Методы оценки работоспособности и функционального состояния организма детей и подростков

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Уфа

 2021

УДК 613.95(075.8)

ББК 51.283я7

М 54

       Рецензенты:

       Доктор медицинских наук, профессор А.Г. Сетко - заведующий кафедрой гигиены детей и подростков с гигиеной питания и труда ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России.

       Кандидат медицинских наук, доцент Е.Г. Степанов - Руководитель Федеральной службы в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Республике Башкортостан, Главный государственный санитарный врач по Республике Башкортостан.

              Учебное пособие: МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ / сост.: Т.Р. Зулькарнаев, Е.А. Поварго, А.И. Агафонов, А.Т. Зулькарнаева, Р.Н. Зигитбаев, Н.С. Кондрова, - Уфа: БГМУ, 2021. – 88 с.

Учебное пособие подготовлено в соответствии с требованиями ФГОС ВО по специальности 32.05.01 Медико-профилактическое дело и ООП специальности 32.05.01 Медико-профилактическое дело для изучения дисциплины «Гигиена детей и подростков» на основании рабочей программы и действующего учебного плана.

В пособии излагаются современные подходы к оценке умственной и физической работоспособности обучающихся, приведены данные, полученные сотрудниками кафедры гигиены.  

Пособие оснащено описанием компьютерных программ для оценки умственной работоспособности, созданных на кафедре гигиены, тестовыми заданиями и ситуационными задачами для самоконтроля знаний.

Учебное пособие предназначено для самостоятельной работы обучающихся по специальности 32.05.01 Медико-профилактическое дело.

Рекомендовано в печать Координационным научно-методическим советом и утверждено решением Редакционно-издательского совета ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России

УДК 613.95(075.8)

ББК 51.283я7

М 54

Содержание

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных задач гигиены детей и подростков является нормирование и обоснование условий и режима обучения детей и подростков в образовательных организациях. Для обоснования существующих норм используются различные методы оценки работоспособности. Данное учебное пособие необходимо для освоения студентами навыков гигиенической оценки режимов обучения, работоспособности и функциональной готовности детей к обучению в школе. В него включены современные методы оценки умственной и физической работоспособности. Пособие содержит также описание компьютерных программ, разработанных на кафедре гигиены, для проведения хронорефлексометрии и корректурных проб.

    В приложении представлены современные данные НИИ ГиОЗДиП ФГАУ «НМИЦ Здоровья детей» Минздрава России: средневозрастные значения частоты сердечных сокращений и частоты дыхательных движений в 1 мин у детей и подростков; артериальное давление, мм. рт. ст.; шкала для оценки уровня здоровья школьников в зависимости от уровня адаптации; средние возрастно-половые значения физической работоспособности детей и подростков; возрастно-половые нормативы показателей физической подготовленности детей и подростков. Также приведены средние значения основных функциональных показателей, полученные сотрудниками кафедры гигиены ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России (2015): силовой индекс, коэффициент выносливости, пульсовое давление, коэффициент экономичности кровообращения, индекс Робинсона. Учебное пособие может быть использовано обучающимися в качестве дополнительной литературы при изучении учебной дисциплины «Гигиена детей и подростков».

    Содержание учебного пособия соответствует ФГОС ВО, ООП и рабочей программе дисциплины по специальности 32.05.01 Медико-профилактическое дело.

Компетенции, для формирования которых необходимо данное пособие:

    ПК-1 - способность и готовность к изучению и оценке факторов среды обитания человека и реакции организма на их воздействия, к интерпретации результатов гигиенических исследований, пониманию стратегии новых методов и технологий, внедряемых в гигиеническую науку и санитарную практику, к оценке реакции организма на воздействие факторов среды обитания человека;

ПК-12 - способность и готовность к проведению обследований и оценке физического и психического развития, функционального состояния организма, работоспособности и заболеваемости детей различных возрастных групп, их распределения по группам здоровья на основе результатов периодических медицинских осмотров.

Должен уметь:

1. Исследовать и оценивать физическую и умственную работоспособность детей и подростков.

2.  Проводить исследование функционального состояния различных органов и систем организма ребенка.  

3. Проводить исследование и оценку субъективного состояния детей и подростков. 

должен владеть: способностью изучать и оценивать факторы среды обитания и реакцию организма на их воздействие, интерпретировать результаты гигиенических исследований.

должен сформировать компетенции: ПК-1, ПК-12.

Задания для самостоятельной внеаудиторной работы обучающихся по указанной теме:

Метод дозированных заданий

При проведении дозированных заданий в рабочее время мы можем получить количественные и качественные показатели общей умственной работоспособности. Для этого применяют составленные комплексы арифметических действий, пробные диктанты и корректурные таблицы.

Арифметические задания состоят из некоторого количества (10-15) примеров на все четыре действия, по сложности должны соответствовать возрасту и подготовленности обучающихся, чтобы большинство обследуемых могли их выполнить за короткий период времени (3-5 минут). К решению примеров обучающиеся должны приступить одновременно по команде «Начали», время работы фиксируется секундомером. Решение может быть письменным так и устным с записью только ответов. Через 5 минут подается команда «Закончили» и собираются листовки с решениями. То же самое делается и в конце занятия. Учитывается количество правильно решенных примеров перед занятием и в конце его. Уменьшение процентного соотношения правильно решенных примеров от начала занятия к его концу расценивается как снижение работоспособности, увеличение – как повышение.

Пробные диктанты также позволяют выявить изменения работоспособности. Недостатком этого метода является сложность определения причин ошибок, которые могут быть связаны либо с понижением работоспособности, либо с нетвердым знанием грамматики учащимся. При оценке учитывают среднее количество ошибок, приходящееся на одного обучающегося, количество работ, содержащих от 1 до 3-х, от 4 до 5-ти и более ошибок.

Наиболее распространенным методом оценки умственной работоспособности в отношении образовательной деятельности являются различные варианты дозированной работы по специальным корректурным тестам. Они позволяют получить как количественные, так и качественные показатели общей умственной работоспособности. Для этого используются буквенные корректурные таблицы В.Я. Анфимова и А.Г. Иванова-Смоленского (приложение №1), которые представляют собой бланк с набранными на нем типографским способом различными буквами русского алфавита (в языковом плане соответствующий текст лишен какой-либо смысловой нагрузки).

    При использовании таблицы В.Я. Анфимова задание дается школьникам всего класса по схеме в зависимости от задачи исследования. Результаты первого исследования принимаются как исходный.

Исследование проводится в течение 2-х минут с использованием секундомера.

Ученикам предлагается зачеркнуть одну букву (например, «К») и подчеркнуть другую (например «В»). Поскольку каждая буква повторяется одинаковое количество раз на 100 печатных знаков, то сочетание букв не имеет значения.

    Перед проведением пробы экспериментатор разъясняет детям, для чего проводиться корректурная проба, и необходимость внимательного и серьезного отношения к этой работе. Разъясняется также, в каком порядке следует зачеркивать буквы (каждая строчка читается слева направо, а строки сверху вниз), у каждого ребенка должен быть карандаш или ручка. Затем дается указание об одновременном по команде экспериментатора («начали») начале работы и одновременном при слове «закончили» прекращении ее с обязательной отметкой на том месте, где учащийся закончил читать буквы. Для того чтобы ученики не продолжали работу по истечении установленного времени, по окончании работы экспериментатору следует предложить немедленно передать таблицы вперед по рядам к первой парте, а не собирать их самостоятельно.

Чтобы не было повторения заданий в течение дня, рекомендуется дать им следующий порядок:

Буквы, которые ученики должны зачеркивать или подчеркивать, не только называют, но их можно записывать на доске, стирая при начале исследования.

    При обработке корректурных проб подчитывается количество всех прослеженных букв, для быстрого подсчета считается количество полных строк, которое умножается на 40 (количество букв в каждой строке).

    Далее учитываются ошибки. При этом за ошибку принимается:

1) пропущенная целая строка;

2) зачеркнута или подчеркнута не нужная буква;

3) нужная буква не зачеркнута или не подчеркнута;

4) буква зачеркнута, в то время, как ее следовало подчеркнуть, и наоборот.

Для возможности сопоставленья полученных данных расчет ошибок ведется на 500 знаков. 

    Дальнейшая обработка полученных данных проводится 2 способами.

Во-первых, вычисляется среднее количество прослеженных знаков и сделанных на 500 знаков ошибок после каждого урока, за весь учебный день, за всю неделю:

КПБ = (N х 40) + n,

где КПБ – количество просмотренных букв;

N – количество просмотренных строк;

n – количество букв последней строки, просмотренной не полностью.

    Для вычисления стандартизированной (ожидаемой на 500 просмотренных букв) ошибки Х необходимо составить и решить следующую пропорцию:

    Во-вторых, проводиться оценка индивидуальных сдвигов у каждого ученика. Для оценки индивидуальных сдвигов необходимо пользоваться следующей схемой.

Таблица 1

Хронорефлексометрия

Хронорефлексометрия — методика, широко используемая для оценки функционального состояния нервной си­стемы. Она позволяет определить изменение соотношения основных нервных процессов (возбуждения и торможения) на основе измерения скрытого времени двига­тельной реакции обследуемого на зрительный или слуховой раздражитель, а также позволяет судить о быстроте протекания нервных процессов и уровнях функционального состояния соответствующих рефлекторных дуг.

Рисунок 1. Многоканальный хронорефлексометр

Для проведения исследования используют многока­нальный хронорефлексометр (рисунок 1, Кучма В.Р., 2012), состоящий из трех частей: измерительной части, блока раздражителей и специаль­ного «запоминающего» устройства, которая дает воз­можность проводить измерения одновременно у несколь­ких испытуемых. Датчиками прибора служат кнопочные уст­ройства, которые нажимают обследуемые. Данный прибор определяет латентный период двигательной реакции с точностью до тысячных долей секунды.

Исследование начинают с инструктирования обследуемого, его просят нажать на кнопку аппарата и при поступлении светового (или звукового) сигнала на панели прибора быстро отпустить кнопку. Такой прием позволяет определить время простой реакции (от мо­мента предъявления раздражителя до начала двигатель­ной реакции обследуемых), которая характеризует состояние возбудительных процессов.

В процессе каждого исследования про­изводят по 3 измерения, и средняя величина их принимает­ся за показатель скрытого времени реакции. Отсчет вре­мени производят в милисекундах. Реакция мо­жет считаться измененной, если разница между показаниями одного обследуемого составляет ±0,01 с.

По этой методике можно определить не только величину скрытого времени условной двигательной реакции, но и состояние дифференцировки с целью изучения активного двигательного торможения. Для этого вводят два раз­дражителя: либо свет различного цвета, либо звук раз­личной частоты. Чаще используется  зрительно-моторная реакция. Обследуемому предлагают отпускать кнопку только при появлении светового сигнала определенного цвета, (он служит положительным раздра­жителем); свет другого цвета является отрицательным (дифференцировочным) раздражителем — при его появлении обследуе­мый должен держать палец на кнопке. В каждом иссле­довании оба раздражителя подаются не менее 3 раз с интервалом 10-12 с. Срывом дифференцировочной реак­ции считают случай, когда обследуемый отпускает кноп­ку при подаче отрицательного раздражителя. Исследо­вание обычно проводят в соответствии с отдельными пе­риодами деятельности (в начале и конце урока, смены, недели и т. д.). По динамике величины латентного периода и уменьшению или увеличению случаев срыва дифференцировки судят о функциональных измерениях высшей нервной деятельности, об улучшении или ухуд­шении подвижности нервных процессов. Удлинение ла­тентного периода и увеличение количества случаев сры­вов дифференцировки к концу учебных занятий свиде­тельствует о снижении общей умственной работоспособ­ности обследуемых. Латентное время моторной реакции может уменьшаться, что свидетельствует о хорошей концентрации тормозного процесса.

На кафедре гигиены создана компьютерная программа для оценки скрытого (латентного) времени двигательной реакции обследуемого на зрительный раздражитель.

При запуске программы на экране монитора появляются три клавиши: «Тест 1», «Тест 2» и «Выход» для выхода из программы. Тест 1 – программа, предназначенная для определения скрытого времени двигательной реакции на зрительный раздражитель, тест 2 – для оценки состояния дифференцировки.

При выборе с помощью «мышки» теста №1, на экране появляется квадрат с надписью по верхнему краю: «Здесь появится красный квадрат», слева от него – клавиша с надписью «Готов», справа – с надписью «Выйти» для выхода из данного теста. После нажатия клавиши «Готов» под квадратом появляется клавиша с надписью «Когда появится красный квадрат, нажмите сюда». Курсор «мышки» необходимо переместить на эту клавишу. Обследуемый должен нажать на левую клавишу «мышки» при появлении на экране красного квадрата. Следом за этим на экране автоматически показывается результат - латентное время двигательной реакции обследуемого на этот зрительный раздражитель, выраженное в миллисекундах. Нажав клавишу «Выйти», вновь попадаем на первую страницу программы.

Последовательность действий при выборе теста №2 аналогична: нажать на клавишу «Тест 2», затем – на клавишу «Готов» и переместить курсор на клавишу с надписью «Когда появится красный квадрат, нажмите сюда». На экране мелькают квадраты различных цветов, нажимать же на эту клавишу необходимо только при появлении красного квадрата. После окончания тестирования на экране появляется результат: количество правильно выбранных квадратов, количество ошибок и время скрытой двигательной реакции в миллисекундах.

Таблица 2

Схема для оценки данных хронорефлексометрии

Определение величины

Рисунок 2. Подставка для фиксации головы обследуемого при исследовании устойчивости ясного видения

По указанию обследуемый начинает внимательно смотреть в кольцо. Кольцо бывает то видно ясно и отчет­ливо, то расплывается, и очертания его теряют ясность. При исчезновении разрыва в кольце обследуемый гово­рит: «Не вижу» или нажимает рычаг регистрирующего прибора; при появлении разрыва в кольце говорит: «Ви­жу» или отпускает рычаг. Длительность ясного и неясно­го видения регистрируется с помощью секундомера. Наблюдения проводят в течение 2 мин. По­казателем устойчивости ясного видения служит процент­ное отношение всего времени ясного видения к общему времени наблюдения. Отклонения в пределах ±10% считают снижением или увеличением показателя.

Треморометрия

Треморометрия – определение двигательной координации и точности движений. Позволяет установить изменение функционального состояния нервно – мышечного аппарата мелких мышц кисти рук. Исследования проводят на треморометре, состоящем из металлического планшета с фигурными отверстиями, счётчика импульсов и металлического щупа в виде тонкой спицы.

При проведении исследования обследуемый удерживает металлическую спицу электрощупа в отверстии панели прибора (диаметр отверстия 5 мм) в течение 30 секунд, стараясь не касаться стенок отверстия. Рука обследуемого находится навесу в вытянутом горизонтальном положении. Каждое касание регистрируется электросчётчиком. Определяют общее количество касаний за 30 секунд. Существенное нарастание тремора указывает на неблагоприятные функциональные изменения в центральной нервной системе.

Актография

Актография – объективная регистрация «двигательного беспокойства». Позволяет определить раннее утомление, выражающееся в охранительном возбуждении. Для проведения исследования на сиденье и спинке стула и на внутренней поверхности крышки стола монтируют пневмодатчики.

    Изменения давления в системе, возникающие при каждом движении учащегося или при использовании им дополнительной опоры (крышка стола), регистрируются на равномерно движущейся ленте. Записи обычно ведутся в течение всего учебного дня. На актограмме регистрируются колебания разной амплитуды. Колебания малой амплитуды соответствуют движениям, связанным с учебным процессом, а колебания большой амплитуды связаны с изменением положения тела. Таким образом, по частоте колебаний и величине амплитуды можно судить о динамике «двигательного беспокойства» от начала к концу занятий.

Дневник урока

Школа……………….., класс……………….

Дата ………………….. День недели……………………..

Урок по расписанию ……………………….. Предмет……………….

Содержание урока……………………………………………………….