ФІЗІОЛОГІЯ ПРАЦІ
ФІЗІОЛОГІЯ ПРАЦІ. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНОГО СТАНУ ОРГАНІЗМУ ПІД ЧАС РОБОТИ
1. Закріпити знання студентів про фізіологію праці, методи дослідження функціонального стану організму при роботі
2. Освоїти методи визначення та оцінки провідних фізико-хімічних факторів виробничого середовища.
Тривалість заняття – 4 години.
Однією з основних завдань гігієни праці є вивчення організму працюючих за умов його трудової діяльності. Фізіологічні дослідження, що проводяться в цьому напрямку, мають на меті вивчення впливу трудового процесу на стан та працездатність людини для розробки системи профілактичних заходів, що полегшують працю та підвищують працездатність, а також для розробки раціональних режимів праці та відпочинку.
Для проведення фізіологічних досліджень підбирається група працюючих. Щоб отримані дані були достовірними, ця група має бути достатньою у кількісному відношенні (10-12 осіб). Вибрані особи повинні становити однорідну групу піддослідних – бути практично здоровими, мати стаж роботи на цьому робочому місці не менше трьох років.
Дослідження проводять щонайменше два тижні. Якщо працюючі піддаються впливу зовнішніх чинників, тобто. працюють на відкритому повітрі, то дослідження необхідно проводити як мінімум двічі на рік – у теплий та холодний періоди.
Кратність проведених досліджень протягом робочої зміни має відповідати періодам працездатності (впрацьовування, висока стійка працездатність, втома), тобто. фізіологічні функції, що вивчаються, слід визначати не менше п'яти разів:
перші 10-30 хв. робочої зміни;
через 2-3 години роботи;
перед обідньою перервою;
через 10-20 хв.після нього;
за 20-30 хв. до закінчення робочого дня.
Якщо ж за умовами виробництва 5-кратні дослідження неможливі, слід обмежитися першими двома і останніми дослідженнями.
Дуже важливим є правильний вибір методик дослідження. При розробці програми фізіологічних досліджень у кожному конкретному випадку вибір методик визначається найбільшою їхньою адекватністю зрушенням, які очікуються в організмі робітників при виконанні роботи. Прийнято дослідити не менше трьох функціональних систем, наприклад, центральну нервову, серцево-судинну та нервово-м'язову або серцево-судинну, дихальну та функції аналізаторів.
Оцінка показників може проводитись або за їх абсолютними величинами (частота серцевих скорочень, артеріальний тиск), або за відносними значеннями, вираженими у відсотках по відношенню до вихідного рівня, прийнятого за 100.
Фізіологічні дослідження бажано доповнити соціологічними – провести анкетування серед робітників з метою з'ясування їхнього ставлення до роботи, існуючого режиму праці, умов праці.
Обов'язковим компонентом фізіологічних досліджень є хронометраж трудового процесу робочих операцій протягом зміни.
Після закінчення досліджень отримані результати піддають статистичній обробці із встановленням середньої величини показника, помилки середньої та достовірності різниці показників.
Після закінчення фізіологічних досліджень із зрушень показників протягом зміни, робочого тижня визначають динаміку працездатності для даного періоду і на її підставі формулюють відповідні рекомендації, вказівки щодо оптимізації режимів праці та внутрішньозмінного відпочинку робітників професій, що вивчаються.
У разі виробництва виконують такіфізіологічні дослідження:
дослідження функцій аналізаторів;
визначення часу сенсомоторних реакцій;
визначення стійкості уваги;
визначення працездатності рухових аналізаторів (динамометрія)
контроль пульсу та артеріального тиску;
дослідження зовнішнього дихання;
дослідження координації рухів (тремометрія)
термометрія шкіри та тіла
Стосовно цих груп фізіологічних досліджень далі описані деякі методики, найбільш доступні для застосування у виробничих умовах.
МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ НЕРВНО-М'язового апарату
Динамометріяє визначення основних показників довільної дієздатності окремих м'язових груп. До них відносяться максимальна довільна сила (МПС), витривалість до статичної напруги та інтегральний показник – максимальна м'язова працездатність (ММР).
Сила м'яза визначається найбільшою напругою, яку вона може розвинути. Основними вимірювальними приладами є різні види динамометрів: гідравлічний і механічний кистьові динамометри, ножний динамометр, динамометр для вимірювання сили м'язів-розгиначів спини. При вимірі сили обстежуваний здійснює максимальну дію (плавно, без ривків) відповідний пристрій динамометра. Досягнута максимальна сила має бути зафіксована на 1-2 секунди.
Витривалість до статичної напруги визначається за тривалістю періоду, протягом якого обстежуваний утримує зусилля, що дорівнює 75% МПС. При вимірі витривалості дослідник просить підтримувати задане зусилля максимально довго. Як тільки обстежуваний досягає необхідного рівня зусилля, дослідник включає секундомір ізупиняє його на момент відмови підтримувати зусилля. Термін утримання зусилля (у секундах) і є показником статичної витривалості.
ММР визначається на підставі двох виміряних динамометричних показників як добуток сили на час утримання.
При зниженні працездатності, розвитку втоми динамометричні показники зазвичай знижуються. Величина зниження статичної витривалості є одним із показників ступеня фізичної напруги при праці. Оптимальним у процесі звичайного робочого дня є зниження витривалості на 5-10%, гранично допустимим – на 20%. Перевищення цього рівня вказує на розвиток вираженої втоми нервово-м'язового апарату і є підставою для проведення заходів щодо зниження фізичного навантаження шляхом механізації та автоматизації трудових операцій, зміни норм праці (норм виробітку, часу роботи, чисельності робітників і т.д.), раціоналізації режимів праці та відпочинку.
Тремометріяє реєстрацією постійних, мимовільних дрібних коливань пензля і здійснюється за допомогою спеціального приладу. Аналіз тремометрії проводиться за амплітудою та частотою (кількість коливань за одиницю часу). В електротремометрі амплітуда відбивається числом торкання країв фігурних пазів. При проведенні вимірювань дослідник записує показання лічильника електротремометра та включає його. По команді дослідника (при цьому він запускає секундомір) обстежуваний металевою указкою проводить через усі фігурні пази. Після виконання завдання секундомір зупиняється та знову реєструється показ лічильника. Різниця у показаннях лічильника вказує кількість торкань вказівкою країв пазів. Поділом значення загальної кількості дотиків на час виконання тесту визначається частота – кількість дотиків до 1с.
При розвитку втоми тремор посилюється, проте при трактуванні результатів дослідження необхідно враховувати вплив ступеня скоординованості м'язів – антагоністів, а також ступеня скоординованості спільної діяльності зорового та рухового аналізаторів.
МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ЗОВНІШНЬОГО ДИХАННЯ
Функціональний стан дихального апарату може характеризуватись як якісними (ритм), так і кількісними (частота, глибина дихання, хвилинний об'єм дихання, життєва ємність легень) показниками.
Життєва ємність легких(ЖЕЛ) складається з дихального обсягу, тобто. об'єму повітря, що вдихається та видихається при кожному дихальному циклі (зазвичай близько 500 мл), додаткового об'єму – об'єму повітря, що надходить у легені при максимальному вдиху (близько 1500мл), та резервного об'єму повітря – об'ємі повітря, який можна максимально видихнути після спокійного видиху ( близько 1500 мл).
На величину ЖЕЛ впливає інтенсивність фізичної роботи: незначне навантаження збільшує ЖЕЛ, важка – знижує її.
Визначення ЖЄЛ проводиться за допомогою сухого або водного спірометра. Після максимального глибокого вдиху проводиться максимально глибокий видих у мундштук. Видих не повинен бути форсованим (надзвичайно швидким), його час дослідником не обмежується. Вимірювання проводять 3-5 разів до отримання близьких результатів, у тому числі враховується максимальний.
Крім абсолютного значення ЖЕЛ виражають також у відсотках до нормативів, розроблених з урахуванням статі, віку та зростання людини. Для розрахунку належної ЖЕЛ (ДЖЕЛ) є спеціальні номограми та розрахункові формули. Для чоловіків 25-60 років ДЖЕЛ (у літрах) розраховується за такою формулою:
ДЖЕЛ = 0,052 Р – 0,019 В – 3,76
У – вік, роки.
Вважається, що фактична ЖЄЛ відповідає належній, якщо вона відхиляється від неї не більше ніж на 15 %.
Частота дихання(кількість дихальних рухів за 1 хвилину) визначається шляхом візуального спостереження за дихальними екскурсіями грудної клітки, проте у виробничих умовах це не завжди можливо. Зазначений метод не дозволяє якісно характеризувати дихання, тобто. визначити його ритм. З метою усунення зазначених недоліків можна використовувати різні прилади, що дозволяють отримати графічний запис дихальних рухів. У стаціонарних умовах використовують спірографи чи пневмографи.
Проба із затримкою диханняполягає у визначенні часу (за секундоміром) протягом якого обстежуваний здатний затримати дихання після глибокого вдиху. Попередньо обстежуваний робить два глибокі вдихи, потім на висоті третього вдиху експериментатор включає секундомір і дає команду затримати дихання. На першому видиху реєструється час затримки дихання.
У спокої здорова доросла людина може затримати дихання на 40-50 сек., а фізично треновані особи – на 60-120 сек. и більше. При стомленні час затримки дихання зменшується.
У умови виробничого середовища на дослідження функції дихання можна використовувати інші методи, такі як визначення хвилинного обсягу дихання (МОД), глибини дихання; вимірювання газообміну та ін.
МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ СЕРЦЕВО-СУДИННОЇ СИСТЕМИ
У практиці фізіологічних досліджень найчастіше використовуються вимір гемодинамічних показників та електрокардіографія.
Основними показниками функціонального стану системи кровообігу є артеріальний тиск, частота серцевих скорочень, ударний та хвилинний об'єм серця, середнійдинамічний тиск.
Частота серцевих скорочень (ЧСС)– лабільний та інформаційний показник функціонального стану серцево-судинної системи. Вона може визначатися пальпаторно, ЕКГ або візуально за шкалою пульсотахометра. За частотою серцевих скорочень нормуються гранично-допустимі величини фізичної напруги при операціях з переважанням статичних навантажень, а також загальної, регіональної та локальної динамічної роботи.
Атеріальний тиск (АТ)вимірюється тонометром. За даними систолічного та діастолічного артнріального тиску можуть бути розраховані такі гемодинамічні показники:
пульсовий тиск (ПД),за змінами якого можна скласти непряме уявлення про роботу серця:
ПД - пульсовий тиск, мм. рт.ст.;
ЦД – систолічний (максимальний) тиск, мм рт. ст;
ДД - діастолічний (мінімальний) тиск, мм рт.ст;
середній динамічнийтиск (СДД),що характеризується стабільністю, а зміни якого вказують на нестійкість механізмів регуляції кровообігу:
Ударний об'єм серця (УО),визначається за формулою Старра:
УО = 101 + 0,5 СД - 1,09 ДД - 0,6В
УО - ударний об'єм, мл;
ЦД – систолічний тиск;
ДД – діастолічний тиск;
В – вік обстежуваного, роки;
Хвилинний об'єм серця (МО), який визначається як добуток ударного об'єму та частоти серцевих скорочень:
Електрокардіографія (ЕКГ)заснована на реєстрації різниці потенціалів серця, що проектуються на поверхні тіла.
При механізованій праці, яка супроводжується невеликим фізичним навантаженням різких змін частоти пульсу та артеріального тиску у робочих неспостерігається. В цьому випадку більш показові результати можна отримати за допомогою реакції серцево-судинної системи на дозоване навантаження (проба з навантаженням).
Функціональна проба з навантаженнямполягає в наступному: обстежуваному в положенні сидячи підраховують пульс і вимірюють артеріальний тиск. Після цього, не знімаючи з руки манжетки, обстежуваний робить 20 глибоких присідань (протягом 30 сек.); після чого знову вимірюється пульс та артеріальний тиск. Надалі кожні 30 с. визначається пульс до його повернення до вихідного рівня і три рази вимірюється кров'яний тиск.
У нормі практично здорових людей після 20 присідань пульс повинен частішати на 16-20 ударів на хв.; максимальний артеріальний тиск має збільшуватися лише на 40 мм рт. ст. Величина пульсу та артеріального тиску повертається до вихідного рівня через 2-3 хвилини.
Під впливом розвитку процесу втоми показники проби можуть суттєво змінюватись.
МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ЦЕНТРАЛЬНОЇ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ
Дослідження швидкості зорового сприйняття.
Здатність до концентрації та перемикання уваги дозволяє встановити зміни на протязі кіркових процесів під впливом роботи більшої чи меншої тяжкості, монотонності тощо. Результати досліджень дуже показові при стомлюючій розумовій роботі, коли виконання завдання може різко змінитися внаслідок втоми, викликаного виконаною роботою. Для цієї мети можуть бути рекомендовані, зокрема, метод пошуку чисел і метод коректурних досліджень.
Метод пошуку чиселполягає в наступному:
відзначається час, протягом якого піддослідний називає вголос і вказує всі числа, надруковані в таблиціПлатонова. Чорним кольором у прямому порядку (від 1 до 25), а потім усі цифри, надруковані червоним кольором, у зворотному порядку (від 24 до 1).