Вибрация, ее влияние на организм. Вибрационная болезнь и ее предупреждение

Петрозаводский государственный  университет.

Медицинский факультет.

Кафедра фармакологии и ОЭФ, курс гигиены.

Зав. кафедрой: д.м.н., доцент Виноградова  И.А.

Преподаватель: к.м.н., доцент Стафеев  В.Ф.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вибрация, ее влияние на организм. Вибрационная болезнь и ее предупреждение.

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Рустамова Оксана

Горхмазовна

Группа 71407

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Петрозаводск 2011

 

 

Оглавление:

Производственные источники вибрации…………………………………………………....3с.

Физическая характеристика вибрации………………………………………………………3с.

Патогенез………………………………………………………………………………………5с.

Классификация………………………………………………………………………………...7с.

Клиника………………………………………………………………………………………...9с.

Меры профилактики………………………………………………………………………….12с.

 

Производственные  источники вибрации.  
Вибрация представляет собой механические колебания, простейшим видом которых являются гармонические колебания.  
Вибрация возникает при работе машин и механизмов, имеющих неуравновешенные и несбалансированные вращающиеся органы с движениями возвратно-поступательного и ударного характера. К такому оборудованию относятся металлообрабатывающие станки, ковочные и штамповочные молоты, электро- и пневмоперфораторы, механизированный инструмент, а также приводы, вентиляторы, насосные установки, компрессоры. С физической точки зрения между шумом и вибрацией принципиальных различий нет. Разница заключается в восприятии: вибрация воспринимается вестибулярным аппаратом и средствами осязания, а шум органами слуха. Колебания механических тел с частотой менее 20 Гц воспринимаются как вибрация, более 20Гц - как вибрация и звук.  
Продолжительному воздействию вибрации могут подвергаться работающие с ручным механизированным инструментом ударного или вращательного действия. К ним относятся обрубщики металлического литья, рубщики металла, клепальщики, формовщики, бурильщики, камнерезчики, шлифовщики, полировщики, наждачники, заточники, слесари-сборщики. Болезнь встречается у вальщиков и раскряжевщиков леса при работе с моторными и электрическими пилами, у рихтовщиков, работающих на станках динамического наклепа, у формовщиков-бетонщиков при виброуплотнении бетона и т. д.

Физическая характеристика вибрации.  
Основными физическими характеристиками вибрации являются амплитуда (наибольшее отклонение от положение равновесия) А, м; частота колебаний f, Гц (число колебаний в секунду); колебательная скорость V, м/с; ускорение колебаний W, м/с2; период колебаний Т, сек.  
Учитывая, что при любом колебательном движении непрерывно изменяется скорость и ускорение (наибольшие на осевой линии колебания и наименьшие в крайних позициях), вибрацию оценивают по скорости и ускорению.  
Для вибрации отсчет децибел ведется от условной опорной виброскорости, равной 5∙108 м/с, виброускорения – 3∙104 м/с2.  
Виброскорость и виброускорение выражаются в дБ относительно их нулевых порогов. При этом порог восприятия вибрации составляет около 70 дБ.  
Виброскорость и виброускорение оцениваются в пределах стандартных октав со среднегеометрическими частотами – 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250 Гц и выше. Вибрация с частотой до 32 Гц относится к низкочастотной, а более 32 Гц – к высокочастотной.  
Преимущества одночисловых интегральных показателей, таких, как доза или эквивалентный уровень, определили интерес исследователей к дозовой оценке вибрации. Если для шума этот подход достаточно обоснован, что нашло отражение в стандарте ИСО R-1999 (1971 г.), то в отношении вибрации имеются лишь единичные работы экспериментального плана.  
Вибрационная болезнь - профессиональное заболевание, отличающееся полиморфностью клинической симптоматики и особенностью течения. Основным этиологическим фактором этой болезни является производственная вибрация; значительную роль в её развитии играют также сопутствующие профессиональные факторы: шум, охлаждение, значительное статическое напряжение мышц плеча и плечевого пояса, вынужденное положение тела, которые могут способствовать более быстрому развитию патологического процесса и обусловить особенности клинической картины. Вибрационная болезнь занимает ведущее место среди всех профессиональных заболеваний и чаще встречается у рабочих машиностроительной, металлургической, строительной, авиа- и судостроительной, горнодобывающей промышленности, занятых в сельском хозяйстве, на транспорте и в других отраслях народного хозяйства. Продолжительному воздействию вибрации могут подвергаться работающие с ручным механизированным инструментом ударного или вращательного действия. К ним относятся обрубщики металлического литья, рубщики металла, клепальщики, формовщики, бурильщики, камнерезчики, шлифовщики, полировщики, наждачники, заточники, слесари-сборщики. Болезнь встречается у вальщиков и раскряжевщиков леса при работе с моторными и электрическими пилами, у рихтовщиков, работающих на станках динамического наклепа, у формовщиков-бетонщиков при виброуплотнении бетона и т. д.

Влияние данной вибрации сказывается при виброуплотнении бетона в железобетонном и строительном производствах, в текстильной промышленности, а также при обслуживании транспорта и сельскохозяйственной техники. В зависимости от источника возникновения выделяются следующие категории вибрации:

• транспортная, действующая на операторов подвижных машин и транспортных средств при их движении по местности и дорогам;
• транспортно-технологическая - действие которой распространяется на операторов машин с ограниченным перемещением, промышленных площадок, горных выработок;
• технологическая вибрация, действию которой подвергаются операторы стационарных машин;

Кроме того, она может передаваться на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Особенно сложный характер приобретает общая вибрация при работе на подвижных составах железнодорожного транспорта, на тракторах и др. В этих условиях чаще всего вибрация имеет толчкообразный характер. В производственных условиях может наблюдаться сочетание локальной и общей вибрации. Так, комбинированное воздействие с преобладанием локальной вибрации проявляется при работе ручными машинами, когда передача колебаний по телу осуществляется не только через верхние, но и через нижние конечности, грудь, спину и другие части тела в зависимости от рабочей позы и конструкции инструмента. В других случаях может преобладать общая вибрация, например при формовке железобетонных изделий на виброплатформах с одновременным ручным разравниванием бетонной массы.

Механические  колебания (вибрация) воспринимаются всеми тканями организма, но главным образом нервной и костной, причем последняя является хорошим проводником и резонатором вибрации. Наиболее чувствительны к воздействию вибрации нервные окончания, прежде всего рецепторы кожного покрова дистальных отделов рук, подошвенной поверхности стопы. В передаче вибрационных раздражений принимает участие вестибулярный аппарат. Вибрации высоких частот могут оказывать на слуховой аппарат действие, близкое к действию шума. Выявлено потенцирование биологического эффекта при совместном действии вибрации и шума.

Степень восприятия человеком механических колебаний, совершаемых в различных  плоскостях, зависит от положения  тела. Так, в положении стоя человек  более чувствителен к вертикальным колебаниям, в положении лёжа - к  горизонтальным. Частота вибрации определяет не только характер изменения тонуса сосудов, но и нарушение вибрационной и болевой чувствительности. Действие на организм вибрации низкой частоты и больших амплитуд в основном связано со смещением тела и его отдельных органов в пространстве, а также с раздражением вестибулярного аппарата. Определенную роль в реакции организма на воздействие механических колебаний играет биологически присущая организму в целом и отдельным органам и тканям резонансная частота. Так, установлено, что для тела она в среднем равна 6 Гц, для головы и желудка - 8 Гц. Под влиянием вибрации низких частот (до 16 Гц) сдвиги, возникающие в функциональном состоянии организма, рассматриваются как состояние укачивания («болезнь движения»). Такое состояние чаще наблюдается у работников различных видов транспорта: железнодорожного, морского, авиационного, при использовании самоходных транспортных средств. Укачивание развивается, по-видимому, по принципу суммации физиологических эффектов, связанных с раздражением анализаторов, осуществляющих анализ пространства. Следовательно, при знакомстве с санитарно-гигиенической характеристикой условий труда рабочих виброопасных профессий необходимо детальное выяснение формы, характера и времени воздействия вибрации.

Патогенез:

Сложность патогенеза вибрационной болезни объясняется  своеобразием её клинического проявления. Как правило, при данном заболевании  наблюдаются изменения сердечнососудистой и нервной системы, опорно-двигательного  аппарата и обменных процессов. В  основе развития патологии лежат сложные механизмы нейрогуморальных и нервно-рефлекторных расстройств. Ещё в процессе филогенеза у человека сформировались механизмы, охраняющие от сотрясения жизненно важные органы и системы. Однако при длительном воздействии вибрация может преодолевать этот защитный барьер и приводить к возникновению многообразных изменений. Доказано, что вибрация оказывает общебиологическое действие на любые клетки, ткани и органы. Являясь сильным раздражителем, она воспринимается, по-видимому, особыми нервными окончаниями - рецепторами вибрационной чувствительности. Установлено, что после воздействия вибрации в тельцах Фатера-Пачини могут развиться глубокие необратимые изменения. Длительное воздействие вибрации на рецепторы вибрационной чувствительности создаёт условия для нарастания возбудимости соответствующих вышележащих центров. Под влиянием афферентных импульсации рефлекторно возникают реакции в нейронах спинного мозга, симпатических ганглиях, ретикулярной формации ствола головного мозга, в том числе и на различных уровнях вегетативно-сосудистых центров. В результате нарушения регулирующих влияний центральной нервной системы (ЦНС) на сосудистый тонус, в частности на состояние регионарного кровообращения, наблюдаются специфические проявления ангиоспазма. Чем больше изменена вибрационная чувствительность, тем значительнее выражен спазм сосудов. Не исключаются прямое механическое повреждение и раздражение гладкомышечных клеток сосудов, что способствует их спазму или атонии. В дальнейшем развиваются изменения дистрофического характера. Патологический процесс при этом носит в целом характер ангиотрофоневроза, который на определенной стадии имеет тенденцию к генерализации. В то же время трофические нарушения касаются преимущественно нервно-мышечного и опорно-двигательного аппарата, особенно мышц плечевого пояса, костей и суставов. Установлено, что вибрация прежде всего способна вызывать рефлекторное нарушение вегетативно-сосудистой регуляции, связанной с состоянием спинномозговых ганглиев и вегетативных центров, расположенных как в боковых рогах спинного мозга, так и на более высоких уровнях. При этом имеет значение нарушение деятельности ретикулярной формации промежуточного мозга и механизмов регуляции гомеостаза. Вибрация, вызывая различной степени выраженности биологические эффекты в состоянии рецепторных аппаратов почти всех тканей, а также периферических нервов, может рассматриваться как специфический раздражитель вибрационного анализатора. Параллельно с прогрессирующим снижением вибрационного восприятия при вибрационной болезни нарушается болевая, тактильная и температурная чувствительность. Это объясняется тем, что спинномозговые, таламические и корковые центры вибрационной чувствительности у человека по локализации близки к сосудодвигательным центрам, а также к центрам болевой и температурной чувствительности. Поэтому возбуждение вибрационных центров иррадиирует на соседние области, в первую очередь на сосудодвигательный центр, изменяя функциональное состояние периферических сосудов. В дальнейшем при развитии заболевания из вибрационных центров, находящихся в состоянии застойного возбуждения (парабиоз), раздражение иррадиирует на сосудодвигательный, болевой и температурный центры.

В экспериментальных  условиях удалось доказать, что наряду с парабиозом у животных при длительном воздействии вибрации отмечался и паранекроз, который сопровождался нарушением биохимизма. Так, в мышечных волокнах наблюдались изменения соотношения нуклеиновых кислот (РНК и ДНК), нарушение процессов окислительного фосфорилирования, в частности снижение активности сукцинатдегидрогеназы. Значительно позднее появились морфологические изменения в клетках, ядрах, распад и рассасывание мышечных волокон. Наряду с нарушением обменных процессов в периферической и центральной нервной системе у экспериментальных животных отмечали дистрофические изменения - демиелинизацию и распад осевых цилиндров.

Следовательно, в основе вибрационной болезни лежит  сложный механизм нервных и рефлекторных нарушений, которые могут привести к развитию очагов застойного возбуждения и стойким последующим изменениям как в рецепторном аппарате, так и в различных отделах ЦНС (головной и спинной мозг, симпатические ганглии). Наиболее характерны изменения систем, регулирующих сосудистый тонус. Существенную роль в патогенезе вибрационной болезни играют как специфические, так и неспецифические реакции, отражающие адаптационно-компенсаторные процессы организма. Клинико-экспериментальными исследованиями установлена взаимообусловленность нейрогуморальных и нервно-рефлекторных нарушений в зависимости от степени выраженности патологического процесса.

При вибрационной болезни могут нарушаться обычные  соотношения во взаимодействии адрено- и холинореактивных структур головного  мозга, приводящие к значительному  повышению тонуса всей неспецифической восходящей активирующей ретикулярной формации. Как правило, повышается функциональная активность симпатико-адреналовой системы, что выражается выделением значительного количества симпатических медиаторов. Так, наряду с повышением экскреции адреналина и норадреналина у больных вибрационной болезнью отмечается повышенное содержание в суточной моче их биологических предшественников - ДОФА и дофамина. Увеличение выделения катехоламинов в начальных стадиях воздействия вибрации, по-видимому, связано с активацией механизмов гомеостаза, а также перераздражением периферических вегетативных образований. При прогрессировании болезни обнаруживается тенденция к снижению экскреции катехоламинов и их биологических предшественников, которая может быть расценена как признак наступающего истощения симпатико-адреналовой системы. Все это объясняется фазностью реакций организма на воздействие повреждающих факторов. Снижение активности симпатико-адреналовой системы в выраженных стадиях вибрационной болезни наступает вследствие ослабления адаптационных возможностей, а также непосредственного повреждения периферических и центральных вегетативных образований.

При вибрационной болезни возможно развитие гипоталамических нарушений. Для них характерна неустойчивость показателей обмена катехоламинов, более выраженная во время вегетативных кризов или при функциональных пробах. Одним из ранних признаков воздействия вибрации является изменение гемодинамики и морфологии микроциркуляторного ложа. В то же время генез наблюдаемой висцеральной патологии при вибрационной болезни остаётся не до конца выясненным. Функциональные нарушения деятельности сердца, пищеварительных желёз (гастриты, дискинезии кишечника), нарушения обмена веществ - углеводного, белкового, фосфорного и витаминного, как правило, неспецифичны и могут быть объяснены рефлекторными отклонениями в функциональном состоянии вегетативных центров, регулирующих деятельность этих органов и систем.

Классификация:

Клиническая картина вибрационной болезни характеризуется полиморфностью, полисиндромностью и не всегда специфична. Формирование её зависит от длительности действия и параметров вибрации, места и площади соприкосновения с вибрирующим источником. Большое значение имеют влияние дополнительных факторов производственной среды и индивидуальная резистентность организма. В зависимости от этого клиническая симптоматика проявляется в виде различных форм и синдромов. Одна из первых классификаций по степени выраженности патологического процесса (стадии) была предложена Э.А. Дрогичиной и Н.Б. Метлиной в 1959 г. Однако в дальнейшем появилась необходимость дифференцированной оценки биологического действия вибрации в зависимости от её спектра и места приложения. Так, в 1963 г. была предложена классификация Е. Ц. Андреевой-Галаниной и В. Г. Артамоновой. Авторы рассматривали вибрационную болезнь в виде трёх форм заболевания:

1. вибрационная болезнь от воздействия локальной вибрации;
2. вибрационная болезнь от воздействия «комбинированной» вибрации - локальной и общей;
3. вибрационная болезнь от общей вибрации.

В своей классификации авторы попытались отразить клиническую симптоматику вибрационной патологии в зависимости  от степени выраженности, формы проявления и главное спектральной характеристики действующей вибрации и места её приложения. По степени выраженности патологического процесса условно были выделены 4 стадии заболевания:

I - начальная (лёгкие явления);

II - умеренно выраженная;

III - выраженная;

IV - генерализованная (крайне редко).