ОДЕЖДА ЗАЩИТНАЯ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ РАБОТ
PROTECTIVE CLOTHING FOR RESCUE AND SALVAGE OPERATIONS

Изобретение относится к защитным средствам участников аварийно-спасательных работ, например к боевой одежде пожарных.
В предлагаемой защитной одежде реализуется принцип защиты не только поверхности тела участника спасательных работ, но и повышения защитных функций организма посредством активизации деятельности различных его систем.
Известна боевая одежда пожарных (Нормы пожарной безопасности. Боевая одежда пожарного - НПБ157-99, утвержденные Главным управлением государственной противопожарной службы России, приказ №61 от 12.08.1999 г.; перечень изменений и дополнений в нормы пожарной безопасности НПБ157-99, утвержденные Главным управлением государственной противопожарной службы Министерства РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, приказ от 30.12.2002 г.), включающая в себя куртку, брюки (полукомбинезон), капюшон, специальную пожарную обувь. Для изготовления боевой одежды пожарных используют пакет материалов и тканей, состоящий из материала верха, водонепроницаемого слоя, съемной теплоизоляционной подкладки и подкладочной ткани. Недостаток известной боевой одежды пожарных состоит в том, что, позволяя защитить поверхность тела человека от воздействия повышенных температур, возможных выбросов пламени, тепловых потоков высокой интенсивности, проникновения воды и поверхностно-активных веществ, она не помогает различным органам и системам организма человека адекватно реагировать на экстремальные и стрессовые ситуации; не активизирует защитные функции организма, не формирует антистрессорный эффект и т.д.
В авторском свидетельстве СССР №1777779, кл. А41D 13/00 представлен жакет, в котором, кроме обычно используемого пакета защитных материалов, для локального охлаждения отдельных участков тела человека встроены накладные карманы с хладагентом, который поглощает тепло, в зонах расположения карманов, переходя при повышении температуры из одного фазового состояния в другое. Недостатки этого изобретения следующие: уменьшение температуры в отдельных поверхностных зонах человека не обуславливает активизацию функционирования различных внутренних систем организма человека; возникающие же в зоне расположения карманов с хладагентами градиентные изменения температуры могут обусловить даже снижение защитных функций организма; хладагент быстро нагревается, что обуславливает необходимость частой замены его, а это усложняет и удорожает эксплуатацию костюма.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению аналогом является огнезащитный костюм по патенту RU 2193425 С2, который содержит наружное покрытие из металлической ткани, теплоизолирующий пакет из термостойких волокон, например базальтовых, металлизированного покрытия и металлизированной полимерной пленки, а также гигиенический слой из хлопчатобумажной ткани. Недостатки этого изобретения следующие:
2
- металлизированные покрытия на тканях и полимерных пленках получают в вакууме, например магнетронным напылением, после активирования ткани и пленок в низкотемпературной плазме низкого давления (в вакууме). Технология металлизации сложна и энергозатратна, стоимость металлизированной ткани может достигать 5÷10 тыс. руб. за 1 м;
- теплопроводность металлического покрытия превышает теплопроводность волокон в тысячи и более раз, температура волокон после металлического покрытия за доли секунды оказывается равной температуре окружающей среды в зоне пожара;
- металлические покрытия и базальтовые волокна обладают плотностью, в 2-5 раз превышающей плотность натуральных и химических волокон, что обуславливает увеличение массы защитного костюма.
Технический результат, обусловленный предлагаемым изобретением, состоит в повышении защитных функций организма человека при воздействии на него различных вредных факторов посредством активизации функционирования систем организма человека.
Указанный технический результат достигается тем, что в одежде защитной, используемой при выполнении аварийно-спасательных работ, содержащей куртку, брюки или полукомбинезон и капюшон, выполненные из пакета материалов, включающего материал верха, теплозащитную подкладку и внутреннюю подкладку защищающего от теплового потока, окружающей среды при повышенных температурах, воздействия пламени, контакта с раскаленными поверхностями, отличающейся тем, что согласно изобретению на внутренней поверхности куртки в зоне от VII шейного позвонка до нижнего края лопаток, установлена трапециевидная вставка из магнитной ткани, повторяющая по форме и размерам затылочную зону шеи и верхнюю часть спины, создающая на поверхности шейного позвонка и лопаток магнитное поле индукцией 5÷20 мТл; в зоне от нижнего края лопаток до уровня подвздошных костей таза на внутренней поверхности куртки вдоль позвоночника расположена прямоугольная вставка из магнитной ткани шириной не менее 10 см, создающая в этой зоне на поверхности тела магнитное поле индукцией 5÷50 мТл, на внутренней поверхности брюк или полукомбинезона в зоне от III поясничного позвонка до крестца размещена прямоугольная вставка из магнитной ткани длиной, равной поперечному размеру нижней части спины и шириной не менее 10 см, создающая магнитное поле на поверхности тела в этой зоне индукцией 5÷50 мТл; на внутренней поверхности капюшона напротив центральной точки волосяного покрова головы установлена прямоугольная вставка и магнитной ткани, создающая на поверхности головы магнитное поле индукцией 5÷15 мТл; в обуви установлены вставки из магнитной ткани в виде стандартных стелек, создающих на поверхности стопы магнитное поле индукцией 5÷20 мТл; вставки из магнитной ткани закреплены на внутренних поверхностях одежды, таким образом, например посредством липучек, что их можно легко снять, когда в них нет необходимости.
Использование магнитного поля как для лечения широкого спектра заболеваний, так и для их профилактики известно давно. Все биологические объекты на Земле формировались, совершенствовались и живут под воздействием магнитного поля Земли, являющегося геометрической суммой магнитных полей ядра Земли и ее коры. Под воздействием магнитного поля в организме человека происходят ориентационные и концентрационные перестройки молекул, жидких кристаллов (клеточных мембран и внутрикисточных структурных образований), элементарных токов атомов и молекул. По уровню чувствительности к воздействию магнитного поля системы организма человека располагают в последовательности: нервная, эндокринная, органы чувств, сердечно-сосудистая, кроветворная, мышечная, пищеварительная, выделительная, дыхательная и костная. Особенно эффективно воздействие магнитного поля на нервную систему, посредством которой изменяются условно-рефлекторные биологические и физиологические процессы таким образом, чтобы активизировать защитные и регенерационные функции организма: синхронизируется работа секреторных клеток, усиливается синтез и выделение нейросекрета, увеличивается активность гипофиза, а значит, и обменных процессов, формируется антистрессорный эффект, снижается эмоциональное напряжение и т.д. (Kenny R.A., et al. Head up/tilt: A useful test for investigating unexplained syncope//Lancet 1989, - N1, - p.l352-1355; Березный E.A., Рубин A.M. Практическая кардиоритмография. СПб-НПО ”NEO”. 1997,-120 с). Магнитное поле по данным многих авторов (Л.Х. Гаркави, Е.Б. Квакина. Место адаптационных реакций в биологическом и лечебном действии магнитных полей. // Вестник Проблемной комиссии Минздрава СССР «Магнитобиология и магнитотерапия в медицине». 1991, - №2, - с. 3-11) вызывает развитие адаптационных реакций в организме человека, позволяет осуществить управление его состоянием.
Предлагаемая защитная одежда представляет собой совокупность куртки, брюк или полукомбинезона, капюшона и обуви пожарных. Куртка и брюки или полукомбинезон, выполнены из пакета материалов, состоящего из термоогнезащитного верха, покрытого изнутри водонепроницаемой пленкой, теплоизоляционной подкладки и подкладочной ткани.
На фигуре 1 изображены вставки из магнитной ткани, размещенные в капюшоне, куртке, брюках (полукомбинезоне) защитной одежды.
Вставка 1 в виде прямоугольника размером 7×7 см размещена в капюшоне таким образом, чтобы ее центр был расположен напротив центральной точки волосяного покрова головы человека.
Трапециевидная вставка 2 размещена на внутренней поверхности куртки, в зоне верхней части спины - от VII шейного позвонка до нижнего края лопаток. По форме и размерам эта вставка повторяет зону верхней части спины. Прямоугольная вставка 3 размещена в зоне от нижнего края лопаток до уровня крыльев подвздошных костей таза на внутренней поверхности куртки вдоль позвоночника и симметрично относительно него, ширина вставки не менее 10 см. Вставка 4 размещена на внутренней поверхности брюк (полукомбинезона) в зоне от III поясничного позвонка до крестца, представляет собой прямоугольную полоску шириной не менее 10 см и длиной, равной поперечному размеру нижней части спины. Вставки из магнитной ткани по форме стандартной стельки размещены в обуви вместо или поверх используемых стандартных стелек.
Действие магнитного поля, создаваемого вставками из магнитной ткани в различных зонах, позволяет повысить защитные функции организма путем активации работы различных его органов и систем. В соответствии с данными перечисленных выше литературных источников:
- магнитное поле вставки 1 (фиг.1) капюшона в центре волосистой части головы человека воздействует на кору мозга и средний мозг, которые обеспечивают повышение порога раздражения и, следовательно, снижением возбудимости, а также развитие адаптационных реакций;
- магнитное поле вставок 2 (фиг.1) в зоне от VII шейного позвонка до нижнего края лопаток, воздействуя на нервную и сердечно-сосудистую систему, обеспечивает улучшение кровообращения мозга, нормализацию давления как на этапе сокращения предсердий, так и на этапе расширения их, повышает активность эндокринной системы, в том числе щитовидной железы;
- магнитное поле вставок 3 и 4 (фиг.1), воздействуя на спинной мозг и нервные волокна, расположенные вдоль позвоночника, и в зоне опорно-двигательного аппарата, предотвращают боли в пояснице, стимулируют работу опорно-двигательного аппарата и выделительной системы;
- магнитное поле, создаваемое вставкой в виде стельки, расположенной в обуви, воздействует на рефлекторные зоны стопы, связанные практически со всеми органами человека, при этом развивается системная реакция различных органов, обуславливающая повышение резистентности организма.
30:15
Результаты практического использования предлагаемой одежды защитной, используемой при выполнении аварийно-спасательных работ, представлены в таблице 1. Была использована активная ортостатическая проба, являющаяся по литературным данным / Соколов С.Ф., Малкина Т.А. Клиническое значение оценки вариабельности ритма сердца // Сердце 2002, - 2, - с. 72-75. Млиани А. Физиологическая интерпретация спектральных компонентов вариабельности сердечного ритма // Вестник аритмологии. 1998, - 89, - с 47-57) нервно-рефлекторным воздействием на человека и позволяющая оценить реактивность парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы, оценить способность организма человека переносить различные воздействия, а также выявить особенности кровообращения. Величина индукции магнитного поля, создаваемого магнитной тканью у поверхности человека в различных зонах, составляла 5÷50 мТл и была установлена индивидуально для каждого участника эксперимента по результатам предварительного тестирования. После снятия электрокардиограмм и построения ритмограмм были определены: общая мощность спектра (ТА), мощность спектров на высоких (HF) и низких (LF) частотах, отношение LF/HF, среднеквадратичное отклонение длительности соседних интервалов на кардиоритмограммах (SD), процентное содержание соседних интервалов, отличающихся на 50 мс и более (Р, %), отношение ординат на ритмограмме, соответствующее тридцатому и пятнадцатому сокращению сердца после изменения положения обследуемого с горизонтального на вертикальное (К). Интерпретация полученных значений величин ТА, ME, LF, LF/HF, SD, P проведена в соответствии с литературными данными. По этим данным причинами увеличения указанных характеристик являются следующие:
- рост ТА свидетельствует о повышении активности нейрогуморальных воздействий на сердце и об улучшении функционального состояния организма;
- рост HF свидетельствует о повышении функциональных возможностей сердца и преобладании парасимпатического воздействия на сердце;
- рост LF свидетельствует о преобладании симпатического воздействия на сердечный ритм и о возможном повышении артериального давления, а также частоты сокращений сердца;
- отношение LF/HF характеризует баланс воздействий вегетативной нервной системы на функциональное состояние организма. У здоровых людей отношение LF/HF находится в пределах 0,7÷1,25. При проведении активной ортостатической пробы отношение LF/HF может возрастать в десять и более раз;
- снижение SD свидетельствует об улучшении состояния механизмов регуляции вариабельности ритма сердца, определяемого влиянием симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы на синусовый узел;
- снижение величины Р, % свидетельствует о росте стабильности работы различных систем;
30:15
30:15
- рост K от 1,2 до 1,75 свидетельствует об усилении реактивности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Уменьшение значение K до 1 и менее означает ухудшение функционального состояния организма, а рост его свыше 1,75 - свидетельство плохой натренированности человека.
Таблица 1
п/п
Характеристики регуляторных и адаптационных процессов в организме в результате стрессовых и физических воздействий
Результаты тестирования после использования активной ортостатической пробы
Без защитной одежды
После пребывания в предлагаемой в данной заявке защитной одежде в течение 2<sup>x</sup> часов<sup>xx</sup>
После пребывания в течение 2 часов в защитной одежде, предложенной в прототипе
Вид характеристик
Норма, запись ЭКГ в состоянии покоя*
1
Общая мощность спектра мс<sup>2</sup>/Гц
3466±1218
1600÷1800
2000÷2100
1650÷1850
2
Отношение мощности спектра на низких частотах LF к мощности спектра на высоких частотах LF/HF
0,7÷1,2
4÷5
12÷14
5÷6
3
Среднеквадратичное отклонение длительности соседних интервалов на кардиоритмограммах, мс
68
19÷21
14÷15
18÷20
4
Процентное содержание соседних интервалов на кардиоритмограммах, отличающихся более чем на 50 мс
49
1,5÷2
1,5÷1,6
1,7÷2,1
5
Отношение ординат на ритмограмме, соответствующие 30-му и 15-му сокращению сердца после изменения положения обследуемого с горизонтального на вертикальное
-
1,2÷1,3
1,4÷1,7
1,2÷1,35
x - нормы из международного стандарта, предложенного Европейским обществом кардиологов и Североамериканским обществом электрофизиологов в 1996 году, а также из данных литературных источников.
xx - среднее значение индукции магнитного поля, создаваемого магнитной тканью у поверхности тела тестируемых было равно: B<sub>r</sub>=20 мТл - в зонах от VII шейного позвонка до нижнего края лопаток и от нижнего края лопаток до крыльев подвздошных костей таза; B<sub>r</sub>=25 мТл - в зоне от III поясничного позвонка до крестца; В<sub>r</sub>=10 мТл - в зоне центральной точки волосяного покрова головы; B<sub>r</sub>=15 мТл - в зоне стопы.
Обследовано девять человек.
30÷15
Как видно из таблицы 1, характеристики регуляторных и адаптационных процессов в организмах обследованных участников, выявленных посредством активной ортостатической пробы, примерно одинаковы как у лиц без защитной одежды, так и у лиц с защитной одеждой, предложенной в прототипе. Некоторое превышение значений характеристик у обследуемых с защитной одеждой, предложенной в прототипе по сравнению с обследованными без защитной одежды, обусловлено, видимо, психологическим фактором. При использовании же защитной одежды с магнитными вставками общая мощность спектра ТА возрастает примерно в 1,2 раза, отношение LF/HF - в 2,9 раза, K - в 1,25 раза, среднеквадратичное отклонение длительности соседних интервалов на кардиоритмограммах уменьшается в 1,35 раза, а процентное содержание соседних интервалов на кардиоритмограммах, отличающихся более чем на 50 мс, - в 1,13 раза. Такое изменение характеристик при использовании магнитного поля, создаваемого предлагаемой защитной одеждой, свидетельствует о том, что при нервно-рефлекторном и физическом воздействии на человека магнитное поле улучшает: частоту сердечных сокращений, баланс воздействий вегетативной нервной системы, работу механизмов регуляции вариабельности ритма сердца, реактивность парасимпатического отдела, стабильность работы сердца и различных систем организма, функциональные возможности организма в целом.
В предлагаемой защитной одежде реализуется новый принцип защиты участников аварийно-спасательных работ, заключающихся не только в защите поверхности тела от различных вредных воздействий, например, в случае боевой одежды пожарного - это защита от повышенных температур, пламени, проникновения к поверхности тела воды и других реагентов, но и защита внутренних органов и систем организма человека.
Активизация регуляторных, адаптационных и регенерационных функций организма при использовании предлагаемой защитной одежды обеспечивается посредством создания магнитного поля в различных зонах. Магнитное поле индукции до 50 мТл в поверхностной зоне человека создают вставки из магнитной ткани, расположенные на внутренней поверхности капюшона куртки, брюк (полукомбинезона), а также обуви.
Эффективность воздействия магнитного поля на человека была проверена путем проведения активной ортостатической пробы с получением электрокардиограмм, ритмограмм и спектрограмм. Характеристики функциональных возможностей организма при использовании магнитных вставок в указанных выше зонах возросли в 1,2÷1,35 раза.
Ширина вставок 3 и 4 была установлена путем варьирования ее от 5 см до 15 см, с шагом варьирования 1 см. В качестве характеристик, позволяющих интегрально сменить эффективность воздействия магнитного поля, использованы: индекс здоровья - I и биологический возраст - В, вычислены в соответствии с указанным ранее Международным стандартом, по результатам обследования пяти участников эксперимента после выполнения ими активной ортостатической пробы со вставками различной ширины. Средние значения I и В для пяти участников представлены в таблице 2.
Таблица 2
Характеристики
Относительное значение характеристик I и В при разной ширине вставок 3 и 4 в см
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Индекс здоровья
1
1,048
1,082
1,094
1,114
1,12
1,121
1,120
1,122
1,123
1,122
Биологический возраст
1
0,94
0,94
0,93
0,91
0,89
0,883
0,872
0,085
0,088
0,0875
1. Абсолютное значение индекса здоровья составляло от 0,650 до 0,728.
2. Абсолютное значение биологического возраста равно от 25,45 до 22,65.
Как видно при увеличении ширины вставок из магнитной ткани от 5 до 10 см, значение индекса здоровья возрастает на 12% (табл.2), и при дальнейшем увеличении ширины этих вставок до 15 см рост индекса здоровья увеличивается на доли процента. Биологический возраст при увеличении ширины магнитных вставок от 5 до 10 см снижается на 11%, а при дальнейшем возрастании ширина этих вставок до 15 см изменение биологического возраста составляет 1÷2%.