Дек 21

Методы исследования для изучении предельных значений ускорений ударного характера

В исследовательской практике при определении функциональных сдвигов, вызываемых воздействием ударных ускорений, а также при количественной оценке предельно переносимых значений этого фактора применяется множество способов. Первые исследования по изучению реакции человека на воздействие ударных ускорений, проведенные вскоре после окончания. Второй мировой войны, были направлены на выяснение вопросов, относящихся к безопасности катапультируемых кресел. Было выполнено большое количество экспериментальных работ по изучению ударного воздействия при вынужденных посадках самолетов, а также по влиянию ударных ускорений – GX и кратковременных ускорений при торможении в условиях катапультирования из скоростного самолета. Большинство указанных исследований выполнено с участием человека; нередко испытуемыми были сами исследователи. Хотя испытаниям с участием людей-добровольцев предшествовали опыты на антропоморфных манекенах, ценность этих данных была весьма незначительной. Проводились также экспериментальные исследования на животных, но значимость этих экспериментов была невелика (и в лучшем случае носила характер качественной оценки) из-за отсутствия сведений о том, в какой мере коррелируют между собой предельно переносимые значения ударных ускорений у человека и у животных. В большинстве случаев значительная работа, проделанная на этой стадии развития авиационной медицины, базировалась на субъективных отчетах испытуемых, на мягкой, как правило, нерезко выраженной симптоматике и на суждениях исследователей, проводивших наблюдения. Такой подход используется и в настоящее время при определении у испытуемых-добровольцев предельно переносимых ударных ускорений, а также при оценке относительных преимуществ систем защиты от ударных ускорений. Однако совершенствование методики и более основательный анализ литературы по указанному вопросу несколько уменьшили опасность проведения подобных исследований.

В значительной степени возрастает роль экспериментальных исследований с воздействием ударных ускорений на животных. По мере увеличения объема наблюдений и накопления данных по каждому виду животных возникает задача дать оценку роли специфических компонентов ударных ускорений, выявить и проанализировать наиболее характерные структуры травм. Эксперименты на животных служат фундаментом для оценки различных видов травматизма, который может иметь место в результате воздействия ударных ускорений различных направлений, а также при использовании различных технических средств защиты от их неблагоприятного действия. Эксперименты на животных, проведенные с целью определения частоты смертельных повреждений, явились базисом для построения теоретических гипотез биомеханического действия ударных ускорений, т. е. деформации опорных тканей и влияния параметров величины и длительности действия ударных ускорений на тяжесть травм. Если раньше эксперименты на животных проводились только для получения качественной оценки различных видов травм и выяснения их патогенетических механизмов, то использование их в аспекте количественной оценки должно привести к установлению и уточнению законов пересчета и поправки полученных у животных данных на человека на основе последних достижений в области биомеханики. Обоснованность этих законов количественного моделирования подтверждается экспериментальными исследованиями с воздействием различных механических факторов внешней среды, таких, как аэродинамический удар воздушного потока, вибрации и длительные ускорения.

Несмотря на определенные успехи, достигнутые в исследовании ударных ускорений, данные, полученные на животных, должны оцениваться с большой осторожностью. Основные различия в строении тела человека и животных, как на макро-, так и на микроуровнях, лежат в основе фундаментальных требований количественной оценки по закону подобия геометрических структур тела и биомеханических характеристик его тканей.

Более того, человек и животное имеют отличия не только в отношении геометрических пропорций тела, но, что гораздо важнее, физиологические реакции могут по-разному проявляться в организме того и другого.

Другим способом, который используют для установления предельных значений ударных ускорений, не подвергая при этом чрезмерному риску живых людей, является использование трупов человека или органов и тканей, взятых у трупов. Этот способ успешно применялся при определении пределов прочности костных структур и их биологического сопротивления разрушению, поскольку посмертные явления в костных тканях выражены слабее, чем в мягких. Предельные значения ударных ускорений +GZ получены, по крайней мере частично, на основе экспериментальных исследований сегментов позвоночного столба, взятых у трупа. Значительное число работ по исследованию травматических повреждений головы в результате воздействия ударных ускорений было проведено на костях черепа умерших людей.

Взамен прежних, чрезмерно упрощенных концепций «пределов устойчивости» и «зоны травм» новейшие достижения биомеханики направлены на установление предельно допустимых значений ударных ускорений и вероятностных показателей травмы или смертельного исхода. Такие вероятностные зависимости могут быть получены путем интеграции и корреляции всех шести основных способов изучения ударных ускорений: 1) исследование с участием людей-добровольцев воздействия ударных ускорений слабой интенсивности с целью изучения основных механизмов кинематики живого тела и ее связи с кинематическими зависимостями действия ударных ускорений на животных и трупы людей; 2) определение анатомических локализаций травмы, ее патогенетических механизмов и тяжести локального удара при проведении экспериментального изучения на трупах с воздействием ударных ускорений высоких уровней; 3) экспериментальное исследование на животных различных видов для изучения полного диапазона физиологических и патофизиологических сдвигов, которые наблюдаются при воздействии ударных ускорений; 4) анализ травматизма у людей в результате несчастных случаев для подтверждения выводов лабораторных исследований и для клинической оценки тяжести травмы и ее отдаленных последствий; 5) исследование отдельных изолированных элементов тела человека, таких, как сегменты тел позвонков, или костей черепа с целью определения параметров их биомеханического сопротивления, т. е. напряжения против разрушения, упругость и т. д.; 6) объединение и синтез результатов исследований по всем перечисленным способам (с 1 по 5) в теоретическую или математическую рабочую модель, которая позволяет рассчитать характер динамических реакций и предсказать вероятность травматизма для параметров ударных ускорений, еще не изученных в эксперименте.

Основной трудностью в установлении критерия предельно переносимых ударных ускорений является то, что указанные уровни зависят не только от одной биологической системы, но и тесно связаны и во многом определяются наличием опорной или привязной систем, используемых при воздействии на человека ударных ускорений. Определение предельно переносимых параметров ударных ускорений без точного описания и оценки опорных и привязных устройств лишено всякого смысла. Геометрические размеры и механические свойства всех контактных поверхностей, фиксирующих тело человека, т. е. сидений, спинок кресел, привязных систем, подголовников и т. д., должны тщательно учитываться и сопоставляться с показателями экспериментального воздействия. При проведении исследований на животных эти «механические компоненты» должны быть детально измерены по геометрическим, динамическим и прочностным характеристикам с тем, чтобы по ним можно было сделать научно обоснованную экстраполяцию полученных данных на человека.

Похожие статьи:

  1. Физиологическое и патологическое действие ударных ускорений Большинство исследований по изучению действия ударных ускорений на организм человека...
  2. Устойчивость человека к ускорениям и критерии ее оценки Оценка устойчивости организма к действию ускорений зависит от характера выбранного...
  3. Предельно переносимые величины ударных ускорений по вектору +Z Оценка сводных данных Эйбэнда свидетельствует о том, что между величиной...

автор admin \\ теги: , , ,



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.