10. Доклад Физиологические механизмы зрения

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ

ЗРИТЕЛЬНОГО УТОМЛЕНИЯ И ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ И МЕРЫ ИХ ПРОФИЛАКТИКИТИ

Корнюшина Т.А.

Автореферат на соискание ученой степени

доктора биологических наук.

МНИИ глазных болезней им. Гельмгольца, Москва, 1999 г.

Современный уровень техники создает новые виды профессиональной деятельности - операторскую деятельность. Характерной особенностью операторской деятельности является высокая зрительная нагрузка, которая может приводить к возникновению утомления и перенапряжению зрительной системы. Исследование физиологических показателей зрения у данной категории работников позволило выявить нарушения аккомодации и мышечного равновесия, снижение КЧСМ и остроты зрения, изменения границ поля зрения ( Шаповалов С.Л..1976, Аветисов Э.С., Коваленко В.В., Лиман А.Д.1978, Розенблюм Ю.З. 1979 Гадакчан К.А.1990, Мурза В.А.,Юозулинас А.И., Попопв С.Е.1990. Грос А.1991, Хунг 1992).

Однако до настоящего времени не решены вопросы о механизмах развития и особенностях формирования утомления и перенапряжения при выполнении работ с различными уровнями нагрузки на зрительный анализатор.

ЦЕЛЬЮ данной работы является изучение физиологических механиз­мов возникновения зрительного утомления и перенапряжения у лиц, выполняющих различные виды зрительно-напряженных работ с использованием увеличительных приборов, электронных средств отображения информации, а также у судоводителей речных судов и разработка системы реабилитационно-профилактических мероприятий.

Соответственно цели сформулированы следующие ЗАДАЧИ:

1. Определить факторы трудового процесса и оценить условия труда по гигиеническим критериям при работе с использованием бинокулярного микроскопа, лупы, дисплея, а также при вождении речных судов.

2. Выявить закономерности изменения зрительного анализатора под воздействием различных видов деятельности, связанных с разным

- 2 -

характером зрительно-напряженной нагрузки. Разработать методы

исследования и критерии оценки зрительного утомления и перенапряжения.

3. Оценить влияние различных зрительно-напряженных видов труда на зрительную работоспособность в течение кратковременных и длительных воздействий на зрительную систему.

4. Определить оптимальные условия освещения рабочих мест с учетом спектрального состава света.

5. На основании обследования большого контингента лиц определить гигиенические рекомендации по режиму работы и разработать систему реабилитационно-профилактических мероприятий с учетом характера зрительной деятельности.

При выполнении работы применялся расширенный комплекс исследований: эргономические, профессиографические и хронометражные методы позволили определить категорию и характер зрительно-напряженной работы и уровни загрузки обследованных профессиональных групп.

Особое значение придавалось оценке освещенности на рабочих местах

В общей сложности в динамике рабочей смены были проведены хронометражные наблюдения за 122 работниками.

Общеофтальмологическое обследование работников включало расширенный комплекс методик по исследованию остроты зрения, определению рефракции, фузионных резервов, гетерофории, абсолютной и относительной аккомодации. Устойчивость центрального зрения к ослеплению определяли с помощью фотостресса. Измерение динамической рефракции глаза осуществляли с помощью лазерного рефрактометра.

Учитывая, что бинокулярный микроскоп создает искусственные условия для зрения, нами была разработана оригинальная методика исследования аккомодации и фории при зрительных работах с использованием

- 3 -

микроскопа. Для этого на объектив и окуляры микроскопа надевались специальные насадки.

Физиологические исследования состояния зрительного анализатора проводились в динамике рабочей смены, через 8 месяцев, через 2 года и более.

Под нашим наблюдением находилось 4 профессиональные группы: 1) лица, пользующиеся при работе бинокулярным микроскопом - 1044 человек, 2) лица, работающие с лупами - 63 человека, 3) профессиональные пользователи дисплеев - 118 человек, 4) судоводители речных судов -21 человек, которые выполняли зрительно-напряженную работу на далекое расстояние при различных уровнях освещения.

В контрольную группу вошли работники предприятий, чья работа не связана с напряжением зрения - технологи, инженеры, вспомогательные рабочие - всего 544 человека.

Характеризуя условия труда операторов-микроскопистов, можно выделить следующие визуальные факторы трудового процесса при работе с бинокулярным микроскопом: - это ограничение поля зрения и движений глаз, объект наблюдения увеличен в 8-40 раз, имеет малый контраст и повышенную блескость. Фокусировка на объект осуществляется с помощью микрометрических винтов, что полностью выключает аккомодацию глаза. Работа операторов-микроскопистов сопровождается наибольшим напряжением зрения и относится к работам наивысшей точности 1 а и 1б разрядов.

При изготовлении микросхем и электровакуумных приборов бинокулярный микроскоп используется не менее 75% рабочей смены.

Освещенность на рабочих местах в большинстве случаев не соответствует норме ( равна 350 лк).

- 4 -

Эти неблагоприятные факторы труда микроскопистов приводят к тому, что в первые годы после поступления на работу отмечается высокая текучесть кадров, что снижает уровень квалификации рабочих. Оставшиеся работницы в 69,7% случаев предъявляют жалобы на зрение и общее утомление.

На слайде представлены данные о характере астенопических жалоб в различных возрастных группах.

По данным автоматической рефрактометрии у микроскопистов в 22,6% случаев имелась миопия слабой и средней степени. Надо отметить, что в 13,2% случаев она возникала в результате производственной деятельности , а у лиц, у которых она была при приеме на работу, миопия прогрессировала на 1,0-2,0 дптр.

Исследования в динамике рабочего дня функционального состояния зрительной системы показало, что эзофория вдаль в конце смены увеличилась в среднем на 0,54 пр.дптр, ближайшая и дальнейшая точки ясного видения удалились от глаза в среднем на 0,1 дптр, рефракция по результатам лазерной рефрактометрии усилилась при монокулярном зрении в 45,5% случаев, а при бинокулярном зрении в 48,5% случаев. В начале рабочей смены отмечалась анизоаккомодация между двумя глазами в среднем в 0,63 дптр, а к концу смены она уменьшалась до 0,13 дптр, что указывает на усиление напряжения тонуса вегетативной нервной системы.

Таким образом, в динамике рабочего дня наблюдаются признаки развития зрительного утомления, которое выражается в удалении ближайшей и дальнейшей точек ясного видения от глаза, усилением рефракции как при монокулярном, так и при бинокулярном зрении.

В 7 возрастных группах микроскопистов определялось состояние аккомодации в ближайшей и дальнейшей зонах ясного видения.

- 5 -

Объем аккомодации в этих группах сравнивали с данными возрастной нормой (табл.)

Из таблицы видно, что объем аккомодации у операторов-микроскопистов достоверно снижен во всех возрастных группах на 1,0-2,0 дптр по сравнению с нормой (кроме лиц 26-30 лет.)

На данном слайде представлена кривая, характеризующая изменение силы аккомодации у операторов-микроскопистов, которую мы сравнивали с данными разных авторов. У микроскопистов объем аккомодации меньше в среднем на 2,0-5,0 дптр, чем на эталонных кривых, что указывает на слабость аккомодации у лиц, работающих с бинокулярным микроскопом.

В каждой возрастной группе определялось изменение показателей аккомодации в зависимости от стажа работы ( табл.). Анализ положения ближайшей и дальнейшей точек ясного видения показал, что в первые 3 года работы с микроскопом отмечается усиление тонуса симпатической нервной системы, которое проявляется удалением ближайшей и дальнейшей точек ясного видения от глаза. Объем аккомодации снизился на 0,4-1,3 дптр в зависимости от возраста.

Через 4 года и более реакции аккомодации становятся неустойчивыми (периодическими) и происходит дальнейшее снижение объема аккомодации на 1,0-2,0 дптр по сравнению с первоначальными данными. Возникает анизоаккомодация и астенопия.

Определяя градиент ослабления силы аккомодации в зависимости от стажа, (рис.) установлено, что максимальное зрительное утомление испытывают лица со стажем работы с бинокулярным микроскопом 4 года (градиент ослабления силы составляет 1,2 дптр).

- 6 -

Таким образом, факторы трудового процесса при работе с бинокулярным микроскопом приводят к выключению рефлекторной части аккомодации и усилению напряжения тонической ее части. Длительная работа в таком режиме

нарушает деятельность вегетативной нервной системы и способствует развитию хронического утомления и перенапряжения зрительного анализатора. Оно выражается в миопизации в дальнейшей зоне и в ранней пресбиопии в ближайшей зоне ясного видения.

Следующая профессиональная группа - это лица, работающие с лупами.

Факторы их трудового процесса квалифицируется, как менее напряженные по сравнению с особенностями труда операторов-микроскопистов и относятся к работам очень высокой и высокой точности, т.е. 2а, 2б и 3а разрядов. Работники используют лупы не менее 75% рабочего времени при сортировке, контроле и оценке изделий и не менее 50% времени при их огранке. Освещенность на рабочих местах составляла 300 лк, что было ниже нормы.

Характерной особенностью является то, что у лиц, пользующихся лупами наводка на резкость осуществляется с участием рефлекторной части аккомодации, а длительное удержание четкого изображения с участием тонической части аккомодации.

При предварительном офтальмологическом обследовании лиц, работающих с лупами в 11,5% случаев была выявлена миопия, что почти в два раза меньше, чем у лиц, пользующихся при работе микроскопами.

В динамике рабочего дня у лиц, работающих с лупами развивается зрительное утомление, которое выражается усилением рефракции в дальнейшей зоне и достоверным (р 0,001) снижением объема абсолютной аккомодации на 0,25 дптр в конце смены по сравнению с исходными данными. В течение всей смены у них сохранялась анизоаккомодация , что

- 7 -

указывает на расстройство бинокулярного зрения, вызванное нагрузкой на зрительный анализатор.

Проведенный сравнительный анализ с учетом возраста показал, что у лиц, пользующихся лупами, объем абсолютной аккомодации на 1,0-2,0 дптр достоверно меньше возрастной нормы, но несколько выше чем у микроскопистов.

Снижение объема аккомодации происходит за счет только удаления ближайшей точки ясного видения от глаза на 2,0 дптр. Ранняя пресбиопия у лиц, работающих с лупами начинается быстрее на 5 лет, чем у микроскопистов ( в возрасте 30 лет).

Стажевые изменения показателей абсолютной аккомодации свидетельствуют, что через 5 лет работы резко возрастают астенопические явления (69,0% случаев). В этот же срок установлено максимальное ослабление силы аккомодации- интегральный градиент составлял - 0,65 дптр.

Длительное напряжение тонуса симпатической нервной системы приводит к усилению напряжения аккомодации в ближайшей и ослаблению в дальнейшей точке ясного видения при этом рефракция становится слабее .

Заключая характеристику этой профессиональной группы следует сказать что, развитие зрительного утомления в течение смены и кумуляция его в течение длительного периода работы с лупой приводит к возникновению перенапряжения, которое характеризуется астенопией и ухудшением зрения вблизи, то- есть появлением ранней пресбиопии.

В последние годы появился и стал массовым новый вид зрительно-напряженной деятельности - это работа профессиональных пользователей компьютерами. На основании хронометражных данных работы пользователей компьютерами, находившихся под нашим наблюдением, их труд можно

- 8 -

отнести к зрительно-напряженной работе ПА, ША, ШВ категориям что соответствует высокой напряженности зрительного анализатора в соответствии с санитарными нормами.

Время работы с экраном у них составляло 35-40% от продолжительности смены.

Освещенность на рабочих местах пользователей компьютерами соответствовала нижней границе нормы ( 300 лк).

Основным фактором, способствующим развитию перенапряжения является объект наблюдения, то-есть то виртуальное изображение, которое получается

на экране дисплея. Особенностью этого изображения является то, что оно самосветящееся, мерцающее, дискретное, имеет сниженный контраст.

У лиц, работающих с компьютерами зрительное восприятие информации получаемой на экране, нарушается из-за нерезкости контуров изображения и хроматической аберрации, которая составляет 1,5 дптр. Значительная величина знаков на экране (16-20 угловых минут) приводит к нарушению рефлекса аккомодации.

Первоначальные результаты проведенного обследования 118 пользователей дисплеями, показали, что в 46,6% случаев отмечается миопия. Это более чем в два раза чаще, чем у микроскопистов и в четыре раза чаще, чем у лиц, работающих с лупами.

В течение рабочей смены исследования показателей абсолютной аккомодации выявили слабовыраженные изменения, характерные для развившегося к концу дня утомления ( удаление дальнейшей точки ясного видения от глаза в среднем на 0,16 дптр).

Определение объема аккомодации у пользователей компьютерами, показало, что во всех возрастных группах отмечается достоверное снижение объема аккомодации по сравнению с возрастной нормой в 1,5- 2,0 раза.

- 9 -

На данном слайде представлена кривая объема аккомодации в зависимости от возраста у пользователей компьютерами, и для сравнения дана кривая, полученная у микроскопистов.

На рисунке видно, что у молодых людей, слабость аккомодации выражена в большей степени, чем даже у микроскопистов (возраст 21-30 лет), что объясняется значительной нагрузкой на зрительный анализатор при фиксации взора на экране компьютера.

После 30 лет изменения в обеих группах были близки.

Надо отметить, что уменьшение объема аккомодации у пользователей дисплеями происходит, главным образом, за счет удаления ближайшей точки ясного видения от глаза на 2,0 дптр, т.е. отмечается дисфункция аккомодации в ближайшей зоне ясного видения.

Обращало на себя внимание то, что при исследовании относительной аккомодации отрицательная часть ее была в среднем по группе равна +2,62 дптр, в то время как у лиц, работающих с оптическими приборами она составляла +3,0 дптр.

Это указывает на то, что способность к расслаблению аккомодации при бинокулярном исследовании вблизи у лиц, пользующихся дисплеями снижена на 0,4 дптр.

Определение интегрального градиента ослабления силы аккомодации в зависимости от стажа показал, что максимальное изменение происходит после 6 лет работы с дисплеем . В эти же сроки у пользователей дисплеями в 66,1% случаев возникали астенопические жалобы.

Таким образом, при работе с электронными средствами отображения информации развивается зрительное утомление за счет усиления тонуса

- 10 -

симпатической нервной системы и нарушения бинокулярного зрения вблизи. При длительной нагрузке оно становится хроническим и затем переходит в

состояние перенапряжения, характеризующееся развитием ранней пресбиопии и псевдомиопии.

Особую группу образуют судоводители речных судов. Вождение судов, учет и контроль правильности и безопасности движения производятся с помощью глазомерной ориентировки по знакам судоходной обстановки и естественным ориентирам на местности.

Главными факторами возникновения перенапряжения зрительной системы является работа в ночное и сумеречное время, когда рефлекторная часть аккомодации из-за пониженной освещенности полностью выключается.

В течение дневной вахты происходит достоверное удаление ближайшей точки ясного видения от глаза на 0,2 дптр, что указывает на усиление тонуса симпатической нервной системы. В сумеречное и ночное время изменения аккомодации незначительны, то-есть происходит полная «депривация» аккомодации из-за недостаточного освещения.

Величина объема аккомодации в зависимости от возраста представлена на таблице. Объем аккомодации у судоводителей снижен по сравнению с возрастной нормой в среднем на 2,0 дптр.

На слайде представлены кривые изменения силы аккомодации у судоводителей речных судов и операторов-микроскопистов. Как видно на

графике у судоводителей ослабление силы аккомодации выражено в большей степени, чем у микроскопистов. Это связано, главным образом с удалением ближайшей точки ясного видения от глаза в среднем на 2,0 дптр.

Длительное усиление тонуса симпатической нервной системы способствует развитию хронического утомления, а затем и перенапряжения, проявляющегося ранней пресбиопией. Судя по характерным сдвигам в

- 11 -

аккомодационном аппарате глаза судоводителей, их работу можно назвать зрительно-напряженной работой при зрении вдаль.

Проведенный сравнительный анализ состояния зрительной системы у работников с различными уровнями зрительных нагрузок позволил сформировать показатели, характеризующие состояние хронического утомления и перенапряжения .

Изменение показателей абсолютной и относительной аккомодации, гетерофории, фузионных резервов, а также снижение зрительной работоспособности ( производительности труда) в динамике рабочей смены (вахты) и в последующие сроки приводят к развитию зрительного утомления.

В зависимости от интенсивности нагрузки и характера зрительно-напряженной деятельности,( табл.) нарушения могут происходить либо только в ближайшей зоне ( как у лиц, работающих с лупой и судоводителей речных судов), либо в обеих зонах ясного видения( как у микроскопистов и пользователей компьютерами).

На фоне развившегося хронического утомления дальнейшее воздействие зрительных нагрузок приводит к появлению перенапряжению зрительного анализатора. Под этим подразумевается состояние, характеризующееся нарастанием субъективной симптоматики ( появлением астенопии более чем в 60% случаев) и развитием псевдомиопии, миопии слабой степени, а также ранней пресбиопии. Иными словами, при перенапряжении возникает состояние, граничащее между нормой и патологией.

Профилактика развития утомления и реабилитация лиц с хроническим утомление и перенапряжением были направлены на нормализацию тонуса аккомодации ( улучшение кровоснабжение цилиарной мышцы), восстановление ее рефлекса ( динамические методы тренировки аккомодации).

- 12 -

Для микроскопистов была разработана система регламентированных перерывов и специальной производственной гимнастики, проводимой на рабочих местах.

В специально оборудованном кабинете проводились тренировки зрения и реабилитационные мероприятия : с помощью оптических элементов, лазерных методов релаксации избыточного тонуса цилиарной мышцы, использование для снижения зрительного и общего утомления электропунктуры, воздействие на биологически активные точки с помощью массажа.

После проведенных курсов практически все работницы отмечают улучшение общего самочувствия, а в 80% случаев исчезают астенопические явления.

Перечисленные выше методы снижения зрительного и общего утомления в той или иной степени применимы и при других видах зрительно-напряженного труда.

Кроме этого, были разработаны специальные меры профилактики зрительного утомления и перенапряжения. Так для операторов-микроскопистов были разработаны насадки , закрепляющиеся на микроскопе,с

помощью которых можно дать рекомендации по индивидуальной настройке микроскопа.

Специально для пользователей дисплеями была разработана оригинальная методика тренировки аккомодации с применением динамических фигур, демонстрируемых на мониторе компьютера.

Помимо этого для пользователей дисплеями апробированы специальные очки со светофильтрами. В результате установлено повышение зрительной работоспособности и уменьшение астенопических явлений в 90% случаев.

- 13 -

В работе были осуществлены мероприятия по оптимизации светового режима на рабочих местах операторов-микроскопистов за счет улучшения качества спектрального состава света.

Для проведения обоснованного и целенаправленного комплекса мер первичной профилактики была разработана и внедрена программа динамического наблюдения за состоянием органа зрения и выявления лиц с функциональными нарушениями зрения и проведения с ними оздоровительных и реабилитационных мероприятий.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ заключается в проведении физиолого-гигиенических исследований для выявления механизмов развития утомления и перенапряжения зрительного анализатора в зависимости от характера работы.

Впервые на основании комплексных исследований установлено, что при работе, связанной с нагрузкой на зрительный анализатор при использовании увеличительных и электронных приборов, а также в условиях пониженной освещенности происходит частичная или полная «депривация» аккомодационной системы. Предложен новый критерий определения перенапряжения зрительного анализатора - градиент ослабления силы аккомодации, представляющий собой декремент объема аккомодации при длительном стаже работы.

Разработаны новые методы исследования работы аккомодации совместно с микроскопом и методы тренировки зрения с помощью динамических фигур.

В результате исследований установлена прямая зависимость функционирования аккомодационной системы от характера выполняемой работы.

При работе с бинокулярным микроскопом у обследованных лиц из процесса фокусировки глаза полностью выключается рефлекторная часть аккомодации, а тоническая часть находится в максимальном напряжении. Работа в динамике смены приводит к зрительному утомлению. В последующем у микроскопистов такой характер работы приводит к перенапряжению. Это выражается в миопизации глаза в дальнейшей зоне и ранней пресбиопии в ближайшей зоне ясного видения. Максимальное снижение градиента силы аккомодации происходит при рабочем стаже 4 года.

У лиц, работающих с лупами «депривация» рефлекторной части аккомодации является частичной, так как наводка на объект осуществляется с помощью рефлекторной части, а длительное удержание четкого изображения с помощью тонической. Установлено, что усиление тонуса симпатической нервной системы зрительного анализатора в динамике рабочего дня приводит к развитию зрительного утомления, и в последующем к формированию состояния перенапряжения, что выражается в ранней пресбиопии. На это указывает максимальное снижение силы аккомодации, которое происходит через 5 лет работы с лупой.

При использовании компьютеров у операторов отмечается напряжение как рефлекторной, так и тонической части аккомодации. Особенности компьютерного изображения ( нерезкие контуры изображения, хроматическая аберрация, значительная величина знаков) приводят к нарушению рефлекса аккомодации и усилению ее тонуса. В результате этого возникает зрительное утомление в динамике рабочей смены. Состояние перенапряжения у пользователей ВДТ характеризуется

тем, что в зоне дальнего видения развивается псевдомиопия, в зоне ближнего видения - ранняя пресбиопия. Максимальное снижение градиента силы аккомодации у них происходит при работе с дисплеем через 6 лет.

У судоводителей сохранены как рефлекторная, так и тоническая часть аккомодации. «Депривация» аккомодации происходит из-за сниженной освещенности (вождение судов в ночное и сумеречное время). Это приводит к зрительному утомлению в период навигации, а в последующем к ранней пресбиопии.

Предложенная система профилактики развития зрительного утомления и перенапряжения направлена на восстановление тонуса аккомодации (кровоснабжение цилиарной мышцы) и восстановление рефлекса аккомодации (динамические методы тренировки).

Установлено, что оптимальными по спектральному составу света для операторов-микроскопистов являются источники света с максимум пропускания при длине волны 650 нм (люминесцентные лампы типа ЛТБЦ).

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Определены как общие механизмы возникновения утомления и

перенапряжения зрительной системы, так и частные особенности их формирования в зависимости от характера выполнения зрительно-напряженных работ (с использованием увеличительных приборов, компьютеров, а также при вождении речных судов). Общая закономерность проявляется в полной или частичной «депривации» аккомодационной системы глаза.

2. Выделены критериальные признаки и их уровни, отражающие состояние развившегося утомления и перенапряжения ( показатели абсолютной и относительной аккомодации, градиент ослабления силы аккомодации, характер изменения рефракции и т.д.)

3. Установлено, что явления напряжения отмечаются при стаже работы 1-3 года, независимо от характера профессиональной деятельности. В последующем развивается хроническое утомление, переходящее в состояние перенапряжения зрительной системы, при котором отмечается ослабление интегрального градиента силы аккомодации. Однако в зависимости от вида зрительной деятельности оно проявляется в различные стажевые сроки: у лиц, работающих с бинокулярным микроскопом , - при стаже 4 года работы, у лиц, работающих с лупой,- при стаже 5 лет , у лиц, работающих с дисплеем, - при стаже 6 лет.

4. Показано, что при длительном выполнении работ, связанных с напряжением зрения происходят физиологические изменения зрительной системы, которые находятся в прямой связи с характером выполняемой работы и отражают состояние перенапряжения. У лиц, длительно работающих с бинокулярным микроскопом и у пользователей компьютерами возникает пвевдомиопия, миопия и ранняя пресбиопия. У лиц, выполняющих работу с лупами, а также у судоводителей установлена ранняя пресбиопия.