В России, по оценке МОТ, условия труда являются причиной 64000 дополнительных смертей в год. По данным НИИ медицины труда РАМН, в настоящее время до 70 % трудоспособного населения России за 10 лет до наступления пенсионного возраста имеют серьезную патологию, а смертность работающих превышает аналогичный показатель по Евросоюзу в 4,5 раза. И это несмотря на то, что частота ежегодно выявляемых профзаболеваний в России в 40 раз ниже по сравнению с Данией, в 25 раз – с США, в 13 раз – с Финляндией [1].
В современных теоретических и практических направлениях исследований в области охраны здоровья работников учитывается концепция доказательной медицины, которая использует математико-статистические подходы и эпидемиологические данные к оценке вредного воздействия факторов производственной среды. Это позволяет внедрить компьютерные технологии в медицину труда в виде специальных расчетных программ прогнозирования сроков сохранения трудоспособности работников.
Решить эту задачу возможно посредством внедрения персонифицированной электронной карты профессионального здоровья работника, которая должна сопровождать его на протяжении всего трудового стажа содержать в себе информацию о накопленной дозе вредного воздействия (как каждого отдельного фактора производственной среды и трудового процесса, так и их сочетанного действия с учетом эффектов суммации и потенцирования).
Цель исследования – научное обоснование и разработка программного продукта и макета персонифицированной электронной карты профессионального здоровья.
Результаты исследования и их обсуждение
1. Количественная оценка вредного воздействия факторов производственной среды и трудового процесса.
1.1. Расчет доз вредного воздействия, допустимого сменного времени и общего стажа при работе в условиях повышенного уровня производственного шума. В Российской Федерации методика расчета дозы шума изложена в ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие положения безопасности». Согласно ему, показателем потенциальной опасности здоровью работающих в условиях повышенного шума является относительная доза шума (1), характеризующая величину в процентах, на которую фактическая доза шума Дф, полученная на рабочем месте, превышает допустимую дозу шума Ддоп:
(1)
В то же время в действующих в России сегодня санитарных нормах [6] нормируемым параметром является эквивалентный (по энергии) уровень шума 
(2), а не аккумулирующий показатель отдаленных эффектов – доза шумового воздействия.
(2)
Для устранения этого несоответствия в работе [7] предложены численные соотношения между эквивалентным уровнем звука на рабочем месте и относительной дозой шума в зависимости от времени действия шума в течение смены.
В основу расчета допустимой стажевой дозы при работе во вредных условиях труда заложено правило «равной энергии», применимое к любому физическому фактору, предлагается рассчитывать допустимый уровень шума в течение трудового стажа LСТ, по зависимости [8]:
(3)
где 
– эквивалентный уровень шума за рабочую смену; t – время воздействия шума за 8-часовую смену; Т – стаж работы в условиях повышенного шума; Т0 – 1 год.
Исходя из зависимости (3) нами предложено решение обратной задачи по определению допустимого стажа работы в условиях воздействия на рабочем месте шума с уровнем равным 
(4).
(4)
В результате вычислений была получена таблица допустимого стажа и максимального времени вредного воздействия шума за 8-часовую смену при работе в различных классах условия труда.
Для оперативного, экспертного определения допустимых условий труда в процессе проведения ПМО разработана компьютерная программа, которая позволяет рассчитать для каждого работающего при конкретных значениях уровня (
) и времени действия шума (t) на рабочем месте: безопасный стаж и максимальное допустимое сменное время контакта с шумом в течение полных 40 лет работы [9]. Интерфейс программы представлен на рис. 1. Из приведенного примера видно, что при уровне шума 87 дБА и времени воздействия в течение смены 6 часов допустимый стаж работы не может превышать 8 лет. А для того чтобы работник мог заниматься профессиональной деятельностью с уровнем шума 87 дБА все 40 лет трудового стажа, то время его действия в течение смены не должно превышать 1,61 часа.
Рис. 1. Интерфейс программы расчета безопасного стажа и максимальное допустимое время работы в условиях повышенного шума
Дозовый принцип гигиенического нормирования позволяет оценить реальную нагрузку и необходимое число дней отдыха или работ со сниженным уровнем шума. Для решения этой задачи в работе был разработан программный продукт, позволяющий рассчитывать количество дней отдыха (или работы с пониженной дозой шума) в течение года в зависимости от величины эквивалентного уровня шума 
и продолжительности его воздействия в течении одной рабочей смены, а также количества таких смен в течение месяца. Интерфейс программы представлен на рис. 2 [10].
Рис. 2. Интерфейс программы расчета дней отдыха при работе в условиях повышенного шума
1.2. Расчет доз, сменного времени и стажа работы при воздействии на работника общей и локальной вибрации. Локальная вибрация (ЛВ) – один из самых распространенных вредных производственных факторов. Ее источники – различные виброинструменты: рубильные, клепальные и отбойные молотки; перфораторы; шлифовальные машины; дрели; гайковерты; бензиномоторные пилы и др. Как результат вибрационная болезнь (ВБ) от ЛВ у нас в стране в 80-е годы прошлого столетия составляла 30–33 % в структуре профзаболеваний, затем наблюдалось снижение, и в настоящее время она находится на уровне 24 % [11].
В свою очередь, воздействию общей вибрации (ОВ) на рабочих мест подвергаются около 3 млн человек в строительстве, сельском хозяйстве и на транспорте [12].
Полезным свойством разработанных компьютерных программ для виброакустических факторов является унифицированный интерфейс. Для работы пользователю достаточно в одном из окон интерфейса выбрать исследуемый вредный фактор (шум, вибрация общая или локальная), ввести исходные параметры производственной среды (количественное значение уровня вредного фактора, время его воздействия в течение смены и количество таких смен), нажать кнопку «Пуск» в окне пользователя и получить искомый результат.
1.3. Оценка влияния микроклимата производственной среды, превышающего санитарно-гигиенические нормативы на здоровье работников.
Алгоритм решения задачи построен на понятии «Безопасная доза» – ДБ за 40-летний трудовой стаж, которая рассчитывается по зависимости
ДБ = С0∙n∙Т∙m, (5)
где С0 = 0,87 кДж/кг – max значение безопасного накопления тепла за 8-часовую рабочую смену; n = 250 – среднее количество рабочих смен в году; Т = 40 лет – полный трудовой стаж; m = 75 кг – среднестатистическая масса тела работника.
Для среднестатистического работника величина допустимой стажевой дозы тепловой нагрузки составляет 652500 кДж.
В том случае, если работник находится в условиях труда с уровнем накопления тепла С3i – соответствующий определенному классу вредности, и с конкретными значениями: nф; Тф; mф, то фактическую – Дф, полученную им дозу, можно рассчитать по зависимости
Дф = С3i∙nф∙Тф∙К, (6)
где К = mФ/m – отношение фактической массы тела реального работника к среднестатистической массе.
На основании зависимостей (5) и (6) была разработана компьютерная программа, позволяющая определять годовую и стажевую (использованная доля теплового ресурса организма в %) дозу теплового воздействия на организм работника в зависимости от продолжительности смены, фактической массы тела и количества отработанных смен в году (рис. 3). При этом в расчетах впервые учитывается потенцирование вредных эффектов с увеличением трудового стажа, что позволяет реально классифицировать условия труда.
Рис. 3. Интерфейс программы для расчета годовых и стажевых доз теплового воздействия на организм и определения фактического класса условий труда
1.4. Количественная оценка вредного воздействия на работника тяжелого физического труда. Множественный линейный регрессионный анализ позволил получить уравнения линейной регрессии, которые отражают влияние факторов трудового процесса на организм. Результаты показали, что основное влияние на изменение физиолого-клинических показателей оказывает число региональных движений за смену, вклад которого в изменение физиологических показателей составил 45,2–58,0 %, а в клинические ‒ от 12,6 до 28 %. На втором месте оказывается уровень статической нагрузки (величина вклада от 11,6 до 21,9 %) [14].
На основании этих исследований нами была разработана компьютерная программа, позволяющая оценить вероятность развития патологических нарушений в зависимости от числа выполняемых движений и величины статической нагрузки в течение рабочей смены(рис. 4) [15].
Рис. 4. Интерфейс программы расчета вероятности развития патологических нарушений в зависимости от числа выполняемых движений и величины статической нагрузки в течение рабочей смены
1.5. Влияние ортостатических факторов труда (ОФТ) на развитие варикозного расширения вен нижних конечностей. На основе гигиенических, эргономических и физиологических исследований дана количественная оценка ВБ и представлена классификация тяжести труда по времени пребывания в ортостатическом положении [16].
Установлено, что время нахождения работников в ортостатическом положении напрямую связано с заболеваемостью ВБ, прирост которой составляет почти 2 % в год. Данное заболевание хроническое, и его обычно не связывают с временной утратой трудоспособности, т.к. потеря трудоспособности при этой болезни имеет аккумулирующий и достаточно стабильный характер. Регрессионный анализ показал, что приросту времени «трудового ортостаза» на 1 % соответствует прирост заболеваемости ВРВ ног в 0,41 % [15]:
Y = 0,41Х + 2,1, (7)
где Y – вероятность возникновения ВРВ, %; Х – время нахождения работников в ортостатическом положении, % смены.
Во время проведения ежегодного профосмотра для оценки вероятности возникновения ВБ в зависимости от времени пребывания работника в ортостатическом положении ( % от смены) и стажа работы целесообразно применить разработанную компьютерную программу расчета, интерфейс которой представлен на рис. 5 [17].
Рис. 5. Интерфейс программы расчета вероятности возникновения ВРВ нижних конечностей в зависимости от времени пребывания конкретного работника в ортостатическом положении ( % от смены) и стажа работы
1.6. Интегральная оценка допустимого стажа работы с учетом эффекта суммации вредного воздействия всех факторов производственного процесса. Расчетная зависимость для определения интегрального допустимого стажа работы при работе в условиях многофакторной производственной среды – ТИТС имеет вид:
ТИТС = Тmin – ln(40/Т1) – ln(40/Т2) – ln(40/Тi), (8)
где 40 – допустимый стаж работы в годах в случае отсутствия превышения гигиенических нормативов (ПДК, ПДУ) факторами производственной среды; Т1 – Тi – допустимый стаж работы в условиях действия конкретного вредного фактора, имеющего превышение ПДК и ПДУ.
Применительно к нашему случаю имеем следующее решение для определения ТИТС кузнеца.
ТИТС = 10 – ln(40/16) – ln(40/20) – ln(40/40) – ln(40/31) – ln(40/15) = = 10 – 0,916 – 0,693 – 0 – 0,255 – 0,98 = 7,15 года.
Таким образом, при сочетанном действии нескольких факторов минимальный допустимый стаж работы, рассчитанный из условий воздействия самого интенсивного из них – шума, необходимо уменьшить на 2,85 года, это является обязательным условием минимизации риска повреждения здоровья кузнеца. Для оперативного расчета интегрального значения трудового стажа разработана специальная компьютерная программа, интерфейс которой представлен на рис. 6.
2. Разработка макета персонифицированных электронных карт профессионального здоровья. Для макетного образца был выбран карт-ридер ACR30S-CFL. Это устройство имеет широкий ассортимент поддерживаемых пластиковых карт и простой RS232(COM-порт) интерфейс. Карт-ридер использовался совместно с пластиковой картой на основе чипа SLE4428. Для реализации поставленной задачи была предложена структура взаимодействия комплекса, как показано на рис. 7.
Рис. 6. Интерфейс программы расчета интегрального стажа работы при комплексном воздействии вредных производственных факторов
При проведении ПМО врач заносит информацию на пластиковую карту, которая одновременно дублируется в интернет-сервер. В случае утери карты выдается её дубликат исходя из той информации, которая имеется на сервере. Каждое медицинское учреждение обменивается информацией с сервером. В случаях прерывания связи обновленная информация хранится в локальной базе медицинского учреждения и синхронизируется с интернет-сервером при подключении к интернету.
Для реализации данного комплекса была составлена программа на языке Delphi. Персонифицированная пластиковая карта профессионального здоровья несет в себе следующие данные.
2.1. Идентификация человека и хранение данных о комплексных показателях здоровья. В верхнюю часть рабочего окна программы вводятся личные данные пациента. В нижних вкладках программы содержит таблицу, которая отражает как выявленные отклонения в состоянии здоровья по результатам предыдущих ПМО, так и все прочие случаи обращения в органы здравоохранения по поводу ЗВУТ или иных клинических проявлений (рис. 8).
Рис. 7. Структура взаимодействия комплекса
2.2. Идентификация вредных факторов производственной среды, присутствующих на рабочем месте, и установление направленности их действия на отдельные органы и системы организма. Во время проведения ПМО на основании данных карты аттестации рабочего места врач выбирает вредные факторы, которые воздействуют на обследуемого пациента-работника. В базе данных программы содержатся сведения о направленности действия того или иного вредного фактора, что в совокупности с оценкой величин накопленных доз вредного воздействия служит основанием для проведения углубленного обследования у врача соответствующего направления, который и заносит полученные медико-биологические данные в определенное окно программы комплексных показателей здоровья (рис. 10). Все вредные факторы, с которыми работник контактировал в различные периоды своего трудового стажа, сохраняются в базе данных его персональной карты здоровья с указанием количественных характеристик накопленных доз (рис. 9).
2.3. Накопленные дозы вредного воздействия и выработанный ресурс трудового стажа как по каждому вредному фактору отдельно, так и при их сочетанном действии (рис. 6).
Рис. 8. Интерфейс программы идентификации человека и данных о комплексных показателях здоровья по результатам предыдущих ПМО
Рис. 9. Интерфейс программы идентификации вредных производственных факторов, присутствующих на рабочем месте с определением направленности их действия на отдельные органы и системы организма
2.4. Хранение сведений о случаях контакта работника с канцерогенными факторами в период трудовой деятельности. Особое внимание при разработке электронной карты профессионального здоровья уделено регистрации всех имевших место случаев контакта человека с канцерогенами на протяжении всего трудового стажа. При этом учитывается не только непосредственный контакт работника с канцерогенными веществами (в том числе кратковременный или эпизодический), но и даже косвенное присутствие его в канцерогенно опасных производствах. При этом в зависимости от природы канцерогена определяется наиболее вероятный очаг поражения в организме (рис. 10). Необходимость разработки такой компьютерной программы обусловлена тем, что онкологические заболевания в силу своей специфики могут проявляться через отдаленный период времени после непосредственного момента вредного воздействия. Предлагаемая программа исключает такую возможность, что в свою очередь повышает вероятность более раннего срока диагностирования онкозаболевания, а следовательно создаются предпосылки для его успешного последующего лечения.
Рис. 10. Интерфейс программы хранения сведений обо всех случаях контакта работника с канцерогенными факторами в период трудовой деятельности
Для работы с пластиковыми картами врачу-оператору не требуются специальные знания «продвинутого пользователя» ПК, т.к. алгоритм выполнения всех операций практически ничем не отличается от работы с банковскими картами при проведении коммунальных платежей, а все необходимое оборудование свободно размещается на рабочем столе.
Заключение
Результаты, полученные с помощью универсального вычислительного комплекса, позволяют:
– определять уровень технического совершенства технологических процессов и производств по показателям ущерба, наносимого работникам вредными факторами, генерируемыми ими;
– на этапах проектирования, реконструкции и технического перевооружения производств принимать оптимальные управленческие решения с позиций минимизации риска и экономической целесообразности;
– внедрить новую методику дифференцированного расчета класса профессионального риска предприятий и назначать соответствующий им страховой тариф;
– определять дифференцированный размер и вид социально-экономических компенсаций, назначаемых работнику за работу во вредных и тяжелых условиях труда;
– разрабатывать медико-профилактические и реабилитационные мероприятия с учетом специфических особенностей действия вредных факторов производственной среды на здоровье работников;
– создать региональный (общегосударственный) каталог потенциальной опасности производственных объектов различных отраслей промышленности с позиций социально-экономического ущерба, наносимого обществу;
– проводить комплексную проверку качества деятельности предприятий в области профессиональной безопасности на соответствие требованиям международных стандартов: ISO 9000; ILO-OSH 2001 и OHSAS 18001.
Персонифицированные карты профессионального здоровья оптимизируют принятие управленческих решений.
Рецензенты:
Минаков Е.И., д.т.н., академик Тульского регионального отделения межрегиональной общественной организации «Академия медико-технических наук», г. Тула;
Киреев С.С., д.м.н., профессор, академик Тульского регионального отделения межрегиональной общественной организации «Академия медико-технических наук», г. Тула.
Работа поступила в редакцию 04.07.2013.