Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Е. А. БУКЕТОВА

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Исследование и разработка методического подхода к оценке и прогнозированию функционального состояния человека-оператора сложных систем управления (на примере студентов-программистов КарГУ)

03.00.13 - Физиология

Сатыбалдина А.Е.

Тюмень 2003 год

Оглавление

Перечень условных сокращений

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Проблемы взаимозависимости учебного процесса и работоспособности студента

1.2 Влияние компьютера на функциональное состояние и работоспособность оператора-студента

1.3 Заболеваемость с временной утратой трудоспособности студентов

2. Материалы и методы исследования

3. Краткая характеристика производственной среды обитания студентов и недельной компьютерной нагрузки

4. Физиологическая характеристика и оценка сдвигов в организме студентов специальностей «Информационные системы» и «Экология»

4.1 Влияние образовательных компьютерных процессов на показатели реактивной тревожности и САН студентов

5. Адаптационно-приспособительная деятельность студентов специальностей «Информационные системы» и «Экология»

6. Оценка уровня функционального напряжения организма студентов с помощью математических методов

7. Математическая оценка влияния различных факторов учебного процесса на уровень функционального напряжения организма студентов

Заключение

Выводы

Список литературы

Приложение 1

Перечень условных сокращений

АМо - амплитуда моды

ДАД - диастолическое артериальное давление

ИН - индекс напряжения

ИЦ - индекс централизации

СР - сердечный ритм

ЗМР - зрительно-моторная реакция

М_ср - математическое ожидание (средняя величина)

Мо - мода

САД - систолическое артериальное давление

САН - самочувствие, активность, настроение

СМР - слухо-моторная реакция

ЦНС - центральная нервная система

ЧП - частота пульса

б - среднеквадратическое отклонение (СКО)

CV - коэффициент вариации

F - критерий Фишера

m - ошибка средней

Р - критерий достоверности

r - коэффициент корреляции

t - критерий Стьюдента

Введение

Актуальность. Многочисленные исследования отечественных и зарубежных авторов подтверждают реальность неблагоприятного воздействия электромагнитного излучения (ЭМИ) на растения, животных и человека. По этой причине Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила электромагнитное загрязнение окружающей среды в число наиболее важных экологических проблем [6, 13, 31 и др.].

Наибольший интерес вызывают последствия хронического воздействия. Это обусловлено увеличением количества лиц, подвергающихся воздействию малых уровней ЭМИ не только в производственных, но и в бытовых условиях, а также недостаточной изученностью возможных отдаленных последствий [7, 11, 44, 138 и др.]. Ряд проведенных клинических наблюдений и экспериментальные исследования позволили накопить достаточно достоверные данные о том, что ЭМИ обладают гонадотоксическим, мутагенным действием, оказывают неблагоприятное влияние на потомство, нарушают структуру и функцию репродуктивных органов, обмен веществ, оказывают воздействие на центральную нервную систему, ухудшают память [27, 40, 155].

Одним из наиболее распространенных источников ЭМИ является компьютер, работа на котором может приводить к разнообразным неблагоприятным последствиям [64, 69, 75, 78].

В нашей стране массовая компьютеризация началась сравнительно недавно. Развивается она очень быстрыми темпами и охватывает миллионы людей, в том числе детей. Поэтому охрана людей от отрицательного воздействия компьютеров является важнейшей медико-технической и социальной задачей [76, 112, 113, 117 и др.].

Несоблюдение гигиенических и эргономических требований при работе с видеодисплеями приводит к выраженному снижению психофизиологических функций организма, возможно снижение производительности труда и возникновение профессиональных заболеваний: астенопии, дерматозов лица и кистей, синдрома длительного статического перенапряжения [106, 107].

Одной, из не менее важных причин ухудшения состояния здоровья является отсутствие в действующих нормативах связи возможной длительности работы с фактическим состоянием здоровья операторов.

Другим немаловажным фактором, оказывающим существенное влияние на функциональное состояние организма, является учебный процесс [12, 21, 24, 47, 59 и др.]. Учеба в вузе является принципиально новым этапом по сравнению с предшествующей жизнью школьника: повышаются информационные нагрузки, сопровождающиеся аритмичностью в работе, усиливается гиподинамия, усложняются межличностные отношения; у лиц, прибывших из отдаленных районов, возникают проблемы, связанные с изменением уровня урбанизированности среды, проживанием в общежитии, оторванностью от своей семьи и т. п. [2]. Таким образом, адаптация к вузовским условиям складывается из приспособления к различным по своей природе раздражителям и характеризуется повышением напряжения психофизиологических механизмов. Важнейшую роль в приспособительной деятельности играет эмоционально-вегетативный комплекс [25].

Одна из наиболее важных проблем обучения в современном вузе -- адаптация студентов к учебной нагрузке [23, 148]. Существенными особенностями их труда являются интенсивная интеллектуальная деятельность, связанная с нервно-мышечным напряжением, гиподинамия, оказывающие неблагоприятное воздействие на здоровье [101]. Начальный период учебы в вузе характеризуется воздействием на организм студентов ряда новых факторов, среди которых особенности учебного процесса, новый коллектив и жилищные условия, характер питания, играющие важную роль в процессе обучения. С особенностями функционирования познавательных процессов связана эффективность адаптации студентов к учебной деятельности. В то же время данные литературы свидетельствуют о потенциально высокой психосоциальной дезадаптации студентов, особенно в начальный период обучения, которая может являться результатом напряженной умственной работы, сдачи экзаменов, смены места жительства и социальных контактов, наличия хронических заболеваний [1-4, 50]. Выраженная психосоциальная дезадаптация негативно отражается на основных познавательных психических процессах: внимании, памяти и мышлении [104, 130].

В связи с этим становится все более очевидной необходимость усиления внимания к практически здоровому человеку, к изучению физиологических механизмов устойчивости и предрасположенности организма человека к негативным последствиям эмоциональных перегрузок, выявление тех факторов учебного процесса, которые создают психо-эмоциональное перенапряжение человека и разработка критериев для оценки и прогнозирования нервно-эмоционального напряжения организма студентов.

В последнее время для изучения сложных многофакторных явлений в биологии и медицине все более широкое применение находит системный подход, позволяющий количественно оценить роль каждого отдельного фактора в формировании общего эффекта [97, 114, 127]. Исходя из данного подхода, система "студент-учебный процесс-производственная среда" представляет собой сложное многофакторное явление, в котором факторы воздействуют на организм студентов комплексно, с возможными эффектами их взаимного суммирования либо потенциирования. Однако,. данные явления к настоящему времени изучены недостаточно.

Учитывая вышесказанное, актуальны осуществление с позиций системного подхода комплексного анализа состояния здоровья студентов, выявление факторов, влияющих на него, и на основании этого разработка системы мероприятий по улучшению здоровья, совершенствованию медицинского обслуживания, является главной медико-социальной задачей, направленной на повышение эффективности труда студентов и, как следствие, совершенствованию учебно-воспитательного процесса.

Цель работы: исследование и разработка методического подхода к оценке и прогнозированию функционального состояния человека-оператора сложных систем управления (на примере студентов-программистов КарГУ).

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

- дать сравнительную оценку среды обитания двух групп изучаемых групп студентов (студенты специальности «Информационные системы» и «Экология»);

- изучить функциональное состояние организма студентов и динамику работоспособности в процессе трудовой деятельности;

- изучить напряженность труда студентов в динамике учебного дня, недели и учебного года;

- изучить меж- и внутрисистемные взаимодействия отдельных эффекторов сложноорганизованных функциональных систем гомеостатического уровня;

- выявить роль отдельных неблагоприятных факторов в развитии функционального напряжения организма студентов с помощью метода математического описания;

- разработать методику оценки и прогнозирования функционального напряжения и работоспособности студентов.

Научная новизна. Впервые дана комплексная оценка трудовой деятельности студентов, в учебном процессе которых максимально используются компьютерные технологии, выявлены отличительные особенности от характера учебного процесса, получена градация уровня воздействующих факторов на напряженность труда студентов. Разработан методический подход оперативной оценки и прогнозирования работоспособности студентов в зависимости от уровня воздействующих факторов учебного процесса (номер пары, день, год обучения). Проведена градация приоритетности факторов по выраженности их влияния на функциональное состояние организма студентов.

Практическая значимость. Разработанный методический подход позволяет на качественно новом уровне дать оценку и прогноз функционального напряжения студентов в зависимости от возраста, года обучения, дня недели, характера и степени неблагоприятного влияния факторов учебного процесса с максимальным использованием компьютерных технологий. Использование данного методического подхода и количественных критериев позволяет упростить методику донозологической диагностики студентов.

По результатам исследований изданы методические рекомендации. Полученные научные результаты включены в курс лекций и практических занятий ряда ВУЗов РК, Национального центра гигиены труда и профзаболеваний МЗ РК.

Полученные научные результаты включены в курс лекций и практических занятий кафедр физиологии Карагандинского государственного университета им. Е. А. Букетова, Северо-Казахстанского государственного университета, Карагандинской государственной медицинской академии, Национального центра гигиены труда и профзаболеваний МЗ РК (акты внедрения от 16.03.02, 17.03.02, 18.03.02, 24.04.02).

Вклад автора в проведении исследования. Сбор и обработка материалов, анализ данных, обобщение, интерпретация, выводы полностью принадлежат автору.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 9 печатных работ, из них: 7 статей, 1 тезисы доклада и 1 методические рекомендации.

Материалы диссертации доложены на: 1) международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы организации здравоохранения, клинической и экспериментальной медицины» (Караганда, 2003); 2) международной научно-практической конференции «Этапы становления, современное состояние и фундаментальные проблемы развития образования и науки Казахстана» (Караганда. - 2003); 3) III Международной научной конференции молодых ученых, студентов. КазНУ им.Аль-Фараби. (Алматы -2003); 4) V съезде физиологов Казахстана (Караганда -2003); 5) международной научно-практической конференции, посвященной Году Казахстана в России, СКГУ (Петропавловск -2003).

Положения, выносимые на защиту.

1. Использование в образовательном процессе учебных компьютерных технологий негативно отражается на уровне функционального напряжения организма, усиливая напряженность труда студентов, осваивающих навыки профессий, связанных с широким использованием компьютерной техники.

2. Адаптационно-приспособительная деятельность осуществляется за счет снижения активности гуморального канала и парасимпатической регуляции, увеличения активности симпатического отдела регуляции вегетативной нервной системы, увеличения централизации управления сердечным ритмом, за счет активации системы регуляции сосудистого тонуса.

3. Разработанный метод оценки и прогнозирования уровня функционального напряжения студентов в зависимости от особенностей профессиональной подготовки позволяет упростить процедуру оценки и прогноза напряженности учебного процесса, а также выявить степень неблагоприятного воздействия конкретных его факторов.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти основных глав, заключения, выводов, перечня документов по внедрению, списка литературы. Работа иллюстрирована 23 таблицами и 22 рисунками. Указатель литературы включает 185 источников отечественных и иностранных авторов.

Связь диссертации с планами основных научных работ института. Диссертационная работа является фрагментом плановой НИР Карагандинского государственного университета им. Е. А. Букетова: "Нейрогуморальные аспекты изучения действия комбинирующих факторов окружающей среды (ФОС) на организм" (1994-1998, № гос. регистрации 0195 РК 00163).

1. Обзор литературы

1.1 Проблемы взаимозависимости учебного процесса и работоспособности студента

Проблема здоровья студентов как интеллектуального потенциала страны остается актуальной и в настоящее время [48, 59, 80]. Ее решение зависит как от особенностей образа жизни студентов (постоянное нервно-эмоциональное напряжение на фоне сниженной двигательной активности), так и от закономерностей этапа индивидуального развития, когда заканчивается биологическое созревание организма и происходит социальное становление личности. В этом возрастном периоде в основном заканчивается рост в длину, стабилизируется наступившая половая зрелость, энергетические затраты на единицу массы тела приближаются к таковым у взрослых [125]. Вместе с тем, окончательное биологическое формирование организма в 17--20 лет еще не закончено и знание его особенностей в этот период необходимо для разработки методов целенаправленного воздействия на достижение гармоничности физического развития, формирование и сохранение здоровья [94].

Учеба в вузе является принципиально новым этапом по сравнению с предшествующей жизнью школьника: повышаются информационные нагрузки, сопровождающиеся аритмичностью в работе, усиливается гиподинамия, усложняются межличностные отношения; у лиц, прибывших из отдаленных районов, возникают проблемы, связанные с изменением уровня урбанизированности среды, проживанием в общежитии, оторванностью от своей семьи и т. п. [2-4]. Таким образом, адаптация к вузовским условиям складывается из приспособления к различным по своей природе раздражителям и характеризуется повышением напряжения психофизиологических механизмов. Важнейшую роль в приспособительной деятельности играет эмоционально-вегетативный комплекс [25]. Так, повышение уровня психоэмоционального напряжения (ПЭН), сопровождающее различные виды адаптации (биологической, психологической, социальной), а также явления дезадаптации находят свое отражение в характере взаимоотношений симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы [105, 115].

Одна из наиболее важных проблем обучения в современном вузе -- адаптация студентов к учебной нагрузке [29, 122, 141, 147]. Существенными особенностями их труда являются интенсивная интеллектуальная деятельность, связанная с нервно-мышечным напряжением, гиподинамия, оказывающие неблагоприятное воздействие на здоровье [100, 141, 151, 152]. Начальный период учебы в вузе характеризуется воздействием на организм студентов ряда новых факторов, среди которых особенности учебного процесса, новый коллектив и жилищные условия, характер питания, играющие важную роль в процессе обучения. С особенностями функционирования познавательных процессов связана эффективность адаптации студентов к учебной деятельности. В то же время, данные литературы свидетельствуют о потенциально высокой психосоциальной дезадаптации студентов, особенно в начальный период обучения, которая может являться результатом напряженной умственной работы, сдачи экзаменов, смены места жительства и социальных контактов, наличия хронических заболеваний [1-4, 49]. Выраженная психосоциальная дезадаптация негативно отражается на основных познавательных психических процессах: внимании, памяти и мышлении [103, 124, 142].

На снижение уровня здоровья студенческой молодежи в процессе обучения влияет множество факторов, которые условно можно разделить на:

1. объективные, связанные с учебным процессом (продолжительность учебного дня, плотность нагрузки, обусловленная расписанием, кратковременные перерывы между занятиями, общественная деятельность и т.д.);

2. субъективные, личностные характеристики (организованность, дисциплинированность, целеустремленность, мотивация здорового образа жизни, двигательная активность, режим питания, наличие или отсутствие вредных привычек и т.д.).

Как показали проведенные исследования, в реальных условиях обучения и быта именно вторая группа факторов, характеризующая образ жизни студентов, в большей степени влияет на здоровье.

Период обучения в вузе -- это время, когда наиболее интенсивно развиваются интеллектуальные и нравственные способности человека, происходит формирование его как специалиста, становление мировоззренческих, жизненных идеалов и убеждений [158, 163].

В сложном комплексе задач, решаемых вузом по подготовке специалистов высшей квалификации, значительное место занимают мероприятия по сохранению и укреплению здоровья студентов.

Необходимо не только решить вопрос о здоровье студента в вузе, но и дать ему теоретические и практические навыки сохранения своего здоровья на протяжении всего периода жизни.

Интенсификация учебного и производственного процессов требует быстрого и соответствующего адаптирования к новым условиям труда, климато-географическим факторам [60, 80, 81, 83, 93].

Поэтому готовность к адаптации в период здорового состояния организма, а тем более после какого-либо патологического процесса -- важная часть деятельности студента как во время обучения в вузе, так и при выполнении трудовых профессиональных навыков [150].

Как известно, студент на I курсе впервые сталкивается с полным объемом требований, предъявляемых ему по учебному плану. В большинстве случаев процесс адаптации проходит без явных видимых последствий.

Первый курс любого института является особым курсом: бывшие школьники, привыкшие к определенной системе, поступая в институт, сталкиваются с различными требованиями в зависимости от специфики кафедр. Приспособление к этим требованиям происходит на фоне перестройки всего режима, связанной со значительной удаленностью института от места жительства, меньшими возможностями наладить правильный режим питания и отдыха, отсутствием навыков к самостоятельной работе и пр. Вместе с тем, нельзя забывать и о том, что функциональные способности организма первокурсников снижены, так как большинству из них пришлось дважды (в школе и институте) выдержать ответственные экзамены, и, естественно, у них не было достаточного летнего отдыха. И действительно, как показали исследования, 73% студентов-первокурсников имели различные функциональные отклонения в состоянии здоровья. Поэтому на I курсе особенно важно правильно построить учебный процесс. Введя рациональное расписание семинарских, лабораторных и лекционных занятий, можно достигнуть более равномерной нагрузки в течение недели, правильно организовать не только учебное время студента, но и питание и т. д. [19, 116].

Эффективная постановка учебного процесса требует совершенствования системы организационных и педагогических мероприятий, которые должны базироваться на данных динамики работоспособности студентов [142, 152, 157].

Хронометражные наблюдения и данные анкет, проведенных Белоусовым А.3. и соавт. [19], выявили ряд нарушений режима дня первокурсников: длительные, до 8--10 часов, перерывы между приемами пищи, отсутствие времени для отдыха на воздухе, сокращение продолжительности сна. В учебные дни 56% студентов спят 6-7 часов в сутки, 19% -- менее 6 часов, и только у 25% студентов сон был нормальной продолжительности. Время сна оказывалось сокращенным в основном за счет позднего отхода ко сну: 52% студентов ложатся в 24 часа, 29% - в 1-2 часа ночи.

Анализ хронограмм показал, что эти нарушения в режиме дня студентов прежде всего являются следствием большой суммарной учебной нагрузки и переездов, связанных с занятиями на кафедрах, расположенных в разных районах города. На учебную работу в институте и дома вместе с дорогой туда и обратно уходит в среднем 12--13 часов в сутки. Студенты, как правило, возвратясь домой и пообедав, сразу же садятся за приготовление заданий и занимаются до 23--24 часов, а нередко засиживаются за полночь [19].

Таким образом, у первокурсника почти не остается времени для отдыха. Можно с большой вероятностью предполагать, что многие нарушения в режиме дня связаны еще и с неумением планировать свое время.

B исключительных случаях адаптационных возможностей организма у студентов оказывается недостаточно для выполнения количественного и качественного объема учебных нагрузок, вследствие чего они не могут временно, либо постоянно продолжать учебу. Обучение в вузе объективно требует большого напряжения всех систем организма [1]. Интенсивная умственная деятельность студентов связана с включением механизмов адаптации, высокое психоэмоциональное напряжение отражается на работоспособности студентов и требует усилия внимания, памяти, мышления [87, 88]. Сдача экзаменов и зачетов создает стрессовую ситуацию с активизацией всех адаптивных сил организма [91, 111], что может привести к перегрузкам вегетативной и эндокринной систем, высшей нервной деятельности, эмоциональной сферы, и как следствие, стать звеном в возникновении психосоматических заболеваний [135].

Социологические исследования, проведенные в ряде высших учебных заведений Республики Башкортостан, показали, что большую роль в формировании физического здоровья молодежи играют социально-гигиенические условия: оптимальная физическая и психоэмоциональная нагрузка, рациональный режим питания и т.п. Благоприятные бытовые условия, экологический и социальный комфорт, исключающий вредные и неадекватные для организма и психики человека привычки (курение, алкоголизм, наркомания и т.д.), коллективные формы общения существенно повышают уровень общей и гигиенической культуры студентов [38].

Среди часто встречающихся жалоб студентов -- неуверенность в своих возможностях, заниженная самооценка, ощущение страха, снижение работоспособности [5, 37]. Некоторые с трудом приспосабливаются к вузовским условиям, к усвоению дисциплин, специфических для приобретения будущей специальности, испытывают трудности в профессиональном самоопределении [46]. Причинами социально-психологической дезадаптации нередко являются конфликты в отношениях с родителями, сложности при смене места жительства, а также наличие хронических заболеваний [25]. В то же время остаются недостаточно изученными, требующими научного обоснования и практической разработки вопросы, касающиеся обследования студентов с отклонениями в здоровье, в том числе изучения их психосоциальной адаптации к учебе [17].

Обучение в высшей школе предъявляет повышенные требования к здоровью студентов. Согласно мнению специалистов, труд студентов обладает совокупностью ряда специфических особенностей, присущих только этой форме умственной деятельности: восприятие и переработка разнообразной информации в условиях дефицита времени, частое возникновение состояния нервно-психического напряжения, выполнение значительной части работы в вечернее и ночное время и другие особенности, которые сказываются на состоянии психического и соматического здоровья молодых людей [3, 4, 45, 145].

При этом особо повышенную нагрузку организм учащихся испытывает во время экзаменов, которые запускают реакции типичного эмоционального стресса со всеми сопутствующими ему физиологическими, биохимическими и психологическими процессами [73]. В связи с этим особый интерес представляет сравнение физиологических и психологических реакций студентов младших курсов во время учебного семестра и во время подготовки и сдачи экзаменов [146].

Важнейшим звеном в адаптационной перестройке организма является изменение уровня функционирования кардиореспираторной системы. Практически любые изменения активности управляющих или гомеостатических систем, связанных с действием факторов внешней среды, физическими или психоэмоциональными нагрузками и т.д., находят отражение в уровне функционирования систем кровообращения и дыхания.

Развитие адаптационных процессов в организме зависит от многих причин, среди которых можно отметить возраст человека, природно-климатические и социальные условия труда и отдыха и др. В то же время недостаточно изучены особенности адаптации юношеского организма к воздействию внешних факторов. До настоящего времени еще не выявлены периоды наиболее выраженного совершенствования функциональной организации и наиболее экономичного адаптированного реагирования на факторы внешней среды. Каждому человеку свойственен комплекс генетически обусловленных структурно-функциональных особенностей, характеризующих специфическую адаптацию к конкретным условиям среды обитания [4]. компьютер студент работоспособность информационный

Работоспособность, а в конечном итоге и здоровье человека, определяется его адаптационными резервами, возможности которых тесно связаны с напряжением физиологических механизмов и зависят от силы действующего фактора, продолжительности воздействия, контрастности климатических условий и т.д. [4, 102].

Динамика частоты пульса и АД носила в этот период разно-направленный характер у отдельных студентов, что было связано как с уровнем их текущей успеваемости и готовности к предстоящим экзаменам, так и с типом их высшей нервной деятельности и особенностями личности. Эти результаты согласуются с данными других исследователей, отмечавших тенденцию к снижению АД у старшеклассников к концу семестра, что, по мнению авторов работы, свидетельствует о развитии утомления [2-4].

По данным Фаустова А.С., Щербатых Ю.В. [146] минимальные изменения показателей гемодинамики наблюдались у студентов, ровно учившихся в течение семестра, обладавших инертным типом нервной системы и высокой самооценкой. Напротив, у студентов с заниженной самооценкой, склонностью подходить ко всему излишне серьезно, а также плохо занимавшихся в течение учебного года или пропустивших много занятий по болезни, наоборот, отмечалось повышение ИН регуляторных систем и АД. [146].

В динамике умственной работоспособности отмечается проявление утомления к концу учебного дня у 82% студентов. Оценка функционального состояния центральной нервной системы выявила полное восстановление показателей работоспособности к началу следующего учебного дня лишь у 43%. В недельной же динамике показатели работоспособности у большинства обследованных восстанавливались к началу новой учебной недели. При достаточно высоком объеме выполняемого дозированного умственного задания, к концу семестра проявляется низкое качество работы, что свидетельствует об утомлении под влиянием учебных занятий у студентов наблюдаемых групп [95].

Студент приходит в высшее учебное заведение с уже сформировавшимися в предыдущей жизнедеятельности индивидуальными особенностями, проявляющимися в характерологических чертах, способностях и направленности интересов. Характерологические черты включают стабильные признаки -- свойства высшей нервной деятельности и динамические особенности -- психологические качества. Формирование профессиональных способностей начинается в процессе обучения путем изменения психологических качеств личности, физиологическую основу которых составляют свойства высшей нервной деятельности; дальнейшее формирование профессиональных способностей происходит непосредственно в самой деятельности.

Так, Ластовченко В.Б. [84] были выявлены различные тенденции к изменению переключения внимания под влиянием учебного процесса, позволившие выделить 4 типа динамики, характеризующиеся оптимумами функционального состояния: 1-я группа соответствует «утренним», 4-я группа -- «вечерним», 2-я и 3-я группы -- «аритмикам».

Самым «трудным» днем явилась среда, когда установлено наибольшее количество ошибок при исследовании внимания, уменьшение количества воспроизведенных слов до 6,5 и полное отсутствие реакции на стимуляцию письма, особенно выраженные в конце дня. Лучшие результаты определены в понедельник, в особенности, в первые часы. Что касается динамики работоспособности в течение учебного дня, то наиболее «легким»» для студентов оказались первые часы; в это время в большинстве случаев выявлялись наилучшие результаты всех исследований. Исключение составляли первые часы понедельника у студентов дневных отделений, что, по-видимому, объясняется периодом «врабатываемости» после воскресного дня [99].

Большинство (90%) студентов жалуются на хроническое утомление. Данные эксперимента подтверждают нарушение работоспособности у многих обследованных: установлено снижение внимания и снижение памяти, а также в ряде случаев -- недостаточная эффективность скоростной стимуляции письма. Причинами утомления, по мнению автора, служат большая учебная нагрузка, недостатки расписания и отсутствие гигиенических навыков в организации учебного процесса и быта у студентов [99].

По данным Долошицкого С.Л., Лобойко И.С. [56] показатели работоспособности студентов находятся на должном уровне лишь в осенние месяцы. В остальные периоды обучения (в конце осеннего и практически на протяжении всего весеннего семестра) они ухудшаются вследствие развивающегося утомления. Причина этого кроется, по-видимому, в неравномерном распределении учебной нагрузки, значительно возрастающей к концу семестров, так как в этот период студенты без отрыва от занятий вынуждены начинать готовиться к сессии (здесь сказывается отсутствие интервала между концом семестров и началом экзаменов).

Труд студентов по тяжести во время практических занятий можно охарактеризовать как легкий. Мощность физической работы незначительна, преобладает статическая нагрузка в свободной позе на стационарном рабочем месте. Во время занятий студенты работают по установленному графику, решают преимущественно альтернативные задачи по инструкции, их активные действия не превышают 50% общего времени; отсутствует эмоциональное и большое интеллектуальное напряжение. Это определяет студенческий труд как мало или умеренно напряженный (I--II степень). Во время экзаменов требования к оперативной памяти и вниманию возрастают, увеличивается интеллектуальное и возникает эмоциональное напряжение. Пульс учащается до 115 в минуту. Это повышает степень напряженности труда до III---IV степени (напряженный -- очень напряженный) [132].

Все это свидетельствует о том, что интенсификация обучения по медико-социальным, физиолого-гигиеническим и психолого-педагогическим критериям не приводит к заметному ухудшению показателей здоровья и работоспособности студентов, что, по-видимому, связано с положительной мотивацией, развитием интереса к обучению в новых условиях.

Здоровье человека не только медико-биологическая, но прежде всего и социальная категория, определяемая в конечном счете природой и характером отношений, социальными условиями и факторами, зависящими от способа общественного производства. Именно режим учебы, отдыха, характер общественной работы, семейная обстановка и другие факторы образа жизни определяют состояние здоровья студентов и позволяют отнести их к той или иной группе, требующей различных мер медицинского воздействия (профилактики, лечения) [38].

1.2 Влияние компьютера на функциональное состояние и работоспособность оператора-студента

Многочисленные исследования отечественных и зарубежных авторов подтверждают реальность неблагоприятного воздействия электромагнитного излучения (ЭМИ) на растения, животных и человека. По этой причине Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила электромагнитное загрязнение окружающей среды в число наиболее важных экологических проблем [26, 164].

Впервые синдром радиоволновой болезни был описан в 60-х годах учеными Научно-исследовательского института медицины труда РАМН. При этом было принято различать две формы расстройств -- острую и хроническую. Острая форма поражения возникает при высоких интенсивностях электромагнитных полей. Она характеризуется астеноневротическим состоянием и нарушением деятельности сердечно-сосудистой системы, что сопровождается резкой слабостью организма и сильной головной болью, тошнотворным состоянием и нарушением ритма сердечной деятельности, а также изменением артериального давления. Указанные изменения отличаются стойкостью и сохраняются на протяжении 1,5--2 мес. При более интенсивных воздействиях -- порядка десятков милливатт на квадратный сантиметр -- наряду с перечисленными симптомами возможно развитие катаракты и поражение семенников [109].

Наибольший интерес вызывают последствия хронического воздействия [168, 172, 180]. Это обусловлено увеличивающимся количеством лиц, подвергающихся воздействию малых уровней ЭМИ не только в производственных, но и в бытовых условиях, а также недостаточной изученностью возможных отдаленных последствии. Ряд проведенных клинических наблюдений и экспериментальные исследования позволили накопить достаточно достоверные данные о том, что ЭМИ обладают гонадотоксическим, мутагенным действием, оказывают неблагоприятное влияние на потомство, нарушают структуру и функцию репродуктивных органов, обмен веществ, оказывают воздействие на центральную нервную систему, ухудшают память [71, 77, 108, 117, 173].

Одним из наиболее распространенных источников ЭМИ является компьютер, работа на котором может приводить к разнообразным неблагоприятным последствиям.

В нашей стране массовая компьютеризация началась сравнительно недавно. Развивается она очень быстрыми темпами и охватывает миллионы людей, в том числе детей. Поэтому охрана людей от отрицательного воздействия компьютеров является важнейшей медико-технической и социальной задачей.

Декрет от 14 мая 1991 г. установил специальные правила, предупреждающие риск работы с экранами, визуализирующими информацию. Циркуляр от 4 ноября уточняет некоторые пункты декрета. Предусматривается необходимость перерывов в работе с экраном и периодических комплексных медицинских осмотров работников. Особое внимание обращается на оборудование рабочего места. [176, 177].

Проблема безопасной работы с дисплеями настолько серьезна, что она находит отражение в деятельности ВОЗ при ООН. Европейское экономическое сообщество в 1992 г. выпустило директиву № 86/054/ЕЕС, в которой указано, что оператор должен быть информирован о возможном вреде здоровью и необходимых мерах безопасности [165].

Особенности компьютера -- наличие электростатического поля, образующегося перед экраном, переменного электромагнитного поля в широком диапазоне частот [167, 171, 183, 185].

Персональный компьютер является источником электромагнитного излучения в широком диапазоне частот (от крайне низких до средних), стандарты устанавливают допустимые значения для электромагнитной составляющей и плотности магнитного патока в диапазоне частот 5-2000Гц, 2- 400 кГц на расстоянии 50 сантиметров вокруг ВДТ [136].

Основными источниками электоромагнитного поля компьютера являются: экран монитора (электростатические поля); питающие провода и системный блок (частота 50 Гц); обмотки системы горизонтального отклонения луча (частоты 15-33 кГц); система вертикального отклонения и модуляции луча (частоты 50-100Гц); блок модуляции луча по яркости (10 мГц). Ряд независимых исследований выявил опасность этих полей для здоровья пользователей. В России приняты в 1996 году стандарт ГОСТ Р 50949-96 и санитарные нормы и правила СНиП 2.2.2.542-96 (взамен «Временных СНиП для работников вычислительных центров» 1988 год), соответствующие шведскому стандарту MPR II (1990: 8,10) разработанному по принципу ALARA («Столь низко как рационально допустимо») [109, 119].

Только 25 % мониторов компьютеров отвечают положениям стандартов безопасности, 30 % соответствуют им частично, а 45 % полностью не отвечают требованиям электромагнитной безопасности. Необходимо отметить, что используемые защитные экраны зачастую не ослабляют электромагнитные поля [85, 153].

Уровни электромагнитных излучений (ЭМИ) зависят не только от сварки видеомониторов в производственных условиях, качества заземляющего контура класса, но и от расстановки рабочих мест в компьютерном классе. При оборудовании рабочих мест допустима периметральная расстановка рабочих мест при соблюдении расстояний между боковыми поверхностями видеомониторов при расположении их в ряд не менее 1 м, а при расположении рабочих мест под углом расстояние между столами должен быть не менее 2 м. Под влиянием ЭМИ от двух видеомониторов у учащихся ухудшается функциональное состояние ВНД, свидетельствующее о резко выраженном утомлении (рядная расстановка рабочих мест в компьютерном классе) [33].

Несоблюдение гигиенических и эргономических требований при работе с видеодисплеями приводит к выраженному снижению психофизиологических функций организма, возможно снижение производительности труда и возникновение профессиональных заболеваний: астенопии, дерматозов лица и кистей, синдрома длительного статического перенапряжения [107, 178, 182].

Другой, не менее важной причиной ухудшения состояния здоровья является отсутствие в действующих нормативах связи возможной длительности работы с фактическим состоянием здоровья операторов [169, 173, 175 ].

В 1996г. в России вышли Санитарные правила и нормы - Гигиенические требования к ВДТ, ПЭВМ, в которых жестко регламентируются условия работы операторов [43].

При работе с монитором компьютера зрительная система функционирует в условиях статической нагрузки на ее важнейшие механизмы. Это создает предпосылки к достаточно быстрому развитию зрительного утомления [170, 174, 184].

У работающих с видеодисплеями бывают жалобы на головные боли, боли в затылке, жжение в глазах, слезотечение, нежелание смотреть после работы телевизионные передачи, нервность, боли конечностей. Выяснили возможность влияния на организм человека электроннолучевой трубки, клавиатуры и др. предметов оборудования, а также терминала компьютера. Показано, что работа у визуального дисплея вызывает зрительное утомление [144, 166, 179].

Для исследования умственного утомления, вызванного работой на визуальных дисплейных терминалах, Tanako J., Hiraoka Y., Imada A., Okuda H. [181] проведен опрос служащих из различных компаний. Обнаружено, что жалобы на утомление встречались чаще в группе, где длительность работы на визуальных дисплейных терминалах была больше 4 час. Показано, что условия работы и повседневной жизни (сон и отдых) связаны с субъективными ощущениями умственного утомления [181].

Черниловская Ф.М., Калинина Н.И. [154] исследовали влияние на функциональное состояние зрительного анализатора человека длительной работы с использованием видеомониторов у разных профессиональных групп людей (операторы, разметчики плазов, математики-программисты). Показано значительное ухудшение зрительной функции, утомление ЦНС после 1-2 ч работы на видеомониторах, максимального значения они достигали после длительного 8-часового периода работы. Было выявлено значительное ухудшение самочувствия, активности, настроения во всех профессиональных группах, работавших на видеомониторах [154].

По данным исследований Литвак И. и Чернозубова И. [86], средний уровень здоровья 50 женщин-операторов в сравнении с контрольной группой оказался ниже в 2--5 раз.

При длительной работе операторов на компьютере обнаружено некоторое снижение ЧСС и АД, увеличение времени СМР и ЗМР, снижение концентрации внимания и уменьшение объема оперативной памяти в динамике рабочего дня, т.е. работа сопровождается выраженными нервно-эмоциональными нагрузками [120].

Жалобы на ощущение песка, жжения и боли в глазах, слезотечение, головную боль предъявили 95% операторов. Кроме того, у операторов, работающих с полихромными дисплеями, имелись жалобы на тошноту и головокружение. Количество жалоб у женщин было больше по сравнению с мужчинами. В качестве причин дискомфорта назывались высокий яркостный контраст между экраном и окружающим пространством, а также отражения и блёсткость экрана [70].

В последние годы в школах широко внедряют курс информатики и вычислительной техники с использованием компьютеров, работа на которых связана со значительным психоэмоциональным напряжением и умственной нагрузкой. Эти факторы оказывают выраженное влияние на состояние мозгового кровообращения и центральной гемодинамики. Согласно современным представлениям, регуляция мозгового кровообращения характеризуется многоконтурностью, а его интенсивность связана с состоянием центральной гемодинамики и метаболической активностью тех или иных участков головного мозга [32, 33, 36, 98].

Обучение школьников профессии программиста характеризуется воздействием на организм комплекса профессионально обусловленных факторов, среди которых определяющими являются высокая информативная нагрузка, длительность сосредоточенного наблюдения, напряжения зрительного анализатора, интеллектуальная и эмоциональная нагрузка, повышенный уровень монотонности. Наиболее характерные изменения под действием факторов, определяющих профессию программиста, отмечались со стороны ЦНС и ССС, что характеризовалось снижением объема и скорости переключения внимания; изменениями регуляции ритма сердца с увеличением напряжения работы сердца за счет включения симпатического отдела вегетативной нервной системы и снижением активности автономного контура регуляции [66].

Тупицына Л.П., Федорова М.3. [140] обнаружили различия в характере адаптационных изменений со стороны центральной гемодинамики у юношей и девушек в процессе учебных занятий с использованием компьютера. Так, у юношей и девушек работа на компьютере вызывала изменения объемного мозгового кровотока в лобных и височных долях, что отражает перераспределение кровотока между разными отделами мозга. По характеру реакции на воздействие учебных занятий с использованием компьютера, все учащиеся были разделены на две группы: с увеличением (I группа) или уменьшением (II группа) кровенаполнения фронтальных долей мозга к концу 2-часового занятия. У учащихся I группы обеспечение реакции на умственную нагрузку шло эффективнее и с меньшими затратами: задействован местный механизм сосудистых изменений. У юношей II группы регистрировались выраженные системные реакции, что неблагоприятно для организма. У девушек II группы статистически значимых изменений показателей центрального звена гемодинамики не было обнаружено. При этом девушки достигают дефинитивного уровня по показателям мозгового кровотока раньше юношей, чем, вероятно, и обусловлен менее напряженный характер перестроек мозгового кровотока у первых при занятиях с применением компьютера [140].

У учащихся в процессе четырех часового рабочего дня на компьютере происходили изменения функционального состояния зрительного анализатора и ЦНС, свидетельствующие о развитии утомления. Наибольшие изменения функционального состояния ЦНС и зрительного анализатора отмечались у учащихся с миопией, несмотря на коррекцию зрения очками.

Из-за широкого применения в школах компьютеров, неудовлетворяющих эргонометрическим параметрам и требованиям безопасности, визуальный дискомфорт и электромагнитное излучение могут представлять повышенную опасность для детей. Потенциальная опасность обусловлена следующим:

Неправильным выбором яркости и контрастности дисплеев, искусственной освещенности, что вызывает зрительный дискомфорт и повышенную утомляемость детей и приводит к снижению остроты зрения.

Расположением детей в зонах ЭМИ, что может оказать негативное влияние на нервную, иммунную и половую системы, а также способствовать возникновению аллергических заболеваний.

Несоблюдением оптимального временного режима учебной и внеучебной деятельности школьников, что ведет к превышению допустимой зрительной, психоэмоциональной и статической нагрузок [63].

По мнению Гельтищевой Е.А. оптимальным временем работы учащихся на компьютере в течение дня следует считать два часа с перерывом между первым и вторым часами работы 10-15 мин. Допустимое время работы не должно превышать 3 часа в день [32].

Широкое включение в структуру вузовского и школьного обучения работы на компьютерах требует детального изучения характера и степени ее влияния на все системы организма, в частности, на орган зрения. Контроль за экраном монитора чередуется с просмотром и анализом информации на других рабочих поверхностях, имеющих различное удаление от глаз и различную степень освещенности, яркости и контрастности. Все это приводит к повышенной нагрузке на зрительный анализатор, его аккомодацию и мышечный аппарат [34, 161].

1.3 Заболеваемость с временной утратой трудоспособности студентов

Студенты составляют особую социальную группу, объединенную определенным возрастом, специфическими условиями труда и жизни. Это одна из самых многочисленных групп населения с повышенным уровнем риска заболеваний. Поступив в вуз, молодые люди сталкиваются с большой психоэмоциональной нагрузкой, значительной умственной работой, необходимостью адаптации к новым условиям обучения, режима дня, питания, а у ряда студентов и к новым условиям проживания и общения с окружающими.

Успешное решение задач по совершенствованию подготовки высококвалифицированных кадров тесно связано с укреплением и охраной здоровья, а также повышением работоспособности студенческой молодежи.

В связи с продолжающимся развитием организма студентов в период обучения, он более подвержен различным неблагоприятным воздействиям, что может привести к срыву процесса адаптации и развитию целого ряда заболеваний [55]. Рост заболеваемости студентов снижает эффективность учебного процесса, а в дальнейшем ограничивает их профессиональную деятельность.

Исследования Чуяна Е.Н. [156] показали, что у студентов, вчерашних школьников, перестройка к новым социальным условиям вызывает активную мобилизацию, а затем истощение физических резервов организма, особенно в первые годы обучения.

Одним из объективных критериев адаптации таких студентов к условиям обучения является предоставление им академических отпусков [139].

Здоровье студентов является необходимым условием учебы в вузе, между тем, данные литературы свидетельствуют об увеличении заболеваемости студентов [54], частота хронических заболеваний у которых колеблется в широких пределах [72]. Так, по мнению Т. Н. Грошевой и соавт. [46], у 48% студентов имеются различные заболевания, но наиболее часто обнаруживаются болезни органов пищеварения и ЛОР-органов. В то же время, по сведениям Л. М. Асхабовой, П. М. Махуловой [10], 60,2% студентов имеют различную соматическую патологию, среди которой на первое место выходят болезни нервной системы и органов дыхания. По данным Е. Г. Щукиной [162], у 77% студентов вуза были выявлены признаки социально-психологической дезадаптации, в том числе у 37% -- депрессивные тенденции и у 20% -- признаки невротизации.

Среди поступающих в вузы и средние специальные учебные заведения немало лиц с различными заболеваниями и отклонениями от нормы в состоянии здоровья. Количество студентов-первокурсников, имеющих ослабленное здоровье, недостаточную физическую подготовленность колеблется от 13 до 25%. Основными причинами этого являются - умственное перенапряжение, снижение двигательной активности, занятия в ночное время, сокращение длительности ночного сна, нерегулярное питание, недостаточное пребывание на воздухе [35].

Анализ заболеваемости студентов Башкирского государственного медицинского института за 1989-1993 гг. показывает, что в последние годы более чем в 1,5 раза увеличилось число случаев и дней нетрудоспособности на 100 студентов. Увеличение числа случаев нетрудоспособности в определенной степени связано с улучшением качества диагностики в процессе медицинского обследования при массовых медицинских осмотрах и при обращениях в поликлинику [38].

Обращает на себя внимание увеличение показателя средней продолжительности одного случая нетрудоспособности. Одна из причин этого - влияние факторов образа жизни (недостаточная степень двигательной и медицинской активности, приверженность вредным привычкам, социально-гигиенические условия), организация питания, расписание лекций и практических занятий, уровень материальной оснащенности ряда аудиторий, которые требуют определенной коррекции и совершенствования [38].

Для того чтобы до конца решить проблему деятельного отношения студента к укреплению своего здоровья, подтолкнуть его к систематическим занятиям физическими упражнениями, следует создать широкомасштабную систему соответствующего образования, учитывая биологические, психологические, экономические, экологические, социальные условия и факторы.

Так, по данным Гетманского Е.К., общий уровень заболеваемости студентов составил 34,07 на 100. При анализе причин заболеваемости по классам оказалось, что первые четыре места во все исследуемые годы занимали болезни органов дыхания, мочеполовых органов, нервной системы и органов чувств, болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани. Разница лишь в ранговом распределении этих причин в различные годы. Так, в 1991 г. на первом месте в причинах сплошной заболеваемости студентов находились болезни органов дыхания (7,41± 0,81 на 100), втором - болезни мочеполовых органов (6,23± 0,24), третьем - болезни нервной системы и органов чувств (4,88± 0,27), четвертом - болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани (28,5± 2,1). За ними следуют несчастные случаи, отравления и травмы (2,33± 0,2) и болезни органов пищеварения (1,41± 0,17). Уровень заболеваемости в других классах не столь значителен. В целом, частота заболеваний выявленных на основе обращаемости в этом году составила 32,0+0,68 на 100, состоящих на учете в поликлинике студентов [35].