Влияние вибрации на человека. Исследование вибрации

Ускорение - все эти понятия наверняка вам знакомы. В этой статье мы рассмотрим более подробно такую важную тему, как вибрация. Каждый из нас сталкивается с этим явлением в повседневной жизни.

Что же такое вибрация? Определение можно дать следующее: это колебательные механические движения, которые передаются непосредственно телу человека. Главными ее физическими характеристиками являются частота и амплитуда колебаний. Измерение вибрации по амплитуде осуществляется в сантиметрах или метрах, а по частоте - в герцах.

Как следует оценивать вибрацию по ускорению и скорости?

При всяком скорость и ускорение непрерывно изменяются. Ускорение наибольшим является на осевой линии колебания, а в крайних позициях оно наименьшее. Учитывая это, измерение вибрации осуществляется по ускорению и скорости. Отчет децибел при этом ведется от опорной виброскорости (условной), которая равна 5∙10 8 м/с, а также виброускорения - 3∙10 4 м/с 2 . Виброускорение и виброскорость выражаются относительно нулевых порогов в децибелах. Порог восприятия при этом составляет примерно 70 дБ. Частота вибрации низкочастотной не превышает 32 Гц, а высокочастотной составляет более 32 Гц.

Источники вибрации

Это широко используемые в строительстве, промышленности, быту, сельском хозяйстве, транспорте электрические и пневматические механизированные ручные инструменты, различное оборудование и машины, транспортные средства, станки. Вибрация широко используется не только в технике, но также и в медицине для лечения мышечных и нервных заболеваний (вибромассаж, вибротерапия).

Воздействие вибрации

Вибрация - это фактор, который обладает большой биологической активностью. Направленность, глубина и характер физиологических сдвигов разных систем человеческого организма определяются ее спектральным составом, уровнями и физическими свойствами человеческого тела. Важную роль в генезисе данных реакций играют анализаторы - кожный, зрительный, двигательный, вестибулярный и др.

Нужно отметить большую роль, которую играют в субъективном восприятии вибрации биохимические свойства тела человека. Действие ее на организм опосредуется такими явлениями, как физическое воздействие контакта на поверхность, распространение по тканям колебаний, непосредственная реакция в тканях и органах на воздействие, раздражение механорецепторов, которые вызывают субъективные и нейрорецепторные реакции.

Сегодня накоплен значительный клинический и экспериментальный материал по данной проблеме. Исследование вибрации показало, что возникающие под ее действием расстройства двигательной функции обусловлены как непосредственным поражением мышц, так и нарушениями регуляторных воздействий ЦНС. Преобладание диффузных сдвигов при этом можно объяснить изменениями в функционировании суперспинальных структур, а большую выраженность, которую имеют в мышцах локальные изменения, - их непосредственной травматизацией. Наиболее чувствительными к воздействию вибрации локальной являются отделы симпатической нервной системы, которые регулируют тонус периферических сосудов, и отделы периферической нервной системы, которые связаны с тактильной и вибрационной чувствительностью.

Исследование вибрации дало право утверждать, что параметрами ее воздействия в первую очередь определяется направленность сосудистых нарушений. При механических колебаниях частотой более 35 Гц в капиллярах происходят спастические явления, а ниже наблюдается картина атонии капилляров. Самой опасной с точки зрения возможного развития спазма сосудов является область частот от 35 до 250 Гц.

Негативное влияние при выполнении рабочих операций

Вибрация может мешать прямым путем выполнению рабочих операций, а также влиять косвенно на работоспособность человека, снижая ее. Некоторые авторы, проводящие исследование вибрации, рассматривают ее как сильный стресс-фактор, который оказывает негативное воздействие на психомоторную работоспособность. Кроме того, страдает умственная деятельность и эмоциональная сфера, а также увеличивается вероятность несчастных случаев.

Колебательная скорость

Установлено, что шум и вибрация энергетически действуют на человеческий организм. Поэтому последнюю начали характеризовать спектром выраженной в сантиметрах в секунду колебательной скорости или же измерять в децибелах, как и шум. Условно была принята в качестве пороговой величины механических колебаний скорость, составляющая 5∙10 6 см/сек. Только при непосредственном соприкосновении организма с содрогающимся телом либо через соприкасающиеся с ним другие твердые тела ощущаются (воспринимаются) механические колебания. При соприкосновении с их источником, издающим (генерирующим) басовый звук, вибрации (самых низких частот), вместе со звуком также воспринимается сотрясение.

Общая и местная

Различают общую и местную вибрацию в зависимости от распространения механических колебаний по частям тела человека. При местной подвергается сотрясению только часть тела, непосредственно соприкасающаяся с поверхностью, которая содрогается. Чаще всего это руки. Такое происходит при работе с некоторыми ручными инструментами или при удержании детали машины и других дрожащих предметов.

Местная вибрация иногда передается на части тела, которые соединены суставами с непосредственно подвергающимися ей органами. Но амплитуда колебаний данных частей тела бывает обычно ниже, поскольку по мере передачи по тканям (особенно мягким) колебаний они постепенно затухают. Напротив, общая вибрация оказывает воздействие на все тело. Это происходит в основном от механических колебаний поверхности, где находится рабочий.

Вибрационная болезнь

При воздействии на организм человека вестибулярных раздражителей оценка и восприятие времени нарушаются, а также снижается скорость обработки информации. вызывает низкочастотная вибрация. Самые выраженные изменения при этом отмечаются при частотах в диапазоне от 4 до 11 Гц.

К стойким патологическим нарушениям в человеческом организме приводит длительное воздействие вибрации. Всесторонний анализ данного патологического процесса привел к выделению его в отдельную нозологическую форму - вибрационную болезнь. Она продолжает удерживать одно из ведущих мест в числе других профессиональных заболеваний. Ее порождает использование не отвечающих нормативным требованиям ручных машин, а также увеличивающаяся специализация труда, которая ведет к повышению общего времени воздействия механических колебаний на организм. С увеличением длительности и интенсивности воздействия вибрации возрастает вероятность развития данной болезни. Существенное значение при этом имеет индивидуальная чувствительность. Переутомление, охлаждение, шум, алкогольное опьянение, мышечное напряжение и др. усиливают вредное воздействие.

Стадии вибрационной болезни

Выделяют 4 стадии данного заболевания по степени выраженности:

Начальная (I);

Умеренно выраженная (II);

Выраженная (III);

Генерализованная (IV, крайне редко встречается).

Негативное воздействие общей вибрации

Общая низкочастотная вибрация, в особенности резонансного диапазона, может вызвать долговременную травматизацию костной ткани и межпозвоночных дисков, смещение органов, расположенных в брюшной полости, а также боли в пояснице, дегенеративные изменения позвоночника, хронический гастрит и др.

У подвергающихся в течение долгого времени подобному воздействию женщин отмечается увеличение частоты гинекологических заболеваний, преждевременных родов, самопроизвольных абортов. Вибрация низкочастотная у женщин вызывает нарушение кровообращения в органах малого таза.

Механические колебания в жилых зданиях

Исследование вибрации очень важно осуществлять не только в производственных зданиях, но и в жилых домах. Дело в том, что она представляет опасность не только для здоровья рабочих, но и для некоторых других групп населения. В жилых зданиях влияние вибрации на человека оказывается благодаря использованию промышленных установок, транспорта, инженерно-технологического оборудования. Наиболее воздействует на организм по интенсивности колебаний городской рельсовый транспорт: железнодорожные магистрали, открытые участки метрополитена.

Возникающая от движения поездов в зданиях вибрация имеет прерывистый регулярный характер. Амплитуда колебаний по мере удаления от ее источника снижается. Говоря о распространении колебаний по этажам многоэтажного помещения, следует сказать, что на верхних может наблюдаться, в зависимости от резонанса, как усиление, так и ослабление вибрации. При этом типы конструкций помещений не оказывают в условиях одинаковых грунтов значительного влияния на ее уровни в жилых помещениях. Иногда отмечаются высокие вибрационные уровни от расположенного в самих зданиях инженерно-технологического оборудования (лифтов), а также встроенных объектов.

Методы защиты

Защита от вибрации очень важна на предприятиях. Нормирование ее уровней, гигиенически обоснованное, - основа профилактики вибрационной болезни. Учитываются при этом направленность, характер, продолжительность действия. В РФ санитарным законодательством регламентируются уровни механических колебаний, которые должны быть соблюдены на рабочих местах.

Защита от общей вибрации

Влияние вибрации на человека следует по возможности уменьшать. Безопасность труда представляет собой систему количественных и качественных характеристик и показателей, которые формируют специфику элементов, обеспечивающих отсутствие вредного воздействия механических колебаний на человеческий организм. Защита от вибрации обеспечивается:

Использованием вибробезопасных машин;

Виброзащиты;

Проектированием производственных помещений и технологических процессов, которые обеспечивают соблюдение на рабочих местах санитарных норм;

Организационно-техническими мероприятиями, цель которых - улучшение эксплуатации используемых машин, организация их своевременного ремонта, а также контролем вибрационных параметров;

Созданием оптимальных режимов труда и отдыха.

Средства индивидуальной защиты, используемые при воздействии общей вибрации, - это виброизолирующая обувь, подметки, стельки. Самым действенным среди всех средств защиты можно считать устранение непосредственного контакта человека с дрожащим оборудованием. Это осуществляется с помощью использования дистанционного управления, замены и автоматизации технологических операций.

Средства защиты от вибрации локальной

Уменьшение ее негативного воздействия достигается:

С помощью уменьшения ее интенсивности непосредственно в самом источнике (использование рукояток с амортизирующими или виброгасящими устройствами);

Путем использования средств внешней защиты, то есть упругодемпфирующих устройств и материалов, размещенных между руками оператора и источником механических колебаний (виброизолирующие перчатки, рукавицы, прокладки и вкладыши).

Важная роль в комплексе мероприятий, направленных на снижение отрицательного воздействия вибрации на человеческий организм, отводится режимам труда и отдыха. Общее время контакта с ней, согласно режимом труда, должно быть ограничено в течение смены. Рекомендуется делать два перерыва для проведения физиотерапевтических процедур, активного отдыха и т. д. Продолжительность первого должна составлять 20 минут (этот перерыв следует сделать через 2 часа после времени начала смены). Продолжительность второго - 30 минут, он должен быть через 2 часа после перерыва на обед. при этом длится должен не менее 40 минут. Продолжительность непрерывного одноразового воздействия на организм механических колебаний должна быть не более 10-15 минут.

К общеоздоровительным и медико-биологическим мероприятиям, служащим для профилактики вибрационной болезни, можно отнести следующие:

Гидропроцедуры для рук (ванночки с теплой водой (+37-38 градусов) либо использование сухого воздушного обогрева;

Производственную гимнастику;

Самомассаж и взаимомассаж плечевого пояса и рук;

Ультрафиолетовое облучение;

Употребление витаминов, а также иные мероприятия общеукрепляющего характера (кислородный коктейль, комната психологической разгрузки и др.).

Важность и актуальность этой темы подтверждается тем, что ее изучают еще в школе. Вибрация рассматривается, в частности, в учебнике "Физика" (11 класс). Конечно, в школе она изучается в более общем виде. Рассматриваются, в частности, вибрации Земли. Частота нашей планеты равняется 7,83 Гц. Эту величину называют волной Шумана, или частотой резонанса Шумана. Некоторые, правда, полагают, что в последнее время меняются вибрации Земли. Например, Анку Динкэ, румынский физик, считает, что к декабрю 2012 года они должны были достигнуть 12,6-12,8 Гц. Вибрации человека должны соответствовать вибрациям планеты. Те, кто сможет настроиться на новые частоты, выиграют в духовном плане, как полагает Анку Динкэ. Вибрации человека - это тема отдельной статьи.

Вибрация.
Неблагоприятные воздействия вибрации на организм человека

Определение вибрации:

Вибрация - это физический фактор, действие которого определяется передачей человеку механической энергии от источника колебаний; основными характеристиками вибрации являются амплитуда смещения, скорость и ускорение.

Основные виды вибрации:

Общепринятым является деление вибраций на общие и местные.

Общая вибрация - это колебание всего тела, передающееся с рабочего места.

Локальная вибрация (местная вибрация) - это приложение колебаний только к ограниченному участку поверхности организма.

На производстве распространены оба вида вибрации: локальная - через руки (чаще всего при работе с ручными машинами), общая (по всему телу) - при положении сидя или стоя на рабочем месте (у машины и технологического оборудования). Все виды вибрации, действующие на производстве, объединяются термином «производственная вибрация».

Вибрация автомобилей, средств транспорта и самоходной техники, рабочих мест водителей имеет преимущественно низкочастотный характер, отличается высокими уровнями интенсивности в октавах 1-8 Гц. Вибрация автомобиля и автомобильной техники зависит от скорости передвижения, типа сиденья, амортизирующих систем, степени изношенности машины и покрытия дорог.

Вибрация рабочих мест технологического оборудования имеет средне- и высокочастотный характер спектров с максимумом интенсивности в октавах 20-63 Гц.

Ручные машины, особенно ударного, ударно-поворотного и ударно-вращательного действия, получили широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства (строительстве, машиностроении, авиации, лесной и горнорудной промышленности). Изучение условий труда работающих на этих машинах показало, что выполнение многообразных трудовых операций сопровождается наряду с воздействием вибрации значительным физическим напряжением. Рабочие удерживают в руках машины весом до 15 кг, прикладывая при этом дополнительные усилия нажима на рукоятку инструмента в 10-40 кг. Неудобные рабочие позы, различные усилия нажима на инструмент создают значительное статическое напряжение мышц плеча и плечевого пояса, что усугубляет неблагоприятное воздействие вибрации.

Влияние общей вибрации на организм человека:

Исследования особенностей механического эффекта общей вибрации показали следующее. Тело человека благодаря наличию мягких тканей, костей, суставов, внутренних органов представляет собой сложную колебательную систему, механическая реакция которой зависит от параметров вибрационного воздействия. При частоте менее 2 Гц тело отвечает на общую вибрацию как жесткая масса. На более высоких частотах тело реагирует как колебательная система с одной или несколькими степенями свободы, что проявляется в резонансном усилении колебаний на отдельных частотах. Для сидящего человека резонанс находится на частотах 4-6 Гц, в положении стоя обнаружены 2 резонансных пика: в 5 и 12 Гц. Собственная частота колебаний таза и спины - 5 Гц, а системы грудь-живот - 3 Гц.

При длительном воздействии общей вибрации возможны механические повреждения тканей, органов и различных систем организма (особенно при возникновении резонанса собственных колебаний тела и внешних воздействий). Вот почему механическое воздействие вибрацией часто ведет к возникновению многообразных патологических реакций у водителей грузовых машин, трактористов, летчиков и т. д.

Влияние локальной вибрации на организм человека:

При исследовании особенностей механического эффекта воздействия локальной вибрации на организм человека было установлено, что вибрация, приложенная к любому участку, генерируется по всему телу. Зона распространения при воздействии низкой частоты вибрации больше, так как поглощение колебательной энергии при ней в структурах тела меньше. При систематическом вибрационном воздействии низкочастотных колебаний в первую очередь поражаются мышцы, и тем сильнее, чем большего мышечного напряжения требует работа с инструментом.

У рабочих, длительное время использующих ручные машины, возникают, разнообразные изменения в мышцах плечевого пояса, рук и кистей. Связано это как с непосредственной травматизацией мышц, так и с нарушениями регуляции вследствие поражений ЦНС. Под влиянием локальной вибрации возникают также костно-суставные изменения, особенно в локтевых и лучезапястных суставах, в мелких суставах кистей. Костно-суставные деформации происходят из-за нарушения дисперсности тканевых коллоидов, в результате чего кость теряет способность связывать соли кальция.

Действие вибрации на нервную систему вызывает нарушение равновесия нервных процессов в сторону преобладания возбуждения, а затем - торможения. Корковые отделы головного мозга чутко реагируют на вибрацию. Особенно чувствительными к действию локальной вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов.

Обследования рабочих различных профессиональных групп: обрубщиков, клепальщиков, шлифовщиков, бурильщиков - позволили установить, что спазм капилляров чаще бывает при вибрациях с частотой свыше 35 Гц, а при меньших частотах у капилляров обычно наступает атоническое состояние. У больных, подвергавшихся воздействию локальной вибрации, в первую очередь наблюдаются изменения на реограммах пальцев и кисти, а вследствие общего воздействия вибрации - на реограммах стоп и на реоэнцефалограммах. У многих больных наблюдали изменения ЭКГ, частоты пульса, артериального давления, показателей мозгового кровообращения.

Действие вибрации на вестибулярный аппарат приводит к возникновению разнообразных вестибулосоматических и вестибуловегетативных реакций. Воздействие на зрение, особенно на резонансных частотах 20-40 и 60-90 Гц, увеличивает амплитуду колебаний глазного яблока и ухудшает остроту зрения, снижает цветовую чувствительность, суживает границы поля зрения.

Вибрационная болезнь:

Некоторые клиницисты выделяют самостоятельную нозологическую форму - вибрационную болезнь - и находят у нее 4 стадии:

1) начальная стадия вибрационной болезни, она протекает без выраженных симптомов. Нерезко выраженные боли и парастезии в руках возникают периодически. При объективном осмотре обнаруживается сниженная чувствительность кончиков пальцев;

2) умеренно выраженная стадия вибрационной болезни, при ней чувство онемения приобретает большую стойкость, снижение чувствительности распространяется на все пальцы и даже на предплечья, выражен гипергидроз и цианоз кистей рук;

3) выраженная стадия вибрационной болезни, когда значительно белеют пальцы рук, кисти обычно холодные и влажные, пальцы отечные, снижается чувствительность кистей, сильнее выражены изменения в мышцах;

4) стадия генерализованных расстройств; она встречается редко и лишь у рабочих с большим стажем. Сосудистые расстройства распространяются не только на руки, но и ноги, спазмы могут захватывать сердечные и мозговые сосуды. Эта стадия вибрационной болезни относится к малообратимым состояниям с заметным снижением работоспособности.

7 основных синдромов вибрационной болезни:

1) ангиодистонический синдром: отражает начальную фазу вибрационной болезни;

2) ангиоспастический синдром: наблюдается преимущественно при воздействиях вибраций высокой частоты и имеющий тенденцию к генерализации при выраженном заболевании;

3) синдром вегетативного полиневрита с преимущественной локализацией на руках: обычно возникает вследствие низкочастотной вибрации, может сопровождаться болевыми симптомами;

4) синдром вегетомиофасцита: выявляется при воздействии низкочастотной вибрации, характеризуется наличием дистрофических изменений в мышцах;

5) синдром поражения периферических нервов и мышц (невриты, плекситы, шейный радикулит): широко распространен, особенно при низкочастотной вибрации;

6) синдром вестибулопатии;

7) диэнцефальный синдром.

Влияние вибрации на женский организм:

Длительное воздействие вибрации на организм женщин способствует возникновению существенных сдвигов со стороны женской половой сферы. Нарушение менструальной функции было отмечено у трактористок, водителей автобусов и трамваев, проводниц железнодорожного транспорта. Вибрационное воздействие создает опасность недонашивания беременности, увеличения числа самопроизвольных выкидышей. Под влиянием низкочастотной вибрации у женщин развиваются выраженные изменения кровообращения органов малого таза с развитием застойных явлений.

Защита от производственной вибрации:

Основным путем борьбы с вредным влиянием производственной вибрации следует считать конструирование более совершенного оборудования с дистанционным управлением, замену ударных и вращательных процессов другими технологическими операциями (например, клепка может заменяться сваркой). В горнорудной промышленности на смену ручным отбойным молоткам и перфораторам должны прийти машины с дистанционным управлением (угольные комбайны, перфораторы на колонках и т. д.). У бетонщиков также возможно формование бетонной смеси без ручного труда. Защита водителя от вредного воздействия вибрации может быть достигнута путем совершенствования амортизации рабочего места (сиденья).

Обеспечение защиты от вибрации оператора ручных машин является сложной комплексной проблемой. Прежде всего необходимо добиваться снижения виброактивности в источнике за счет тщательной балансировки движущихся частей, совершенствования формы силовой диаграммы у машин ударного действия, оптимизации структуры ударной мощности и т. д. Важно произвести виброизоляцию рукояток и других мест контакта машины с руками оператора, оптимизацию рабочих параметров машин с целью уменьшения резонансных состояний, уменьшение теплопроводности места контакта с виброисточником. Среди средств индивидуальной защиты наибольшее распространение получили виброгасящие рукавицы с ладонной накладкой из эластичного материала, виброгасящая обувь с упругой подошвой или стелькой.

Медицинская профилактика неблагоприятного воздействия вибрации на организм человека:

Медицинская профилактика вибрационной болезни, а также общего неблагоприятного воздействия вибрации на здоровье человека заключается в недопущении к работам людей с синдромом Рейно, заболеваниями центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистыми заболеваниями, хроническими заболеваниями опорно-двигательного аппарата, желудочно-кишечного тракта, половой сферы.

С целью профилактики вибрационной болезни, а также сохранения высокой работоспособности человека рекомендуются водные процедуры, массаж, производственная гимнастика, ультрафиолетовое облучение, витаминизация. При выявлении начальных признаков заболевания рекомендуется амбулаторное и санаторно-курортное лечение. При своевременном лечении и рациональном трудоустройстве прогноз вибрационной болезни благоприятен.

Среди профессиональных заболеваний вибрационная болезнь занимает одно из ведущих мест. Этиологическим фактором раз-вития заболевания является производственная вибрация. Такие сопутствующие факторы, как статико-динамические нагрузки, охлаждение и смачивание рук, шум, вынужденная рабочая поза, уменьшают сроки развития заболевания и обусловливают некоторые особенности клинической картины заболевания. Наиболее высокая заболеваемость вибрационной болезнью ре-гистрируется на предприятиях тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения, горнорудной промышленности и составляет 9,8 случая на 100 тыс. работающих...го и транспортного машиностроения, горнорудной промышленности и составляет 9,8 случая на 100 тыс. работающих.

При изучении биологического действия вибрации принимается во внимание характер ее распространения по телу человека, которое рассматривается как сочетание масс с упругими элементами. В одном случае это все туловище с нижней частью позвоночника и тазом (стоящий человек), в другом случае — верхняя часть туловища в сочетании с верхней частью позвоночника, наги-бающийся вперед (сидящий человек).

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВИБРАЦИИ НА ОРГАНИЗМ

Для стоящего на вибрирующей поверхности человека имеются два резо-нансных пика на частотах 5 - 12 Гц и 17 - 25 Гц, для сидящего - на частотах 4 - 6 Гц. Для головы резонансные частоты лежат в области 20 - 30 Гц. В этом диапазоне частот амплитуда колебаний головы может превышать амплитуду колебаний плеч в три раза. Для лежащего человека область резонансных час-тот находится в интервале 3 - 3,5 Гц. Одной из наиболее важных колебатель-ных систем является совокупность грудной клетки и брюшной полости. Колебания в этой системе возникают в положении стоя. Колебания внутренних органов этих полостей обнаруживают резонанс на частотах 3 - 3,5 Гц. Мак-симальная амплитуда колебаний брюшной стенки наблюдается на частотах от 7 до 8 Гц, а передней стенки грудной клетки - от 7 до 11 Гц.

При увеличении частоты колебаний происходит ослабление ее передачи по телу человека. В положении стоя и сидя величина ослабления в костях таза увеличивается на 9 дБ на октаву изменения частоты, на груди и на голове - 12 дБ, на плече - 12 - 14 дБ. Эти данные не распространяются на резонансные частоты, при воздействии которых происходит не ослабление, а увеличение колебательной скорости. В условиях передачи через руку при силе нажима 10 кг ослабление вибрации на тыле кисти происходит с накло-ном 2,5 дБ на октаву, а на голове - с наклоном 16 дБ на октаву.

Рука человека может быть представлена эквивалентной системой, состоя-щей из сосредоточенных масс упругостей и сопротивлений. Коэффициенты, характеризующие упругость массы и колебательные потери руки, зависят главным образом от степени напряженности мышц руки и позы работающего. На рукоятке ручной машины в условиях работы с ней имеется один мак-симум - в области ниже 5 Гц и второй интенсивный максимум - в области частот 30 - 40 Гц, что соответствует резонансу системы «эффективная масса руки» (примерно 1 кг) и упругости мягких тканей внутренней стороны кисти.

Механическая система прямой руки человека имеет резонанс в области частот 30 - 60 Гц. При передаче колебаний от ладони к тыльной стороне кисти амплитуда колебаний при неизменной частоте 40 - 50 Гц уменьшается на 35 - 65 %. На участках между кистью и локтем, локтем и плечом проис-ходит дальнейшее ослабление колебаний. Наибольшее затухание наблюдает-ся в плечевом суставе и на голове. С увеличением силы нажима на рукоятку наблюдается пропорциональное возрастание проводимости вибрации на плече, составляющее 1,2 дБ на удвоение силы нажима для частоты 8 Гц, около 3 дБ - для частоты 16 Гц и 4 - 5 дБ - для частот 32 - 125 Гц. При увеличении силы нажима на инструмент человеком не только будет получе-но большое количество колебательной энергии в связи с увеличением вход-ного механического импеданса, но воздействие вибрации распространится на большую рецептивную зону.

Особенности воздействия производственной вибрации определяются час-тотным спектром и распределением в его пределах максимальных уровней энергии колебания.

Локальная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное воздействие на организм человека, восстанавливая трофические изменения, улучшая функциональное состояние центральной нервной системы, ускоряя заживление ран и т.п. При увеличении интенсивности колебаний и длитель-ности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии - вибрационной болезни. Наиболь-ший удельный вес (распространение) имеет патология, в этиопатогенезе ко-торой существенную роль играет местная (локальная) вибрация.

Согласно разработанной в нашей стране концепции, признанной в ряде стран Восточной Европы и Японии, вибрационная болезнь считается про-фессиональным заболеванием всего организма.

В Западной Европе и США в качестве профессионального заболевания, вызванного воздействием локальной вибрации, рассматривают главным об-разом синдром, связанный с побелением пальцев рук. Эти сосудистые нару-шения имеют различные названия, например феномен «мертвых», белых пальцев или синдром Рейно профессионального происхождения, травмати-ческая вазоспастическая болезнь; более позднее название - вызванные виб-рацией белые пальцы (VWF). Однако клиническая симптоматика вибраци-онных нарушений не исчерпывается сосудистыми поражениями, она вклю-чает и невротические расстройства, что постепенно начинают признавать и за рубежом.

Во многих странах широко применяется классификация вибрационного синдрома, разработанная W. Taylor и P. Pelmear (1974). Согласно этой клас-сификации, выраженность вибрационных нарушений - побеление пальцев (IV стадии) оценивается в зависимости от числа вовлеченных в патологиче-ский процесс фаланг, частоты приступов побеления с учетом того, насколь-ко они мешают трудовой деятельности и отдыху.

В 1983 г. Rigby и Cornish предложили более полную систему оценки нару-шений от локальной вибрации. Авторы выделили 4 категории: к I категории отнесено чувство онемения и (или) покалывания (не поддающееся объекти-визации), ко II категории - эпизодическое побеление пальцев рук, степень которого оценивается по специальной цифровой шкале, к III категории - акроцианоз, постоянная циркуляторная недостаточность с ухудшением чувствительности, к IV категории - некроз тканей каких-либо фаланг пальцев. Кроме стадии и количественной оценки степени побеления пальцев, указы-вается одна из пяти категорий нарушения трудоспособности.

На IV Международном симпозиуме по локальной вибрации (1986 г.) была представлена модификация классификации W. Taylor - P. Pelmear , где па-раллельно с сосудистыми выделены и неврологические стадии, в основу ус-тановления которых заложено снижение тактильной чувствительности и тактильной пространственной разрешающей способности. Мышечные и ко-стно-суставные нарушения в зарубежных классификациях не учитываются.

В нашей стране используется иной подход к оценке вибрационных нару-шений. Разработанная впервые в мире Е.Ц. Андреевой-Галаниной и соавт. (1956) классификация вибрационных нарушений - вибрационной болезни как самостоятельной нозологической формы, позволяющая выделить комп-лекс наиболее часто встречающихся синдромов, в настоящее время сущест-венно развита.

Утвержденная в 1985 г. Минздравом СССР «Классификация вибрационной бо-лезни от воздействия локальной вибрации» устанавливает 3 степени выражен-ности заболевания:

- начальные проявления (I степень);
- умеренно выраженные проявления (II степень);
- выраженные (III степень) проявления.

Каждая степень характеризуется определенными синдромами (периферический ангиодистонический, вегетативно-сенсорной полинейропатии и т.п.), причем при I степени отмечаются лишь нарушения в руках (сосудистые и сенсорные), при II и III степенях нарушения носят более генерализованный характер.

Помимо перифериче-ских сосудистых и сенсорных расстройств, рассматриваются дистрофические нарушения опорно-двигательного аппарата рук и плечевого пояса, нарушения мозгового кровообращения и синдром энцефалополинейропатии. Классификация позволяет оценить трудоспособность в зависимости от характера наблюдаемых синдромов.

В 1982 г. отечественными учеными разработана классификация вибраци-онной болезни от воздействия общей вибрации, в основу которой положен синдромный принцип, при этом учтен низкочастотный характер вибрации, хорошо распространяющейся по телу человека и вовлекающий в процесс вестибулярный анализатор.

В классификации выделяются начальные (I сте-пень), умеренно выраженные (II степень) и выраженные (III степень) про-явления вибрационной болезни от общих вибраций. В клинической картине вибрационной болезни ведущими являются церебрально-периферический ангиодистонический синдром и синдром вегетативно-сенсорной полинейропатии в сочетании с синдромом полирадикулонейропатии, вторичным пояснично-крестцовым синдромом (вследствие остеохондроза поясничного от-дела позвоночника).

Вибрационная болезнь, вызванная воздействием общей вибрации и толчков, наблюдаемая у операторов транспортных и транспортно-технологических средств, характеризуется синдромом вестибулопатии, который проявляется главным образом вестибуловегетативными расстройст-вами - головокружением, головной болью, тошнотой, рвотой, адинамией, брадикардией и др. Весьма характерны также дегенеративно-дистрофиче-ские изменения со стороны опорно-двигательного аппарата.

Особое место в клинике вибрационной болезни занимает патология со стороны опорнодвигательного аппарата. Воздействие общей вибрации при-водит к прямому микротравмирующему действию на позвоночник вслед-ствие значительных аксиальных нагрузок на межпозвоночные диски, кото-рые ведут себя как фильтры низких частот, являясь линейными даже в слу-чае локальных перегрузок в позвоночно-двигательном сегменте в результате перенапряжения познотонических мышц. Воздействие внешних и внутрен-них нагрузок на позвоночник приводит к дегенерации диска.

Локализация дегенеративных изменений в одном и том же отделе позво-ночника и значительная частота поясничных остеохондрозов у лиц вибро-опасных профессий позволяет предложить прямую связь данных изменений с патологией вибрационного генеза. Отмечено, что отчетливо выраженные остеофиты, как правило, локализуются на нижних краях I и II грудного и поясничного позвонков, а также на верхних краях II, III и IV поясничных позвонков.

Следует признать, что дегенеративные изменения позвоночного столба наряду с изменениями такого же порядка других отделов скелета у работаю-щих обнаруживаются нередко вне связи с неврологической симптоматикой. При этом диагностируемые на рентгенограммах патологические изменения костной структуры подчас являются единственными и сравнительно ранни-ми признаками вибрационной болезни.

Другим важным моментом является акселерирующее влияние вибрации на темпы естественных инволютивных процессов, поэтому обнаружение де-генеративных изменений, степень выраженности которых больше, чем сле-дует ожидать для возраста обследуемых, может свидетельствовать о наличии остеопатии, обусловленной вибрационным фактором.

В основе патогенеза вибрационной болезни лежит сложный механизм нервно-рефлекторных и нейрогуморальных нарушений, которые приводят к развитию застойного возбуждения с последующим стойким изменением как в рецепторном аппарате, так и в различных отделах нервной системы. Не-благоприятное влияние вибрации на организм человека характеризуется ло-кальным действием на ткани и заложенные в них многочисленные экстеро- и интерорецепторы (прямой микротравмирующий эффект) и опосредованно через центральную нервную систему на различные системы и органы. Важ-ную роль играют вторичные расстройства в результате нарушения трофики, вызванного сосудистой дисфункцией.

Клиническая симптоматика вибрационной болезни, обусловленная ло-кальной или общей вибрацией, складывается из нейрососудистых наруше-ний, поражений нервно-мышечной системы, опорно-двигательного аппара-та, изменений обмена веществ и др.

Существенное значение для патогенеза вибрационной болезни имеют как специфические, так и неспецифические реакции общего типа, отражающие адаптационно-компенсаторные реакции организма. Многолетнее изучение данной патологии позволило установить различные варианты ее течения с преимущественным проявлением нейрососудистых расстройств или патоло-гии опорно-двигательного аппарата.

Выраженность клинической симптоматики определяется в первую оче-редь спектральными и амплитудными параметрами вибрации и тем, в каких условиях это воздействие происходит. Так, воздействие низкочастотной виб-рации приводит к развитию вибрационной патологии с превалированием поражений нервно-мышечной системы, опорно-двигательного аппарата и менее выраженным сосудистым компонентом. Например, такая форма на-блюдается у формовщиков, бурильщиков и др. Средне- и высокочастотная вибрация вызывает различные по степени выраженности сосудистые, нерв- но-мышечные, костно-суставные и другие нарушения. При работе со шли-фовальными машинами и другими источниками высокочастотной вибрации возникают в основном сосудистые нарушения.

В результате влияния интенсивной локальной вибрации вначале возника-ют функциональные, а затем дистрофические изменения в рецепторном ап-парате и переваскулярных нервных сплетениях мелких сосудов в области верхних конечностей. Постепенно в процесс вовлекаются и другие отделы периферической и центральной нервной системы.

Повреждающее действие вибрации вызывает снижение функции гомеостатического регулирования тканевого метаболизма. Наступает также мест-ное повреждение интимы сосудов. Повышается активность щелочной фосфатазы крови, изменяется соотношение содержания нуклеиновых кислот - РНК и ДНК, снижается активность сукцинатдегидрогеназы.

Важную роль в инициировании приступа побеления пальцев играет воз-действие холода, вызывающее рефлекторное, опосредованное симпатиче-ской системой сужение сосудов. В пользу этой гипотезы свидетельствуют результаты гистологического изучения тканей пальцев рук, показавшие, что наряду с другими нарушениями в этих случаях имеет место выраженная ги-пертрофия мышц сосудистой стенки.

Усугубляет нарушение микроциркуляции и проницаемости сосудов кис-лородный дисбаланс. Исследование различных звеньев патогенеза вибраци-онной болезни (нейрогуморальных, микроциркуляторных, гормональных, фер-ментативных) позволяет предположить, что изменение тканевого метаболиз-ма и развитие дистрофических процессов связаны с наличием нарушений как местных ферментных систем, так и центральных рефлекторных влияний на тканевый обмен.

Дефицит кислорода способствует также развитию трофических наруше-ний в дистальных отделах верхних конечностей, в частности возникновению миофиброзов, артрозов и периатрозов, образованию кист, эностозов, сниже-нию минерального компонента костной ткани. Страдает капиллярное и прекапиллярное кровообращение в пальцах рук, а в последующем изменяется тонус крупных сосудов (артерий и вен) на предплечьях и плече, что клини-чески проявляется в виде ангиодистонического (или ангиоспастического) синдрома.

Определенное значение в патогенезе вибрационной болезни имеют изме-нения в свертывающей системе крови, способствующие нарушению микро-циркуляции и прогрессированию процесса. Наряду с указанным большое влияние на развитие периферических гемодинамических нарушений оказы-вает изменение механизмов вегетативно-сосудистой регуляции, связанное с измененным функционированием высших вегетативных центров и ретику-лярной формации ствола головного мозга, а также периферических вегета-тивных ганглиев.

Сосудистые нарушения при вибрационной болезни имеют тенденцию к генерализации, что в выраженных случаях может привести к постепенному развитию хронической недостаточности мозгового кровообращения.

Отмечаются также изменения функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы; нарушается соотношение вазоактивных веществ ренин-ангиотензинальдостероновой системы, появляются сдвиги в соотношении гормонов гипофизарно-тиреоидного комплекса, изменения в содержании циклических нуклеотидов и повышение в крови уровня простагландинов, сдвиги в кальций-магниевом обмене и т.д. В отдельных случаях вибрацион-ной болезни наблюдается изменение иммунологических показателей; при тя-желых формах вибрационной патологии отмечено нарушение функциональ-ной активности Т- и В-лимфоцитов.

Установлено, что развитие периферической полинейропатии сопровож-дается изменением активности холинэстеразы в мышцах. Расстройства дви-гательной функции, возникающие под воздействием локальной вибрации, обусловлены как нарушением координирующих влияний коркового отдела анализатора на периферию, так и непосредственным поражением мышц.

При работе с тяжелым пневматическим инструментом, когда имеет место значительное напряжение верхних конечностей, часто наблюдаются миофасцикулиты, миозиты мышц плечевого пояса, тендомиозит предплечья.

Нередко обнаруживаются деструктивно-дистрофические процессы в костно-сус-тавном аппарате.

Таким образом, в генезе вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации играют роль как местное повреждение тканевых структур, обеспе-чивающих гомеостатическое регулирование тканевого метаболизма, так и на-рушение центральных (гуморальных и нейрорефлекторных) механизмов ре-гуляции периферического кровообращения, способствующее усугублению патологического процесса.

Что касается патогенеза вибрационной болезни от воздействия общих вибраций, то он остается до настоящего времени недостаточно изученным. Обобщенная клинико-физиологическая картина действия общей вибрации позволяет высказать гипотезу о механизме прямого микротравмирующего дей-ствия вибрации на опорно-двигательный аппарат, вестибулообусловленные и экстравестибулярные реакции. Частота и степень выраженности нарушений зависят от физических характеристик вибрации, эргономических параметров рабочего места, медико-биологических параметров человека-оператора.

Как известно, вибрационная болезнь отличается от общей вибрации полиморфностью, а наблюдаемые ранние периферические и церебральные ве-гетативно-сосудистые нарушения при этом нередко носят неспецифический функциональный характер.

По современным представлениям, патогенетический механизм формиро-вания вибрационных нарушений от воздействия общей вибрации является сложным процессом, состоящим из трех основных взаимосвязанных этапов.

Первый этап - рецепторные изменения, характеризующиеся дисфункцией вестибулярного аппарата, и связанные с ними функциональные нарушения вестибулосоматических, вестибуловегетативных, вестибулосенсорных реакций.

Второй этап - дегенеративно-дистрофические нарушения позвоночника (остеохондроз), возникающие при наличии экзогенных и эндогенных фак-торов, и связанные с ними явления декомпенсации трофической системы.

Третий этап - потеря адаптационных способностей органами равновесия и связанные с этим нарушения функционального состояния оптовестибуло- спинального комплекса вследствие патологической вестибулоафферентации.

На основании клинических, функциональных и экспериментальных ис-следований установлено, что одним из патогенетических механизмов вибра-ционной болезни наряду с нервно-рефлекторными нарушениями являются повышение венозного сопротивления, изменение венозного оттока, приво-дящего к венозному полнокровию, увеличение фильтрации жидкости и сни-жение питания тканей с развитием в дальнейшем периферического ангио- дистонического синдрома. Низкочастотная вибрация ведет к изменению морфологического состава крови: эритроцитопении, лейкоцитозу; имеет место снижение уровня гемо-глобина.

Отмечено влияние общей вибрации на обменные процессы, проявляю-щиеся в изменении углеводного обмена; биохимических показателей крови, характеризующих нарушения белкового и ферментативного, а также витамин-ного и холестеринового обмена. Наблюдаются нарушения окислительно-вос-становительных процессов, проявляющиеся в снижении активности цитохромоксидазы, креатинкиназы, в повышении концентрации молочной кислоты крови, изменении показателей азотистого обмена, в снижении альбумин- глобулинового коэффициента, в изменении активности коагулирующих и антисвертывающих факторов крови.

Установлено изменение минералкортикоидной функции: понижение концентрации ионов натрия в крови, повышение экскреции солей натрия и снижение солей калия.Имеет место нарушение деятельности эндокринной системы: нарушает-ся нейрогуморальная и гормональная регуляция функций, проявляющаяся в изменениях показателей гистамин-серотонина, содержания гидрокортизона, 17-оксикортикостероидов, катехоламинов.

Общая вибрация оказывает также отрицательное влияние на женскую по-ловую сферу, что выражается в расстройствах менструального цикла, альгодисменорее и меноррагии; у мужчин нередко наблюдается импотенция; эти нарушения наиболее характерны для операторов транспортных и транспорт-но-технологических средств, подвергающихся действию толчкообразной виб-рации.

При всех видах вибрационной болезни нередко наблюдаются изменения со стороны центральной нервной системы в виде вегетодисфункции на не-врастеническом фоне, которые могут быть связаны с комбинированным дей-ствием вибрации и интенсивного шума, постоянно сопутствующего вибра-ционным процессам.

По той же причине у работников виброопасных профессий с большим стажем возникают невриты слуховых нервов, при выраженных стадиях забо-левания наблюдается понижение слуха не только на высокие, но и на низкие тоны.

Таким образом, многочисленными исследованиями отечественных и за-рубежных специалистов показано, что вибрационная болезнь от локальных и общих вибраций отличается полиморфностью симптоматики, своеобрази-ем клинического течения и нередко может приводить к нарушению трудо-способности больных.

СТАТИСТИКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВИБРАЦИОННОЙ ПРОФПАТОЛОГИИ

По статистическим данным, треть выявленных профессиональных забо-леваний связана с воздействием вибрации и шума. По структуре в общей доле профзаболеваний: 1991 г. - 22,5 %; 1992 г. - 22,7 %; 1993 г. — 24,1 %; 1994 г. - 26,9 %; 1995 г. - > 25. Причем при профосмотрах выявляется всего 1 - 10 % реальных случаев заболеваний. Наиболее высокая заболева-емость вибрационной болезнью регистрируется на предприятиях тяжелого, энергетического, транспортного машиностроения, угольной промышлен-ности и цветной металлургии.

Показатель заболеваемости вибрационной болезнью в основных виброопасных
профессиях и средние значения латентного периода

Профессиональная группа	Заболеваемость в виброопасных профессиях, на 1000 человек	Латентный период, годы
Обрубщик литья	5,4	10,8 ± 0,3
Наждачник	2,6	12,1 ± 0,7
Вальщик леса	4,0	14,4 ± 0,4
Шлифовщик	0,5	14,5 ± 0,6
Заточник	3,9	14,7 ± 1,0
Слесарь механосборочных работ	0,3	16,8 ± 0,6
Стерженщик	0,5	17,4 ± 1,2
Горнорабочий очистного забоя	2,2	17,8 ± 0,5
Бурильщик	5,9	17,9 ± 0,8
Проходчик (телескопы)	23,4	17,9 ± 0,9
Проходчик (электросверла)	1,3	18,1 ± 1,4
Клепальщик	0,2	20,1 ± 1,2
Формовщик	1,0	18,2 + 0,8

а) Общая вибрация- это колебание всего тела, передающееся с рабочего места.

б) Локальная вибрация- действует на отдельные части организма (верхние конечности, плечевой пояс, сосуды сердца).

Нормируемый диапазон частот для технологической вибрации, для вибрации на рабочих местах работников умственного труда устанавливается в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами:

Для локальной вибрации -2; 4;8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

Для общей вибрации - 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц.

Время воздействия вибрации принимается paвным длительности непрерывного или суммарного воздействия измеряемого в минутах или часах.

Нормируемыми показателями вибрационной нагрузки на оператора на рабочих местах в процессе труда являются одночисловые параметры (корректированное по частоте значение контролируемого параметра, доза вибрации, эквивалентное корректированное значение контролируемого параметра) или спектр вибрации (приложения 1-4).

Вибрационная нагрузка на оператора нормируется для каждого направления действия вибрации.

Для локальной вибрации норма вибрационной нагрузки на оператора обеспечивает отсутствие вибрационной болезни, что соответствует критерию "безопасность".

Для общей вибрации нормы вибрационной нагрузки на оператора установлены для категорий вибрации и соответствующих им критериям оценки по табл.1.

Категории вибрации	критерии оценки	Характеристика условий труда
	безопасность	Транспортная вибрация, воздействующая на операторов подвижных самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, агрофонам и дорогам, в том числе при их строительстве
	граница снижения производитель-ности труда	Транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченной подвижностью, перемещающихся только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок
3 тип "а"	граница снижения производитель- ности труда	Технологическая вибрация, воздействующая на операторов стационарных машин и оборудования и передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации
3 тип ""в"	комфорт	Вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом

Критерий "безопасность" означает ненарушение здоровья оператора, оцениваемого по объективным показателям с учетом риска возникновения предусмотренных медицинской классификацией профессиональной болезни и патологии, а также исключающий возможность возникновения травмоопасных или аварийных ситуаций из-за воздействия вибрации.

Критерий «граница снижения производительности труда» означает поддержание нормативной производительности труда оператора, не снижающийся из-за развития усталости под воздействием вибрации.

Критерий "комфорт" означает создание условий труда, обеспечивающих оператору ощущение комфортности при полном отсутствии мешающего действия вибрации.

Методы и средства защиты от вибрации.

Для защиты от вибрации применяют следующие методы: снижение виброактивности машин; отстройка от резонансных частот; вибродемпфирование; виброизоляция; виброгашение, а также индивидуальные средства защиты. Снижение виброактивности машин (уменьшение Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены, например, заменой клепки сваркой; хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей; применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых; заменой подшипников качения на подшипники скольжения; применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

Отстройка от резонансных частот заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы, например установкой ребер жесткости или изменения массы системы (например, путем закрепления на машине дополнительных масс).

Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение,- мягких покрытий (резина, пенопласт ПХВ-9, мастика ВД17-59, мастика «Анти-вибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.

Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).

Повышение жесткости системы, например путем установки ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи КП, равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта, или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации. Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда КП < 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.

Профилактические меры по защите от вибраций заключаются в уменьшении их в источнике образования и на пути распространения, а также в применении индивидуальных средств защиты, проведении санитарных и организационных мероприятий.

Уменьшения вибрации в источнике возникновения достигают изменением технологического процесса с изготовлением деталей из капрона, резины, текстолита, своевременным проведением профилактических мероприятий и смазочных операций; центрированием и балансировкой деталей; уменьшением зазоров в сочленениях. Передачу колебаний на основание агрегата или конструкцию здания ослабляют посредством экранирования, что является одновременно средством борьбы и с шумом.

Если методы коллективной защиты не дают результата или их нерационально применять, то используют средства индивидуальной защиты. В качестве средств защиты от вибрации при работе с механизированным инструментом применяют антивибрационные рукавицы и специальную обувь. Антивибрационные полусапоги имеют многослойную резиновую подошву.

Длительность работы с вибрирующим инструментом не должна превышать 2/3 рабочей смены. Операции распределяют между работниками так, чтобы продолжительность непрерывного действия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15...20 мин. Рекомендуется делать перерывы на 20 мин через 1...2ч после начала смены и на 30 мин через 2 ч после обеда.

Переносимость вибрации и звука

Существует довольно распространенное мнение, что вибрация является фактором, не столь радикально действующим на биологическую судьбу объекта по сравнению, например, с термическими и радиационными, действие которых, безусловно, приводит к гибели.

Вибрация может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или косвенно отрицательно влиять на работоспособность человека. Ряд авторов рассматривают вибрацию как сильный стресс-фактор, оказывающий отрицательное влияние на психомоторную работоспособность, эмоциональную сферу и умственную деятельность человека и повышающий вероятность возникновения несчастных случаев.

За последние годы установлено, что вибрация, как и шум, действует на организм человека энергетически, поэтому ее стали характеризовать спектром по колебательной скорости, измеряемой в сантиметрах в секунду или как и шум, в децибелах; за пороговую величину вибрации условно принята скорость в 5х10-6 см/сек. Вибрация воспринимается (ощущается) лишь при непосредственном соприкосновении с вибрирующим телом или через другие твердые тела, соприкасающиеся с ним. При соприкосновении с источником колебаний, генерирующим (издающим) звуки наиболее низких частот (басовые), наряду со звуком воспринимается и сотрясение, то есть вибрация.

В зависимости от того, на какие части тела человека распространяются механические колебания, различают местную и общую вибрацию. При местной вибрации сотрясению подвергается лишь та часть тела, которая непосредственно соприкасается с вибрирующей поверхностью, чаще всего руки (при работе с ручными вибрирующими инструментами или при удержании вибрирующего предмета, детали машины и т. п.). Иногда местная вибрация передается на части тела, сочлененные с подвергающимися непосредственно вибрации суставами. Однако амплитуда колебаний этих частей тела обычно ниже, так как по мере передачи колебаний по тканям, и тем более мягким, они постепенно затухают. Общая вибрация распространяется на все тело и происходит, как правило, от вибрации поверхности, на которой находится рабочий (пол, сиденье, виброплатформа и т. п.).

При воздействии вестибулярных раздражителей, к которым относится вибрация, нарушаются восприятие и оценка времени, снижается скорость переработки информации. В ряде работ показано, что низкочастотная вибрация вызывает нарушение координации движения, причем наиболее выраженные изменения отмечаются при частотах 4-11 Гц.

Длительное влияние вибрации приводит к стойким патологическим нарушениям в организме работающих. Всесторонний анализ этого патологического процесса послужил основанием для выделения его в качестве самостоятельной нозологической формы профессионального заболевания - вибрационной болезни.

Вибрационная болезнь продолжает занимать одно из ведущих мест среди всех профессиональных заболеваний. Причиной этого является как использование ручных машин, не отвечающих требованиям санитарных норм, так и развивающаяся специализация труда, ведущая к увеличению времени воздействия на организм вибрации. Опасность развития вибрационной болезни возрастает с увеличением интенсивности и длительности действия вибрации; при этом существенное значение имеет индивидуальная чувствительность. Вредное действие вибрации усиливают шум, охлаждение, переутомление, значительное мышечное напряжение, алкогольное опьянение и др. Условно различают местную вибрацию, действующую преимущественно на руки работающих, и общую, когда при колебании пола, сиденья (рабочего места) действию вибрации подвергается весь организм. Для вибрационной болезни, обусловленной местной вибрации, характерны жалобы на боли в руках, чаще по ночам, побеление пальцев на холоде, повышенная зябкость рук, общее недомогание раздражительность, возможны боли в области сердца. Основное клиническое проявление болезни - нарушение кровообращения в периферических сосудах. Вначале сосудистые нарушения обнаруживаются преимущественно на той руке, которая больше подвергается воздействию вибрации. Но по мере прогрессирования заболевания процесс распространяется не только на сосуды другой руки, но и на сосуды стоп, сердца, мозга. Заболевание сопровождается болями и нарушением чувствительности в руках, а нередко и в ногах. Особенно сильно страдает болевая чувствительность, снижается температура кожи на кистях и стопах. Степень снижения чувствительности возрастает с увеличением длительности и тяжести заболевания. Нарушаются функции эндокринных желез, внутренних органов, обменные процессы. При воздействии вибрации с большой амплитудой возникают нарушения в мышцах, связках, суставах, костях. Больные жалуются на слабость, быструю утомляемость, раздражительность, головные боли, плохой сон.

Установлено, что вибрационная болезнь может длительное время протекать компенсированно, в течение этого периода больные сохраняют трудоспособность и не обращаются за врачебной помощью.

К основным проявлениям вибрационной болезни относятся нейрососудистые расстройства. Они проявляются раньше всего на руках и сопровождаются интенсивными болями после работы и по ночам, снижением всех видов видов кожной чувствительности, слабостью в кистях рук. Нередко наблюдается так называемой феномен "мертвых" или белых пальцев. Одновременно развиваются мышечные и костные (вплоть до дегенеративно-дистрофических) изменения, а также расстройства нервной системы по типу неврозов.

В отличие от местной при общей вибрации возникают клинические симптомы, связанные с расстройствами деятельности мозга. При этом особенно часто страдает вестибулярный аппарат, появляются головные боли, головокружения. По степени выраженности патологического процесса выделяют 4 стадии заболевания:

I - начальная,
II - умеренно выраженная,
III - выраженная,
IV - генерализованная (встречается крайне редко).

Помимо стадий, отмечают наиболее типичные синдромы: ан-гиодистонический, ангиоспастический, вегетативного полиневрита, невротический, вегетомиофасцита, диэнцефальный и вестибулярный.

Низкочастотная общая вибрация, особенно резонансного диапазона, вызывая длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменения моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечника, может приводить к болевым ощущениям в области поясницы, возникновению и прогрессированию дегенеративных изменений позвоночника, заболеваний хроническим пояснично-крестцовым радикулитом, хроническим гастритом.

У женщин, подвергающихся длительному воздействию общей вибрации, отмечается повышенная частота гинекологических заболеваний, самопроизвольных абортов, преждевременных родов. Низкочастотная вибрация вызывает у женщин нарушение кровообращения органов малого таза.

При рассмотрении особенностей действия общей вибрации надо иметь в виду, что тело человека представляет собой сочетание различных масс с упругими элементами, имеющими собственные колебания разной частоты. Под влиянием вибрации в ряде случаев может произойти явление резонанса, когда амплитуда колебаний отдельных частей или органов тела увеличивается в несколько раз по сравнению с амплитудой вибрации того или иного внешнего источника. Для человека в положении лежа резонансная частота находится в пределах 3-3,5 Гц, для сидящего - на частотах 4-6 Гц, а для стоящего на вибрирующей площадке имеется два резонансных пика - на частотах 5-7 и 17-25 Гц. Явления резонанса для тканей головы наступают в области 20-30 Гц (в этом диапазоне частот амплитуда колебаний головы может превышать амплитуду колебаний плеч в 3 раза).

Ткани человека обладают различной способностью к передаче вибрации. Наилучшим проводником вибрации являются кости, мягкие ткани. Суставы же являются эффективными гасителями колебаний. С повышением частоты вибрации амплитуда колебаний частей тела по мере удаления от точки приложения уменьшается. Так, например, в диапазоне частот 50-70 Гц до головы доходит около 10% энергии передаваемой вибрации человеку, находящегося на виброплатформе. Вибрация частотой более 100 Гц практически не передается по телу человека и является большей частью местной.

Органы, непосредственно воспринимающие вибрации, делятся на две группы. К первой относятся органы равновесия (вестибулярный аппарат), находящиеся во внутреннем ухе. Взаимодействуя с соответствующими связями в мозгу, они работают как интегральный измеритель угловых и линейных ускорений. Информация, посылаемая в мозг органами равновесия, находящимися под влиянием вибраций, может оказаться искаженной, дезориентирующей, а в некоторых случаях раздражающей и вызывающей у человека состояние болезни. Силы и перемещения, вызываемые вибрацией, улавливаются большим числом механорецепторов во всем организме. Некоторые из них, находящиеся в мышцах и сухожилиях, сигнализируют о положении тела и действующих на него нагрузках. Они взаимодействуют с отделом центральной нервной системы, регулирующим положение тела и его движение. Эти рецепторы реагируют на любые изменения, в том числе низкочастотные.

Ко второй группе относятся рецепторы, расположенные в коже и соединительных тканях. Они выполняют функции осязания, реагируя на более высокие частоты (около 30 Гц). Вибрации оказывают определенное влияние на организм также через органы зрения и слуха.

Результаты опытов

Сложилось убеждение, что биологический эффект вибрации накапливается в результате длительного или многократно повторяемого ее действия. Основания для этого имеются. Насколько нам известно, еще не зарегистрировано ни одного случая смертельного исхода действия вибрации на человека. Однако при ближайшем рассмотрении механизма биологического действия вибрации смертельный исход объекта не только теоретически возможен, но уже многократно наблюдался в экспериментах на животных. Еще в 30-х гг. японский исследователь Суеда М. провел обширное исследование действия вибрации на различные функциональные системы лабораторных животных. Было установлено, что низкочастотная вибрация - 140 колебаний в минуту - приводит к смертельному исходу кроликов. По данным автора, горизонтальная вибрация является более опасной, чем вертикальная.

Аналогичные результаты наблюдаются в опытах на крысах. Скорость гибели животных повышалась с увеличением амплитуды колебаний. В серии экспериментов было показано, что смертельный исход от действия вибрации наступает в результате смещений органов. Каждый орган обладает своей массой, своими динамическими свойствами, и в силу этого при вибрации животного, как, впрочем, и человека, в той или иной области возникает явление резонанса. Многими авторами было показано, что, например, вибрация человека в положении сидя вызывает резонанс при 5 Гц, стоя - при 11 Гц; голова - 20 Гц, грудь, живот - 8 Гц. Эти исследования объясняют многие явления, связанные с вибрацией: например, случаи, когда при вибрации пилот теряет способность прочитать показания прибора. Как оказалось, это наблюдается при резонансной частоте 24 Гц. Становится понятной и причина смертности животных. Чтобы исключить всякого рода нервные влияния на конечный результат вибрации, животных анестезируют, а затем подвергают вибрации. Оказалось, что лишь частоты 18-25 Гц вызывают быструю гибель мышей, другие частоты подобного эффекта не вызывают. Вскрытие показало, что смерть наступает от кровоизлияния в легких и желудочно-кишечном тракте. Высокая смертность крыс наблюдалась при вибрации с частотой 10-45 Гц; при гибели животных от вибрации обнаружено кровоизлияние в легких.

С теоретической и практической точек зрения представляет большой интерес серия исследований комбинированного действия вибрации и радиации. Каждый из этих факторов имеет свою мишень действия: радиация - компоненты клетки, главным образом нуклеопротеиды; вибрация - структуру клетки и субклеточных образований. В этом их специфичность действия на клетки. Однако реакция клетки, как часто можно наблюдать, кажется однозначной. Это обстоятельство дало повод к широкому выводу о существовании неспецифической реакции клетки в ответ на самые различные виды воздействия: механические, химические, радиационные и др. Но идея неспецифической реакции клеток справедлива лишь на уровне последнего этапа ее бытия - на грани жизни - паранекрозе. Начальный этап действия этих факторов и соответствующая им реакция сугубо специфичны и представляют особый интерес для биологов. К сожалению, исследование реакций клетки и в микроинтервалах времени, и на уровне ультраструктуры в ответ на действие хотя бы этих двух факторов представляет серьезные методические трудности. Может быть, в силу этих трудностей проблема комбинированного действия разных факторов на биологические системы пока что изучена крайне слабо.

В результате исследований комбинированного действия на животных вибрации и радиации было установлено, что конечный результат комбинированного действия этих факторов зависит от интенсивности каждого из них, от последовательности действия, а также от интервала времени между факторами. Так, при облучении мышей после вибрации с частотой 70 Гц их смертность повышается. Напротив, если вначале облучать животное, а потом подвергнуть его вибрации, то смертность не повышается. Что происходит в клетке после облучения, в результате которого вибрация оказывается неэффективной, - мы не знаем. Мы не знаем также, что происходит в клетке через 5 сут. после вибрации, когда последующее облучение резко повышает смертность животных. Общий вывод заключается в том, что при определенных условиях комбинированное действие вибрации и радиации увеличивает смертность животных либо сокращает продолжительность их жизни. Это далеко не банальный, само собой разумеющийся вывод о том, что два фактора, конечно же, действуют эффективнее, чем один. Физиологам, однако, известны явления синергизма и антагонизма. Вполне возможно, что при совместном действии вибрации и радиации могут быть случаи и синергизма, и антагонизма. К сожалению, причины этого остаются за пределами наших знаний.

Высокая смертность кошек наблюдается при вибрации их с частотами 6-12 Гц и с ускорением 15-20 g - животные не выдерживают более 20 мин. По мнению ряда авторов, смерть наступает в результате деструкции в области сердца и легких. В исследованиях на кошках применялась несколько необычная методика. Допускали возможность ударения животных о стенки клетки при вибрации. Чтобы исключить эту возможность, животных погружали в сосуд с водой. Допускалась также, и вполне резонно, возможность влияния с рецепторов, и, разумеется, не только с рецепторов поверхности, но и с интерорецепторов. Для устранения и этих влияний животных наркотизировали. Условия вибрации: частота 2-50 Гц, амплитуда до 0.4 мм, время от 5 до 120 мин. Результаты опытов показали, что максимальная гибель животных наблюдается при вибрации с частотами 12 и 18 Гц и с ускорением в 15 g. Если применялась вибрация с частотой 12 Гц, животное погибало через 37 мин, а с частотой 18 Гц - через 60 мин. Интересно, что каких-либо значительных изменений в электрокардиограмме животных не наблюдалось. Наибольшие патологические изменения были обнаружены в легких. При ускорении в 15 g уже через 5 мин действия вибрации в легких наблюдаются резкие изменения.

Нами также были проведены исследования переносимости вибрации животными. Мыши подвергались вертикальной вибрации с частотами от 10 до 50 Гц и амплитудой 4-6 мм. Гибель животных наблюдалась при вибрации с частотой 25 Гц. Вскрытия показали, что уже через 10 мин вибрации обнаруживаются обширные очаги кровоизлияний в печени, легких и кишечнике, что в конечном счете и является причиной гибели животных. Естественно, эта опасность увеличивается еще и под влиянием сопутствующих факторов: температура окружающей среды, газовый состав, повышенный уровень шума и другие трудно учитываемые факторы, а для человека еще и моральное состояние его, социальный микроклимат.

Летальный исход действия вибрации становится, как уже отмечалось, более вероятным при ее сочетании с влиянием других физических факторов. Так, смертность крыс от вибрации повышается с падением парциального давления кислорода, связанным с увеличением высоты над уровнем моря. Показано также, что начиная с 3000 м над ур. м. смертность крыс резко возрастает. Увеличение напряжения кислорода положения не спасает. При подъеме животных до 6000 м гибель их происходит в 100% случаев. В одной из серий опытов исследовалась роль атмосферного давления в выносливости животных к вибрации. Оказалось, что само по себе понижение атмосферного давления не влияет на выживание животных, однако действие вибрации в этих случаях становится уже летальным. Вскрытие животных, погибших в этих условиях, показывает наличие обширных очагов кровоизлияния в различных органах.