Б. В. Моруков, М. С. Белаковский, Г. И. Самарин

Практическое внедрение результатов медико-биологических исследований, проводимых на РС МКС Б.В. Моруков, М.С. Белаковский, Г.И. Самарин Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (директор И.Б. Ушаков) В связи с переходом Российской Федерации на инновационный путь экономического развития проблема повышения эффективности и рентабельности наукоемкого сектора приобрела особую актуальность. Это отразилось на целях и задачах, которые в настоящее время поставлены перед отечественной пилотируемой космонавтикой. Наряду с тем, что космическая деятельность является мощным средством фундаментальных и прикладных исследований в различных областях науки и техники, она создает колоссальный задел знаний для решения задач внедрения в различные отрасли социально-экономической сферы. Одним из важнейших вопросов социально-экономического развития общества является сохранение здоровья населения. Использование результатов космической деятельности в приоритетных национальных проектах, и в частности внедрение космических медицинских технологий на базе современных достижений науки и техники в практику здравоохранения позволит обеспечить их более эффективную реализацию в рамках национального проекта «Здоровье». Медицинская аппаратура, методы диагностики, разработанные средства профилактики неблагоприятного воздействия невесомости на организм человека, создаваемые для космических полетов, обладают ценными свойствами для использования их в клинической практике, спортивной медицине, экстремальных ситуациях и т.д., а именно заключат в себе значительный инновационный потенциал. На борту российского сегмента Международной космической станции проводятся фундаментальные и прикладные исследования, позволяющие получать новые научные результаты о влиянии факторов космического полета на организм, его адаптации к этим экстремальным факторам и реадаптации к естественным для него земным условиям. Специалистами в области космической медицины и биологии накоплен уникальный опыт изучения воздействия факторов космического полета на организм человека, установлены основные физиологические эффекты воздействия невесомости и наиболее страдающие при этом системы организма, определены стадии его адаптации к невесомости, созданы система медицинского контроля и управления физическим и психологическим состоянием космонавтов, система контроля параметров среды обитания, система профилактики неблагоприятного действия невесомости на организм человека, определены медико-психологические требования к отбору и подготовке космонавтов, режиму их труда и отдыха. Естественно основной областью внедрения результатов исследований является космическая медицина, особенно та её часть, которая связана с совершенствованием медицинского обеспечения здоровья и работоспособности космонавтов в полете и после их возвращения на Землю. Вместе с тем, полученные результаты находят свое применение и в различных направлениях медицины, это клиническая и профилакти­ческая медицина, экологическая медицина, медицина экстремальных состояний, телемедицина. В течение десятилетий космическая биология и медицина была для научной общественности экзотической областью научных знаний, «вещью в себе и для себя». Однако, по мере накопления знаний приходило понимание того, что микрогравитацию можно использовать как специфический, уникальный фактор - своего рода «инструмент» которого мы лишены на Земле, для изучения фундаментальных биологических процессов, модификации биологических систем. Во-вторых, медицинская аппаратура, методы диагностики, разработанные средства профилактики неблагоприятного воздействия невесомости на организм человека, создаваемые для космических полетов обладают весьма важными свойствами необходимыми для использования в практическом здравоохранении. Оказалось, что все это можно очень эффективно использовать и на Земле. В настоящее время космическая медицина не ограничивается медицинским обеспечением полетов и участием в разработке систем жизнеобеспечения, а, используя уникальные возможности, исследует совершенно новые факторы и условия, углубляет познание основ биологии и медицины, обогащает клиническую медицину новыми методическими приемами, критериями и ценными наблюдениями. Опыт космической медицины в оценке состояния здоровья у здоровых людей, несомненно, имеет большое значение для земной медицины и, прежде всего для ее обширного раздела профилактической медицины. В космонавтике впервые практически реализованы теоретические положения об управлении здоровьем, здоровом образе жизни, резервах адаптации. Все эти положения при реализации в практике здравоохранения, в первую очередь в области профилактической медицины, могли бы оказаться существенными для сохранения и улучшения здоровья населения, снижения заболеваемости. Прежде всего, это касается проблем диспансерного обследования населения. В плане использования возможностей космонавтики, ее достижений для охраны здоровья и лечения людей, можно выделить несколько направлений, по которым идут целенаправленные поиски: - расширение и углубление знаний о здоровье человека; - использование аппаратуры и методов исследований, применяемых на космических аппаратах, в практике здравоохранения, т.е. адаптация средств, методов, оборудования и приборов, созданных для решения проблем космической медицины к задачам земной медицины; - внедрение космических технологий в медицинскую практику; - использование уникальных условий космической среды. В задачи космической медицины входит управление функциями организма человека в экстремальных условиях среды для обеспечения высокого уровня его работоспособности и обязательного сохранения оптимального состояния здоровья. Это направление исследований сформировало качественные сдвиги в подходах и методологии современной медицины. Достаточно отметить, что, практически впервые, объектом изучения врача стал здоровый человек. Многосторонние систематические обследования, тончайшее изучение всех жизненных процессов, протекающих в здоровом организме человека, обогатили медицину знаниями о нормальных реакциях на различные воздействия окружающей среды. Максимальный учет резервов организма, индивидуальный подход, применение самых современных методов медицинской науки для дистанционного контроля и прогнозирования состояния здоровья, поиски грани между адаптивными и патологическими изменениями под действием экстремальных факторов окружающей среды, профилактика воздействия этих факторов отличают в медицине именно ее космическую ветвь. Все это позволяет нам лучше познать нормальную физиологию человека. Можно утверждать, что именно благодаря космонавтике пополнились знания "земных" медиков о механизмах пространственной ориентации человека, вестибулярном аппарате, его строении и функции, сведения о биомеханике, метаболизме, сердечно-­сосудистой и нервной системах. Космическая медицина позволила принципиально по-новому подойти к решению проблемы диспансеризации. Речь должна идти не о выявлении заболеваний, а об оценке уровня здоровья, об определении запаса резервных возможностей организма. Процесс адаптации или дезадаптации организма любого человека на Земле проходит те же стадии, что и в космосе. Поэтому критерии оценки адаптационных возможностей организма, разработанные в космической медицине, были успешно использованы в системе массовых профилактических осмотров населения. К настоящему времени в практику медицинского обеспечения космических полетов успешно внедряются средства профилактики неблагоприятного воздействия невесомости, оказания медицинской помощи, средства и методы медицинского контроля и др. На основании большого количества исследований, проводимых по оценке состояния здоровья и работоспособности человека в экстремальных условиях космического полета и связанных с профилактикой неблагоприятного воздействия на организм факторов полета, были разработаны методы и средства, используемые, как в космической медицине, так и в общем здравоохранении. В настоящем сборнике представлены материалы профессоров И.Б Козловской и Р.М. Баевского с соавторами, в которых, основываясь на результатах исследований в области космической физиологии и полетных космических экспериментов, приведены примеры внедрения в практическое здравоохранение методов реабилитации неврологических больных, диагностики состояний сердечно-сосудистой и дыхательной системы. Помимо этого, специалистами ГНЦ РФ ИМБП РАН разработан ряд методов и средств нашедших свое применение в практическом здравоохранении. К ним, в частности, относятся. «Способ лечения больных с патологическими неврологическими нарушениями мышечного тонуса и позной регуляции при заболеваниях центральной системы, вестибулярного и опорно-двигательного аппарата», авторы: академик РАН А.И. Григорьев, член-корреспондент РАН И.Б.Козловская (Патент РФ №2197215 рег. в Гос.реестре от 27.01.2003г.). Предлагается способ воздействия на имеющиеся изменения физической нагрузкой, которую имитируют сначала на участке "плечи-стопы" в осевом направлении инициированием натяжения корригирующих эластичных тяг. Величина натяжения составляет не более 60% веса его тела. Затем изменяют степень натяжения в зоне, имеющей деформацию, максимально возможно приближая исходную деформированную позу к физиологическому пространственному положению. При этом задают углы между осевыми нагрузками вдоль бедра и голени в коленном суставе и вдоль позвоночника и бедра в тазобедренном суставе 125-140o. После чего выполняют без снятия осевой нагрузки корректирующие физические упражнения. Способ позволяет разрушить возникший в результате болезни патологический стереотип движения. «Костюм для принудительного изменения позы человека и создания повышенной нагрузки на опорно-двигательный аппарат», авторы: Григорьев А.И., Козловская И.Б.,Тихомиров Е.П.,Гусев Е.П., Гехт А.Б. (Патент РФ №2295321 рег в Гос.реестре от 20.03.2007г. на изобретение). Костюм включает наплечную, тазовую, коленные и стопные опоры, связанные между собой нагрузочными элементами. Каждый из нагрузочных элементов представляет собой нерастяжимую регулировочную ленту и фиксированную к ней эластичную тягу, не имеющую остаточной деформации, увеличение начальной длины которой создает усилие не менее 4 кг. Соотношение длины регулировочных лент и эластичных тяг каждого нагрузочного элемента подобрано таким образом, чтобы максимальное удлинение эластичной тяги составляло не менее 50% начальной длины. Устройство дополнительно содержит опору, расположенную на грудной части туловища, которая соединена с опорами на надплечьях с помощью самофиксирующихся пряжек, образуя плотно обхватывающий тело пациента жилет. Тазовая опора выполнена в виде шорт. На грудной и тазовой опорах имеются вшитые силовые ленты, снабженные пряжками для взаимофиксации между собой грудной и тазовой опор. Эти опоры выполнены с возможностью индивидуальной подгонки по размерам тела пациента за счет дополнительных приспособлений. Опоры на коленных суставах представляют собой бандаж, выполненный с возможностью плотного обхватывания области коленного сустава, верхней четверти голени и нижней четверти бедра. В плоскости горизонтальной оси сустава на бандаже установлены петли для размещения в них нагрузочных тяг. Опоры на стопах выполнены в виде башмаков или представляют собой гибкие тканевые пластины. Башмаки снабжены по периметру подошвы полоской ткани, содержащей петли для крепления к ним эластичных тяг. Шаг между петлями составляет не более 10% от длины подошвы башмака. Гибкие тканевые пластины выполнены с возможностью охвата ими всей подошвы пациента и содержат петли для крепления к ним тяг, создающих нагрузку. Устройство снабжено тремя поясами, каждый из которых имеет два самозатягивающихся замка, выполненными с возможностью установки одного из поясов по краям реберной дуги, второго - на талии, а третьего - на подвздошных костях пациента. Каждый пояс содержит тканевую застежку на внутренней поверхности той части пояса, которая устанавливается на задней поверхности туловища пациента. На грудной и тазовой опорах имеются ответные части застежки. Регулировочные ленты нагрузочных элементов жестко фиксированы к передней боковой и задней поверхностям грудной и тазовой опор, однако концы их выполнены свободными и снабжены пряжками и крючками. Изобретение позволяет обеспечить устойчивое ассиметричное выборочное нагружение скелетной мускулатуры и выборочное энергетическое нагружение отдельных видов движений. «Способ восстановления и/или сохранения функциональных возможностей мышц человека в условиях микрогравитации и/или гипокинезии», авторы: Козловская И.Б., Григорьев А.И., Коряк Ю.А. (Патент РФ №2227048 рег. в Гос.реестре от 20.04.2004г.). Тренировку мышц осуществляют ежедневными сеансами воздействия на них двухполярными, симметричными, прямоугольными импульсами длительностью не менее 1 мс и интенсивностью 20-30% от максимальной произвольной силы мышц человека. Стимулирующие импульсы подают на электроды, установленные на поверхности кожи, на границе между крайней и средней третью длины передней и задней поверхности мышцы нижней конечности, при этом значение амплитуды стимулирующего импульса синхронно регулируют до достижения одинаковой силы сокращения мышц на данной конечности с предотвращением движения в ее суставах. Первые пять сеансов тренировки мышц проводят в течение 0,5-1 ч. Время каждого последующего сеанса тренировки мышц увеличивают до 6 ч в день, которое делят на два этапа, продолжительностью до 3 ч каждый и осуществляемых до и после выполнения дополнительно заданного профилактического комплекса физических упражнений. Каждую последующую ежедневную тренировку мышц проводят заданными минимальными значениями амплитуды импульсов в 6-13 В, находящимися в памяти микрокомпьютера электростимулятора. Каждую последующую ежедневную тренировку мышц проводят заданными нормальными значениями амплитуды импульсов в 8-17 В, находящимися в памяти микрокомпьютера. Каждую последующую ежедневную тренировку мышц проводят с использованием значений амплитуды стимулирующих импульсов от предыдущей тренировки, находящихся в памяти микрокомпьютера электростимулятора. Амплитуду стимулирующих импульсов в процессе ежедневной тренировки мышц изменяют по желанию самого тренирующегося. Способ позволяет повысить эффективность восстановления и/или сохранения функциональных возможностей мышц человека в условиях микрогравитации и/или гипокинезии. «Устройство для перераспределения крови в организме человека при артериальной гипертензии, а также в условиях невесомости во время космических полетов», авторы: Григорьев А.И., Яров А.С., Крютченко С.Г., Клеев В.В. (Патент РФ №47643 рег. в Гос.реестре от 10.09.2005г. на полезную модель). Устройство относится к медицинской технике, а именно к средствам коррекции состояния кровообращения при артериальной гипертензии, связанной с увеличенным сердечным выбросом и нарушениями регуляции регионарного кровообращения. Устройство, создавая дозированное давление в проксимальной области бедер, увеличивает объем крови в поверхностных венах нижних конечностей, снижает сердечный выброс, улучшает состояние регионарного кровообращения, снижает артериальное давление «Компьютерный способ профилактики и коррекции неблагоприятных перцептивных и сенсомоторных реакций», авторы: Корнилова Л.Н., Наумов И.А., Сагалович С.В., Алехина М.И., Козловская И.Б. (Патент РФ №2301622 рег в Гос.реестре от 27.06.2007г. на изобретение). Способ может быть использован для профилактики, коррекции и купирования неблагоприятных перцептивных (иллюзорных) и сенсомоторных реакций. Индуцирование у испытуемого (пациента) иллюзорных реакций и вестибуло-оптоокуломаторного нистагма с последующей их коррекцией и купированием путем обучения испытуемого умению фиксировать и удерживать в фовеальном зрении реальную мишень для выработки фиксационного рефлекса. Индуцирование иллюзорных и нистагменных реакций реализуют, используя компьютерные программы путем осуществления на фоне ретинальных оптокинетических стимулов в виде диффузных шаров и эллипсов на всем экране. Дополнительно обучают испытуемого умению фиксировать и удерживать в фовеальном зрении как реальную, так и воображаемую мишень. После чего при обучении испытуемого коррекции и купированию иллюзорных реакций и нистагма используют выработанный фиксационный рефлекс в условиях предъявления только зрительных стимулов, затем в условиях только вестибулярной стимуляции, затем в условиях сочетанного предъявления испытуемому зрительных и вестибулярных стимулов. Об эффекте тренировок судят по способности испытуемого купировать иллюзорные и вестибуло-оптоокуломоторные реакции при высокоскоростных движениях головой на фоне ретинальных оптокинетических помех. Способ позволяет осуществить формирование и закрепить стереотип сенсомоторных навыков в условиях искаженной вестибулярной, зрительной, проприоопорной и другой механорецепторной афферентации, продуцирующей неблагоприятные перцепто-окуломоторные реакции. «Компьютерный способ комплексной оценки состояния вестибулярной функции, межсенсорных взаимодействий и следящей функции глаз», авторы: Корнилова Л.Н., Сагалович С.В., Алехина М.И., Козловская И.Б. (Патент РФ №2307575 рег в Гос.реестре от 10.10.2007г. на изобретение). Способ может быть использован при осуществления медицинской экспертизы для выявления как патологии, так и адаптационных перестроек. Регистрируют окуломоторные реакции на предъявление обследуемому зрительного стимула в виде точки, перемещающейся по экрану монитора в отсутствии и на фоне зрительных помех в виде движущихся эллипсов. Дополнительно методами электроокулографии или видеоокулографии в диалоговом режиме при открытых и закрытых глазах определяют спонтанную глазодвигательную активность при взоре в центр экрана и крайних отведениях глаз, характеристики фиксационных поворотов глаз при скачкообразном и плавном перемещении точечного стимула в разных направлениях линейно и синусоидально по горизонтали, вертикали и диагонали в диапазоне ±10 и ±15 град до и после вестибулярной стимуляции активными синусоидальными движениями головы при частоте вращений 0,01-1 Гц в горизонтальной, сагиттальной или фронтальной плоскостях. Далее вычисляют амплитуду фиксационных поворотов, амплитуду плавных следящих движений глаз и их скорости, и по полученным данным вычисляют коэффициент усиления оптоокуломоторных реакций, коэффициент эффективности слежения и коэффициент усиления вестибулоокулярного рефлекса. При отклонениях от физиологической нормы величин амплитуд, скоростей и значений перечисленных коэффициентов в пределах 6%-15% диагностируют функциональные изменения в вестибулозрительной системе и следящей функции глаз, а при отклонениях от физиологической нормы любого из перечисленных показателей, превышающих 15%, диагностируют органические изменения в вестибулозрительной системе и следящей функции глаз. Способ позволяет выявить и оценить субклинические изменения в вестибуло-зрительной системе, в межсенсорных взаимодействиях и следящей функции глаз. Используемый аппаратно-программный комплекс был апробирован на кафедре неврологии ММА им. И.М. Сеченова, в модельных экспериментах, при отборе спортсменов высокой квалификации для участия в международных соревнованиях, а также при пред- и послеполётных обследованиях космонавтов. «Иммерсионная ванна», авторы: Козловская И.Б., Григорьев А.И. (Патент РФ № 44505 рег. в Гос.реестре от 27.03.2005г. на полезную модель). Модель может быть использована для проведения процедур «сухой» иммерсии в условиях стационара в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями. Иммерсионная ванна снабжена ложементом с шарнирно-рычажным механизмом, размещенным внутри корпуса и выполненным с возможностью обеспечения возвратно-поступательного перемещения ложемента в вертикальном направлении, при этом шарнирно-рычажный механизм соединен тягой с редуктором, установленным в верхней части корпуса ванны, система трубопроводов для циркуляции воды снабжена электронагревательным устройством с автоматическим поддержанием температуры воды, а в ложементе выполнены отверстия. «Мобильное устройство для комплексного обследования кардио-респираторной системы космонавтов», авторы: Баранов В.М., Баевский Р.М., Пащенко А.В., Шмелев С.И. (Патент РФ №58886 рег. в Гос.реестре от 10.12.2006г.). Устройство позволяет контролировать электрокардиограмму, реоэнцефалограмму, импедансную кардиограмму, реограмму верхних и нижних конечностей, артериальное давление и другие показатели. В стройстве реализована возможность регистрации 26 физиологических сигналов. В 2002-2010 гг.специалистами ГНЦ РФ ИМБП было получено 13 патентов, из них: 8 - на изобретения, 5 - на полезную модель. Одним из важнейших вопросов внедрения результатов проведенных исследований и экспериментов является участие в выставочной деятельности, которая обеспечивает популяризацию достижений в области космической медицины и предоставляет возможность дальнейшего их использования в социально-экономической сфере. Следует отметить, что многие из достижений космической медицины, важные для сохранения здоровья и работоспособности человека в неблагоприятных условиях, еще не получили развития в земной медицине. Например, методы управления здоровьем, достаточно хорошо разработанные применительно к условиям длительного космического полета, еще ждут своего применения в земной медицине. Можно с известной долей уверенности сказать, что инновационные программы в области космической биомедицины, международное партнерство в космосе и внедрение разработанных «полетных» технологий в клиническую практику станут весомыми составляющими медицины XXI века. На основании результатов будущих медико-биологических исследований, планируемых, как на Земле, в период подготовки к проведению межпланетных полетов, так и в Космосе, на перспективных орбитальных станциях, транспортных кораблях, должны быть разработаны космические медицинские технологии, методики и аппаратура, которые найдут свое применение на Земле в различных сферах деятельности человека.

Похожие:

Супруги Гололобовы-ветераны Великой Отечественной войны Люди приходили с просьбами направить их на фронт. Многие рабочие нашего поселка тоже отправились на фронт, воевали, кто-то вернулся...