Wpływ obciążenia psychicznego na sprawność działania i

PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
z. 78
Transport
2011
Iwona Grabarek
Wydzia Transportu Politechniki Warszawskiej
Danuta Roman-Liu
Centralny Instytut Ochrony Pracy – Pastwowy Instytut Badawczy
Wodzimierz Choromaski
Wydzia Transportu Politechniki Warszawskiej
Pawe Bartuzi
Centralny Instytut Ochrony Pracy – Pastwowy Instytut Badawczy
WPYW OBCIENIA PSYCHICZNEGO
NA SPRAWNO DZIAANIA I OBCIENIE
MINIOWO-SZKIELETOWE OPERATORA
Rkopis dostarczono, kwiecie 2011
Streszczenie: Celem eksperymentu opisanego w artykule bya analiza wpywu rónego rodzaju
obcienia psychicznego na sprawno oraz obcienie miniowo-szkieletowe operatora.
Stwierdzono rón fizyczn reakcj i sprawno dziaania operatora w zalenoci od rodzaju
wykonywanych przez niego zada.
Badania eksperymentalne przeprowadzono na grupie 15 mczyzn. Podczas 32 - minutowego badania
rejestrowano sygna EMG z czterech mini koczyny górnej prawej oraz nastpujce parametry
fizjologiczne: krzyw oddychania, amplitud oddychania, czsto oddechu, amplitud ttna, czsto
skurczów serca.
Pomiary wymienionych parametrów wykonywano w trzech rónych sytuacjach obcienia:
obcienie pozycj ciaa i wykonywaniem testu cigoci uwagi (DAUF), obcienie pozycj ciaa
i wykonywaniem testu czujnoci (VIGIL), obcienie tylko pozycj ciaa (KONTROL).
Podczas wykonywania testów psychologicznych rejestrowano takie parametry jak: redni czas reakcji
poprawnych odpowiedzi, liczba poprawnych i bdnych odpowiedzi. Przeprowadzono take badania
testowe, majce na celu uzyskanie oceny charakterystyki osobowoci osób biorcych udzia w
badaniach eksperymentalnych. Dla zarejestrowanych sygnaów EMG oraz wybranych parametrów
fizjologicznych okrelono miary, wyraajce ilociowo wskaniki fizjologiczne i napicie mini,
które analizowano w dziedzinie czasu i w dziedzinie czstotliwoci.
Sowa kluczowe: obcienie psychiczne, sprawno operatora, obcienie miniowo-szkieletowe
38
Iwona Grabarek, Danuta Roman-Liu, Wodzimierz Choroma
ski, Pawe Bartuzi
1. WSTP
Zagadnienia zwizane z chorobami ukadu ruchu znajduj si od wielu lat wród
najwaniejszych punktów strategii Wspólnoty Europejskiej w zakresie bezpiecze
stwa i
higieny pracy. Wród czynników decydujcych o powstawaniu zaburze
ukadu
miniowo-szkieletowego mona wyróni czynniki genetyczne, morfologiczne,
psychospoeczne i biomechaniczne. W kadej z tych kategorii czynników wystpuje wiele
zmiennych determinujcych powstawanie schorze
ukadu miniowo-szkieletowego.
Czynniki biomechaniczne i czynniki psychospoeczne stanowi tzw. czynniki rodowiska
pracy. Podstawowy wpyw na obcienie miniowo-szkieletowe maj czynniki
biomechaniczne zwizane z pozycj ciaa, wywieran si oraz czasem utrzymywania.
Pojawiaj si równie dane wskazujce na to, i podobn reakcj wywouj take czynniki
psychospoeczne [1], [4], [6]. Ze wzgldu na to, e dolegliwoci miniowo-szkieletowe
powizane s z napiciem mini podczas pracy, szczególnego znaczenia nabieraj
badania dotyczce zalenoci midzy psychospoecznymi czynnikami ryzyka a
wystpowaniem wyej wspomnianych dolegliwoci. Problem ten ma istotne znaczenie w
pracy operatorów technicznych rodków transportów. Gównym zadaniem operatorów jest
ledzenie przebiegu zdarze
i stanów sterowanych obiektów. Praca operatora na
stanowisku stacjonarnym, jak i niestacjonarnym, wymaga zaangaowania czowieka we
wszystkich fazach dziaania ukadu. Podstawowe znaczenie maj przy tym procesy
orientacji, podejmowania decyzji i procesy wykonawcze. Pierwsze z nich zwizane s z
funkcjami psychicznymi, takimi jak: spostrzeganie, uwaga, recepcja bodców.
Wspódziaaj z nimi (dodatnio lub ujemnie) pobudzenia emocjonalne, motywacja i
tolerancja czynników rodowiskowych. Dziki procesom orientacji operator stwierdza, co
si dzieje w otoczeniu i jak sterowany przez niego ukad funkcjonuje. Drugim
podstawowym procesem dziaania jest podejmowanie decyzji. Proces ten zwizany jest
bezporednio z funkcj mylenia i pamici. Czsto nazywany jest on procesem
przetwarzania informacji. W procesach decyzyjnych bardzo du rol odgrywa pami
dorana i dugotrwaa, zwana operatorow. Pierwsza stanowi o zdolnoci zapamitywania
informacji, bez jej duszego przechowywania, druga stanowi o wiedzy i dowiadczeniu
operatora. Z charakteru jego pracy wypywaj okrelone wymagania w zakresie
sprawnoci funkcjonowania analizatora wzrokowego, suchowego oraz sprawnoci
ruchowej. Operator musi w cigu okrelonego czasu nie tylko odebra odpowiedni sygna,
lecz równie prawidowo go zrozumie, podj odpowiedni decyzj i zrealizowa j za
pomoc celowego ruchu [2]. Z powyszej charakterystyki pracy operatora wynika
jednoznacznie, e jest on w trakcie swojej pracy obciany zadaniami, w rónym stopniu
wpywajcymi na reakcj psychofizyczn organizmu.
Std te celem prowadzonych bada
byo okrelenie wpywu rónego typu obcie
psychicznych na wspomniane reakcje organizmu. Przy czym reakcja wyraona bdzie z
wykorzystaniem 4 miar, a zatem bdzie miaa charakter nie tylko jakociowy, ale równie
ilociowy. Analizowano zarówno zrónicowanie miar ze wzgldu na typ obcienia
psychicznego, jak i czas jego trwania. Miary okrelone zostay na bazie pomiarów wartoci
wielkoci obrazujcych napicie miniowe, jak równie parametrów fizjologicznych (np.
czsto rytmu serca, czsto oddechu itd.). Przedmiotem prac bya równie analiza
wpywu obcienia psychicznego (wyraonego z w wykorzystaniem uprzednio
Wpyw obcienia psychicznego na sprawno dziaania i obcienie ….
39
wymienionych miar) na sprawno psychofizyczn operatorów, mierzon czasem reakcji
oraz liczb poprawnych i niepoprawnych odpowiedzi.
2. METODYKA BADA DOWIADCZALNYCH
Badania eksperymentalne zostay przeprowadzone na Wydziale Transportu Politechniki
Warszawskiej na grupie 15 mczyzn. rednia (odchylenie standardowe) wieku, masy
ciaa oraz wysokoci ciaa badanych osób odpowiednio wynosz: 23,4 l.
(0,9 l.); 84,5 kg (14,5 kg); 183,3 cm (5,2 cm). Losowo wybrana grupa studentów poddana
zostaa testowym badaniom psychologicznym w celu okrelenia charakterystyki
osobowociowej. Do bada
omawianej grupy studentów wybrano test osobowoci
wg Florence Littauer [3].
Test ten ma charakter kwestionariusza osobowoci. Wymaga on od badanego, aby
podawa informacje o sobie samym. Badani dysponowali zestawem cech
osobowociowych, ujtych w 40 rzdach, kady rzd zawiera 4 cechy (okrelenia).
W kadym rzdzie badany wybiera jedn cech, najbardziej pasujc do jego osoby.
Arkusz podzielono na dwie grupy cech: pierwsza cz zawierajca 20 rzdów, okrelaa
mocne strony osobowoci temperamentalnej, natomiast druga cz, skadajca si
równie z 20 rzdów, zawieraa cechy traktowane jako saboci osobowoci. Wypenione
arkusze z zakrelonymi cechami przypisanymi sobie przez poszczególnych respondentów,
zostay przeniesione do tabeli wyników i podporzdkowane okrelonym typom
osobowociowym, w zakresie cech temperamentalnych sangwinika, choleryka,
melancholika i flegmatyka.
Nastpnie osoby te wziy udzia w badaniach charakteryzujcych si rónym stopniem
obcienia psychicznego. W badaniach psychologicznych wykorzystano Wiede
ski
System Testów, opracowany przez firm Dr.G. Schuhfierd GmbH we wspópracy z firm
ALTA. Podczas bada
rejestrowano sygna EMG z czterech mini ko
czyny górnej
prawej oraz nastpujce parametry fizjologiczne: krzyw oddychania, amplitud
oddychania, czsto oddechu, amplitud ttna, czsto ttna, a take uzyskane w wyniku
wykonania testu – parametry sprawnoci dziaania, takie jak: liczba poprawnych i
bdnych odpowiedzi, czas reakcji poprawnych odpowiedzi. Pomiaru parametrów
fizjologicznych, podczas wykonywania okrelonych, zgodnie z zaoeniami zada
,
dokonywano na sprzcie BIOFEEDBACK 2000 firmy ALTA. Jest to system moduowy i
moe pracowa w sprzeniu z WST.
Kady z mczyzn badany by w trzech rónych sytuacjach obcienia:
x obcienie pozycj ciaa i wykonywaniem testu cigoci uwagi (DAUF),
x obcienie pozycj ciaa i wykonywaniem testu czujnoci (VIGIL),
x obcienie tylko pozycj ciaa (test kontrolny - KONTROL).
W czasie trwania pomiarów, we wszystkich 3 sytuacjach obcienia osoby badane
znajdoway si w takiej samej, siedzcej pozycji ciaa. Kt w stawie okciowym midzy
przedramieniem a ramieniem wynosi 1050. W tecie kontrolnym utrzymywano
niezmienn pozycj ciaa, natomiast w testach cigoci uwagi i czujnoci zmiana pozycji
40
Iwona Grabarek, Danuta Roman-Liu, Wodzimierz Choroma
ski, Pawe Bartuzi
ciaa bya zwizana z koniecznoci naciskania przycisku w okrelonym momencie. Test
cigoci uwagi wymaga dugotrwaego skupienia uwagi i koncentracji na wykonywanym
zadaniu. Miarami poprawnoci wykonania testu s liczby poprawnych i niepoprawnych
reakcji. Test czujnoci wymaga utrzymywania uwagi rozumianej, jako nieustanne
czuwanie w sytuacjach, w których obserwowane zjawiska wystpuj rzadko.
Obserwowany sygna pojawia si nieregularnie, a zauwaenie tego sygnau wymagao
cigoci uwagi. W efekcie uzyskano czn liczb reakcji poprawnych, czn liczb
reakcji bdnych, rednie wartoci czasów reakcji (wartoci znormalizowane). Test
kontrolny polega na utrzymywaniu zadanej pozycji ciaa, takiej samej jak w dwóch
pozostaych testach, bez obcienia psychicznego zwizanego z wykonywanym zadaniem.
W czasie trwania testu kontrolnego rejestrowano tylko parametry EMG i parametry
fizjologiczne.
Rys.1. Pozycja ciaa utrzymywana w trzech sytuacjach obcienia (test cigoci uwagi, test
czujnoci i test kontrolny)
Czas trwania kadego z trzech testów wynosi 32 minuty. Kolejno wykonywania
poszczególnych testów bya róna u poszczególnych osób badanych i przyjmowana w
sposób losowy. Pomidzy kolejnymi testami zachowywano 80 minutowe przerwy, dziki
czemu osoby badane mogy odpocz. Podczas rejestracji sygnau elektromiograficznego
(EMG) stosowano jednorazowe elektrody powierzchniowe. Rejestrowany by sygna EMG
z czterech mini, byy to dwa minie przedramienia: prostownik palców (ac. Extensor
digitorum, ED) i misie
doniowy dugi (ac. Palmaris longus, PL) oraz misie
naramienny (ac. Deltoideus, DE) i misie
czworoboczny (ac. Trapezius, TR) ko
czyny
górnej prawej. Do pomiarów i analizy sygnau wykorzystany zosta, aparat ME3000P,
który w poczeniu z komputerem umoliwia obserwacj i rejestracj nieprzetworzonego
sygnau. Analiz sygnau EMG przeprowadzono na podstawie danych zapisanych podczas
pomiarów maksymalnego napicia miniowego oraz podczas wykonywania trzech,
opisanych wczeniej, testów (test czujnoci, test cigoci uwagi i test kontrolny). Ocen
przeprowadzono z zastosowaniem parametrów odzwierciedlajcych amplitud sygnau
EMG oraz widmo mocy. W pierwszym kroku przeprowadzono wstpn analiz zmian
parametrów w czasie, a nastpnie analizowano zintegrowan amplitud sygnau EMG
z caego testu (32 minuty) w 8 równych przedziaach, tak jak dla pozostaych badanych
Wpyw obcienia psychicznego na sprawno dziaania i obcienie ….
41
parametrów. Parametry opisujce widmo mocy zostay wyznaczone w wyniku podziau
widm mocy sygnau EMG na zakresy okrelane przez czstotliwoci graniczne.
Czstotliwoci graniczne zostay wyznaczone, jako stae numery poszczególnych próbek
(kadej próbce odpowiada okrelona czstotliwo). Czstotliwociom granicznym
przypisano nastpujce nazwy i wartoci: GS1=10Hz, GS2=20Hz…GS50=500Hz.
W wyniku podziau widma mocy otrzymano 50 przedziaów czstotliwoci, w których
obliczana bya moc widma (parametry od PS1 do PS50), jako suma wszystkich próbek z
danego przedziau. Zmczenie mini zostao wyraone dwoma parametrami SS3 i SS28.
Parametry te wyraaj stosunek odpowiednich pasm widma mocy. W przypadku
parametru SS3 jest to stosunek sumy pasm (PS8, PS9 i PS10) do pasma PS9. Natomiast w
przypadku parametru SS28 jest to stosunek pasma PS28 do sumy pasm (PS27, PS28,
PS29, PS30). Parametry te zostay opracowane jako wskaniki zmczenia podczas
realizacji poprzednich zada
badawczych [5].
W przypadku parametrów fizjologicznych, dla 32- minutowego odcinka czasowego,
dzielc go na 8 przedziaów, analizowano mary 1 i 2, tzn.:
N
miara1 RMS
¦ X i2
i 1
N
(1)
N
miara 2
ABS X ¦ Xi
i 1
N
(2)
gdzie:
N –liczba próbek w przedziale (w badaniach N=512);
X – warto analizowanej wielkoci parametrów fizjologicznych.
Porównania dokonano w obrbie kadego testu psychologicznego oraz dodatkowo
porównania miary1 midzy testami DAUF, VIGIL i KONTROL. Przeprowadzono równie
analiz wyników testów psychologicznych (DAUF i VIGIL).
3. WYNIKI BADA
3.1. CHARAKTERYSTYKA OSOBOWOCIOWA OSÓB Z GRUPY
BADAWCZEJ
W tablicy 1 przedstawiono zestawienie zbiorcze sylwetek osobowociowych osób z
grupy badawczej.
42
Iwona Grabarek, Danuta Roman-Liu, Wodzimierz Choroma
ski, Pawe Bartuzi
Tablica 1
Zestawienie zbiorcze sylwetek osobowociowych
Typ sylwetki osobowociowej
Sangwinik
Choleryk
Flegmatyk
Melancholik
Flegmatyk/melancholik
Melancholik/flegmatyk
Sangwinik/melancholik
Liczba osób
1
3
2
4
1
2
1
Analizujc uzyskane wyniki mona wycign nastpujce wnioski: dominujc
osobowoci temperamentaln w badanej grupie s melancholicy i flegmatycy (6 osób).
Trzy nastpne osoby reprezentuj naturalne poczenie temperamentu flegmatyka
i melancholika, tworzc w sumie grup 9 osobow o podobnych cechach
temperamentalnych. Interesujce jest równie to, e nawet jeden z dwóch sangwiników
mocno oscyluje emocjonalnie w kierunku analitycznego melancholika. Jeden sangwinik
i trzech choleryków, tworz odrbne typy temperamentalne, z tym, e z grupy tej dwóch
choleryków równie przejawia tendencj ukierunkowan zarówno na sangwinika jak
i melancholika.
Biorc powysz analiz pod uwag, przyjto e badan grup naley scharakteryzowa
z punktu widzenia temperamentu flegmatycznego i melancholicznego. Zatem mona
przyj du zgodno osobowoci temperamentalnej badanych osób.
3.2. PORÓWNANIE JAKOCIOWE MIAR SYGNAU EMG
W wyniku analizy przyjtych parametrów stwierdzono brak istotnych statystycznie
rónic pomidzy wskanikami zmczenia uzyskanymi na podstawie sygnau
zarejestrowanego podczas wykonywania testów: DAUF i VIGIL. Wniosek ten odnosi si
do kadego badanego minia. Przeprowadzono take porównanie jakociowe midzy
parametrami obcienia i zmczenia czterech badanych mini. Uzyskane wyniki
przedstawiaj tablice 2 i 3.
Tablica 2
Porównanie jakociowe wskaników obcienia i zmczenia miniowego mini extensor
digitorum oraz palmaris longus (+ zaznaczono przypadki wskazujce na wysze obcienie
testu DAUF, = gdy parametry obydwu testów byy takie same)
01bk
03km
04zp
05zp
06st
07wj
extensor digitorum
RMS SS3 SS28
+
+
+
+
+
=
+
+
+
+
=
+
palmaris longum
RMS SS3 SS28
+
+
=
+
+
=
+
+
=
+
+
Wpyw obcienia psychicznego na sprawno dziaania i obcienie ….
43
cd. Tablicy 2
08wk
09wt
10df
11bm
12tl
13km
14sp
15km
16tk
=
=
+
+
=
=
+
+
+
+
+
+
=
=
=
=
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Tablica 3
Porównanie jakociowe wskaników obcienia i zmczenia miniowego mini trapezius
oraz deltoideus (+ zaznaczono przypadki wskazujce na wysze obcienie testu DAUF, =
gdy parametry obydwu testów byy takie same)
trapezius
RMS
01bk
03km
+
04zp
+
SS3
SS28
=
+
=
+
07wj
+
08wk
+
+
+
=
+
=
=
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
=
+
12tl
=
13km
+
15km
16tk
SS28
=
10df
14sp
SS3
+
+
09wt
11bm
RMS
+
05zp
06st
deltoideus
+
=
+
=
+
+
+
+
+
=
+
=
+
=
+
=
+
+
+
W wyniku porównania jakociowego miar sygnau EMG mona zauway nieznaczn
przewag przypadków wskazujcych na wiksze zmczenie i obcienie testem DAUF.
3.3. ANALIZA WARTOCI MIAR PARAMETRÓW
FIZJOLOGICZNYCH
Porównanie miar 1 i 2 w trzech rodzajach obcieniach nie wykazao znacznych rónic,
zatem w analizie statystycznej uwzgldniono miar 1. Przykadowe wykresy (rys.2 i 3)
przedstawiaj porównanie miary 1 dla trzech testów: DAUF, VIGIL, KONTROL.
44
Iwona Grabarek, Danuta Roman-Liu, Wodzimierz Choroma
ski, Pawe Bartuzi
Miary odnosz si do takich parametrów, jak: czsto oddechu i czsto ttna dla jednej
z badanych osób.
Rys.2. Porównanie miar1 czstoci oddechu dla testów: DAUF, VIGIL, KONTROL
Rys.3. Porównanie miar1 czstoci ttna dla testów: DAUF, VIGIL, KONTROL
Wpyw obcienia psychicznego na sprawno dziaania i obcienie ….
45
Dla obu parametrów fizjologicznych wartoci miary1 s najwiksze dla testu DAUF,
mniejsze za dla testów VIGIL i KONTROL.
3.4. PORÓWNANIE JAKOCIOWE MIARY 1 PARAMETRÓW:
CZSTO ODDECHU I CZSTOCI TTNA ORAZ
PARAMETRÓW SPRAWNOCI BADANYCH OSÓB
W TESTACH DAUF I VIGIL
Tablice 4 i 5 przedstawiaj porównanie jakociowe miar 1 dla RSPF (RF) – czstoci
oddechu i PULS (HR) – czstoci ttna oraz wyników testów psychologicznych.
Tablica 4
Porównanie jakociowe miar 1 dla RSPF (RF) i PULS (HR) uzyskanych w obu testach
/zaznaczono wartoci wysze lub porównywalne
Osoba
badana
DAUF
RSPF
PULS
/odd/min/
/ud/min/
01bk
03km
04zp
05zp
06st
07wj
08wk
09wt
10df
11bm
12tl
13km
14sp
15km
16tk
+
+
+
+
+
+
+
=
+
+
+
=
+
+
+
VIGIL
RSPF
PULS
/odd/min/
/ud/min/
+
+
+
+
+
+
=
=
=
+
+
=
=
+
+
+
+
=
=
=
=
Tablica 5
Porównanie jakociowe wyników testów psychologicznych : DAUF i VIGIL
Osoba
badana
01bk
03km
04zp
05zp
Max. RT
/s/
0,7
0,85
0,75
0,73
DAUF
LPO
ž
=
ž
LBO
Max. RT
/s/
ž
ž
ž
=
1,08
0,68
0,59
0,68
VIGIL
LPO
=
ž
LBO
=
46
Iwona Grabarek, Danuta Roman-Liu, Wodzimierz Choroma
ski, Pawe Bartuzi
cd. Tablicy 5
06st
07wj
08wk
09wt
10df
11bm
12tl
13km
14sp
15km
16tk
0,7
0,64
0,77
0,66
0,62
0,9
0,78
0,79
0,77
0,73
0,73
ž
ž
ž
ž
ž
ž
ž
ž
ž
ž
ž
ž
0,72
0,58
0,83
0,85
0,41
0,97
0,83
0,54
0,64
0,75
0,59
ž
ž
ž
ž
ž
ž
ž
ž
ž
ž
Max. RT – czas reakcji poprawnych odpowiedzi
LPO – liczba poprawnych odpowiedzi
LBO– liczba bdnych odpowiedzi
ž wzrost liczby
spadek liczby
= liczba porównywalna
Warto podkreli, e wraz z upywem czasu nie dao si okreli jednoznacznego trendu
w ksztatowaniu si miar parametrów fizjologicznych.
Porównujc oba testy, tj. VIGIL i DAUF z punktu widzenia parametrów
fizjologicznych, naley stwierdzi, e wykonanie testu VIGIL, czyli czujnoci generowao
mniejsze ich wartoci, dotyczy to zarówno wartoci RSPF (FR) – czstoci oddechu, jak i
PULS (HR) – czstoci ttna, tj. w tecie VIGIL byy one nisze ni w tecie DAUF. A
zatem mona wnioskowa o mniejszym obcieniu psychicznym generowanym przez test
VIGIL.
Z kolei analiza rednich czasów reakcji poprawnych caej grupy badanej okrelana w 8
przedziaach równie wskazuje na wiksz uciliwo testu DAUF.
Rys. 4. Porównanie rednich czasów reakcji poprawnych
Wpyw obcienia psychicznego na sprawno dziaania i obcienie ….
47
Procentowy udzia odpowiedzi bdnych i opuszczonych w tecie VIGIL by równie
mniejszy ni w tecie DAUF.
Rys. 5. Porównanie procentowego udziau odpowiedzi bdnych i opuszczonych dla testów
DAUF i VIGIL
Powysze analizy pozwalaj na postawienie nastpujcej tezy: w grupie osób biorcych
udzia w badaniach eksperymentalnych, w duej mierze jednorodnej, z punktu widzenia
charakterystyki osobowociowej (temperamentalnej), wykonywanie testu VIGIL byo
mniej obciajce, co odzwierciedlao si w reakcji organizmu (parametry fizjologiczne)
oraz poziomu wykonania testu.
3.5. ANALIZA PORÓWNAWCZA MIDZY BADANYMI
PARAMETRAMI I WARIANTAMI OBCIENIA
Ze wzgldu na to, e zarówno parametry fizjologiczne (HR i RF) jak i parametry
charakteryzujce napicie miniowe zale cile od cech indywidualnych osoby badanej,
wszelkie dziaania prowadzce do uredniania wartoci midzy osobami wymagaj
normalizacji. Normalizacja zostaa przeprowadzona w odniesieniu do pierwszej z omiu
wartoci parametru uzyskanego podczas testu kontrolnego (KONTROL/KO).
Wyniki analizy korelacji z zastosowaniem R- Spearmana przedstawiono w tablicy 6.
48
Iwona Grabarek, Danuta Roman-Liu, Wodzimierz Choroma
ski, Pawe Bartuzi
Tablica 6
Wspóczynniki korelacji Spearmana pomidzy badanymi parametrami wskazujcymi
na wystpowanie obcienia podczas testów DAUF, VIGIL i KO (korelacje istotne
statystycznie z p<0,05 pogrubiono)
ED & DE
R - Spearman
p
0,234923
0,000007
ED & PL
0,743757
0,000000
ED & TR
0,166846
0,001488
0,878156
ED & RF
0,008108
ED & HR
0,049754
0,346546
DE & PL
0,069487
0,188363
DE & TR
0,216257
0,000035
DE & RF
0,256655
0,000001
DE & HR
0,153630
0,003476
PL & TR
0,189059
0,000309
PL & RF
-0,086195
0,102513
PL & HR
0,131240
0,012694
TR & RF
-0,018929
0,720398
TR & HR
0,097868
0,063609
RF & HR
0,215182
0,000038
Analiza, której celem byo okrelenie zalenoci midzy badanymi wariantami (test
czujnoci - VIGIL, test cigoci uwagi – DAUF i test kontrolny - KO)
scharakteryzowanymi parametrami opisujcymi napicie mini (DE, ED, PL, TR) oraz
parametrami fizjologicznymi opisujcymi czsto skurczów serca (HR) i czsto
oddychania (RF) wykazaa istotne statystycznie korelacje wystpujce w przypadku
zalenoci midzy napiciem mini deltoideus (DE) a parametrami fizjologicznymi HR i
RF, a take w przypadku minia palmaris longus (PL) i czstoci skurczów serca (HR).
Istotne statystycznie s take zalenoci midzy napiciem minia extensor digitorum
(ED) a pozostaymi trzema miniami oraz midzy miniem palmaris longus (PL) i
trapezius (TR). Oznacza to, e napicie poszczególnych mini byo zblione w
poszczególnych wariantach bada
. Wystpuj take podobie
stwa pomidzy parametrami
wyraajcymi czsto skurczów serca i czsto oddechu a napiciem minia deltoideus
(DE). Bardzo silne zalenoci wystpuj pomidzy czstoci skurczów serca a czstoci
oddechu.
Wartoci rednie parametrów, znormalizowane w odniesieniu do pierwszej wartoci
wariantu kontrolnego (KO), przedstawiono na rys.6. Urednione wartoci wszystkich
parametrów s wiksze dla wariantów opisanych jako DAUF (test cigoci uwagi) i
VIGIL (test czujnoci) ni dla wariantu kontrolnego (KO). Rónice s szczególnie wyrane
w przypadku aktywnoci minia deltoideus (DE), zblione s natomiast wartoci
badanych parametrów uzyskane w testach DAUF i VIGIL.
Wpyw obcienia psychicznego na sprawno dziaania i obcienie ….
49
Rys. 6. Wartoci znormalizowanych parametrów urednione po osobach i obszarach pomiaru
(ED – amplituda sygnau EMG z minia ex tensor digitorum; DE – amplituda sygnau
EMG z minia ex tensor digitorum; PL – amplituda sygnau EMG z minia ex tensor
digitorum; TR – amplituda sygnau EMG z minia ex tensor digitorum; RF czsto
oddechu; HR – czsto skurczów serca
Wyniki testowania hipotezy o braku rónic pomidzy wariantami obcienia (DAUF,
VIGIL i KO) z zastosowaniem analizy wariancji (ANOVA Friedmana) przedstawiono w
tablicy 7.
Tablica 7
Wyniki analizy zrónicowania midzy analizowanymi wariantami obcienia z
zastosowaniem testu ANOVA Friedmana
ED
DE
PL
TR
RF
HR
Chi kw.
p
wsp. Zgodnoci
18,20000
46,35000
4,550000
45,01667
94,61667
141,8167
0,00011
0,00000
0,10280
0,00000
0,00000
0,00000
0,07583
0,19312
0,01896
0,18757
0,39424
0,5909
50
Iwona Grabarek, Danuta Roman-Liu, Wodzimierz Choroma
ski, Pawe Bartuzi
Wyniki przedstawione w tablicy 6 wskazuj na zrónicowanie wszystkich, poza PL,
parametrów ze wzgldu na wariant obcienia. Porównujc wyniki analizy wariancji i
wyniki wartoci rednich mona zauway, i zarówno wykonywanie testu czujnoci
(VIGIL) jak i testu cigoci uwagi (DAUF) powoduje przyspieszenie oddechu, ttna oraz
zwikszenie napicia miniowego w porównaniu z testem kontrolnym.
4. PODSUMOWANIE
W badaniach analizowano reakcj organizmu wywoan stanem relaksacji oraz
obcieniem psychicznym spowodowanym koniecznoci utrzymywania uwagi.
Wskanikami obcienia wywoanego tak opisanymi zadaniami byy parametry
fizjologiczne (czsto skurczów serca i czsto oddechu) oraz napicie czterech mini
ko
czyny górnej i obrczy barkowej. O ile napicie mini przedramienia moe wynika z
koniecznoci naciskania na przycisk o tyle napicie mini obrczy barkowej
uwarunkowane jest tylko obcieniem zwizanym z utrzymywaniem ko
czyny górnej w
okrelonym statycznym pooeniu i obcieniem psychicznym powodujcym napicie
miniowe.
Wyniki analizy parametrów fizjologicznych (czsto skurczów serca i czsto
oddechu) opisujcych ogóln reakcj organizmu na obcienie wywoane wykonywanym
zadaniem oraz wyniki opisujce napicie miniowe wywoane sytuacj obcienia
psychicznego wskazuj na wystpowanie znaczcych rónic midzy sytuacj testu
wymagajcego utrzymywania uwagi a sytuacj testu kontrolnego. Jednake rónice
midzy obcieniem wywoanym testami DAUF i VIGIL s znacznie bardziej subtelne.
Wykazane zostao, e obcienie psychiczne spowodowane wykonywaniem testów
symulujcych utrzymywanie uwagi w oczekiwaniu na pojawienie si bodca oraz uwagi
zwizanej z cigym wykonywaniem zadania wymagajcego spostrzeenia i reakcji na
bodziec wpywa na obcienie fizyczne wyraane parametrami fizjologicznymi, takimi jak
czsto oddechu i czsto skurczów serca oraz na napicie mini obrczy barkowej i
przedramienia.
Istotne jest jednake podkrelenie, i zrónicowanie obcienia midzy testami moe
by utrudnione ze wzgldu na indywidualne odczuwanie obcienia wykonywanym testem
przez badane osoby. Wyniki bada
potwierdzaj zrónicowanie napicia miniowego
midzy testami dla poszczególnych osób badanych, jednake wystpoway rónice midzy
badanymi. Równie sprawno operatora, wyraana liczb poprawnych i bdnych
odpowiedzi, a take czasem reakcji bya zrónicowana dla w wykonywanych testach
DAUF i VIGIL, z korzyci dla testu VIGIL.
Wykazano take istotne statystycznie korelacje pomidzy czstoci skurczów serca a
czstoci oddechu, a take pomidzy parametrami opisujcymi reakcje fizjologiczne a
parametrami opisujcymi napicie trzech sporód czterech badanych mini. Oznacza to,
e kady z tych skorelowanych za sob parametrów moe by wskanikiem obcienia
wywoanego wykonywaniem testu DAUF lub VIGIL.
Wpyw obcienia psychicznego na sprawno dziaania i obcienie ….
51
Bibliografia
1. Arvidsson I, Arvidsson M, Axmon A, Hansson G.A., Johnsson C.R., Skerfiving S, Musculoskeletal
disorders among female and male air traffic controllers performing identical and demending computer
work. Ergonomics 2006, 49(11):1052-67.
2. Grabarek I. „Diagnozowanie ergonomiczne ukadu operator – pojazd szynowy – otoczenie”, rozprawa
habilitacyjna, Prace Naukowe Wydziau Transportu Politechniki Warszawskiej, zeszyt 51, Warszawa
2003, s. 189.
3. Littauer F., 2007, Osobowo plus., Oficyna Wydawnicza Logos
4. Rissén D, Melin B, Sandsjö L, Dohns I, Lundberg U, (2000) Surface EMG and psychophysiological
stress reactions in women during repetitive work. Eur. J Appl. Physiol. 83(2-3):215-22
5. Roman-Liu D, Tokarski T, Wójcik K, (2004) Quantita-tive assessment of upper limb muscle fatigue
depending on the conditions of repetitive task load. Journal of Electromyography and Kinesiology. 14,
671-682
6. Van Galen G. P, Müller M.L, Meulenbroek R.G.,Van Gemmert A.W, (2002) Forearm EMG response
activity during motor performance in individuals prone to in-creased stress reactivity. Am J
Ind.Med.;41(5);406-19
Badania prowadzono w ramach Programu Wieloletniego pn. „Poprawa bezpiecze
stwa i
warunków pracy”, Nr projektu 1.R.15. 2008, „Ocena obcienia miniowo-szkieletowego
wynikajcego z obcienia psychicznego zwizanego z wykonywaniem prac zwizanych z
czuwaniem i odpowiedzialnoci”, /Grabarek I. – kierownik projektu/
THE INFLUENCE OF MENTAL WORKLOAD ON OPERATOR’S EFFICIENCY
AND MUSCULOSKELETAL FATIGUE
Summary: The purpose of the experiment summarized in this article was to analyse the influence of various
kinds of mental workload on operator’s efficiency and musculoskeletal fatigue of the operator. It has been
assumed that the operator’s physical reactions can vary, depending on psychological tension caused by the
performed task. The experimental tests have been carried out within a group of 15 males. During the
experiment the measurements of electromyography (EMG) from four muscles of right upper limb have been
collected as well as the following physiological parameters: breathing curve, breath amplitude, breath
frequency, pulse amplitude and pulse frequency. The abovementioned parameters have been collected for
three different stress modes: muscular-skeletal pressure and performing of the continuity-of-focus test
(DAUF), muscular-skeletal pressure and performing of the continuity-of-alertness test (VIGIL), muscularskeletal pressure only (KONTROL). During the experiment in all three stress modes the examined
individuals remained in the same sitting position. The initial heuristic model (based on artificial neural
networks) synthesizing the experiment results will be presented in the article.
Keywords: mental workload, operator’s efficiency, musculoskeletal fatigue
Recenzent: Wiesaw Bajon