CC BY
6
^подростков с низким уровнем развития профессионально значимых функции. Так, профессиональная нагрузка вызывала у них неблагоприятные изменения ЦНС, сердечно-сосудистой и мышечной систем и состояния слухового анализатора. В то же время у подростков с высоким уровнем профессионально значимых функций в процессе труда наблюдалось повышение уровня функционирования ЦНС, а также зрительной и мышечной работоспособности и совершенствование профессионально значимых функций.
Соответствие психофизиологических особенностей организма подростков профессиональным требованиям является одним из условий, облегчающих процесс их адаптации к дальнейшей самостоятельной работе в избранной профессии.
Таким образом, процесс адаптации организма учащихся к профессионально-производственным факторам зависит как от специфики воздействую-^щей ср^ды, так и от особенностей организма подростков: возраста начала обучения или работы, индивидуально-типологических свойств высшей нервной деятельности, уровня развития профессионально значимых функций. Это необходимо учитывать при проведении медицинской профессиональной консультации и профориентации подростков при обучении в ПТУ.
Литерату ра
1. Дрогичина Э. Л., Павлова И. В., Рыжкова M. Н. — В кн.: Вопросы гигиены труда и профпатологим в химической и машиностроительной промышленности. Харьков, 1966, с. 10»—ПО.
2. Карцев И. Д., Халдеева Л. Ф., Павлович К. Э. Физиологические критерии профессиональной пригодности подростков к различным профессиям. М., 1977.
3. Косилов С. А., Леонова Л. А. Работоспособность человека и пути ее повышения. М., 1974.
4. Круглова М. И. — Гиг. и сан., 1984, № 6, с. 25—28.
5. Леонова Л. А. Повышение эффективности производственного обучения подростков. М., 1880.
6. Родионова Т. А. — В кн.: Проблемы адаптации в гигиене детей и подростков. М., 1983, с. 71—79.
7. Сердюковская Г. ИАнтонова Л. Т. — В кн.: Режим труда и отдыха учащихся средних профессионально-технических училищ. М., 1981, с. 228—278.
8. Сухарева Л. М. — В кн.: Гигиенические проблемы профессионально-технического обучения подростков. M.. 1981, с. 7—16.
9. Сухарева Л. М. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны здоровья детей и подростков. М., 1984, с. 38.
10. Сухарева Л. М. — В кн.: Проблемы адаптации в гигиене детей. М., 1983, с. 79—87.
11. Шубочкина Е. И. —В кн.: Гигиенические проблемы профессионально-технического обучения подростков. М., 1981, с. 33—41.
12. Шубочкина Е. #., Молчанова С. С. — В кн.: Проблемы адаптации в гигиене детей и подростков. М., 1983, с. 87—94.
Поступила 11.02.85
Summary. Correspondence of psycho-physiologic characteristics of teenagers to professional and production requirements facilitates the process of adaptation both at the training stage and at the first stage of independent work.
УДК 371.71
Т. Н. Сорокина, Г. Н. Каминская, П. И. Храмцов, А. А. Сорокина, М. Б. Пахомов, А. Н. Якименко
НОВЫЕ ПОДХОДЫ В ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ТРУДОВЫХ
НАГРУЗОК школьников
НИИ гигиены детей и подростков Минздрава СССР, Москва
Повышение эффективности трудового обучения ставит задачи обеспечения соответствия трудовой »♦подготовки функциональным и возрастным особенностям учащихся и гигиенического нормирования трудовой деятельности детей и подростков. Это вызывает необходимость углубленных гигиенических исследований трудового обучения в средней школе.
Традиционные методы исследований, используемые в гигиене, следует обогатить изучением физиологического состояния организма школьников непосредственно в процессе работы.
В основе гигиенического нормирования трудовой деятельности школьников лежит вопрос об определении оптимальной длительности выполнения трудовых операций.
При трудовых нагрузках малой и средней тяжести (работа на швейных машинах, выполнение столярных и слесарных операций) существенные из-
менения средних показателей частоты сердечных сокращений (ЧСС) и электромиограммы (ЭМГ), которые традиционно используются при исследованиях трудовой деятельности, наблюдаются лишь при выраженном утомлении учащихся. Поэтому с целью установления оптимальной длительности работы целесообразно изучение регуляций функций систем организма.
В основу организации наших исследований был положен комплексный подход, базирующийся на представлении об организме как сложной иерархической системе, функциональное состояние которой определяется уровнем функционирования и характером регуляции важнейших систем, обеспечивающих трудовую деятельность (сердечно-сосу-дистой, дыхательной, мышечной).
Для нормирования непрерывной продолжительности работы по основным трудовым операциям, которые наиболее часто применяются при изготов-
лении изделий на занятиях в столярной, елсеарной мастерских и кабинетах швейного дела, школьникам предлагались стандартные трудовые залгния. Исследование включало определение функционального состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем, функционального состояния мышечной системы, характера регуляции взаимосвязи вегетативных и двигательных функций организма (взаимокорреляционный анализ ЧСС — ЭМГ), характера движений учащихся во время работы. Изучение вопросов трудового обучения на указанной методической основе требует автоматизации исследований. Для этой цели была разработана система автономной регистрации и синхронной записи показателей организма на магнитную ленту с последующей обработкой на аналого-цифровом вычислительном комплексе. ЧСС и ЭМГ трехглавой мышцы правой руки, регистрируемые у испытуемого, подавались на усилитель биопотенциалов с последующей синхронной записью показателей на магнитную ленту магнитографа НО-48. Для регистрации механограммы движений использовали самописец Н-338. Эта система позволяла регистрировать указанные выше физиологические параметры непосредственно в процессе трудовых занятий в условиях школы. Для оценки динамики функционального состояния сердечно-сосудистой и мышечной систем школьников математическую обработку записанных на магнитную ленту ЧСС и ЭМГ проводили с использованием методов анализа случайных величин (вычисление средневзвешенных значений ЧСС и ЭМГ) и случайных процессов (спектральный анализ ЧСС и взаимокорреляционный анализ ЧСС — ЭМГ) с вычислением показателей за каждые 2,5 мин работы.
В результате исследования функционального состояния учащихся 10—12 лет в процессе выполнения 112 стандартных заданий по основным видам столярных и слесарных операций (на основании 5281 значения изучаемых показателей) выявлена характерная динамика как средних показателей регулирования вегетативных и двигательных функций, на которой была основана диагностика изменений состояния организма школьников при трудовой деятельности.
Исследования показали, что, несмотря на индивидуальные различия средних функциональных показателей и характера движений школьников при выполнении столярных и слесарных операций, динамика их имеет особенности. В начале работы у каждого учащегося устанавливается присущий ему при данной деятельности средний уровень функциональных показателей. В среднем по группе обследованных школьников при выполнении рабочих заданий ЧСС составляла 104,3 ±0,4 в минуту, ЭМГ — 17,9±0,3 отн. ед., средняя длительность микропауз рабочих движений — 9,3±1,2 с. В первые 10—12 мин выполнения заданий изменения функциональных показателей относительно незначительны (в среднем по группе изменение ЧСС 1,8 в минуту. ЭМГ 2,9 отн. ед.). На 12—15-й минуте
работы у учащихся наблюдается существенное воз4^ растание функциональных показателей ЧСС на 10,5% по сравнению с исходным уровнем, ЭМГ и средней продолжительности микропауз на 20— 27% относительно начального периода работы.
Анализ динамики медленных волн (с периодом 50—100 с) спектральной плотности ритма сердца школьников показал, что может быть четко выделен период работы, когда медленные волны в спектре ЧСС отсутствуют или амплитуда медленных волн (АМВ) незначительна (Млмв = = 0,27±0,01 усл. ед.). В интервале 7—10 мин работы у 78% учащихся появляются медленные волны или увеличивается их амплитуда (в среднем в 1,5 раза по сравнению с исходной, что указывает на напряжение механизмов регуляции ритма сердца [II). На 10—12-й минуте работы практически у всех обследованных учащихся преобладают медленные волны в спектральной плотности ЧСС, что, поданным литературы, бывает при утомлении.
Анализ изменений взаимокорреляционных функций (ВКФ) ЧСС и ЭМГ учащихся в процессе выполнения трудовых операций (вКФЧСс-эм!^ показал следующее: до 5—7-й минуты работы у школьников относительно высокая амплитуда — от 0,36 до 0,79 усл. ед., что указывает на высокую взаимосвязь регуляции ЧСС и ЭМГ в этот период работы. Средняя амплитуда ВКФЧСС_ЭМГ= = 0,61 ±0,01 усл. ед. по группе обследованных. Это свидетельствует об оптимальной регуляции функций у школьников 10—12 лет в начальный период работы [2, 31. По мере ее продолжения взаимосвязь ЧСС и ЭМГ нарушается, на что указывает снижение амплитуды ВКФцсс-эмг в 1,5—2 раза по сравнению с исходной (0,29 ±0,01 усл. ед.). Снижение амплитуды вКФчсс-эмг по группе обследованных учащихся отмечено в диапазоне от 0,14 до 0,42 усл. ед., что, по данным литературы, отражает компенсаторную перестройку регуляции ЧСС и ЭМГ. Второй переломный момент в динамике амплитуды вКФчсс_эмг характеризуется ее резким падением даже до отрицательных значений. Это указывает на отсутствие координации вегетативных и двигательных функций, что характерно для состояния утомления. Средняя амплитуд^»» ВКФЧСС_ЭМГ при ухудшении качества регуляции ЧСС и ЭМГ составила 0,14±0,01 усл. ед.
Результаты исследований позволяют заключить, что при выполнении учащимися трудовых нагрузок средней тяжести (столярные и слесарные операции) в динамике средних функциональных показателей ЧСС, интегрированной ЭМГ и суммарной длительности микропауз в процессе выполнения основных трудовых операций может быть один переломный момент, заключающийся в их существенном возрастании по сравнению с относительно незначительными изменениями в начальный период работы. В динамике показателей регуляции вегетативных и двигательных функций учащихся в процессе работы можно выделить два переломных момента, связанных с компенсаторной перестрой-
^оГ) механизмов регуляции и по мере дальнейшего продолжения работы — с ухудшением качества регулирования двигательных и вегетативных функций.
Анализ динамики функционального состояния организма школьников 5-го класса в процессе выполнения трудовых нагрузок на бытовой электрической швейной машине (БЭШМ) показал следующее. Динамика показателя функционирования сер-дечно-сосудистой системы и системы дыхания, характеристики их вариабельности не выявляет статистически достоверного различия функционального состояния на протяжении всего периода наблюдения. Это позволяет рассматривать выполнение стандартной работы на БЭШМ как нагрузку, в условиях которой показатели, определяющие энергетическую стоимость работы, диагностически незначимы для исследования динамики функционального состояния. Поэтому изменения регулирования функций определяли на основании соотношения эк-зо- и эндогенных составляющих ЧСС. Колебания ЧСС имеют двойственную природу — экзо- и эндогенную. Экзогенные колебания отражают процессы приспособления физиологических функций к трудовой нагрузке, причем оптимальное регулирование экзорнтмов происходит при одних состояниях, а существенное ухудшение — при других [41. Критерием оптимальности регулирования служила степень выраженности экзоритмов. Определялся 2,5-минутный отрезок времени, на протяжении которого в структуре ЧСС отмечался максимум экзогенного ритма. С этой целью анализировали автокорреляционную функцию ЧСС и автокорреляционную функцию скорости работы БЭШМ. Для регистрации кривой, отражающей скорость работы, специально созданная электрическая схема позволяла определять частоту вращения маховика швейной машины. Автокорреляционный анализ ЧСС дал возможность определить периодические компоненты и сравнить их с периодом кривой скорости работы БЭШМ. На основании сравнительного анализа стало возможным обнаружение колебательных компонентов, соответствующих экзо- и эндогенным составляющим. . На каждом 2,5-мннутном интервале наблюдения "проводили сопоставление автокоррелограмм ЧСС и кривой скорости работы швейной машины. Низкая степень взаимосвязи указывает на напряжение в системе регулирования функций и отсутствие возможности оптимального управления экзогенным ритмом.
Таким образом, максимальная согласованность ритмов свидетельствует об оптимальном режиме регулирования ЧСС и как следствие этого — об
оптимальном периоде функционального состояния организма. При напряжении функциональной системы нарушается регулирование экзогенных ритмов ЧСС, что проявляется отсутствием единого периода согласования.
Таким образом, методический подход, основанный на характеристике соотношения экзогенных и эндогенных составляющих ЧСС, может быть использован при анализе динамики функционального состояния организма непосредственно при выполнении трудовых нагрузок малой интенсивности.
На основании проведенных исследований в динамике функционального состояния организма учащихся при непрерывном выполнении основных трудовых операций в столярных, слесарных мастерских и кабинете швейного дела можно выделить следующие периоды:
— рабочий оптимум, который характеризуется незначительным изменением средних показателей ЧСС, ЭМГ и длительности микропауз, отсутствием или низкой АМВ ритма сердца в спектральной плотности, высокой взаимосвязью вегетативных и двигательных функций (высокой амплитудой ВКФчсс=*эмг):
— напряжение функционального состояния организма, характеризующееся возрастанием АМВ в спектральной плотности ритма сердца в 1,5 раза, снижением амплитуды ВКФЧСС_ эмг в 1,5— 2 раза;
— утомление, характеризующееся существенным увеличением средних показателей ЧСС, ЭМГ, длительности микропауз, возрастанием АМВ в спектральной плотности ритма сердца в 2—3 раза, существенным преобладанием мощности медленных волн в спектральной плотности ритма сердца и отсутствием координации вегетативных и двигательных функций.
Таким образом, указанные методические подходы могут быть использованы при гигиенической регламентации оптимальной и допустимой длительности работы учащихся при трудовых нагрузках.
Литература
1. Баевский Р. МПидеккер И. Г. — В кн.: Статистическая электрофизиология. Вильнюс, 1968, т. 1, с. 49— 59.
2. Гуменер П. И. — В кн.: Методы биокибернетического анализа функционального состояния спортсменов-под-ростков. М., 1977. с. 9—30.
3. Гуменер П. И., Глушкова Е. К.. Сапожникова Р. Г. Характеристика влияния физической нагрузки на организм школьников. Л.. 1967.
4. Гуменер П. И.. Зыков А. К. — В кн.: Физиологическая кибернетика. М , 1981, с. 18—20.
Поступила 17.01.85
