Zusammenfassung
Hintergrund Die Auswirkungen der sich veränderten Arbeitswelt
äußern sich in anwachsenden Anforderungen an den Angestellten,
die sich wiederum in einem Anstieg der wahrgenommenen mentalen Beanspruchung am
Arbeitsplatz niederschlagen. Aktuelle Forschungsansätze entwickeln
Methoden, zur Erfassung des Selbstmanagements mentaler Beanspruchung im
Arbeitsalltag. Da eine Ableitung für
Präventionsmaßnahmen zur Gesunderhaltung die Identifikation von
Belastungsfaktoren voraussetzt, ist Ziel der vorliegenden Studie, subjektive und
objektive Parameter bei der Ermittlung der Gesamtbeanspruchung bzgl. der
mentalen Belastungen auf Tauglichkeit zu prüfen.
Material und Methoden Über den Verlauf von fünf Phasen zu
je fünf Minuten erfolgt ein mentaler Belastungstest am Bildschirm, bei
dem die kognitiven Parameter Reaktionsfähigkeit und Reaktionsverhalten
mit sukzessiv ansteigender Belastung durch erhöhte Schwierigkeitsgrade
(Änderung der Stimuli durch erhöhte Anzahl der Reize, geringere
Reizabstände) verändert werden. Dabei wird das subjektive
Anstrengungsempfinden (modifizierte CR 10-Skala nach Borg) und die
physiologische Reaktion über objektiv erfassbare Biosignale
(Herzfrequenz und tonischer Hautleitwert) über die fünf
Belastungsphasen sowie zu Beginn und zum Ende einer jeden Belastungsphase
(spezifische Phasenzeitpunkte) ermittelt. Es wird angenommen, dass eine
phasenabhängig veränderte Beanspruchung existiert und bei
mittleren Belastungen ein Zusammenhang zwischen subjektivem
Anstrengungsempfinden (CR 10-Skala nach Borg) und der objektiv erfassten
Parameter Herzfrequenz und Hautleitwert bei den Probandinnen (N=30,
Alter: 34,3 Jahre alt (±3,2)) nachweisbar ist.
Ergebnisse Verglichen zur Basline-Messung zeigten die fünf
Belastungsphasen eine signifikant größere subjektive
Beanspruchung (CR-10 Skala, p<0,01) sowie höhere Herzfrequenzen
und einen höheren Hautleitwert für die Phasen der Beanspruchung.
Die weiterführende Analyse innerhalb der fünf Belastungsphasen
zeigte für den Vergleich der ersten Belastungsminute gegenüber
der letzten Minute innerhalb einer Belastungsphase (spezifische
Phasenzeitpunkte) ausschließlich für das subjektive
Anstrengungsempfinden (CR-10 Skala) signifikant verschiedene Werte
(p≤0,01). Die Gesamtbeanspruchung wurde durch die Probandinnen mit
53,3±13,5 (NASA TLX Skala 0: sehr gering - 100 sehr hoch) angegeben und
als mittlere Beanspruchung eingeordnet. Ebenso zeigte sich eine signifikante
Assoziation zwischen der CR 10-Skala und den Hautleitwerten
(β=0,21, p<0,001). Demgegenüber existierte kein
signifikanter Zusammenhang zwischen der CR 10-Skala und der Herzfrequenz
(β=0,02, p=0,21).
Schlussfolgerung Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass
für das angewendete Protokoll der Stress-assoziierte tonische
Hautleitwert ein geeigneter Parameter zur Erfassung der Gesamtbelastung ist.
Demgegenüber scheint die Herzfrequenz zur Erfassung einer mentalen
Gesamtbeanspruchung weniger geeignet.
Abstract
Background Changes in the modern world of work place ever increasing
demands on employees. This in turn is reflected in an increase in perceived
mental strain at the workplace. Current research develops methods to improve the
self-management of mental stress in everyday work. The presented study aims to
analyze the five mental strain phases and their specific times during a state of
strain. Furthermore, we analyze the relationship between the subjective feeling
of exertion and objectively recorded bio-signals (heart rate and skin
conductance) during cognitive load under laboratory conditions. We assume that
there is phase-dependent mental strain and that, under moderate mental load, we
can find correlation between the subjective perception of exertion (CR 10 scale
according to Borg) and the objectively recorded parameters.
Material and methods The bio-signals heart rate and skin conductance
measured by the NeXus-10 MKII as well as the perception of exertion represented
by the CR 10 scale according to Borg were recorded at a simulated cognitive load
system, called RehaCom. Furthermore, the NASA TLX Scale reported the total
perceived exertion oft he subjects. The test persons subjects (female,
N=30, age: 34.3 years old (±3.2)) were given tasks testing their
ability to pay attention and react, the difficulty of which gradually increases
over five load levels.
Results The comparison of the basline measurement with the five mental
strain levels showed a significantly higher subjective mental strain (CR-10
scale, p<0.01) as well as higher heart rates and a higher skin
conductance for the five mental strain phases compared to the baseline
measurement. Further analysis of the strain levels showed significantly
different values (p≤0.01) for the comparison of the first minute of
exertion with the last minute. The total mental load was rated by the test
persons as medium mental strain with 53.3±13.5 (NASA TLX scale 0: very
low - 100 very high). There was also a significant correlation between the CR-10
scale and the skin conductance values (β=0.21, p<0.001)
which, however, turned out to be insignificant for the heart rate
(β=0.02, p=0.21)
Conclusion The correlation, albeit weak, between subjective and objective
parameters underlines the need for a more individual and comprehensive analysis
in order to comprehend the complexity of mental strain, especially in moderate
cases. Further investigations should aim at a relation to subjective load
parameters such as CR-10 Borg scale in order to supplement the mere observation
of the bio-signals.
Schlüsselwörter
mentale Beanspruchung - Biosignale - subjektive Anstrengung
Key words
mental strain - bio-signals - exertion
