СПОСОБ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА Российский патент 2004 года по МПК A61B5/00 A61B5/02 

Изобретение относится к медицине труда.

Известен физиологический способ оценки напряженности труда, заключающийся в проведении физиологических исследований для определения сочетанного влияния на работника интеллектуальных, сенсорных, эмоциональных, монотонных и режимных нагрузок. Напряженность труда физиологическим способом оценивается по различным показателям функционирования ЦНС. Однако слишком обширный список этих показателей и отсутствие общепринятой физиологической интерпретации их количественной выраженности, отражающей интенсивность деятельности ЦНС, снижает точность оценки напряженности труда физиологическим способом [14].

Известен эргометрический способ оценки напряженности труда, заключающийся в проведении эргометрических исследований для определения сочетанного влияния на работника интеллектуальных, сенсорных, эмоциональных, монотонных и режимных нагрузок. Напряженность труда эргометрическим способом оценивается по ряду производственных показателей, имеющих качественную и количественную выраженность. Например, в способе З.М.Золиной [6, 7] напряженность труда оценивается по 12 эргометрическим показателям, а в его усовершенствованном варианте, являющемся наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков (прототипом) и изложенном в Руководстве Р 2.2. 755-99, учитывается 22 таких показателя [4]. Однако субъективность оценки ряда показателей, косвенность общей оценки, невозможность учета возрастных, личностных, типологических качеств работника и его функциональных возможностей при эргометрическом исследовании трудовых процессов снижает точность оценки напряженности труда эргометрическим способом [9].

Таким образом, для решения актуальной задачи медицины труда по получению репрезентативных результатов исследования напряженности трудового процесса необходим поиск более информативных методических технологий. Предпосылкой для усовершенствования способов определения напряженности труда явилось известное положение о том, "...что энергетический обмен - одно из важнейших проявлений деятельного состояния организма, и он достаточно чувствителен к отягощению и облегчению условий труда. Но надо найти такие методы его исследования, которые дали бы толчок к раскрытию новых важных критериев состояния организма и его изменений и, в конечном счете, к более полной и точной формулировке общих закономерностей энергетики организма в различных условиях его деятельности" [3].

Задачей изобретения является повышение точности оценки напряженности труда.

Указанная задача решается тем, что в заявляемом способе оценки напряженности труда, заключающемся в проведении эргометрических и физиологических исследований, согласно изобретению дополнительно определяют разность между интенсивностью общих энергозатрат работником и интенсивностью его общих мышечных энергозатрат, полученную разность сравнивают с нормируемой и регламентируемой интенсивностью энергозатрат сверх основного обмена при фактической величине работающей мышечной массы.

Интенсивность общих энергозатрат работником при исследуемом виде деятельности определяют по энергетической стоимости прироста частоты сердечных сокращений (ЧСС) к уровню покоя. Энергетическая стоимость прироста ЧСС на 1 уд/мин по отношению к уровню покоя составляет 1,72±0,06 Вт/м² для мужчин и 1,43±0,01 Вт/м² для женщин. Указанные величины энергетической стоимости прироста ЧСС определены нами на основе анализа данных литературы о соотношении категорий работ по уровню энергозатрат организмом с уровнями функционального напряжения по показателю ЧСС [10-12, 15, 19 и др.], представленного в табл. 1. При составлении табл. 1 нами учтено, что при нормальном соотношении веса с ростом стандартизованному весу для мужчин (70 кг) и для женщин (60 кг) соответствуют поверхности тела 1,81 м² и 1,62 м² [12, 15].

Интенсивность общих мышечных энергозатрат определяют по эргометрическому методу определения тяжести труда, представленному в руководстве Р 2.2.755-99 [5], с дополнительным использованием известных данных о величине основного обмена [10], представленных в табл. 2, и о взаимосвязях между единицами измерения энергии, работы и ее мощности. Например, для перевода работы в ее мощность 1 кг·м = 9,81 Дж, а 1 Вт = 1 Дж/с [1].

Нормируемая и регламентируемая интенсивность энергозатрат сверх основного обмена при фактической величине работающей мышечной массы (М) представлена в известной литературе [16, 17]. В указанной литературе энергозатраты представлены в абсолютных величинах - в ваттах, что не позволяет достоверно оценивать и сравнивать фактические энергозатраты у лиц различных весоростовых соотношений. Поэтому при разработке настоящего изобретения энергозатраты, представленные в табл. 3, выработаны нами в ваттах на м² поверхности тела работника для обеспечения сопоставимости результатов исследования лиц различных весоростовых соотношений. Данные табл.3 разработаны нами с учетом стандартизованного веса (70 кг) для мужчин и (60 кг) для женщин и им соответствующих поверхностей тела 1,81 м² и 1,62 м².

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. У работника определяют интенсивность общих энергозатрат организма (ИОЭО) путем прибавления интенсивности затрат на основной обмен (ОО) (см. табл.2) к произведению энергетической стоимости прироста ЧСС (Δ ЧСС) на 1 уд/мин по отношению к уровню покоя на Δ ЧСС, причем энергетическая стоимость Δ ЧСС на 1 уд/мин к уровню покоя составляет 1,72±0,06 Вт/м² для мужчин и 1,43±0,01 Вт/м² для женщин, из полученной величины ИОЭО вычитают интенсивность общих мышечных энергозатрат, полученную разность энергозатрат сравнивают с представленной в табл.3 нормируемой и регламентируемой их интенсивностью сверх основного обмена при фактической величине работающей мышечной массы, и по известным данным оценивают напряженность труда работника, причем окончательную оценку напряженности труда проводят с учетом длительности трудовых операций и соответствия определенных классов условий труда определенным баллам.

что дополнительно определяют разность энергозатрат между интенсивностью общих энергозатрат работником и интенсивностью его общих мышечных энергозатрат, полученную разность сравнивают с нормируемой и регламентируемой интенсивностью энергозатрат сверх основного обмена при фактической величине работающей мышечной массы.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критериям изобретения "Новизна" и "Существенные отличия".

Проведены испытания заявляемого способа оценки напряженности труда (физиолого-эргометрического) и дана сравнительная оценка его информативности в сравнении с прототипом и другими техническими решениями. Критерием информативности сравниваемых способов служила сила связи получаемых с их помощью оценок напряженности труда с динамикой изменения физиологических показателей состояния ЦНС в трудовом процессе. Испытания заявляемого способа определения напряженности труда проведены на давно полученных и широко представленных в литературе материалах, послуживших основой для выделения в 1983 году известных 5 групп конвейерных видов работ [6, 7]. Заявляемый способ испытан также с применением известных материалов исследований труда машинистов метрополитена, научных работников, мастеров сборочных цехов шинных заводов [2, 8, 13]. Результаты испытания представлены в табл. 4-8 и на фиг.1 и 2.

На фиг.1 представлен корреляционный анализ полученных нами результатов изучения информативности способов оценки напряженности труда по связи этой оценки со снижением лабильности зрительного анализатора (в % за трудовую смену) у работников конвейерного труда (использованы материалы исследований З.М.Золиной, 1983). На фиг.1 ось ординат - величина коэффициента корреляции, ось абсцисс - попарно сравниваемые способы оценки напряженности труда, имеющие следующие цифровые обозначения: 4 - физиолого-эргометрический (заявляемый); 5 - эргометрический (по З.М.Золиной, 1983); 6 - эргометрический (по Р 2.2. 755-99); 8 - физиологический показатель напряженности труда.

На фиг.2 представлен корреляционный анализ полученных нами результатов изучения информативности способов оценки напряженности труда по связи этой оценки с динамикой изменения физиологических показателей состояния 51 мастеров сборочных цехов шинных заводов за трудовую смену (использованы материалы исследований И.И.Быкова, 1978). На фиг.2 ось ординат - величина коэффициента корреляции, а ось абсцисс - попарно сравниваемые способы оценки напряженности труда, имеющие следующие цифровые обозначения: 1 - физиологический показатель напряженности труда (скорость переработки информации, бит/с); 2 - физиологический показатель напряженности труда (продуктивность работы, количество просмотренных знаков по тестовой таблице Анфимова); 3 - физиолого-эргометрический (заявляемый способ); 4 - эргометрический способ (по Р 2.2. 755-99).

Алгоритм определения общих мышечных энергозатрат по данным, приведенным в табл.4 для 3-й группы конвейерных работ: 3600·15 кг·2,0 м·9,81 Дж:28800 с:1,81 м² + 46 Вт/м² = 66,3 Вт/м², где 3600 - количество перемещений грузов за трудовую смену; 15 кг - масса груза, перемещаемого вручную; 2,0 м - амплитуда перемещения груза в циклах операционных элементов; 9,81 Дж = 1 кг·м [1]; 28800 с - длительность трудовой смены; 1,81 м² - поверхность тела работника весом 70 кг и ростом 170 см (вес стандартизован для мужчин и применен нами в расчетах, поскольку неизвестна фактическая поверхность тела исследуемых; 46 Вт/м² - основной обмен для мужчин в возрасте 20-29 лет (см. табл.2).

Алгоритм определения общих энергозатрат по данным, приведенным в табл. 5 для 1-й группы конвейерных работ:

(90 уд/мин - 77 уд/мин) · 1,43 Вт/м² + 43 Вт/м² = 61,6 Вт/м²,

где 90 уд/мин - фактическая ЧСС за трудовую смену (см. табл. 4);

77 уд/мин - ЧСС в покое (для женщин) [20];

1,43 Вт/м² - энергетическая стоимость прироста ЧСС на 1 уд/мин к уровню покоя (для женщин);

43 Вт/м² - основной обмен для женщин в возрасте 20-29 лет (см. табл. 2).

Корреляционный анализ полученного в табл. 4 и 5 материала (см. фиг.1) позволил установить, что наибольшую информативность о влиянии фактора напряженности труда на функциональное состояние организма имеет заявляемый физиолого-эргометрический способ. Полученные с помощью него результаты имеют наибольшие коэффициенты корреляции с динамикой изменения показателя функционального состояния работников. Способ оценки напряженности труда по Р 2.2.755-99 имеет меньшую информативность, что по-видимому можно объяснить его низкой чувствительностью. Если при оценке тяжести труда по Р 2.2.755-99 в алгоритме этой оценки решающее значение имеет превышение норматива по одному из 17 анализируемых производственных показателей, то при оценке напряженности - по комплексу, состоящему из 6-ти превышающих норматив показателей.

Алгоритм определения напряженности труда машинистов метрополитена при аварии по данным, приведенным в табл. 6:

(150 уд/мин - 70 уд/мин) · 1,72 Вт/м² + 46 Вт/м² = 184 Вт/м²; 184 Вт/м² - 56 Вт/м² = 128 Вт/м², что по табл.3 соответствует напряженности 4 класса 2 степени вредности;

где 150 уд/мин - фактическая ЧСС за исследуемый период работы;

70 уд/мин - ЧСС в покое (для мужчин) [20];

1,72 Вт/м² - энергетическая стоимость прироста ЧСС на 1 уд/мин к уровню покоя (для мужчин);

46 Вт/м² - основной обмен для мужчин в возрасте 20-29 лет (см. табл.2);

56 Вт/м² - величина общих мышечных энерготрат машинистом за пультом управления электровозом.

Из табл. 6 видно, что оценка напряженности труда машинистов метрополитена в различные периоды работы, характеризующиеся неодинаковой нервно-эмоциональной нагрузкой, в наибольшей мере совпадает с изменением ЧСС работников на указанную нагрузку в случае использования заявляемого способа и не совпадает при использовании прототипа.

Алгоритм определения общих энергозатрат (в периоде начала работы) по данным, приведенным в табл.8: (103 уд/мин - 70 уд/мин) · 1,72 Вт/м² + 46 Вт/м² = 102,8 Вт/м²,

где 103 уд/мин - фактическая ЧСС за исследуемый период работы,

где 70 уд/мин - ЧСС в покое (для мужчин) [20];

1,72 Вт/м² - энергетическая стоимость прироста ЧСС на 1 уд/мин к уровню покоя (для мужчин);

46 Вт/м² - основной обмен для мужчин в возрасте 20-29 лет (см. табл.2).

По данным, приведенным в табл.7 и 8, видно, что оценка напряженности труда научных работников и мастеров сборочных цехов шинных заводов при различных режимах работы и в различные периоды трудового процесса в наибольшей мере совпадает с ответной реакцией работников на нервно-эмоциональную нагрузку по показателю ЧСС в случае использования заявляемого способа и не совпадает при использовании прототипа.

Корреляционный анализ полученного в табл.8 материала (см. фиг.2) позволил установить, что наибольшую информативность о влиянии напряженности труда на функциональное состояние организма имеет заявляемый физиолого-эргометрический способ. Полученные с помощью него результаты имеют наибольшие коэффициенты корреляции с динамикой изменения показателей функционального состояния работников. Способ оценки напряженности труда по Р 2.2.755-99 имеет меньшую информативность.

Окончательную оценку напряженности труда заявляемым (физиолого-эргометрическим) способом следует проводить с использованием длительности изученных периодов работы (длительности оцененных трудовых операций за смену), а также с учетом того, что классы 1, 2, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4.1 и 4.2 условий труда соответствуют баллам 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8. Приведем алгоритм оценки напряженности труда 51 мастеров сборочных цехов шинных заводов заявляемым способом с использованием данных, представленных в табл.8:

а) 30 мин · 4 балла = 120; 400 мин · 2 балла = 800; 30 мин · 1 балл = 30; 20 мин · 8 баллов = 160;

б)120+800+30+160=1110;

в) 1110:480 мин = 2,3 балла > 2 баллов ≈ 3.1 (3 класс 1 степень),

где 480 мин - длительность трудовой смены.

За трудовую смену в целом труд мастеров сборочных цехов на шинных заводах по фактору напряженности можно отнести к 3 классу первой степени вредности.

Таким образом, применение заявляемого (физиолого-эргометрического) способа изучения напряженности трудовых процессов позволяет увеличить достоверность в определении напряженности труда и дать ей объективную и более точную оценку как за отдельные периоды работы, так и за всю длительность трудового процесса, определить размер вклада мышечных и нервно-эмоциональных нагрузок в условия труда, обусловленных комплексом экзогенных и эндогенных факторов.

Указанные преимущества заявляемого способа могут обеспечить широкое его применение в исследовании трудовых процессов для разработки оптимальных управляющих решений по уменьшению факторов риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний центральной нервной системы и других систем организма, функция которых зависит от регуляторных влияний центральной нервной системы.

Литература

1. Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. - М.: Медицина, 1979, - 284 с.

2. Быков И.И. Физиолого-гигиенические и психологические аспекты оптимизации условий труда мастеров шинной промышленности: Автореф. дисс...канд. мед. наук. - М.: 1978, - 20 с.

3. Виноградов М.И. Общая потребность организма в энергии //В кн.: Физиология трудовых процессов. М.: Медицина, 1966, - с. 119.

4. Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса: Руководство Р. 2.2. 755-99. - М.: 1999, - с. 181-190.

5. Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса: Руководство Р. 2.2. 755-99. - М.: 1999, - с. 174-180.

6. Золина З.М. Физиология монотонного труда // В кн. Рук. по физиол. труда под ред. З.М.Золиной и Н.Ф.Измерова. - М.: Медицина. - 1983, - с. 280-326.

7. Золина З.М., Горшков С.И. О классификации и критериях оценки труда по степени тяжести и напряженности // В кн. Рук. по физиол. труда под ред. З.М.Золиной и Н.Ф.Измерова. - М.: Медицина. - 1983, - с. 482-498.

8. Зыбковец Л.Я., Навакатикян А.О. Физиология умственного труда // В кн. Руководство по физиологии труда под ред. З.М.Золиной и Н.Ф.Измерова. М.: Медицина, - 1983, - с. 251-279.

9. Матюхин В.В. Научные направления и задачи физиологии труда на современном этапе // Мед труда и пром. экология. - 1998, - №7, - с. 8-14.

10. Обмен веществ и энергия // Ст. в БМЭ, изд.3, М. 1981, т. 17, с. 345-369.

11. Оценка тяжести труда и его физиологическое нормирование // Методические рекомендации МЗ РСФСР, 1975, - 21 с.

12. Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания. Методические рекомендации МЗ СССР №5168-90. - М.: 1990, - 19 с.

13. Подоба Е.В., Соловьева В.П., Водолазский Л.А. Функциональные изменения сердечно-сосудистой системы (по показателям электрокардиограммы) в процессе работы при физическом и нервно-эмоциональном труде // Гиг. труда. - 1962, - №8, - с. 3-9.

14. Романов В.В., Седов Ю.И., Пузырев Н.М. Оценка напряженности труда по показателям вариабельности сердечного ритма // Успехи и перспективы физиологии труда в третьем тысячелетии. Материалы 10-й Всероссийской конференции по физиологии труда. - М.: НИИ Медицины Труда РАМН, 2001, - с. 110-112.

15. Санитарные правила и нормы 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. - М.: 1996, - 20 с.

16. Устьянцев С.Л. Физиолого-гигиенические основы оценки индивидуального профессионального риска при физическом труде: Дисс...докт. мед. наук. - М.: 2001, с. 125-131, 228-236 с.

17. Устьянцев С.Л. Классификация тяжести труда и обоснование допустимых и оптимальных параметров двигательной активности по критерию мощности динамической мышечной работы // Мед. труда. - 1997, - №5, - с. 30-35.

18. Устьянцев С.Л. Новый метод определения величины работающей мышечной массы человека // В сб.: Гигиена и профпатология в горно-металлургической промышленности. - Екатеринбург, 1995, - с. 111-114.

19. Физиологические нормы напряжения организма при физическом труде. Методические рекомендации МЗ СССР. - М.: 1980, - 6 с.

20. Шеррер Ж. Физиология труда //М.: Медицина, 1973, - с. 198.

Изобретение относится к медицине труда. У работника определяют интенсивность общих энергозатрат организма (ИОЭО) путем прибавления интенсивности затрат на основной обмен (ОО) к произведению энергетической стоимости прироста ЧСС (Δ ЧСС) на 1 уд/мин по отношению к уровню покоя на Δ ЧСС. Энергетическая стоимость Δ ЧСС на 1 уд/мин к уровню покоя составляет 1,72±0,06 Вт/м² для мужчин и 1,43±0,01 Вт/м² для женщин. Из полученной величины ИОЭО вычитают интенсивность общих мышечных энергозатрат. Полученную разность энергозатрат сравнивают с нормируемой и регламентируемой их интенсивностью сверх основного обмена при фактической величине работающей мышечной массы. Способ позволяет уточнить оценку напряженности труда. 2 ил., 8 табл.

Способ оценки напряженности труда, заключающийся в проведении эргометрических и физиологических исследований, отличающийся тем, что у работника определяют интенсивность общих энергозатрат организма (ИОЭО) путем прибавления интенсивность затрат на основной обмен (ОО) к произведению энергетической стоимости прироста ЧСС (Δ ЧСС) на 1 уд./мин по отношению к уровню покоя на Δ ЧСС, причем энергетическая стоимость Δ ЧСС на 1 уд./мин к уровню покоя составляет 1,72±0,06 Вт/м² для мужчин и 1,43±0,01 Вт/м² для женщин, из полученной величины ИОЭО вычитают интенсивность общих мышечных энергозатрат, полученную разность энергозатрат сравнивают с нормируемой и регламентируемой их интенсивностью сверх основного обмена при фактической величине работающей мышечной массы.