В литературе имеются данные о влиянии на организм человека физических факторов, связанных с техническими характеристиками электронных устройств (ЭУ) [1, 2].

Ученые доказали, что быстрому утомлению зрительного анализатора способствует нерационально оформленный материал, воспроизводимый на экране ЭУ, а также другие технические характеристики ЭУ [3–7].

Наиболее доступными и распространенными средствами информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) являются мобильные электронные устройства (МЭУ — смартфоны, планшеты), имеющие существенные технические и аудиовизуальные отличия от стационарных ЭУ, особенности воздействия которых на организм изучены недостаточно.

Для снижения отрицательного воздействия ЭУ на здоровье нужны профилактические мероприятия, учитывающие разнообразие технических характеристик различных ЭУ [8, 9].

В действующих нормативно-методических документах отсутствуют методические приемы по регистрации и оценке яркости и пульсации экранов МЭУ, имеющих малую диагональ экрана.

Разработка методического подхода к оценке безопасности яркости и пульсации экранов МЭУ позволит обеспечить безопасные условия для выполнения зрительной работы и снизить распространенность функциональных нарушений и хронических заболеваний глаза среди населения.

Целью работы было адаптировать действующие методики измерения яркости и пульсации экранов ЭУ, имеющих большую диагональ экрана, для целей гигиенической оценки яркости и пульсации экранов МЭУ, имеющих малую диагональ.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

В 2020–2021 учебном году выполнено анкетирование 173 студентов лечебного и педиатрического факультетов РНИМУ имени Н. И. Пирогова с использованием опросников, разработанных сотрудниками кафедры гигиены педиатрического факультета РНИМУ имени Н. И. Пирогова, имеющими следующие сертификаты специалиста: «Общая гигиена», «Гигиена детей и подростков», «Эпидемиология».

Изучены конструктивные характеристики 100 МЭУ (смартфонов и планшетов), используемых студентами- медиками для целей досуга и обучения, проведен анализ их технических характеристик, представленных производителями. Выполнены инструментальные исследования яркости (100 измерений) и пульсации их экранов (100 измерений). Исследование пульсации и яркости экранов МЭУ проводили в темное время суток или при экранированных оконных проемах, при включенном общем искусственном освещении.

Измерение яркости экрана МЭУ выполняли в соответствии с методикой [10], адаптированной под цели и задачи проводимого исследования. Исследование проводили с помощью яркомера «Аргус-02» (ФГБУ «ВНИИОФИ»; Россия) с измерительными преобразователями излучения, имеющими предел допускаемой погрешности средства измерения не более 10%. Прибор имел свидетельство о государственной поверке.

Измерение пульсации экрана МЭУ проводили с помощью люксметра-пульсметра ТКА ПКМ 08 (Научно- техническое предприятие «ТКА»; Россия) с измерительными преобразователями излучения, имеющими предел допускаемой погрешности средства измерения не более 10%. Исследования выполняли в соответствии с методикой, представленной в руководстве по эксплуатации ТКА ПКМ 08, которая была адаптирована под цели и задачи проводимого исследования. Прибор имел свидетельство о государственной поверке средств измерений.

При проведении измерений пульсации экранов МЭУ находилось на поверхности стола. Пользователь занимал удобное положение и устанавливал комфортный для него уровень яркости экрана. Исследование выполняли в режиме работы с текстовым документом, открытым в привычном текстовом редакторе. При этом контролировали отсутствие на экране МЭУ тени от окружающих предметов, измерительного прибора и человека, проводящего измерения. Отдельно в протоколе отмечали цвет фона текстового редактора. Измеритель располагали на расстоянии 1–5 см от центра экрана. Регистрацию параметра проводили в течение 1 мин. Результат фиксировали в протоколе.

При измерении яркости экрана МЭУ объектив яркомера был экранирован от попадания в него постороннего света. При проведении измерений МЭУ находилось на поверхности стола. До проведения измерений был проведен контроль яркости рабочей поверхности стола на соответствие установленным требованиям безопасности [11]. В ходе измерения пользователь МЭУ устанавливал уровень яркости экрана на комфортную для него величину с учетом удобного положения тела и удаленности экрана от глаз. Объектив яркомера устанавливали на уровне глаз пользователя так, чтобы оптическая ось совпала с линией зрения. Пользователь открывал текст в привычном текстовом редакторе. Дополнительно фиксировали цвет фона текстового редактора. Итоговое среднее значение яркости экрана вычисляли как среднее арифметическое результатов трех прямых измерений.

Исследования проводили в учебной аудитории на кафедре гигиены педиатрического факультета РНИМУ имени Н. И. Пирогова, в которой студенты-медики использовали МЭУ для работы. Для приведения условий исследования к стандартным замеры выполняли в помещении, предназначенном для использования МЭУ в рабочем режиме, уровень освещенности в котором соответствовал гигиеническим требованиям, установленным для данного вида работ.

Измерение параметров освещенности в учебной аудитории выполняли при помощи люксметра ТКА ПКМ 43 («НТМ-Защита»; Россия), имеющего диапазон 10–200 000 лк с пределом допускаемой погрешности 8,0%. Прибор прошел поверку и имел свидетельство о государственной поверке средств измерений. Полученные в ходе измерения значения оценивали на соответствие установленным требованиям безопасности [11].

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета статистических программ Statgraphics (Statpoint Technologies; США), а также Microsoft Office Excel (Microsoft; США) и Statistica 13 PL (StatSoft; США). Применяли методы описательной статистики: средние арифметические (M), квадратические ошибки средних (m), средние квадратические отклонения (σ). Взаимосвязь между показателями изучали при помощи коэффициента сопряженности Пирсона (k), а также коэффициента ранговой корреляции Спирмена (r). В качестве критического уровня значимости принимали р ≤ 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Средняя (M ± σ) диагональ экрана МЭУ составила 5,6 ± 0,1 дюймов. В зависимости от диагонали экрана МЭУ были разделены на две группы — с меньшей диагональю экрана 4,7–5,4 дюймов (32,5%) и с большей диагональю экрана 5,5–6,8 дюймов (67,5%).

Небольшая диагональ экрана МЭУ затрудняла измерение его яркости и пульсации с использованием действующих нормативно-методических документов, что послужило основанием для адаптации методических приемов в соответствии с целями исследования.

Освещенность рабочей поверхности стола находилась в интервале от 300 до 500 лк, что соответствовало действующим требованиям безопасности для выполнения данного вида работ [11]. Коэффициент пульсации искусственных источников общего освещения не превышал 5%.

Средняя яркость экрана, установленная студентами- медиками на их МЭУ, оказалась равной 145,2 ± 11,7 кд/м2, что составило менее 50,0% от 300–550 кд/м2 (максимально возможной яркости, заявленной в технических характеристиках). Подобную яркость экрана регистрировали у каждого второго студента-медика (59,0 ± 3,0%). Средний коэффициент пульсации составил 8,2 ± 1,5%.

Установлено, что снижение яркости экрана МЭУ повышает коэффициент его пульсации, что может ухудшить условия зрительной работы с МЭУ (коэффициент ранговой корреляции Спирмена –0,462 ± 0,025, p ≤ 0,05).

Лишь каждый четвертый студент (24,0%) отметил, что заряда аккумулятора ему хватает на целый день. Это заставляет студентов использовать приемы экономии заряда батареи МЭУ. Каждый второй студент-медик (52,2%) использует «темную» тему, в то время как остальные (47,8%) предпочитают «светлую».

Установлено, что на возникновение компьютерно- зрительного синдрома у студентов оказывают влияние малая диагональ экрана МЭУ (коэффициент сопряженности Пирсона 0,791 ± 0,026, p ≤ 0,05) и его низкая яркость (коэффициент сопряженности Пирсона 0,781 ± 0,027, p ≤ 0,05).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В инструкциях к МЭУ производители приводят данные о такой конструктивной характеристике, как измеряемая в дюймах диагональ экрана.

Две трети студентов-медиков (67,5%) имеют современные модели МЭУ, диагональ экрана обычно составляет 5,5–6,8 дюймов. Еще одной характеристикой экрана МЭУ является яркость. На смартфоне она по умолчанию установлена на 100%, однако, поскольку такая яркость быстро снижает заряд аккумулятора, пользователи часто регулируют ее вручную и понижают. Так, более половины студентов-медиков (59,0 ± 3,0%) используют яркость экрана ниже 50,0% от заявленной производителем максимально возможной.

Как известно, исходя из физических закономерностей, между яркостью экрана и коэффициентом пульсации существует зависимость. В данном исследовании для описания зависимости использовали коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r), поскольку распределение показателей отличалось от нормального. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена составил –0,462 ± 0,025 (p ≤ 0,05). Это свидетельствует о том, что применяемая (сниженная до 50% и менее) яркость экрана повышает коэффициент пульсации, что ухудшает условия зрительной работы с МЭУ.

Также характеристикой экрана смартфона является тема оформления: «светлая» или «темная». «Светлая» тема основана на положительном полярном контрасте — темный текст на светлом фоне; «темная» тема основана на отрицательном полярном контрасте — светлый текст на темном фоне. Тема, которая может быть установлена пользователем вручную, влияет на уровень заряда аккумулятора, экономя его. Кроме того, некоторым пользователям субъективно «темная» тема нравится больше. В настоящем исследовании зафиксировано субъективное предпочтение «темной» темы экрана каждым вторым студентом-медиком (52,2%).

Полученные данные согласуются с данными других исследователей, указывающих на наличие взаимосвязи между техническими характеристиками ЭУ, изображением, воспроизводимым на его экране, и нарушением здоровья пользователя [4, 5].

Наличие взаимосвязи между возникновением компьютерно-зрительного синдрома и малой диагональю экрана МЭУ (коэффициент сопряженности Пирсона 0,791 ± 0,026, p ≤ 0,05) и низкой его яркостью (коэффициент сопряженности Пирсона 0,781 ± 0,027, p ≤ 0,05) подтверждает обоснованность положения санитарного законодательства о запрете использования смартфона для целей обучения.

ВЫВОДЫ

Адаптация действующих методик измерения яркости и пульсации экранов ЭУ, имеющих большую диагональ, для целей гигиенической оценки экранов МЭУ, имеющих малую диагональ, позволит объективно оценить возможный риск нарушения зрения, эффективно контролировать уровень яркости и пульсации экранов МЭУ с малой диагональю, что будет способствовать профилактике нарушения зрения у населения.