Автореферат диссертации по медицине на тему Проблема физиолого-гигиенической оценки информационных нагрузок для оптимизации труда
На правах рукописи
ЕРЕМИН Алексей Львович
ПРОБЛЕМА ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ НАГРУЗОК ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ТРУДА
14.02.04 - Медицина труда
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук
1 О ИЮЛ 2014
Москва - 2014 г.
005550425
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научно-исследовательский институт медицины труда» Российской академии медицинских наук (ФГБУ «НИИ МТ» РАМН)
Научные консультанты
Официальные оппоненты:
Ведущая организация
Бухтияров Игорь Валентинович
доктор медицинских наук, профессор
Денисов Эдуард Ильич
доктор биологических наук, профессор
Зайцева Нина Владимировна
доктор медицинских наук, профессор, академик РАН,
заслуженный деятель науки РФ, директор ФБУН «ФНЦ
медико-профилактических технологий управления рисками
здоровью населения» Роспотребнадзора
Капцов Валерий Александрович
доктор медицинских наук, член-корреспондент РАМН,
профессор, заведующий отделом гигиены труда
ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт
железнодорожной гигиены» Роспотребнадзора
Филиппов Вадим Леонидович
доктор медицинских наук, профессор, заведующий
лабораторией комплексной оценки состояния здоровья и
профилактики ФГУП «НИИ гигиены, профпатологии и
экологии человека» ФМБА России
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации -Институт медико-биологических проблем РАН
Защита состоится «_:
диссертационного совета бюджетном учреждении
2014
года в
часов на заседании
Д. 001.012.01 при Федеральном государственном «Научно-исследовательский институт медицины труда» РАМН по адресу: 105275 г. Москва, проспект Буденного 31. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «НИИ МТ» РАМН, а также на официальном сайте ФГБУ «НИИ МТ» РАМН http://www.niimt.ru/ Автореферат разослан «_»__2014 года
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор биологических наук, профессор
Рубцова Нина Борисовна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. «Стратегией развития медицинской науки в Российской Федерации до 2025 года», утвержденной распоряжением Правительства РФ от 28 декабря 2012 г. № 2580, по научной платформе «Профилактическая среда» предусмотрена разработка «инновационных диагностических технологий оценки факторов профессионального риска нарушений здоровья и технологии социально-гигиенического мониторинга производственной и окружающей среды и здоровья работников».
Стратегия ставит задачу разработки «гармонизированных с международными требованиями гигиенических регламентов, критериев и методов оценки физических факторов производственной и окружающей среды, усовершенствования медицинских и психофизиологических критериев оценки факторов трудового процесса... с учетом психосоциальных факторов, совершенствование нормативной методической базы в области отраслевой медицины труда на основании гармонизации с требованиями ВОЗ и МОТ для повышения эффективности управления профессиональными рисками и сохранения здоровья работников...».
В Постановлении XXVI (2012 г.) сессии Общего собрания РАМН «Нейронауки - современной медицине» отмечается, что развитие нейрофизиологии, неврологии, психиатрии базируется на современных исследованиях когнитивной, теоретической и компьютерной нейробиологии, нейрофармакологии и пр. Перспективны исследования неврологических расстройств, ассоциированных в т.ч. с трудовой деятельностью.
Б. Рамацини в труде «О болезнях рабочих» (1700) среди трёх причин болезней работников называл «внимание и применение ума». Впервые гигиену умственного труда рассматривает Ф.Ф. Эрисман в книге «Профессиональная гигиена, или гигиена умственного и физического труда» (1871).
В современных условиях возрастает роль науки в жизни общества, в том числе в актуализации и спецификации профилактической медицины (Н.Ф. Измеров, 2002).
В мировой науке формируется новый тренд - НБИК (№31С)-конвергенция, как взаимовлияние информационных технологий (ИТ) - (инфо), биотехнологий (био), нанотехнологий (нано) и когнитивной науки (когно) (Косо М., 2002); она включена в научную стратегию России (Прайд В., 2008; Ковальчук М.В., 2011).
По переписи населения России, интеллектуальным трудом могут
заниматься как минимум имеющие высшее образование 15,2 млн. человек (10,7% от населения в 142,5 млн.), имеют высшее образование, но старше трудоспособного возраста 3,8 млн. (2,7% населения), послевузовское образование (закончили аспирантуру) - 369 тыс. человек.
По данным ВОЗ (2012), в мире более 350 миллионов человек страдают депрессией, и если в 1990 г. психические и неврологические расстройства составляли 10% от общего показателя DALY (годы жизни, потерянные в результате заболеваний и травм), то к 2020 г. доля этих расстройств может возрасти до 15%. Неврозы и реактивные депрессии могут быть результатом драматических переживаний, в т.ч. на работе, при чрезмерной нервно-эмоциональном напряжении в результате стресса (Тиганов A.C., 1999).
ВОЗ (2012) приняла «Резолюцию о глобальном бремени психических расстройств и необходимости разработки комплексного плана действий в области психического здоровья». В докладе «Психическое здоровье - новое понимание, новая надежда» (ВОЗ, 2001) отмечалось: «Возможности для улучшения психического здоровья - в создании позитивной рабочей среды».
В медицине труда биоинформационные технологии применяют для прогнозирования и управления профессиональными рисками (Денисов Э.И., Прокопенко JI.B., Степанян И.В., 2011), что ставит задачу их распространения на труд операторов.
Информационные процессы отображают в физико-математической сфере как системными (метр, секунда, джоуль и др.), так и внесистемными единицами измерений (децибел, люкс, кандела, байт и др.). При этом учитывают их семантические (Бодякин В.И., 2012), визуальные (Хакен Г., 2001; Balduzzi D., 2009) и когнитивные (Редько В.Г., 2010) характеристики. Приводятся оценки производимой человечеством и запоминаемой информации (Lyman Р., Varían H.R., 2003), но такие данные отсутствуют для сферы производства. Для оценки интеллектуальных продуктов применяют методы квалиметрии (Костин A.B., Азгальдов Г.Г., 2012); параллельно развиваются математическая биофизика, биоинформационные и когнитивные технологий (Петухов C.B., 2009; Степанян И.В., 2011) и этот задел полезен для решения задач медицины труда.
Развивается информационная экологии, объединяющая экологические идеи с реалиями информационной революции (Capurro R., 1990; Davenport Т., 1997; Pór G., 2000; Souly А., 2010). Появляются работы по информационным проблемам для населения (Карелин А.О., Бабалян A.B., 2012). Это делает актуальной разработку проблематики для работников и их коллективов.
Изучены психофизиологические механизмы функционального состояния организма при воздействии факторов трудового процесса, условия перехода напряжения в перенапряжение, значение перенапряжения в возникновении профессионально-обусловленных заболеваний (Мойкин Ю.В., Киколов А.И., Тхоревский В.И., 1987).
Изучена надежность профессиональной деятельности и здоровье летчиков (Пономаренко В. А., 1992). Классифицированы стрессоры профессиональной деятельности (Никифоров Г.С., 2006). Анализируются паттерны функциональных состояний оператора (Ушаков И.Б., 2010). Активно изучаются гигиенические особенности интеллектуального труда (Измеров Н.Ф., Матюхин В .В., 2006; Рубцов М.Ю., Юшкова О.И., 2009; Бухтияров И.В. и др., 2013). Этот научный задел отражает разные аспекты эффектов и определяет целесообразность разработки дозных аспектов информационных нагрузок (ИН) для выявления закономерностей «доза-эффект» при операторском труде.
В области интеллектуальных нагрузок и физиолого-эргономических требований к организации технологических процессов и рабочих мест действуют руководство Р 2.2.2006-05, методические рекомендации МР 2.2.9.2311-07 и санитарные правила СП 2.2.2.1327-03. Однако в них отсутствует единый понятийный аппарат («количество информации» и др.), нет гигиенических критериев оценки ИН («скорости передачи информации» и пр.) для разработки рекомендаций по оптимизации умственного труда. Кроме того, для многих массовых профессий напряженного труда и высокого риска не определены оптимальные показатели рабочей среды, в частности, микроклимата (водители электротранспорта, бригады скорой помощи и др.), медицинские противопоказания не включают показателей стрессоустойчивости (монтажников-высотников, спасателей, водителей транспортных средств и др.).
Цель исследования — физиолого-гигиеническое изучение воздействия информации как фактора условий труда физической природы на человека-оператора с анализом биоинформационных показателей для разработки методов и критериев гигиенической оценки и определения стратегии оптимизации труда при информационных нагрузках.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи.
1. Анализ информации как фактора профессионального риска с определением места информационных нагрузок в системе профилактической медицины.
2. Разработка таксономии и терминологии информационных нагрузок,
классификации и концептуальной модели факторов, определяющих умственную нагрузку на человека-оператора и возможные позитивные и негативные последствия.
3. Изучение возможности определения показателей для качественно-количественной оценки информационных нагрузок на человека-оператора и их измерение на примере ряда профессий отраслей приборостроения, госслужбы, электротранспорта, аварийно-спасательной службы, телекоммуникационной, космической промышленности и др.
4. Определение концептуальной модели, алгоритма, метода, шкал и базовых критериев комплексной оценки информационных нагрузок как научной основы риск-менеджмента, гигиенического нормирования, экспертной оценки и мониторинга в практике гигиены труда.
5. Исследование статистики высших интеллектуальных достижений в связи с температурным фактором; обоснование гигиенической значимости поддержания оптимальных параметров температуры при нервно-эмоционально напряженном труде (на примере водителей и врачей скорой медицинской помогай, водителей трамваев и троллейбусов, летчиков вертолетов).
6. Изучение связи между общей физической работоспособностью (ОФР) человека-оператора, его стрессоустойчивостью и надежностью деятельности в экстремальных ситуациях (на примере монтажников-высотников и водителей).
7. Разработка концептуальной модели гигиенической регламентации факторов условий труда при работах с выраженными информационными нагрузками, гармонизированной с международными стандартами.
Научная новизна и теоретическая значимость работы.
1. В диссертационной работе показана возрастающая гигиеническая значимость информация, определено её место среди других аспектов условий труда человека-оператора и проведена классификация видов сигналов-носителей информации.
2. Определена таксономия информационных нагрузок, сформирован понятийный аппарат и составлен глоссарий основных понятий и терминов, а также определены задачи, объекты и методы исследований информационных нагрузок, их место среди других разделов профилактической медицины.
3. На основе анализа положений теорий информации (К.Шеннон), функциональных систем (П.К.Анохин), информационной теории эмоций (П.В.Симонов) и иерархии мотиваций (А.Маслоу), а также бионфороматики и искусственного интеллекта с учетом современных концепций ВОЗ и МОТ, а
также стандартов ИСО и результатов собственных исследований определены некоторые показатели информационных нагрузок, а также предложены методы их определения и критерии оценки.
4. Разработаны шкалы уровней для комплекса показателей информационной умственной нагрузки на человека-оператора с учетом как физических параметров - качества сигнала-носителя информации и скорости передачи информации, так и психофизиологических параметров - контента, семантики, контекста и пр., по сложности, важности информации, её эмоциональной оценке, готовности оператора к приему информации.
5. Применен с целью оптимизации интеллектуального труда метод семантической кластеризации информации с визуализацией структурно-частотного представления научного текста по технологии словесных облаков (ТетЬе^ 1., 2013) и усовершенствованной технологией графов с векторами логических связей (Степанян И.В., 2013). Отмечена перспективность этих технологий для повышения эффективности работы в эргатических системах «человек — машина — среда - социум» и определены подходы к гигиенической оценке визуальной информации, в частности, среды движения, как перспективного направления исследований в медицине труда.
6. На основе физиолого-гигиенического обобщения аналитико-синтетических механизмов, известных из теории стресса (Г.Селье), гипотезы сознания (А.М.Иваницкий), учения об интероцепции (В.Н.Черниговский) и на основе собственных исследований обоснована значимость информации из внутренних сред организма при различной ОФР человека-оператора для психоэмоционального реагирования его на стресс-факторы.
7. На основании экспериментальных физиолого-гигиенических исследований предложены значения уровней ОФР, снижающие риски и формирующие стрессоустойчивость и надежность деятельности при нервно-эмоционально напряженном труде (на примере водителей автомобилей и монтажников-высотников).
8. Разработана концептуальная модель стратегии гигиенической регламентации факторов условий труда при работах с выраженными информационными нагрузками, гармонизированная с международными стандартами, базирующаяся на фундаментальных понятиях и классификациях по информационно-зависимым нозологиям нарушений здоровья МКБ-10, функциям высшей нервной деятельности по классификации МКФ (ВОЗ, 2001), адекватности умственной нагрузки по стандартам ИСО эргономической серии,
ноофармакологии по классификации АТХ и факторам научно-технологических инноваций по Руководству Осло для гигиенического обеспечения инновационного развития страны.
Практическая значимость работы.
Результаты проведенных исследований вошли в ряд методических рекомендаций и пособий, разработанных для специалистов Роспотребнадзора, лечебно-профилактических учреждений и пр.:
- Методические рекомендации «Информация как гигиенический фактор и принципы профилактики для инновационного труда» (утверждены Научным советом №45 «Медико-экологические проблемы здоровья работающих» РАМН 1.03.2013 г.) — М.: ФБГУ НИИ МТ РАМН, 2013.-44 е.;
«Глоссарий гармонизированных терминов и понятий: Труд, информация, здоровье, инновации» (утвержден Научным советом №45 «Медико-экологические проблемы здоровья работающих» РАМН 30.10.1013) -М.: ФБГУ НИИ МТ РАМН, 2013. - 20 е.;
- Научно-практические разработки использованы при пересмотре СанПиН 2.2.0.555-96 «Гигиенические требования к условиям труда женщин»;
«Концепция мобилизации интеллектуального потенциала и оптимизации умственного труда», - принята к сведению Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека будет учтена при подготовке документов и в практической работе (письмо Роспотребнадзора от 30.08.2013 г. №09-9367-13-16);
- Предложения по совершенствованию санитарного законодательства в отношении водителей электротранспорта и бригад скорой медицинской помощи приняты к рассмотрению Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (письмо Роспотребандзора от 14.03.2013 г. №09-1986-13-16);
- «Экологический кодекс информационного поведения» внедрен в работу Главного управления внутренней политики Администрации Президента Российской Федерации (письмо от 08.08.2000 г. № А 25-11-127).
- Методические рекомендации "Эколого-гигиенический подход в информационном обеспечении личного состава, участвующего в межнациональных, локальных конфликтах" утверждены командиром Дивизии оперативного назначения на Северном Кавказе внутренних войск МВД РФ от 25.07.2000 №659;
- Информационное письмо факультета журналистики Кубанского государственного университета "К вопросу эколого-гигиенического подхода в информационном поведении СМИ", рекомендации внедрены в учебно-исследовательский процесс, и практику СМИ: Гостелерадиокомпании "Кубань", "Аргументы и факты - Краснодар", "Кубанские новости", "Кубань сегодня" (акт внедрения от 26.06.2000 г.);
- Примерный кодекс информационного поведения утвержден Главным психиатром Краснодарского края, внедрен в деятельность Краевой клинической психиатрической больницы, учебный процесс кафедры психиатрии КубГМА (акт внедрения от 14.06.2000 г.).
- Приняты решения об подвижного состава электротранспорта (497 трамвае и троллейбусов) системами кондиционирования кабин водителей (письма МУП «Краснодарское трамвайно-троллейбусное управление» от 27.11.2012 №837/08, от 25.07.2013 №847/08);
- Приняты решения об установке кондиционеров в кабинах вертолетов МИ-2, обеспечении летного состава эффективными средствами индивидуальной защиты органов слуха в соответствии с Техническим регламентом (план утв. 25.09.2013 ЗАО «Авиакомпания «Сокол»).
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на 25 научных конференциях, в том числе Всесоюзных (Ленинград, 1989; Москва, 1989; Горький, 1989; Юрмала, 1990; Москва, 1990); I, И, V Международных конференциях "Экология и развитие Северо-Запада" (Санкт-Петербург, 1995, 1997, 2000), "Военно-морская и радиационная гигиена " (Санкт-Петербург, 2000), Международном форуме по нанотехнологиям - Rusnanotech (Москва, 2008), «История становления и развития отечественной гигиенической науки» (Москва, 2009), УП международной телеконференции «Актуальные проблемы современной науки» (Томск, 2012), IV съезде биофизиков России (Нижний Новгород, 2012), Всероссийской конференции «Профилактика нарушений здоровья и экспертиза профпригодности» (Ростов-на-Дону, 2012), XII Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» (Москва, 2013), Симпозиум "150 лет "Рефлексам головного мозга" И.М.Сеченова» (Москва, 2013), XVI национальный форум информационной безопасности «ИНФО 2014» (Москва).
Опубликованы в монографиях научные приоритеты «информационной гигиены»: «Информация и здоровье. Модели безопасного информационного поведения» Санкт-Петербург: МАНЕБ, 2001, ISBN 5-93048-031-1 ; «Ноогенез и теория интеллекта» Краснодар: СовКуб, 2005, ISBN 5-7221-061-2.
Апробация диссертационной работы проведена на заседания проблемной комиссии 45.01 «Научные основы медицины труда» Научного совета по медико-экологическим проблемам здоровья работающих при ФГБУ «НИИ МТ» РАН (12 ноября, 2013 г.).
Личный вклад автора. Работа выполнена в соответствии с планом НИР ФБГУ «НИИ МТ» РАМН по теме №1203 «Научное обоснование гармонизации требований российской нормативно-методической базы в отраслевой медицине труда в соответствии с принципами ВОЗ, МОТ И ЕС».
Материалы, использованные в диссертации, получены в результате собственных исследований автора. Автором определены цель и задачи работы, программа и график исследования, проведены поиск и анализ литературы, сбор, анализ, обобщение и математико-статистическая обработка полученных материалов, сформулированы положения, выносимые на защиту, сделаны выводы и разработаны практические рекомендации.
Автор лично организовывал и проводил экспериментальные физиолого-гигиенические исследования, анкетирование, санитарно-гигиенические обследования условий труда, биоинформационные замеры, статистические расчеты. Доля личного участия автора составляет: в выборе научно-методических подходов и формировании программы исследования ~ 90%, получении первичного материала и формировании исходных баз данных ~ 95%, обобщении, анализе и интерпретации результатов исследований ~ 90%.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 56 научных работ в т.ч. 14 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов научных исследований, и 2 монографии.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Для создания гигиенических условий творческого инновационного труда целесообразно учитывать феноменологию информации, как нового, стремительно нарастающего фактора условий труда, способного влиять на физическое, психическое и социальное благополучие работников и вызывать формирование информационно-зависимых нарушений здоровья.
2. В рамках гигиенической науки объективно формируется новая концепция информационных нагрузок и их адекватности в эргатических системах «человек - машина - среда - социум», которой присущи специфический понятийный аппарат, методы измерения, шкалирования уровней и гигиенической оценки.
3. В практике гигиены труда для измерения количества информации и скорости ее передачи целесообразно использование единиц, установленных международными стандартами.
4. При напряженном труде в ряде профессий (водители электротранспорта, работники скорой медицинской помощи) в условиях повышенных температур в южном регионе России требуется проведение специальных санитарно-технических мероприятий по поддержанию оптимальных уровней температур, а также совершенствования гигиенического нормирования и производственного контроля.
5. Обеспечение достаточного уровня стрессоустойчивости (монтажники-высотники), надежности деятельности человека-оператора (водители такси), профилактики возможного неблагоприятного влияния сильного и длительного психоэмоционального напряжения на здоровье работников может быть достигнуто при уровне его общей физической работоспособности не ниже «хорошего» (по общепринятой классификации оценок).
6. Гармонизация отечественных разработок в области гигиенической оценки и нормирования информационных нагрузок на человека-оператора с международными стандартами позволяет - реализовать современные практики профилактики их отрицательных последствий и оптимизировать интеллектуальную деятельность, базируясь на современных концепциях ВОЗ, МОТ и ИСО в области информационно-зависимых нозологий (МКБ-10), функций высшей нервной деятельности (МКФ), адекватности умственной нагрузки (стандарты ИСО), ноофармакологии (АТХ) и факторов научно-технологических инноваций (Руководство Осло).
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 261 страницах, содержит 45 таблиц, иллюстрирована 24 рисунками. Работа состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы, содержащего 375 источников, включая 281 отечественных и 94 иностранных, и 22 приложений.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ЕЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость результатов.
В первой главе дан обзор истории гигиены умственного труда и современного состояния проблем, связанных с внедрением информационных технологий (ИТ). Определено, что при гиперболическом росте субъектов, производящих информацию, революцию в ИТ характеризуют показатели: на 6,6 млрд. чел. приходится 6 млрд. телефонов (данные компании «Ericsson»,
2012), 6 млрд. телевизионных установок ("Guinnes Today", 2012), 2 млрд. компьютеров («Gartner», 2012), 2,3 млрд. пользователей Интернета («Internet World Stats», 2012). С учетом этих данных, на основе анализа динамики роста населения (Капица С.П., 1999), нами построены тренды роста ИТ (рис. 1).
— » — грамотность;
— — - чтение-печатание-—доступность всем грамотным;
........ получение радио-, телевизионной информации (количество приемников);
........ информационная связь через телефоны, компьютеры, Интернет
(количество телефонов, компьютеров, пользователей Интернет),
Рис.1 Распространенность среди популяции человечества информационно-интеллектуальных навыков и средств производства и передачи информации Бум информационных потоков в мире характеризуется ежегодным ростом на 30%. В 2002 г. «цунами» произведенной человечеством информации достигло 18-10ш байт (18 Эксабайт). За пять лет (1998-2002 г.г.) человечеством было произведено информации больше, чем за всю предшествующую историю. В среднем на человека в год в мире производится 2,5-108 байт (Lyman Р., 2003). Возникла необходимость в описании особого фактора среды обитания - информации.
В рамках нейронаук раскрыто современное понимание основ восприятия и обработки информации человеком-оператором и проблемы когнитивистики. Описано влияние информации на здоровье человека и проблемы гигиенического нормирования. Указанные соображения определили направление, дизайн и методы исследования.
Вторая глава посвящена рассмотрению методов, использованных в исследовании. Работа выполнялась на базах Кубанского государственного медицинского университета, в Краснодарском муниципальном медицинском
институте, Управлении Роспотребнадзора по Краснодарскому краю, НОЧУ ВПО Кубанский медицинский институт, ФГБУ НИИ медицины труда РАМН. Этапы, материал, объем и методы исследования для решения поставленных задач, представлены на рис. 2.
1 паи программа тт имонаинн II пин копнен i\а.ii.ui.iii
Анализ состояния проблемы, актуальность и нарастающая гигиеническая значимость информационных на1рузок Разработка концепций информационной гигиены и информации как физического фактора условий груда
Обзор литературы (442 источника) с анализом 150 млн. документов из базы данных STN Intern. Разработка понятийного аппарата, классификации видов информации, таксономии, «Глоссария терминов для спец.» (86 терминов)
Выбор и обоснование рабочих концепций, плана и методик исследований Определение места информационной гигиены в профилактической медицине
« , III пап - мегодичегкнй
Методики измерения и гигиенической оценки информационных умственных нагрузок Изучение связи эмоционального cipecca и надежности при напряженном труде с ОФР
Разработка метода измерения инфо-нагрузок и 6 шкал оценки качества и количества информации. Замеры на предприятиях 10 отраслей экономики, 21 профгрупп (7341 чел.); оценка количества и скорости передачи информации. Обследование монтажников (74 чел.), 31410 параметров, в т.ч. 27140 мат. анализов ритма сердца, 2016 психологических, 3068 электрофизиологических, 616 биохимических исследований. Обследование водителей такси (44 чел.), 1430 параметров.
Гармонизация разработанных методик биоинформационных измерений и оценок с международными стандартами Анализ зависимости стресс-реакции от ОФР, построение математической модели и определение оптимальной ОФР
1 л , , * , 4i >. ЖРШЩ s дар
Исследование напряженности и условий труда, температурного фактора на рабочих местах в южном регионе России Разработка предложений по совершенствованию гигиенических нормативов, гармонизированных с международными (МКБ-10, МКФ, АТХ, ГОСТ Р ИСО и др.)
Исследование условий и напряженности труда научных работников (828 чел.), монтажников (~ 3000 чел.), офисных работников (~ 7000 чел.); водителей электротранспорта -875, водителей (734 чел.) и медиков (807 чел.) скорой медицинской помощи, летный состав ГА(16 чел.). Подготовка материалов для: - методических рекомендаций «Информация как гигиенический фактор в медицине труда», - «Глоссарий для специалистов», - СанПиН 2.2.0.555-96 Гигиенические требования к условиям труда женщин (пересмотр).
Разработка рекомендаций по кондиционированию кабин в трамваях и троллейбусах (497 ед.), автомобилях скорой медицинской помощи (319 ед.), вертолетов МИ-2 (8.ед.) Подготовка предложений по совершенствованию санитарного законодательства по оптимизации умственного инновационного труда и представление в Роспотребнадзор и др.
Рис. 2 - Дизайн исследования Решение задач исследования осуществляли в 6 этапов. На I этапе была сформулирован цель мета-анализа статистической встречаемости и компьютерного информационного поиска для фирмы БПМ
13
International (The Scienctific & Technical Network, (Карлсруэ, ФРГ) (представительство в Московском международном центре научно-технической информации), в научных базах данных которой накоплено более 150 млн. электронных документов. Анализ степени разработанности научной проблемы проводился по дефинициям и научным гипотезам методом компьютерного поиска., Определялись основы обработки информации человеком, влияние информации на здоровье и проблемы гигиенического нормирования.
На П этапе проводили эколого-гигиеническую оценку информации, как фактора среды обитания. Проводили лингвистическое исследование тезаурусов МОТ, ВОЗ, ЮНЕСКО, теоретическое обоснование новых понятий. Разрабатывали классификацию видов информации, таксономию, понятийный аппарат, глоссарий из 86 терминов.
На Ш этапе осуществляли выбор единиц измерения: количества информации в соответствии с ГОСТ 8.417-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений» - в байт; скорости передачи информации -байт/с, в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 31.10.2009 N 879 "Об утверждении Положения о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации".
Для применения в медицине труда был разработан трехступенчатый алгоритм: на первой стадии определяли количество произведенной информации (текстовой, в редакторе Microsoft Word, в компьютере, за год), на второй — количество рабочего времени, на третьей — среднюю скорость производства-передачи информации (байт/с). Проверку измерительных возможностей количества информации проводили у специалистов основных профессиональных групп (инженеры, специалисты, юристы, бухгалтера, госслужащие и др.) в 10-ти отраслях экономики предприятий ОАО «Сатурн» (503 офисных работника), КФ ОАО «Ростелеком» (4530), ОАО «МТС» филиал «Макро-регион «Юг» (3649), КФ ОАО «ВымпелКом» (281), МУП «КТТУ» (481); ЗАО «Краснодарагроснаб» (118), ФГБУ «Кубаньмониторингвод» (126), Управление Роспотребнадзора по Краснодарскому краю (586), ОАО «Приборный завод» (326), ЗАО «Авиакомпания «Сокол» (104), ГКУ КК «ККАСС МКУ «Кубань-СПАСС» (390 спасателей).
Выбор показателей информационно-умственной нагрузки, разработку бальной оценки, шкалирование уровней проводили на основе Федерального закона "Об обеспечении единства измерений» от 26.06.2008 г. N 102-ФЗ, информационной теории возникновения эмоций П.В.Симонова, иерархии
мотиваций А.Маслоу, ГОСТ 8032-84 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел», ГОСТ Р ИСО 1075-3-2009 «Эргономические принципы обеспечения адекватности умственной нагрузки».
Па IV этапе экспериментально определяли особенности влияния информационных стресс-факторов на здоровье профессиональных групп (монтажники-высотники, водители транспортных средств), а также информированности (опыта) из окружающей среды и информации (о физическом состоянии человека) из внутренних сред организма.
При 1-ой серии исследований в качестве информационного стрессора выбран «первый выход на высоту» 44 будущих монтажников высотников. Испытуемые обследовались в помещении и в условиях экспериментального метода - информационного воздействия экстремального стресс-фактора - при первом пребывании на тренажере «вышка» в позе «стоя прямо» на балке шириной 10 см, на высоте 10 м. Общая физическая работоспособность (ОФР) определять методом функциональных нагрузок тесту PWCi70, так называемому Гарвардскому степ-тесту. С помощью психологических методов анализировали такие характеристики психологического статуса, как нейротизм, экстравертированность, личностная и ситуативная тревожность при помощи теста Айзенка, шкалы Тейлора, шкалы самооценки Спилбергера - Ханина. Изучали влияние информационного стресс-фактора на функции ССС испытуемых. 100 кардиоинтервалов ЭКГ записывали в отведении А по Небу и по результатам их анализа рассчитывали частота сердечных сокращений (ЧСС), индекс напряжения (ИН), индекс вегетативной регуляции (ИВР), «интегральный показатель» - отношение ЭКГ зубца Р к величине зубца Т (P/T)-100%. Артериальное давление измеряли по методу Короткова с расчетом пульсового давления и вегетативного индекса Кердо (ВИК). С помощью электрофизиологических методов у монтажников исследовали ю-потенциал, который по данным литературы отражает состояние ЦНС. При биохимических исследованиях состояние эндокринной системы оценивали путем определения концентраций ионов Na+ и К+ и их соотношения в слюне на пламенном фотометре FLAPHO-4, а также определения уровня глюкозы в крови при колориметрировании на приборе SPEKOL-21.
При 2-ой серии исследования проводили на 31 монтажнике со стажем работы на высоте не менее 3-х лет, т.е. информированных об этом вредном производственном стресс-факторе. У стажированных монтажников исследовали теми же методами показатели функционирования ССС в покое и
при воздействии информационного стресс-фактора при «выходе на высоту».
При 3-ей серии исследований - обследовали 43 водителя такси со стажем работы не менее 3-х лет. ОФР определяли по тесту PWC™. Учитывали количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП) за 3 года, зарегистрированных в службе безопасности дорожного движения автотранспортного предприятия, как «совершенные по вине водителя». Математическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета стандартных программ по статистике.
На V этапе, методом санитарно-гигиенического обследования в производственных условиях исследовали условия и проводили оценку напряженности трудового процесса:
- более 7000 офисных работников, на вышеуказанных предприятиях;
- более 3000 строителей, работающих на высоте (монтажников, сварщиков, каменщиков), трестов Минмонтажспецстроя и Министерства строительства в южных районах РФ, ряда организаций в Краснодаре, Сочи, в том числе на строительстве объектов XXII Олимпийских зимних игр 2014 года;
- данные температуры в Краснодарском крае за 10 лет (2002-2011 гг.); 875 водителей, 497 транспортных средств в МУП «КТТУ»; 734 водителя, 319 автомобилей в МБУ «САУЗ», а также около 800 медиков бригад скорой медицинской помощи, 16 летчиков вертолетов ЗАО «Авиакомпания «Сокол»;
- данные температуры по широтам земного шара; место труда 828 Нобелевских лауреатов, 57 стран, за 110 лет (1901-2011 гг).
Изучали физиологию интеллектуальной энергетики по литературным данным. Оценивали значимость температурного фактора в южном регионе России, анализ средних температур в Краснодарском крае проводили по данным Росгидромета и World Meteorological Organization за период 2001-2011 гг. Анализировали замеры в в кабинах и салонах автомобилей скорой помощи.
На VI этапе осуществляли научное обоснование стратегии профилактики отрицательных последствий информационных воздействий и оптимизации интеллектуальной деятельности, гармонизированной с международными документами (МКБ, МКФ, АТХ, ИСО), на основе разработки концептуального подхода: к биоинформационным измерениям и оценке информационных умственных нагрузок; к определению модели менеджмента риска на базе биоинформатики и искусственного интеллекта для инновационного труда; разработки программ мониторинга оценки сопутствующих гигиенических факторов; рассмотрения классификации ноотропных препаратов и
деонтологических позиций иоофармакологии в медицине труда.
В третьей главе раскрыты аспекты информационной гигиены как междисциплинарной системы знаний и раздела профилактической медицины.
По сформированному заказу мета-анализ статистической встречаемости и компьютерный информационный поиск источников из 150 млн фактически имеющихся был проведен фирмой STN International: по дефинициям «information hygiene, information stress, information conflictology» опубликованные на момент поиска научные гипотезы, понятия, концепции - не встречались, по ключевым словам «information ecology» был найдено 7, а по «information safety, information security» - 3 публикации. Результаты семантического поиска были учтены при таксономическом анализе проблемы в категориях НБИК-конвергенции (табл. 1).
Таблица 1 - Таксономия информационных нагрузок и их последствий
Сферы «ннфо» «био» «коню»
Систе физика, биологии, нейрофизиология, психология,
мы информатика медицина, гигиена лингвистика
наук
Основные понятия и тсрмипы - информация [Ы 149-ФЗ от 27.07.2006 г.]; - количество информации (байт) [ГОСТ 8.417-2002]; - количество сигналов [Р 2.2.2006-05]; - адекватность информации [ГОСТ Р ИСО 10075-2-2009]; - результаты интеллектуальной деятельности 230-ФЗ от 18.12.2006 г.]. - условия труда, напряженность труда, работоспособность [Р 2.2.2006-05]; - профессиональный стресс, стрессовое состояние, профилактика стрессового состояния [МР 2.2.9.2311-07]; - физиолого-эргономические требования [СП 2.2.2.1327-03]. - интеллектуальные функции [МКФ]; информационное представление [ГОСТ Р ИСО 19439—2008]; - распознавание и вспоминание, интенсивность умственной нагрузки, умственное напряжение [ГОСТ Р ИСО 10075-2-2009]; - врабатываемость, активация, монотония, умственная усталость, снижение бдительности, умственное пресыщение [ГОСТ Р ИСО 10075-2011].
Видно, что базовым понятием является «информация» — «сведения
(сообщения, данные) независимо от формы их представления» (Федеральный закон «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» от 27.07.2006 г. N 149-ФЗ). Основные положения и понятия табл. 1 были взяты за основу при выборе направлений исследований. Сформулирована концепция информационных нагрузок (ИН) и профилактической стратегии в профессиях с выраженными ИН. Цель -предупреждение отрицательного влияния информации на психическое, физическое и социальное благополучие работника и населения в целом.
Проведена классификация информации по способу восприятия/производства и природе сигналов-носителей и показано, что они имеют преимущественно физическую природу (табл. 2).
Таблица 2 — Классификация видов информации
Вид информации по способу восприятия Воспринимающие органы чувств Физическая природа сигпалов Химическая природа сигпалов
Визуальная орган зрения +
Лудиальная орган слуха +
Тактильная тактильные рецепторы +
Вестибулярная вестибулярный аппарат +
Обонятельная обонятельные рецепторы +
Вкусовая вкусовые рецепторы +
Интероцептивная. интероцепторы + +
Вид информации по способу производства Производящие органы
Визуальная (текстовая, числовая, графическая) Головной мозг и нейромышечный аппарат +
Лудиальная Головной мозг и голосовой аппарат +
В системе управления профессиональными рисками первым важным звеном является из квантификация, поэтому представляло интерес провести систематизацию характеристик некоторых видов информации (табл. 3).
Таблица 3 - Качественно-количественные характеристики основных видов
информации
Уровни* Текстовая информация Визуальная (графическая) информация
Моно-уровень (элементарный) (п~ 10° = 1) Буква, цифра, знак Символ, элемент линейного образа (точка, круг, линия и др.)
Дека-уровень (п~ ю'=ю) Лексема (слово), число Линейный образ, набор элементов (стрелка, треугольник, квадрат, эллипс и др.)
Гекго-уровень (п~1(Г=100) Фраза, формула, уравнение Двумерный образ, плоская фигура, график, рисунок, карта, картина и др.
Кило-уровень (системный) (п~ 10*= 1000) Отрывок (абзац) текста, система уравнений Трехмерная статичная фигура, композиция, инсталляция
Макро-уровень (популяционный) (п - 104 = 10000) Произведение или его основная часть Трехмерная динамичная фигура, среда движения, демонстрация, флэш-моб и др.
* в скобках указаны порядки величин
На основе работ отечественных и зарубежных физиков, математиков, философов, биологов, медиков и др. проведена классификация уровней и категорий познания, а также информационной нагрузки на работника по аналогии с шумовой, пылевой и др. (совместно с Э.И.Денисовым) (табл. 4).
Таблица 4 - Информация в ряду основных категорий естествознания и её место в медицине труда
Уровни Категории Формы материального мира и его познания
Философские Фундаментальные и мировоззренческие Материя (вещество) Движение (энергия) Информация
Научный Естественные науки (теоретическое знание и практические навыки) Химия, биология, медицина и др. Физика, математика, механика и др. Математика, физика, биология, медицина, психология, информатика и др.
Научно-практический Разделы медицины труда Токсикология Информационные нагрузки на работника*
Гигиена физических факторов (шум, вибрация, ЭМИ и др.) Физиология труда, психология труда, социология труда
* в эргатических системах «человек — машина - среда - социум»
Из табл. 4 видно, что информационные нагрузки (ИН) в части формы (по сигналам-носителям) соотносятся с понятиями гигиены физических факторов (например, звуковые и световые сигналы - уровень звука и яркость и др.), а в части содержания (контента, семантики, контекста) — физиологии, психологии и социологии труда. Поэтому можно говорить о вовлеченности не только психофизики, основы которой были заложены Г.Гельмгольцем, Э.Вебером, Г.Фехнером и др. и развиваются в настоящее время (Никандров В.В., 2005), но и психологии и социологии, в совокупности имеющих значение для формирования информационно-зависимых негативных проявлений в виде снижения работоспособности и нарушений здоровья.
Следует отметить преимущества перехода от понятия «человек-оператор» к концепции эргатических систем, которая учитывает социально-психологические аспекты, и имеет ряд преимуществ (нечеткая логика, эволюционирование, принятие решений в нестандартных ситуациях и др.). (Климов Е.А., 1998). Такие системы необходимы для управления на современном производстве, транспорте, связи, телекоммуникациях и др.
В четвертой главе в качестве метрологической основы для измерений и нормирования были взяты официальные документы. По ГОСТ 8.417-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин», термин «количество информации» используют в устройствах цифровой обработки и передачи информации, при этом единицами количества информации являются «.бит» и «байт (Б)» (1 Б = 8 бит).
Постановлением Правительства "Об утверждении Положения о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации" от 31.10.2009 N879 к внесистемным единицам величин отнесены: «количество информации», единицы - бит и байт; «скорость передачи информации», единицы - бит/с и байт/с. Область их применения — информационные технологии и связь.
Учитывая тренд расширения дигитальной основы ИН, нами разработан алгоритм определения количества текстовой информации, произведенной специалистами разных профессий (табл. 5).
Таблица 5 - Измеренные величины количества информации, произведенной
специалистами разных отраслей экономики
Отрасль, служба Должность человека-оператора Количество информации текстовых файлов, подготовленных в компьютере за тол, байт {Мбайт*) Скорость производства ипформаци и, байт/с
Авиационная отрасль Начальник службы авиаработ и полетов Заведующий приемной Инспектор по кадрам 2 678 912 (2,6 МБ) 8 587 840 (8,2 МБ) 12 934 464(12,3 МБ) 0,4 1,2 1,8
Отрасль оптово-розничной торговли Секретарь Делопроизводитель-курьер Специалист по ТБ и пожарной безопасности Юрист 3 150 027 (3,1 МБ) 3 980 145 (3,9 МБ) 4 025 300 (4,0 МБ) 6 075 080 (5,9 МБ) 0,4 0,6 0,6 0,8
Приборостронтельна я промышленность Инженер по охране труда и технике безопасности 16 777 083 (16,0 МБ) 2,1
Муниципальный : электротранспорт Секретарь-референт 20 297 555 (19,4 МБ) 2,8
Госслужба (Роспотребнадзор) Главный специалист-эксперт 39 866 308 (38,0 МБ) 5,6
Федеральное учреждение (мониторингвод) Главный механик Ведущий экономист Ведущий инженер 325 045 (0,3 МБ) 3 792 040 (3,6 МБ) 63 143 959 (60,2 МБ) 0,05 0,5 8,8
Космическая промышленность Инженер-эколог 78 643 200 (75,0 МБ) 11,0
Аварийно-спасательная служба Главный специалист отдела оперативного реагирования 106 487 351(101,6МБ) 14,9
Телекоммуникацион -ная отрасль (подвижная радиотелефонная связь) Инженер развития сети Руководитель группы центра клиентского сервиса Специалист функционального контроллинга 12 440 304(11,9 МБ) 12 440 304(11,9 МБ) 24 880 608 (23,7 МБ) 1,7 1,7 3,5
Телекоммуникацион -ная отрасль (проводная связь) Инженер по охране труда Юрисконсульт Инженер отдела кадров 68 333 568 (65,2 МБ) 92 876 800 (88,6 МБ) 83 8 475 776 (799,6МБ) 9,6 13,0 117,3
* По ГОСТ 8.417-2002, 1 Кбайт = 1024 байт, а 1 Мбайт = 1024 Кбайт, так что 1 Мбайт = (1024 х 1024) байт = 1048576 байт
Подсчитывали объемы всех текстовых файлов в редакторе Word, а также количество рабочего времени за год (в 2012 г. - 7149600 с). Вычисляли и оценивали количество информации {байт, Мбайт) и скорость её производства {байт/с). После пилотных замеров по проверке метрических возможностей была проведена серия исследований на рабочих местах 21 профгрупп в 10 отраслях экономики. Оценивали производимую текстовую информацию, воспринимаемую визуально. Установлено, что средняя скорость производства информации в рабочее время за год в ряде профессий была в пределах 0,05 -117,3 байт/с, отличаясь на четыре порядка величины.
Дано определение: информационная нагрузка (ПН) - это трафик (с учетом интенсивности и качественных характеристик информационного потока) контента (сведений - сообщений, данных), поступающий на сигналах-носителях физической природы, воспринимаемый сенсорными системами и влияющий на ЦНС, способный вызывать как положительные, так и отрицательные последствия для здоровья человека. Для квантификации риска при ИН, оценочные шкалы ИН и критерии их оценки, разработаны нами совместно со специалистами по физике, математике, биологии (Э.И. Денисов, В.И. Бодякин, И.В. Степанян).
В зависимости от характера труда, задач и т.п. разными могут быть вид и направления шкал, а также величины их баллов. Нами предложены прототипы шкал для показателей качества сигнала-носителя (оцениваемые, например, по интенсивности сигнала, отношению сигнал/шум и коэффициенту нелинейных искажений) и скорости потока информации, определяющих ИН (табл. 6).
Таблица 6 - Шкала уровней качества сигнала-носителя информации
Уровень Качество сигнала-носителя Балл*
1 Очень высокое 1
II Высокое 2
III Среднее 3
IV Низкое 6
V Очень низкое 10
* Приведены округленные значения ряда предпочтительных чисел Я 4 (знаменатель ряда О ~ 1,8) по ГОСТ 8032-84 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел».
Некоторые нормативы сигнала-носителя изложены в ряде документов: СП № 4616-88 Санитарные правила по гигиене труда водителей автомобилей; СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы; СанПиН 2.5.1.2423-08 Гигиенические требования к условиям труда и отдыха для летного состава гражданской авиации; СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное
21
освещение; СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах. Однако они недостаточны для оценки реальных нагрузок на человека-оператора.
С учетом измеренных величин (табл.5) разработаны градации скорости передачи информации (табл. 7).
Таблица 7 — Шкапа уровней скорости информационных потоков
Уровень Характеристика Скорость передачи информации, Б/с Баллы
I Очень низкая <0,1 6
П Низкая 0,1-0,9 2
1П Средняя 1-9 1
IV Высокая 10-100 3
V Очень высокая > 100 10
Для ориентировочной оценки ИН с целью гигиенического контроля можно использовать показатель информационной нагрузки по формуле:
ИНкс = ИНкхИНс, (1)
где ИНк - балл качества сигнала-носителя информации, а ИНс - балл скорости информационного потока по табл. 6 и 7 соответственно, что позволяет перейти к гигиенической оценке (табл. 8). По данной шкале можно также определять срочность мер профилактики согласно Р 2.2.1766-03 «Руководство по оценке профессионального риска для здоровья работников...».
Таблица 8 - Шкала уровней ИН для гигиенической оценки
Уровень Характеристика нагрузки Баллы
I Оптимальная 1-3
II Допустимая 4-10
III Вредная 11-100
Затем были разработаны прототипы шкал градаций УН, отражающие субъективное отношение человека-оператора к информации: готовность к приему, а также оценка важности, эмоциональная оценка, оценка сложности контента с учетом семантики и контекста, структуры, многомерности, динамичности и пр. (табл. 9).
Согласно ГОСТ Р ИСО 1075-3-2009, УН является сложным многомерным понятием, поэтому для ее измерения не может быть применена единственная процедура на все случаи. Наиболее подходящий способ измерения и оценки УН зависит от конкретных целей и условий. При этом рекомендованы 3 уровня прецизионности: I, II и Ш и предлагаются уровни чувствительности > 5, > 3 и > 2 соответственно. Нами рекомендуется П уровень прецизионности для целей гигиенического контроля и мониторинга.
Таблица 9 - Шкала уровней умственной нагрузки
Уро Готовность Важность Эмоциональная Сложность
вень оператора к а информа- 3 оценка а информации, 3
приему а ции** | информации | интеллектуаль- 1
информации из иа *** ю ная иа
* нагрузка****
I Очень 10 Очень 1 Очень поло- 10 Очень простая 1
пичкая низкая жительная
II Низкая 6 Низкая 2 Положительная 3 Незначитель- 2
ной сложности
III Средняя 3 Средняя 3 Нейтральная 1 Средней 3
сложности
IV Высокая 2 Высокая 6 Отрицательная 3 Высокой 6
сложности
V Очень 1 Очень 10 Очень 10 Очень сложная 10
высокая высокая отрицательная
* см. усталость, снижение бдительности, умственное пресыщение (ГОСТ Р ИСО 1075-32009); ** см. шкалу иерархии мотивации по А. Маслоу; *** см. информационную теорию возникновения эмоций П.В. Симонова, а также руководства Р 2.2.1766-03 и Р 2.2.2006-05; **** см. руководство Р 2.2.2006-05.
Методики и прототипы шкал для широкой их апробации включены в интерактивный справочник «Профессиональный риск», размещенный по принципу облачных технологий в Интернете по адресу (http://medtrud.com/).
В соответствии с общими принципами измерений и оценки УН по стандартам серии ГОСТ Р ИСО 10075 различные аспекты УН следует рассматривать по отдельности — стресс, умственное напряжение и его последствия, воздействующие на здоровье, безопасность, благополучие и производительность труда и пр.: оценку рабочих условий, приводящих к умственному напряжению при разработке и оценке проекта рабочей системы; оценку УН и напряжения, например, для определения максимальной нагрузки; оценку влияния напряжения на сотрудников, например, влияния усталости, монотонии, умственного пресыщения или понижения внимания.
Для оценки УН используют разные методы в зависимости от конкретных задач, в частности, метод анализа работы и производственного задания. Эти методы оценивают элементы рабочего задания, физические и психологические условия работы, условия окружающей среды и организацию работы как источников умственной нагрузки (ГОСТ Р ИСО 1075-3-2009).
На рис. 3 приведена концептуальная модель факторов, определяющих умственную нагрузку на человека-оператора и возможные последствия.
Данная модель учитывает основные положения и терминологию международных стандартов.
Рис. 3. Концептуальная модель факторов, определяющих умственную нагрузку
на человека-оператора и возможные последствия В пятой главе проведен анализ информации как фактора, формирующего напряженность трудового процесса и влияющего на здоровье в ряде профессиональных групп. При анализе факторов, воздействующих на человека-оператора (монтажника-высотника) при «выходе на высоту» и «работе на высоте» принималось, что на человека осуществляется не физическое воздействие расстояния от земли, а «встреча» с информационным стрессором -информацией об опасности (явлении, способном причинить вред), о величине опасности (серьезности последствий), информационной оценкой этого фактора риска (количественной мерой опасности в отношении вероятности того, что связанные с ней ущерб или нежелательные последствия станут реальностью). Осознание же или подсознательное ощущение людьми опасности, величины опасности, степени риска может приводить к повышению их тревожности, психоэмоциональному напряжению и стресс-реакции, представлять сложности для организма человека, его здоровья, безопасности и эффективности труда.
24
Проанализированы условия труда более 3000 монтажников (аналогично -сварщиков, каменщиков), работающих на высоте. Труд монтажника был отнесен к 3-ему (вредному) классу - ко 2-ой степени по напряженности, по количественным критериям напряженности - к «очень напряженной категории работ», т.к. труд монтажника связан с личным риском, опасностью, ответственностью за безопасность других лиц.
Исследование влияния информационного стрессора на функциональное состояние работающих, зависимости этого влияния от физической подготовленности (тренированности) работников.
При 1-ой серии экспериментов в качестве информационного стрессора был выбран «первый выход на высоту» на балке шириной 10 см, на высоте 10 м. Экспериментальные исследования проводились на специальном тренажере 10-ти метровой вышке, используемой для обучения монтажников работе на высоте. При этом информационными факторами, способствующими развитию эмоционального стресса, являлись: фактор новизны, необычности - по классификации психологических стрессоров Лазаруса (Lazarus R.S., 1970); осознание испытуемым возможности падения с высоты - формировало мотивацию, характерную для состояния в условиях личного риска. Исследования проводили на 44 практически здоровых молодых мужчинах в возрасте 17-24 лет (18,9±0,3) лет.
В соответствии с многоступенчатым категорированием уровень физической подготовленности (тренированности) человека считается (Тхоревский В.И., 1985) хорошим и отличным у мужчин 20-29 лет, имеющих по тесту PWC170 общую физическую работоспособность (ОФР), равную 19,5 кг.м/мин.кг и выше, 30-39 лет - 18,0 и выше, 40-49 лет - 16,5 кг.м/мин.кг и выше. При исследовании было осуществлено категорирование обследуемых на 3 группы: с низкой, средней и высокой ОФР. Уровни «низкой» ОФР были ниже нижней границы уровней «высокой» ОФР на две единицы (мощности работы по тесту PWCno на кг веса) и определялись по формуле: низкий уровень PWCi7o<13,0+l,5K (кг.м/мин.кг). Средний уровень ОФР находились в промежутке: 13,0+1,5К< средний уровень PWCi70 <15,0+1,5К (где К = 1, 2, 3 для лиц 40-49, 30-39 и 20-29 лет соответственно
Имеются данные, что <а - потенциал отражает состояние ЦНС (Корнева Е.А., 1986), уровень внимания, краткосрочной памяти, является количественным показателем состояния зон мозговых образований: низкие значения ш-потенциала (0-20 мВ) отражают снижение уровня активного
бодрствования (Илюхина В.А., 1982; 1986), свидетельствуют о низкой психической работоспособности (Ставицкий K.P., 1984) более же высокие величины ш - потенциала отражают оптимальный уровень бодрствования с высокой психической работоспособностью.
При исследованиях функциональное состояние ЦНС, определяемое по величине ш-потенциала, при воздействии информационного стресс-фактора (высоты), претерпевало вполне определенные изменения. Среднее значения ш-потенциала в группах лиц с высокой (Ш), средней (П) и низкой (I) ОФР, в покое и при выходе на высоту с возникновением эмоциональной реакции были соответственно: Ш) 32,1±1,7 28,1±2,3 мВ; П) 38,3±1,7 23,9±2,2 мВ; I) 33,3+1,9 —> 21,9±1,8 мВ. Различия средних значений ш-потенциала на высоте были достоверны (Р<0,05) между показателями в I и Ш группах. Установлено достоверное (Р<0,01) снижение при стрессировании со-потенциала во всей группе обследованных, причем, если снижение средней величины со-потенциала при эмоциональном стрессе по сравнению с таковой в состоянии покоя в группах с низким и средним уровнем ОФР было достоверно (Р<0,01), то в группе с высоким уровнем ОФР снижение ш-потенциала было не существенно (Р>0,05). Учитывая что о-потенциал является коррелятом психической работоспособности (Ставицкий K.P., 1984; Государев H.A., 1985), можно сделать заключение: у лиц с низкой и средней ОФР при воздействии стрессора определялось достоверное снижение функционального состояния ЦНС, у лиц с ОФР 19,5 кг.м/мин.кг и выше при выходе на высоту функциональное состояние ЦНС не изменялось.
При сопоставлении динамики ш-потенциала в группах лиц с различной ОФР (рис. 4) с известными типами омегаграмм можно сделать следующие заключения: в группе лиц со средней и низкой ОФР снижение ©-потенциала на 1-ой минуте в условиях воздействия стрессора соответствует по А.Г.Сычеву (1980) «недостаточности нейрорефлекторных и вегетативных механизмов регуляции хемообменных процессов». Отсутствие динамики ш-потенциала в группе с высокой ОФР в первые 3 мин воздействия стрессора соответствует «перенапряжению механизмов адаптивного регулирования функций».
Определяемая у лиц с высокой ОФР в покое омегаграмма с увеличением на 25% о-потенциала к 1-ой минуте и возвращением к исходным величинам на 7-ой минуте являлась показателем «оптимального состояния механизмов нейрогуморальной регуляции адаптивных системных реакций организма».
Динамика со-потенциала в Динамика со-потенциала в Динамика со-потенциала группе лиц с высоким группе лиц со средним в группе лиц с низким
уровнем ОФР уровнем ОФР уровнем ОФР
Рис. 4. Исследование функционального состояния ЦНС (по оси абсцисс - порядок исследований: 1 - в покое, 2 - через 0,5 минуты, 3 - через 1 мин, 4 -через 2 мин, 5 - через 3 мин, 6 - через 4 мин, 7 - через 5 мин, 8 - через 6 мин, 9 - через 7 мин; по оси ординат - изменение (о-потенциала в мВ)
Известно, что концентрация натрия в слюне и величина коэффициента натрий/калий слюны падает при усилении активности симпато-адреналовой (САС), гипофиз -надпочечниковой систем (Казначеев В.П., 1980; Агаджанян Н.А., 1986). Величина коэффициента натрий/калий при воздействии информационного стресс-фактора достоверно (Р<0,05) снижалась по сравнению с уровнем покоя во всех группах с различной ОФР. Снижение концентрации ионов натрия в слюне при воздействии информационного стресс-фактора по сравнению с ее величинами в состоянии относительного покоя было высокодостоверно в группе с низкой ОФР (-2,6±0,6 ммоль/л, достоверность различий по сравнению с исходной величиной в покое Р<0,01), достоверно в группе лиц со средним уровнем ОФР (-3,5+1,1, Р<0,02) и незначительно в группе с высокой ОФР (-1,4+0,8, Р>0,05). Таким образом, можно было утверждать, что у лиц с низкой и средней ОФР при реакции на стрессор происходило повышение активности САС, гипофиз-надпочечниковой систем с усилением минералокортикоидной функции надпочечников; у лиц с высокой ОФР - эмоциональный стресс не развивался.
Концентрация глюкозы в крови у лиц с высокой и средней ОФР не претерпевала достоверных изменений по сравнению с уровнем относительного покоя. По полученным результатам концентрация глюкозы в крови достоверно снижалась (-0,93±0,31 ммоль/л, Р<0,05) в экстремальной ситуации у лиц с низким уровнем ОФР и относительно низкой средней величиной а -потенциала на высоте и достоверно увеличивалась (+0,62±0,24, Р<0,05) у лиц с низким уровнем ОФР и относительно высоким уровнем функционального состояния ЦНС (со-потенциала на высоте >20 мВ). Это свидетельствовало о том, что у лиц
27
с низкой ОФР и высоким уровнем функционального состояния ЦНС наблюдался «сильный стресс», а у лиц с низкой ОФР и низким уровнем функционального состояния ЦНС в экстремальной ситуации развивался «умеренный стресс». У лиц с высоким уровнем ОФР независимо от функционального состояния ЦНС содержание глюкозы в крови не изменялось, что свидетельствовало о том, что стресс-реакция не развивалась.
При исследовании в условиях воздействия информационного стресс-фактора вегетативной регуляции функций сердечно-сосудистой системы (ССС) - величины ЧСС (104,8+5,5 ударов/мин), ИН (184,8+36,0 условных единиц), ИВР (221,2+38,8 у.е.), ВИК (22,1+5,2 у.е.), Р/Т (34,8+4,2 %) в группе с низкой ОФР были значительно выше, чем в группах со средним уровнем ОФР (соответственно: 82,2±2,6*; 98,8+9,7; 142,5+13,3; -5,1±5,0*; 21,6±2,1*, достоверность различий Р< 0,05 по сравнению с показателями в группе с низкой ОФР отмечена звездочкой) и высокой ОФР (80,2±2,4*; 94,1±23,7; 128,4±27,3; -1,913,8*; 27,4±1,8) (Рис.5).
Различие в вегетативной регуляции при выходе на высоту у лиц с разным уровнем ОФР подтверждается также по характеру и величине сдвигов вегетативных показателей. У лиц с низким уровнем ОФР при стрессе увеличивалась по сравнению с покоем ЧСС (Р < 0,02 по методу парных сравнений), ВИК (Р < 0,05), ИН и ИВР. У лиц со средним уровнем ОФР снижались ВИК (Р < 0,02), P/T (Р < 0,02), ЧСС, ИН, ИВР. У лиц с высоким уровнем ОФР также отмечалось снижение P/T (Р < 0,05), ЧСС, ИН, ИВР, ВИК.
Такая реакция, как у лиц с высокой ОФР, связанная с высокой собранностью и работоспособностью и характеризующаяся мобильностью и экономичностью энергетических процессов, является благоприятной для сохранения успешной адаптации и не вызовет перенапряжения в условиях информационного стрессирования.
При изучении личностных психологических характеристик монтажников, таких как экстраверсия, нейротизм, тревожность было установлено, что психологический статус лиц с различными уровнями ОФР был практически однороден, - можно исключить возможность влияния психологического профиля на различия в эмоциональной реакции лиц с разным уровнем ОФР.
ИН(у.е.)
ИВР(у.е.)
ВИК(у.е.)
Р/Т(%)
1 - изменения в группе с низкой ОФР,
2 - средней ОФР,
3 - высокой ОФР; * достоверность различий по методу парных сравнений Р < 0,05,
** Р < 0,02.
Рис. 5. Изменение в экстремальной ситуации интегральных показателей ритма сердца и функционирования сердечно-сосудистой системы в группах лиц
с различным уровнем ОФР Исследование влияния информационного стрессора на функциональное напряжение работающих и зависимости этого влияния от уровня физической подготовленности, информированности из внешней и внутренней среды организма (стаж, опыт работы, как критерий информированности).
Во 2-ой серии исследования проводили на 31 опытном монтажнике в возрасте 22-44 (32,6±1,0) лет со стажем работы в условиях высоты не менее 3 лет (9,9±0,8 лет), информированных об этом производственном стресс-факторе.
В состоянии относительного покоя у стажированных монтажников были достоверны различия между средними величинами таких вегетативных показателей как ЧСС, ИНН, ИВР, ВИК в группах с высокой (П1) и низкой (I) ОФР. В группах со средним (П) и низким (I) уровнем ОФР в покое достоверные различия определялись по ИН, ИВР, ВИК, САД. При возникновении реакции на высоту достоверные различия по показателям ЧСС и ВИК были как между их средними величинами в группах с высоким и низким уровнем ОФР, так и между средними в группах со средним и низким уровнем ОФР. Прирост величины ЧСС у лиц с низкой и высокой ОФР при выходе на высоту был примерно одинаков (Р>0,05) по сравнению с уровнем покоя. Однако, исходная величина ЧСС у лиц с низкой ОФР была значительно выше, что позволяет предположить менее экономный тип регуляции функций у этих лиц, а также, возможно «неадекватную реакцию преднастройки» у них на экстремальные условия по сравнению с лицами, имеющими высокий уровень ОФР (табл. 10).
Таблица 10 - Оценка различий показателей функционирования сердечно-
сосудистой системы в группах лиц с разным уровнем ОФР
Наименование Единицы Группа лиц но Показатели
сравниваемых Измерений уровню ОФР M±m
Показателей в покое на высоте
Частота I 93,3±4,6 95,3±3,3
сердечных Сокращений в II 81,0±2,5 84,9±2,5*
сокращений минуту III 77,2±2,1*** 84,1±3,1***
ЧСС
Индекс I 356,3+75,6 226,1+70,1
напряжения у.е. II 134,4+19,5* 112,2+33,6
ИН III 121,9±12,2*** 121,4±15,8
- Индекс I 437,3+77,9 276,1+82,8
вегетативной у.е. П 193,4+24,2* 153,4+41,6
регуляции ИВР III 188,6±18,5 169,5±19,0
Вегетативный I 12,8+5,5 13,8+5,2
индекс Кердо у.е. II -8,2±3,2* -3,7±5,0*
ВИК III -6,1±6,4*** -10,0±9,2***
Условные обозначения: звездочками обозначены достоверные (Р<0,05) различия:
* - между показателями I и II группы, *** -1 и 1П группы; у.е. - условные единицы
При проведении исследований сборка резьбовых соединений с затяжкой гаечными ключами в условиях воздействия стресс-фактора «высоты» проводилась за время (75-126 с) примерно одинаковое (Р > 0,05) в группах с
30
различным уровнем ОФР. При этом, при выполнении стандартной трудовой нагрузки в экстремальных условиях - на высоте - ЧСС у монтажников с низкой ОФР составляла 113,1±2,3 сокращения в минуту и была достоверно (Р<0,05) выше средней величины ЧСС (105,1±3,0), регистрируемой у стажированных монтажников со средним уровнем ОФР, а также выше (Р<0,01) ЧСС (98,4±2,7), определяемой в группе с высоким уровнем ОФР.
Таким образом, у стажированных монтажников с низкой ОФР определялся более неэкономный тип регуляции функций, соответственно возможно более значительное утомление и другие неблагоприятные последствия для здоровья; было большее функциональное напряжение, не наблюдалось по сравнению с лицами с высокой ОФР минимизации реакций платы, затруднена профессиональная (трудовая) адаптация; была более высокой «физиологическая стоимость работы», определяемая по степени приближения величины ЧСС к так называемой «критической частоте пульса» -180 ударам в минуту.
У монтажников с высокой ОФР среднее значение пульса не превышало 100 ударов в минуту, у лиц же с низкой ОФР зарегистрирована величина пульса, превышающая 100 в минуту, что позволяет отнести функциональное состояние этих работников к состоянию перенапряжения (Физиологические нормы напряжения организма человека при различных видах трудовой деятельности (физический, умственный, зрительный). (Методические указания, утв. Межведомственным советом "Медико-экологические проблемы здоровья работающих" 11.02.2003 г.).
Реакция на высоту как среди стажированных, так и нестажированных монтажников была более выражена у лиц с низкой ОФР. И хотя у стажированных монтажников, в силу своей информированности за счет производственного опыта, реакция на информационный стресс-фактор «высоту» была менее выражена, чем у молодых работников, тем не менее имела место. Можно предположить, что при всей значимости содержащейся в памяти информации из окружающей среды (за счет производственного и жизненного опыта) при воздействии информации о стресс-факторе также из окружающей среды велика значимость информации из внутренней среды организма (исходя из теоретического обоснования информационных механизмов интероцепции при различном физическом состоянии организма).
Исследование связи «надежности» реагирования в условиях профессионального информационного стресса лиц с различной
информированностью из внутренней среды организма. Ежегодно в результате дорожно-транспортных происшествий (ДТП) в мире гибнет около 1,2 млн.человек. В России демографический ущерб от ДТП и их последствий за 2004-2010 годы составил 506246 человек. В связи с актуальностью темы разработана и утверждена распоряжением Правительств от 27.10.2012 г. №1995-р Концепция федеральной целевой программы «Повышение безопасности дорожного движения в 2013-2020 года». ДТП являются основным показателем профессиональной пригодности водителей, по вине которых происходит 80-90 % ДТП (Вайсман А.И., 1988; Пармеджани Л., 1986).
Исследования показали, что физическая подготовка наряду с прочими средствами способствует поддержанию достаточной устойчивости нервно-эмоциональной сферы водителя. Однако неясно, какой уровень работоспособности водителя обеспечивает его достаточную надежность как звена системы «водитель - автомобиль - среда движения» (Вайсман А.И., 1988). Уровни ОФР не контролируются при проводимых медицинских освидетельствованиях, основной задачей которых является выявление лиц с такими отклонениями в здоровье и общем состоянии, наличие которых повышает вероятность для водителя стать виновником ДТП.
При третьей серии исследований было обследовано 43 водителя такси в возрасте 21-30 лет со стажем работы 3-12 лет. Известна «норма» ОФР в 18 (кг.м/мин.кг) по тесту PWCno, предложенная для работающих в малоподвижных профессиях с целью профилактики отрицательных последствий гипокинезии (Мойкин Ю.В., 1987). При исследовании все водители были подразделены на две группы: с низкой ОФР (18 кг.м/мин.кг и менее) - 27 водителей и высокой ОФР (более 18 кг.м/мин. кг) - 16 водителей.
При проведенных исследованиях установлено, что 92,3% (13 человек) водителей, совершивших ДТП по собственной вине, имели низкий уровень ОФР. Причем водители с низкой ОФР совершали 95,5% (21 случай) всех ДТП. В группе с низкой ОФР число водителей, совершивших ДТП, было 4,4 на 10 работающих, что в 7,3 раза больше, чем в группе с высокой ОФР. В группе с низкой ОФР число ДТП было 7,8 ± 2,0 на 10 водителей, что в 13 раз больше (р < 0,01), чем в группе водителей с высоким уровнем ОФР (0,6 ± 0,6 ДТП).
Таким образом, для напряженного труда (класс 3.2) по интеллектуальным, сенсорным, эмоциональным нагрузкам, связанным, в том числе, со стресс-факторами, например, у монтажников-высотников, водителей
автомобилей достаточно высокий уровень стрессоустойчивости и надежности определяется при высоком уровне ОФР по формуле:
PWCno > 15,0 + 1,5 К (кг-м/мин-кг), (2)
где К = 1,2, 3 для лиц 40-49, 30-39 и 20-29 лет соответственно.
Учитывая положения теории функциональных систем (Судаков К.В., 1984), информационной теории эмоций (Симонов П.В., 1981-87), учения об интероцепции (Черниговский В.Н., 1985-86), вероятность (возможность) удовлетворения потребности в условиях профессиональной деятельности человека-оператора (водителя, монтажника-высотника и др.) может складываться в том числе из информации из внутренних сред организма о готовности преодоления той или иной экстремальной ситуации.
Прикладное значение может иметь заключение, что величины ОФР выше 18 кг.м/мин.кг по тесту PWCi70 могут быть признаны «нормой» физической подготовленности (тренированноси) водителей в возрасте 20-30 лет.
В шестой главе с целью определения актуальности температурного фактора для южного региона России, была проведена оценка средних температур в Краснодарском крае (Табл. 11).
Таблица 11 - Средние температуры в Краснодарском крае (2001-2011 гг) | Показатель f Янв Фев : Map ; Апр ] Май! Июн j Июл j Авг | Сен ; Окт! Ноя | Дек J Год
|Абсошотный максиму™, °С ' |'^'''^"б^зЯ'^ЗЗ;« 32,8' 38J." 40,0 40,6 1з8,5 40,0 j
■Средниймаксимум, °С : : S 3,3 ^ 4,7 9,8 17,6 22,5 26,8 29,7; 29,9; 24,5: 17.7 10.0. 5.3 ; 16,8 ■ Средняя температура, °С 0,3 1,! 5.4 12,1 17,0 21.2 2 -,0 23.6 18.4 12,2 6.0 1.9 " 15,9 j Средний минимум, °<5^ ' • -3Д; "3,8 0,6.; 6.8 11,4 15,8 17.9 17,3 : 12.6 7.0 1,8 - '.,6 6,8
¡Абсолютный минимум, °С '• 33 ~ 32,2 • 2S,1 6.i 1,1 5,0 9,0 5/, 2.2 -7,2 20 27.S ' .5X7!
1| ^..... ^^^ ^ г..: " . ^J ::. . , ' i ^ :■ '
! Источник: Погода и кпшат http://pogoda.ru.net/climate/34927-htm,
j ! World Weather http://vwvv.vvorldweather.org/107/c01027.htm www.weatheronline.co.uk
При оценке средних температур в Краснодарском крае, - средние максимумы в июне-июле-августе, а абсолютные максимумы в течении 8 месяцев (март-октябрь) превышали оптимальные и допустимые температуры (на 2,4-15°С), изложенные в пп. 2.1.2, 2.1.3 СанПиН 2.5.1.2423-08 "Гигиенические требования к условиям труда и отдыха для летного состава гражданской авиации": «Температура... должна соответствовать нормативным величинам», в кабине летного экипажа оптимальные температуры - 21.0-24.0°С, допустимые - 20.0-25.0°С»; а также в СанПиН 2.2.4.548-96 и СП 4616-88.
Учитывая, что средние температуры превышали оптимальные и допустимые нормативы, а также неоднократные жалобы, и результаты
натурных замеров (в кабине и салоне автомобилей скорой помощи +34,2 -+36,0°), - были даны предписания Роспотребнадзора об организации систем кондиционирования: в машинах скорой помощи, в кабинах водителей трамваев и троллейбусов, в кабинах вертолетов МИ-2 (таб.12). Данные рекомендации актуальны для 13 регионов Южного и Северо-Кавказского федеральных округов.
Таблица 12 — Обеспеченность оптимальным температурным режимом на
рабочих местах операторов
Кол-во водителей автомобилей, врачей бригад скорой помощи, водителей электротранспорта, летчиков вертолетов Кол-во транспортных средств (автомобилей. скорой помощи, трамваев, троллейбусов, . вертолетов) Кол-во транспортных средств с системой кондициониров ания
Автобаза скорой помощи 319 83 23 (27,7%)
Больница скорой медицинской помощи 426 83 23 (27,7%)
Трамвайно-троллейбусное : управление 875 497 13 (2,6%)
Авиакомпания 16 11 3 (27,3%)
Для подтверждения значимости влияния температурного фактора для эффективности умственной работоспособности, оцениваемой по конечным достижениям был проведен анализ средних температур по географическим широтам и анализ распределения «высших интеллектуальных достижений» в виде присужденных Нобелевский премий - 828 Нобелевских лауреатов - по физике, физиологии и медицине, химии, литературе, мира, из 57 стран, за 110 лет (1901-2011 гг). Средние температуры широт по Шпиталеру (годовые и по месяцам) между 30° широтами («экваториальная» часть Земли) были выше 25°С. Средние температуры на широтах выше 30° в северном полушарии и ниже 30° широты в южном полушарии были ниже 25°С. Нобелевских лауреатов по странам выше 30° северной широты и ниже 30° южной широты было 783 чел., а по странам между 30° северной широты и 30° южной широты -45 чел. Таким образом, в регионах, где средние температуры преимущественно оптимальные и ниже, «высшие интеллектуальные достижения» регистрировалось в 17,4 чаще, чем в регионах с температурами выше оптимальных показателей.
В седьмой главе В ходе анализа, по отрицательным последствиям, многочисленными исследованиями показано, что индивидуально- или общественно-значимая информация, влияет на возникновение
психоэмоционального перенапряжения, развитие эмоционального стресса и его последствий в виде ряда заболеваний и, соответственно формирует риски для здоровья в рабочих профессиях человека-оператора (табл. 13).
Таблица 13 - Возможные отрицательные последствия информации по МКБ-10
колы, Возможные факторы, последствия в.виде заболеваний, расстройств поведения
классы (названия, классы)
Факторы, влияющие на состояние здоровья населения
Z56 Проблемы, связанные с работой и безработицей
Z56.1 Смена работы
Z56.2 Угроза потерять работу
Z56.3 Напряженное рабочее расписание
Z56.4 Конфликт с начальником и сослуживцами
Z56.6 Другое физическое и психическое напряжение в работе
Информация - (Ьактоп риска возникновения болезней классов II. IV. V. VI. VII.
VIII по МКБ-10: последствия эмоционального стресса в виде заболеваний:
сердечнососудистой системы (ИБС, атеросклероз, инфаркты, инсульты и др.),
иммунной системы, онкологических болезней, психических заболеваний,
повышение уровня травматизма и суицидов.
Лудомания - патологическое влечение к азартным играм, может быть сходно с
F63.0 расстройством поведения, аддиктивным поведением, в том числе компьютерной
зависимостью.
Психические расстройства и расстройства поведения (класс V):
. F43 Острая реакция на стресс;
F43.0 Реакция на тяжелый стресс и нарушения адаптации;
F43.1 Постгравматическое стрессовое расстройство.
Комплексность проблемы физиолого-гигиенической оценки информационной нагрузки для оптимизации труда включает как требования к методам измерений, такие как объективность, достоверность, валидность, чувствительность, диагностичность, так и критерии оценки и нормирования: физические, гигиенические, физиологические, психологические и др. Таксономический алгоритм для информационной гигиены при выраженных трудовых информационных нагрузках представлен на схеме (рис. 6).
В развитие стратегии представлен анализ: параллельно увеличивающейся актуальности информационно-зависимых заболеваний активно развивается раздел науки, касающийся биохимического поддержания гомеостаза, оптимального для интеллектуальной деятельности - ноофармакология. Ноотропные средства (ноотропы) - фармакологические препараты, оказывающие активирующее влияние на обучение, улучшающие память и умственную деятельность, объединенные в группу «психостимуляторы и ноотропные препараты» с кодом N06BX в соответствии с анатомо-терапевтическо-химической классификацией (АТХ) - государственным реестром лекарственных средств. Профилактике отрицательных последствий и
35
оптимизации умственного труда при специфических видах интеллектуальной деятельности могли бы способствовать ноотропы определенных групп.
С Информационная нагрузка
V )
Г Сигнал- 1 носитель
(форма) - физический фактор рабочей среды и трудовой нагрузки (регистрация, измерение) у
^ Контент, > семантика, контекст
(содержание) -фактор трудовой нагрузки (физио-лого-гигиени-^ ческая оценка) у
/'Гигиена фчшчс- , ских факторов
(биофизика, психофизика, биоинформатика, предельные и оптимальные уровни Упараметров и др.)^
Физиология ^ труда
(сенсорная нагрузка, утомление зрительного, слухового анализаторов и др.) J
/11сихофизно-логня труда
(когнитивистика, интеллектуальная и эмоциональная нагрузка, стресс, утомление и др.)
V_у
Психология и социология труда
социальная психология, удовлетворенность трудом, У^уязвимые группы/
Рис. 6. Структурная схема проблемы информационной нагрузки
Для работников при повышении квалификации, дополнительном образовании, изучении языка или новых технологий, занимающихся творческой, аналитической работой, разработкой и внедрением инноваций -препараты, воздействующие на память, обучаемость, восприятие больших объемов информации.
Для специалистов при управлении сложной техникой и быстротекущими технологическими процессами, транспортными средствами (в т.ч. пилоты, водители), выполнении работ в экстремальных условиях - препараты, улучшающие активность мозга, увеличивающие уровень бодрствования, стимулирующие ЦНС, ускоряющие рефлексию. Однако если полноценные в интеллектуальном отношении люди будут улучшать свои умственные
способности с помощью химических препаратов, возможно возникновение правовых, административных и этических проблем.
На основании результатов исследований по информационным нагрузкам и сопутствующим факторам (микроклимат, физическая работоспособность и пр.), а также анализа 20 международных и отечественных правовых актов по вопросам санитарного благополучия составлена модель многофакторной гигиенической стратегии обеспечения инновационного труда (рис. 7).
Организация технологических процессов
Проектирование предприятий
Организация Обеспечение технологических адекватности процессов умственной _1 нагрузки
2 I
С
Количество информации и скорость ее передачи
Качество сигаала-носителя информации
Готовность оператора к приему информации
Важность информации
Эмоциональная оценка информации
Сложность информации
Микроклимат
Шум,
инфра-, ультразвук, вибрация_
Запыленность и химические вещества
Освещенность
ЭМИ
Тяжесть труда
-е-
и
Я
£
Профилактика перенапряжения, стресса, режимы труда и отды-
Физическая работоспособность, обеспечивающая достаточную стрессоустойчи-
хаидр._ _|_вость> надежность
Укрепление здоровья, ноотропные препараты и биомедицинская этика
Гигиена, физиология и психология труда
Рис. 7. Концептуальная модель стратегии гигиенической регламентации факторов условий труда при работах с выраженными информационными нагрузками В развитие упомянутой стратегии ниже рассмотрена законодательная матрица международных и российских нормативных правовых актов и методических документов, формирующая концепцию оптимизации интеллектуальной деятельности (рис. 8).
37
Рис. 8. Систематизация международных и российских нормативных правовых актов в области информационных нагрузок и интеллектуальной деятельности
Учитывая тренд инновационного развития экономики страны, нами проведен анализ показателей оценки инноваций и измерений научно-технологической деятельности по опубликованному Минобрнауки России документу, известному как «Руководство Осло». Среди факторов, относящихся к целям и результатам инноваций, выделен ряд направлений в области информационной гигиены и медицины труда (табл. 14).
Примером инновационного исследования является анализ 700 миллионов слов, фраз и тем для 75 ООО добровольцев (Schwartz H.A., 2013), показавший, что невротические люди непропорционально часто используют слова «болен» и «депрессия»: предложена новая гипотеза - «активный образ жизни подразумевает эмоциональную устойчивость».
Таблица 14 - Некоторые факторы научно-технологических инноваций, относящиеся к сфере информационной гигиены и медицины труда
Факторы Инновации
Про- дукто-вые Процессные Организационные Маркетинговые
Организация рабочих мест: совершенствование коммуникаций и взаимодействия между разными видами деятельности +
Повышение интенсивности обмена знаниями с дугами организациями или передачи знаний +
Повышение возможностей реагировать на различные запросы клиентов; развитие и укрепление связей с потребителями + +
Снижение воздействия на окружающую среду или повышение уровня охраны здоровья и безопасности + + +
Улучшение условий труда +
В развитие инновационного подхода мы изучили возможность сжатия информационного контента для обнаружения его основных паттернов и выявления связей между ними для быстрой ориентировки по ключевым словам.
Для этого в рамках «облачной технологии» была апробирована визуализация контента научного текста путем построения семантических графов по структурно-частотному представлению текста данного автореферата (количество информации 579 КБ, контент в редакторе Word - 12 904 слов).
Сначала визуализацию проводили по методу «словесных облаков» (Feinberg J., 2013) (,http://www.wordle.net/create) (рис. 9).
информации , ОФР
г-уруд^информационн
X \
- 1 j ' лиц-.
!Й^'."!,К80д|11олей 'дринфор1Шционнь1Х ;
ЖйТШПЗШШ Я информационного - ? .............
шгаипиеныуровнемЕц fft
: iCWBi...... яеятсльйоао . : ..
! , V.
3'% V /// * %'
I N,/
Рис. 9. Результаты структурно-частотного анализа контента данного автореферата по методу «словесных облаков» Затем использовали усовершенствованный метод с векторами логических связей (Степанян И.В., 2013). (http://neurocomp.ru/) (рис. 10).
T«S5.....
JSESSЯ^ШЁГ »-f-
скорость работников -g.
seer- «-f—" ^ц,
.A™. ^ »«ST*«"
о
меди^йСивй , нсрвноо
ж«3аг" _______• - °
оорлюм
#'Х^лй'™„-л-™тааЯ6кту"'"ой "•аы, „ «вяла™™-
„.„ТЖн^з»-*-"-- я 1-
«.ру-я®»«- я ""эНШЙал»»™«»«
-«га»-,
фшяч™и1 фумтдчснапьного трй«'
,11 »"»Г
-Л» <С *->* ГЕг.^"
-».»Л™
п—Ягги »ко лого-гиг'йвымирекого умс-рйииых
да«"- „Ж5"1"""
-ре.*
Рис. 10. Результаты структурно-частотного анализа контента данного автореферата по методу с векторными связями В схеме семантического графа из 208 ключевых слов можно выделить несколько цепочек визуализации (рис. 11), которые наглядно отражают инновационные векторы и тренды развития идей. Они могут способствовать оптимизации умственного труда и инновационной научной деятельности в виде не только быстрого получения сжатой информации и усвоения ключевых понятий, но и обозначения трендов, развитию научной интуиции, появлению феноменов инсайта, эврики и т.п.
выеоту-темпера I урны о-высшей
- О.
. нервной гигиеническо
яйины ,0„тХчГТуаЛЬН™ '«^екв'йн^
о Л1едй(д%9да; умственного Умстве|$Щ»3™
требован^ййиям 1
r^feHb, ffnax ,
* щют&Рала троллейбусов
теории О ? — о динамика о
информационной О « группе традааев
О : О ВЫСЙК11М Л * Ж tea окружакЩЙы_ш^им Q «м&пй
Рис. 11. Фрагмент визуализации семантической логики векторными связями научного текста по проблеме «медицина труда - интеллектуальная
деятельность - умственная нагрузка» Методические разработки в области гигиены труда с привлечением современных биоинформационных технологий могут способствовать
реализации приоритетов «Стратегии развития медицинской науки в Российской Федерации до 2025 года».
Результаты данной работы обобщены в «Глоссарии гармонизированных понятий и терминов: труд, информация, здоровье, инновации» и методических рекомендациях «Информация как гигиенический фактор и принципы профилактики для инновационного труда» с компьютерным обеспечением программой «ИНФО» в электронном интерактивном директории-справочнике «Профессиональный риск» (http://medtrud.com/ ).
ВЫВОДЫ
1. Информация является фактором условий труда возрастающей гигиенической значимости. Сигналы-носители информации имеют преимущественно физическую природу. Информация, наряду с позитивным значением, способна негативно влиять на физическое, психическое и социальное благополучие работника и с внедрением информационных технологий создает профессиональные риски, особенно при умственном труде.
2. Проанализирована таксономия, сформирован понятийный аппарат и разработана концептуальная модель факторов, определяющих информационную умственную нагрузку на работника, что создает предпосылки для формирования этой концепции как самостоятельной и перспективной в медицине труда.
3. На основе анализа основных положений теорий информации, функциональных систем, информационной теории эмоций, иерархии мотиваций, бионфороматики и результатов собственных исследований определены показатели информационной нагрузки: количество информации и скорость ее передачи, качество сигнала-носителя, готовность оператора к приему, важность, сложность и эмоциональная оценка информации.
4. Разработан алгоритм определения количества и средней скорости производства текстовой информации. Установлено, что количество информации, произведенной за год (0,3 - 799,6 Мбайт), и средняя скорость её производства (0,05 - 117,3 байт/с), измеренные в 21 профессиональной группе 10 отраслей, отличались на 4 порядка при работе специалистов разного профиля.
5. Разработаны шкалы уровней для комплекса показателей информационной нагрузки на человека-оператора (с учетом физических параметров): качество сигнала-носителя информации; скорость передачи информации (критерии: очень низкая < 0,1; низкая 0,1-1; средняя 1-10; высокая
10-100; очень высокая > 100 байт/с).
6. Стресс-фактор (высота) по-разному влияет на состояние ЦНС монтажников-строителей в зависимости от уровня их физической подготовленности: у лиц с высоким уровнем ОФР не происходит достоверных изменений функционального состояния ЦНС; у лиц с низким уровнем ОФР определяется снижение функционального состояния ЦНС, выраженная стресс-реакция по ряду показателей функционирования сердечно-сосудистой и эндокринной систем, преобладает симпатическая (неэкономная и небезопасная для организма) регуляция вегетативных функций.
7. При психоэмоционально напряженном труде у лиц с высоким по общепринятой классификации уровнем общей физической работоспособности по тесту Р\¥С17о > 15,0 + 1,5 К (кг-м/мин-кг), при К = 1, 2, 3 для лиц 40-49, 30-39 и 20-29 лет соответственно, - по показателям сердечно-сосудистой деятельности определялась относительная стрессоустойчивость.
8. При напряженном (по интеллектуальным, эмоциональным, сенсорным нагрузкам) труде водители такси 21-30 лет с высоким уровнем ОФР (Р\УСш > 18 кг-м/мин-кг) совершали ДТП в 13 раз реже, чем водители с низкой ОФР, -демонстрировали успешность и надежность в своей трудовой деятельности.
9. Изучение условий труда в южном регионе России показало, что напряженный труд водителей автомобилей скорой медицинской помощи, врачей скорой медицинской помощи (60 машин), водителей электротранспорта (484 трамваев и троллейбусов), летчиков (8 вертолетов МИ-2), относящийся по напряженности труда к классу 3.2, протекает в условиях повышенных температур в течение 3 мес. (26,8 - 29,9 °С) при абсолютных максимумах в течение 8 мес. (28,8 - 40,0 °С).
10. Предложена гармонизированная с международными стандартами концепция профилактики отрицательных последствий информационных нагрузок и оптимизации интеллектуальная деятельности, базирующаяся на понятиях и классификациях информационно-зависимых нозологий (МКБ-10), функций ВНД (МКФ ВОЗ), адекватности умственной нагрузки (ИСО), ноофармакологии (АТХ ВОЗ) и факторам научно-технологических инноваций (Руководство Осло). Концепция касается эргатических систем «человек -машина — среда - социум» с учетом психосоциальных аспектов и перспективна для информационных нагрузок при инновационном труде.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. При специальной оценке условий труда целесообразно в соответствии с международными стандартами измерять информационную нагрузку (информацию, скорость передачи информации) в общепринятых единицах.
2. Разработанная методология информационных нагрузок может использоваться при: обеспечении социально-гигиенический мониторинга окружающей информационной среды на рабочих местах и эпидемиологии информационно-зависимых заболеваний; организации производственного контроля и надзора за развивающимися ИТ; совершенствовании санитарного законодательства, правового, научно-технического и медико-профилактического обеспечения; разработке федеральных программ по инновациям, совершенствовании доктрины и государственной политики в области информационной безопасности РФ, разработки норм законов РФ в области ограничения вредной и опасной информации.
3. Целесообразно определять уровень ОФР при медицинских освидетельствования водителей, монтажников-высотников. С целью повышения стрессоустойчивости и надежности необходимо повышать их ОФР, внедрять спортивно-оздоровительные комплексы при предприятиях; при обучении, стажировке и в процессе работы водителей регулярно проводить физкультурно-спортивные мероприятия.
4. Гигиенически обосновано совершенствование санитарного законодательства, технологического регламентирования и производственного контроля обеспечения оптимальных уровней температурного фактора на рабочих местах работников, связанных с напряженным трудом, в ряде отраслей электротранспорт (водители трамваев, троллейбусов), здравоохранение (водители автомобилей и врачи бригад скорой медицинской помощи), авиатранспорт (летчики вертолетов).
5. Предлагается, учитывая инновационный тренд развития экономики и интеллектуальной деятельности в стране, продолжить разработку принципов оптимальных уровней информационных нагрузок по количеству-качеству сигналов-носителей аудиальной и визуальной информации и ее контента.
Целесообразно на основе методических рекомендаций Научного совета №45 РАМН разработать «Руководство по гигиенической оценке информационных нагрузок на работников. Методы, критерии и оптимизация», развивать компьютерную поддержку на основе электронного интерактивного справочника «Профессиональный риск» (http://medtrud.com/ ).
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Еремин А.Л. Особенности развития эмоционального стресса у лиц с различными уровнями физической подготовленности // Гигиена труда и профессиональные заболевания. - 1989. N8. - С.7-10.
2. Еремин А.Л. К вопросу значения интероцепции при различной физической подготовленности человека для его мышления и реактивности в экстремальных ситуациях // Тезисы докладов 28-го Всесоюзного совещания по проблемам высшей нервной деятельности. - Ленинград, 1989, - С.238
3. Еремин А.Л., Кинтер О.В., Старикова Н.П. Значение физической работоспособности водителей для профилактики дорожно-транспортных происшествий // Тезисы докладов III Всесоюзной конференции по автодорожной медицине. - Горький, 1989. - С.100-101.
4. Еремин А.Л. Актуальность выявления профессиональной патологии, обусловленной нервно-эмоциональным перенапряжением // Материалы Всесоюзной конференции "Актуальные вопросы профессиональной патологии". - Юрмала, 1990, - С. 183-184.
5. Еремин А.Л. Особенности развития эмоционального стресса у лиц с различным уровнем функционального состояния ЦНС и разной физической работоспособностью // Тезисы IX Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы физиологии труда и профилактической эргономики". - Москва, 1990. Т.З. - С.37-38.
6. Еремин А.Л. Физиологическая реакция лиц с различной физической работоспособностью на воздействие стресс-фактора // Тезисы докладов Ш Всесоюзной конференции "Экстремальная физиология, гигиена и средства индивидуальной защиты человека." - Москва, 1990. - С.85-86.
7. Еремин А.Л., Старикова Н.П. Уровень физической работоспособности водителей как показатель их надежности // Физиология человека РАН / "Human Physiology". -1991.- том 17, N3. - С.169-171.
8. Еремин А.Л. К вопросу развития нового направления - информационной экологии // Тезисы докладов I Международной конференции "Экология и развитие Северо-Запада". - Санкт-Петербург: Центр МАНЭБ, 1995. - С.238-239.
9. Еремин А.Л. Информационная экология в физиологии человека, медицине и гигиене // Лига Мира. - 1996. - №2. - С.6-7.
10. Еремин А.Л. Информационная экология - анализ и перспективы // Тезисы I Конференции неправительственных экологических организаций Кубани. -Краснодар: ИИЦ КО СоЭС, 1996. - С.18-19.
11. Еремин А.Л. Что же такое информация на рубеже веков. От теории информации к информационному единству мира // Лига Мира. - 1997.- №1. -С. 1-2.
12. Еремин А.Л. От природы и физиологии человека к аксиомам информационной экологии и коду информационного поведения // Тезисы докладов 2-й Международной конференции "Экология и развитие Северо-Запада". - Санкт-Петербург: Центр МАНЭБ, 1997. - С.184-186.
13. Еремин А.Л. Информация и здоровье (информационная экология) // Медик Кубани. - 1998. - №8(1272). - С.5.
14. Eryomin A.L. Information ecology - a viewpoint // International Journal of Environmental Studies. - 1998. - Vol. 54. - pp. 241-253.
15. Еремин АЛ. Информационная экология и здоровье человека в современных условиях // Гигиена и санитария. -1998. - №1. - С.58-60.
16. Eryomin A.L. Culture of Information Ecology//Liga Mira. - 1998. - №3-4.- pp. 1-12.
17. Еремин A.JI. К вопросу эколого-гигиенического подхода в информационной стратегии ВС РФ, участвующих в межнациональных конфликтах // В сборн.: Военно-морская и радиационная гигиена: итоги, достижения и перспективы развития. Санкт-Петербург: BMA, 2000. - 256-259.
18. Еремин А.Л. Эколого-гигиенический подход в информационном обеспечении личного состава, участвующего в межнациональных, локальных конфликтах. Информационное письмо. Краснодар: Дивизия опер.назнач. ВВ МВД РФ, 2000.- 11 с.
19. Еремин А.Л. К вопросу эколого-гигиенического подхода в информационном поведении СМИ. Методические рекомендации. Краснодар: КГУ, 2000. - 10 с.
20. Еремин А.Л. К вопросу эколого-гигиенического кодекса информационного поведения средств массовой информации // Доклады 5-й Международной конференции. Экология и развитие стран Балтийского региона. Санкт-Петербург: МАНЭБ,2000.-С.143-146.
21. Еремин А.Л. К вопросу гигиенической регламентации показателей информационной среды // В сборн.: Актуальные проблемы санитарно-эпидемического благополучия населения Северо-Западного региона. Санкт-Петербург: ГМА им.И.И.Мечникова, 2000. - С.208
22. Еремин А.Л. Об отрицательном влиянии информации на здоровье населения России // В сборн.: Актуальные проблемы санитарно-эпидемического благополучия населения Северо-Западного региона. Санкт-Петербург: ГМА им.И.И.Мечникова, 2000. - С.209 (соавт. В.В.Семенова, Т.М.Шаршакова)
23. Еремин А.Л. Эколого-гигиенический кодекс информационного поведения СМИ // В сборн.: Социальная, нравственная и юридическая ответственность СМИ в реформируемом обществе. Краснодар: КГАУ, 2000. -С.95-102.
24. Еремин А.Л. Природа и физиология информационной экологии человека // Экология человека. — 2000. - №2. - С.55-60.
25. Еремин А.Л. Влияние информационной среды на здоровье населения // Проблемы социальной гигиены, здравоохранения и истории медицины. - 2000. - № 6. - с.21-24.
26. Еремин А.Л. Информация и здоровье. Модели безопасного информационного поведения. Санкт-Петербург: МАНЕБ. 2001. - 164 с.
27. Еремин АЛ. Биофизические основы эволюции разума человечества // Биофизика РАН. - 2003. - Т.48, №3. - с. 573.
28. Еремин АЛ. От интеллекта индивидуума к интеллекту человечества // Природа РАН. - 2004. - №4. - С. 23-28.
29. Еремин A.JI. Интеллектуальный менеджмент в XXI веке как фактор информационной и воспитательной среды // Воспитательная среда как фактор гражданского и профессионального становления студента в многоуровневой системе образования «колледж-вуз». Краснодар: КММИ ВСО, 2005.- С.70-72.
30. Еремин А.Л. Ноогенез и теория интеллекта. Краснодар: СовКуб, 2005. -356 с. http://a-eremin.ru/rus/
31. Еремин А.Л. От параметров и формулы физиологии интеллекта к эволюции и гигиенической стратегии его совершенствования и образования // Методология, теория и практика непрерывного медицинского образования // Материалы международной научно-практической конференции. Краснодар: МОУ ВПО КММИВСО, 2006.- С.134-140.
32. Еремин А.Л. Изучение основ физиологии интеллекта для гигиенической оптимизации образования (определение формулы интеллекта, составляющих ее физиологических параметров, их эволюции, для обоснования стратегий повышения интеллекта) // Современные проблемы науки и образования, 2006. - №12, приложение 1. - С. 40-42. ISSN 1817-6321
33. Еремин А.Л. К стратегии оптимизации параметров условий труда при интеллектуальной деятельности и повышению интеллектуальной работоспособности // Сборник тезисов научно-практических работ к 85-летию образования санитарной службы. Краснодар: РИЦ «Флер-1», 2007. - С.120-135.
34. Еремин А.Л. Информационная окружающая среда, экология, гигиена и квантование интеллектуальной энергии человека // Сборник научных докладов 2-й международной конференции «Человек и природа. Проблемы экологии Юга России». Тамань - Краснодар — 2008. - С.123-125.
35. Еремин А.Л. Мобилизация интеллектуального потенциала // Наше время. - 2008. - №105 от 17-23 ноября. - С. 18.
36. Еремин А.Л. Мобилизация интеллектуального потенциала России // Стратегия России. - 2008. - №10. http://www.gazetanv.ru/article/7icH5600
37. Еремин А.Л. Окружающая информационная среда и экология, природа и квантование интеллекта человека // Материалы конференции, посвященной 20-летию природоохранной службы Краснодарского края. - 2008. — С. 44-46.
38. Еремин А.Л. Квант интеллектуальной энергии // Тезисы докладов Международного форума по нанотехнологиям - Rusnanotech, 2008, Москва http://popnano.ru/science/index.php?task=view&id=186
39. Еремин А.Л. Мода интеллекта и ноофармакология // Современные проблемы науки и образования, 2008. - №2, приложение 1. - С. 80-84. ISSN 1817-6321.
40. Еремин А.Л. Информационная гигиена, гигиенически значимые параметры и благополучие интеллекта // Материалы межвузовской научно-практической конференции посвященной 125-летию кафедры общей гигиены Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова «История становления и развития отечественной гигиенической науки и практики». М.: Издательский дом «Русский врач», 2009. - С. 82-85.
41. Еремин А.Л. Мировой разум: технические характеристики и интеллект-технологии // Тезисы XVI Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные процессы в высшей школе». Краснодар: КубГТУ, 2010. -С.187-189.
42. Еремин А.Л. Законы эволюции разума // Материалы трудов участников 7-ой международной телеконференции «Актуальные проблемы современной науки». Томск, 2012. - С.133-134.
43. Еремин А.Л. Биофизика появления разума // IV съезд биофизиков России. Материалы докладов. Нижний Новгород. 2012. - С.51.
44. Еремин А.Л. Интеллект - прогноз — гигиена (профилактическая медицина как интеллектуальное направление). // Сборник тезисов научно-практических работ посвященного 90-летию образования санитарной службы. Краснодар: Роспотребнадзор, 2012 - С.37-40.
45. Еремин А.Л. Оценка значимости температурного фактора в южном регионе России для профессиональных групп с интеллектуальными нагрузками // Тезисы Всероссийской научно-практической конференции «Профилактика нарушений здоровья и экспертиза профпригодности работников в современных условиях». Ростов-на-Дону, 2012. - С.108-109.
46. Еремин А.Л. К физиолого-гигиеническому обоснованию параметров и измерений интеллектуального труда // Тезисы Всероссийской научно-практической конференции «Профилактика нарушений здоровья и экспертиза профпригодности работников в современных условиях». Ростов-на-Дону, 2012. -С.110-112.
47. Еремин А.Л. Физиология интеллектуальной энергетики, температурный фактор и высшие интеллектуальные достижения // Тезисы Всероссийской научно-практической конференции «Профилактика нарушений здоровья и экспертиза профпригодности работников в современных условиях». Ростов-на-Дону, 2012. - С. 112-114.
48. Денисов Э.И., Еремин А.Л., Степанян И.В., Бодякин В.И. Вопросы измерения и оценки информационных нагрузок при умственном труде // Нейрокомпьютеры: разработка и применение. - 2013. - №10. - с. 54-62.
49. Денисов Э.И., Еремин А.Л., Степанян И.В., Бодякин В.И. Вопросы измерения и гигиенической оценки информации как физического фактора / Материалы XII Всерос. конгр. «Профессия и здоровье» и V Всерос. съезда врачей-профпатологов. Москва, 27-30 ноября 2013 г. - М.: Реинфор, 2013. С. 177-179.
50. Еремин А.Л., Денисов Э.И. Гармонизация измерения и оценки умственной нагрузки при специальной оценке условий труда / Материалы XII Всерос. конгр. «Профессия и здоровье» и V Всерос. съезда врачей-профпатологов. Москва, 27-30 ноября 2013 г. -М.: Реинфор, 2013. С. 194-196.
51. Денисов Э.И., Ерёмин АЛ. Информация, здоровье, инновации: гигиенические аспекты // Вестник РГМУ. - 2013. - №5-6. - С. 114-118.
52. Денисов Э.И., Еремин А.Л., Сивочалова О.В. Информационная гигиена и регулирование информации для уязвимых групп. В сб.: Приоритеты профилактического здравоохранения и устойчивое развитие общества:
состояния и пути решения проблем. Матер. Пленума научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды, 12 декабря 2013 г., М. Под ред. акад. РАМН Ю.А.Рахманина. С.103-105.
53. Еремин A.JI. Оптимизация умственного труда и творчества: новые биоинформационные подходы и концепции // Жизнь без опасностей. Здоровье. Профилактика. Долголетие. - 2013. - №4. - С. 59-66.
54. Денисов Э.И., Ерёмин A.JL, Степанян И.В., Бодякин В.И. Гигиенические проблемы информации в эргатических системах. В сб.: Актуальные проблемы медицины труда. Сохранение здоровья работников как важнейшая национальная задача: мат-лы научной конференции с международным участием / под ред. С.В.Гребенькова и И.В.Бойко. СПб: изд-во СЗГМУ им. И.И.Мечникова. 2014. С. 203-205.
55. Денисов Э.И., Прокопенко Л.В., Еремин АЛ., Курьеров H.H., Бодякин В.И., Степанян И.В. Информация как физический фактор: проблемы измерения, гигиенической оценки и ИТ-автоматизации // Медицина труда и промышленная экология. - 2014. - №1. — С. 43-47.
56. Денисов Э.И., Ерёмин А.Л., Степанян И.В. От «Рефлексов головного мозга» И.М. Сеченова к информации и инновациям. В сб.: 150 лет «Рефлексам головного мозга». Сборник научных трудов юбилейного симпозиума, посвященного изданию статьи И.М.Сеченова. М.: Изд-во «ИИнтелл». 2014. С. 329-350.
ВОЗ ДАД ИВР
ин исо
ИТ
МАРС
АТХ
МОТ
ИБИК
ПР
САД
ССС
УН
PWC
МКБ-10
МКФ
СОКРАЩЕНИЯ II УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Анатомо-терапевтяческо-химическая классификация - международная
система классификаций лекарственных средств ВОЗ
Всемирная организация здравоохранения
диастолическое артериальное давление
индекс вегетативного равновесия
информационная нагрузка
Международная организация по стандартизации
информационные технологии
математический анализ ритмов сердца
Международная статистическая классификация болезней и проблем, связанных со здоровьем ВОЗ
Международная классификация функционирования, ограничений
жизнедеятельности и здоровья ВОЗ
Международная организация труда
иано-, био-, инфо-, когно- технологии
профессиональный риск
систолическое артериальное давление
сердечнососудистая система
умственная нагрузка
Physical Working Capacity — физическая работоспособность человека
Подписано в печать 18.06.2014. Объем издания 2 авторских листа. Формат 60x84 V16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,79. Тираж 200 экз. Заказ № 50 от 18.06.2014 г. Напечатано с оригинал-макета заказчика в типографии «АДАС», ИП Сафронович И.А. ОГРНИП 310231020000039/ИНН 231000979329. 350000, г. Краснодар, ул. Гоголя, 55. Тел.:(861)275-02-30
Текст научной работы по медицине, диссертация 2014 года, Еремин, Алексей Львович
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт медицины труда» Российской академии медицинских наук
На правах рукописи
05201451329
ЕРЕМИН АЛЕКСЕЙ ЛЬВОВИЧ
ПРОБЛЕМА ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ НАГРУЗОК ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ТРУДА
14.02.04 - Медицина труда Диссертации
на соискание ученой степени доктора медицинских наук
Научные консультанты: доктор медицинских наук, профессор Бухтияров И.В. доктор биологических наук, профессор Денисов Э.И
Москва - 2014 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................5
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
■ 1.1 История гигиены умственного труда и проблемы, связанные с внедрением информационных технологий...........................................19
■ 1.2 Основы обработки информации человеком и проблемы когнитивистики в рамках нейронаук....................................... 25
■ 1.3 Влияние информации на здоровье человека и проблемы гигиенического нормирования.................................................................31
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ...........................38
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ НАГРУЗОК В РАМКАХ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ
■ 3.1 Таксономия, понятийный аппарат и глоссарий информационных нагрузок...........................................................................56
■ 3.2 Концепция информационной гигиены как раздела профилактической медицины................................................ 61
■ 3.3 Информация как физический фактор и единицы величин ее измерения........................................................................ 66
ГЛАВА 4. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИНФОРМАЦИИ КАК ФАКТОРА РАБОЧЕЙ СРЕДЫ
■ 4.1 Принципы и алгоритмы измерения количества информации и скорости передачи информации на предприятиях разных отраслей экономики при использовании информационных технологий........................................................................ 73
■ 4.2 Результаты измерения количества информации и средней скорости ее производства специалистами космической промышленности, приборостроения, государственных и спасательной служб, транспортной и телекоммуникационной отраслей........................75.
■ 4.3 Подходы к разработке методов и критериев шкалирования информационной умственной нагрузки на человека-оператора для гигиенической оценки и управления рисками для здоровья.............77
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРЕССОУСТОЙЧИВОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФИЗИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ
■ 5.1 Психофизиологический статус и реакция на информационный стрессор лиц с различным уровнем физической работоспособности (на
примере монтажников, работающих на высоте).......................... 93
■ 5.2 Уровень физической работоспособности водителей такси, как показатель их надежности, для управления рисками....................124
■ 5.3 Теоретическое обоснование гипотезы роли интероцепции для стрессоустойчивости и надежности человека-оператора............... 127
ГЛАВА 6. ЗНАЧИМОСТЬ ТЕМПЕРАТУРНОГО ФАКТОРА ДЛЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ГРУПП С ВЫРАЖЕННЫМИ
ИНФОРМАЦИОННЫМИ УМСТВЕННЫМИ НАГРУЗКАМИ
■ 6.1 Оценка напряженности труда водителей транспортных средств, работников скорой медицинской помощи, летчиков, научных работников........................................................................ 140
■ 6.2 Оценка значимости температурного фактора в южном регионе России для профессиональных групп и риск-менеджмент............ 142
■ 6.3 Физиология интеллектуальной энергетики, температурный фактор и оценка статистики высших интеллектуальных достижений....... 146
ГЛАВА 7. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ОПЕРАТОРСКОГО ТРУДА
■ 7.1 Концептуальная модель менеджмента риска и оптимизации умственного труда на базе биоинформатики и искусственного
интеллекта для профессий инновационного труда........................... 153
■ 7.2 Разработка инструментов и программ мониторинга информационных нагрузок для гигиенической их оценки.............166
■ 7.3 Вопросы классификации ноотропных препаратов и
деонтологических позиций ноофармакологии в медицине труда...... 180
ВЫВОДЫ.......................................................................................184
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ...........................................................187
СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.............................. 192
СПИСОК ТЕРМИНОВ (глоссарий информационных нагрузок).............. 194
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................210
ПРИЛОЖЕНИЯ.............................................................................243
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. «Стратегией развития медицинской науки в Российской Федерации до 2025 года», утвержденной распоряжением Правительства РФ от 28 декабря 2012 г. № 2580, по научной платформе «Профилактическая среда» предусмотрена разработка «инновационных диагностических технологий оценки факторов профессионального риска нарушений здоровья и технологии социально-гигиенического мониторинга производственной и окружающей среды и здоровья работников».
Стратегия ставит задачу разработки «гармонизированных с международными требованиями гигиенических регламентов, критериев и методов оценки физических факторов производственной и окружающей среды, усовершенствования медицинских и психофизиологических критериев оценки факторов трудового процесса... с учетом психосоциальных факторов, совершенствование нормативной методической базы в области отраслевой медицины труда на основании гармонизации с требованиями ВОЗ и МОТ для повышения эффективности управления профессиональными рисками и сохранения здоровья работников...».
В Постановлении XXVI (2012 г.) сессии Общего собрания РАМН «Нейронауки - современной медицине» отмечается, что развитие нейрофизиологии, неврологии, психиатрии базируется на современных исследованиях когнитивной, теоретической и компьютерной нейробиологии, нейрофармакологии и пр. Постановление поддерживает исследования в области нейроэпидемиологии неврологических расстройств, ассоциированных в т.ч. с трудовой деятельностью; внедрение высокотехнологичных методов диагностики нервной системы; освоение новых компьютерных, роботизированных и космических технологий нейрореабилитации и др. [180].
Еще в 1700 г. основатель медицины труда Б. Рамацини в труде «О болезнях рабочих» среди трех причин болезней работников называл «внимание и применение ума» [188]. Впервые гигиену умственного труда
рассматривает Ф.Ф. Эрисмаи в руководстве «Профессиональная гигиена, или гигиена умственного и физического труда» (1871) [196, 274].
По переписи населения России, интеллектуальным трудом могут заниматься как минимум имеющие высшее образование 15,2 млн. человек (10,7% от населения в 142,5 млн.), имеют высшее образование, но старше трудоспособного возраста 3,8 млн. (2,7% населения), послевузовское образование (закончили аспирантуру) - 369 тыс. человек.
По данным ВОЗ (2012), в мире более 350 миллионов человек страдают депрессией, и если в 1990 г. психические и неврологические расстройства составляли 10% от общего показателя DALY (годы жизни, потерянные в результате заболеваний и травм), то к 2020 г. доля этих расстройств может возрасти до 15% [32]. Неврозы же и реактивные депрессии могут быть результатом драматических переживаний, в т.ч. на работе, при чрезмерной нервно-эмоциональном напряжении в результате стресса.
65-я сессия Всемирной ассамблеи здравоохранения (2012) приняла Резолюцию о глобальном бремени психических расстройств и необходимости разработки комплексного плана действий в области психического здоровья [32]. В докладе «Психическое здоровье - новое понимание, новая надежда» (ВОЗ, 2001) отмечалось: «Мозг отвечает за сведение воедино генетической, молекулярной и биохимической информации с информацией, поступающей извне... Возможности для улучшения психического здоровья - в создании позитивной рабочей среды» [185].
Разработан ряд семейств стандартов ГОСТ Р ИСО: 27000 «Система менеджмента информационной безопасности», 31000 «Менеджмент рисков», 20000 «Система менеджмента 1Т-сервисов», 14001 «Система экологического менеджмента», при этом следует особо выделить серию 10075 «Эргономические принципы обеспечения адекватности умственной нагрузки» [43-45].
В мировой науке сформировалась новый тренд - НБИК (NBIC)-конвергенция, как взаимовлияние информационных технологий (ИТ) -(инфо), биотехнологий (био), нанотехнологий (нано) и когнитивной науки (когно) (Roco M., Bainbridge W., 2004) [352]. НБИК-конвергенция включена в научную стратегию России (Ковальчук М.В., 2011) [133]. В медицине труда биоинформационные технологии применяют для прогнозирования и управления профессиональными рисками (Денисов Э.И., Прокопенко JI.B., Степанян И.В., 2012) [58], что ставит задачу их распространения на труд операторов.
При описании и оценке информационных процессов целесообразно их отображение в общепринятой физико-математической сфере как системными (метр, секунда, джоуль и др.), так и внесистемными единицами измерений (децибел, люкс, кандела, байт и др.). При этом следует также учитывать их семантические (Бодякин В.И., 2012) [20], визуальные (Хакен Г., 2001; Balduzzi D., 2009; Schwartz H.A., 2013) [254, 287, 353] и когнитивные (Редько В.Г., 2010) [192] характеристики. Приводятся результаты расчетов производимой человечеством и запоминаемой в различных средах информации (Lyman Р., Varían H.R., 2003) [339], но такие данные отсутствуют для сферы производства.
Для оценки интеллектуальных продуктов применяют методы квалиметрии (Костин A.B., Азгальдов Г.Г., 2012); параллельно развиваются направления математической биофизики, биоинформационных и когнитивных технологий (Петухов C.B., Катанов Д.Ш., 2009; Степанян И.В., 2012) [58, 175] и этот задел полезен для решения задач медицины труда.
Развивается информационная экологии, объединяющая экологические идеи с динамикой насыщения, важности и развития цифровой информационной окружающей среды, в том числе в производственных коллективах (Capurro R., 1990; Davenport T., 1997; Pór G., 2000; Souly A., 2010) [293, 299]. Появляются работы по гигиенические проблемам
коммуникационных и ИТ для населения (Карелин А.О., Бабалян A.B., 2012) [126]. Это делает актуальной разработку проблематики в медицине труда.
Изучены психофизиологические механизмы функционального состояния организма при воздействии факторов трудового процесса, условия перехода напряжения в перенапряжение, значение перенапряжения в возникновении ряда нозологических форм профессиональных и общих заболеваний (Мойкин Ю.В., Киколов А.И., Тхоревский В.И., 1987) [163].
Исследовалась у летчиков надежность профессиональной деятельности и ее связь со здоровьем (Пономаренко В.А., 1992). Даны определения экологии человека, экосистем "человек - производство" с дополнениями из гигиены, психологии, физиологии, эргономики (Агаджанян H.A., Ушаков И.Б., Торшин В.И., 1997). Предприняты попытки классификации стрессоров в профессиональной деятельности (Никифоров Г.С., 2006). Рассматриваются паттерны функциональных состояний оператора (Ушаков И.Б., 2010). Активно изучаются гигиенические особенности интеллектуального труда (Измеров Н.Ф., Матюхин В.В., 2006; Рубцов М.Ю., Юшкова О.И., 2009; Рубцова Н.В., Шардакова Э.Ф., Бухтияров И.В. и др., 2012) [152, 153, 195, 278].
Этот колоссальный научный задел отражает разные аспекты эффектов и определяет целесообразность аналогичной глубокой проработки дозных аспектов информационных нагрузок для возможности выявления закономерностей «доза-эффект» при операторском труде.
В связи с введением в Трудовой кодекс РФ понятия «профессиональный риск», а также массовым внедрением ИТ во все отрасли экономики перед гигиеной труда все острее возникает проблема управления риском при информационной нагрузке (ИН), как факторе физической природы нарастающей гигиенической значимости. Это предполагает, прежде всего, решение вопросов квантификации риска, т.е. дозной оценки информации как физико-гигиенического аспекта для установления
зависимостей «доза - эффект» как научной основы управления рисками для здоровья.
В области интеллектуальных нагрузок и физиолого-эргономических требований к организации технологических процессов и рабочих мест действуют руководство Р 2.2.2006-05 [199], методические рекомендации МР 2.2.9.2311-07 [161] и санитарные правила СП 2.2.2.1327-03 [206]. Однако в этих документах отсутствует единый понятийный аппарат («количество информации» и др.), нет гигиенических критериев оценки ИН («скорости передачи информации» и пр.) для разработки рекомендаций по оптимизации умственного труда. Кроме того, для многих массовых профессий напряженного труда не определены оптимальные показатели рабочей среды, в частности, микроклимата (водители электротранспорта, бригады скорой помощи и др.). Для ряда профессий высокого риска (монтажников-высотников, спасателей, водителей транспортных средств и др.) медицинские противопоказания не включают показателей стрессоустойчивости.
Цель исследования - физиолого-гигиеническое изучение воздействия информации как фактора условий труда физической природы на человека-оператора, с анализом его биоинформационных показателей, разработкой методов и критериев гигиенической оценки и определение стратегий оптимизации интеллектуального труда при современных информационных технологиях.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи.
1. Анализ информации как фактора профессионального риска с определением места информационных нагрузок в системе профилактической медицины.
2. Разработка таксономии и терминологии информационных нагрузок, классификации и концептуальной модели факторов, определяющих умственную нагрузку на человека-оператора и возможные позитивные и негативные последствия.
3. Изучение возможности определения показателей для качественно-количественной оценки информационных нагрузок на человека-оператора и их измерение на примере ряда профессий отраслей приборостроения, госслужбы, электротранспорта, аварийно-спасательной службы, телекоммуникационной, космической промышленности и др.
4. Определение концептуальной модели, алгоритма, метода, шкал и базовых критериев комплексной оценки информационных нагрузок как научной основы риск-менеджмента, гигиенического нормирования, экспертной оценки и мониторинга в практике гигиены труда.
5. Исследование статистики высших интеллектуальных достижений в связи с температурным фактором; обоснование гигиенической значимости поддержания оптимальных параметров температуры при нервно-эмоционально напряженном труде (на примере водителей и врачей скорой медицинской помощи, водителей трамваев и троллейбусов, летчиков вертолетов).
6. Изучение связи между общей физической работоспособностью (ОФР) человека-оператора, его стрессоустойчивостью и надежностью деятельности в экстремальных ситуациях (на примере монтажников-высотников и водителей).
7. Разработка концептуальной модели гигиенической регламентации факторов условий труда при работах с выраженными информационными нагрузками, гармонизированной с международными стандартами.
Научная новизна и теоретическая значимость работы.
1. В диссертационной работе показана возрастающая гигиеническая значимость информация, определено её место среди других аспектов условий труда человека-оператора и проведена классификация видов сигналов-носителей информации.
2. Определена таксономия информационных нагрузок, сформирован понятийный аппарат и составлен глоссарий основных понятий и терминов, а
также определены задачи, объекты и методы исследований информационных нагрузок, их место среди других разделов профилактической медицины.
3. На основе анализа положений теорий информации (К.Шеннон), функциональных систем (П.К.Анохин), информационной теории эмоций (П.В.Симонов) и иерархии мотиваций (А.Маслоу), а также бионфороматики и искусственного интеллекта с учетом современных концепций ВОЗ и МОТ, а также стандартов ИСО и результатов собственных исследований определены некоторые показатели информационных нагрузок, а также предложены методы их определения и критерии оценки.
4. Разработаны шкалы уровней для комплекса показателей информационной умственной нагрузки на человека-оператора с учетом как физических параметров - качества сигнала-носителя информации и скорости передачи информации, так и психофизиологических параметров - контента, семантики, контекста и пр., по сложности, важности информации, её эмоциональной оценке, готовности оператора к приему информации.
5. Апробированы для гигиенических целей способы построения семантических графов для визуализации структурно-частотного представления научного текста по технологии словесных облаков (БетЬе^ ]., 2013) и усовершенствованной технологии с векторами логических связей (Степанян И.В., 2013). Отмечена перспективность этих технологий для повышения эффективности работы в эргатических системах «человек -машина - среда - социум» и определены подходы к гигиенической оценке визуальной информации, в частности, среды движения, как перспективного направления исследований в медицине труда.
6. На основе физиолого-гигиенического обобщения а