Обоснование физиолого-эргономических мероприятий по снижению развития зрительного утомления при работе с видеодисплейными терминалами

В настоящее время в различных отраслях экономической деятельности широко используются компьютерные установки, в частности, выполняются такие виды работ, как конструкторские, технологические, управленческие, бухгалтерские и многие другие. Помимо производственной деятельности компьютеры находят большое применение и в повседневной жизни человека. Показано, что более 3 миллионов человек не только большую часть времени рабо- тают с компьютерами в условиях производства, но часто свободные от работы часы проводят за экраном ВДТ (ноутбуки, смартфоны, телевизоры и др.). В связи с этим возникла существенная необходимость всестороннего изучения воздействий видеодисплейных терминалов (ВДТ) на здоровье пользователей, на что было указано в решении № 99 ВОЗ в 1989 г. [2].

Работа с экраном ВДТ многофункциональна и связана с нагрузками на различные системы

организма оператора [5, 20, 21, 23]. В зависимости от профессиональной деятельности пользователей ВДТ (от ввода информации до операторов, управляющих сложными технологическими процессами) их работа существенно различается по интенсивности и длительности воздействия интеллектуальных, эмоциональных и сенсорных нагрузок, которые формируют различные по степени категории напряженности труда.

Анализ проведенных исследований [11, 13, 15] профессиональной деятельности пользователей ВДТ показал, что ведущим фактором развития зрительного напряжения является изображение на экране ВДТ, которое существенно отличается от изображения на бумажном носителе. Утомление, возникающее у профессиональных пользователей ВДТ, имеет некоторые специфические черты [4, 7, 14, 22]. Однако длительная и интенсивная работа с экраном ВДТ приводит к развитию состояния перенапряжения зрительного анализатора, которое рассматривается как «компьютерный зрительный синдром» с развитием профессиональной офтальмопатии у операторов ПЭВМ [6, 16, 24]. При работе с ВДТ можно выделить три близких, но не тождественных состояния, способствующих снижению эффективности работы, – утомление, монотония и психическое пресыщение. Утомление можно охарактеризовать как естественную реакцию, связанную с нарастанием напряжения вследствие выполнения зрительно-напряженной работы. На этом фоне следует особо выделить, что данная профессиональная деятельность выполняется преимущественно в малоподвижной позе – сидя. В то же время известно, что уменьшение двигательной активности (гипокинезия) приводит к существенному снижению общей физической работоспособности (ОФР) человека, проявляющейся рядом негативных последствий в ЦНС, сердечно-сосудистой, периферической нервно-мышечной системах и на функциональном состоянии зрительного анализатора [3, 12, 17, 18]. Показано, что у работников со зрительно-напряженной деятельностью и прецизионным характером труда (с лупой, увеличительным стеклом, микроскопом) повышение ОФР методом тренировок на велоэргометре улучшает субъективную оценку состояния работником и восстанавливает функциональные возможности систем его организма, включая зрительный анализатор [8, 19]. При этом необходимо отметить, что аналогичных исследований у профессиональных пользователей ВДТ с оценкой уровней ОФР и характе- ром неблагоприятных изменений в зрительном анализаторе, с учетом гендерных различий, в динамике рабочей смены вообще не проводилось, что и послужило основанием данной работы.

Цель исследования – изучить в процессе работы с ВДТ особенности физиологических изменений зрительного анализатора у лиц (женщин и мужчин) с учетом общей физической работоспособности и обосновать физиолого-эргономические мероприятия по снижению риска развития зрительного утомления.

Материалы и методы. Применялись методы, позволяющие достаточно полно охарактеризовать в производственных условиях состояние зрительного анализатора. Используемый комплекс методов включал: определение объема аккомодации, времени восприятия последовательного контраста (ВВПК) и критической частоты слияния световых мельканий (КЧССМ).

Определение общей физической работоспособности (ОФР) проводилось по тесту РWC₁₇₀ с применением велоэргометра. Обследуемому предлагались две нагрузки по 5 минут каждая с 3-минутным отдыхом между ними (первая нагрузка – 25 Вт (150 кг∙м/мин), вторая нагрузка – 75–100 Вт (450–600 кг∙м/мин), с регистрацией ЧСС в последние 30 секунд. Расчет РWC 170 производился по традиционной формуле [10].

Среди профессиональных групп пользователей ВДТ проанализированы профессии, в которых необходим ввод информации в компьютер (бухгалтеры, конструкторы, редакторы, телеграфисты, банковские служащие и др.) и считывание информации с экрана (технологи, операторы службы «09», работники телецентра и др). Все обследованные – практически здоровые лица в возрасте 25–30 лет со стажем работы не менее 3 лет. Всего обследовано 175 человек в динамике рабочей смены. Для оценки ОФР обследовано 184 профессиональных пользователя ВДТ (113 мужчин и 71 женщина в возрасте 25–39 лет).

Результаты и их обсуждение. На основе проведенных исследований было выявлено, что чем больший процент времени смены занимает работа с экраном ВДТ, тем более напряженным становится труд пользователя. Установлено, что если время работы с компьютером составляет за смену 67,5 %, то коэффициент корреляции между временем работы с экраном и развивающимся напряжением зрительного анализатора составляет r = 0,67 ( р <0,05), при увеличении времени работы с экраном до

Таблица 1

Изменение показателей аккомодации у пользователей ВДТ в зависимости от времени работы с экраном

Время работы с экраном, ч	Время замеров	Объем аккомодации (дптр)	Ближайшая точка ясного видения (дптр)	Дальнейшая точка ясного видения (дптр)
До 2	Начало смены	7,05 ± 0,26	7,5 ± 0,30	0,45 ± 0,02
	Конец смены	6,8 ± 0,23	7,1 ± 0,23	0,30 ± 0,05
	Доля изменений, %	3,6	5,4	33,4
До 4	Начало смены	7,1 ± 0,40	7,8 ± 0,30	0,76 ± 0,06
	Конец смены	6,6 ± 0,35	7,2 ± 0,28	0,56 ± 0,04*
	Доля изменений, %	7,1	7,7	25,5
Более 4	Начало смены	7,6 ± 0,35	8,4 ± 0,37	0,80 ± 0,05
	Конец смены	6,3 ± 0,27*	6,7 ± 0,28*	0,50 ± 0,03*
	Доля изменений, %	17,2	20,3	37,5

П р и м е ч а н и е: * - достоверность различий между началом и концом смены ( р <0,05).

87,4 % за смену коэффициент корреляции существенно увеличивается - до r = 0,92 ( р < 0,001).

Постоянная визуальная работа с экраном дисплея способствует возникновению напряжения зрительного анализатора, которое проявляется в снижении объема аккомодации в результате изменения ближайшей и дальнейшей точек ясного видения (табл. 1).

Из табл. 1 видно, что с увеличением времени работы с экраном ВДТ возрастает процент снижения объема аккомодации, при этом вклад времени работы с экраном в снижение объема аккомодации составляет 68,6-69,4 % при коэффициенте корреляции 0,83 ( р <0,01). О развитии зрительного утомления свидетельствуют также и изменения временных характеристик устойчивости ясного видения, определяемых по времени восприятия последовательного контраста (ВВПК), которое в динамике смены снижается на 11,4-22,9 %, и критической частоты слияния световых мельканий (КЧССМ), отражающей лабильность центральной нервной системы - снижение на 6,5-15,0 %.

Кроме того, длительная работа с экраном ВДТ, как правило, сопровождается субъективными ощущениями: наиболее типичными являются «покраснение глаз и глазных яблок» (48,4 %), «слезотечение» (36,2 %), «затуманивание зрения вдали» (34,2 %), «нечеткость видения вблизи» (29,8 %), «жжение или боли в глазах» (31,9 %), «резь в глазах» (43,8 %), «зрительное утомление» (70,3 %), «общее утомление» (52,4 %). Развитие этих жалоб может быть обусловлено, с одной стороны, особенностями экранного изображения - низкая контрастность, мерцание экрана, частые перепады яркости и др., а с другой - временем работы с экраном ВДТ:

продолжительностью фиксации взора на экране, частой переадаптацией глаз с экрана на бумажный носитель и обратно. Во время выполнения работы пользователям ВДТ часто приходится переводить взгляд в направлении «экран - клавиатура - документация». Частая переадапта-ция глаза к различным яркостям и расстояниям является одним из главных негативных факторов при работе с дисплеем. При такой работе появляется быстрое утомление, затуманенность зрения, двоение предметов. Комплекс выявленных нарушений в литературе объединяется в понятие «компьютерный зрительный синдром». Как показали научные данные, у профессиональных пользователей ВДТ частота развития данного синдрома составляла 28,5 %, причем лица, работающие на компьютере более 4 часов за смену, в 96 % случаев отмечали его наличие, что проявлялось у них в различном снижении остроты зрения, наличии спазма аккомодации и других изменениях зрительного анализатора [1, 9].

Для профилактики зрительного и общего утомления у пользователей ВДТ необходимы комплексные профилактические мероприятия, которые включают периодические медицинские осмотры, режимы труда и отдыха, рациональную организацию рабочего места.

Для поддержания работоспособности на оптимальном уровне в течение смены необходимо введение регламентированных перерывов: при этом следует учесть, что если работа по вводу информации (до 20 000 знаков) или в режиме диалога составляет до 2 ч за смену, то необходимо предусмотреть введение регламентированного перерыва общей продолжительностью до 30 мин. Работа по вводу информации до 40 000 знаков или в диалоговом режиме до 4 ч за смену приводит к развитию зрительного утомления, для профилактики которого необходимо введение регламентированных перерывов общей продолжительностью до 50 мин. Еще более жесткие требования предъявляет зрительная работа при вводе информации до 60 000 знаков и работа в диалоговом режиме до 6 ч за смену. Такая работа на фоне развития зрительного и общего утомления приводит к перенапряжению зрительного анализатора, соответственно, необходимо введение регламентированных перерывов общей продолжительностью до 70 мин за смену.

Во время регламентированных перерывов не следует выполнять никакой зрительной работы, рекомендуется оставлять свое рабочее место и по возможности выходить в зону отдыха или на свежий воздух, постараться чередовать работу с компьютером с другими видами работ. Во время перерывов следует выполнять упражнения для улучшения кровообращения в глазных яблоках и на расслабление мышц корпуса и рук, а также проводить самомассаж волосистой части головы. В течение регламентированных перерывов следует использовать витаминно-минеральный комплекс «Живая клетка» для профилактики развития компьютерного зрительного синдрома [1].

Необходимо при этом отметить, что труд работников зрительно-напряженного вида деятельности протекает в малоподвижной позе – сидя, и, следовательно, может быть причиной снижения физической работоспособности. Обследование лиц, работающих с ВДТ более 4 ч за смену, проведенное в производственных условиях, позволило выявить зависимость между уровнем их общей физической работоспособности (ОФР) и изменениями в зрительном анализаторе в динамике смены. В табл. 2 представлены данные трех уровней ОФР у лиц (мужчины и женщины в возрасте 25–39 лет) и характер их распределения (%).

Оценка уровня ОФР среди профессиональных пользователей ВДТ показала, что 37 % мужчин имеют низкий уровень ОФР, 46 % – средний и только 17 % – высокие значения. У 54 % обследованных женщин выявлен низкий уровень ОФР, у 37 % – средний, и только у 9 % – высокий.

Проведенные исследования позволили выявить различия в развитии зрительного утомления у профессиональных пользователей в динамике смены от уровня ОФР (табл. 3).

Из данных, представленных в табл. 3, видно, что в группе женщин-пользователей ВДТ в динамике смены отмечено снижение объема аккомодации, которое составило в различных профессиональных группах 0,25–1,3 дптр, или 3,6–17,2 %. При этом следует отметить, что снижение объема аккомодации происходит за счет удаления ближайшей точки ясного видения на 0,4–1,7 дптр, или 5,4–20,3 %. Дальнейшая точка ясного видения в течение смены приближается к глазу на 11,6–37,5 %. При анализе полученных данных необходимо отметить, что изменение объема аккомодации тесно связано с уровнем физической работоспособности пользователей ВДТ. Чем ниже уровень ОФР работающих женщин, тем в большей степени выражено у них снижение объема аккомодации: так, при низком уровне ОФР доля снижения объема аккомодации составляет 17,2 %, в то время как у лиц с высоким уровнем ОФР она равна 3,6 %. В группе мужчин отмечались аналогичные показатели снижения объема абсолютной аккомодации, которые составляли от 13,1 до 3,0 %, однако, принимая во внимание, что мужчины более физически тренированы, чем женщины, изменения в динамике смены у них выражены в меньшей степени по сравнению с женщинами, даже при низком уровне ОФР.

Таблица 2

Показатели трех уровней ОФР у мужчин и женщин в возрасте 25–39 лет, работающих с ВДТ

Показатель	Работа с компьютером
	Женщины			Мужчины
	Низкий уровень	Средний уровень	Высокий уровень	Низкий уровень	Средний уровень	Высокий уровень
МПК, мл/мин∙кг	< 28,0	29,0–36,0	> 37,0	< 33,0	34,0–40,0	> 40,0
PWC 170 , кг∙м/мин∙кг	< 14,0	15,0–17,0	> 18,0	< 15,0	16,0–19,0	> 20,0
Доля обследованных, %	54	37	9	37	46	17

Таблица 3

Изменение объема аккомодации, ВВПК и КЧСМ у профессиональных пользователей ВДТ в зависимости от уровня ОФР в динамике рабочего дня

Уровень ОФР	Время измерения	Объем аккомодации (дптр)	ВВПК (с)	КЧССМ (Гц)
Женщины
Низкий	Начало смены	7,6 ± 0,35	8,3 ± 0,69	42,4 ± 1,14
	Конец смены	6,3 ± 0,27*	6,4 ± 0,52*	34,1 ± 0,63*
	Доля изменений, %	17,2	22,9	19,4
Средний	Начало смены	7,1 ± 0,40	9,6 ± 0,48	39,9 ± 1,08
	Конец смены	6,6 ± 0,35	8,4 ± 0,56	34,9 ± 0,64*
	Доля изменений, %	7,1	12,5	12,6
Высокий	Начало смены	7,05 ± 0,26	8,8 ± 0,69	40,2 ± 1,04
	Конец смены	6,8 ± 0,23	7,8 ± 0,71	37,6 ± 0,67
	Доля изменений, %	3,6	11,4	6,5
Мужчины
Низкий	Начало смены	6,44 ± 0,31	7,5 ± 0,39	43,4 ± 1,04
	Конец смены	5,60 ± 0,29*	6,4 ± 0,42	36,2 ± 0,93*
	Доля изменений, %	13,1	16,7	16,3
Средний	Начало смены	6,93 ± 0,24	8,7 ± 0,28	40,9 ± 1,08
	Конец смены	6,40 ± 0,28	7,8 ± 0,32	36,6 ± 0,84*
	Доля изменений, %	7,7	10,4	10,6
Высокий	Начало смены	7,02 ± 0,26	8,4 ± 0,42	41,6 ± 0,94
	Конец смены	6,81 ± 0,34	7,9 ± 0,51	38,4 ± 0,62
	Доля изменений, %	3,0	6,0	7,7

П р и м е ч а н и е: * – достоверность различий между началом и концом смены ( р <0,05).

Проведенный множественный регрессионный анализ показал, что вклад уровня ОФР в изменение объема аккомодации в группах мужчин и женщин примерно одинаков и составляет 68,6–69,4 % при коэффициенте корреляции 0,82–0,83, т.е. чем ниже уровень физической работоспособности, тем в большей мере выражено снижение объема аккомодации и, следовательно, снижение работоспособности зрительного анализатора.

О снижении работоспособности зрительного анализатора, как у мужчин, так и у женщин можно также судить по изменению временных характеристик органа зрения – ВВПК и КЧССМ, свидетельствующих о развитии зрительного утомления. При этом наиболее выраженное и неблагоприятное снижение всех показателей установлено у лиц с низкими уровнями общей физической работоспособности, независимо от гендерной принадлежности.

Снижение уровня физической работоспособности способствует увеличению числа лиц, предъявляющих различные жалобы. Так, у профессиональных пользователей ВДТ с низким уровнем ОФР доля лиц среди женщин, предъявляющих жалобы, колеблется от 9,2 до 12,8 % в начале смены, а в конце ее – до 34,9–70,5 %.

Количество женщин с высоким уровнем ОФР, предъявляющих жалобы, составило 2,5–6,3 % в начале и 3,7–28,6 % – в конце работы. Среди пользователей-мужчин число предъявляющих жалобы на зрительный дискомфорт было несколько меньше, чем у женщин. Так, при низком уровне ОФР в начале работы предъявляли жалобы 7,2–10,8 %, к концу работы их доля достигала 23,8–60,9 %. У мужчин с высоким уровнем ОФР в начале работы 1,2–5,1 % предъявляли жалобы, а в конце смены этот показатель увеличивался до 7,0–25,6 %.

Следовательно, для поддержания работоспособности на оптимальном уровне при выполнении зрительно-напряженных работ с экраном ВДТ необходимо, с одной стороны, проведение методов коррекции, способствующих повышению уровня ОФР, а с другой – использование профилактических мероприятий для снятия зрительного утомления. Для этой цели нами разработан специальный вид тренировок на велоэргометре, который был введен в режим рабочего дня и выполнялся во время регламентированных перерывов в процессе работы.

Тренировки осуществлялись на электрическом велоэргометре в течение трех месяцев пять раз в неделю. Нагрузка подбиралась индивиду- ально и составляла 75–100 Вт. Каждая ступень нагрузки выполнялась в течение трех минут. Частота педалирования задавалась метрономом и составляла 60 об./мин. Общая продолжительность одного тренировочного занятия составляла 10–15 мин. В конце каждой нагрузки регистрировалась ЧСС.

В результате проведенного тренировочного периода отмечалось снижение ЧСС при выполнении нагрузки одинаковой мощности. Так, выявлено, что у лиц с низким уровнем ОФР в конце велоэргометрической нагрузки ЧСС достигала 159,0 ± 2,3 уд./мин, в то время как та же нагрузка у лиц с высокой ОФР вызывала увеличение ЧСС до 125,0 ± 2,0 уд./мин, т.е. при выполнении работы одинаковой мощности у лиц с низкой ОФР физиологическая стоимость работы достоверно выше, чем у лиц с высокой ОФР. Аналогичные данные были отмечены и по результатам оценки функционального состояния зрительного анализатора: так, анализ показал, что объем аккомодации в группе с низким уровнем ОФР снижался к концу смены до тренировки на 12 %, а после тренировки в результате повышения ОФР снижение составляло только 4 %. При низком уровне ОФР отмечено снижение ВВПК – на 22,9 %, а КЧССМ – на 19,4 % – в группе женщин и ВВПК – на 16,7 % и КЧССМ – на 16,3 % – в группе мужчин. Процент снижения временных характеристик в динамике смены как в группе мужчин, так и в группе женщин свидетельствует о развитии у них зрительного утомления к концу смены. У лиц с высоким уровнем ОФР выявлено снижение ВВПК на 11,4 %, КЧССМ – на 6,5 % – в группе женщин, и ВВПК – на 6,0 %, КЧССМ – на 7,7 % – в группе мужчин, т.е. к концу рабочей смены зрительное утомление практически не развивается, так как полученные показатели снижения временных характеристик не выходят за пределы величин, свидетельствующих о развитии зрительного утомления (15 %). Также после тренировочных занятий снизилось число лиц, предъявляющих жалобы на возникновение субъективных ощущений чувства усталости и зрительный дискомфорт.

На основании результатов исследований обоснованы «нормативные» (стандартные) уровни общей физической работоспособности (подготовленности) при работе с ВДТ для женщин и мужчин по показателям РWС 170 (женщины ≥ 15,0, мужчины ≥ 16,0 кг∙м/мин∙кг) и МПК (женщины ≥ 29,0, мужчины ≥ 34,0 мл/мин∙кг).

При работе с видеотерминалами необходимо соблюдать и эргономические требования.

Конструкция рабочей мебели (столы, кресла) должна обеспечивать возможность индивидуальной регулировки соответственно росту пользователя для создания удобной рабочей позы. При оборудовании рабочего места пользователя дисплея видеотерминал следует устанавливать на специальном столике таким образом, чтобы задняя панель была обращена к стене, при этом экран не должен располагаться напротив окна или других источников света, дающих блики на экране. Стол должен быть таким, чтобы расстояние от пользователя до экрана составляло 60–70 см, до клавиатуры – 30–40 см. Большую роль при работе с экраном ВДТ имеют условия освещенности рабочего места, необходимые для сохранения зрительного дискомфорта. Общая освещенность в комнате, где расположены терминалы, должна быть в пределах 300–500 лк. При этом помимо ламп, освещающих комнату, должна быть предусмотрена местная (не менее 60 Вт) лампа с плотным абажуром, освещающая только текст, с которым работает пользователь.

Выводы. Установлено, что при отсутствии специальных профилактических мероприятий у работников возрастает уровень функционального перенапряжения зрительного анализатора, что приводит к снижению работоспособности. Профилактические мероприятия при работе с ВДТ должны быть направлены, в первую очередь, на предупреждение развития зрительного перенапряжения – зрительная гимнастика, включенная в режим рабочего дня и направленная на восстановление аккомодации и тренировку глазных мышц, а также на улучшение кровообращения глаз.

В течение регламентированных перерывов следует использовать витаминно-минеральные комплексы для профилактики развития компьютерного зрительного синдрома. Принимая во внимание, что работа пользователей ВДТ выполняется в малоподвижной рабочей позе, т.е. в условиях производственной гипокинезии, необходимо предусмотреть увеличение объема и интенсивности двигательной активности как в режиме рабочего дня, так и в свободное от работы время.

С целью повышения уровня общей физической работоспособности до «нормативных» значений и устойчивости к воздействию факторов трудового процесса разработаны специальные программы, в основу которых положены принципы комплексности средств физической культуры и воспитания.