Evaluation of visual performance depending on tolerability of optical correction

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире колоссальную нагрузку претерпевает зрительная система человека, которая воспринимает до 90% от всей информации, прибывающей извне. Она предоставляет возможность исследовать окружающее пространство: его размеры, формы, расстояния до объектов, судить о скорости и направлении их передвижения, оценивать среду по яркости и цветовой характеристике [1–3]. Численность людей, участвующих в напряжённой для зрения работе, становится всё больше, увеличивается время, проводимое в закрытых помещениях, уменьшается расстояние между человеком и объектами труда. При этом повышается объём визуального труда, что рано или поздно может вести к утомлению зрительной системы [4–6]. Исследования зрительного утомления ведутся давно. В биоэкологии, в физиологии человека, офтальмологии возникли самостоятельные направления — экология сенсорных систем, офтальмоэргономика [7–9]. Зрительное утомление проявляется определённым симптомокомплексом, значительно затрудняет или делает невозможным выполнение зрительной работы и носит название «астенопия» [10, 11]. Аккомодационная астенопия часто возникает у близоруких пациентов при назначении ими постоянной полной коррекции, так как их аккомодационная система не переносит возросшей нагрузки на аккомодацию при работе вблизи [12, 13]. Эргономическая оценка зрительных возможностей конкретных индивидуумов остаётся проблематичной. Проводились исследования качества зрения миопов, использующих различные виды оптической коррекции [14, 15], с одной стороны, и исследование зрительной работоспособности учащихся с целью изучения устойчивости их внимания — с другой [16].

Цель. Изучить зрительную работоспособность у школьников с близорукостью в зависимости от переносимости оптической коррекции.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

На базе муниципального бюджетного общеобразовательного лицея № 131 «Созвездие» были обследованы 274 ребёнка в возрасте от 11 до 16 лет. На проведение исследования было получено информированное добровольное согласие родителей. Близорукость разной степени была обнаружена у 154 школьников, в том числе у 86 — миопия слабой степени, у 53 — миопия средней степени и у 15 — высокая миопия. Из них 17 детей имели сложный миопический астигматизм, значимо снижающий остроту зрения. Всем детям было проведено стандартное офтальмологическое обследование: визометрия, определение субъективной рефракции, авторефрактометрия с узким зрачком, компьютерная аккомодография. Циклоплегия не проводилась, так как для выполнения цели исследования была необходима сохранная аккомодация. Для коррекции миопии 138 человек пользовались очками, 16 человек использовали мягкие контактными линзы дневного ношения. Исследование проводилось в имеющихся у ребёнка очках или контактных линзах, которыми дети пользовались постоянно. На первом этапе исследования всем обследуемым определяли переносимость оптической коррекции с помощью предложенного нами способа определения по данным компьютерной аккомодографии (патент на изобретение №2793380 от 31.03.2023 г.). Сущность предложенного способа заключается в следующем: обследуемым детям выполнялась компьютерная аккомодография в имеющейся у них оптической коррекции (очках или контактных линзах). Исследование проводилось монокулярно (для каждого глаза в отдельности), второй глаз при этом закрывали повязкой. Переносимость коррекции считали хорошей, если полученная аккомодограмма имела правильную нарастающую конфигурацию, была устойчивой, микрофлуктуационный коэффициент (КМФ) не превышал 64 Дб. Плохая переносимость коррекции констатировалась в тех случаях, когда аккомодограмма имела неустойчивый характер с чередованием эпизодов высоко аккомодационного ответа с его резким снижением либо полным отсутствием, а КМФ превышал 64 Дб [17]. Примеры хорошей и плохой переносимости оптической коррекции представлены на рис. 1. Затем всех обследованных школьников разделили на 2 группы на основании данных компьютерной аккомодографии. Группа 1 включала 56 детей с хорошей переносимостью оптической коррекции, в группу 2 входило 98 школьников с плохой переносимостью оптической коррекции.

 

Рис. 1. Аккомодограммы детей в имеющейся оптической коррекции: а — хорошая переносимость оптической коррекции, b — плохая переносимость оптической коррекции

Fig. 1. Accommodation test images of children with optical correction: a — Good tolerance of optical correction, b — Poor tolerance of optical correction

 

Зрительную работоспособность определяли с помощью корректурного теста Ландольта, который представляет собой специальный бланк, содержащий случайный набор колец с разрывами, направленными в различные стороны (рис. 2).

 

Рис. 2. Корректурный тест Э. Ландольта

Fig. 2. Proofreading test by E. Landolt

 

Исследование зрительной работоспособности и расчёт количественных показателей проводились в соответствии с методикой, предложенной В.Н. Сысоевым [18]. Методика определения работоспособности заключалась в следующем: испытуемому предлагалось вычеркивать оптотипы с разрывами, направленными в одну сторону. Длительность выполнения теста составляла 10 минут. Каждые две минуты испытуемый ставил черту после просмотренных за это время знаков. Каждый ученик проводил тест в корригирующих очках дважды, первый раз утром до начала учебного дня и второй раз после окончания пятого урока.

При обработке результатов определяли количество колец, просмотренных ребёнком за каждые 2 минуты работы и за все 10 минут. Также определялось количество ошибок, допущенных им в процессе работы на каждые 2 минуты, и в целом за все 10 минут.

Полученные данные заносили в Бланк фиксации результатов. Фиксировали следующие показатели: Q — общее количество колец, просмотренных за каждые 2 минуты работы; N — число неправильно вычеркнутых колец за каждые 2 минуты; M — число колец, пропущенных при выполнении задания, за каждые 2 минуты. Далее считали показатели работоспособности.

Показатель средней точности (Аt). At определяет способность человека к безошибочному выполнению деятельности. Косвенно характеризует дифференцированное торможение в центральной нервной системе. Показатель средней точности работы оценивается по следующей шкале: ≥ 0,95 — высокий уровень точности; 0,90–0,94 — уровень точности выше среднего; 0,80–0,89 — средний уровень точности; ≤ 0,79 — низкий уровень точности. Для подсчёта Аt сначала вычисляли показатель точности работы за каждые 2 минуты исследования по формуле A = (M – N) / M, затем вычисляли показатель средней точности за 10 минут как Аt = (А1 + А2 + А3 + А4 + А5) / 5. При анализе результатов исследования использовали показатель средней точности Аt.

Коэффициент точности Ta. Этот коэффициент определяет способность человека к длительному поддержанию выявленного уровня точности (Аt) без признаков утомления, снижающего безошибочность работы. Коэффициент точности вычисляли по формуле Та = [(A1 – A5) / At] × 100%, где А1 — точность за первые 2 минуты, А5 — точность за последние 2 минуты, Аt — средняя точность за 10 минут. Коэффициент точности оценивается по следующей шкале: колебания точности в пределах 5% не учитываются; падение точности на 5–15% — умеренный, допустимый уровень изменений; падение точности более чем на 15% — значительные изменения, нарастание утомления.

Показатель средней продуктивности работы Рt. Показатель характеризует количество работы (информации), выполненной (переработанной) в единицу времени. Продуктивность (Рт) оценивается по следующей шкале: более 330 — высокий уровень продуктивности; 250–330 — уровень продуктивности выше среднего; 150–250 — средний уровень продуктивности; менее 150 — низкий уровень продуктивности. Для подсчёта Рt сначала вычисляли показатель продуктивности работы за каждые 2 минуты исследования по формуле P = А × Q, где А — показатель точности за 2 минуты, Q — общее количество колец, просмотренных за 2 минуты. Затем вычисляли показатель средней продуктивности за 10 минут как Рt = (Р1 + Р2 + Р3 + Р4 + Р5) / 5. При анализе результатов исследования использовали показатель средней продуктивности Рt.

Коэффициент выносливости Kp. Коэффициент определяет способность человека к длительному поддержанию выявленного уровня продуктивности (Рт) без признаков утомления, снижающего скорость деятельности. Коэффициент выносливости вычисляли по формуле Kp = 5 ((P1 – P5) / Pt) × 100%, где P1 —продуктивность за первые 2 минуты, P5 — продуктивность за последние 2 минуты, Рt — средняя продуктивность за 10 минут. Коэффициент выносливости Кр оценивается по следующей шкале: менее 0% — высокий уровень выносливости; 0–15% — средний уровень выносливости; более 15% — низкий уровень выносливости.

Показатель скорости переработки информации S. Показатель вычисляется по формуле S = (0,54 × Qt – 2,8 × Nt) / 600, где Qt — общее количество просмотренных колец за 10 минут, Nt — число пропущенных и неправильно зачёркнутых колец за 10 минут, 600 секунд — время выполнения теста, 0,54 — средняя величина информации каждого кольца; 2,8 — величина потери информации, приходящаяся на одно кольцо.

По каждой группе вычислялись средние значения показателей работоспособности, стандартное отклонение и проводился анализ по критерию Стьюдента при р ≤0,05. Статистическая обработка была проведена на персональном компьютере с помощью программы Microsoft EXCEL 2010.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Анализ результатов определения зрительной работоспособности по тесту Ландольта показал, что утром, перед началом уроков работоспособность у всех детей в обеих группах существенно не отличалась ни по одному из показателей. Различия между исследуемыми группами появились в конце учебного дня, после пятого урока, когда на показатели работоспособности стало влиять зрительное утомление. Полученные средние показатели в группах обследованных школьников представлены в таблице 1.

 

Таблица 1. Показатели работоспособности в группах обследованных пациентов в начале учебного дня и после пятого урока

Table 1. Visual performance in examined patients at the beginning of the school day and after the fifth lesson

	Показатель средней точности (At) Mean accuracy (At)		Коэффициент точности (Та%) Accuracy factor (Ta, %)		Показатель средней продуктивности (Pt) Mean productivity (Pt)		Коэффициент выносливости (Kp%) Endurance factor (Kp, %)		Скорость обработки информации (S) Speed of information processing (S)
	До нагрузки Before visual activities	После нагрузки After visual activities	До нагрузки Before visual activities	После нагрузки After visual activities	До нагрузки Before visual activities	После нагрузки After visual activities	До нагрузки Before visual activities	После нагрузки After visual activities	До нагрузки Before visual activities	После нагрузки After visual activities
Группа 1 Group 1	0,96 ± 0,09	0,84 ± 0,04	5,38 ± 0,12	17,34 ± 0,20	250,35 ± 89,72	230,75 ± 60,30	0,83 ± 0,15	4,97 ± 1,79	1,18 ± 0,41	1,08 ± 0,29
Группа 2 Group 2	0,80 ± 0,11	0,61 ± 0,10	6,25 ± 0,11	31,67 ± 0,25	192,41 ± 79,68	120,29 ± 56,91	0,71 ± 0,32	9,61 ± 0,09	1,12 ± 0,37	0,90 ± 0,26

Примечание: группа 1 — 56 детей с хорошей переносимостью оптической коррекции, группа 2 — 98 детей с плохой переносимостью оптической коррекции.

Note: Group 1: 56 children with good tolerability of optical correction; Group 2: 98 children with poor tolerability of optical correction.

 

Показатели точности работы At и Та после 5-го урока снизились в обеих группах, однако, в группе с плохой переносимостью коррекции (группа 2) снижение было более выраженным и статистически значимо отличалось от группы с хорошей переносимостью коррекции (группа 1). Динамика показателей точности представлена на рис. 3. Снижение коэффициента точности в процентном отношении составило 27% в группе 1 и 54% — в группе 2. Данный показатель говорит о том, что дети в школе испытывают значительное зрительное утомление, при этом переносимость оптической коррекции оказывает существенное влияние на степень его выраженности.

 

Рис. 3. Показатели точности работы в группах обследованных школьников до и после зрительной нагрузки

Примечание: At — показатель средней точности; Ta — коэффициент точности.

Fig. 3. Performance accuracy in the examined school children before and after visual activities

Note: At: mean performance accuracy; Ta: accuracy factor.

 

Показатель средней продуктивности (Pt) также изменялся в течение учебного дня. Если до начала уроков в обеих группах он отражал средний уровень продуктивности, то по окончании пятого урока его значение изменилось. В группе 1 он несколько снизился, но остался в пределах среднего уровня. В группе 2 произошло значительное снижение продуктивности: показатель опустился до уровня низкой продуктивности (рис. 4). Значение уровня продуктивности в группах 1 и 2 после зрительной нагрузки статистически значимо различаются.

 

Рис. 4. Показатель продуктивности в группах обследованных школьников

Примечание: группа 1 — 56 детей с хорошей переносимостью оптической коррекции, группа 2 — 98 детей с плохой переносимостью оптической коррекцией.

Fig. 4. Productivity in the examined school children

Note: Group 1: 56 children with good tolerability of optical correction; Group 2: 98 children with poor tolerability of optical correction.

 

Показатели продуктивности и выносливости взаимосвязаны. Коэффициент выносливости после зрительной нагрузки также изменился в обеих группах обследуемых. До начала уроков все испытуемые демонстрировали высокий уровень выносливости. После пятого урока уровень выносливости снизился до среднего, но более значительно в группе с плохой переносимостью оптической коррекции (рис. 5). Различие статистически значимо.

 

Рис. 5. Коэффициент выносливости в группах обследованных школьников

Примечание: группа 1 — 56 детей с хорошей переносимостью оптической коррекции, группа 2 — 98 детей с плохой переносимостью оптической коррекцией.

Fig. 5. Endurance factor in the examined school children

Note: Group 1: 56 children with good tolerability of optical correction; Group 2: 98 children with poor tolerability of optical correction.

 

Скорость обработки информации (S) характеризует функциональную подвижность нервной системы, скоростные параметры принятия решения. Скорость переработки информации — это когнитивная способность, зависящая от возраста, образования и индивидуальных интеллектуальных возможностей [18]. Показатель скорости переработки информации значимо не различался ни до и после зрительной нагрузки, ни в группах обследованных. Зрительная нагрузка не оказывает значимого влияния на эту функцию мозга.

ВЫВОДЫ

1. Переносимость оптической коррекции миопии влияет на зрительную работоспособность школьников.
2. Плохая переносимость оптической коррекции значимо нарушает такие показатели зрительной работоспособности, как точность работы, продуктивность и выносливость.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом. О.В. Жукова — существенный вклад в концепцию и дизайн работы, сбор, анализ и обработка материала, статистическая обработка данных, написание текста; А.В. Золотарев — существенный вклад в концепцию и дизайн работы, редактирование, окончательное утверждение версии, подлежащей публикации; М. Абида — сбор, анализ и обработка материала, статистическая обработка данных.

ADDITIONAL INFO

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Author contribution. All authors confirm that their authorship complies with the international ICMJE criteria (all authors made a significant contribution to the development of the concept, research and preparation of the article, read and approved the final version before publication). The largest contribution is distributed as follows. О.V. Zhukova — significant contribution to the concept and design of the work, collection, analysis and processing of the material, writing, statistical data processing, writing of the bibliography; A.V. Zolotarev — significant contribution to the concept and design of the work, collection, analysis and processing of the material, statistical data processing, writing, editing, final approval of the version to be published; M. Abida — collection, analysis and processing of the material, statistical data processing.

About the authors

Olga V. Zhukova

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: olga-g@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-1246-370X
SPIN-code: 4123-1890

MD, Dr. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Samara

Andrey V. Zolotarev

Samara State Medical University

Email: a.v.zolotarev@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9107-5221
SPIN-code: 7164-8088

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Samara

Mahdi Abida

Samara State Medical University

Email: dr.abida.mahdi@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0758-5254
SPIN-code: 3876-3440

Оphthalmologist

Russian Federation, Samara

References

Supplementary files