Какой частотный диапазон локальной вибрации считается критическим для риска развития вибрационной болезни

Частотный диапазон локальной вибрации, который считается критическим для риска развития вибрационной болезни, обычно составляет от 5 до 2000 Гц. В этом диапазоне воздействие вибрации на организм может привести к различным нарушениям, включая синдром вибрационной болезни, который характеризуется поражением сосудов и нервов конечностей.

Особенно опасны высокочастотные колебания (от 30 до 50 Гц), так как они могут вызвать спазмы сосудов и вызвать профессиональные заболевания у работников, использующих виброинструменты. Понимание этих частотных характеристик помогает в разработке мер по профилактике и снижению риска вибрационных заболеваний.

Вибрационная болезнь часто развивается в результате нарушений в работе рецепторов и нервной системы, и чаще всего проявляется при длительном воздействии этого типа раздражителя. Для ее лечения необходимо осуществить комплексную диагностику пациента, а затем провести многофакторную терапию.

Патогенез вибрационной болезни заключается в том, что данный раздражитель воздействует на организм в целом. Под его влиянием в клетки поступает недостаточно кислорода и питательных веществ, а также нарушаются процессы вывода метаболитов. Это приводит к развитию нарушений в работе сосудов и изменениям гормонального фона. В дальнейшем к этим проблемам добавляются расстройства сосудистого тонуса и повреждения периферических нервных волокон.

Кости и нервные окончания наиболее подвержены влиянию вибрации. Поэтому в первую очередь страдают ладони и ступни пациента. Деятельность вестибулярного аппарата и органов слуха также претерпевает серьезные нарушения. Кроме того, под воздействием вибрации увеличивается выделение гормона норадреналина, избыток которого приводит к сужению артерий и вен. Если человек подвергается воздействию низких частот, около 16 Гц, то у него может развиться состояние, схожее с морской болезнью.

Постоянное воздействие сильных раздражителей на механорецепторы вызывает деформацию клеток. Это приводит к еще большему ущербу для периферической нервной системы, которая начинает влиять на центральную, включая головной и спинной мозг. Их функционирование нарушается, что может вызвать повышенную предрасположенность к судорогам и развитие сосудистых заболеваний.

Медицинские специалисты выделяют разные формы вибрационной болезни, которые могут возникать под воздействием как локальных, так и общих факторов.

Первая форма развивается из-за использования индустриальных инструментов и затрагивает верхние конечности и стопы. Это может приводить к нарушениям в работе опорно-двигательного аппарата, негативным изменениям в состоянии нервных рецепторов, полинейропатии с нарушениями чувствительности и проблемам с кровообращением.

Вторая форма появляется при работе на транспорте или с мощными техническими средствами. Их воздействие может вызвать межпозвоночные грыжи, сенсорные нарушения и синдром Рейно, проявляющийся снижением чувствительности в удаленных частях тела.

Причины вибрационной болезни

• металлосварочной;
• ремонтной;
• рудной;
• сельскохозяйственной;
• строительной;
• транспортной.

Согласно 10-й редакции МКБ, вибрационная болезнь классифицируется под кодом T75.2.

Ее основная причина заключается в воздействии интенсивных механических импульсов. Наиболее серьезные последствия наблюдаются при влиянии частот в диапазоне от 16 до 200 Гц. Если рабочие условия человека являются неблагоприятными и сопряжены с тяжелыми климатическими, производственными или шумовыми факторами, то симптомы заболевания могут усиливаться.

Причины и механизм развития вибрационной болезни

Главная причина возникновения вибрационной болезни заключается в воздействии механических колебаний (вибраций) на организм. Особенно чувствительны к этому влиянию нервные и костные ткани. В первую очередь вибрация затрагивает периферические рецепторы, находящиеся в коже рук и подошвах ног.

Негативные эффекты также наблюдаются у рецепторов вестибулярного анализатора, расположенных в ушном лабиринте. Влияние высокочастотной вибрации похоже на шум. Это приводит к увеличению выработки норадреналина, избыток которого приводит к сужению сосудов. Клинически это проявляется в ощущении укачивания, что наиболее часто наблюдается у водителей транспортных средств.

Кроме механических колебаний, возникновению вибрационной болезни могут содействовать и другие неблагоприятные факторы профессиональной деятельности, среди которых можно выделить вынужденное положение, статическое напряжение мышц, шумовое воздействие, работа в условиях низкой температуры и так далее.

Основой патогенеза данного заболевания является постоянное раздражение механорецепторов и деформация телец Фатера–Пачини, что в свою очередь приводит к чрезмерной стимуляции нервных центров, вызывая функциональные нарушения. При вибрационной болезни происходит сбой в регулировке сосудистого тонуса, что может привести к ангиоспазму и развитию артериальной гипертензии. Изменения в сосудистой системе оказывают негативное влияние на трофические процессы, вызывая нарушения питания в тканях опорно-двигательного и нервно-мышечного аппаратов.

Классификация вибрационной болезни

В зависимости от причин, способствующих развитию вибрационной болезни, можно выделить три формы, которые могут проявляться:

• в результате воздействия локальной вибрации;
• в ходе действия общей вибрации;
• при сочетанном воздействии локальной и общей вибрации.

Существуют четыре степени тяжести заболевания: начальная, умеренная, выраженная и генерализованная (последняя диагностируется очень редко).

Различают общую и локальную вибрацию, которая может способствовать возникновению различных симптомов вибрационной болезни.

Общие сведения

Вибрационная болезнь является профессиональным заболеванием. Она возникает у работников, занятых механизированным ручным трудом с использованием инструментов, которые действуют ударным или вращательным образом. Наиболее часто вибрационная болезнь диагностируется у специалистов в таких отраслях, как горнодобывающая, строительная, металлургическая, судостроительная и авиастроительная, а В транспортном секторе и сельском хозяйстве. В список профессий с высоким риском развития вибрационной болезни входят: бурильщики, полировщики, камнерезчики, шлифовщики, асфальтоукладчики, обрубщики, водители трамваев и другие. Клинические проявления вибрационной болезни зависят от частоты и характера вибрации (общей или локальной) а также от дополнительных факторов, таких как уровень шума, вынужденное положение тела, охлаждение и другие.

Причины и механизм развития вибрационной болезни

Главной причиной возникновения вибрационной болезни является влияние механических колебаний — вибрации. Наиболее негативное воздействие оказывают колебания с частотой от 16 до 200 Гц. Развитие вибрационной болезни происходит быстрее при одновременном воздействии вибрации и других неблагоприятных условий труда. К таким условиям относятся: необходимость поддерживать неудобное положение тела, повышенный шум, работа в холоде, статическое напряжение мышц и тому подобное.

Вибрация затрагивает все ткани человеческого организма, однако наибольшей восприимчивостью к ней обладают нервная и костная ткани. В первую очередь вибрация влияет на периферические рецепторы, расположенные в коже ладоней и подошвах ног. Кроме того, механические колебания воздействуют на рецепторы вестибулярного анализатора, которые находятся в ушном лабиринте.

Вибрация высокой частоты создает шумоподобное воздействие на слуховые органы. Это способствует выделению норадреналина, избыточное количество которого вызывает сужение сосудов. Механические колебания с низкой частотой (до 16 Гц) приводят к ощущению укачивания, что часто отмечается у работников различных транспортных средств.

Вибрационная болезнь возникает из-за постоянного воздействия вибрации, вызывающего раздражение механорецепторов и деформацию телец Фатера–Пачини. Это приводит к перераздражению высших нервных центров, таких как симпатические ганглии, спинной мозг и ретикулярная формация, что нарушает их нормальную деятельность. Признаки нарушения функции центральной нервной системы при вибрационной болезни в первую очередь проявляются в дисфункции регуляции сосудистого тонуса, что вызывает ангиоспазм и гипертензию. Из-за ангиоспазма нарушается питание тканей, особенно в области опорно-двигательного и нервно-мышечного устройств. Таким образом, вибрационная болезнь имеет характеристики ангиотрофоневроза, который может распространяться на более обширные области.

Симптоматика вибрационной болезни

Признаки зависят от разновидности и стадии прогрессирования болезни. К числу наиболее ранних симптомов относятся: онемение и покалывание в руках и пальцах, болезненные ощущения в конечностях при воздействии влаги или холода, постоянная боль в кистях, покраснение рук и пальцев, а также снижение силы в руках. Часто люди испытывают трудности с выполнением мелких моторных задач, таких как нажатие кнопок или сбор мелких объектов. По мере ухудшения состояния симптомы становятся более выраженными.

Длительное воздействие вибраций приводит к различным повреждениям сосудов и нервных окончаний у людей, поэтому симптомы вибрационной болезни могут отличаться у разных пациентов (к тому же они зависят от того, подвергались ли воздействиям локальные или общие вибрации). У некоторых больных проявления этой болезни могут затрагивать не только руки, но и другие части тела, например, могут возникать боли в ногах или головные боли, а также наблюдаться проблемы со зрением и вегетативные кризы. Вибрационная болезнь может вызывать дополнительные симптомы, такие как бессонница или депрессия, тахикардия или вегетативно-сосудистая дистония, повреждение головного мозга и костей и прочее.

Профилактика вибрационной болезни

Для предотвращения развития вибрационной болезни рекомендуется использование специализированных защитных перчаток и проведение терапевтического массажа.

На самых ранних стадиях этого заболевания неврологи имеют возможность обратить вспять процесс повреждения или остановить его до возникновения серьезных симптомов. Однако, вибрационная болезнь считается хроническим недугом, и главной задачей медиков становится замедление прогрессирования болезни и облегчение состояния пациента, снижая проявление болезненных симптомов.

Диагностика

Диагностика вибрационной болезни осуществляется неврологом, а в некоторых случаях совместно с гастроэнтерологом, кардиологом, сосудистым хирургом, отоларингологом и флебологом. Процесс обследования носит комплексный характер, проходит в несколько этапов и включает следующие моменты:

• Сбор информации о прогрессировании заболевания, условиях труда и жизни, ранее перенесенных патологиях и травмах, а также о наследственных факторах.
• Неврологическое обследование, которое включает холодовую пробу, электрофизиологическое тестирование сердца и оценку микроциркуляции, а также активность мышечной и нервно-мышечной передачи.
• Аппаратные методы диагностики. По необходимости проводятся желудочное зондирование, ультразвуковое исследование печени и электроэнцефалография. Для диагностики нарушений слуха назначаются аудиометрия, электрокохлеография и акустическая импедансометрия.

При проведении диагностики важно выделить вибрационную болезнь и отличить её от синдрома Рейно, радикулита, полимиозита, полиневропатии, а также исключить наличие инфекционных заболеваний центральной нервной системы.

Клинические специалисты ЦМРТ используют следующие методы для подтверждения диагноза вибрационной болезни:

• УЗДГ (ультразвуковая допплерография)
• КТ (компьютерная томография)
• МРТ (магнитно-резонансная томография)
• УЗИ (ультразвуковое исследование)
• УЗДС (дуплексное сканирование)
• Компьютерная топография позвоночника Diers
• Чек-ап (комплексное обследование организма)

К какому врачу обратиться

Лечением вибрационной болезни занимается невролог. Специалист разрабатывает набор мероприятий, при необходимости вносит изменения в терапевтический план и предоставляет советы по ограничению определённых физических нагрузок.

Для успешной терапевтической работы с вибрационной болезнью необходимо исключить воздействие вибраций на тело, а также избежать переохлаждения, чрезмерных физических нагрузок и травм. Лечение включает применение как медикаментов, так и физиотерапевтических методов. В зависимости от проявляющихся симптомов пациентам назначают: ганглиоблокаторы, препараты, снижающие влияние ацетилхолина, сосудорасширяющие средства и анальгетики для устранения болевых ощущений. При наличии неврологических проблем используются седативные препараты, антидепрессанты, а также биогенные стимуляторы; при нарушениях в работе сердечно-сосудистой системы показаны антиагреганты, диуретики, бета-адреноблокаторы, антитромбозные средства и сердечные гликозиды. В дополнение к медикаментозной терапии проводятся процедуры электрофореза с новокаином, диадинамические токи, массажи, водные процедуры, иглоукалывание, лазерные терапии и грязевые аппликации, а также лечебные ванны.

Что же такое шум и вибрация, и как они влияют на здоровье человека?

Шум представляет собой неприятный или нежелательный звук, либо сочетание звуков, которые препятствуют восприятию полезных сигналов, нарушают спокойствие и оказывают негативное или раздражающее влияние на человека, что в свою очередь снижает его продуктивность.

Избыточная шумовая нагрузка существенно уменьшает работоспособность, снижает качество отдыха, может привести к хронической усталости и даже глухоте.

Шум может вызвать физиологические изменения, приводящие к различным нарушениям в работе сердечно-сосудистой системы, а также к болезням, связанным с железами внутренней секреции и дыхательными путями, что обусловлено общей нервной напряженностью. Он обладает способностью накапливаться в организме, вызывая разнообразные болезни и негативные изменения в состоянии здоровья. При длительном воздействии избыточного шума снижается иммунная защита, что приводит к увеличению числа заболеваний и повышению раздражительности. Однако в первую очередь, чрезмерный шум способствует ухудшению слуха, вплоть до полной потери.

Шум отвлекает внимание и значительно негативно сказывается на эффективности работы и трудоспособности. Особенно его влияние заметно при выполнении умственных задач. Значительный уровень шума уменьшает продуктивность умственной деятельности более чем в полтора раза, в то время как у людей, занимающихся физическим трудом, это снижение составляет почти одну треть. Кроме того, информация, полученная на фоне выраженного шумового загрязнения, плохо запоминается и остается лишь в пассивной форме (распознаваемой в тексте), а не в активной. Шум нарушает концентрацию, мешает сосредоточиться на важных аспектах и затрудняет процесс принятия нужных решений.

Акустический шум измеряется и нормируется в звуковом диапазоне с октавными полосами частот от 31,5 до 8000 Гц, в инфразвуковом диапазоне — в октавных полосах от 2 до 16 Гц, а в ультразвуковом диапазоне — в третьоктавных полосах частот от 12,5 до 100 кГц.

Примеры шумового воздействия

Реактивный двигатель при старте (на расстоянии 25 м)

Разрыв барабанных перепонок

Удар грома, ткацкий станок, рок-музыка, сирена (близкое расстояние), цепная пила

Порог болевых ощущений у человека

Метро, подвесной двигатель, газонокосилка, мотоцикл (на расстоянии 8 м), трактор, полиграфическое предприятие, отбойный молоток, мусоровоз

Серьезная опасность для слуха

(при длительности воздействия 8 часов)

Оживленная городская улица, дизельный грузовик, хлопкопрядильная машина

Опасность для слуха (при длительности воздействия 8 ч), плохая слышимость

Уборка мусора, стиральная машина, типичная фабрика, товарный поезд (на расстоянии 15 м), посудомоечная машина, миксер

Возможноя угроза для слуха

Скоростная автомагистраль (на расстоянии 15 м), пылесос, шумный офис, вечеринка, телевизор

Беседа в ресторане, стандартный офис, музыкальное сопровождение, трели птиц

Уютный пригород (в дневное время), общение в гостиной

Незначительное воздействие на слух

Библиотека, сдержанное музыкальное сопровождение

Малозаметное воздействие

Тихая сельская местность (ночью)

Малозаметное воздействие

Шептание, шуршание листвы

Малозаметное воздействие

Вибрация представляет собой механические ритмичные колебания упругих тел. Обычно под вибрацией подразумевают нежелательные колебания. Аритмичные колебания называются толчками. Вибрация распространяется за счет передачи энергии колебаний от одних частиц к соседним.

Энергия в любой момент времени пропорциональна квадрату скорости колебательного движения, поэтому интенсивность вибрации, а соответственно и поток вибрационной энергии, можно оценить по величине скорости. Учитывая, что скорости колебательного движения варьируются от нуля до максимума, для оценки используются не мгновенные максимумы, а среднеквадратичное значение за период колебания или измерения.

В отличие от звука, вибрация воспринимается различными частями тела и органами. Например, при низкочастотных колебаниях (до 15 Гц) поступательная вибрация улавливается отолитами, а вращательная — вестибулярным аппаратом внутреннего уха. Когда тело вступает в контакт с твердым вибрирующим объектом, вибрация ощущается нервными окончаниями кожи.

Чувствительность к механическим колебаниям определяется биомеханической реакцией человеческого тела, которое можно рассматривать как механическую колебательную систему с собственным резонансом и резонансами различных органов. Эти факторы формируют строгую частотную зависимость многих биологических эффектов воздействия вибрации. Например, у сидящего человека резонансные частоты, вызывающие неприятные ощущения из-за вибрации, находятся в диапазоне 4-6 Гц, в то время как у стоящего человека — в диапазоне 5-12 Гц.

Человек способен воспринять вибрации с частотой от долей герца до 800 Гц; высокочастотные вибрации воспринимаются как ультразвуковые колебания, при этом возникает ощущение тепла. Он может ощущать колебательные скорости с различиями в 10 000 раз. Исходя из этого, интенсивность вибрации часто измеряется как уровень колебательной скорости (виброскорости) в децибелах, аналогично тому, как это делается с шумом. Пороговая колебательная скорость составляет 5 • 10″e;8 м/с, что соответствует пороговому звуковому давлению в 2 • 105 Н/м2.

Влияние вибрации на здоровье зависит от её уровня (или расстояния до источника низкочастотных колебаний), времени суток, возраста, вида деятельности и состояния здоровья человека.

Основная часть.

Громкость звука. Уровень шума и источники его возникновения.

«Шум» понимается как случайное смешение звуков.

Физическая мера громкости звука выражается в уровне звукового давления, который измеряется в децибелах (дБ). Шум представляет собой физический фактор, который необходимо контролировать на всех рабочих местах.

Ключевой характеристикой шума является его частота, которая определяется в Герцах (Гц). Человеческое ухо воспринимает звук в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Звуки, находящиеся ниже этого диапазона, называются инфразвуком, а те, что выше – ультразвуком.

Тему инфразвука и ультразвука мы обсудим в отдельной статье.

Скорость звука и расстояние его распространения.

Приблизительная скорость слышимого звука средней частоты (в диапазоне 1-2 кГц) и максимальная дальность его распространения в различных средах: в воздухе — 344.4 метра в секунду (при температуре 21.1 градуса Цельсия) и примерно 332 м/с при нулевой температуре; в воде — около 1.5 километра в секунду; в деревянных материалах твёрдых сортов — примерно 4-5 км/с вдоль волокон и на 50% меньше поперёк.

При температуре 20 °C скорость звука в пресной воде составляет 1484 м/с (при 17 °C — 1430 м/с), в морской воде — 1490 м/с.

Скорость звука в металлах и других твёрдых веществах (приведены значения только самых быстрых продольных упругих волн): в нержавеющей стали — 5.8 километров в секунду; чугуне — 4.5 км/с; льду — 3-4 км/с; меди — 4.7 км/с; алюминии — 6.3 км/с; полистироле — 2.4 км/с.

При увеличении температуры и давления tốc độ звука в воздухе увеличивается. В жидкостях наблюдается обратная зависимость от температуры.

Скорости распространения упругих продольных волн в горных породах в м/с: — почва — 200-800; — сухой/влажный песок — 300-1000 / 700-1300; — глина — 1800-2400; — известняк — 3200-5500.

Частотные диапазоны звука

Подкатегории спектра звуковых частот, на которые ориентированы фильтры двух- или трёхполосных акустических систем: низкие частоты — до 400 Герц; средние частоты — 400-5000 Гц; высокие частоты — 5000-20000 Гц.

Если городской житель, привыкший к постоянному шумовому фону, окажется на некоторое время в полной тишине (например, в сухой пещере, где уровень шума составляет менее 20 дБ), он может столкнуться с депрессивными состояниями, а не с расслаблением.

На распространение звука вдоль поверхности земли существенно влияют высокие преграды (такие как горы, здания и другие сооружения), а также направление и скорость ветра, вместе с рядом дополнительных факторов, среди которых пониженное атмосферное давление и высокая температура и влажность воздуха. Обычно расстояния, на которых громкий звук практически не воспринимается, варьируются от 100 метров (в условиях наличия высоких преград или в плотном лесу) до 300-800 метров на открытых местностях. При попутном среднем ветре эта дальность может увеличиваться до километра и более. На большом расстоянии высокие частоты «теряются» (быстрее поглощаются и рассеиваются), в то время как низкочастотные звуки сохраняются. Максимальное расстояние, на котором инфразвук средней силы (не слышимый человеком, но влияющий на организм) может распространяться, составляет десятки и сотни километров от источника.

Уровень затухания (коэффициент поглощения) акустических волн средней частоты (примерно 1-8 кГц) при нормальных атмосферных условиях и температуре, над участками с низкой травой, в степи составляет примерно 10-20 дБ на каждые 100 метров. Поглощение звука пропорционально квадрату частоты звуковых волн.

Если во время грозы вы наблюдали яркую молнию и спустя 12 секунд услышали первый гром, это указывает на то, что молния ударила примерно на четырёх километрах от вас (340 * 12 = 4080 м). В грубых расчетах считается, что звук идет три секунды на каждый километр расстояния (в воздухе) до источника звука.

Направление распространения звуковых волн изменяется в сторону уменьшения скорости звука (рефракция в градиенте температуры). Это означает, что в солнечный день, когда температура воздуха у поверхности земли выше, чем на высоте, линия распространения звуковых волн изгибается вверх. Однако если верхний слой атмосферы окажется теплее, чем у земли, звук будет направляться вниз и станет слышен лучше.

Дифракция звука представляет собой процесс, при котором звуковые волны огибают препятствия, размеры которых сопоставимы или меньше длины волны. Если размеры препятствия значительно превышают длину волны, звук будет отражаться (угол отражения равен углу падения), что приводит к образованию за препятствием зоны акустической тени.

Отражения звуковой волны, её преломление и дифракция приводят к образованию многократного эха (реверберации), что существенно сказывается на восприятии речи и музыки как в помещении, так и за его пределами. Это учитывается при звукозаписи для достижения натурального звучания. Для этого используются малогабаритные микрофоны с четкой направленностью, размещенные в оптимально близких зонах стереокартины для записи прямого звука, а затем происходит сведение и микширование «сухой» записи с помощью цифрового процессора. Альтернативно могут использоваться микрофоны, установленные на равном расстоянии от источника, которые хорошо настроены для записи отраженных звуков.

Самые громкие города России. К таким относятся многие областные и районные центры, а также практически все крупные транспортные узлы и жилые комплексы, расположенные вдоль проспектов и вблизи аэропортов. В этот список входят: Москва, Санкт-Петербург, Красноярск, Ростов-на-Дону, Челябинск, Екатеринбург, Пермь, Иркутск, Ярославль, Воронеж, Новокузнецк, Нижний Тагил, Магнитогорск, Омск, Уфа, Самара, Нижний Новгород, Новосибирск, Мурманск, Тула, Ульяновск, Кемерово.

Главные источники шума в городах — это трамваи, легковой и грузовой транспорт, функционирующие промышленные предприятия и пролетающие на малой высоте самолеты. Даже агенты по недвижимости.adjustируют стоимость объектов в зависимости от уровня шума в районе продажи или аренды квартир.

С тенденцией, связанной с увеличением числа автомобилей на дороге, уровень городского шума продолжает возрастать. Ситуация осложняется громкими звуками, исходящими от низкочастотных автомобильных магнитол и акустических систем, работающих из открытых окон многоэтажных зданий.

В случае, если местные власти решают перенаправить потоки грузового транспорта на удаленные объездные пути, находящиеся за пределами населённых пунктов, а внутригородские грузовые перевозки разрешаются исключительно в строго установленные часы и только по специально определённым улицам, это может значительно улучшить экологическую обстановку и повысить качество жизни горожан.

Шум от кондиционеров.

Современные кондиционеры, работающие в режиме низкого шума (который разработан для использования в ночное время), обычно не преодолевают допустимый уровень звука, установленный для жилых помещений. Однако это правило можно соблюдать только для внутренних (комнатных) блоков системы. Внешние (уличные или оконные) блоки, содержащие компрессор и вентилятор, установленные на улице, создают значительно больше шума, что может восприниматься как «громкий звук на всю улицу». В руководствах к внешним блокам указаны уровни шума в децибелах, но они зачастую оказываются несущественными. Для соседей, чьи окна выходят на ту же сторону многоквартирного дома, это становится реальной проблемой и источником дискомфорта.