Способ определения утомления человека Советский патент 1985 года по МПК A61F9/00 

1 Изобретение относится к способам исследования психофизиологических функций человека и может быть использовано в медицинской практике, а также в исследовательской работе для проведения экспресс-диагностики и оценки функционального состояния больших полушарий головного мозга человека. Цель изобретения - повышение точности определения утомления человека. На чертеже изображена схема подачи световых сигналов с учетом про водящих путей от сетчаток глаз испытуемого к корковым зрительным це рам . На схеме обозначены источник 1 световых сигналов, очки 2 с указанием расположения отверстий, нервны пути 3-, сетчатки (сплошными и пунктирными линиями показаны проводящи пути от левой и правой сетчаток глаз соответственно), и соответствую щая нервному пути зрительная кора мозга. Способ осуществляют следующим образом. Исследуемого располагают в поло жении сидя в полностью затемненном помещении. На глаза одевают специальное бинокулярное устройство в виде очков, герметически изолирующих глаза от проникновения световых лучей. На светонепроницаемых черны стеклах очков имеются отверстия диаметром 3-6 мм таким образом, что световой луч может направляться либ только на левые, либо только на пра вые половины сетчаток обоих глаз. В течение 5 мин испытуемьй спокойно сидит в кресле с целью адаптации к экспериментальным условиям. Испытуемый смотрит строго прямо перед собой. При помощи лампы фотостимулятора, располагаемого на расстоянии 20 см от глаз исследуемого ему подают световые вспьшпси с энергией свечения при частоте 10 Гц величиной 0,09-0,18 Вт/с сначала толь ко на правые, а затем только на левые стороны сетчаток глаз (либо наоборот).. . . Для подачи предъявляют световые вспышки возрастающей частоты диапазоном от 1 до 50 циклов в секунду. Весь диапазон частот изменяют за 45-50 с. Та частота, при которой ряд последовательных вспышек воспринимается как сплошной, непрерывно горящий свет, фиксируется как показатель критической частоты световых мельканий (КЧСМ). Показатели КЧСМ, фиксируемые при предъявлении световых стимулов в каждое поле зрения, т.е. воспринимаемые каждой половиной сетчатки, определяются как средняя величина пяти измерений. После этого вычисляют разницу между показателями КЧСМ, воспринимаемыми и правыми и левыми половинами сетчатки, и при ее значении менее 15% устанавливают степень утомляемости. В результате этого полученные данные характеризуют функциональное состояние мозга с учетом особенностей его функциональной асимметрии. Выбранные параметры зрительного раздражителя - интенсивность света (энергия свечения) расстояние от лампы до глаз, диапазон частот, время изменения диапазона частот являются оптимальными, установленными в лабораторных условиях с учетом санитарно-гигиенических норм воздействия на зрительньм, анализатор. Установлено также, что при данном режиме воздействия на зрительный анализатор меньше разброс исследуемых показателей. Выбранное значение разности показателей КЧСМ менее 15% как показателя, характеризующего наличие утомления , определено также экспериментально и при этом установлено, что данные ниже 0,3-0,5% связаны с ошибками измерительного процесса и естественными физиологическими флуктуациями. Пример 1. Осуществление способа на индивидуальном испытуемом по лабораторной тестовой нагрузке. I Обследование исследуемого предлагаемым способом-проводят согласно методики: исследуемый располагается в положении сидя в полностью затемненном помещении. На глаза одевают бинокулярные очки, имеющие специальные отверстия для направления светового луча. В течение 5 мин исследуемьй спокойно сидит в кресле с целью адаптации в экспериментальных условиях.3

После этого налравляют световой луч на левые сетчатки обоих.глаз. Используют лампу фотостимулятора ФТС-2. Источник света находится прямо перед исследуемым на расстоянии 20 см. Интенсивность света (энергия свечения) 0,09-0,18 Вт/с, приче предъявляют световые вспьшки возрастающей частоты от 1 до 50 циклов в секунду в течении изменения всего цикла за 45-50 с. Потом регистрируют показатель КЧСМ. Затем световой луч направляют на правые сетчатки обоих глаз и также определяют показатель КЧСМ.

Показатели КЧСМ определяют как среднюю величиту пяти измерений.

1799894

После этого вычисляют изменение(разность) абсолютных показателей КЧСМ и определяют эту разность в процентах от среднего значения показателя, например, правого глаза.

5

В табл. 1 приведены сравнительные i результаты предлагаемого способа по сравнению с известным при измерениях КЧС и особенности перестройки межполушарной асимметрии у данного испытуемого в состоянии покоя (фоновые значения) и после выполне-. ния тестовой умственной нагрузки 15 мин работы с таблицей Зрительньй поиск в максимально быстром темпе.

Т а б л и ц а 1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТОМЛЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА путем измерения критической частоты слияния световых мельканий, воспринимаемых поочередно правым и левым глазом, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определения, измеряют критическую частоту слияния мельканий для правой и левой половин .сетчаток обоих глаз, при этом разность получаемьк величин менее 15% свидетельствует о наличии утомления. (О ;о ;о 00 QD

Известный Левый глаз Правый глаз Разность КЧСМ: по абсолютным значени от среднего значения правого глаза, % ПредпагаемьйЛевое поле зрения Правое поле зрения Разность КЧСМ: по абсолютным значени от, среднего .значения правого поля зрения, % Примечание:

Как видно из табл. 1 данные, полученные по предлагаемому способу, вьивляют более значительные измене ния показателя КЧСМ после тестовой нагрузки по сравнение с состоянием покоя (фоновые значения). Это позвор. - достоверность различий между показателями (значениями КЧСМ и соответствующими разницами) в состоянии покоя (фоновые значения) и их величинами после нагрузки. 36,,05 33.,05 4,0 3,,05 12,1 10,0 36.,05 38,3 33,8 35,,05 4,5 1,,01 13,3 2,8 .

,ляет проводить более адекватную оценку процесса утомления.

П р и м е р 2. Применение предлагаемого способа в реальных условиях трудовой длительности.

Для оценки степени утомления в реальных условиях трудовой деятельности (во время рабочего дня) были проводены исследования на пяти опера. торах вычислительных машин в начале работы, после четырех часов работы и в конце рабочего дня (после семичасового рабочего дня),

Разность -показателей КЧСМ левого и правого полей зрения:

по средним абсолютным значениям

от среднего значения показателя правого

22,7 поля зрения, % Примечание. Р, стати.с разниц дня; Р - .статис разниц нерию Как следует из табл. 1 и 2, предлагаемый способ выявляет однонаправленность динамики разниц КЧСМ как по лабораторной тестовой нагрузке, так и в реальной длительности человека. Данные табл. 1 показьгоают, что с развитием утомления средние статистические показатели разниц .КЧСМ изменяются медленно. Экспериментальные результаты, приведенные в примерах 1 и 2, дают возможность охарактеризовать сте

Исследования проводились согласно методики как в примере 1.

Результаты исследований оценивались по динамике разности КЧСМ ВОвремя рабочего дня: по абсолютным значениям разности показателей и по разности от среднего значения показателя правого поля зрения..

Полученные результаты представлены в табл. 2, в которой указаны пределы средних значений разностей показателей (по пяти измерениям) для исследуемой группы операторов (5 человек).

jT а блица 2

2,0

Р2. 0,0 р, SO, 05

6,6

15,1 ческая достоверность изменения ; КЧСМ по сравнению с началом рабочего . . ческая достоверность изменения КЧСМ после семичасовой работы по сравчетырехчасовой работой. пень утомления по разности показателей КЧСМ. При этом установлено, что средние значения разности выше 15% соответствует хорошему функциональному состоянию без признаков утомления; средние значения разности в пределах 15,0-5% характеризуют слабую (умеренную) степень утомления, а разность в пределах ниже 5% до 0,5% характеризует более-вьфаженную степень утомления . Пример 3. Оценка особенностей функциональной межполушарной

ассиметрии головного моз га.

Для дополнительной оценки возможностей определения функционального состояния головного мозга по предлагаемому способу были вьщелены две группы, испытуемых на основании субъективной оценки степени утомления после окончания выполнения тестовой нагрузки, группа Т испытуемых со слабой (незначительной) степенью утомления и группа П испытуемых с сильной степенью утомления,

У обеих групп испытуемых определяли разницу КЧСМ по предлагаемому способу и коэффициент асимметрии

мощности альфа-ритма по общеизвест,ному электроэнцефалографическому методу по формуле

/ . П-Л

i 100 - -.-

П-(-Л

где П - мощность альфа-ритма правого полушария,

А мощность альфа-ритма левого полушария.

Выявлена значимая корреляционная, зависимость (коэффициент корреляции т, , . 0,87) между разницами КЧСМ и коэффициентом асимметрии К , что подтверждается данными, приведенными в табл. 3.

Таблица 3