация запаха ароматом кофе в течение 2.5 мин;

• Пауза 10 мин;

• Повторение стадий 4-8 для второго пахучего вещества;

• Повторение стадий 4-8 для третьего пахучего вещества.

Выбор 4 пальца левой руки основан на данных источника [4], где было показано, что ГРВ-граммы именно этого пальца, наиболее информативны для суждения о психофизиологической реакции испытуемых. В один день у испытуемого проводили тестирование только 3-х пахучих веществ.

В Результате измерений (пункт 5 протокола) получали 50 отдельных ГРВ изображений в формате BMP. На рис.1. представлена динамика ГРВ-площади свечения, в исследовании с пахучим веществом №740 испытуемым №02

На графике, условно, можно выделить несколько фаз: исходное состояние (точки 1-20), момент предъявления пахучего вещества (точки 23-32) и последействие (точки 35-54). (Точки 21, 22 и 33, 34 искусственно добавлены на график для удобства наблюдения отдельных фаз.) В момент предъявления пахучего вещества время можно выделить две стадии: начало реакции (фазический сдвиг) и относительная стабилизация показателя (тоническая составляющая); после вдыхания аромата также можно выделить 2 стадии – фазический сдвиг 2 и фаза релаксации . На примере 4-стадийной реакции, представленной на рис.1 можно явно выделить 4 фазы: фазический сдвиг 1 – точки [ 23-25 ], тоническая составляющая – точки 26-32; фазический сдвиг 2 [35-41] и релаксация – точки 42-54.

Существенность сдвига ГРВ параметров оценивались следующим образом:

• Изменения ГРВ параметров по амплитуде: выделенные фазы сравнивали статистически с фоном (точки 6-20) по непараметрическому критерию Манна-Уитни, являющимся корректным статистическим критерием для анализа данных с малым числом экспериментальных точек.

• Изменения ГРВ параметров по дисперсии: выделенные фазы сравнивали статистически с фоном (точки 6-20), используя F -критерий.

Точки фона [1-5] исключили из обработки на основании анализа графиков экспериментальных данных. При статистической обработке существенность фазического сдвига 1 рассчитывали по точкам 23-27, тонического сдвига 1 – по точкам 28-32, фазического сдвига 2 – по точкам 35-39.

В ряде анализов рассматривалась статистическая значимость только двух стадий: фазы реакции на запах в момент его предъявления, и фазы адаптации после окончания действия стимула. Для каждой фазы вычислялось количество участников, продемонстрировавших статистически значимую реакцию, и вычислялся их %% от общего числа участников.

3. Результаты

Обследованы 22 практически здоровых испытуемых, женщины в возрасте от 18 до 60 лет.

3.1. Тест на предпочтение

Введенные выше коэффициенты, полученные по результатам испытаний, приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Результаты теста на предпочтение.

3.2. ГРВ результаты

После анализа экспериментальных данных, полученных на группе операторов, которым были предъявлены все 12 разновидностей пахучих веществ, были выделены несколько типов реагирования:

• Все 3 стадии явно выражены и статистически значимы.

• Выделены только 2 фазы.

• Выделена только одна фаза.

• Реакция на пахучие вещества не зарегистрирована.

В результате проведенных исследований установлено, что существует несколько типов реакций на запахи, часть из которых подвержены значительной изменчивости вследствие особенностей нервной системы испытуемых, тогда как другая их часть воспроизводилась в условиях данного эксперимента.

Наличие статистически значимой реакции оценивалось по нескольким параметрам:

Площадь ГРВ-грамм;

Коэффициент Формы ГРВ-грамм;

Интенсивность ГРВ-грамм.

Вычислялись %% значимых реакций по каждому из этих параметров, суммарная групповая реакция получалась путем усреднения их суммы (Таблица 2).

Таблица 2. Значимые реакции испытуемых на пахучие вещества по данным ГРВ.

Было установлено, что для некоторых масел реакции на натуральное и синтетическое масла существенно отличались. Эти результаты иллюстрируются данными рис.2.

Как видно из этого рисунка, отличия практически нет для масел ЛЕМОН и МАЙОРАН, в то время как для остальных пар процент прореагировавших участников был весьма различен. Это говорит о том, что подсознательная реакция человека на запах натурального и синтетического масел различается.

Подобные эффекты не объясняются классической моделью реакции на запах, основанной на представлениях о реакции рецепторов на геометрическую форму молекул: в случае натуральных и синтетических молекул их форма идентична. В то же время квантово-механическая модель Люка Тюрина [6] позволяет выдвинуть разумную гипотезу полученных экспериментальных фактов.

ГРВ тест подтвердил также известный факт [7] , что длительность адаптационной фазы зависит от степени неприятности запаха – чем хуже запах, тем дольше адаптация. Эта зависимость представлена на рис.3.

ГРВ реакции также коррелировали с индивидуальной предпочтительностью того или иного запаха. Эти данные представлены на рис. 4-6 для разных фаз реакции. Как видно из рисунков, в разных фазах характер групповой реакции несколько отличается, но в целом корреляция сохраняется на протяжении всего экспериментального цикла.

4. Заключение

Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Методика газоразрядной визуализации позволяет выявлять действие пахучих веществ на функциональное состояние человека-оператора.

2. Зарегистрированные реакции операторов по ГРВ показателям на пахучие вещества являются индивидуальными и слабовоспроизводимыми по группе.

3. Зарегистрированные эффекты отражают подсознательную реакцию, коррелирующую, но не связанную напрямую с характером воздействующего фактора.

4. Разработанная методика может является эффективным инструментом в проблеме учета и нормирования воздействия условий окружающей среды на человека-оператора.

Литература

• Руководство по физиологии труда. Под ред. З.М. Золиной, Н.Ф. Измерова. М., Медицина, 1983, 528 с.

• Физиология человека. Шмидт Р., Тевс Г. М. Мир. 1996, т.1, с. 308 - 311.

• Коротков К.Г. Основы ГРВ биоэлектрографии. СПб, СПбГИТМО (ТУ), 2001. 360 с.

• Бундзен П.В., и др. Инновационные процессы в развитии технологий психической подготовки и психодиагностики в олимпийском спорте. Теория и практика физической культуры. 2001, № 5, с. 12-18.

• Муромцев Д.И. Автоматизированная система обработки и анализа динамических ГРВ-грамм биологических объектов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. СПб, СПбГИТМО (ТУ), 2003. 16с .

• Turin , Luca. “A spectroscopic mechanism for primary olfactory reception.” Chemical Senses 21 (6): 773-791, 1996

• Jacob, TJ, et al. “Psychophysical evaluation of responses to pleasant and mal-odour stimulation in human panelists; adaptation, dose response and gender differences.” International Journal of Psychophysiology. 48(1):67-80, April 2003
>>> В начало страницы

Применение метода ГРВ Биоэлектрографии для оценки биологической эффективности методики фитоионизации воздуха в звуковом поле как способа улучшения состояния здоровья

Яковлев В.П. 1 , Прияткин Н.С. 2 , Коротков К.Г. 2

Применение метода ГРВ Биоэлектрографии для оценки биологической эффективности методики фитоионизации воздуха в звуковом поле как способа улучшения состояния здоровья 1 Центр «Лиговский», Санкт-Петербург; 2 Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики. E-mail: prini@mail.ru

В настоящее время, технологии восстановления здоровья человека на основе использования природных компонентов (в т.ч. растений) все более активно используются и внедрены в клиническую практику. В частности, известны способы повышения адаптационного уровня организма к различным заболеваниям путем употребления настойки или отвара соответствующих фитосборов перорально, а также принятием фитованн или ингаляцией фитосбора, диспергированного в атмосферу [3,4,5]. Тенденция развития данной области техники заключается в усилении воздействия фитосбора на организм путем приложения физического поля [1]. Предлагаемый способ отличается от прототипа следующими характеристиками используемого поля: сферической стоячей волной и звуковым диапазоном частот. Изобретение относится к инженерной психологии и может быть использовано для активации взаимодействия фитосбора с организмом человека. Основными проблемами использования данной методики являлось: • Объективное, независимое от мнения пациента и специалиста, выявление эффекта восстановительной процедуры. • Коррекция восстановительных сеансов с учетом индивидуальных особенностей пациента . Поэтому для решения данных проблем была выбрана методика ГРВ Биоэлектрографии, позволяющая проводить диагностику и мониторинг функционального состояния биологических объектов (БО) на базе регистрации и компьютерного анализа параметров газоразрядного свечения, индуцированного БО в электромагнитном поле высокой напряженности [2]. Объекты и методы исследования: в эксперименте приняли участие 53 человека в возрасте от 10 до 68 лет, средний возраст 45,5 лет в том числе 27 мужчин и 26 женщин. Измерения ГР сигнала провели, используя методику статической ГРВ графии. Полученные ГРВ-граммы обработали в программах «ГРВ Меридианный анализ» и «ГРВ Чакры». Основными параметрами, выбранными для анализа данных были суммарная площадь фронтальной двумерной модели распределения энергетического поля , характеризующей общий уровень биоэнергетики организма (программа «ГРВ Меридианный анализ» ) и среднеквадратическое отклонение нормализованной площади ГРВ свечения , характеризующая уровень функционального дисбаланса между различными системами организма человека (Программа «ГРВ Чакры»). Статистическую обработку выполнили в программе Statistica 6.0, по критерию Вилкоксона. Схема эксперимента: измерения ГРВ сигнала с 10 пальцев проводили непосредственно перед, а затем сразу после восстановительной процедуры. Продолжительность восстановительного сеанса составляла 15 минут. Результаты исследований: Обнаружено достоверное увеличение площади засветки 2-х мерной модели распределения уровня свечения по каналам меридианов (Среднее значение по всем испытуемым 14467 + 1332 до воздействия (восстановительного сеанса) и 18121 + 1174 после восстановительного сеанса, p <0.01 по Критерию Вилкоксона), также достоверное снижение СКО интегральной площади свечения: среднее значение по всем испытуемым 0,31 + 0,04 до восстановительного сеанса и 0,24 + 0,02 после восстановительного сеанса ( p <0,01 по критерию Вилкоксона).

На рис. 1. представлены данные характера изменения состояния организма людей, прошедших восстановительный сеанс В.П. Яковлева. Анализировали площадь 2-х мерной фигуры распределения свечения по каналам меридианов (программа ГРВ Меридианный анализ). Увеличение площади свечения наблюдали в 83% случаев.

Выводы: • Восстановительные сеансы В.П. Яковлева способствуют улучшению общего состояния организма, выраженному в увеличении его уровня биоэнергетики и снижении уровня функционального дисбаланса. • Метод ГРВ Биоэлектрографии можно рекомендовать в качестве экспресс-метода оценки воздействия различных восстановительных процедур и нетрадиционных методик лечения, направленных на восстановление здоровья человека. • Патент РФ №2161499 С1. Способ повышения адаптационного уровня организма. Яковлев В.П. 10.10.2001. Бюл. №1. • Коротков К.Г. Разработка научных основ и практическая реализация биотехнических измерительно-вычислительных систем анализа газоразрядного свечения, индуцированного объектами биологической природы. Автореф. дисс. д.т.н., СПб, 1999, 32с. • Кузнецова М.А. Использование растений в народной медицине. – М., Высшая школа, 1994. • Носаль М.А., Носаль И.М. Лекарственные растения и способ их применения в народе. – Л.: Научный центр проблем диалога, 1991.

• Павлюк М.И. Гигиеническая характеристика фитоионизации воздуха как способа улучшения состояния здоровья. Автореф. дисс. к.б.н. – Ростов-на-Дону, 1993.

>>> В начало страницы