Риски ухудшения зрения и его прогрессирования у детей и подростков в современных условиях обучения и воспитания (научный обзор)

Введение. ВОЗ в 2021 году опубликовала первый Всемирный доклад о проблемах зрения, в котором отмечается высокое число случаев нарушения зрения и слепоты – 2 миллиарда, в том числе половина из них связана с отсутствием профилактики или лечения¹. Среди факторов, влияющих на наиболее распространенное заболевание глаз – миопию (близорукость), указаны большие зрительные нагрузки, связанные с деятельностью на близком расстоянии, длительное пребывание в помещениях. Высказано предположение, что снизить риски роста миопии может увеличение времени пребывания на открытом воздухе. Данные официальной статистики Российской Федерации о заболеваемости детей 0–14 лет в 2019 году² указывают на сохранение тенденций роста случаев первичной заболеваемости миопией по сравнению с 2018 годом с 953,5 до 1019,5 случая на 100 тыс. Показатели первичной заболеваемости подростков 15–17 лет за этот период также характеризуются ростом миопии с 2181,6 случая на 100 тыс. в 2018 году до 2382,9 в 2019 году³. Такие тенденции по статистическим данным прослеживаются с 2000 года. Имеет место рост общей заболеваемости на 35,8 %, увеличение заболеваний костно-мышечной системы и соединительной ткани в 1,6 раза, болезней глаза и его придаточного аппарата – в 1,4 раза. Впервые зарегистрированная заболеваемость подростков 15–17 лет за период с 2000 по 2017 г. выросла на 35,0 %, число болезней глаза и его придаточного аппарата увеличилось в 1,4 раза [1]. Региональные данные по результатам диспансеризации детей дошкольно-школьного возраста также показывают аналогичные изменения структуры патологической пораженности с увеличением возраста. Если у детей 5–9 лет в структуре заболеваний первые четыре места занимают болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани (27,1 %), второе место приходится на болезни органов дыхания (22,3 %), третье – на заболевания органов пищеварения (11,1 %,) и четвертое – на болезни кожи (9,7 %), то в возрастной группе 10–14 лет в структуре патологической пораженности на первое место выходят болезни глаза и его придаточного аппарата – 24,1 %, далее болезни органов дыхания – 22,9 %, болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани – 21,7 % [2].

Перечисленные выше заболевания (функциональные нарушения костно-мышечной системы, системы кровообращения, органа зрения, нервно-психические расстройства, заболевания органов пищеварения) относятся к так называемым школьно-обусловленным, их частота увеличивается за время обучения в школе. Они связываются с влиянием различных факторов риска образовательной среды, таких как: несоответствующие гигиеническим требованиям условия обучения и воспитания, высокие учебные нагрузки, нездоровое питание, несоответствующий образ жизни, дефицит двигательной активности [3–6].

Создание в образовательных организациях оптимальных микроклиматических условий, благоприятной визуальной среды, обеспечение обучающихся рабочими местами в соответствии с ростовозрастными данными являются важными мерами по сохранению и укреплению их здоровья. Это позволит снизить возможные риски здоровью, в том числе риски нарушения зрения, связанные с особенностями образовательной деятельности и условиями школьной среды. Исследования, выполненные в последние годы, связывают негативные тенденции в показателях состояния зрения у детей и подростков также с внедрением различных электронных средств в учебную и досуговую деятельность. Правительством Российской Федерации была разработана Концепция информационной безопасности детей⁴. Основной целью указанного документа является обеспечение таких условий современной информационной среды, которые бы обеспечивали позитивную социализацию детей и подростков, их личностное, познавательное и физическое развитие, сохранение психического и психологического здоровья и благополучия. Необходимо формирование у молодого поколения навыков самостоятельного и ответственного использования информационной продукции, а также адекватных представлений об окружающем мире и человеке в гиперинформационном обществе [7]. Все это делает актуальным изучение публикаций по проблемам, связанным с использованием цифровых технологий детьми и подростками и их влиянием на зрение, самочувствие и образ жизни.

Цель настоящего обзора – на основании анализа научных публикаций оценить риски появления и развития нарушений зрения у детей и подростков в условиях активного внедрения цифровых технологий в обучение и повседневную жизнь для выбора направлений профилактики заболеваний органов зрения и их прогрессирования.

Материалы и методы. Осуществлен научный обзор исследований на русском и английском языках с использованием информационных порталов и платформ eLIBRARY.ru, PubMed, Web of Science и Scopus за период 2007–2021 гг. Было отобрано 48 публикаций, содержащих доказанную оценку рисков появления и развития нарушений зрения у детей и подростков в условиях активного внедрения цифровых технологий в обучение, повседневную жизнь в обычных условиях, в том числе и в период пандемии COVID-19 при использовании дистанционных форм обучения. В образовательных программах заложено освоение информационных технологий уже с первых лет обучения. Электронное обучение сопряжено с такими факторами риска для здоровья учащихся, как интенсификация интеллектуальной деятельности, увеличение зрительной и статической нагрузок, психологический дискомфорт. В этих условиях особое значение имеют безопасность используемых информационнокоммуникационных технологий и режимы организации работы с ними учащихся разного возраста. Эффективность мер по снижению утомительного влияния обучения в условиях цифровой образовательной среды во многом зависит от знаний и компетенции педагогов в вопросах безопасного использования электронных средств обучения [8]. Оценка структуры хронических заболеваний у подростков на региональном уровне показывает возможность связи между интенсивным использованием электронных средств обучения (ЭСО) и показателями состояния здоровья: патология органов зрения (с преобладанием миопии) занимает второе место после заболеваний желудочно-кишечного тракта, третье место занимают болезни опорно-двигательного аппарата (плоскостопие и сколиоз), далее ожирение [9].

При клинической диагностике нарушений зрения (авторефрактометрия, визометрия, непрямая офтальмоскопия) выявлено влияние цифровых технологий на формирование заболеваний глаза и его придаточного аппарата у школьников 1–11-х классов [10]. Показано, что использование ЭСО значительно возрастает от первого к пятому классу и особенно значительно в старших классах (в 2,7 раза по сравнению с 1-м классом). За период школьного обучения частота встречаемости гиперметропии однонаправленно снижалась при росте числа детей с миопией в 2,1 раза. Установлено, что риск развития миопии увеличивался в 1,8 раза (OR = 1,8; 95 % CI: 1,21–3,61; p < 0,05) при использовании цифровых устройств 6 часов и более в течение дня. Сделаны обоснованные выводы, что длительное использование различных цифровых устройств следует рассматривать как один из факторов риска развития нарушений зрения у обучающихся.

Оценка динамики состояния органа зрения по данным медицинских карт, начиная с дошкольного возраста, показала, что у дошкольников нарушения зрения составляли 14,8 %, чаще имел место астигматизм, а затем миопия, среди обучающихся 2–4-х классов нарушения зрения составляли 27,7 %, в 5–11-х классах – 43,4 % [11]. Продолжительность работы за компьютером у 70 % младших школьников составляла не более 1 часа 15 мин в день, у обучающихся в средней школе – 3,5 часа с использованием различных гаджетов, включая время поиска информации и досуг в интернете. Авторы связывают рост нарушений зрения с негативным влиянием зрительной нагрузки при использовании ЭСО и интернета, превышающей рекомендованные нормы.

Неблагоприятное влияние ЭСО на зрение школьников и студентов при обучении и коммуникациях вне учебной деятельности доказано в ряде исследований. Современные школьники и студенты тратят большое количество времени на использование электронных устройств, что приводит к появлению различных жалоб астенопического характера и влияет на их самочувствие, сокращает другие режимные моменты – сон, двигательную активность, прием пищи и т. д. Авторы полагают, что частота использования электронных устройств школьниками является этиологической составляющей в развитии приобретенной близорукости [12]. Показано, что у тех, кто проводил дома в интернет-пространстве для выполнения учебных заданий и досуга суммарно более 4 часов (с разбросом до 7–8 часов), увеличивались жалобы на головные боли (RR = 1,778; 95 % CI: 0,747–4,234, EF = 43,75), жалобы на снижение зрения за последний год (RR = 1,448; 95 % CI: 0,867–2,418, EF = 30,93 %) по сравнению с теми, кто использовал цифровое пространство менее 4 часов [13]. Результаты выполненных комплексных исследований позволили обосновать гигиенические принципы организации обучения в условиях цифровой образовательной среды, позволяющие использовать позитивные возможности работы с ЭСО при ограничении их неблагоприятного влияния на детей разного возраста [14].

Результаты изучения влияния цифровых технологий на состояние зрения подтверждаются зарубежными данными, полученными на больших выборках детей и подростков. В исследовании 7680 детей 5–16 лет с учетом состояния зрения (миопию и сильную миопию определяли по показателю сферического эквивалента, соответственно, менее 0,5 D и менее 6,0 D) оценивали риски прогрессирования нарушений зрения. Было установлено, что при пользовании компьютером возрастает риск развития миопии (OR = 1,17; 95 % CI: 1,03–1,32; p = 0,015), в том числе сильной миопии (OR = 2,31; 95 % CI: 1,17–4,57; p = 0.016) [15]. Выявлена зависимость между частотой миопии и длительностью игры на компьютере и смартфоне. Риск миопии отмечался у детей, которые играли на компьютере 1–4 часа в неделю (OR = 4,5; 95 % CI: 2,33–8,98; p < 0,001), и возрастал при увеличении этого времени до более 4 часов в неделю (OR = 8,1; 95 % CI: 4,05–16,2; p < 0,001) [16].

Исследование 2238 подростков 12–15 лет показало повышение риска развития миопии (OR = 1,02; 95 % CI: 1,00–1,04; p = 0,022) при увеличении времени использования компьютера до 4,9 ± 6,5 часа в неделю по сравнению теми, кто использовал его 4,3 ± 6,4 часа [17]. Изучение данных 19 934 детей 10 лет обнаружило связь частоты миопии с использованием компьютера более 60 мин в день (p = 0,011), а также с использованием смартфона (p = 0,001) [18].

У детей с миопией как до, так и через 4 года после ее появления время, проведенное у экрана компьютера, было на 0,7–1,6 часа выше, чем у детей с нормальным зрением (p < 0,05) [19]. По данным исследования 7497 детей 5–7 лет частота встречаемости миопии возрастала при увеличении нагрузок в ближнем поле зрения (чтение книг, письмо, использование гаджетов).

Риск миопии, связанный с использованием смартфона и планшета, отмечен лишь у детей 7 лет (OR = 1,28; 95 % CI: 1,13–1,44), которые, в отличие от младших детей, более интенсивно используют гаджеты [20]. Установлено, что использование экранных медиаустройств в ночное время в течение 1 часа приводило к нарушению сна и снижению показателей качества жизни [21]. Величина связей была более сильной в случае использования мобильных телефонов в темной комнате по сравнению с освещенной. В отдельных исследованиях не подтверждена связь между длительностью использования экрана у детей 8–9 лет и появлением миопии в будущем [22], а также влияние использования экрана на развитие миопии у детей 5–15 лет [23–28].

В настоящее время описаны различные жалобы на зрение, связанные с работой за экраном компьютера, которые получили название компьютерный зрительный синдром (КЗС или CVS): напряжение и усталость глаз, раздражение, жжение, покраснение, сухость глаз и др. [29][30]. Неблагоприятное влияние экрана компьютера на орган зрения связано с характером предъявляемой информации [31]. Оно определяется следующими особенностями:

1) изображение на экране светящееся, яркое, причем в спектре свечения экрана повышена доля синего компонента;

2) экранное изображение состоит из отдельных точек (пикселей), не имеет четких границ и необходимой контрастности, что при пользовании смартфонами усугубляется малыми размерами изображения;

3) гладкая поверхность экрана при недостаточно отрегулированной освещенности рабочего места может создавать блики, затрудняющие восприятие текста;

4) длительная работа с экраном компьютера ведет к недостаточному увлажнению глаз и развитию синдрома «сухого глаза»;

5) при работе на компьютере необходимо постоянно перемещать взгляд с экрана на клавиатуру и обратно, что способствует повышенному утомлению глазных мышц;

6) при использовании гаджетов (смартфона, планшета, ноутбука) у детей возрастают зрительные нагрузки в ближнем поле зрения, которые способствуют развитию близорукости.

Закрытие школ в период новой коронавирусной инфекции COVID-19 и перевод учащихся на режим дистанционного обучения (ДО), который осуществляется с повышенным использованием современных цифровых технологий, способствовали росту негативных проявлений для здоровья обучающихся. Онлайн опрос учащихся (29 779 человек) показал значительный прирост времени использования компьютерных образовательных технологий в апреле – мае 2020 г. Установлено, что почти половина (46,7 %) обучающихся из разных регионов России стала больше времени проводить за компьютером или смартфоном на уроках в образовательных организациях и при выполнении домашних заданий, 35,6 % – общаться в социальных сетях [32]. Длительное время, проводимое за экраном компьютера или смартфона, сопровождалось снижением физической активности обучающихся, уменьшением времени прогулок. Результаты опроса свидетельствовали, что 30,7 % респондентов отмечали симптомы КЗС.

Стрессовая ситуация в условиях самоизоляции и ДО ухудшала психосоматическое состояние большинства школьников.

По данным других авторов, более 60 % старшеклассников в условиях дистанционного обучения проводили за компьютером свыше 6 часов в день, включая онлайн-уроки, выполнение домашнего задания на образовательных онлайн-платформах и досуговое время. В этих условиях жалобы на изменения со стороны органов зрения после онлайн-уроков отметили 47 % старшеклассников. Сопутствующими жалобами при длительном использовании ЭСО были мышечные боли в шее, спине и кистях рук [33].

Онлайн-опросы школьников, учителей и родителей, проведенные в период традиционного обучения и ДО, показали увеличение числа используемых электронных устройств и времени работы с ними у 96,6 % школьников при ДО. Рост числа жалоб на самочувствие учащихся отметили до 80 % родителей, более 60 % указывали на симптомы, характерные для компьютерно-зрительного синдрома. Показан риск субъективной оценки зрения как «удовлетворительное» и «плохое» при ежедневном использовании электронного устройства: для школьников 1,13, родителей – 1,41, учителей – 1,27 (p ≤ 0,05). В качестве меры профилактики нарушений зрения подтвержден отказ от использования электронного устройства минимум на один день в неделю [34]. Следствием домашнего онлайн-обучения может быть развитие и/или обострение близорукости в связи с продолжительностью и интенсивностью работы на близком расстоянии (чтение и письмо) и недостаточным временем, проведенным на открытом воздухе.

Факторами, определяющими взаимосвязь между временем, проведенным на открытом воздухе, и близорукостью, являются яркость и хроматический спектр света, периферическая расфокусировка взора и циркадианные ритмы [35].

Другие авторы, сделавшие обзор публикаций, пришли к выводам, что есть веские доказательства того, что пребывание на ярком свете может снизить риск миопии. Высказывается сомнение, что витамин D, физическая активность и работа вблизи могут опосредовать связь между временем, проведенным на открытом воздухе, и близорукостью [36]. Была изучена эффективность школьной программы по продвижению активного отдыха на Тайване для профилактики близорукости (не менее 11 часов в неделю на воздухе). В группу вмешательства входило 267 школьников первых классов и 426 – в группу контроля. Проводилось офтальмологическое обследование детей, регистрировалась освещенность, использовались дневники и анкеты детей (с помощью родителей). Установлено, что защитные эффекты были значительными как у детей без миопии (меньший миопический сдвиг и осевое удлинение), так и у близоруких детей: было на 54 % меньше риска быстрого прогрессирования миопии по сравнению с контрольной группой. Авторы полагают, что освещенность не обязательно должна быть высокой, полезной является относительно более низкая интенсивность наружного освещения при более длительном пребывании на открытом воздухе [37].

На выборке младших школьников в течение одного года наблюдения было установлено, что независимо от наследственных факторов ежедневная учебная нагрузка, поддержание неподходящего расстояния для глаз при работе вблизи, выбор неадекватных условий освещения и длительная работа вблизи без отдыха для глаз были факторами риска изменения биометрических параметров глаз, связанных с близорукостью [38]. Была оценена частота возникновения миопии, изменения рефракции и факторы, влияющие на группу отобранных старшеклассников, обучающихся в профильном классе подготовки курсантов авиации в Китае. Лонгитудинальные обследования (с 9-го по 11-й класс) показали, что более продолжительное время нахождения на открытом воздухе было защитным фактором как для появления миопии, так и для рефракционного изменения миопического сдвига глаза. Факторы риска развития миопии включали более низкую исходную гиперметропическую рефракцию глаза, работу вблизи и миопию матери. Факторы риска рефракционного изменения миопического сдвига включали большую гиперметропическую исходную рефракцию глаз и большую часть работы вблизи [39].

Исследования по близорукости у детей были критически проанализированы на предмет методологии исследования и достоверности данных. В обзор литературы авторы включили восемьдесят исследований [40]. Распространенность близорукости остается более высокой в Азии (60 %) по сравнению с Европой (40 %) при использовании рефракционных исследований. Исследования, в которых не проводились офтальмологические измерения, показывают исключительно высокие показатели распространенности близорукости среди школьников в Восточной Азии (73 %) и высокие показатели в Северной Америке (42 %). Низкая распространенность заболеваний – менее 10 % – была описана у детей из Африки и Южной Америки. К факторам риска развития близорукости, помимо указанных предыдущими авторами, добавлено использование светодиодных ламп при выполнении домашних заданий. Таким образом, авторы высказали мнение, что показатели распространенности близорукости в исследованиях без офтальмологического подтверждения оказываются завышенными, и рекомендуют рассматривать данные по миопии только при диагностическом подтверждении. Также установлено, что повышению распространенности жалоб со стороны органов зрения способствует доступность ресурсов и книг в интернете. Это приводит к сокращению чтения текстов на бумажных носителях, оказывающего менее утомительное воздействие на зрение, чем чтение информации с экрана электронных средств [41].

В группы высокого риска нарушения и прогрессирования заболеваний глаз следует включать дошкольников и школьников, уже имеющих нарушения зрения различного характера, с впервые выявленной миопией, прогрессированием миопии, спазмом аккомодации, симптомами компьютерного зрительного синдрома, а также с дисплазией соединительной ткани, способствующей появлению и прогрессированию миопии. Сравнительные данные показывают, что обследование старшеклассников выявило миопию у 20,6 % обучающихся с дисплазией соединительной ткани (ДСТ) и у 9,6 % контрольной группы (p < 0,05) [42]. Изучение 1211 медицинских амбулаторных карт показало, что в группе подростков с ДСТ достоверно чаще по сравнению с группой условно здоровых имелись нарушения осанки и/или сколиотическая деформация позвоночника I степени (OR 2,3; 95 % CI: 1,8–2,9), плоскостопие (OR 1,7; 95 % CI: 1,23–2,31), патология органов зрения (миопия OR 1,7; 95 % CI: 1,24–2,22), вегетососудистая дистония (OR 1,9; 95 % CI: 1,29–2,74) [43]. Сходные данные получены в отношении связи нарушений костно-мышечной системы с миопией [44]. Это относится к состоянию и роли musculus erector spinae (мышцы, выпрямляющей позвоночник). Функциональная слабость (недостаточность) указанной мышцы препятствует одной из причин развития близорукости – снятию длительного напряжения аккомодации, постепенно переходящего в спазм, являющийся одной из причин развития близорукости. Показано на группе наблюдения, что укрепление мышц спины (особенно в области шейного и грудного отделов позвоночника) является необходимым условием для сохранения безопасной длины и стабильности фокусного расстояния от глаза до текста и облегчения процесса аккомодации.

Важным условием сохранения зрения является сбалансированное питание обучающих в образовательных организациях и в семье. Уровень содержания аминокислот в структуре питания является одним из определяющих факторов формирования соразмерной рефракции. Повышенное потребление простых углеводов влияет на ослабление аккомодации органа зрения и остроту зрения. Недостаточность триглицеридов, монои полиненасыщенных жирных кислот является фактором риска развития нарушений зрения [45].

Для предупреждения снижения зрения и улучшения его остроты рекомендуется употреблять продукты, содержащие каротиноиды, лютеин, зеаксантин. Они восстанавливают зрительные функции при усталости, снижают последствия нагрузки на глаза, улучшают цветовосприятие. К витаминам и минералам, играющим существенную роль в функционировании зрения, относится фолиевая кислота, железо, цинк, витамины А, В, D. Дефицит витамина D характерен не только для детей, живущих в северных районах нашей страны, но и в средней полосе (г. Казань), где у 88,2 % школьников (из 122) в зимнее время было сниженное содержание витамина и только у 11,2 % соответствовало норме5 [46][47]. Получены данные, что дефицит витамина D обнаруживается почти у половины обследованных (42,3 %) детей г. Краснодара в возрастной группе 1–17 лет. Отмечена тенденция возрастания его дефицита от младшего к школьному возрасту⁵.

Для дополнительного обогащения рациона питания обучающихся микронутриентами в регионах, эндемичных по недостатку отдельных микроэлементов, в меню должна использоваться специализированная пищевая продукция промышленного производства, обогащенные витаминами и микроэлементами, а также витаминизированные напитки промышленного выпуска. Витаминные напитки должны готовиться в соответствии с прилагаемыми инструкциями непосредственно перед раздачей. Прием поливитаминных препаратов не заменяет витаминизацию рациона питания обучающихся. В настоящее время обоснованы и утверждены новые нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения в Российской Федерации [48].

Заключение. Выполненный аналитический обзор показал существенное влияние цифровых технологий на образ жизни и изменение структуры заболеваемости детей и подростков с ростом нарушений зрения разной степени, а также комплекса симптомов, связанных с интенсивным использованием ЭСО для обучения и досуга. В связи с этим особенно важно соблюдать разработанные гигиенические нормативы и специальные требования к устройству, содержанию и режимам работы в условиях цифровой образовательной среды в сфере общего образования, а также действующие санитарные правила и руководства по обеспечению безопасных условий обучения и воспитания детей, подростков и молодежи в образовательных организациях ^{6 7 8}. Для предупреждения нарушений зрения и их прогрессирования у обучающихся целесообразно ограничивать использование гаджетов во внеучебное и досуговое время. Привлекать к профилактическим мероприятиям педагогов, самих обучающихся и родителей. Обратить внимание на дефицит двигательной активности детей и подростков, характер питания с избытком углеводов и дефицитом витаминов.