Колебания - многократное повторение одинаковых или почти одинаковых процессов, - сопутствуют многим природным явлениям и явлениям, вызванным человеческой деятельностью, - от простейших колебаний маятника до электромагнитных колебаний распространяющейся световой волны.

Механические колебания - периодически повторяющиеся движения, вращательные или возвратно-поступательные.

Вибрация - это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил.

Так, электродвигатель передает на фундамент вибрацию, вызываемую неуравновешенным ротором. Идеально уравновесить элементы механизмов практически невозможно, поэтому в механизмах с вращающимися частями почти всегда возникает вибрация. Резонансная вибрация вагона возникает в результате близости частоты силы воздействия на стыках рельсов к собственной частоте вагона. Вибрация по земле распространяется в виде упругих волн и вызывает колебания зданий и сооружений.

Вибрация машин может приводить к нарушению функционирования техники и вызывать серьезные аварии. Установлено, что вибрация является причиной 80% аварий в машинах. В частности, она приводит к накоплению усталостных эффектов в металлах, появлению трещин.

При воздействии вибрации на человека наиболее существенно то, что тело человека можно представить в виде сложной динамической системы. Многочисленные исследования показали, что эта динамическая система меняется в зависимости от позы человека, его состояния - расслабленное или напряженное - и других факторов. Для такой системы существуют опасные, резонансные частоты. И если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колебаний как всего тела, так и отдельных его органов.

Резонансные частоты.

Для человека резонанс наступает:

В положении сидя при частоте 4 - 6 Гц

Для головы - 20 - 30 Гц

Для глазных яблок - 60 - 90 Гц

При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин - вызвать преждевременные роды.

Колебания вызывают в тканях органов переменные механические напряжения. Информация о действующей вибрации воспринимается вестибулярным аппаратом.

Вестибулярный аппарат располагается в височной части черепа и состоит из преддверия и полукружных каналов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса мышц и поддержание равновесия тела.

При широком спектре воздействующих на человека вибраций вестибулярный аппарат может передавать ложную информацию. Это связано с особенностями гидродинамического устройства вестибулярного аппарата, не приспособившегося в ходе эволюции к функционированию в условиях высокочастотных колебаний. Такая ложная информация вызывает состояние укачивания, дезорганизует работу многих систем организма.

Воздействие вибрации на организм человека определяется уровнем виброскорости и виброускорения, диапазоном действующих частот, индивидуальными особенностями человека. За нулевой уровень виброскорости принята величина 5 * 10 -8 м/с, виброускорения - 3 * 10 -4 м/с?, рассчитанные по порогу чувствительности организма человека.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на:

1. Общая - передается через опорные поверхности на тело человека в положении сидя или стоя.

2. Локальная - передается через руки.

Длительное воздействие на человека вибрации ведет к вибрационной болезни . Это заболевание является профессиональным. Вибрационная патология занимает 2-е место после пылевых, среди профессиональных заболеваний. Гигиеническое нормирование вибраций регламентируют документы ГОСТ 12.1.012 - 90 «ССБТ. Вибрационная безопасность», СН - 2.2. 4/2.1.8. 556 - 96 «Производственные вибрации»

При оценке воздействия вибраций нормируется виброскорость и виброускорение

V6 = V480O 480/Т,

V480 - допустимое значение виброскорости при длительности воз-

действия 480 мм, м/с

В зависимости от степени воздействия на организм человека выделяют 4 стадии развития вибрационной болезни:

1. На первой стадии симптомы незначительные: боль в руках, спазмы капилляров, боли в мышцах плечевого пояса.

2. На второй стадии усиливаются боли в руках, происходит расстройство чувствительности, понижается температура, синеет кожа кистей рук.

При условии исключения влияния вибрации на человека на первой и второй стадии лечение эффективно и изменения обратимы.

Третья четвертая стадии характеризуются интенсивными болями в руках, резким снижением температуры кистей рук. Происходят изменения в нервной и эндокринной системах, а также сосудистые изменения. На этих стадиях нарушения приобретают генерализованный характер.

Больные страдают головокружением, головными и загрудными болями. Изменения имеют стойкий характер, необратимы.

Виброзащита человека представляет собой сложную проблему биомеханики. При разработке методов виброзащиты необходимо учитывать эмоциональное состояние человека, напряженность работы и степень его утомления.

Основные меры защиты:

Виброизоляция источника

Виброизоляция - защита сооружений и машин от распространения механических колебаний (вибраций), возникающих вследствие работы механизмов, движения транспорта и т. д. Для осуществления виброизоляции применяются амортизаторы из упругих материалов. Например, автомобильные и вагонные рессоры.

Виброактивные агрегаты устанавливаются на виброизоляторах - пружинах, упругих прокладках, пневматических или гидравлических устройствах, защищающих фундамент от воздействия вибрации.

Санитарные нормы регламентируют предельно допустимые уровни вибрации и лечебно-профилактические мероприятия.

Однако, следует отметить, что вибрация в определенных количествах оказывает положительное влияние на организм человека. Вибрация способна увеличивать активность жизненных процессов в организме.

Вибрация может оказывать на организм очень разнообразное действие. Она применяется для диагностических и лечебных целей и в то же время при определенных условиях может вызывать в организме целый ряд патологических изменений. Это разнообразие свойств зависит от характера и параметра вибрации, от места и площади ее приложения и главным образом от особенностей организма, его реактивности, обусловленной функциональным состоянием центральной нервной системы. Известно, например, что вибрации больших амплитуд и малых частот могут вызвать временные или стойкие смещения отдельных органов (птозы), а вибрации малых амплитуд, но больших частот действуют преимущественно на нервные окончания, в том числе на сосудодвигательные нервы, и являются причиной возникновения «вибрационной болезни». Сильнее всего вибрация действует при местном ее приложении, причем реакция организма оказывается наиболее выраженной также местно. Однако благодаря механической проводимости колебаний тканями и резонанса в них, а в основном вследствие генерализующей способности нервной системы, в процесс всегда вовлекается весь организм, ответная реакция которого на сотрясение выражена больше всего при частоте колебаний, близкой к частоте собственных колебаний тела или отдельных органов. За резонансную частоту колебаний всего тела Ваас принимает 6 гц. При небольшой интенсивности и кратковременном действии вибрация оказывает благотворное, стимулирующее влияние на ряд физиологических функций (работоспособность, трофику, обмен). Между тем, та же вибрация, но при большей интенсивности и при длительном воздействии вызывает уже целый ряд патологических изменений в организме. Местная вибрация применялась еще в глубокой древности (массаж) и широко используется теперь в физиотерапии. Ее успешно применяют в клинике нервных заболеваний для лечения поражений периферической и центральной нервной системы, особенно функционального характера. Хорошие результаты были получены от применения вибрационного массажа при многих терапевтических заболеваниях.

Но особенно широко с лечебной целью вибрация применялась в гинекологической практике.

По наблюдениям М. М. Волковой, Кумлфа, Ш. Я. Микеладзе и многих других этот способ массажа оказывается весьма эффективным, при лечении воспалительных заболеваний женской половой сферы, неправильных положений матки, функциональных маточных кровотечений , дисменореи и др.

Следует указать, что вибрация является общебиологическим фактором, влияющим на все живые клетки и ткани. Р. А. Засосов пишет об опытах Т. М. Кондратьевой, которая, подвергая вибрационному воздействию дрожжевые клетки, доказала, что при длительном сотрясении в них появляются более обильные вакуоли, исчезает гомогенность протоплазмы и угнетается размножение клеток. Автор сообщает также о замедлении под влиянием вибрации роста бактерий (опыты Мельцера) и о повышении выделительной функции желудка, печени и почек, установленном опытами Коломбо и Кельгрена.

Ответная реакция организма на вибрацию различна в зависимости от ее характера и параметров. Различают три типа реакций на этот раздражитель. Первый тип адекватен характеру воздействующего фактора - это реакция вестибулярного аппарата или рецепторов вибрационной чувствительности.

Второй тип реакции - это реакция живых клеток и тканей. Она проявляется, по данным Д. Н. Насонова и В. Я. Александрова, в изменении состояния протоплазмы клеток (уменьшение дисперсности коллоидов, увеличение вязкости, коагуляция, коацервация).

Третий тип реакции - это смещение тела, внутренних органов, клеток, внутриклеточных элементов. Величина смещения органов зависит от характера и параметров вибрации, а также от массы самого органа и степени его «свободы», от наличия естественных демпферов, свойств связочного аппарата, индивидуальных свойств организм. Особенно большие смещения внутренних органов вызываются толчками, причем чем больше их амплитуда и чем короче время их воздействия на организм, тем значительнее смещение.

Изучение физиологических и патологических явлений в организме, являющихся следствием воздействия вибрации, должно, как указывает Е. Ц. Андреева-Галанина, начинаться с изучения вибрационной чувствительности, так как «восприятие вибрации следует рассматривать как первый этап воздействия ее на организм». Однако до сих пор нет единого мнения относительно самостоятельности вибрационного чувства, и природа его окончательно еще не установлена.

Некоторые исследователи думают, что вибрационная чувствительность является формой поверхностной чувствительности, наоборот, считают ее разновидностью глубокой чувствительности. В настоящее время большинство авторов полагают, что существует самостоятельное, отличное от других видов чувствительности, вибрационное чувство, связанное главным образом с кожей и отчасти с нервными окончаниями, расположенными в нижележащих тканях.

Единого мнения нет также и относительно локализации рецепторов вибрационного чувства. Некоторые авторы думают, что такие рецепторы заложены в надкостнице, суставах и связках. Нейтра предполагает локализацию их в мышцах, К. И. Ноншевский - в окончаниях нервных стволов, К. А. Кунаков - в костях и надкостнице, А. Г. Науман, В.М.Бехтерев, А. В. Триумфов указывают, что они находятся во всех тканях. Однако большинство авторов считают, что рецепторы, воспринимающие вибрационное раздражение, заложены в коже. Возможно, что для восприятия вибрации в организме существуют специализированные рецепторы, для длинно периодных колебаний - вестибулярный аппарат, для высокочастотной вибраций - рецепторы вибрационной чувствительности, заложенные по всей кожной поверхности и в особенности - в дистальных отделах конечностей. В. П. Рюмин показал, что вибрация может восприниматься также интерорецепторами.

Таким образом, действие вибрации на организм осуществляется, по-видимому, посредством комплекса рецепторов, заложенных в коже, мышцах, костях и внутренних органах.

Наиболее выраженное влияние вибрация оказывает на нервную систему. С точки зрения действия на организм эта особенность вибрации является наиболее характерной. По данным ряда авторов, вибрация, интенсивность которой находится ниже порога ощущения, не оказывает заметного влияния на нервную систему. При воздействии более интенсивной вибрации (выше порога ощущения) наблюдается стимуляция нервных процессов, а сильная и очень сильная вибрация тормозит или полностью прекращает возбудимость нервов. Вредное влияние вибрации на центральную нервную систему доказано целым рядом клинических и экспериментальных наблюдений.

М. Я. Брейтман, А. Г. Науман, Керман, А. Ф. Лебедева и другие наблюдали у людей и животных сонливость во время и после действия вибрации, что объясняется возникновением в коре головного мозга процесса торможения.

В. Г. Терентьев экспериментальным путем установил, что по мере увеличения частоты (10-70 гц) и амплитуды (0,4-2,4 мм) общей вибрации наступают более или менее выраженные расстройства нервной системы. Вибрация значительной силы вызывала ослабление деятельности коры головного мозга, развитие в ней фазных состояний и разлитого охранительного торможения. Кроме того, как показали опыты, под влиянием общей вибрации изменяется нейродинамика спинного мозга, что проявляется в понижении силы сухожильных рефлексов. Такие же изменения со стороны центральной нервной системы в аналогичных условиях наблюдали И. Я. Борщевский, М. Д. Емельянов и А. А. Корешков. На угнетение безусловно-рефлекторной деятельности указывает Н. И. Галат.

Д. А. Крижанская изучала влияние вибрации тех параметров, которые встречаются на транспорте, на вегетативную нервную систему человека в условиях эксперимента и установила, что у большинства лиц она вызывает отчетливую вегетативную реакцию. Особенно интересным представляется для нас указание автора на то, что во время месячных реакция эта заметно изменяется, что выражается в повышении чувствительности организма к вибрации и в потере способности приспособления к ней.

Выраженные явления общей вегетативной дисфункции с наличием характерных вегетоастенических симптомов со стороны нервно-психической сферы обнаружила у рабочих, обслуживающих станки глубокого сверления, З. В. Бажанова. Под влиянием вибрации отмечается снижение болевой чувствительности. Это наблюдение было подтверждено рядом авторов, обследовавших рабочих, имеющих дело с вибрационным фактором.

При длительном местном влиянии вибрации снижает и остроту осязания. С. З. Костюкова нашла у 50% обследованных рабочих, страдающих вибрационной болезнью, ослабление тактильной чувствительности на кончиках пальцев. Е. Ц. Андреева-Галанина обнаружила понижение тактильного чувства у 70% обследованных полировщиков.

В. Г. Терентьев наблюдал нарушение поверхностной чувствительности в экспериментальных условиях под влиянием общей вибрации частотой 10-70 гц при амплитуде 0,4-2,4 мм.

Следующим по значению проявлением действия вибрации на организм является ее влияние на сосудистую систему, главным образом на капилляры. Возникновение спазма сосудов в результате воздействия слабой вибрации и расширение их под влиянием сильной вибрации отмечали И. Р. Тарханов и М. Я. Брейтман.

В работах новейших исследователей эти наблюдения получили свое подтверждение на материале обследования рабочих различных «вибрационных» профессий.

Ю. М. Уфлянд, А. Г. Гинецинский, О. Н. Чельцова отмечали у пневматиков заметные изменения пульса. Многие авторы указывают на изменение под влиянием вибрации, уровня кровяного давления.

Исследованиями Е. Ц. Андреевой-Галаниной доказано, что появление сосудистых расстройств связано с частотой и интенсивностью вибрации. Частота вибрации в 35 гц является критической и переход через эту границу влечет за собой возможность появления ангиоспазма. Это положение подтверждено экспериментальными работами В. А. Бондиной, З.М. Бутковской и др.

Одним из наиболее характерных проявлений вибрационной патологии является нарушение периферического кровообращения, главным образом в результате спазма или атонии капилляров. Клинические наблюдения показывают, что при действии вибрации низкой частоты (до 35 гц) преобладают явления атонии сосудов, в то время как у рабочих, подвергающихся влиянию вибрации более высоких частот (100 гц), наоборот, превалируют явления спазма.

При воздействии общей вибрации частотой до 70 гц при амплитуде 0,5-2,4 мм И. Я. Борщевский, М. Д. Емельянов и А. А. Корешков обнаружили возникновение спазма периферических сосудов и некоторое повышение артериального давления.

Значительные колебания уровня максимального и минимального артериального давления (на 15-45 мм рт. ст.) наблюдали у рабочих, обслуживающих бензиномоторные пилы (частота вибрации 100-115 гц), Н. Н. Малинская, Л. Н. Шкаринов и В: А. Володина.

Механические колебания могут оказать неблагоприятное влияние на кровообращение, особенно при значительных ускорениях (полеты).

Сотрясения оказывают отрицательное влияние также на мышечную и костную системы. Исследованиями последних лет установлено, что местная вибрация большой интенсивности понижает тонус мышц верхних конечностей. Данные этих исследований совпадают с данными Ю. М. Уфлянда, А. Г. Гинецинского, В. М. Григорьевой и
других, которые у обследованных котельщиков и пневматиков нашли понижение мышечного тонуса и уменьшение силы верхних конечностей. Снижение мышечной силы и нарушение правильного соотношения между мышцами-антагонистами отмечено также у работающих с поверхностным вибратором.

Патологией, возникающей в результате вибрационного воздействия в костном аппарате, занимались отечественные и зарубежные рентгенологи. Найденные ими изменения выражаются в появлении мелко кистозных образований в пястных и запястных костях, мелких эндостозов в дистальных фалангах пальцев, наличии шпор и других обызвествлений в области локтевого сустава.

Б. М. Штерн и Ю. Г. Назаров нашли ряд дегенеративных изменений в плечевых костях, плечевых суставах и позвоночнике (остеопороз , расширение межпозвоночных пространств, деформирующий спондиллез).

Вичик указывает, что изменения в костях под влиянием воздействия вибрации особенно легко возникают у подростков, у которых автор обнаружил изменения в рентгенологической картине костей верхних конечностей (в 27%), хотя обследованные и не предъявляли никаких жалоб.

А. В. Гринберг считает, что те своеобразные изменения в костно-суставном аппарате, которые возникают при работе с вибрирующими инструментами, являются физиологической реакцией организма и имеют компенсаторный характер. Будучи результатом перестройки структуры костной ткани, они приводят к ее укреплению по силовым линиям максимального давления. Однако в тех случаях, когда длительное влияние вибрационного фактора сочетается с работой в неблагоприятных условиях, в суставах могут возникнуть серьезные патологические изменения.

Вибрационный раздражитель в некоторых случаях может оказать вредное влияние на функции органов слуха и зрения. А. В. Захер, Я. С. Темкин, Г. С. Трамбицкий и Е. Минкина и другие авторы находили при обследовании подвергавшихся воздействию вибрации рабочих ту или другую степень поражения внутреннего и среднего уха. Эксперименты на животных подтвердили эти наблюдения.

С. С. Маркарян, изучая влияние общей вертикальной вибрации на функции звукового и (вестибулярного аппарата, установил, что даже при длительном воздействии она не сказывается заметным образом на остроте слуха. Зато при одновременном действии вибрации и шума интенсивностью 105-110 дб закономерно отмечалось повышение порогов слуха от 5 до 25 дб в диапазоне частот от 500 до 4000 гц.

Изменение порога слуховой чувствительности под влиянием общей вибрации отмечено также З. М. Бутковской. Экспериментальным путем автор обнаружил нарушение функции вестибулярного аппарата и расстройство существующего в нормальных условиях взаимодействия между отдельными анализаторами.

Действие вибрации на зрительный анализатор выражается в уменьшении границ полей зрения, понижении его остроты и извращении цветоощущения.

Нарушение зрительных функций у людей под влиянием общей вертикальной вибрации наблюдал в эксперименте Ю. П. Петров. По его данным, степень снижения остроты зрения изменяется в зависимости от частоты и амплитуды вибрации, достигая максимальной величины (40%) при частоте 20 гц и амплитуде 1,6 мм.

Ряд авторов отмечают влияние вибрации на обмен веществ. По данным В. А.Углова и др., сотрясения большой амплитуды (35 мм и более) с числом толчков около 10 в 1 секунду и меньше повышают энергетические затраты организма. Он наблюдал в зависимости от характера вибрации повышение энергетических затратна 57-110%. Максимум энергетических затрат наблюдается при частоте около 5 гц (частоте, резонансной телу). Суэда, подвергая длительному воздействию вибрации мышей, наблюдал у них потерю веса. Автор считает, что под влиянием вибрации происходит повышение основного обмена. А. Ф. Лебедева в эксперименте на белых крысах установила, что при кратковременном воздействии вибрации малых частот наблюдается увеличение газообмена в среднем на 23% по сравнению с исходным уровнем, а при длительной вибрации, наоборот, происходит снижение газообмена примерно на 6%. С. А. Карчмаж также в опытах на животных отметил угнетение общего обмена под влиянием общей вертикальной вибрации частотой 25-50 гц при амплитуде 0,4-1,5 мм.

Как показали наблюдения И. Я. Борщевского, М. Д. Емельянова и А. А. Корешкова, общая вибрация, обозначаемая авторами как непереносимая, вызывает в организме человека резкое снижение содержания витаминов С и B1 и падение веса тела.

Из ранее изложенного ясно, что вибрация может оказывать неблагоприятное влияние на многие органы и функции человеческого организма. Более того, накопленный к настоящему времени фактический материал свидетельствует о том, что этот вредный фактор внешней среды при определенных условиях служит причиной возникновения у рабочих соответствующих профессий специфического болезненного состояния с характерной клинической картиной, которое приводит к снижению трудоспособности и даже к инвалидности.

Это профессиональное заболевание первоначально получило несколько наименований и описано в литературе как «болезнь Рейно », «ангионевроз», «спастический ангионевроз», «ангионевроз от сотрясения», «вибрационный синдром», «вегетативный неврите», а в последнее время за ним прочно укрепилось предложенное Е. Ц. Андреевой-Галаниной название - «вибрационная болезнь ».

Наиболее выраженным объективным симптомом страдания является спазм или наклонность к спазму сосудов верхних конечностей, который особенно легко обнаруживается после применения функциональных проб (охлаждение, механическое раздражение кисти). Методом капилляроскопии установлено, что спазм, возникая вначале в концевых фалангах пальцев, по мере прогрессирования заболевания постепенно распространяется на всю кисть. Однако сосудистая реакция при данной патологии не ограничивается только капиллярами, она наблюдается и со стороны более крупных сосудов конечности. Кожные покровы в этом случае цианотичны или резко бледны, концы пальцев, а иногда и вся кисть, отечны, температура кожи значительно ниже нормальной.

Дальнейшее изучение клиники заболевания показало, что сосудистые расстройства являются наиболее характерным, но далеко не единственным его симптомом.

В частности, рабочие нередко предъявляют жалобы на сильные боли в руках, главным образом в кистях, которые возникают спонтанно и чаще всего ночью. Наблюдается также значительное снижение кожной чувствительности. Гипостезию дисталыных отделов верхних конечностей у пневматиков находили М. Е. Маршак, А. М. Варшавер, С. З. Костюкова, Л. Н. Грацианская и др. Заметно страдает болевая чувствительность, расстройство которой начинается с пальцев рук и постепенно охватывает всю кисть, а в некоторых случаях распространяется на предплечье и даже на верхнюю часть туловища. Обнаружены изменения также температурной чувствительности.

При данном заболевании довольно рано, еще задолго до появления других симптомов, нарушается вибрационная чувствительность.

Наряду с этим, у лиц, страдающих вибрационной болезнью, имеют место и трофические нарушения. Появляются изменения кожи в виде гиперкератоза, неправильного роста и ломкости ногтей, страдает секреторная функция кожи (гипергидроз). В результате повреждения нервов развивается атрофия мышц, чаще всего в области thenar и hypothenar, заметно уменьшается мышечная сила. Серьезные патологические процессы выявляются и в костно-суставном аппарате. В тяжелых случаях значительно утолщаются и сильно деформируются пальцы, рентгенологически обнаруживаются эндостозы, кистевидные образования и деформирующий артроз.

Помимо местных проявлений заболевания необходимо указать на ряд сопровождающих его функциональных сдвигов общего порядка. Д. С. Губер-Гриц и др. отметили у рабочих, имеющих дело с вибрацией, повышение рефлекторной возбудимости на нижних конечностях, а Н. А. Крышова находила снижение силы сухожильных рефлексов. А. М. Варшавер у 26% обследованных, подвергавшихся воздействию вибрации, обнаружил гипертонию . О. Н. Чельцова у пневматиков наблюдала гипотонию . Л. Н. Грацианская указывает на наличие вегетативных реакций (общая потливость, выраженный тремор пальцев, анизокория).

Таким образом, симптоматология вибрационной болезни отличается большим разнообразием, и преобладание тех или иных ее признаков в каждом отдельном случае зависит от целого ряда факторов (индивидуальных особенностей организма, характера вибрации, условий труда, стажа работы и др.).

Сравнивая клинику болезни с характером производственной вибрации, удалось доказать, что ведущим этиологическим моментом в развитии сосудистого спазма является частота колебаний. На основании многочисленных экспериментальных исследований за нижнюю критическую частоту, превышение которой может привести к ангиоспазму, принимают 30 гц, считая, что верхним пределом для его возникновения является частота в 250 гц. По мнению Е. Ц. Андреевой-Галаниной, основная роль в возникновении вибрационной болезни принадлежит частоте сотрясений, а амплитуда их имеет в данном случае значительно меньшее значение.

Патологический процесс развивается не сразу, а через некоторое время после начала работы и притом тем быстрее, чем больше частота действующей вибрации. Ранние симптомы заболевания Л. И. Антоновский и А. С. Кричевский обнаруживали уже по истечении 1-2 месяцев работы. Н. А. Говсеев и Ш. А. Россин считают, что первые проявления болезни наступают несколько позже, а именно через 8 месяцев, а Л. Н. Грацианская определила этот срок равным 6-9 месяцам. Было также установлено наличие зависимости между частотой заболевания и стажем работы. Многие авторы отмечают стойкость возникших изменений, которые остаются даже при условии прекращения работы, связанной с воздействием вибрации.

В клиническом течении болезни различают четыре стадии. В первой стадии имеют место только начальные явления заболевания, которые носят легко обратимый характер (периодические, нерезко выраженные боли в руках, расстройство чувствительности только на концевых фалангах, тенденция к спазму капилляров, снижение порога вибрационной чувствительности). Но второй стадии все симптомы заболевания обнаруживаются с большим постоянством, но выражены умеренно. Боль и парастезия носят более стойкий характер, снижается температура кожи пальцев, наблюдается выраженный ангиоспазм капилляров. В этой стадии при условии устранения вибрационного раздражителя и специального лечения процесс вполне обратим. Для третьей стадии характерно наличие стойких, медленно уступающих лечению изменений. Отмечаются значительные сосудистые расстройства, проявляющиеся в спазме или парезе капилляров, отеке ладонных поверхностей пальцев, изменении чувствительности по периферическому и сегментарному типу. Значительной выраженности достигают изменения в мышцах конечностей. Четвертая стадия характеризуется генерализацией сосудистых нарушений и выраженными расстройствами чувствительности, напоминающими картину сирингомиелии . Эта стадия встречается сравнительно редко, но возникшие изменения граничат с органическими и мало обратимы.

В прошлом многие исследователи трактовали это заболевание как местное, возникающее вследствие непосредственного действия сотрясений на ткани кисти.

Однако дальнейшее, более глубокое изучение показало, что серьезные патологические расстройства имеют место не только в кистях, они захватывают весь организм и в первую Очередь нервную и сердечно-сосудистую системы. Стало очевидным, что это не местное, а общее заболевание и что прямое действие вибрации на ткани, хотя и существует, но не может считаться основным.

Высказывалось предположение, согласно которому наиболее яркий клинический симптом болезни - ангиоспазм - развивается по типу простого рефлекса в пределах одного ганглионеврона.

В настоящее время известно, что сосудистые расстройства при вибрационной болезни возникают по типу сложных рефлексов с участием центров головного и спинного мозга. О ведущем значении функциональных нарушений деятельности коры больших полушарий в патогенезе этого заболевания говорят исследования З. М. Бутковской и В. Е. Любомудрова.

Основываясь на учении Введенского о парабиозе, Е. Ц. Андреева-Галанина объясняет развитие важнейших симптомов вибрационной болезни следующим образом. Возникающие под влиянием длительного (сотрясения стойкие очаги возбуждения в спинном мозгу и развитие запредельного торможения вибрационных центров в коре головного мозга приводят к тому, что в силу законов иррадиации возбуждение захватывает расположенные по соседству сосудодвигательные центры, раздражение которых вызывает ангиоспазм. Развитие дистрофических изменений с этих позиций вполне объясняется длительным распространением возбуждения со спинальных центров вибрационной чувствительности на боковые рога спинного мозга, а возникновение спонтанных болей в руках - возбужденным состоянием таламических центров. На современном этапе наших знаний эта теория наиболее верно и полно освещает основные закономерности развития вибрационной болезни.

Вибрация — это механические колебания в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменных физических полей с относительно небольшой амплитудой.

В зависимости от параметров (частота, амплитуда) вибрация может как положительно, так и отрицательно влиять на отдельные ткани и организм в целом. Вибрацию используют при лечении некоторых заболеваний, но чаще всего вибрацию (производственную) считают вредно влияющим фактором. Поэтому важно знать граничные характеристики, разделяющие позитивное и негативное влияние вибрации на человека (рис. 19.3). Впервые на полезное значение вибрации обратил внимание французский ученый аббат Сен Пьер, который в 1734г. сконструировал вибрирующее кресло для домоседов, повышающее мышечный тонус и улучшающее циркуляцию крови. В начале XX в. в России профессор Военно-медицинской академии А. Е. Щербак доказал, что умеренная вибрация улучшает питание тканей и ускоряет заживление ран.

Рис. 19.3. Влияние вибрации на организм человека

Производственная вибрация, характеризующаяся значительной амплитудой и продолжительностью действия, вызывает у работающих раздражительность, бессонницу, головную боль, ноющие боли в руках людей, имеющих дело с вибрирующим инструментом. При длительном воздействии вибрации перестраивается костная ткань: на рентгенограммах можно заметить полосы, похожие на следы перелома — участки наибольшего напряжения, где размягчается костная ткань. Возрастает проницаемость мелких кровеносных сосудов, нарушается нервная регуляция, изменяется чувствительность кожи. При работе с ручным механизированным инструментом может возникнуть акроасфиксия (симптом мертвых пальцев) — потеря чувствительности, побеление пальцев, кистей рук. При воздействии общей вибрации более выражены изменения со стороны центральной нервной системы: появляются головокружения, шум в ушах, ухудшение памяти, нарушение координации движений, вестибулярные расстройства, похудение.

Основные параметры вибрации: частота и амплитуда колебаний. Колеблющаяся с определенной частотой и амплитудой точка движется с непрерывно меняющимися скоростью и ускорением: они максимальны в момент ее прохождения через исходное положение покоя и снижаются до нуля в крайних позициях. Поэтому колебательное движение характеризуется также скоростью и ускорением, представляющими собой производные от амплитуды и частоты. Причем органы чувств человека воспринимают не мгновенное значение параметров вибрации, а действующее.

Действующее значение колебательной скорости, м/с, определяют как среднее квадратичное мгновенных значений скорости v(t) за время усреднения T, т. е.

Вибрацию часто измеряют приборами, шкалы которых отградуированы не в абсолютных значениях скорости и ускорения, а в относительных—децибелах. Поэтому характеристиками вибрации служат также уровень колебательной скорости Lv, дБ, и уровень колебательного ускорения La, дБ, определяемые по формулам:

Lv = 20 lg(v/v0);
La = 20 lg(a/a0),

где v — среднее квадратичное значение колебательной скорости, м/с; V0 — пороговое значение колебательной скорости, равное 5*10-8м/с; a —среднее квадратичное значение колебательного ускорения, м/с2; а0 — пороговое значение колебательного ускорения, равное 3*10-4м/с2.

Рассматривая человека как сложную динамическую структуру с изменяющимися во времени параметрами, можно выделить частоты, вызывающие резкий рост амплитуд колебаний как всего тела в целом, так и отдельных его органов. При вибрации ниже 2 Гц, действующей на человека вдоль позвоночника, тело движется как единое целое. Резонансные частоты мало зависят от индивидуальных особенностей людей, так как основной подсистемой, реагирующей на колебания, являются органы брюшной полости, вибрирующие в одной фазе. Резонанс внутренних органов наступает при частоте З...3,5 Гц, а при 4...8 Гц они смещаются.

Если вибрация действует в горизонтальной плоскости по оси, перпендикулярной позвоночнику, то резонансная частота тела (около 1,5 Гц) обусловлена сгибанием позвоночника и жесткостью тазобедренных суставов. Область резонанса для головы сидящего человека соответствует 20...30 Гц. В этом диапазоне амплитуда виброускорения головы может втрое превышать амплитуду колебаний плеч. Качество зрительного восприятия предметов значительно ухудшается при частоте вибрации 60...90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Исследователи Японии установили, что характер профессии определяет некоторые особенности действия вибрации. Например, у шоферов грузовых машин широко распространены желудочные заболевания, у водителей трелевочных тракторов на лесозаготовках—радикулиты, у пилотов, особенно работающих на вертолетах, наблюдается снижение остроты зрения. Нарушения нервной и сердечно-сосудистой деятельности у летчиков возникают в 4 раза чаще, чем у представителей других профессий.

Такие проблемы современных мегаполисов, как шум и вибрации, увеличиваются по своей интенсивности с каждым годом. Почему современная наука так активно в последние годы стала исследовать проблему влияния шума и вибрации на организм человека? Почему измерение вибрации стало обязательным исследованием на многих предприятиях и в организациях? Да потому, что современная медицина начала бить тревогу: растет количество профессиональных заболеваний – вибрационной болезни и тугоухости, возникающей из-за длительного воздействия шума и вибрации на работника такого предприятия. И в группах риска оказалось много профессий, связанных как раз с работой в этих условиях.

Особую актуальность проблема вибрации в жилых зданиях приобрела вследствие строительства метрополитена в крупных городах нашей страны и за рубежом. Наиболее благоприятные условия для распространения вибрации создаются при использовании неглубоких туннелей углубления, строительство которых является экономически целесообразным. Трассы метрополитена прокладывают под жилыми районами, а опыт эксплуатации подземных поездов свидетельствует о том, что вибрация проникает в жилые здания в радиусе 40-70 м от туннеля метрополитена.

Физические и физиологические характеристики вибрации. Вибрацией называют механические ритмичные колебания упругих тел. Чаще всего под вибрацией понимают нежелательные колебания. Аритмичные колебания называют толчками. Распространяется вибрация вследствие передачи энергии колебаний от колеблющихся частиц к соседним частицам. Эта энергия в любой момент пропорциональна квадрату скорости колебательного движения, поэтому по величине последней можно судить об интенсивности вибрации, т. е. о потоке вибрационной энергии. Поскольку скорости колебательного движения изменяются во времени от нуля до максимума, для их оценки используют не мгновенные максимальные значения, а среднеквадратичную величину за период колебания или измерения. В отличие от звука вибрация воспринимается разными органами и частицами тела. Так, при низкочастотных (до 15 Гц) колебаниях поступательная вибрация воспринимается отолитовым, а вращательная - вестибулярным аппаратом внутреннего уха. При контакте с твердым вибрирующим телом вибрация воспринимается нервными окончаниями кожи. Сила восприятия механических колебаний зависит от биомеханической реакции тела человека, представляющего собой в определенной мере механическую колебательную систему, обладающую собственным резонансом и резонансом отдельных органов, что и определяет строгую частотную зависимость многих биологических эффектов вибрации. Так, у человека в положении сидя резонанс тела, который обусловливается влиянием вибрации и проявляется неприятными субъективными ощущениями, наступает на частотах 4-6 Гц, у человека в положении стоя - на частотах 5-12 Гц. Человек ощущает вибрацию частотой от долей герца до 800 Гц, вибрация большой частоты воспринимается подобно ультразвуковым колебаниям, вызывая ощущение тепла. Человек ощущает колебательные скорости, отличающиеся в 10 000 раз. Поэтому по аналогии с шумом интенсивность вибрации часто оценивают как уровень колебательной скорости (виброскорости), определяя его в децибелах. За пороговую колебательную скорость принята величина 5 10"8 м/с, что отвечает пороговому звуковому давлению 2 10~5 Н/м2.

Степень неблагоприятного действия вибрации зависит от ее уровня (или расстояния до источника низкочастотных колебаний), времени суток, возраста, рода деятельности и состояния здоровья человека.

Вибрация, проникающая в жилые помещения, в результате круглосуточного длительного воздействия может оказывать неблагоприятное влияние на жителей городов. Исследования, проведенные в одном из районов ФРГ, показали, что промышленные предприятия и транспорт в условиях большого города служат одной из причин вибрационного дискомфорта в квартирах. Из общего числа опрошенных 42% жителей предъявляли жалобы на легкое неудобство, 15,5% - на ощутимое неудобство, 14,4% жаловались на раздражающее действие, и только 27,5% не ощущали никаких неудобств.

При непродолжительном действии вибрации (1,5 года) на первый план выступают функциональные нарушения ЦНС. В группе населения с более длительным сроком проживания (7 лет) чаще регистрируются нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы.

Суть проблемы:

Источники вибрации

Внешние источники

• транспортные средства, создающие при работе большие динамические нагрузки, которые вызывают распространение вибрации в грунте и строительных конструкциях зданий. Эти вибрации часто являются также причиной возникновения шума в помещениях зданий.

  метрополитен

  тяжелые грузовые автомобили

  железнодорожные поезда

  трамваи

Внутренние источники

• инженерное и санитарно-техническое оборудование, которое может находиться в соседних помещениях вашей квартиры или офиса

  лифты

  насосы

  станки

  трансформаторы

  центрифуги

Суть проблемы: постоянное повышенное значение вибрации приводит к быстрой утомляемости, нарушению нервной системы, плохому сну, головной боли. Работа в условиях постоянной вибрации может приводить к возникновению вибрационной болезни. Вибрационная патология стоит на втором месте среди профессиональных заболеваний.

Бич современного производства – локальная вибрация. Локальная вибрация вызывает главным образом спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов.

Влияние шума на здоровье человека

Шум - это неприятный или нежелательный звук либо совокупность звуков, мешающих восприятию полезных сигналов, нарушающих тишину, оказывающих вредное или раздражающее действие на организм человека, снижающих его работоспособность.

Шум является общебиологическим раздражителем и в определенных условиях может влиять на все органы и системы целостного организма, вызывая разнообразные физиологические изменения.

Шум действует на организм как стресс-фактор, вызывает изменение звукового анализатора, а также, благодаря тесной связи слуховой системы с многочисленными нервными центрами на самом различном уровне, происходят глубокие изменения в центральной нервной системе.

Наиболее опасно длительное действие шума, при котором возможно развитие шумовой болезни - общего заболевания организма с преимущественным поражением органа слуха, центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.

Суть проблемы: Эксперты ВОЗ обращают внимание на недооценку общественностью влияния шума на здоровье, обращая внимание на неуклонное повышение фонового шумового уровня, в частности в Европе. По сравнению с 80-ми годами, в 90-е шумовой фон вырос на 26%. В большой степени это увеличение связывают с ростом числа автомобильного транспорта. Согласно последим исследованиям, опубликованным в научных изданиях Европейского сообщества, до 40% населения подвергается воздействию шума от автомагистралей, превышающему уровень в 55 дБ, и 25% - свыше 65 дБ. До 30% подвергается воздействию шума интенсивностью свыше 55 дБ в ночное время. Во многих странах проблемы со сном вызваны в первую очередь именно наличием различных источников шума. В результате специального исследования учёных из Мичиганского университета было установлено, что воздействие сильного шума увеличивает кровяное давление у человека. Каждые дополнительные 10 децибел среднего уровня шума повышают артериальное давление до 2 мм рт. ст., что, в свою очередь, примерно на 10% повышает риск инсульта и на 5% риск развития коронарных заболеваний сердца. Вред, наносимый шумом и вибрационными воздействиями здоровью человека, не заметен сразу. Постепенно накапливающиеся акустические раздражения приводят к усталости, гипертензии, сонливости, нервозности и другим, более серьезным последствиям. Для комфортной жизнедеятельности рекомендуется, чтобы уровень шума не превышал 30 dB в комнатах отдыха и 40 dB в других помещениях, где находятся люди. Такой уровень звука практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон.

Источники шума

Уровни шума в жилых квартирах зависят от:

расположения дома по отношению к городским источникам шума

внутренней планировки помещений различного назначения

звукоизоляции ограждающих конструкций здания

оснащения дома инженерно-технологическим и санитарно-техническим оборудованием.

Источники шума в окружающей человека среде могут быть разбиты на две большие группы - внутренние и внешние

Электромагнитное излучение

Суть проблемы: Электромагнитное излучение – это комплекс электрических и магнитных полей, оказывающих влияние на среду обитания человека и самого человека.

Влияние на человека. Человек постоянно подвергается воздействию электромагнитного излучения (ЭМИ), которое может быть как полезным, так и вызывающим неблагоприятные изменения в организме. Биологическое действие ЭМИ зависит от многих причин, при этом наиболее чувствительным к воздействию ЭМИ являются система кроветворения, центральная нервная и нейроэндокринная системы. При действии ЭМИ на глаза возможно образование катаракты, имеются данные об образовании и злокачественных новообразований (в первую очередь опухолей кроветворной ткани и лейкозов).

Как известно, основной принцип работы нервной системы человека - передача электромагнитных импульсов от одной клетки к другой. Но ведь человек живет в мире, насыщенном электромагнитными полями, постоянно подвергаясь их вредному воздействию, их создают любые электрические приборы, теле- и радиоантенны, троллейбусы и трамваи. Но наибольшую часть вредного воздействия человек получает у себя дома или на своем рабочем месте.

Источники:

Источниками электромагнитных полей в жилых помещениях подразделяются на два типа:

Внутренние:

1. электропроводка (внутри зданий, телекоммуникации);

   бытовые электроприборы (холодильники, утюги, пылесосы, электропечи, телевизоры) и всё, что вы включаете в розетку;

   распределительные щиты;

   трансформаторы;

   персональные компьютеры

Все это создает, так называемый, бытовой электросмог. Наиболее мощными следует признать СВЧ-печи, аэрогрили, холодильники с системой "без инея", кухонные вытяжки, электроплиты, телевизоры. Реально создаваемое ЭМП в зависимости от конкретной модели и режима работы может сильно различаться среди оборудования одного типа. Все выше приведенные данные относятся к магнитному полю промышленной частоты 50 Гц.

Персональные компьютеры

Основными составляющими частями персонального компьютера (ПК) является: системный блок (процессор) и разнообразные устройства ввода/вывода информации: клавиатура, дисковые накопители, принтер, сканер, и т.п. Каждый персональный компьютер включает средство визуального отображения информации называемое по-разному - монитор, дисплей. ПК часто оснащают сетевыми фильтрами, источниками бесперебойного питания и другим вспомогательным электрооборудованием. Все эти элементы при работе ПК формируют сложную электромагнитную обстановку на рабочем столе пользователя. По обобщенным данным, у работающих за монитором от 2 до 6 часов в сутки чаще наблюдаются функциональные нарушения центральной нервной системы, болезни сердечно-сосудистой системы, болезни опорно-двигательного аппарата. С увеличением продолжительности работы на компьютере соотношение здоровых и больных среди пользователей резко возрастает.

Внешние:

1. электротранспорт (трамваи, троллейбусы, поезда);

   линии электропередач (городского освещения, высоковольтные);

   теле- и радиостанции (транслирующие антенны);

   спутниковая и сотовая связь (транслирующие антенны);

   радары.

Дальность распространения магнитного поля зависит от величины протекающего тока или от нагрузки линии. Поскольку нагрузка ЛЭП может неоднократно изменяться как в течении суток, так и с изменением сезонов года, размеры зоны повышенного уровня магнитного поля также меняются.

Воздействие ЭМП на здоровье человека

Электромагнитная дисгармония часто оказывается причиной разных патологий. В самом общем виде эти неблагоприятные воздействия полей проявляются в нарушениях нервной, иммунной, эндокринной систем, равно как и репродуктивной сферы человека. Из международной научной программы ВОЗ по биологическому действию электромагнитных полей (на 2000-2004 гг.): "Предполагается, что медицинские последствия, такие, как заболевания раком, болезни Паркинсона и Альцгеймера и другие состояния, включая повышение уровня самоубийств, являются результатом воздействия электромагнитных полей". Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. Особо опасны ЭМП могут быть для детей, беременных женщин, людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом. Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая

дегенеративные процессы центральной нервной системы;

рак крови (лейкозы);

опухоли мозга;

гормональные заболевания;

склонность к депрессиям и даже самоубийствам.

Объяснить связь между электромагнитными полями и болезнями несложно - ведь все биохимические процессы в клетках так или иначе зависят от электрохимических свойств участвующих в них молекул и ионов. Тем не менее, более точные механизмы этой связи остаются загадкой для ученых. Согласно одной из теорий, ЛЭП ионизируют пролетающие рядом пылевые частицы, которые затем попадают человеку в легкие и передают свои заряды клеткам, нарушая их функции.