Б.С. Доброборский
О ПРИНЦИПАХ ГИГИЕНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА РАЗЛИЧНЫХ НАГРУЗОК ПО ПАРАМЕТРУ ЭРГОЕМКОСТЬ С ПОМОЩЬЮ РЯДОВ ФУРЬЕ
Исследования воздействия на организм человека различных нагрузок по показателю эргоемкость*, проведенные в последние годы фирмой “Локус” (Санкт-Петербург, Россия) совместно с Санкт-Петербургской медицинской академией им. И.И.Мечникова и научным объединением
ECOST (Иерусалим, Израиль) показали, что исследования процессов, происходящих в организме человека, как процессов непериодических, не в полной мере отражают сущность этих процессов. В связи с этим в недостаточной степени адекватно принимаются решения о нормировании различных нагрузок, воздействующих на организм человека.Поскольку все процессы, происходящие в организме человека, носят периодический характер (с основными периодами сутки и неделя), процессы, вызванные воздействием на человека различных нагрузок, какими бы специфическими они не являлись, также следует рассматривать как периодическую функцию, а количественную оценку воздействия на организм человека различных нагрузок производить по коэффициентам рядов Фурье.
При этом величина функциональных сдвигов должна характеризоваться показателем эргоемкость, обеспечивающего соизмеримость различных по природе функциональных сдвигов, так как он характеризует время восстановления функциональных сдвигов.
Типичная характеристика периодических колебаний функциональных сдвигов организма человека представлена на рис.1 (1
).
Рис.1. Типичные периодические колебания функциональных сдвигов.
|
|
(1) |
где
y(t) – периодическая функция с периодом T.Периодическая функция при этом, например представленная на рис.1, количественно характеризуется набором значений коэффициентов
, соответствующих частотам 
.
В зависимости от выбора максимального значения коэффициента
n математическое описание анализируемой периодической функции может быть теоретически произведено с любой точностью, практически же она ограничена точностью измерений функциональных сдвигов.Таким образом, для количественной оценки воздействия на организм человека различных нагрузок и их нормирования должна быть определена нормальная последовательность значений коэффициентов для каждого функционального сдвига, определены максимально допустимые отклонения значений этих коэффициентов, а сама оценка должна производиться путем измерения эргоемкости по разности между фактическими значениями и нормальными значениями одноименных коэффициентов.
В общем виде характеристика воздействия на организм человека различных нагрузок будет представлять собой семейство последовательностей разностей соответствующих одноименных коэффициентов рядов Фурье (2):
где
A, B, … Z – функциональные сдвиги (напр. температура тела, частота сердечных сокращений, тремор и др.).Эргоемкость восстановления функциональных сдвигов при этом будет определяться по времени восстановления значений соответствующих коэффициентов рядов Фурье.
На рис.2 приведен пример изменения величины функционального сдвига под действием нагрузки.
Рис.2. График изменения закономерности восстановления функционального сдвига x во времени t
А – кривая нормального восстановления функционального сдвига, В – кривая восстановления функционального сдвига при воздействии нагрузки
Произвести количественную оценку отличия кривых А и В, представленных на рис.2 возможно лишь путем преобразования этих кривых в периодическую функцию и определения соответствующих коэффициентов рядов Фурье .
Таким образом, представление естественных колебательных процессов, происходящих в организме человека, как периодических функций, позволяет использовать математический аппарат разложения периодических математических функций в ряды Фурье для полной количественной характеристики этих процессов и объективного гигиенического
нормирования.