Основы физиологии труда и комфортные условия жизнедеятельности.

Основы физиологии труда и комфортные условия жизнедеятельности.

Классификация основных форм трудовой деятельности.

Человек как элемент системы «Человек-среда».

Физиология труда - это раздел общей физиологии, посвященный изучению изменений физиологических функций в процессе трудовой деятельности человека.

В отличии от частных разделов физиологии этот раздел является синтетической дисциплиной, изучающей не столько отдельные функции, сколько их взаимосвязь в условиях трудовой нагрузки.

Изучение физиологии трудовой деятельности включает в себя два основных аспекта - теоретический и практический. В первом случае речь идет об изучении механизмов приспособления физиологических функций к факторам производственной среды.

Задачи практической физиологии (которая нас будет интересовать в большей мере) – изучение конкретных видов трудовой деятельности, отдельных профессий с целью изучения их физиологических характеристик и обоснования оптимальных режимов труда и отдыха.

Физиологическая характеристика трудового процесса – это требования к функциональному состоянию организма, обеспечивающему успешную деятельность.

Наиболее разработаны и обоснованы физиологические характеристики трудового процесса, определяющие тяжесть, напряженность, вредность и опасность труда.

Понятие тяжести труда относиться в основном к физическому труду. Это характеристика труда, определяющая степень вовлечения в деятельность скелетной мускулатуры и отражающая физиологическую стоимость преимущественно физической нагрузки. Таким образом, тяжесть труда определяется по эргометрическим (величина внешней работы) и физиологическим (энергозатраты, активация сердечной деятельности, изменение функции дыхания) показателям.

Напряженность труда - более широкое понятие. Она определяется не только интенсивность физиологических процессов при трудовой деятельности, но и характеристиками структуры деятельности. Оценка напряженности базируется на показателях интенсивности и темпа работы, информационных, мотивационных и эмоциональных характеристиках деятельности.

Вредность и опасность труда оцениваются по показателям травматизма и заболеваемости, а также по вероятности риска несчастного случая и концентрации вредных факторов.

Современная физиология труда решает проблемы разного уровня. Среди этих проблем следует отметить такие, имеющие общий характер как профотбор, диагностика и прогнозирование утомления, управление функциональным состоянием, включая и фармакологическое управление.

Методы исследования систем организма.

Для оценки состояния двигательной системы наиболее часто применяют следующие методики.

Мышечная сила определяется с помощью динамометра.

Мышечная выносливостьоценивается как максимальное время в секундах удержания усилия.

Для тестирования свойств сенсомоторной системы оценивать положение частей тела за счет собственных механизмов (без зрительного контроля) используется методика определения точности воспроизведения положения.

Для оценки координации движения и тремора используется арсенал приборов, как правило, лабораторного изготовления.

Наиболее часто для оценки состояния сердечно-сосудистой системы используются показатели артериального давления, пульса и электрокордиаграммы.

Для оценки состояния дыхательной системыиспользуются показатели легочной вентиляции (спирометрия) и показатель насыщенности крови кислородом (оксигемометрия).

Для оценки состояния и работоспособности человека все шире стали применяться психофизиологическиеметоды, в частности определение времени сенсомоторных реакции на световые и звуковые сигналы позволяет оценить динамику скорости нервных процессов, их переключения, уровень зрительно-моторной координации, общий уровень работоспособности и активности ЦНС, способность к прогнозированию. Методы оценки характеристик внимания реализуются в двух основных направлениях – тестовом и аппаратурном.

Зрительный анализатор.

Зрительный анализатор обладает наибольшей величиной адаптации. При темновой адаптации чувствительность дости­гает некоторого оптимального уровня через 40—50 мин; све­товая адаптация, т. е. понижение чувствительности, длится 8—10 мин. Глаз непосредственно реагирует на яркость, кото­рая представляет отношение силы света (интенсивности), излучаемой данной поверхностью, к площади этой поверх­ности. Яркость измеряется в нитах (нт; nt); 1 нт=1 кд/м². При очень больших яркостях (более 30 000 нт) возникает эффект ослепления. Гигиенически приемлема яркость до 5000 нт.

Под контрастом понимается степень воспринимательного различия между двумя яркостями, разделенными в пространстве или времени. Контрастная чувствительность позволяет ответить на вопрос, насколько объект должен отличаться по яркости от фона, чтобы его было видно.

При оценке восприятия пространственных характеристик основным понятием является острота зрения, которая харак­теризуется минимальным углом, под которым две точки вид­ны как раздельные. Острота зрения зависит от освещенности, контрастности, формы объекта и других факторов. С увели­чением освещенности острота зрения возрастает. При умень­шении контрастности острота зрения снижается. Острота зрения зависит также от места проекции изображения на сет­чатке глаза. Оптический анализатор включает два типа ре­цепторов: колбочки и палочки. Первые являются аппаратом хроматического зрения, вторые — ахроматического. При ра­венстве энергии воздействующих волн различия их длин ощу­щаются как различия в свете источников света или поверх­ностей предметов, которые его отражают. Глаз различает семь основных цветов и более сотни их оттенков. Цветовые ощущения вызываются воздействием световых волн, имею­щих длину от 380 до 780 нм.

Зрительный анализатор обладает определенной спектраль­ной чувствительностью, которая характеризуется относитель­ной видностью монохроматического излучения. Наибольшая видность днем соответствует желтому цвету, а ночью или в сумерках - зелено-голубому. Гамма переходов от белого цве­та к черному образует ахроматический ряд.

Ощущение, вызванное световым сигналом, в течение опре­деленного времени сохраняется, несмотря на исчезновение сигнала или изменение его характеристик. Инерция зрения по данным различных исследователей находится в пределах 0,1—0,3 с. Ощущения, возникающие после снятия раздражи­теля, называются последовательными образами. При корот­ком ярком сигнале образ выступает из темноты несколько раз в быстрой последовательности. При небольших яркостях через 0,5—1,5 с появляется отрицательный последовательный образ (т. е. светлые поверхности кажутся темными и наобо­рот). При цветном сигнале образ окрашен в дополнительный цвет. При резком действии прерывистого раздражителя воз­никает ощущение мельканий, которые при определенной ча­стоте сливаются в ровный немигающий свет. Частота, при которой мелькания исчезают, называется критической часто­той слияния мельканий. В том случае, когда мелькания света используются в качестве сигнала, возникает вопрос о выборе оптимальной частоты. Оптимальной является частота в пре­делах 3—10 Гц. Инерция зрения обусловливает стробоскопи­ческий эффект. Если время, разделяющее дискретные акты наблюдения, меньше времени гашения зрительного образа, то наблюдение субъективно ощущается как непрерывное. При стробоскопическом эффекте возможна иллюзия движения при прерывистом наблюдении отдельных объектов или иллюзия неподвижности (замедленного движения), возникающая, ко­гда движущийся предмет периодически занимает прежнее по­ложение. При восприятии объектов в двухмерном и трехмер­ном пространстве различают поле зрения и глубинное зрение. Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном на­правлении 120—160°, по вертикали вверх - 55—60° и вниз - 65—72°. При восприятии цвета размеры поля зрения сужа­ются. Зона оптимальной видимости ограничена полем: вверх—25°, вниз—35°, вправо и влево по 32°. Глубинное зрение связано с восприятием пространства. Ошибка оценки абсолютной удаленности на расстоянии до 30 м равна в сред­нем 12% общего расстояния.

Слуховой анализатор.

Звуковые сигналы доставляют человеку значительную часть информации. Они могут служить для передачи сигна­лов опасности. В свою очередь, акустическая обстановка в известной мере определяет условия безопасности. Основными параметрами звуковых волн являются уровень интенсивности и частота, которые субъективно в слуховых ощущениях вос­принимаются как громкость и высота. По частоте область слуховых ощущений простирается от 16—20 до 20000— 22000 Гц. Величина порога слышимости зависит от "частоты ощущаемых звуков. Верхней границей является порог боле­вого ощущения, который в меньшей степени зависит от ча­стоты и лежит в пределах 130—140 дБ. Соотношение уровня интенсивности и частоты определяет ощущение громкости звука. Экспериментально установлено, что человек оценивает как равногромкие звуки, имеющие различную частоту и ин­тенсивность. Наблюдается как бы взаимная компенсация ин­тенсивности частотой. Эта закономерность хорошо иллюстри­руется кривыми равной громкости. Абсолютный дифференци­альный порог равен примерно 2—3 Гц. Относительный диф­ференциальный порог является почти постоянным и равен 0,002. В реальных условиях человек воспринимает звуковые сигналы на определенном акустическом фоне. При этом фон может маскировать полезный сигнал. Эффект маскировки в охране труда имеет двоякое значение. При разработке и конструировании акустических индикаторов необходимо пре­дусматривать меры борьбы с этим эффектом. В некоторых случаях эффект маскировки может быть использован для улучшения акустической обстановки. Так, известно, что име­ется тенденция маскировки высокочастотного тона низкоча­стотным, который менее вреден для человека.

Тактильный анализатор.

Тактильный анализатор воспринимает ощущения, возни­кающие при действии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). Абсолют­ный порог тактильной чувствительности определяется потому минимальному давлению предмета на кожную поверхность, которое производит едва заметное ощущение прикосновения. Наиболее высоко развита чувствительность на дистальных частях тела.

Примерные пороги ощущения:

для кончиков пальцев руки 3 г/мм², на тыльной стороне пальца—5 г/мм², на тыльной стороне кисти—12 г/мм², на животе—26 г/мм² и на пятке—250 г/мм². Порог различе­ния в среднем равен примерно 0,07 исходной величины дав­ления.

Тактильный анализатор обладает высокой способностью к пространственной локализации. Временной порог тактиль­ной чувствительности менее 0,1 с. Характерной особенностью тактильного анализатора является быстрое развитие адаптации, т. е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя и для раз­личных участков тела изменяется в пределах от 2 до 20 с.

Болевая чувствительность.

Уже говорилось о том, что в любом анализаторе возни­кают болевые ощущения, если величина раздражителя пре­высит верхний абсолютный порог. На этом основании отри­цалось существование специальных рецепторов болевой чув­ствительности. Впоследствии были обнаружены свободные нервные окончания в эпителиальном слое кожи, которые и являются специализированными болевыми рецепторами. Между тактильными и болевыми рецепторами существуют про­тиворечивые отношения. Проявляются они в том, что наи­меньшая плотность болевых рецепторов приходится на те участки кожи, которые наиболее богаты тактильными рецеп­торами, и наоборот. Противоречие обусловлено различием функций рецепторов в" жизни организма. Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности, рефлекс удаления от раздражителя. Тактильная чувствительность ин­тимно связана с ориентировочными рефлексами, в частности, это вызывает рефлекс сближения с раздражителем.

Биологический смысл боли в том, что она, являясь сигна­лом опасности, мобилизует организм на борьбу за самосо­хранение. Под влиянием болевого сигнала перестраивается работа всех систем организма и повышается его реактив­ность.

Порог болевой чувствительности кожи живота 20 г/мм², кончиков пальцев — 300 г/мм². Латентный период около 370 мс. Критическая частота слияния дискретных болевых раздражителей 3 Гц. В области боли основной психофизиче­ский закон не действует. Здесь наблюдается почти прямая зависимость между ощущением и раздражением в диапазоне до порога чувствительности.

Обоняние и вкус.

Абсолютный порог обоняния у человека измеряется до­лями миллиграмма вещества на литр воздуха. Но дифференциальный порог высок, в среднем 38%. Запахи могут сигна­лизировать человеку о нарушениях в ходе технологических процессов и опасностях. Общепризнанной классификации обо­нятельных ощущений в настоящее время нет. В физиологии и психологии распространена четырехкомпонентная теория вкуса, согласно которой существует четыре вида элементар­ных вкусовых ощущений: сладкого, горького, кислого, и соле­ного. Все остальные вкусовые ощущения представляют их комбинации. Абсолютные пороги вкусового анализатора, вы­раженные в величинах концентраций раствора, примерно в 10000 раз выше, чем обонятельного.

Вкусовые и обонятельные ощущения отражают не только свойства веществ, но и состояние самого организма. Разли­чительная чувствительность вкусового анализатора довольно груба, в среднем она составляет 20%.

Под влиянием практической деятельности и специальных знаний чувствительность вкусового и обонятельного анализа­тора может быть существенно развита.

Двигательный анализатор.

Возможности двигательного аппарата представляют опре­деленный интерес при конструировании защитных устройств и органов управления. Сила сокращения мышц человека ко­леблется в широких пределах. Например, номинальная сила кисти в 450—650 Н при соответствующей тренировке может' быть доведена до 900 Н. Сила сжатия, в среднем равная 500 Н для правой и 450 Н для левой руки, может увеличи­ваться в два раза и более. В таблице приведены значения оптимальных усилий на органы управления.

Органы управления	Величина усилий
Для рукояток
Оптимальные; максимальные	20—40 Н; 100 Н
Для кнопок, тумблеров, переключа­телей:
легкого типа; тяжелого типа	1400—1600 Н; 6000—12000 Н
Для ножных педалей управления:
используемых периодически; используемых часто	до 300 Н; 20—50 Н
Для рычагов ручного управления машиной:
используемых редко; используемых часто	120-160 Н; 20—40 Н

Диапазон скоростей, развиваемых движущимися руками человека, находится в пределах 0,01—8000 см/с. Наиболее часто используют скорости порядка 5—800 см/с. Скорость зависит от направления движения: вертикальные движения рукой осуществляются быстрее, чем горизонтальные; движе­ние к себе совершается быстрее, чем от себя.

Наряду с перечисленными характеристиками для обеспе­чения безопасности труда большее значение имеют психиче­ские факторы, к которым относятся внимание, мышление, воля, эмоции, память, воображение и другие. Совокупность этих качеств определяет личность. Личные качества человека существенно влияют на безопасность труда. Иногда говорят о режиме личной безопасности.

Основы физиологии труда и комфортные условия жизнедеятельности.