Проблема сильного охлаждения человеческого организма тесно связана с задачей эффективного спасения людей, оказавшихся в холодной воде в результате несчастного случая или волею обстоятельств. Эти вопросы интересуют также кардиологов, использующих охлаждение пациентов при оперировании на сердце. Известно, что гипотермия с понижением температуры пациента до -30°С … -20°С градусов позволяет на время остановить сердце и вести операцию без риска кровопотерь на "сухом" сердце в течение часа и более.

Однако детальное изучение влияния переохлаждения на организм человека наталкивается на сложность математического моделирования многих процессов, сопровождающих процесс гипотермии, и необходимость разработки таких моделей на базе реальной статистической информации. К сожалению, в области гипотермии мало фактических материалов и экспериментальных данных, необходимых для построения математической модели. Впервые такие факты были получены во время проведения уникальных экспериментов в Перми.

С 2003 года Пермское Региональное Отделение Федерации закаливания и спортивного зимнего плавания России, возглавляемое Хоруженко Виталием Григорьевичем, и Пермский государственный университет, используя устройства ТЕРМОХРОН, а также средства их поддержки от НТЛ "ЭлИн", плотно занимаются изучением проблем, связанных с влиянием холода на человеческий организм. Достоверные факты, необходимые для детального изучения особенностей поведения человеческого организма при переохлаждении, были получены во время проведения целого ряда уникальных экспериментов в Перми. Результаты этих исследований были бы невозможны без применения технологии ТЕРМОХРОН, обеспечившей длительный детальный мониторинг температуры окружающей среды и непосредственно организмов пловцов-экспериментаторов.

При проведении исследований использовались логгеры двух модификаций: DS1921H‑F5 для контроля температуры организма пловца и DS1921G‑F5 для контроля температуры воды и воздуха.

Логгеры модификаций DS1921G‑F5 работают в диапазоне от -40°С до +85°С и имеют чувствительность 0,5°С. Один из таких регистраторов крепился с помощью специальной клипсы к плавкам пловца и служил для контроля температуры воды. Второй регистратор DS1921G-F5 посредством такого же крепления фиксировался на шапочке пловца и обеспечивал контроль температуры окружающего воздуха.

Логгеры модификаций DS1921H‑F5 специально были созданы для контроля температуры живых организмов. Диапазон регистрируемых ими температур расположен между +15°С и +46°С. Зато минимальное изменение температуры, регистрируемое этими устройствами равно 0,125°С. Т.е. чувствительность этих регистраторов позволяет зафиксировать незначительные флуктуации окружающей их температуры. Однако точность таких логгеров невысока и составляет всего лишь ±1°С. Поэтому для описываемых экспериментов использовались специально калиброванные "таблетки" DS1921H-F5-ЛК. Во время заплыва одна из них находилась непосредственно в желудке каждого из участвующих в эксперименте моржей, которые заранее заглатывали предварительно продезинфицированные логгеры. При этом, безусловно, учитывалась полная гарантированная инертность корпуса любой “таблетки”-логгера к агрессивной среде желудка человека. Другой регистратор модификации DS1921H-F5 фиксировался с помощью эластичного бинта на запястье каждого пловца для осуществления мониторинга динамики изменения температуры кожного покрова.

Таким образом, каждый из участвовавших в эксперименте пловцов был укомплектован четырьмя регистраторами.

Предварительное программирование "таблеток" обоих модификаций на предстоящий эксперимент выполнялось с помощью комплекса TCR полномасштабной поддержки устройств ТЕРМОХРОН. При этом частота регистрации выбиралась в зависимости от длительности заплыва от 1 минуты до 5 минут (некоторые марафонские заплывы продолжались в течение нескольких суток). Кроме того, производилась точная синхронизация часов регистраторов с образцовыми часами компьютера, задавался отложенный старт регистрации на время примерно равное 1…3 часам до предполагаемого начала заплыва. Кольцевой режим заполнения буфера последовательных отсчетов был запрещен. Ярлык каждой таблетки содержал необходимую личностную информацию о каждом пловце и месте размещения каждой конкретной "таблетки" на его теле.

Оперативная информация о ходе эксперимента извлекалась из памяти доступных "таблеток" посредством комплекса TCPI, реализованного на базе карманного компьютера Palm. Наличие у PDA Palm графического дисплея на жидких кристаллах позволяла непосредственно в течение всего эксперимента отслеживать текущие температуры. (В настоящее время комплекс TCPI недоступен из-за прекращения производства карманных компьютеров Palm). Однако наиболее ценная "температурная история" об изменении состояния внутренних органов человека во время переохлаждения (т.н. "ядра" моржа), считывалась комплексом TCR из логгера, который сразу после окончания эксперимента, состоящего непосредственно из заплыва и восстанавливающих процедур в сауне, специальными методами выводился из организма каждого из пловцов. Благодаря конверсии записей с результатами, считанными комплексом TCPI из доступных в ходе заплыва регистраторов, и их последующей трансляции в память персонального компьютера, вся информация объединялась и обрабатывалась посредством макросов ThCh_Pr и ThCh_MG.

Полученные результаты легли в основу целого ряда работ, посвященных вопросам переохлаждения человеческого организма. В том числе таких, как "Особенности длительного охлаждения в ледяной воде" (Е. Л. Тарунин; В. Г. Хоруженко // Вестник Пермского университета. - 2005. - Вып. 2. Математика. Механика. Информатика.) и "Моделирование охлаждения в ледяной воде" (Е.Л. Тарунин, В.Г. Хоруженко Российский журнал биомеханики, №3 за 2005 год). Именно с их помощью стало возможным объяснить значительную часть результатов, полученных вследствие нахождения пловцов (моржей) в ледяной воде. Например, было показано, что при времени охлаждения 15 минут и более в ледяной воде температура "ядра" моржа понижается до +33°С … +34°С и ниже. Примечательно, что минимальное значение температуры "ядра" достигалось через 8…16 минут после выхода из ледяной воды, когда человек уже отогревался в сауне. Кроме того, была выполнена интерпретация полученного фактического материала с помощью математического моделирования нестационарного процесса теплопередачи человеческого тела.

С самого начала к проведению описанных выше экспериментов подключился и московский НИИ ПРОБЛЕМ ГИПОТЕРМИИ, который, однако, не имел до 2006 года собственных средств для полноценного осуществления подобных исследований, поэтому для фиксации своих достижений вынужден был использовать оборудование из Перми. В связи с началом новой фазы изучения проблемы сохранения здоровья и жизни человека в условиях воздействия низких температур окружающей среды Институт решил использовать в своих экспериментах регистраторы температуры модификации DS1922L-F5. Эти логгеры, конструктивно размещенные в точно таком же миниатюрном корпусе, значительно отличаются от устройств ТЕРМОХРОН, превосходя их практически по всем основным параметрам. Они имеют погрешность всего ±0,5°С, чувствительность на уровне 0,0625°С и высокую функциональность, а также большой объём памяти для накопления измерительной информации. Для презентации логгеров iButton, а также апробации с целью выбора наиболее оптимальных средств их поддержки специалисты НТЛ "ЭлИн" провели презентацию устройств ТЕРМОХРОН и регистраторов iBDL для сотрудников Института. В результате было принято решение о приобретении Институтом технологии iBDL.

Регистраторы DS1922L-F5 были опробованы специалистами НИИ ПРОБЛЕМ ГИПОТЕРМИИ в апреле 2006 во время установления воронежцем Владимиром Дадакиным мирового рекорда нахождения в ледяной воде (1 час 10 минут в воде с температурой +0,5 °С), который проводился в Яхтенном порту "Строгино" (г. Москва). Подробные материалы об этом событии см. в конце этой статьи. Контрольный логгер, запрограммированный с помощью комплекса iBDLR на частоту регистрации 15 минут, находился на протяжении всего эксперимента в желудке моржа, досконально контролируя температуру его "ядра". Здесь представлены эпюры изменения динамики температуры, сформированные макросом iBDL_Pr на базе данных, зафиксированных контрольным регистратором, выведенным из организма моржа после окончания эксперимента. На графике отмечены предельные температуры. Первая из них (максимальная) связана с употреблением пловцом пищи и горячего чая перед экспериментом. Вторая температура (минимальная) является результатом длительного нахождения пловца в холодной воде. Конец графика чётко зафиксировал этап промывки корпуса регистратора в горячей воде, который был выполнен непосредственно перед процедурой извлечения накопленных в памяти логгера результатов с помощью того же комплекса iBDLR.

Файл	Содержание	Размер	Дата
protokol	Протокол показательного выступления пловца-марафонца Владимира Дадакина (г. Воронеж) с проведением научного эксперимента и установлением мирового рекорда	154 К	12.11.07
mk1	Искать таблетку с температурой тела станут в туалете // "Московский Комсомолец" от 24.03.2006	40 К	12.11.07
mk2	Испытание холодом // "Московский Комсомолец" от 10.04.2006	79 К	12.11.07
mk3	Моржовый эксперимент// "Московский Комсомолец" от 26.08.2008	95 К	31.05.09

Назад