СПОСОБ ОЦЕНКИ ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЯ ОБЩЕЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2009 года по МПК A61B3/00 

Изобретение относится к медицине, психологии, психофизиологии труда и обучения, а именно к методам оперативного контроля функционального состояния организма, и может быть использовано для определения и оценки изменения уровня общей работоспособности человека после различных нагрузок.

Известен способ определения работоспособности человека путем измерения критической частоты слияния мельканий (КЧСМ) одного цвета, воспринимаемых одним глазом /1/. Однако этим способом нельзя быстро определить работоспособность функциональной системы всего организма.

Более быстрым является способ определения степени утомления человека с оценкой степени утомления по разности показателей КЧСМ одного цвета, воспринимаемых левым и правым глазами (а.с. СССР №673266, кл. A61B 3/06, 1977)» по формуле Кас=(Кл-Кп), где Кл и Кп - показатели КЧСМ левого и правого глаза, а Кас - разность показателей КЧСМ, характеризующая межполушарную асимметрию.

Однако данными способами невозможно диагностировать состояние и уровень работоспособности основных компонентах функциональной системы, ответственных за жизнедеятельность всего организма.

Способ определения степени межполушарной асимметрии мозга, предложенный в работе (Патент РФ №2258453, A61B 5/00, 2005), повышает достоверность исследования, что достигается путем расчета коэффициента межполушарной асимметрии (Кас) по формуле

К_ас=(УФВл - УФВп)/(УФВл + УФВп)·100%,

где УФВл и УФВп - отражают активность левого и правого полушарий мозга.

Данный способ, повышая информативность индекса (Кас), не позволяет определить состояние основных компонент функциональной системы организма.

Известны способы определения степени утомления человека с оценкой степени утомления по разности КЧСМ разного цвета (зеленого и красного), воспринимаемых одним глазом (а.с. СССР №1436991, А61В 5/16, 1985) или воспринимаемых двумя глазами (а.с. СССР №1066533; A61B 3/06, 1981), позволяющие определить спектральную асимметрию восприятия частоты световых мельканий, характеризующую степень утомления человека.

Однако все эти способы не позволяют оценить состояние основных компонент организма и уровень общей работоспособности человека.

В рамках теории функциональных систем П.К.Анохина работоспособность человека зависит от уровня функционирования психологических, эмоциональных и физиологических компонентов этой системы. Трехструктурную организацию жизнедеятельности человека можно представить в виде энергетической модели, где общая энергетика организма (Е общ = Р), определяющая работоспособность, равна сумме энергий всех основных компонент функциональной системы /2, 3/.

Е общ=(Е псих. + Е эмоц. + Е физ.) или Р=(П+Э+Ф),

где Р - работоспособность человека, равна сумме энергий психологических, эмоциональных и физиологических компонентов организма;

Е псих. = П - энергия психологической компоненты человека;

Е эмоц. = Э - энергия эмоциональной компоненты;

Е физ. = Ф - энергия физиологической компоненты организма.

Известно, что цвета отражают текущее функциональное состояние человека. Согласно исследованиям М. Люшера потребность человека к перемене цвета свидетельствует об изменении его функционального состояния и о новом восприятии окружающего мира. Новый цвет соответствует измененным отношениям основных компонентов функциональной системы. Методика Люшера широко используется для исследования психофизического состояния человека и рекомендаций по приведению его в норму /4/.

Однако эта методика обращена к субъективной самооценке человека, что не всегда соответствует состоянию организма. Количественная оценка состояния испытуемых всегда более объективна и информативна.

Глаза - бесценный источник информации о функциональном состоянии организма. Функциональное состояние, «записанное» в мозгу, находит свое отражение в зрительной системе. Диагностика состояния глаз позволяет получить ценнейшую информацию о разуме, чувствах и физическом состоянии человека.

Светочувствительный слой сетчатки состоит из особых нервных окончаний (рецепторных клеток) - палочек и колбочек. В человеческом глазе есть три типа цветовых рецепторов (колбочек). Каждый из 3-х типов колбочек наиболее чувствителен к определенной длине электромагнитной волны с максимумами 465, 535 и 685 нм, что соответствует синему, зеленому и красному цветам /5, 6/.

Изменения цветоощущения наблюдается как в результате умственного и физического утомления, так и при нервно-эмоциональном напряжении. Иначе говоря, цветовая чувствительность глаз отражает психофизическое состояние человека, определяющих работоспособность всего организма.

Цветовая чувствительность, будучи отражением объективной реальности, вместе с тем связана с целостной структуры человеческой личности /7, 8/.

Рассмотрим некоторые вопросы энергетического взаимодействия организма с окружающей средой. Известно о некоторых центрах на теле человека, где происходят энергетические взаимодействия между окружающей средой и организмом. Один из этих центров - это система биологически активных точек (БАТ), связывающая организм с окружающей средой и внутренними органами.

Другим путем энергообмена организма с окружающей средой являются чакры. Основных чакр, как и основных цветов - 7, поэтому каждой чакре соответствует свой цвет. Эти чакры естественным образом делятся на три группы: нижнюю (область таза); среднюю (область живота и груди) и верхнюю (область головы), которые уже в древности были привязаны к соответствующим цветам. Нижняя группа чакр, характеризующая физиологическую жизнедеятельность, была связана с красным и оранжевым цветами. Средняя группа чакр, отражающая различные душевные качества и эмоции, - связана с желтым и зеленым цветами, а верхняя группа чакр, ответственная за психику человека, - связана с голубым, синим и фиолетовым цветами /9, 10/. Так как цвет является электромагнитным излучением, несущим специфическую энергию, то, естественно, воздействие цвета на человека является не только психоинформационным, но и энергетическим /11, 12/.

В доступных нам источниках информации, мы не нашли способов оценки показателей, характеризующих состояние физиологических, психологических и эмоциональных компонентов функциональной системы, определяющих уровень общей работоспособности человека до и после нагрузки.

Изобретение направлено на повышение качества диагностики состояния основных компонент функциональной системы, определения и оценки изменения уровня общей работоспособности человека на предъявляемую нагрузку.

Мы предположили, что существует взаимосвязь между состояниями основных компонентов функциональной системы человека и 3-я типами колбочек зрительной системы. Показатель восприятия синего цвета отражает состояние психологической компоненты организма; зеленого цвета - эмоциональной компоненты; а красного цвета - физиологической компоненты функциональной системы человека. На основе этой идеи и был разработан предлагаемый способ.

Указанный технический результат достигается способом оценки изменения уровня общей работоспособности человека, состоящем, в том, что до и после нагрузки определяют величину показателя критической частоты слияния световых мельканий на предъявление красного, зеленого и синего света по левому (К_л) и правому (К_п) глазу раздельно, затем рассчитывают величину разности цветовой асимметрии (К_ас) по формуле К_ас=(К_л-К_п) по каждому цвету, при этом показатели уровня работоспособности до нагрузки (P₁) и после нагрузки (Р₂) определяют по сумме абсолютных величин трех показателей разности цветовой асимметрии, а оценку изменения уровня общей работоспособности человека (ΔР%) рассчитывают по формуле ΔР%=(P₁-Р₂)/Р₁·100%.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Путем измерения критической частоты слияния световых мельканий определяют величины показателей КЧСМ испытуемого по трем цветам: красному, зеленому и синему, при этом измерение показателей проводят по левому (К_л) и правому (К_п) глазу раздельно. Исследование проводят последовательно по красному, зеленому и синему цветам, сначала по левому, а затем по правому глазу. При наступлении момента слияния световых мельканий, испытуемый, путем нажатия на соответствующие кнопки прибора левой рукой (при измерении КЧСМ левого глаза) или правой рукой (при исследовании КЧСМ правого глаза), определяет величину критической частоты, которая фиксируется на цифровом индикаторе. Затем, на основе полученных данных, рассчитывают величину цветовой асимметрии (К_ас) по каждому цвету по формуле К_ас=(К_л-К_п), а оценку изменения уровня общей работоспособности человека рассчитывают в процентах (ΔР%) по формуле: ΔР%=(P₁-Р₂)/Р₁·100%.

Примеры. В качестве примеров, реализующих данный способ, приведем результаты исследований при различных видах нагрузки (табл.1, 2).

1. Показатели КЧСМ и цветовой асимметрии при физической нагрузке

Таблица 1 Объект исследования Показатели измерения КЧСМ и асимметрии (Гц) Состояние до нагрузки Состояние после нагрузки Левый глаз С¹=33,1 3¹=33,6 К¹=31,0 С¹=32,3 3¹=32,3 К¹=30,9 Правый глаз С²=31,9 3²=35,0 К²=32,8 С²=31,6 3²=33,2 К²=30,2 Асимметрия К¹ _син=1,2 К¹ _зел=-1,4 К¹ _крас=-1,8 К² _син=0,7 К² _зел=-0,9 К² _крас=0,7 Пояснения к таблице 1: С¹, 3¹, К¹ - это значения показателей, полученные при измерении КЧСМ левого глаза; С², 3², К² - при измерении КЧСМ правого глаза; К¹ _син; К¹ _зел, К¹ _крас - это показатели разности по каждому цвету до нагрузки, отражающие исходные состояния основных компонент организма; К² _син, К² _зел; К² _крас - это показатели разности по каждому цвету после нагрузки, отражающие изменения в состоянии основных компонент организма.

Положительное значение величины показателей разности цветовой асимметрии указывает на доминирование правого полушария, отрицательное - на доминирование левого.

Показатели КЧСМ и цветовой асимметрии (табл.1) показывают, что в результате тяжелой физической работы, самые большие изменения произошли в показателях, характеризующих величину асимметрии по красному цвету, отражающих состояние физиологической компоненты организма. Изменилась не только величина показателей разности, но и поменялся знак, определяющий доминирование полушарий, т.е. нагрузку взяло на себя другое полушарие мозга. Но изменение в доминировании полушарий изменяет и психофизическое состояние человека.

По данным результатам (табл.1) можно определить и оценить показатели уровня общей работоспособности человека до и после физической нагрузки.

1. Показатель уровня работоспособности испытуемого до нагрузки (P₁) равен:

Р₁=|К¹ _син|+|К¹ _зел|+|K¹ _крас|=1,2+1,4+1,8=4,4 Гц.

2. Показатель уровня работоспособности человека после нагрузки (P₂) равен:

Р₂=|К² _син|+|К² _зел|+|К² _крас|=0,7+0,9+0,7=2,3 Гц.

3. Оценку изменения уровня общей работоспособности человека в результате физической нагрузки можно рассчитать в процентах (ΔР%) по формуле

ΔР%=(P₁-Р₂)/Р₁·100%=(4,4-2,3)/4,4·100%=47,7%,

т.е. снижение работоспособности составило более 47%, от состояния (P₁).

4. Для определения в процентах (%) величины показателей состояния основных компонентов организма до и после нагрузки воспользуемся формулами:

a) X₁=|К¹ _цвет|/Р₁·100% б) Х₂=|К² _цвет|/Р2·100%,

где X₁ и Х₂ - величины показателей в процентах (%), характеризующие состояние основных компонент организма до (X₁) и после (Х₂) нагрузки.

5а. Состояние основных компонент организма до нагрузки:

- Психологическая компонента: П₁=(П¹)/Р₁·100%=1,2/4,4·100%=27,2%

- Эмоциональная компонента: Э₁=|Э¹|/P₁·100%=1,4/4,4·100%=31,8%

- Физиологическая компонента: Ф₁=|Ф¹|/Р₁·100%=1,8/4,4·100%=41,0%

5б. Состояние компонент организма после нагрузки:

- Психологическая компонента: П₂=|П²|/Р₂·100%=0,7/2,3·100%=30,4%

- Эмоциональная компонента: Э₂=|Э²|/P₂·100%=0,9/2,3·100%=39,2%

- Физиологическая компонента: Ф₂=|Ф²|/Р₂·100%=0,7/2,3·100%=30,4%

Сравнивая показатели пунктов (5а и 5б), характеризующие состояния компонентов функциональной системы до и после физической нагрузки, мы видим, что наибольшие изменения произошли в физиологической и эмоциональной компонентах организма. Активность (энергия) физиологической компоненты после нагрузки снизилась, а напряженность (энергия) эмоциональной компоненты функциональной системы человека возросла.

2. Показатели КЧСМ и цветовой асимметрии при умственной нагрузке

Результаты измерений при умственной нагрузке сведены в табл.2.

Таблица 2 Объект исследования Показатели измерения КЧСМ и асимметрии (Гц) Исходное состояние до нагрузки Состояние после нагрузки Левый глаз С¹=35,0 3¹=34,2 К¹=34,6 С¹=33,2 3¹=33,0 К¹=33,5 Правый глаз С²=33,5 3²=35,6 К²=35,8 С²=34,0 3²=32,0 К²=34,2 Асимметрия К¹ _син=1,5 К¹ _зел=-1,4 K¹ _крас=-1,2 К² _син=-0,8 К² _зел=1,0 К² _крас=-0,7

По результатам исследований, приведенных в табл.2, определим и оценим уровни работоспособности человека до и после умственной нагрузки.

1. Показатель уровня работоспособности испытуемого (P₁) до нагрузки:

Р₁=|К¹ _син+|К¹зел|+|К¹ _крас|=1,5+1,4+1,2=4,1 Гц

2. Показатель уровня работоспособности испытуемого после нагрузки (Р₂):

Р₂=|К² _син|+|К² _зел|+|К² _крас|=0,8+1,0+0,7=2,5 Гц

3. Оценку изменения уровня общей работоспособности человека в результате умственной нагрузки можно рассчитать в процентах (ΔР%) по формуле

ΔР%=(P₁-P₂)/P₁·100%.

ΔР%=(Р₁-P₂)/P₁·100%=(4,1-2,5)/4,1·100%=39,0 %, т.е. снижение уровня исходной работоспособности (P₁) после нагрузки составило 39%.

4а. Состояние компонентов организма до нагрузки в процентах:

- Психологическая компонента: П₁=|П¹|/P₁·100%=1,5/4,1·100%=36,6%

- Эмоциональная компонента: Э₁=|Э¹|/P₁·100%=1,4/4,1·100%=34,1%

- Физиологическая компонента: Ф₁=|Ф¹|/P₁·100%=1,2/4,1·100%=29,3%

4б. Состояние компонентов организма после нагрузки:

- Психологическая компонента: П₂=|П²|/Р₂·100%=0,8/2,5·100%=32,0%

- Эмоциональная компонента: Э₂=|Э²|/Р₂·100%=1,0/2,5·100%=40,0%

- Физиологическая компонента: Ф₂=|Ф²|/Р₂·100%=0,7/2,5·100%=28,0%

Сравнивая показатели (п.4а и 4б), характеризующие состояние основных компонентов организма до и после умственной нагрузки, мы видим, что наибольшие изменения произошли в психологической и эмоциональной компонентах функциональной системы. Здесь поменялись знаки показателей разности по синему и зеленому цветам (табл.2), характеризующие величину межполушарной цветовой асимметрии и определяющие доминирование полушарий, что указывает на существенные изменения в психоэмоциональном состоянии человека.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет: диагностировать функциональное состояние основных компонентов функциональной системы организма; более точно определить состояние межполушарной цветовой асимметрии и оценить изменения уровня общей работоспособности человека на предъявляемую нагрузку.

Литература

1. Деревянко В.А. и др. Интегральная оценка работоспособности при умственном и физическом труде. М., 1976, с.76.

2. Анохин П.К. Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем. В кн.: Принципы системной организации функций. М., 1973, с.22-28.

3. Судаков К.В. Теория функциональной системы как новый этап изучения целенаправленного поведения животных и человека. В кн.: Системный анализ механизмов поведения. М., 1979, с.8.

4. Люшер М. Цвет вашего характера. М., 1997.

5. Тамар Г. Основы сенсорной физиологии. М., 1976.

6. Милнер П. Физиологическая психология. М., 1973.

7. Каплан Роберто. Сознательное зрение. К.: «София», 2003.

8. Веклич О.К. Биоритмы цветоощущающей функции зрительного анализатора здорового человека и их изменение при трудовой нагрузке. Диссертация канд. мед. наук. Новосибирск, 1977 г., с.189.

9. Иванов Ю.М. Йога и психотренинг. М., 1990.

10. Панков О.П. Очки - убийцы. М.: «Метафора», 2006.

11. Вогралик В.Г., Вогралик М.В. Пунктурная рефлексотерапия. Горький, 1988.

12. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение. М., 1990.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в психологии, психофизиологии труда и обучения. До и после нагрузки определяют величину показателя критической частоты слияния световых мельканий на предъявление красного, зеленого и синего света по левому (К_л) и правому (К_п) глазу раздельно. Затем рассчитывают величину разности цветовой асимметрии (К_ас) по формуле К_ас=(К_л-К_п) по каждому цвету. При этом показатели уровня работоспособности до нагрузки (P₁) и после нагрузки (Р₂) определяют по сумме абсолютных величин трех показателей разности цветовой асимметрии, а оценку изменения уровня общей работоспособности человека (ΔР%) рассчитывают по формуле ΔP%=(P₁-P₂)/P₁·100%. Способ расширяет арсенал средств для оценки изменения уровня общей работоспособности человека. 2 табл.

Способ оценки изменения уровня общей работоспособности человека, состоящий в том, что до и после нагрузки определяют величину показателя критической частоты слияния световых мельканий на предъявление красного, зеленого и синего цвета по левому (К_л) и правому (К_п) глазу раздельно, затем рассчитывают величину разности цветовой асимметрии (К_ас) по формуле: К_ас=(К_л-К_п) по каждому цвету, при этом показатели уровня работоспособности до нагрузки (P₁) и после нагрузки (Р₂) определяют по сумме абсолютных величин трех показателей разности цветовой асимметрии, а оценку изменения уровня общей работоспособности человека (ΔР%) рассчитывают по формуле: ΔР%=(P₁-Р₂)/P₁·100%.