MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA ÚSTAV LESNICKÉ A DŘEVAŘSKÉ TECHNIKY

VZTAH MEZI PRACOVNÍMI KŘIVKAMI A FYZIOLOGICKÝMI FUNKCEMI OPERÁTORŮ LESNÍCH HARVESTORŮ

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

2012

Pavel Kotyza

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Vztah mezi pracovními křivkami a fyziologickými funkcemi operátorů lesních harvestorů zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora Mendelovy univerzity o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:........................................

Podpis……………………

Poděkování: Děkuji Mgr. Petru Fiľo Ph.D., za odborné vedení a cenné rady při zpracování mé bakalářské práce, přátelský přístup a příjemnou spolupráci. Dále děkuji operátoru Jiřímu Jarošovi za umožnění měření při práci s harvestorem, které posloužilo jako podklad pro tuto práci.

Pavel Kotyza Vztah mezi pracovními křivkami a fyziologickými funkcemi operátorů lesních harvestorů The relationship between work curves and psysiological functions of forest harvesters operators Abstrakt Cílem práce je přispět ke zkoumání fyziologických funkcí ve spojitosti s analýzou průběhu pracovních křivek. Předpokladem je systémový a integrativní přístup a orientace o možnostech interdisciplinárního zpracování se zřetelem na propojení témat, jakými jsou bezpečnost a ochrana zdraví při práci, stres a zátěž. Obsah teoretické části práce podává přehled východisek a nejdůležitějších poznatků na základě studia a analýzy dostupné relevantní odborné literatury naší a zahraniční provenience, formuluje hypotézy základní výzkumné předpoklady a způsob jejich ověřování. V praktické části jsou vyhodnocena dat získaná pomocí měřící aparatury Biofeedback 2000

x-pert

.

Záměrem diskuze je porovnat výsledky s údaji v literatuře, naznačit otevřené otázky a možnosti aplikace. Závěry jsou začleněny do širších souvislostí a porovnány s dostupnou literaturou. Klíčová slova Pracovní zátěž, monotonie, stres, pracovní křivka, operátor harvestoru, biofeedback Abstract The aim of the work is to contribute to the examination of physiological functions in connection with the analysis of the course of the work curves. A prerequisite is a system and an integrative approach and orientation about how interdisciplinary processing, in particular with regard to link topics, such as health and safety at work, stress and strain. The contents of the theoretical part of the work gives an overview of the background and the most important knowledge on the basis of study and analysis of available relevant literature of our and foreign provenance, formulates hypotheses basic research assumptions and the method of authentication. Data obtained using the measuring apparatus Biofeedback 2000 x-pert are evaluated in the practical part. The intention of the discussion is to compare the results with data in the literature, indicate the open questions and options of the application. The conclusions are incorporated into a broader context and compared with available literature. Keywords Workload, monotony, stress, work curve, harvester operator, biofeedback

Obsah 1.

ÚVOD ............................................................................................................ 1

2.

CÍL PRÁCE ................................................................................................... 2

2.

LITERÁRNÍ PŘEHLED ............................................................................... 3

2.1.

Práce operátora těžebně dopravních strojů ..................................................... 3

2.1.1.

Základní předpoklady pro práci operátora TDS ............................................. 3

2.1.2.

Pracovní doba ................................................................................................. 4

2.1.3.

Denní harmonogram činností ......................................................................... 4

2.1.4.

Ohodnocení operátora .................................................................................... 5

2.1.5.

Kvalita práce operátora ................................................................................... 6

2.2.

Ergonomie mobilních strojů ........................................................................... 6

2.2.1.

Ergonomie lesních strojů ................................................................................ 6

2.3.

Obecné pojmy psychologie práce ................................................................... 7

2.3.1.

Předmět psychologie práce ............................................................................. 7

2.3.2.

Pracovní křivka ............................................................................................... 8

2.3.3.

Únava .............................................................................................................. 8

2.3.4.

Monotonie..................................................................................................... 10

2.3.5.

Stres .............................................................................................................. 12

2.3.6.

Denní biologické rytmy ................................................................................ 14

2.3.7.

Práce v nočních hodinách ............................................................................. 15

2.3.8.

Výkon v průběhu směny ............................................................................... 15

2.3.9.

Výkon v průběhu týdne ................................................................................ 16

2.4.

Zdravotní zátěž operátora ............................................................................. 16

2.5.

Zkoumané fyziologické funkce .................................................................... 17

3.

Metodika práce............................................................................................. 19

3.1.

Zkoumaný vzorek ......................................................................................... 19

3.2.

Sběr dat ......................................................................................................... 20

3.2.1.

Biofeedback 2000x-pert................................................................................... 20

3.2.2.

Měřené fyziologické funkce ......................................................................... 20

3.2.3.

Senzory a moduly ......................................................................................... 22

3.3.

Software Biofeedback 2000 x-pert, verze 3.0 ................................................. 24

3.4.

Zpracování dat .............................................................................................. 24

4.

Výsledky všech zkoumaných fyziologických funkcí .................................. 25

4.1.

Elektroencefalografie ................................................................................... 26

4.2.

Elektromyografie .......................................................................................... 29

4.3.

Respirace ...................................................................................................... 30

4.4.

Elektrodermální aktivita ............................................................................... 33

4.5.

Tělesná teplota .............................................................................................. 34

4.6.

Puls ............................................................................................................... 34

4.7.

Motorická aktivita ........................................................................................ 36

5.

Výsledky vybraných fyziologických funkcí ................................................. 36

6.

Diskuse ......................................................................................................... 40

7.

Závěr ............................................................................................................ 43

8.

Sumarry ........................................................................................................ 43

9.

Seznam literatury a pramenů ....................................................................... 44

10.

Seznamy obrázků, grafů a tabulek................................................................ 47

10.1.

Seznam obrázků............................................................................................ 47

10.2.

Seznam grafů ................................................................................................ 47

10.3.

Seznam tabulek ............................................................................................. 48

1. ÚVOD Tématem této bakalářské práce je problematika vztahu mezi pracovními křivkami a fyziologickými funkcemi operátorů lesních harvestorů. Účelnost tohoto tématu je odůvodněna stoupajícím využitím harvestorových technologií při předmýtních i mýtních těžbách nejen na území České republiky. Toto rozšíření s sebou přináší zvýšení počtu pracovních míst pro obsluhu strojů a nutnost zkoumání vztahu člověk – stroj z ergonomického hlediska. Jako hlavní charakteristiky produktivního operátora uvádí komplexní vnímání, široké využití paměťových funkcí, non-verbální odpočet, prostorové vnímání, koordinace, koncentrace a motivace. Měření fyziologických funkcí

umožňuje v porovnání se subjektivními

psychologickými metodami hodnocení pracovní zátěže objektivní výsledky. Stěžejní pro tuto práci je využití aparatury Biofeedback 2000

x-pert

od rakouského výrobce

Schuhfried, umožňující kontinuální měření fyziologických funkcí v průběhu pracovního procesu. Fyziologické funkce se řadí mezi biosignály. Tento pojem je z širšího hlediska definován jako veškeré měřitelné projevy organismu a zahrnuje mimo vlastní činnosti organismu i pasivní reakce organismu s vnějšími fyzikálními i chemickými podněty či spontánní reakce organismu. I když k tomu název biosignál evokuje, není nutná řada měření v čase, biosignálem je i jedna hodnota nebo spíše řada různých hodnot změřených v jednom okamžiku. Časová dimenze však dává biosignálu dynamický charakter. Princip získání výsledků této práce tedy spočívá v získání hodnot fyziologických funkcí během pracovního procesu jako zpětné vazby organismu pracovníka (tzv. biofeedback) na pracovní prostředí a průběh pracovní směny. Získaná data jsou v první řadě diskutována ve spojitosti s pojmy psychologie práce, nastíněnými v literárním přehledu, jako je pracovní zátěž, stres, monotonie a pracovní křivka. Na celou práci je však nahlíženo z ergonomického hlediska, tedy v interdisciplinárním pojetí a bez opomenutí základního ergonomického vztahu člověk – stroj – prostředí. Dalším předmětem diskuze jsou možnosti praktického využití metody biofeedback v oblasti zlepšení pracovních podmínek operátorů těžebně dopravních strojů. Výsledky práce jsou porovnány s dostupnou literaturou.

1

2. CÍL PRÁCE Práce si klade za cíl přispět ke zkoumání fyziologických funkcí ve spojitosti s analýzou průběhů pracovních křivek. Předpokladem je systémový a integrativní přístup a orientace o možnostech interdisciplinárního zpracování, zvláště se zřetelem na propojení témat, jakými jsou bezpečnost a ochrana zdraví při práci, stres a zátěž. Obsah teoretické části práce podává přehled východisek a nejdůležitějších poznatků na základě studia a analýzy dostupné relevantní odborné literatury naší a zahraniční provenience, formuluje hypotézy nebo minimálně základní výzkumné předpoklady a způsob jejich ověřování. Cílem vytvoření výzkumného souboru s ohledem na dostupnost zkoumaných osob a kvantitu měřených dat je získání dostatečného množství veličin na úrovni statistické významnosti pro porovnání průběhu fyziologických funkcí ve spojitosti s denní variabilitou výkonnosti práce v rámci pracovní směny. Předpokladem je využití aparatury Biofeedback 2000

x-pert

. Záměrem diskuze je porovnání výsledků s údaji

v literatuře, naznačit otevřené otázky a možnosti aplikace. Závěry je třeba začlenit do širších souvislostí, do kterých je téma zahrnuto a porovnat s dostupnou literaturou.

2

2. LITERÁRNÍ PŘEHLED 2.1. Práce operátora těžebně dopravních strojů Těžebně dopravní stroje (dále jen TDS) se v průběhu posledních let staly přirozenou součástí lesnické mechanizace v ČR. Zpočátku byla tato technologie provozním personálem téměř plošně odmítána jako technologie skandinávská, jež se do českých lesů nehodí, nebo jej dokonce poškozuje. Současné odborné poznatky a zkušenosti ukazují, že technologie jako taková má v LH ČR jednoznačně své pevné místo a její případné negativní vnímání je zapříčiněno nedostatečnou odbornou úrovní jak lesního personálu na straně plánování harvestorových těžeb, tak operátorů TDS na straně konkrétní realizace. 2.1.1. Základní předpoklady pro práci operátora TDS V České republice nemusí mít operátor TDS pro svou práci žádnou kvalifikaci ani oprávnění. Jedinou kvalifikační podmínkou je řidičské oprávnění skupiny C nebo T, dle současné legislativy nemusí operátor splňovat ani základní vzdělání, o odborném vzdělání nemluvě. Operátor nemusí projít žádným kurzem a nemá povinnost vlastnit patřičné osvědčení, dokonce ani na práci s hydraulickým jeřábem. Z hlediska nároků kladených legislativou je možno práci operátora TDS srovnat například s pomocným stavebním dělníkem. Bohužel, v mnohých případech odborná úroveň operátorů TDS koresponduje s legislativními požadavky a tomu v některých případech odpovídá kvalita vykonané práce. V posledních letech probíhá ze strany lektorů harvestorových technologií tlak na ústavní činitele, aby urychlili uzákonění vyhlášky, jež by stanovovala požadavky na kvalifikaci operátorů TDS. Odhlédneme-li od nedokonalé legislativy, tak jednoznačné pozitivum pro operátora TDS je absolvované střední odborné vzdělání lesnického směru. Mezi operátory TDS v České republice můžeme stále častěji nalézt středoškoláky, ale i vysokoškoláky, přičemž pro mnohé z nich tato práce neznamená jen přestupní stanici, ale důležitý článek v jejich odborném růstu. Dosažení odpovídajícího stupně vzdělání podstatně ulehčuje komunikaci mezi dodavatelem služeb a zástupcem vlastníka lesů. Operátor TDS by měl mít patřičný vztah k technologii, již obsluhuje. Nejdůležitější předpoklady je možno shrnout do těchto bodů: -

samostatnost při řešení problémů,

-

rozvážnost, ale ne pomalost,

3

-

manuální zdatnost,

-

aktivní přístup

-

kladný vztah k informačním technologiím

Ze strany provozovatelů TDS je častou podmínkou i ochota operátora snášet pobyt mimo domov. Dnes se většina TDS přesouvá za prací nejen po ČR, ale v rámci celé EU, což znamená odloučení od rodiny. Přestože je možno kombinovat směny a turnusy operátorů mnoha způsoby, je nutno potvrdit obecně známou skutečnost, že práce operátora (podobně jako práce taxátora) vyhovuje spíše lidem svobodným jak povahou, tak rodinným stavem. 2.1.2. Pracovní doba Harmonogram obsazení TDS operátory, jejich rozložení denní pracovní doby a systém pracovních turnusů pro jednotlivé osádky je individuální dle jednotlivých provozovatelů TDS a do jisté míry lze říci, že se jedná o firemní know-how. Cílem každého provozovatele TDS je zajistit pokud možno nepřetržité vytížení technologie při optimálním počtu operátorů. Nelze jednoznačně stanovit ideální systém pracovních turnusů, jelikož systém fungující firmě v západních Čechách nemusí fungovat firmě na severní Moravě. Pro zajištění nepřetržitého provozu TDS je pravděpodobně nejrozšířenější systém turnusů 10/5, to znamená, že operátor pracuje 10 dní na stroji (5 dní ranní směnu, 5 dní odpolední směnu) a 5 dní je doma. Při tomto systému je třeba mít na každý stroj osádku 3 operátorů. V denní organizaci se operátoři střídají po 10 nebo 12 hodinách, kdy při výměně provádějí společně údržbu stroje. Varianty turnusů se také liší dle vzdálenosti pracoviště od místa bydliště operátorů. Se snižující se vzdáleností je možné turnusy zkrátit. V případě menších firem a živnostníků je časté osazení harvestoru dvěma operátory, přičemž každý pracuje sedm dní jen přes den a dalších sedm dní je doma. Osazení vyvážecí soupravy se přizpůsobuje výkonu harvestoru, buď jej kopíruje, nebo se zajistí nepřetržitý provoz s navýšením operátora. 2.1.3. Denní harmonogram činností Denní organizace provozu se liší dle směn. Vezmeme-li v úvahu jednosměnný provoz, sled úkonů vypadá zhruba takto: -

po příjezdu ke stroji provede operátor vizuální kontrolu stroje (často se v ČR setkáváme s krádežemi např. hasicích přístrojů, pohonných hmot; setkáváme se také s úmyslným poškozením strojů ze strany konkurence s jiným výrobním prostředkem),

4

-

kontrola ovládacích prvků stroje,

-

doplnění provozních náplní (hydraulický olej, PHM)

-

prohlídka a příprava pracoviště,

-

vyvážecí

traktor

–

komunikace

operátora

vyvážecí

soupravy

s operátorem harvestoru, prohlídka linek a odvozního místa, v případě nového porostu seznámení se sortimentací, prohlídka rizikových míst (nájezdů na odvozní cestu, přejezd přes vodoteč atd., vypodložení vyrobenými sortimenty nebo navození klestu), -

harvestor – při otevírání nového porostu prohlídka se zástupcem vlastníka lesa, prohlídka hranic porostů, prohlídka vyznačených linek, zadání sortimentace a předání technologické karty pracoviště, což se v ČR uskutečňuje jen výjimečně,

-

vyznačení linek provádí buď zástupce vlastníka lesa, nebo po dohodě operátor harvestoru, v případě práce v noci je nutné vyznačit linky fosforizujícím sprejem a operátorovi vyvážecího traktoru vyznačit linky také na kořenové náběhy stojících stromů na okraji linek,

-

výroba, tzn. těžba dříví dle zadané sortimentace, ukládání sortimentů k linkám na vývozní místo, sestavení (tj. naložení výřezů dle délky a jakosti) nákladu vyvážecího traktoru a jeho transport na OM,

-

pracovní směna končí údržbou dle plánu denní údržby stroje (promazání mazacích míst, vysypání mřížky chladiče, umytí oken kabiny, odstranění drobných závad vzniklých během směny atd.), v případě dvousměnného provozu provádí údržbu oba operátoři společně, následně si předávají informace k pracovišti.

Operátor TDS zvládá během pracovní doby základní servisní úkony (výměna hydraulických hadic a ostatních provozních komponentů), v případě větší poruchy musí být schopen odborně popsat závadu a kontaktovat servisní středisko autorizovaného prodejce harvestorové technologie. 2.1.4. Ohodnocení operátora Jako podklad pro mzdové ohodnocení operátora TDS slouží množství vyrobeného dříví, přičemž se bere v úvahu průměrná hmotnatost v případě operátora harvestoru a vyvážecí vzdálenost u operátora vyvážecího traktoru. Každý provozovatel

5

TDS má svůj mzdový řád a systém odměňování operátorů tvoří součást know-how podniku. Mezi nejčastěji uplatňované principy odměňování patří stanovení určitého minimálního stálého základu s pohyblivou motivační složkou dle výkonu. Operátoři na HPP mají samozřejmě dle platné legislativy nárok na stravné a cestovné. Další odměňování nejrůznějšími firemními benefity je individuální dle jednotlivých provozovatelů. Průměrnou mzdu operátora TDS lze obtížně stanovit, s určitostí však lze tvrdit, že v případě zapracovaného a zkušeného operátora dosahuje až dvojnásobku průměrného platu v ČR. 2.1.5. Kvalita práce operátora Operátoři TDS jsou nejdůležitější částí v celém procesu těžby dříví harvestorovou technologií. Především úroveň jejich práce rozhoduje o celkovém výsledku těžby dříví, zejména v probírkových zásazích. Cílem každého provozovatele TDS by mělo být vytvoření týmu operátorů, kteří budou pro své znalosti a schopnosti rovnocenným partnerem pro venkovní personál vlastníků lesů.(KAJZLAR, 2008)

2.2. Ergonomie mobilních strojů Sachs a kol. (1994) popisuje zaměření ergonomického designu člověk-strojprostředí na zvýšení spolehlivosti, flexibility a účinnosti tohoto systému. Ergonomický design si klade za cíl dosáhnout plánovaného výkonu stroje optimálním využitím dostupné pracovní síly. Neschopnost integrovat ergonomické zásady při konstrukci stroje může mít za následek vystavení operátora nepřijatelně vysoké úrovni fyzické a psychické zátěže. Má to dopad nejen na výkon systému člověk-stroj, ale může mít nepříznivý účinek na zdraví na provozovatele. 2.2.1. Ergonomie lesních strojů Značná část mobilních strojů používaných v lesním hospodářství je založena na modifikaci

zemědělských

traktorů. To

výrobci přijali

a přizpůsobili je

k plnění

specializovaných úkolů, jako je těžba a přibližování, drží v nepříznivých terénních podmínkách, přičemž se zemědělských

se

stále

drží

v

rámci právních

strojů. Hughes (1982) ilustruje

základní

přizpůsobení zemědělských strojů na lesní pracovní podmínky: -Kompletní ochrana spodku -Větší průměr kol -Ochrana čelního skla

6

předpisů

týkajících

změny požadované pro

-Vysunovací schody -Nový systém řízení založený na 6 nebo 2 pákách

2.3. Obecné pojmy psychologie práce 2.3.1. Předmět psychologie práce Psychologie práce si jako aplikovaná disciplina klade za cíl napomáhat dosahování optimálních pracovních výsledků s nejmenším možným vynaložením fyzických a duševních sil: -

Optimalizací režimu práce a odpočinku. Díky analýze dynamiky dílčích složek pracovního výkonu prostřednictvím pracovních křivek lze dojít k adekvátnímu uspořádání pracovní doby a směn, zařazení přestávek, volbě správného pracovního tempa, redukcí účinků monotónní práce i dalších faktorů hygieny práce zabezpečit včasnou regeneraci sil. Únavu je kromě vlastní práce ovlivňují i tělesné, duševní a odborné předpoklady pracovníka, jeho zájem, motivace, technické a ekonomické podmínky činnosti, technologie výroby, organizace práce, stav pracovního prostředí a pracovního místa.

-

Rozborem pracovních podmínek. Předmětem je například uspořádání pracovního místa, otázky hluku, osvětlení a další stránky pracovního klimatu. Ani zdokonalování strojů a nástrojů nelze považovat pouze za otázku technickou, ale je nutné přihlížet i k tomu, aby byly navrhované úpravy v souladu s psychofyzickými zákonitostmi lidského organizmu i nároky estetickými.

-

Analýzou společenských vztahů na pracovišti. Vedení, hodnocení a rozmísťování pracovníků, vztahů mezi lidmi na pracovišti, osobnosti vedoucího, stylu jeho práce i problematiky prestiže podniku. Přístup člověka k vykonávané práci je totiž významně vymezován úrovní mezilidských vztahů ve kterých svou pracovní činnost vykonává.

-

Zařazováním do pracovního procesu. Jedná se o otázky profesionální orientace, pracovního výcviku, výběru i rozmísťování pracovníků a metodicky řídí personální činnosti.

-

Řešením rozsáhlé problematiky bezpečnosti práce. Na základě rozborů lidského jednání pomáhá psycholog stanovit některé bezpečnostní parametry při jejich úpravě. S bezpečnostními techniky spolupracuje při analýzách úrazů i

7

výchově k bezpečné práci a podílí se také na pracovní a sociální rehabilitaci osob postižených úrazem. 2.3.2. Pracovní křivka Zátěž pracovníka můžeme vyjádřit i mírou využití jeho kapacity. I jednoduchý výkon se může stát obtížným, pokud je opakován během určitého časového úseku. Průběh pracovní činnosti tedy může za určitých podmínek přispívat k psychické zátěži. Při jednorázovém výkonu jsou na pracujícího kladeny jiné nároky než během vytrvalého vykonávání řady týchž výkonů po sobě. Tento problém poprvé zformuloval Kraepelin (1902), který zkoumal průběh výkonnosti při tzv. duševní činnosti. Výsledkem zkoumání se stala tzv. pracovní křivka, jejíž průběh Kraepelin podkládal různými vlivy: Cvik vede ke zvýšení pracovního výkonu, únava pracuje proti cviku a snižuje výkon, návyk je kladným činitelem v pracovní křivce, na počátku pracovního výkonu dochází zpravidla ke zvýšení výkonu následkem povzbuzení, úsilí je přechodný volný akt, k němuž dochází, pokud si pracovník uvědomí, že se jeho výkon ke konci činnosti zpomaluje nebo zhoršuje, při delším přerušení činnosti nastává ztráta cviku, což se projeví snížením výkonu, zotavení přináší obnovu pracovní energie a vyšší výkon. Kraepelin však rozlišuje působení těchto vlivů dle typu osoby, kdy rozeznává celkem tři pracovní typy: maximum práce na počátku, pak jí stejnoměrně ubývá, k maximu práce dochází po nějaké době kolísání, maximum pracovního výkonu vzniká až na konci práce, někdy až po několika hodinách. Z aplikovaných výzkumů vychází Plamínek (1969, s. 186), který pozoruje nejvyšší výkon dělníka během pracovní činnosti ve spotřebním průmyslu v pondělí a v pátek během poledne a největší výkyvy ve spotřebě času na pracovní operace jsou v pondělí. Nejklidnější průběh má pracovní křivka paradoxně v pátek.

2.3.3. Únava Stav únavy se projevuje snížením optimální výkonnosti, nejvyšším stádiem je vyčerpání. Projevem je např. v pokles čivosti různého druhu (tj. zraková adaptace, sluchová, zraková a dotyková diskriminační čivost), kolísání pozornosti, bloky, poruchy paměti, perseverace, emoční napětí a labilita, sklon k afektům či apatii, změny vůle, její slabost,

poruchy v provádění automatismů, nervosvalová koordinaci

pohybů, jejich síla, rychlost atp.

8

a kontrola

Z hlediska kvalit postižených duševních funkcí rozlišujeme únavu duševní, emoční a tělesnou, z pohledu kvantity pak můžeme hovořit o únavě akutní, chronické, profesionální aj. Existuje také nespočet fyziologických teorií únavy, které se hypoteticky snaží tento jev vyložit. Mezi ty nejčastěji citované patří: -

chemická (nahromadění kyseliny mléčné, kysličníku uhličitého aj. škodlivých látek v krvi),

-

transmineralizační

buněčných

(nepropustnost

membrán

koncentrací

vodíkových iontů na kyselou stranu), -

Verzahrova (rozpad bílkoviny myozinu vytlačováním vápníku),

-

mobilizační (vyčerpanost rezerv),

-

hypertermická (zvýšení teploty funkčních orgánů),

-

psychofyziologická (potřeba energetických látek),

-

energetického vyčerpání (dosažením hranice tělesných a duševních možností výkonu),

-

místní únavy (narušení svalového metabolizmu činného periferního orgánu),

-

centrální (výsledek déletrvajícího dráždění buněk centrální nervové soustavy),

-

humorální (poruchy v činnosti endokrynních žláz),

-

reflexní (reflexní děj varující před vyčerpáním),

-

dezintegrační (nervová disharmonie vjemů a reakcí) aj. Nemluvě o nejednotnosti uvedených teorií žádná z nich nedokáže vysvětlit ani např. vzpružení hudbou či oddálení únavy cvikem. Existuje mnoho prostředků jak únavě předcházet. Spočívají především

v odstraňování faktorů narušujících optimální průběh pracovního procesu. Jsou to jak rušiče vnější, tak i vnitřní. Je třeba také umět únavu odstraňovat, jestliže už nastala. Kromě nejrůznějších relaxačních činností atp. to souvisí i s celou složitou problematikou využívání volného času, která by měla spíše směřovat ke kompenzačním aktivitám. V článku spojeném se dopravními nehodami v Austrálii uskupil Haworth (1998) únavu do pěti kategorií s jednosměrným zotavením. Diagram je použitelný pro operátory harvestorů. Základní rozdělení faktorů únavy je uvedeno v následujícím schématu (obrázek 1).

9

Obrázek 1: Vstupy únavy a zotavení. Převzato od Hawortha (1998)

2.3.4. Monotonie Psychický stav organismu způsobený takovou vnější situací, pro níž je příznačný výskyt stále stejných podnětů nebo nedostatek podnětů, jenž má za následek vznik útlumu, pokles pozornosti a zájmu o práci. Z pracovně-lékařského hlediska je základním dopadem jednotvárné činnosti na člověka útlum psychických funkcí, provázený řadou subjektivně vnímaných negativních pocitů. Formulace psychické monotonie z pohledu našich významných ergonomů by se dala stručně shrnout jako stav snížené psychické aktivity, která je následkem jednotvárné pracovní činnosti. Základem vzniku jsou především monotónní podmínky charakterizované nutností vykonávat po dlouhou dobu krátké pohybové úkony vnucené taktem stroje, pohybem dopravníků) apod. ve velkosériové výrobě. Z ergonomického hlediska definuje monotonii Hrubá (1995) jako monotónní označuje takovou práci charakteristickou jednoduchými, rytmickými, stereotypně se opakujícími pohyby. Pracovní operace jsou krátkodobé, pozornost pracovníka je soustředěna na úzký a stále stejný rozsah, jednostranně je zatěžován některý smyslový orgán. Pracovník zaujímá většinou neměnnou pracovní polohu, převažuje statické zatížení s nízkým energetickým výdejem.

10

Gilbertová a Matoušek (2002) vyzdvihli ve svých dílech o monotonii také její dopad na nervový systém člověka. Monotonii definují jako stav snížené aktivační úrovně CNS v důsledku stále stejných a opakujících se jevů v podmětovém poli. Psychická monotonie se dle literárních údajů projevuje následujícími příznaky: poruchy vnímání, snížení pozornosti, snížení rychlosti psychického nebo fyzického výkonu, vyšší energetické nasazení k udržení výkonu, snížení přesnosti výkonu, zvýšení chybovosti, snížení motivace, nezájem, otupení, apatie, ospalost, pocity nudy, přesycení (saturace), odcizení (alienace). Z pohledu osobnostních charakteristik pracovníků jsou patrné rozdíly v postoji k monotónním podmínkám. Například introvertní osobnosti snášejí z pravidla lépe monotónní podmínky než extrovertní. Monotónní podmínky při práci operátora harvestoru a psychický stav organismu těmito podmínkami navozený vedou k útlumu centrálního nervového systému a následné ztrátě pozornosti a bdělosti, což může být příčinou incidence pracovních nehod. Na osoby individuálně postrádající toleranci k monotonii mohou tyto podmínky působit jako stresor, kdy je snížena aktivace psychofyziologických funkcí. K hodnocení stupně monotonie se používají nejčastěji kritéria trvání a počtu stejných pohybových úkonů (opakování) během pracovní směny. Nezanedbatelným faktorem je úroveň osobního tempa. Rozumíme jím typologickou tendenci pracovníka pracovat určitou rychlostí (topping). Doporučení jsou: -

Vstupní psychologická vyšetření zaměřená na typ osobnosti, motivaci a úroveň aspirací.

-

Střídání pracovních pozic s odlišným pohybovým stereotypem v průběhu pracovní směny.

-

Rozšíření pracovní náplně přidáním určitých povinností, jako je provádění zápisů o chodu, o změnách parametrů apod.

-

Zařazení přestávek vhodné délky

Snaha o dosažení co nejvyšší pohybové ekonomie často omezila činnost lidí na několik základních úkonů stereotypně se opakujících. Z části výzkumů inženýrské psychologie vyplynuly pro tyto případy následující zásady: obě ruce, spolupracují-li mají začít a ukončit pohyb ve stejný okamžik, pohyby paží mají být vedeny 11

v opozičním směru, rozmach má být užíván kde je to možné, avšak s minimálním překonáváním silového

odporu, plynulé pohyby jsou vhodnější, než náhlé změny

směru, rytmus je základem hladkého automatického provedení úkolu aj. Základní předpoklady pro zvládání monotonie definuje Žídková (2005) jako: -

Osobnostní předpoklady pro výkon jednotvárné činnosti

-

Odolnost vůči tělesné a duševní námaze

-

Využití sociální opory při kontaktu se spolupracovníky

-

Intelektové předpoklady

-

Motivace a aspirace pracovníků

BERGER (2003) uvádí zjištění, že operátoři s finanční a organizační odpovědností pociťují monotonii v měnší míře než než operátoři zaměstnaní u společností, atd.

2.3.5. Stres Na stres neboli napětí, lze nahlížet ze dvou úhlů pohledu: při objektivní situaci účinkuje stresor (např. časová tíseň, velká odpovědnost, konflikty, nedostatečná kvalifikace, hluk, vibrace aj.), člověkem jsou však tyto situace vnímány subjektivně. Vnímání těchto podmínek je provázeno psychickým napětím. To odstartuje soubor reakcí, které vedou k mobilizaci energetických rezerv a zvýšení aktuální pohotovosti k náročnému fyzickému výkonu. Toto účelné „nabuzení“ organismu vzniklo fylogenetickým vývojem jako reakce člověka na nebezpečí formou útěku nebo útoku. Jestliže člověk dostane možnost zbavit se stresové energie, způsobené podněty moderní civilizované společnosti, nějakým výkonem (analýzou důsledků a vyvozením opatření), dojde po nějaké době k návratu funkce těla k výchozím klidovým hodnotám bez pozůstatku reziduálního potenciálu. Při nerovnováze podnětů a reakcí na ně může dojít k akutním i chronickým patologickým změnám. Pojem stres může být vnímán z různých úhlů pohledu. Evropská unie (2000) se k problematice vyjadřuje doporučením zavržení fyziologického kontextu. „K vymezení a zkoumání stresu v zásadě existují tři odlišné, ale překrývající se přístupy (Večeřová – Procházková, Honzák, 2008). První přístup pojímá stres související s prací jako averzní či škodlivý rys pracovního prostředí a v souvisejících studiích s ním nakládá jako s nezávislou proměnnou environmentální příčinou poruch zdraví. Nazývá se „technický

12

přístup“. Druhý přístup naopak definuje stres jako běžné fyziologické účinky široké řady averzních či škodlivých podnětů. Zachází s ním jako se závislou proměnnou: stres je pojímán jako specifická logická reakce na okolí, které člověka ohrožuje nebo poškozuje. Tento přístup byl pojmenován „fyziologický“. Třetí přístup pojímá pracovní stres jako dynamickou interakci osoby a jejího pracovního prostředí. Nazývá se „psychologický“. Profesor Selye, nazval stresovou odezvu jako obecný adaptační syndrom, který zahrnuje fázi poplachu, kterou následuje fáze adaptace, během níž se jedinec adaptuje na stresovou situaci. Pokud je působení příliš silné, příliš dlouho trvající, může se dostavit fáze zhroucení. Stresové procesy jsou neoddělitelnou součástí života, který v mírných dávkách stimulují a v ohrožení zachraňují. Jejich zápornou stránkou ovšem je, že se spouštějí i ve chvílích, kdy je to nepotřebné, někdy přímo škodlivé. Oficiální americká literatura týkající se řešení problematiky stresu jednotlivce i globálních stresových situací (Bryce, 2001) uvádí jako všeobecně přijímaný názor, že: „Optimální hladina stresu působí jako tvůrčí a motivační síla, která vede lidi k dosahování neuvěřitelných výkonů a cílů (eustres). Naproti tomu chronický traumatický stres (distres) je potenciálně neobyčejně destruktivní a poškozuje psychické a tělesné zdraví a může ohrozit samotný život. Schématické znázornění nástupu eustresu a distresu poskytuje následující obrázek Č. 2.

Obrázek 2: Reaktivita na stres, 13

(převzato od Večeřová – Procházková, Honzák, 2008) 2.3.6. Denní biologické rytmy Největší pozornost je upírána k denním biologickým rytmům – cirkadiánním – které souvisejí se střídáním světla a tmy. Bylo prokázáno, že na oční sítnici jsou kromě zrakových nervů i vlákna nervů vegetativních, zprostředkující přenos vjemu světla do neurohumorální soustavy. Jejím prostřednictvím se během 24 hodin mění hospodaření s vodou a solemi, kolísá počet bílých krvinek (leukocytů), klidová tepová frekvence, krevní tlak, tělesná teplota, tvar a frekvence EEG. Světlo podporuje produkci hormonů, neurotransmiterů a dalších biologicky aktivních látek. Na základě těchto poznatků byla vytvořena známá dvouvrcholová výkonnostní křivka (obrázek 3) s maximy v průběhu 9. až 10. hodiny a 16. až 17. hodiny a s největším útlumem kolem 3. až 4. hodiny. Ve výrobních podmínkách bývá nejvyšší pracovní produktivita při ranních směnách, o něco nižší ve směnách odpoledních, nejnižší v noci. Ovšem vzhledem k tomu, že pracovní normy nikdy nepočítají s využitím maximálních výkonnostních schopností člověka, nedělají se obvykle mezi stanovenou produktivitou práce pro ranní a odpolední směny rozdíly. Pro splnění pracovních norem je však v odpoledních hodinách zapotřebí většího úsilí.

Obrázek 3: Průběh výkonové křivky v průběhu dne (Dědek, 2010) V individuálních případech se mohou výkonnostní vrcholy od běžně uváděných značně lišit: obecně definované jsou odchylky tzv. „skřivanů“, jejichž vrcholy bývají o 1 až 2 hodiny v předstihu, a tzv. „sov“ s posunem vrcholů o stejnou dobu později. Práci vykonávanou v období vrcholící pohotovosti k výkonu lze označit za nejefektivnější, je 14

proto výhodné organizovat práci s tzv. „klouzavou“ pracovní dobou, kdy je obvykle stanoven počet hodin odpracovaných za týden a pracovníci mají možnost zvolit dobu nástupu do práce i délku pracovní doby v jednotlivých dnech podle vlastních možností. 2.3.7. Práce v nočních hodinách Největší nároky má práce v nočních hodinách. Důvodem není jen fyziologický pokles výkonnosti, ale často i nedostatečný odpočinek po předchozí směně. Biologická cirkadiánní rytmicita vznikla během evolučního vývoje a nelze ji pozměnit. Výjimku tvoří lidé uzavření v prostorách bez oken a bez kontaktu s okolím, u kterých se postupně dostaví časová dezorientace a s ní i fázový posun fyziologických funkcí a výkonnosti. U některých lidí je velmi výrazná amplituda výkonnosti v průběhu 24 hodin. Pro ně je práce v noci značně obtížná a nemohou ji vykonávat delší dobu bez újmy na zdraví. Naopak jiní mají denní výkonnostní křivku poměrně plochou a jsou schopni se na noční práci dobře adaptovat a vykonávat ji dlouhodobě. Alespoň částečná adaptace na práci v noci se u většiny lidí dostaví za dobu 2 až 4 týdnů. V této souvislosti se zkoumalo, jak dlouhý by měl být optimální režim střídání směn. Studie denních, týdenních i několikatýdenních cyklů dokladují krátké denní, maximálně týdenní cykly jako nejvýhodnější. V tomto časovém úseku sice nedojde k adaptační změně výkonnostní křivky, ale deficit spánku po nočních směnách se nekumuluje. Naopak se rychle vyrovná odpočinkem v následujících nocích. Vhodným opatřením zvyšujícím výkon je označení stromů pro těžbu. Pētersons (2010) uvádí zvýšení výkonu při těžbě označených stromů v noci o 15 % oproti denní práci s neoznačenými stromy. 2.3.8. Výkon v průběhu směny Výkonnost v průběhu směny (obrázek 4) také nelze považovat za rovnoměrnou, její kolísání je ovlivňováno působením denních biorytmů a nastupující únavou. Po počáteční fázi zapracování, která se opakuje po každém přerušení práce, nastává vrchol výkonnosti, ta pak vlivem únavy klesá. Po odpočinku se opět zvýší, ale pak klesá do konce pracovní směny. Průběh pracovní výkonnostní křivky během směny ovlivňuje i emocionální a volné vypětí, které zabraňuje poklesu produktivity zejména

15

během počátečního nástupu únavy. Při objektivním měření tedy může být celosměnová výkonnostní křivka poměrně vyrovnaná.

Obrázek 4: Výkonnost v průběhu směny (UNIVERSITAONLINE, 2010) 2.3.9. Výkon v průběhu týdne Rytmické kolísání výkonnosti je patrné i v týdenním časovém intervalu. Avšak autoři se v této problematice dělí na dva tábory: část nachází dvouvrcholovou výkonnostní křivku s vrcholy uprostřed a na konci pracovního týdne, další uvádějí ve stejném čase zvýšený počet pracovních úrazů a vadných výrobků.

2.4. Zdravotní zátěž operátora Psychický stres hraje u operátorů strojů větší roli než fyzický stres. Četné složité pohyby potřebné k obsluze lesních strojů vyžaduje maximální koncentraci, vysoký stupeň pozornosti a kontinuální připravenost přizpůsobit se rychlosti práce stroje. Stres, hektické, monotónnost a izolace jsou běžné fráze spojené s tímto typem práce. Zavedení systému vysoce mechanizované těžby přineslo posun v typu a stupni stresu, jemuž jsou pracovníci vystaveni ve srovnání s konvenčními metodami. Gröger a Lewark (2002) popisují, že obsluha strojů je většinou vystavena spíše statickému než dynamickému stresu. Práce v pozici sedu ve stroji může vést ke zvýšení napětí na krku, ramen a zádových svalů. Mezi typické příznaky pro operátory strojů jsou bolesti krční páteře, které jsou důsledkem nevhodné pracovní pozice. Ruční, pažní a krční napětí

16

může také vyplývat z opakovaně zatěžovaného zranění. Studie ukázaly, že tímto syndromem trpí až 50% operátorů lesních strojů. Zatímco jsou operátoři lesních strojů méně vystaveni hluku a vibracím na ruce a paže, ve srovnání s pracovníky s řetězovou pilou jsou více vystaveni na celotělním vibracím, které jsou potenciální příčinou degenerativních změn páteře. Berger (2001) ukazuje, že napětí ve harvestorových operátorů je spojeno jak s psychosociálními faktory, jako je pracovní doba, práce na směny a sociální izolace, tak i fyzické pracovními podmínkami. Stres může vést k nedbalé nebo napjaté pozici sezení, z nichž obě jsou mezi operátory harvestorů rozšířené. Obě pozice sezení mají škodlivý vliv na meziobratelní ploténky, což má za následek masivní zdravotní problém.

2.5. Zkoumané fyziologické funkce Aparatura Biofeedback 2000

x-pert

umožňuje zjišťování hodnot (aktivity)

základních fyziologických funkcí, prostřednictvím kterých lze získat zpětnou vazbu o reakcích organismu na vnější podněty jako je monotonie a stres. Hodnoty jsou snímány neinvazivním způsobem prostřednictvím senzorů z povrchu těla a jako data v elektronické podobě přenášena do počítače. Tato kapitola se zabývá stručným popisem těchto fyziologických funkcí. Elektroencefalografie (EEG) je standardní neurologická vyšetřovací metoda, sloužící ke sledování elektrické centrálního nervového systému. Sumační signály snímají elektrody z povrchu hlavy. Přes relativně málo vodivou lebku prochází amplituda signálu v síle řádově desítek mikrovolt. EEG signál vzniká jako důsledek vážené sumace aktivity vysokého množství neuronů a nelze odlišit jednotlivé akční potenciály buněk. Proto mám běžný průběh EEG na první pohled nepravidelný a chaotický průběh. Aktivita alfa je charakterizována vlnami o frekvenci mezi 8 a 13 Hz a sleduje se se při zavření očí v bdělém stavu či relaxaci v occipitální oblasti. Aktivita beta je charakteristická pro koncentrovaný stav a soustředění s otevřenýma očima, jsou to vlny o frekvenci 14 až 30 Hz. Aktivity s nízkou frekvencí theta a delta se objevují ve spánku. Elektroencefalografie se nejčastěji využívá v psychiatrii a neurologii k diagnostice a monitorování chorob. Lze využít i k ovládání různých přístrojů a zařízení.

17

Elektromyografie (EMG), je vyšetřovací metodou sloužící k diagnostice nervosvalového aparátu. Napomáhá určit funkce svalu, popř. přítomnost poškození svalové tkáně nebo nervu. Podstatou metody je měření elektrických potenciálů vznikajících v důsledku kosterní svaloviny. Při využití konduktivní techniky je stimulační elektroda připojena ke zdroji elektrických pulsů a snímací elektroda na záznamové a zobrazovací zařízení. Jedna ze dvou elektrod stimuluje příslušný nerv velmi malým elektrickým impulsem. Povrchová snímací elektroda je obvykle připevněna na kůži a zaznamenává změny elektrického potenciálu ve svalu. Respirace (dýchání, ventilace) je proces výměny plynů mezi organismem a prostředím. Navenek se tento proces projevuje jako dech. Tento pojem představuje i sled chemických reakcí v buňkách, označovaný jako buněčné dýchání. K vlastní výměně plynů dochází v plicních sklípcích (alveolech) spojených s hustou sítí vlásečnic. Během dýchání je vzduch nasáván díky tlakovému spádu do plic, který je vytvořen činností inspiračních svalů. Pokles bránice při nádechu činí asi 1cm a žebra se zvedají za pomoci vnějších mezižeberních svalů. Výdech je pasivní děj, při němž dochází

ke

koncentraci

alveolů.

Měření

probíhá

pomocí

pružného

pásu

zaznamenávajícího změnu obvodu hrudníku a břicha. Elektrodermální

aktivita

neboli

kožně

galvanická

reakce

je

psychofyziologický jev založený na změnách elektrické vodivosti (odporu) kůže, vyvolaných vnějšími i vnitřními podněty působícími na organismus. Elektrický odpor kůže mezi měřícími elektrodami je závislý na funkci potních žláz, jejichž činnost je regulována sympatickým systémem. K měření se využívá slabý stejnosměrný proud a registrace příslušných křivek se provádí graficky. Elektrodermální aktivita je citlivým ukazatelem změn psychofyziologického stavu a využívá se jako indikátor psychické zátěže. Tělesná teplota je typická pro fungování každého organismu a je závislá na tělesné stavbě, metabolismu, životním prostředí a dalších faktorech. Na její změny mají vliv faktory jako je bazální metabolismus, zvýšená svalová aktivita, zvýšená teplota tělových buněk, hormony štítné žlázy, nadledvinek psychické procesy, věk denní doba tělesná aktivita. Regulaci zajišťují senzory na povrchu i uvnitř těla, hypotalamus a efektorový systém.

18

Srdeční puls je tlaková vlna, vyvolaná vypuzením krve z levé srdeční komory do aorty. Odtud se dál šíří tepnami do celého těla. Lze ho nahmatat na větších tepnách blízkých povrchu těla, nejčastější tepnou pro měření pulsu je krkavice, vřetenní tepna nebo zápěstní tepna. Nejčastěji hodnocenými parametry jsou frekvence, plnost a pravidelnost. Motorická aktivita je aktivita motorického systému vedoucí ke svalové činnosti (zajišťuje vzpřímenou polohu, umožňuje pohyby nutné k lidským činnostem). Účelná pohybová činnost je koordinace více svalových skupin. Na řízení motoriky se podílejí všechny oddíly centrálního nervového systému. Motorickou jednotku tvoří soubor svalových vláken inervovaných jedním motoneuronem.

3. Metodika práce 3.1. Zkoumaný vzorek Pro získání objektivních a porovnatelných výsledků práce bylo třeba provést měření na pracovišti bez zvláštních faktorů, jako jsou neobvyklé dimenze těžených stromů, požadavky zadavatele, extrémní terén atd. Měření probíhalo 21.7 a 23. 7. 2010 při práci s harvestorem Timberjack 1070D v probírkovém porostu s rovným a únosným charakterem terénu. Data byla sbírána od 5:30 do 9:00 hod. Terén pracoviště byl rovný a únosný. Jediným z vnějších faktorů, který vybočoval, byly denní teploty dosahující hodnot 28 – 33°C. Avšak tento vliv byl omezen klimatizací stroje i působením lesního mikroklimatu. Na základě Fiľových výzkumů (2010), které ukázaly, že křivky všech zkoumaných fyziologických charakteristik u operátorských učňů vykazovaly vyšší amplitudy a častější, dynamičtější a méně rytmické (arytmické) změny ve srovnání s operátorem s dlouholetou zkušeností práce s harvestorem, bylo při výběru osoby pro měření přihlíženo k délce praxe. Měřený muž byl nekuřák ve věku 24 let s praxí 2,5 roku v dobrém zdravotním stavu, trpící pouze alergií na pyly trav. Jeho jídelníček během pracovní směny tvořily čtyři rohlíky, salám a konzerva. Poněkud podprůměrný příjem vody činil 0,5 l vody.

19

3.2. Sběr dat 3.2.1. Biofeedback 2000x-pert Pro účely diagnostiky fyziologického zatížení během pracovního procesu byl použit modulární systém Biofeedback 2000

x-pert

od rakouského výrobce Schuhfried.

Tato elektrotechnika umožňuje nepřetržité monitorování operátorů TDS během pracovního procesu prostřednictvím neinvazivního snímání vybraných fyziologických funkcí z povrchu těla. Systém dovoluje analýzu sledovaných fyziologických faktorů a jejich parametrů jako zpětné reakce organismu na zatížení organismu. Hodnoty jsou snímány hadicemi (respirace), senzory (teplota, puls, elektrický potenciál kůže, motilita) či elektrodami (EMG, EEG), a kabelově přenášeny do radiových modulů, kde jsou filtrovány, zesilovány a digitalizovány. Odtud jsou prostřednictvím bezdrátové technologie bluetooth odesílány do přijímače připojenému k počítači. Ke zpracování dat slouží speciální software Biofeedback 2000 x-pert verze 3.0. Systém je určen nejen k diagnostice fyziologických funkcí, ale i pro terapeutickou činnost (biofeedback), prostřednictvím které nabízí léčbu široké škály fyziologických a psychických poruch či onemocnění. 3.2.2. Měřené fyziologické funkce EEG (elektroencefalograf):

Gama vlny EEG (30 – 40 Hz), vysoké Beta vlny (20 – 30 Hz), Beta vlny (15 – 20 Hz), SMR vlny (12 – 15 Hz), Alfa vlny (8 – 12 Hz), Theta vlny (4 – 8 Hz), Delta vlny (0,4 – 4 Hz),

EMG (elektromyograf – svalové napětí), Respirace (ventilace plic):

celková brániční respirace, amplituda brániční respirace, frekvence brániční respirace, celková hrudní respirace, amplituda hrudní respirace, frekvence hrudní respirace,

Elektrický potenciál kůže:

úroveň kožní vodivosti, úroveň kožního reflexu, 20

Tělesná teplota, Srdeční puls:

celkový krevní puls, objem (síla) krevního pulsu, amplituda objemu (síly) krevního pulsu,

Motorika Vstupy dostupné pro radiové moduly EMG, EEG, MULTI a RESP, spolu se zaznamenávanými parametry, časovými konstantami, měřícím rozsahem a rezolucí jsou uvedeny v tabulce 1. Tabulka 1: Dostupné vstupy pro radiové moduly EMG, EEG, MULTI a RESP, převzato z manuálu pro software Biofeedback 2000 x-pert. Modul

Vstup Zaznamenávané Časové konstanty parametry ms

Měřící rozsah Od

Do

EMG - 1

250

0 …

EMG - 2

250

0

EEG – 1

---

-100

EEG - 2

---

-3200

SCL SCR TEMP PULS BVP PVA MOT RESP - 1 RESPA - 1 RESPF RESP - 2 RESPA - 2 RESPF

500 500 ----xx xx 50 -------------

0 0 10 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0

EMG1 EMG EMG2 EEG1 EEG EEG2 EDA TEMP MULTI PULS MOT RESP1 RESP RESP2

21

Rezoluce

Jednot -ka 15 μV 0,012 μV … … 1000 μV μV 0,07 1000 μV 0,012 μV - 0,07 100 μV 0,012 μV - 0,07 3200 μV 0,012 μV - 0,07 50 μS nS 1 50 μS nS 1 40 °C °C 0,01 200 bpm 0,004 bpm 100 % % 0,025 100 % % 0,025 2 2 20 m/s 0,05 m/s 20 cm mm 0,2 20 cm mm 0,2 -1 -1 30 min 0,02 min 20 cm mm 0,2 20 cm mm 0,2 -1 -1 30 min 0,02 min

3.2.3. Senzory a moduly Před započetím samotného měření je třeba upevnit jednotlivé senzory na tělo operátora. Tomuto úkonu je třeba věnovat dostatečnou pozornost, při nesprávném upevnění může dojít k chybnému měření hodnot. Modul EMG Je třeba nejprve upevnit jednorázovou elektrodu na bříško svalu jako referenční a následně umístit dvě zbývající elektrody ve stejné vzdálenosti od referenční na obou koncích svalu. Následně je třeba spojit referenční elektrodu černým kabelem s modulem EMG a zbylé dvě elektrody (po technické stránce zaměnitelné) připojit kabelem zeleným. Modul MULTI Zásuvky kanálů, které nejsou používány, by měly v ideálním případě zůstat prázdné (tj. bez připojeného čidla). MULTI modul je připevněn k zápěstí nebo na hlavu pomocí pásku se suchým zipem. Multi senzor umožňuje záznam parametrů elektrodermální aktivity (EDA), teploty (TEMP) a pulsu (PULS) ze stejné špičky prstu. Senzor může být umístěn na špičce prstu nedominantní ruky. Za účelem minimalizace artefaktů pohybu shledali uživatelé

jako užitečné upnout pásek se

suchým zipem šikmo přes prst, tak aby vytvořil tvar kužele. Pokud je pásek se suchým zipem připevněn ve tvaru válce s přilnavými plochami umístěnými přesně přes sebe, snímač není přitisknut rovnoměrně na prst a artefakty pohybu narušují kvalitu záznamu. Konektory senzoru se zapojí do příslušných barevných zásuvek MULTI modulu. Při zapojení snímače by měly být všechny kabely senzoru být umístěny tak, že probíhají mezi ukazovákem a prostředníkem až k modulu na předloktí. Tím se sníží artefakty pohybu. Senzor motorické aktivity (MOT) je umístěn přímo v MULTI modulu. Pro přesné měření je nutné jeho pevné uchycení (pásek se suchým zipem). Modul RESP Jeden konec respiračního pásu se vsouvá do tmavě modré zásuvky RESP modulu, dokud se nezajistí na místě. Respirační pás se obepne kolem těla (hrudi nebo břicha) a vtiskne do drážky na modulu. Na nepřipevněném konci respiračního pásu se vytvaruje smyčka a konektor se zapojí do druhé zásuvky modulu. Je třeba se ujistit, že pásek není ostře ohnutý nebo zkroucený, neboť to znemožní měření. Pokud je obvod těla klienta tak velký, že respirační pás nemůže být vinut do 22

smyčky bez zalomení, musí být pás připevněn bez průchodu drážkou modulu. V tomto případě je modul připojen k tělu pouhým zasunutím každého konce respiračního pásu modulu. Následující obrázek č. 5 ukazuje čtyři základní moduly aparatury Biofeedback 2000 x-pert, jejichž funkce je popsána výše. Obrázek č. 6 zachycuje operátora harvestoru s aparaturou připravenou k měření.

Obrázek 5: Moduly aparatury Biofeedback 2000 x-pert

Obrázek 6: Měření fyziologických funkcí prostřednictvím aparatury Biofeedback 2000 x-pert 23

3.3. Software Biofeedback 2000 x-pert, verze 3.0 Všechny projevy lidského těla se nazývají biosignály. Funkční hodnoty, které se z nich odvozují, se označují jako parametry, ukazatele či indikátory. Biosignály zachycené pomocí snímačů jsou jako elektrické veličiny odeslány do počítače, kde je možné jejich zpracování speciálním softwarem. V tabulkové nebo grafické formě jsou pak data připravena k zhodnocení, analýze nebo uložení. Systémové požadavky programu nejsou v žádném ohledu výjimečné a software tedy může pracovat prakticky v jakémkoli novějším počítači s operačním systémem Windows. Pro použití je nezbytná softwarová a hardwarová instalace. Po startu programu jsou automaticky vyhledány a připojeny všechny aktivní a dostupné moduly. Mohou být vyhledány i manuálně. Dále je třeba vybrat jeden z modulů terapie, automatický nebo manuální start relace a kanály, které budou využity. Kliknutím na startovní ikonu začíná záznam a zobrazení měřených parametrů. Během relace lze prostřednictvím hlavního panelu v horní části obrazovky přepínat zobrazení jednotlivých kanálů měření. Na tomto panelu se nacházejí i tlačítka modulů, obsahující indikátor stavu baterie. Program obsahuje i další funkce jako práce s databázemi, knihovna terapií nebo návody pro připojení snímačů. Zobrazení diagramu v různých formách umožňuje vyhodnocení a vzájemné porovnání relací.

3.4. Zpracování dat Na hodnoty fyziologických funkcí naměřené pomocí systému Biofeedback x-pert

2000

bylo aplikováno statistické ošetření variability prostřednictvím statisticko

analytického počítačového programu SPSS. Byla provedena deskriptivní statistika, párové t – testy, faktoriální analýza rozptylu pro opakovaná měření, grafy průměrů, histogram. Pro grafické zobrazení a výsledné hodnocení byly hodnoty jednotlivých fyziologických funkcí zprůměrovány do půlhodinových period. Prvních 10 minut z každého měření nebylo zahrnuto do hodnocení z důvodu počátečního rozkolísání amplitudy fyziologických funkcí při počátku práce, která by výrazně zkreslila výsledky (Fiľo, 2010).

24

4. Výsledky všech zkoumaných fyziologických funkcí Pro finální porovnání a vyhodnocení upravených údajů byla zvolena grafická forma v podobě XY bodových grafů s vyhlazenými spojnicemi. Cílem výzkumné části bylo nalezení shody v průběhu křivek fyziologických funkcí během dvou pracovních směn, a to zejména v linearitě během dílčích půlhodinových period. Předmětem zkoumání bylo mapování společných charakteristických tendencí v jejich průběhu. Fyziologické křivky jsou zkoumány v souvislosti s časovým průběhem směny, respektive s 24 hodinovým denním cyklem člověka. Na tomto místě je nutno podotknout, že statistická signifikance rozdílů průměrů (p < 0,0001) ve fyziologických funkcích je při bližším zkoumání deskriptivních údajů (směrodatné odchylky) s velkou pravděpodobností dána enormním množstvím dat (v řádech miliónů), a ne skutečně zásadními rozdíly v průměrech a rozptylech v jednotlivých proměnných, které mají důležitou faktickou – výzkumnou spojitost se zkoumanými faktory. K faktu statistické významnosti v rozdílech průměrů (v rozdílech v průbězích funkcí) jsme tudíž přistupovali velmi obezřetně, či jsme se ji dokonce snažili při detailním rozboru z grafů nebrat v úvahu. Jinými slovy, ze statistické významnosti rozdílů v průměrech zkoumaných fyziologických funkcí (v rozdílech v průbězích funkcí) z jednotlivých směn nelze paradoxně jednoznačně vyloučit jejich shodný průběh.

Pro

přehlednost

slovního

popisu

jednotlivých

grafů

v následujících

podkapitolách jsou křivky fyziologických funkcí v legendě grafů označeny jako „směna 1“, odkazující na data naměřená dne 22.7.2010 a „směna 2“ na data naměřená 23.7.2010.

25

4.1. Elektroencefalografie Aktivita vysoká Beta 1 (levá hemisféra) Z grafu 1 je patrné, že během směny 1 došlo ke vzestupu frekvence v průběhu 5. periody. V průběhu druhé směny měla frekvence kolísavě vzestupnou tendenci. Obě křivky vykazují vzestupný průběh, avšak u směny 2 je průběh plynulejší. Vysoká Beta 1 (µV) 26,0 24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 1: Mozkové vlny ve frekvenčním pásmu vysoká Beta 1 - levá hemisféra. Aktivita Beta 1 (levá hemisféra) V tomto frekvenčním pásmu je dle grafu 2 opět patrné mírné kolísání během druhé směny. Celkový trend křivky je u obou křivek podobný. Beta 1 (µV) 19,0 17,0 15,0 13,0 11,0 9,0 7,0 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 2: Mozkové vlny ve frekvenčním pásmu Beta 1 – levá mozková hemisféra.

26

Aktivita Alfa 1 (levá hemisféra) Graf 3 ukazuje, že změny v tomto frekvenčním pásmu jsou totožné s předchozím (Beta 1). Od 5. periody je patrná shoda rytmu i amplitudě kolísání. Alfa 1 (µV) 21,0 19,0 17,0 15,0 13,0 11,0 9,0 7,0 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 3: Mozkové vlny ve frekvenčním pásmu Alfa 1 - levá mozková hemisféra. Aktivita vysoká Beta 2 (pravá hemisféra) Křivky

dle grafu 4 postrádají výraznější tvarové shody. Na počátku a

v předposlední periodě se funkce dostávají do stejných hodnot. Vysoká Beta 2 (µV)

30,0 28,0 26,0 24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 4: Mozkové vlny ve frekvenčním pásmu vysoká Beta 2 - pravá mozková hemisféra.

27

Aktivita Beta 2 (pravá hemisféra) Charakteristika grafu 5 je shodná s předchozím. Beta 2 (µV) 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 5: Mozkové vlny ve frekvenčním pásmu Beta 2 - pravá mozková hemisféra. Aktivita Alfa 2 (pravá hemisféra) Od 2. do 6. periody jsou funkce grafu 6 inverzní. V dalším průběhu došlo k mírnému poklesu a následnému vzestupu u obou period, přičemž tvarová shoda je zde značná. Alfa 2 (µV) 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 6: Mozkové vlny ve frekvenčním pásmu Alfa 2 - pravá mozková hemisféra.

28

4.2. Elektromyografie Elektomyografie 1 (levá šíje) V průběhu obou směn je dle grafu 7 patrné cyklické kolísání funkce, během směny 2 je ovšem cyklus delší a amplituda vyšší. EMG 1 (µV) 20,0 18,0

16,0

směna 1

14,0

směna 2

12,0 5:00

5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 7: Elektromyografie 1 (EMG 1) – levá šíje Elektomyografie 2 (pravá šíje) Průběh funkce v grafu 8 během směny 2 signalizuje znatelnější pokles k minimu během 6. periody a následný vzestup, zatímco během směny 1 funkce plynule klesá do minima v 5. periodě a následný vzestup je výraznější. Další průběh vykazuje. Hodnoty aktivity na počátku a konci směny jsou si blízké. EMG 2 (µV) 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

Graf 8: Elektromyografie 2 (EMG 2) – pravá šíje

29

8:30

4.3. Respirace Břišní respirace Křivky grafu 9 mají podobné charakteristiky, druhá směna se liší vzestupem ve čtvrté periodě. Křivka směny 1 vykazuje setrvalý pokles a následný vzestup v poslední periodě. Břániční respirace (mm) 11,0 9,0 7,0

směna 1

5,0 3,0 5:00

směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 9: Břišní respirace Amplituda břišní respirace Průběh funkce v obou směnách grafu 10 je velmi podobný, sledovat lze pokles od začátku do 5. (resp. 6.) směny, následný vzestup na maximum v rozmezí jedné periody a opětovný pokles. Průběh v rámci směny vykazuje v obou případech pozvolný nárůst a pokles funkce následovaný strmějším růstem a klesáním před koncem směny. Brániční respirace - amplituda (mm) 0,8 0,7 0,6

směna 1

0,5 0,4 5:00

směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

Graf 10: Amplituda břišní respirace

30

8:00

8:30

Frekvence břišní respirace Křivky grafu 11 mají inverzní vztah v rozmezí 2. a 5. periody. V ostatních úsecích grafu mají shodné tendence. Brániční respirace - frekvence (mm-1 ) 38,0 36,0 34,0 32,0 30,0 28,0 5:00

směna 1

směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 11: Frekvence břišní respirace Hrudní respirace Průběh dýchání dle grafu 12 se shoduje od počátku do 5. periody a v poslední periodě. Hrudní respirace 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

Graf 12: Hrudní respirace

31

8:00

8:30

Amplituda hrudní respirace Kolísání funkce není podle grafu 13 až na druhou polovinu první směny výrazné. Celková tendence obou křivek je sestupná. Hrudní respirace - amplituda (mm) 0,7 0,6 0,5

směna 1

0,4 0,3 5:00

směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 13: Amplituda hrudní respirace Frekvence hrudní respirace U této funkce, znázorněné v grafu 14, nejsou pozorovány výraznější shody. Mezi 2. a 5. periodou se nachází poměrně souměrná inverze. Hrudní respirace - frekvence (mm-1) 37,0 35,0 33,0 31,0 29,0 27,0 25,0 23,0 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

Graf 14: Frekvence hrudní respirace

32

8:00

8:30

4.4. Elektrodermální aktivita Úroveň kožní aktivity Podle grafu 15 křivky této funkce nevykazují výrazné shody. U směny 1 je průběh zpočátku vyrovnaný, od 6. periody dochází k prudkému vzestupu a náslenému poklesu, zatímco u směny 2 dochází k pravidelnému mírnému kolísání. Úroveň kožní aktivity (nS) 32,0 27,0 22,0 17,0 12,0 7,0 2,0 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 15: Úroveň kožní aktivity Reakce kožní vodivosti Hodnoty podle grafu 16 jsou během 1. směny v celém úseku měření téměř nulové, zatímco v průběhu 2. směny dochází k plynulému vzestupu a následnému poklesu. Reakce kožní vodivosti (nS) 0,8 0,6 0,4

směna 1

0,2 0,0 5:00

směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

Graf 16: Reakce kožní aktivity

33

8:00

8:30

4.5. Tělesná teplota V obou případech dochází v grafu 17 k počátečnímu vzestupu, který má u směny 2 přímý průběh. Mezi 4. a 6. periodou se projevuje kolísání se shodnou tendencí. V poslední periodě je trend křivek opačný. Tělesná teplota (°C) 35,5 35,0

směna 1

34,5

směna 2 34,0 5:00

5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 17: Tělesná teplota

4.6. Puls Objem (síla) krevního pulsu Graf 18 nezobrazuje shodu v průběhu této fyziologické funkce. Průběh během obou směn je během obou směn rytmický a pravidelný. Objem krevního pulzu (%) 49,8 49,7 49,7

směna 1

49,6 49,6 5:00

směna 2

5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

Graf 18: Objem (síla) krevního pulsu

34

8:00

8:30

Amplituda objemu krevního pulsu Průběh funkce znázorněný grafem 19 je u obou směn podobný, ale časově odlišný. K prudkému vzestupu dochází u směny 1 od 5. do 7. periody zatímco u směny 2 až při poslední periodě. V porovnání s ostatními fyziologickými funkcemi je zde patrná plynulost výkyvů s absencí náhlých změn. Amplituda objemu krevního pulsu (%) 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 5:00

směna 1 směna 2

5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 19: Amplituda objemu krevního pulsu

Puls Výrazná shoda mezi oběma směnami je z grafu 20 patrná na první pohled. Tendence křivek je kromě 3. periody totožná. V obou případech dochází k pravidelným oscilacím. Puls (bpm) 85,0 83,0 81,0 79,0 77,0 75,0 73,0 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

Graf 20: Puls

35

8:00

8:30

4.7. Motorická aktivita Graf 21 nevykazuje v průběhu motorické aktivity žádné shody. Motorická aktivita (m/s2) 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 5:00

směna 1 směna 2 5:30

6:00

6:30

7:00 čas

7:30

8:00

8:30

Graf 21: Motorická aktivita

5. Výsledky vybraných fyziologických funkcí Na tomto místě jsou uvedeny pouze ty výsledky průběhů fyziologických funkcí, které byly v obou směnách stejné nebo velmi podobné. Jsou to průběhy následujících fyziologických funkcí: EEG Beta vlny levé mozkové hemisféry, EEG Alfa vlny levé hemisféry, amplituda objemu krevního pulsu, puls, brániční respirace, amplituda brániční respirace a frekvence brániční respirace. Níže uvádíme tabulky č. 2 a 3, ve kterých jsou zobrazeny deskriptivní statistické údaje (průměry, standardní odchylky) EEG vln získané z jednotlivých úseků měření (period měření). Z obou dvou tabulek je zřejmý nárůst hodnot (průběh funkce) průměrů Beta i Alfa EEG vln, který má spojitost s časem měření. Na počátku pracovní doby, tj. kolem páté ranní, dosahují EEG vlny ve srovnání s pozdějšími úseky měření nižších hodnot.

36

Tabulka 2: Průměrné hodnoty a standardní odchylky EEG Beta vln (levá hemisféra) z jednotlivých úseků (časů) měření

Čas Průměr 5:00 7,65 5:30 7,92 6:00 8,39 6:30 8,29 7:00 8,61 7:30 12,19 8:00 12,75 8:30 14,47

EEG Beta - levá hemisféra (µV) 22.7.2010 23.7.2010 Std. odchylka Průměr Std. odchylka 4,71 13,39 7,71 5,74 15,68 7,98 5,10 14,76 8,14 5,48 14,94 9,84 6,07 16,17 9,76 7,34 15,44 9,24 8,68 15,80 9,15 11,03 17,86 12,05

Tabulka 3: Průměrné hodnoty a standardní odchylky EEG Alfa vln (levá hemisféra) z jednotlivých úseků (časů) měření EEG Alfa – levá hemisféra (µV) 22.7.2010 23.7.2010 Čas Průměr 5:00 7,82 5:30 8,03 6:00 8,38 6:30 8,08 7:00 8,62 7:30 11,63 8:00 11,54 8:30 14,85

Std. odchylka 3,57 4,26 3,75 4,81 5,68 8,24 9,02 11,65

Průměr 17,60 19,65 17,47 17,14 19,00 18,47 18,79 21,68

Std. odchylka 11,46 10,40 9,18 10,50 10,71 10,55 12,11 13,98

V následující tabulce č. 4 jsou uvedeny deskriptivní statistické údaje (průměry, standardní odchylky) amplitudy objemu krevního pulsu, charakterizující dílčí úseky měření (periody měření). Zatímco průměrné hodnoty získané v průběhu prvního měření vykazují znatelný vzestup od sedmé hodiny, celkově vyšší hodnoty druhého měření tohoto vzestupu dosahují o hodinu později.

37

Tabulka 4: Průměrné hodnoty a standardní odchylky amplitudy objemu krevního pulsu

Čas 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30

Amplituda objemu krevního pulsu (%) 22.7.2010 23.7.2010 Průměr Std. odchylka Průměr Std. odchylka 37,26 15,58 39,26 16,68 38,77 18,44 45,30 21,37 38,80 20,08 44,30 21,93 34,90 17,41 45,23 22,39 31,65 16,23 43,89 22,48 37,20 20,64 41,31 20,39 52,34 9,60 41,54 20,14 47,72 10,04 51,86 21,66

Tabulka č. 5 uvádí deskriptivní statistické údaje (průměry, standardní odchylky) pro hodnoty pulsu v časovém průběhu měření. V den prvního měření měly průměrné hodnoty pulsu po celou dobu mírně sestupnou tendenci, zatímco během druhého měření došlo v první půlhodině k poklesu a následoval plynulý vzestup, doprovázený stejně jako v prvním případě pravidelným kolísáním patrným ze standardní odchylky. Tabulka 5: Průměrné hodnoty a standardní odchylky pulsu Puls (bpm) Čas 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30

Průměr 79,99 73,19 77,08 78,71 76,85 80,72 79,5 84,32

22.7.2010 Std. odchylka 22,41 19,52 21,67 20,84 21,43 21,38 20,32 22,13

Průměr 77,6 76,19 80,39 78,1 76,67 77,86 74,79 76,39

38

23.7.2010 Std. odchylka 22,88 19,65 21,63 21,53 20,92 20,14 12,6 11,66

Deskriptivní statistické údaje (průměry, standardní odchylky) v tabulce č. 6 ukazují plynulý pokles hodnot brániční respirace následovaný výrazným vzestupem v poslední periodě. Během druhého měření byl zaznamenán odlišný vzestup v 6:30 hodin, konečný vzestup zde nastává již v 7:30 hodin. Tabulka 6: Průměrné hodnoty a standardní odchylky brániční respirace Brániční respirace 22.7.2010 Čas 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30

Průměr 10,30 9,74 9,66 7,29 5,20 5,24 3,73 6,99

23.7.2010

Průměr 8,21 7,99 7,42 9,67 5,33 9,09 8,41 9,71

Std. odchylka 0,74 0,79 0,87 1,76 0,51 1,12 1,39 0,54

Std. odchylka 1,03 1,46 1,78 0,71 1,84 1,60 1,70 0,48

Z deskriptivních statistických údajů (průměry, standardní odchylky) uvedených v tabulce č. 7 je patrný velmi podobný průběh amplitudy břišní respirace v obou dnech měření. Zatím co v prvním případě nastává konečný vzestup v průběhu sedmé hodiny, v druhém případě k tomuto jevu dochází o půl hodiny později. V obou případech následuje v další periodě po dosažení maxima pokles. Tabulka 7: Průměrné hodnoty a standardní odchylky amplitudy brániční respirace

Čas 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30

Amplituda brániční respirace 22.7.2010 23.7.2010 Průměr Std. odchylka Průměr Std. odchylka 0,56 0,36 0,51 0,44 0,55 0,41 0,54 0,39 0,56 0,44 0,59 0,39 0,52 0,38 0,57 0,39 0,48 0,30 0,54 0,35 0,72 0,54 0,50 0,32 0,70 0,39 0,61 0,42 0,60 0,33 0,47 0,32

39

Hodnoty deskriptivních statistických údajů (průměry, standardní odchylky) frekvence brániční respirace shodně vykazují pokles v počátku směny, následně stoupají a opět klesají až na minimum, kterého dosahují v osm hodin. V další půlhodině následuje značný vzestup. Tabulka 8: Průměrné hodnoty a standardní odchylky frekvence brániční respirace

Čas 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30

Frevence brániční respirace 22.7.2010 23.7.2010 Průměr Std. odchylka Průměr Std. odchylka 34,74 16,32 32,00 16,61 32,76 16,46 30,82 15,56 35,07 17,07 29,49 15,21 34,89 17,79 30,87 15,38 32,32 16,82 33,00 15,47 32,27 15,78 32,36 16,41 28,96 14,66 28,60 15,80 31,09 14,66 37,57 17,19

6. Diskuse Možnost využití metody biofeedback závisí mimo jiné např. na posouzení, do jaké míry je práce monotónní. Lze očekávat, že u méně jednotvárné práce budou výkyvy fyziologických funkcí výraznější díky působení většího množství exogenních i endogenních podnětů. Toto tvrzení nelze aplikovat stejnou mírou na všechny fyziologické funkce. Je nutno zopakovat, že statistická signifikance rozdílů průměrů (p < 0,0001) v průbězích fyziologických funkcí je při bližším zkoumání deskriptivních údajů (směrodatné odchylky) s velkou pravděpodobností dána enormním množstvím dat (v řádech miliónů), a ne skutečně zásadními rozdíly v průměrech a rozptylech v jednotlivých proměnných, které mají důležitou faktickou – výzkumnou spojitost se zkoumanými faktory. Jinými slovy, ze statistické významnosti rozdílů v průměrech zkoumaných fyziologických funkcí (v rozdílech v průbězích funkcí) z jednotlivých směn nelze paradoxně jednoznačně vyloučit jejich shodný průběh. K faktu statistické významnosti v rozdílech průměrů bylo tudíž přistupováno velmi obezřetně, nebo byla snaha ji dokonce při rozboru graficky znázorněných průběhů fyziologických funkcí nebrat v úvahu. Z toho důvodu v této práci nebyla ani blíže neuvedena.

40

Z provedených analýz v tomto výzkumu vyplývá, že především mozkové vlny (EEG) operátora (zejména vysoké Beta vlny, Beta vlny, ale i Alfa a Gama vlny) mají úzkou spojitost s denní výkonovou křivkou a jsou zároveň zbylými faktory ovlivněny menší měrou. Toto ujištění odůvodněné aktivací organismu lze aplikovat i u funkce amplitudy (objemu) krevního pulsu. Ve spojitosti s průběhem pracovní směny se u operátora snižuje frekvence dýchání a větší amplitudu dýchání, tedy styl „pomalého a hlubokého dýchání“, který vypovídá o menším zatížení a tudíž větším uvolnění v průběhu pracovní činnosti, v krajním případě i o monotónním průběhu činnosti. Naopak vyšší frekvence dýchání a nižší amplituda respirace, tedy „styl rychlého a mělkého“ dýchání svědčící patrně o vyšší zátěži a vyšším napětí při práci spojeném se stresem. Mezi další významné poznatky této práce patří zjištění, že celkové průměry hodnot fyziologických funkcí, vyjma hrudní respirace, amplitudy a frekvence brániční respirace a motoriky zjištěné při druhém měření jsou vyšší. S nejvyšší pravděpodobností je tento jev způsoben celkovým stavem a aktivací organismu ve spojení s odpočinkem. Vysvětlení rozdílnosti u funkcí respirace tuto teorii podporuje. Motorika v rozsahu této práce nebyla označena jako významný ukazatel pracovní zátěže. Stanovení blíže specifikovatelných hypotéz v podobě pevné definice křivek fyziologických funkcí vzhledem k průběhu denní pracovní křivky lze při rozsahu této práce označit za „chůzi po tenkém ledě“, a to zejména kvůli malému množství porovnávaných měření. Na problematiku je zde nahlíženo z interdisciplinárního pohledu s cílem shrnutí poznatků, potvrzení stanovených pracovních hypotéz, testování metodologie a způsobu analýzy. Zkoumání přímého vlivu biorytmicity na prožívání a výkony zkoumaných osob, zejména jsou-li v pracovní zátěži, se ukazuje jako složitý úkol. Pro porovnání výsledků práce byla využita měření, která provedl Filo (2012). Předběžně byly za predikující fyziologické funkce mající spojitost s kolísáním pracovní výkonnosti považovány EEG vlny operátora, tělesná teplota, frekvence a amplituda srdečního pulsu a dýchání (kapacita a ventilace plic). Naopak jako „nedetekující“ prediktory byly označeny: elektromyograf (svalové napětí rukou či zad), elektrodermální aktivita a lokomotorická aktivita rukou operátorů.

41

Pro nalezení určujících faktorů je třeba odlišit fyziologické funkce reagující na okamžité podněty jako je náhlá psychická zátěž od dalších, odrážejících pouze podněty působící dlouhodobě. Pro uznání fyziologické funkce za významný prediktor bylo požadováno alespoň 5 shod v trendu funkce v celkovém počtu 8 period. Tento požadavek byl po počátečním zkoumání uvolněn tak, aby byla v potaz brána i linearita úseku křivky v dané periodě s křivkou sousední periody (půlhodinový odstup). Ačkoliv charakter denní fyziologické křivky jednotlivce není každý den jednoznačně stejný, pohybuje se v určitém rozmezí. Křivky byly zkoumány i v souvislosti s průběhem výkonové křivky v průběhu směny a denní křivky výkonu (viz. kapitola 3.6.3 a 3.6.1.). Je nutno podotknout, že fyziologické funkce, které pro v této práci byly označeny jako „nepredikující“ pracovní zátěž, se dále mohou projevit opačným způsobem. Předpokladem je zkoumání v delším časovém horizontu (osmihodinová pracovní směna), kdy se projeví únava v plné míře. Konkrétním příkladem je elektromyografie, která detekuje funkční stav pohybového systému (v tomto případě byly snímače umístěny na levé a pravé šíji, tedy místech typicky namáhaných u operátorů harvestorů). Ve výsledcích prvního dne měření lze pozorovat souvislost mezi touto funkcí a motorickou aktivitou. Z hlediska

získání

poznatků

o

fyziologických

a

neuropsychických

charakteristikách pracovní pozice operátora těžebně dopravních strojů se jako nejvhodnější jeví porovnání získaných dat s experimenty z oblasti přirozeného průběhu biorytmů člověka, ve kterých nebyly zkoumané osoby vystaveny žádné zátěži (tzv. free running experimenty). Bohužel v současné době nejsou data získaná s využitím srovnatelné metodiky k dispozici. Nabízí se i porovnání s řadou dalších metod, jako jsou checklisty, rizikové škály, pozorovací techniky, specializované hodnotící procedury a další. Řada z nich je však postavena na subjektivním hodnocení zátěže a pocitu nepohody zaměstnanci a mohou být považovány za ne zcela věrohodné. O perspektivě sledování fyziologických funkcí v souvislosti s pracovní zátěží a výkonem lze v kontextu s pozitivními výsledky této práce do budoucna uvažovat. Využití v oblasti zlepšení pracovních podmínek operátorů těžebně dopravních strojů lze očekávat ke stanovení doporučení týkajících se pracovního režimu vzhledem k časovému průběhu. Tím je myšlena zejména tvorba režimových opatření, tj. délka pracovní doby, systém přestávek, rozšíření pracovní náplně s ohledem na rozsah zapojení různých svalových funkcí i aktivaci mentálních funkcí. Nabízí se i možnost 42

zkoumání doby nezbytné pro „zapracování“ operátorů. V neposlední řadě lze tímto způsobem i hodnotit nové konstrukční prvky strojů ve vztahu k ergonomii a bezpečnosti zdraví při práci. Tento výčtem ovšem možnosti zdaleka nekončí, zejména s přihlédnutím k rychlosti rozvoje technologií v dnešní době.

7. Závěr Závěrem této práce jsou zjištění, že naměřené hodnoty některých fyziologických funkcí mají vypovídající charakter o pracovním výkonu a zátěži. Jako predikující funkce byly označeny EEG vlny, frekvence a amplituda srdečního pulsu a dýchání (frekvence a jeho amplituda). V tomto ohledu se práce shoduje s literaturou. Pro porovnání výsledků práce byla využita zjištění z obdobného výzkumu (Fiľo, 2010). Předběžně byly v tomto výzkumu za predikující fyziologické funkce mající spojitost s kolísáním pracovní výkonnosti považovány EEG vlny operátora, tělesná teplota, frekvence a amplituda srdečního pulsu a dýchání (kapacita a ventilace plic). Naopak jako „nedetekující“ prediktory byly označeny: elektromyograf (svalové napětí rukou či zad), elektrodermální aktivita a lokomotorická aktivita rukou operátorů. Velmi výraznou shodu v hodnotách pulsu zatím nelze objektivně porovnat s literaturou. Obdobná zkoumání s využitím metody Biofeedback* nebyla pro porovnání nalezena.

8. Sumarry In conclusion of this work are finding that the measured value of certain physiological functions have meaningful given the nature of the work performance and stress. As the predikující features were identified by EEG wave, the frequency and amplitude of the cardiac pulse and respiration (frequency and amplitude).

In this

respect, the work consistent with the literature. For a comparison of the results of the work has been used findings from similar research (Fiľo, 2010). Preliminary research in this predikující physiological functions having a link with fluctuations in work performance be considered EEG waves operator, body temperature, frequency and amplitude of the cardiac pulse and respiration (capacity and ventilation of the lungs). On the contrary, as "nedetekující" predictors were identified: elektromyograf (muscle tension of the hands or back), Electrodermal activity and lokomotorická activity in the hands of the operators.

A very strong match in terms of the pulse may not be

43

objectively compare with literature. A similar study using the method of Biofeedback * not found for comparison.

9. Seznam literatury a pramenů BERGER, C.. Stressbelastung bei der mechanisierten Holzernte. AFZ/Der Wald 10, 479. 2001.

BERGER C. In: Mental stress on harvester operators. Proc. austro 2003 meeting; Vienna, Austria: University of Natural Resources and Applied Life Sciences; 2003.

BRYCE CP. Insight to the stress. Pan American Health Organization, Regional Office of WHO, Washington, D.C., 2001. EVROPSKÁ AGENTURA PRO BEZPEČNOST A ZDRAVÍ PŘI PRÁCI: Výzkum na téma stres spojený s prací. Lucemburk: Úřad pro úřední tisky Evropských společenství, 2000, 167 s. FIĽO, Petr. Vztah mezi pracovním prostředím, pracovní výkonností v čase a vybranými psychofyziologickými charakteristikami operátorů lesních harvestorů a vyvážecích traktorů. In 4. ergonomická konference Odborná příprava v oblasti ergonomie - sborník z konference. 1. vyd. Brno: Univerzita obrany, 2010, s. 43--50. ISBN 978-80-7231-756GILBERTOVA S: Ergonomie. Optimalizace lidské činnosti. Grada Publishing, 2002, 340 s. Matoušek O, Růžička J: K problémům monotonie, Bezpečnost a hygiena práce, 2, 2002, 28-33 s. GRÖGER, V., & LEWARK, S. 2002. Der arbeitende Mensch in Wald. Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin, Fb 970. Dortmund, Berlin & Dresden.

HAWORTH, N. Fatigue and fatigue research: the Australian experience. Accident Research Centre, Monash University. 1998.

44

HRAZDIRA,

Ivo a Vojtěch MORNSTEIN. Lékařská

biofyzika

a

přístrojová

technika. 1. vydání. Brno : Neptun, 2001. 396 s. ISBN 80-902896-1-4. HRUBÁ D: Ergonomie. Lékařská fakulta Masarykovy university, Brno, 1995, 32 s.

HUGHES. A. J. G. Ergonomics of equipment design and operation in forestry. Ergonomics 25(1), 1982. 3-9 s.

KRAEPELIN, E.,: Die Arbeitskurve. Leipzig: Engelmann. 1902. OVASKAINEN H, HEIKKILÄ M. Visuospatial cognitive abilities in cut-to-length single-grip timber harvester work. Int J Ind Ergonomics. 2007. 0;37(9–10):771-80. PĒTERSONS J. Factors affecting harvester produktivity in forest thinning in latvia. Latvia University of Agriculture – časopis FOREST SCIENCES, 2010. 183 – 187 s. PLAMÍNEK, J.,: Podíl technologie, pracovního prostředí a biologických vlivů na spotřebu času. Psychologie v ekonom. praxi, IV., 1969. 4, 181–188 s..

SACHS, S., TEICHERT, H.-J., & RENTZSCH, M.. Ergonomische Gestaltung mobiler Maschinen. – ecomed: Landsberg/Lech. 1994.

SCHUHFRIED. Biofeedback 2000 x-pert: Hardware-Manual Version 3.0. Moedling: Biofeedback, 2008.

SCHUHFRIED. Biofeedback 2000 x-pert: Software-Manual Version 3.0. Moedling: Biofeedback, 2008. TROJAN, Stanislav, et al. Lékařská fyziologie. 4., přeprac. a uprav. vydání. Praha: Grada Publishing, a.s, 2003. 772 s. ISBN 80-247-0512-5. ŽIDKOVÁ Z.: Monotonie v pracovním procesu, České pracovní lékařství, 4, 2005. 193 – 197 s.

45

Elektronické zdroje DĚDEK, Vladimír. Produktivita práce během dne. Mitvsehotovo.cz [online]. 2010 [cit. 2012-18-02]. Dostupné z: http://www.mitvsehotovo.cz/2010/03/produktivita-pracebehem-dne/ KAJZAR, Oldřich. Práce operátora těžebně dopravních strojů. Lesnická práce: Časopis pro lesnickou vědu a praxi [online]. 2008, roč. 08, č. 3 [cit. 2012-02-04]. Dostupné z: http://www.silvarium.cz/lesnicka-prace-c-3-08/prace-operatora-tezebne-dopravnichstroju Mentální zátěž a stres: Křivka denní pracovní doby. In: Univerzita online [online]. [cit. 2012-01-15].

Dostupné

z:

http://www.univerzita-online.cz/mng/psychologie-v-

ekonomicke-praxi/psychicka-zatez-stres/krivka-denni-pracovni-doby/ VEČEŘOVÁ – PROCHÁZKOVÁ, A. a R. HONZÁK. Stres, eustres a distres. Interní medicína v praxi [online]. 2008, roč. 10, č. 4, 188–192 s. [cit. 2012-02-23]. Dostupné z: http://www.internimedicina.cz/pdfs/int/2008/04/09.pdf

46

10.Seznamy obrázků, grafů a tabulek 10.1.

Seznam obrázků

Obrázek 1: Vstupy únavy a zotavení .................................................................. 10 Obrázek 2: Reaktivita na stres ............................................................................ 13 Obrázek 3: Průběh výkonové křivky v průběhu dne........................................... 14 Obrázek 4: Výkonnost v průběhu směny ............................................................ 16 Obrázek 5: Měření fyziologických funkcí - aparatura Biofeedback 2000 x-pert ... 23 Obrázek 6: Moduly aparatury Biofeedback 2000 x-pert ........................................ 23

10.2.

Seznam grafů

Graf 1: Mozkové vlny vysoká Beta 1 - levá hemisféra....................................... 26 Graf 2: Mozkové vlny Beta 1 – levá mozková hemisféra................................... 26 Graf 3: Mozkové Alfa 1 - levá mozková hemisféra............................................ 27 Graf 4: Mozkové vlny Beta 2 - pravá mozková hemisféra. ................................ 27 Graf 5: Mozkové vlny Beta 2 - pravá mozková hemisféra. ................................ 28 Graf 6: Mozkové vlny Alfa 2 - pravá mozková hemisféra. ................................ 28 Graf 7: Elektromyografie 1 (EMG 1) – levá šíje ................................................ 29 Graf 8: Elektromyografie 2 (EMG 2) – pravá šíje .............................................. 29 Graf 9: Břišní respirace ....................................................................................... 30 Graf 10: Amplituda břišní respirace.................................................................... 30 Graf 11: Frekvence břišní respirace .................................................................... 31 Graf 12: Hrudní respirace ................................................................................... 31 Graf 13: Amplituda hrudní respirace .................................................................. 32 Graf 14: Frekvence hrudní respirace ................................................................... 32 Graf 15: Úroveň kožní aktivity ........................................................................... 33 Graf 16: Reakce kožní aktivity ........................................................................... 33 Graf 17: Tělesná teplota ...................................................................................... 34 Graf 18: Objem (síla) krevního pulsu ................................................................. 34 Graf 19: Amplituda objemu krevního pulsu ....................................................... 35 Graf 20: Puls ....................................................................................................... 35 Graf 21: Motorická aktivita................................................................................. 36

47

10.3. Seznam tabulek Tabulka 1: Dostupné vstupy pro radiové moduly EMG, EEG, MULTI a RESP, převzato z manuálu pro software Biofeedback 2000 x-pert. .............................. 21 Tabulka 2: Průměrné hodnoty a standardní odchylky EEG Beta vln (levá hemisféra) z jednotlivých úseků (časů) měření................................................... 37 Tabulka 3: Průměrné hodnoty a standardní odchylky EEG Alfa vln (levá hemisféra) z jednotlivých úseků (časů) měření................................................... 37 Tabulka 4: Průměrné hodnoty a standardní odchylky amplitudy objemu krevního pulsu .................................................................................................................... 38 Tabulka 5: Průměrné hodnoty a standardní odchylky pulsu ............................... 38 Tabulka 6: Průměrné hodnoty a standardní odchylky brániční respirace ........... 39 Tabulka 7: Průměrné hodnoty a standardní odchylky amplitudy brániční respirace .............................................................................................................. 39 Tabulka 8: Průměrné hodnoty a standardní odchylky frekvence brániční respirace .............................................................................................................. 40

48