Волновые процессы чрезвычайно широко распространены в природе

машины и оборудование, станки, транспортные средства. Вибрацию   широко

применяют   не   только в  технике, но и в медицине для лечения   некоторых

нервных   и   мышечных заболеваний (вибротерапия,  вибромассаж).

Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической  активностью.

Характер, глубина и направленность физиологических сдвигов различных  систем

организма определяются уровнями, спектральным составом вибрации, а также

физиологическими свойствами тела человека. В генезисе этих реакций  важную

роль играют анализаторы - вестибулярный, двигательный, зрительный, кожный и

др.

Следует отметить важную роль биохимических  свойств человеческого тела в

субъективном восприятии вибрации. Действие вибрации на организм опосредуется

следующими явлениями: физическим воздействием на поверхность контакта;

распространением колебаний по тканям; непосредственной реакцией на

воздействия в органах и тканях, а также раздражением механорецепторов,

вызывающим нейрорецепторные и субъективные реакции.

В настоящее время накоплен экспериментальный  и клинический материал,

подчеркивающий роль рефлекторных регуляторных влияний ЦНС в возникновении

функциональных сдвигов в нервно-мышечном аппарате у лиц, подвергающихся

воздействию вибрации. Эти исследования показывают, что расстройства

двигательной функции, возникающие  под воздействием вибрации, обусловлены  как

нарушениями регуляторных воздействий  ЦНС, так и непосредственным поражением

мышц. При этом преобладание диффузных  сдвигов может быть объяснено

преимущественно изменениями в  деятельности суперспинальных структур, тогда

как большая выраженность локальных  изменений в мышцах может быть связана с их

непосредственной травматизацией.

Особенно чувствительными к  действию локальной вибрации являются отделы

симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов, а

также отделы периферической нервной  системы, связанные с вибрационной и

тактильной чувствительностью.

Доказано, что направленность сосудистых нарушений определяется, в первую

очередь, параметрами воздействующей вибрации. Спастические явления в

капиллярах происходят при вибрации выше 35 Гц, а ниже наблюдается

преимущественно картина атонии капилляров или спастико-атоническое их

состояние. Область частот 35-250 Гц наиболее опасна в отношении развития

спазма сосудов.

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 5*10

^-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 В. усиливают

шум, охлаждение, переутомление, значительное мышечное напряжение,

алкогольное опьянение и др. Условно  различают местную В., действующую

преимущественно на руки работающих, и общую В., когда при колебании пола,

сиденья (рабочего места) действию В. подвергается весь организм. Для

вибрационной болезни, обусловленной  местной В., 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 В. 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  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 В. 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 2О-3О 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 5О-7О  Гц до головы доходит около 1О% энергии

передаваемой вибрации человеку, находящегося на виброплатформе. Вибрация

частотой более 1ОО 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.

При передаче вибраций от места приложения к рецепторам одни частоты усиливаются,

а другие ослабляются. На рис.1 приведена  кривая изменения в функции частоты

показателя q =A₁/A₂ в

системе голова- область таза.

    

Рис. 1. Изменение коэффициента q в функции частоты вибраций f

 

Здесь A₁ и A₂- амплитуды

вертикальных вибраций тела на уровне головы и сиденья. Из рисунка видно, что на

частоте 4 Гц показатель q=1,4. Это значит, что амплитуда вибраций на

уровне головы на 40% больше, чем на уровне сиденья.

Характер воздействий вибрации на человека зависит от их длительности.

Нарушения физиологических функций  организма, наступающие под влиянием

вибраций, имеют тенденцию к  усилению с увеличением длительности воздействия.

Вибрация, высокий вибрационный фон  среды представляют опасность для  здоровья

не только рабочих, в условиях производства, но и для других групп населения.

Источниками вибрации в жилых зданиях  являются: транспорт, промышленные

установки, инженерно-технологическое оборудование зданий. По интенсивности

колебаний наиболее воздействует на человека городской рельсовый транспорт:

мелкого заложения и открытые радиусы  метрополитена, железнодорожные

магистрали. Вибрация, возникающая  в зданиях от движения поездов, имеет

регулярный прерывистый характер. По мере удаления от источника амплитуда