50. Вибрација
Уредник поглавља: Мицхаел Ј. Гриффин
вибрација
Мицхаел Ј. Гриффин
Вибрације целог тела
Хелмут Сеидел и Мицхаел Ј. Гриффин
Вибрације које се преносе руком
Масимо Бовензи
Мучнина у току вожње
Алан Ј. Бенсон
Кликните на везу испод да видите табелу у контексту чланка.
1. Активности са штетним ефектима вибрација целог тела
2. Превентивне мере за вибрације целог тела
3. Излагање вибрацијама које се преносе рукама
4. Фазе, Стокхолмска радионица, синдром вибрације шака-рука
5. Рејноов феномен и синдром вибрације шака-рука
6. Граничне вредности за вибрације које се преносе руком
7. Директива Савета Европске уније: Вибрације које се преносе руком (1994)
8. Магнитуде вибрација за бланширање прстију
Поставите показивач на сличицу да бисте видели наслов слике, кликните да бисте видели слику у контексту чланка.
Вибрација је осцилаторно кретање. Ово поглавље резимира људске одговоре на вибрације целог тела, вибрације које се преносе руком и узроке болести кретања.
Вибрација целог тела јавља се када је тело ослоњено на подлогу која вибрира (нпр. када седи на седишту које вибрира, када стоји на под који вибрира или лежи на површини која вибрира). Вибрације целог тела се јављају у свим облицима транспорта и када се ради у близини неких индустријских машина.
Вибрације које се преносе руком је вибрација која улази у тело кроз руке. Узрокују га различити процеси у индустрији, пољопривреди, рударству и грађевинарству где се вибрирајући алати или радни предмети хватају или гурају рукама или прстима. Излагање вибрацијама које се преносе рукама може довести до развоја неколико поремећаја.
Мучнина у току вожње може бити узроковано осцилацијом тела ниске фреквенције, неким врстама ротације тела и померањем дисплеја у односу на тело.
Величина
Осцилаторна померања објекта укључују наизменично брзину у једном правцу, а затим брзину у супротном смеру. Ова промена брзине значи да се објекат стално убрзава, прво у једном а затим у супротном смеру. Величина вибрације се може квантификовати њеним померањем, брзином или убрзањем. Ради практичности, убрзање се обично мери акцелерометрима. Јединице убрзања су метри у секунди у секунди (м/с2). Убрзање услед Земљине гравитације је приближно 9.81 м/с2.
Магнитуда осцилације може се изразити као растојање између екстремитета које је достигло кретање (врхунска вредност) или растојање од неке централне тачке до максималног одступања (врхунска вредност). Често се величина вибрације изражава као просечна мера убрзања осцилаторног кретања, обично средња квадратна вредност (м/с2 рмс). За једнофреквентно (синусоидно) кретање, ефективна вредност је вршна вредност подељена са √2.
За синусоидно кретање убрзање, a (у м/с2), може се израчунати из фреквенције, f (у циклусима у секунди), и померање, d (у метрима):
а=(2πf)2d
Овај израз се може користити за претварање мерења убрзања у померања, али је тачан само када се кретање дешава на једној фреквенцији.
Понекад се користе логаритамске скале за квантификацију величина вибрација у децибелима. Када користите референтни ниво у међународном стандарду 1683, ниво убрзања, La, изражава се помоћу La = 20лог10(a/a0), где a је измерено убрзање (у м/с2 рмс) и a0 је референтни ниво од 10-6 м / с2. Други референтни нивои се користе у неким земљама.
Фреквенција
Учесталост вибрација, која се изражава у циклусима у секунди (херц, Хз), утиче на степен до којег се вибрација преноси на тело (нпр. на површину седишта или ручку вибрационог алата), на степен до који се преноси кроз тело (нпр. од седишта до главе), и дејство вибрација у телу. Однос између померања и убрзања кретања такође зависи од фреквенције осциловања: померај од једног милиметра одговара веома малом убрзању на ниским фреквенцијама, али веома великом убрзању на високим фреквенцијама; померање вибрација видљиво људском оку не даје добар показатељ убрзања вибрација.
Ефекти вибрација целог тела обично су највећи на доњем крају опсега, од 0.5 до 100 Хз. За вибрације које се преносе руком, фреквенције до 1,000 Хз или више могу имати штетне ефекте. Фреквенције испод око 0.5 Хз могу изазвати мучнину кретања.
Фреквенцијски садржај вибрација може се приказати у спектрима. За многе типове вибрација које се преносе целим телом и рукама, спектри су сложени, при чему се извесно кретање дешава на свим фреквенцијама. Ипак, често постоје врхови, који показују фреквенције на којима се јавља већина вибрација.
Пошто људски одговори на вибрације варирају у зависности од фреквенције вибрације, потребно је измерену вибрацију померити према томе колико се вибрација јавља на свакој фреквенцији. Пондери фреквенције одражавају степен до којег вибрације изазивају нежељени ефекат на свакој фреквенцији. Пондери су потребни за сваку осу вибрације. Потребна су различита пондерисања фреквенција за вибрације целог тела, вибрације које се преносе руком и болест кретања.
Лидерство
Вибрације се могу одвијати у три транслациона смера и три смера ротације. За особе које седе означене су транслаторне осе x-ос (напред и назад), y-оса (бочно) и
z-оса (вертикална). Ротације о x-, y- и z-осе се означавају рx (ролна), рy (питцх) и рz (јав), респективно. Вибрација се обично мери на граници између тела и вибрације. Главни координатни системи за мерење вибрација у односу на вибрације целог тела и вибрације које се преносе руком илустроване су у следећа два чланка у поглављу.
Trajanje
Људски одговори на вибрације зависе од укупног трајања изложености вибрацијама. Ако се карактеристике вибрације не мењају током времена, средња квадратна вибрација даје погодну меру просечне величине вибрације. Штоперица тада може бити довољна да процени трајање излагања. Озбиљност просечне магнитуде и укупног трајања може се проценити позивањем на стандарде у следећим чланцима.
Ако се карактеристике вибрација разликују, измерена просечна вибрација ће зависити од периода током којег се мери. Штавише, верује се да средње квадратно убрзање потцењује озбиљност покрета који садрже ударе или су на други начин веома испрекидани.
Многе професионалне изложености су повремене, варирају у величини од тренутка до тренутка или садрже повремене шокове. Озбиљност таквих сложених покрета може се акумулирати на начин који даје одговарајућу тежину, на пример, кратким периодима вибрација велике магнитуде и дугим периодима вибрација мале магнитуде. Користе се различите методе за израчунавање доза (видети „Вибрације целог тела”; „Вибрације које се преносе руком” и „Мучнина кретања” у овом поглављу).
Професионалну изложеност
Професионална изложеност вибрацијама целог тела углавном се јавља у транспорту, али иу вези са неким индустријским процесима. Копнени, морски и ваздушни транспорт могу произвести вибрације које могу изазвати нелагодност, ометати активности или узроковати повреде. Табела 1 наводи неке средине за које је највероватније да ће бити повезане са здравственим ризиком.
Табела 1. Активности за које би могло бити прикладно упозорити на штетне ефекте вибрација целог тела
Вожња трактором
Борбена оклопна возила (нпр. тенкови) и слична возила
Остала теренска возила:
Машине за земљане радове — утоваривачи, багери, булдожери, грејдери,
Вожња неких камиона (зглобних и незглобних)
Мало вожње аутобусом и трамвајем
Неки хеликоптери и летелице са фиксним крилима
Неки радници са машинама за производњу бетона
Неки железничари
Нека употреба брзих бродских пловила
Мало вожње мотором
Неки аутомобил и комби
Неке спортске активности
Нека друга индустријска опрема
Извор: Адаптирано из Гриффин 1990.
Најчешћа изложеност јаким вибрацијама и ударима може се десити на теренским возилима, укључујући машине за земљане радове, индустријске камионе и пољопривредне тракторе.
Биодинамика
Као и све механичке структуре, људско тело има резонантне фреквенције где тело показује максималан механички одговор. Људски одговори на вибрације не могу се објаснити само у смислу једне резонантне фреквенције. Постоји много резонанција у телу, а фреквенције резонанције варирају међу људима и држањем. Два механичка одговора тела се често користе да би се описао начин на који вибрације изазивају кретање тела: преносивост отпор.
Преносивост показује део вибрације који се преноси са, рецимо, седишта на главу. Преносивост тела у великој мери зависи од фреквенције вибрација, осе вибрације и положаја тела. Вертикалне вибрације на седишту изазивају вибрације у неколико оса на глави; за вертикално кретање главе, трансмисибилност тежи да буде највећа у приближном опсегу од 3 до 10 Хз.
Механичка импеданса тела показује силу која је потребна да се тело помери на свакој фреквенцији. Иако импеданса зависи од телесне масе, вертикална импеданса људског тела обично показује резонанцију на око 5 Хз. Механичка импеданса тела, укључујући ову резонанцију, има велики утицај на начин на који се вибрације преносе кроз седишта.
Акутни ефекти
Дисцомфорт
Нелагодност изазвана убрзањем вибрација зависи од фреквенције вибрације, смера вибрације, тачке контакта са телом и трајања изложености вибрацијама. За вертикалне вибрације седећих особа, нелагодност вибрације изазвана било којом фреквенцијом повећава се пропорционално величини вибрације: преполовљење вибрације ће тежити да преполови нелагодност вибрације.
Нелагодност коју изазива вибрација може се предвидети коришћењем одговарајућих фреквенцијских пондера (види доле) и описана семантичком скалом нелагодности. Не постоје корисна ограничења за нелагодност услед вибрација: прихватљива нелагодност варира од средине до средине.
Прихватљиве величине вибрација у зградама су близу прагова перцепције вибрација. Претпоставља се да утицаји вибрација у зградама на људе зависе од употребе зграде поред фреквенције, смера и трајања вибрација. Смернице за процену вибрација зграда су дате у различитим стандардима као што је британски стандард 6472 (1992) који дефинише процедуру за процену вибрација и удара у зградама.
Интерференција активности
Вибрације могу пореметити стицање информација (нпр. очима), излаз информација (нпр. покретима руке или стопала) или сложене централне процесе који повезују улаз са излазом (нпр. учење, памћење, доношење одлука). Највећи ефекти вибрација целог тела су на улазне процесе (углавном вид) и излазне процесе (углавном континуирана ручна контрола).
Ефекти вибрације на вид и ручну контролу првенствено су узроковани померањем захваћеног дела тела (тј. ока или руке). Ефекти се могу смањити смањењем преноса вибрације на око или на руку, или тако што ће задатак учинити мање подложним сметњама (нпр. повећањем величине екрана или смањењем осетљивости контроле). Често се ефекти вибрација на вид и ручну контролу могу знатно смањити редизајнирањем задатка.
Чини се да вибрације не утичу на једноставне когнитивне задатке (нпр. једноставно време реакције), осим промена у узбуђењу или мотивацији или директним ефектима на улазне и излазне процесе. Ово такође може бити тачно за неке сложене когнитивне задатке. Међутим, оскудност и разноврсност експерименталних студија не искључује могућност стварних и значајних когнитивних ефеката вибрација. Вибрације могу утицати на умор, али постоји мало релевантних научних доказа и ниједан који подржава сложену форму „граничне способности смањене замором“ која се нуди у међународном стандарду 2631 (ИСО 1974, 1985).
Промене у физиолошким функцијама
Промене у физиолошким функцијама настају када су субјекти изложени новом окружењу вибрација целог тела у лабораторијским условима. Промене типичне за „препадну реакцију” (нпр. повећан број откуцаја срца) се брзо нормализују уз континуирано излагање, док друге реакције или напредују или се развијају постепено. Ово последње може зависити од свих карактеристика вибрације, укључујући осу, величину убрзања и врсту вибрације (синусоидалне или насумичне), као и од других варијабли као што су циркадијални ритам и карактеристике субјеката (видети Хасан 1970; Сеидел 1975; Дупуис и Зерлетт 1986). Промене физиолошких функција у теренским условима често се не могу директно повезати са вибрацијом, јер вибрације често делују заједно са другим значајним факторима, као што су велики ментални напор, бука и токсичне супстанце. Физиолошке промене су често мање осетљиве од психолошких реакција (нпр. нелагодност). Ако се сви доступни подаци о упорним физиолошким променама сумирају у односу на њихову прву значајну појаву у зависности од величине и учесталости вибрације целог тела, постоји граница са доњом границом око 0.7 м/с.2 рмс између 1 и 10 Хз, и расте до 30 м/с2 рмс на 100 Хз. Изведена су многа истраживања на животињама, али њихова релевантност за људе је сумњива.
Неуромускуларне промене
Током активног природног кретања, механизми за контролу мотора делују као контрола унапред која се стално прилагођава додатном повратном спрегом од сензора у мишићима, тетивама и зглобовима. Вибрације целог тела изазивају пасивно вештачко кретање људског тела, стање које се суштински разликује од вибрације изазване локомоцијом. Недостајућа контрола унапред током вибрације целог тела је најизразитија промена нормалне физиолошке функције неуромишићног система. Шири опсег фреквенција повезан са вибрацијама целог тела (између 0.5 и 100 Хз) у поређењу са оним за природно кретање (између 2 и 8 Хз за добровољне покрете и испод 4 Хз за кретање) је даља разлика која помаже да се објасне реакције неуромускуларне контролне механизме на веома ниским и високим фреквенцијама.
Вибрације целог тела и пролазно убрзање изазивају наизменичну активност у вези са убрзањем у електромиограму (ЕМГ) површних мишића леђа седећих особа која захтева одржавање тоничне контракције. Ова активност би требало да буде рефлексне природе. Обично потпуно нестаје ако вибрирани субјекти седе опуштено у савијеном положају. Време мишићне активности зависи од учесталости и величине убрзања. Електромиографски подаци сугеришу да до повећаног оптерећења кичме може доћи услед смањене мишићне стабилизације кичме на фреквенцијама од 6.5 до 8 Хз и током почетне фазе наглог померања навише. Упркос слабој ЕМГ активности изазваној вибрацијама целог тела, замор мишића леђа током излагања вибрацијама може премашити онај који се примећује у нормалним седећим положајима без вибрација целог тела.
Рефлекси тетива могу бити смањени или привремено нестати током излагања синусоидној вибрацији целог тела на фреквенцијама изнад 10 Хз. Мање промене постуралне контроле након излагања вибрацијама целог тела су прилично променљиве, а њихови механизми и практични значај нису извесни.
Кардиоваскуларне, респираторне, ендокрине и метаболичке промене
Уочене промене које трају током излагања вибрацијама упоређене су са онима током умереног физичког рада (тј. повећање броја откуцаја срца, крвног притиска и потрошње кисеоника) чак и при јачини вибрације близу границе добровољне толеранције. Појачана вентилација је делимично узрокована осцилацијама ваздуха у респираторном систему. Респираторне и метаболичке промене можда не одговарају, што можда указује на поремећај механизама контроле дисања. Пријављени су различити и делимично контрадикторни налази за промене адренокортикотропних хормона (АЦТХ) и катехоламина.
Сензорне и централне нервне промене
Промене вестибуларне функције услед вибрација целог тела тврде на основу нарушене регулације држања, иако је држање контролисано веома сложеним системом у коме се поремећена вестибуларна функција може у великој мери компензовати другим механизмима. Чини се да промене вестибуларне функције добијају на значају за експозиције са веома ниским фреквенцијама или оне близу резонанције целог тела. Сензорна неусклађеност између вестибуларних, визуелних и проприоцептивних (стимулуса примљених унутар ткива) информација би требало да буде важан механизам који лежи у основи физиолошких одговора на неке средине вештачког покрета.
Експерименти са краткотрајним и продуженим комбинованим излагањем буци и вибрацијама целог тела сугеришу да вибрације имају мањи синергистички ефекат на слух. Као тенденција, високи интензитети вибрација целог тела на 4 или 5 Хз били су повезани са вишим додатним привременим померањима прага (ТТС). Није било очигледне везе између додатног ТТС-а и времена експозиције. Чинило се да се додатни ТТС повећава са већим дозама вибрација целог тела.
Импулзивне вертикалне и хоризонталне вибрације изазивају мождане потенцијале. Промене функције људског централног нервног система такође су откривене коришћењем слушних евоцираних можданих потенцијала (Сеидел ет ал. 1992). На ефекте су утицали други фактори средине (нпр. бука), тежина задатка и унутрашње стање субјекта (нпр. узбуђење, степен пажње према стимулусу).
Дугорочни ефекти
Ризик за здравље кичме
Епидемиолошке студије су често указивале на повећан здравствени ризик за кичму код радника који су годинама изложени интензивним вибрацијама целог тела (нпр. рад на тракторима или машинама за земљане радове). Критичке прегледе литературе припремили су Сеидел и Хеиде (1986), Дупуис и Зерлетт (1986) и Бонгерс и Босхуизен (1990). Ови прегледи су закључили да интензивне дуготрајне вибрације целог тела могу негативно утицати на кичму и могу повећати ризик од болова у доњем делу леђа. Ово последње може бити секундарна последица примарне дегенеративне промене пршљенова и дискова. Утврђено је да је најчешће захваћен лумбални део кичменог стуба, а затим грудни део. Чини се да је висока стопа оштећења цервикалног дела, коју наводи неколико аутора, узрокована фиксним неповољним држањем, а не вибрацијама, иако нема убедљивих доказа за ову хипотезу. Само неколико студија је разматрало функцију леђних мишића и открило мишићну инсуфицијенцију. Неки извештаји су указивали на значајно већи ризик од дислокације лумбалних дискова. У неколико студија пресека Бонгерс и Босхуизен (1990) су открили више болова у доњем делу леђа код возача и пилота хеликоптера него код упоредивих референтних радника. Они су закључили да су професионална вожња возила и летење хеликоптером важни фактори ризика за бол у доњем делу леђа и поремећај у леђима. Повећање инвалидских пензија и дуготрајних боловања због поремећаја интервертебралних дискова забележено је код краниста и тракториста.
Због непотпуних или недостајућих података о условима изложености у епидемиолошким студијама, нису добијене тачне везе између изложености и ефекта. Постојећи подаци не дозвољавају потврђивање нивоа без штетних ефеката (тј. безбедне границе) како би се поуздано спречила обољења кичме. Много година изложености испод или близу границе изложености тренутног међународног стандарда 2631 (ИСО 1985) није без ризика. Неки налази су указивали на све већи здравствени ризик са продуженим трајањем изложености, иако су процеси селекције отежали откривање везе у већини студија. Стога се епидемиолошким истраживањима тренутно не може утврдити однос дозе и ефекта. Теоријска разматрања указују на изражене штетне ефекте високих вршних оптерећења која делују на кичму током излагања високим транзијентима. Употреба методе „енергијског еквивалента“ за израчунавање дозе вибрације (као у међународном стандарду 2631 (ИСО 1985)) је стога упитна за излагање вибрацијама целог тела које садрже висока вршна убрзања. Различити дугорочни ефекти вибрација целог тела у зависности од фреквенције вибрација нису изведени из епидемиолошких студија. Вибрације целог тела од 40 до 50 Хз примењене на стојеће раднике кроз стопала су праћене дегенеративним променама костију стопала.
Уопштено говорећи, разлике између субјеката су углавном занемарене, иако феномен селекције сугерише да оне могу бити од велике важности. Не постоје јасни подаци који показују да ли ефекти вибрације целог тела на кичму зависе од пола.
Расправља се о општем прихватању дегенеративних поремећаја кичменог стуба као професионалне болести. Нису познате специфичне дијагностичке карактеристике које би омогућиле поуздану дијагнозу поремећаја као исхода изложености вибрацијама целог тела. Висока преваленција дегенеративних поремећаја кичме у неекспонираним популацијама омета претпоставку о претежно професионалној етиологији код особа изложених вибрацијама целог тела. Појединачни конституционални фактори ризика који могу да модификују напрезање изазвано вибрацијама су непознати. Употреба минималног интензитета и/или минималног трајања вибрације целог тела као предуслова за препознавање професионалне болести не би узела у обзир очекивану значајну варијабилност индивидуалне осетљивости.
Други здравствени ризици
Епидемиолошке студије сугеришу да је вибрација целог тела један фактор у оквиру узрочног скупа фактора који доприносе другим здравственим ризицима. Бука, велики ментални напор и рад у сменама су примери важних пратећих фактора за које се зна да су повезани са здравственим поремећајима. Резултати истраживања поремећаја других телесних система често су били дивергентни или су указивали на парадоксалну зависност преваленције патологије од величине вибрација целог тела (тј. већа преваленција штетних ефеката са мањим интензитетом). Карактеристичан комплекс симптома и патолошких промена централног нервног система, мишићно-скелетног система и циркулаторног система уочен је код радника који стоје на машинама за вибро компресију бетона и изложени вибрацијама целог тела изнад границе излагања. ИСО 2631 са фреквенцијама изнад 40 Хз (Румјанцев 1966). Овај комплекс је означен као „болест вибрација“. Иако су га многи специјалисти одбацили, исти термин се понекад користи за описивање нејасне клиничке слике узроковане дуготрајним излагањем нискофреквентним вибрацијама целог тела које се, наводно, у почетку манифестују као периферни и церебрални вегетоваскуларни поремећаји са неспецифичног функционалног карактера. На основу доступних података може се закључити да различити физиолошки системи реагују независно један од другог и да не постоје симптоми који би могли да служе као индикатор патологије изазване вибрацијама целог тела.
Нервни систем, вестибуларни орган и слух. Интензивне вибрације целог тела на фреквенцијама већим од 40 Хз могу изазвати оштећења и поремећаје централног нервног система. Пријављени су супротни подаци о ефектима вибрација целог тела на фреквенцијама испод 20 Хз. Само у неким студијама откривено је повећање неспецифичних тегоба као што су главобоља и повећана раздражљивост. Поремећај електроенцефалограма (ЕЕГ) након дуготрајног излагања вибрацијама целог тела тврдио је један аутор, а други негирали. Неки објављени резултати су у складу са смањеном вестибуларном ексцитабилности и већом инциденцом других вестибуларних поремећаја, укључујући вртоглавицу. Међутим, остаје сумњиво да ли постоје узрочне везе између вибрација целог тела и промена у централном нервном систему или вестибуларном систему јер су откривене парадоксалне везе између интензитета и ефекта.
У неким студијама, примећено је додатно повећање трајног померања прага слуха (ПТС) након комбинованог дуготрајног излагања вибрацијама и буци целог тела. Шмит (1987) је проучавао возаче и техничаре у пољопривреди и упоредио стална померања прага након 3 и 25 година на послу. Он је закључио да вибрације целог тела могу да изазову додатно значајно померање прага на 3, 4, 6 и 8 кХз, ако пондерисано убрзање према међународном стандарду 2631 (ИСО 1985) прелази 1.2 м/с2 рмс уз истовремену изложеност буци на еквивалентном нивоу већем од 80 децибела (дБА).
Циркулаторни и дигестивни системи. Откривене су четири главне групе поремећаја циркулације са већом учесталошћу међу радницима изложеним вибрацијама целог тела:
Морбидитет ових поремећаја циркулације није увек био у корелацији са величином или трајањем изложености вибрацијама. Иако је често примећена висока преваленција различитих поремећаја дигестивног система, скоро сви аутори се слажу да су вибрације целог тела само један од узрока, а можда и не најважнији.
Женски репродуктивни органи, трудноћа и мушки урогенитални систем. Претпоставља се да су повећани ризици од абортуса, менструалних поремећаја и аномалија положаја (нпр. спуштање материце) повезани са дуготрајном изложеношћу вибрацијама целог тела (видети Сеидел и Хеиде 1986). Безбедна граница изложености како би се избегао већи ризик за ове здравствене ризике не може се извести из литературе. Индивидуална осетљивост и њене временске промене вероватно ко-детерминишу ове биолошке ефекте. У доступној литератури није пријављен штетан директан ефекат вибрације целог тела на људски фетус, иако неке студије на животињама сугеришу да вибрације целог тела могу утицати на фетус. Непозната гранична вредност за штетне ефекте на трудноћу сугерише ограничење професионалне изложености до најниже разумне мере.
Објављени су различити резултати за појаву болести мушког урогениталног система. У неким студијама примећена је већа инциденца простатитиса. Друге студије нису могле потврдити ове налазе.
Стандарди
Не може се понудити прецизна граница за спречавање поремећаја узрокованих вибрацијама целог тела, али стандарди дефинишу корисне методе за квантификацију јачине вибрација. Међународни стандард 2631 (ИСО 1974, 1985) дефинише границе излагања (види слику 1) које су „постављене на приближно половину нивоа који се сматра прагом бола (или границом добровољне толеранције) за здраве људе“. На слици 1 је такође приказан ниво деловања вредности дозе вибрације за вертикалне вибрације изведен из британског стандарда 6841 (БСИ 1987б); овај стандард је делимично сличан нацрту ревизије међународног стандарда.
Слика 1. Зависности од фреквенције за људски одговор на вибрације целог тела
Вредност дозе вибрације се може сматрати величином трајања вибрације од једне секунде која ће бити подједнако јака као и измерена вибрација. Вредност дозе вибрације користи временску зависност четврте снаге да акумулира јачину вибрације током периода излагања од најкраћег могућег шока до целодневне вибрације (нпр. БСИ 6841):
Вредност дозе вибрације =
Процедура вредности дозе вибрације може се користити за процену тежине и вибрација и понављајућих удара. Ова зависност од времена четвртог степена је једноставнија за коришћење од временске зависности у ИСО 2631 (погледајте слику 2).
Слика 2. Временске зависности за људски одговор на вибрацију целог тела
Британски стандард 6841 нуди следеће смернице.
Високе вредности дозе вибрација ће изазвати јаку нелагодност, бол и повреде. Вредности дозе вибрација такође указују на, уопштено, тежину изложености вибрацијама које су их изазвале. Међутим, тренутно не постоји консензус мишљења о прецизној вези између вредности дозе вибрација и ризика од повреда. Познато је да величине и трајања вибрација које производе вредности дозе вибрација у региону од 15 м/с1.75 обично изазива озбиљне нелагодности. Разумно је претпоставити да ће повећано излагање вибрацијама бити праћено повећаним ризиком од повреда (БСИ 1987б).
При високим вредностима дозе вибрација, може бити потребно претходно разматрање способности изложених особа и дизајн адекватних мера предострожности. Може се размотрити и потреба за редовним контролама здравља рутински изложених особа.
Вредност дозе вибрације представља меру помоћу које се могу упоредити веома варијабилне и сложене експозиције. Организације могу одредити границе или нивое деловања користећи вредност дозе вибрације. На пример, у неким земљама, вредност дозе вибрација је 15 м/с1.75 је коришћен као пробни ниво деловања, али може бити прикладно да се вибрације или поновљена изложеност удару ограничи на веће или ниже вредности у зависности од ситуације. Са садашњим разумевањем, ниво акције само служи да укаже на приближне вредности које би могле бити претеране. Слика 2 илуструје средње квадратно убрзање које одговара вредности дозе вибрације од 15 м/с1.75 за експозиције између једне секунде и 24 сата. Свако излагање континуираним вибрацијама, повременим вибрацијама или поновљеним ударима може се упоредити са нивоом деловања израчунавањем вредности дозе вибрације. Не би било мудро прекорачити одговарајући ниво деловања (или границу изложености у ИСО 2631) без узимања у обзир могућих здравствених ефеката изложености вибрацијама или удару.
Директива о безбедности машина Европске економске заједнице наводи да машинерије морају бити пројектоване и израђене тако да опасности које произилазе из вибрација које производи машине буду сведене на најнижи могући ниво, узимајући у обзир технички напредак и доступност средстава за смањење вибрација. Тхе Директива о безбедности машина (Савет европских заједница 1989) подстиче смањење вибрација додатним средствима на извору (нпр. добро седење).
Мерење и процена изложености
Вибрацију целог тела треба мерити на границама између тела и извора вибрације. За особе које седе ово укључује постављање акцелерометара на површину седишта испод сешничних туберозитета испитаника. Вибрације се такође понекад мере на наслону седишта (између наслона и леђа), као и на стопалима и рукама (види слику 3).
Слика 3. Осовине за мерење изложености вибрацијама особа које седе
Епидемиолошки подаци сами по себи нису довољни да дефинишу како проценити вибрације целог тела како би се предвидели релативни ризици по здравље од различитих врста изложености вибрацијама. Разматрање епидемиолошких података у комбинацији са разумевањем биодинамичких одговора и субјективних одговора користи се за пружање актуелних смерница. Претпоставља се да је начин на који здравствени ефекти осцилаторних покрета зависе од фреквенције, правца и трајања кретања исти или сличан оном за нелагодност услед вибрација. Међутим, претпоставља се да је укупна изложеност, а не просечна изложеност, важна, па је мера дозе одговарајућа.
Поред процене измерених вибрација у складу са важећим стандардима, препоручљиво је извести фреквенцијске спектре, магнитуде у различитим осама и друге карактеристике изложености, укључујући дневно и доживотно трајање излагања. Такође треба узети у обзир присуство других неповољних фактора околине, посебно седећег положаја.
Превенција
Где год је могуће, пожељно је смањење вибрација на извору. Ово може укључивати смањење валовитости терена или смањење брзине кретања возила. Друге методе смањења преноса вибрација на оператере захтевају разумевање карактеристика вибрационог окружења и путање преноса вибрација на тело. На пример, јачина вибрација често варира у зависности од локације: у неким областима ће бити мање магнитуде. Табела 2 наводи неке превентивне мере које се могу размотрити.
Табела 2. Резиме превентивних мера које треба узети у обзир када су особе изложене вибрацијама целог тела
Група |
акција |
управљање |
Потражите технички савет |
|
Потражите лекарски савет |
|
Упозорите изложене особе |
|
Обучите изложене особе |
|
Прегледајте времена експозиције |
|
Имајте политику уклањања из изложености |
Произвођачи машина |
Измерите вибрације |
|
Дизајнирајте да минимизирате вибрације целог тела |
|
Оптимизујте дизајн вешања |
|
Оптимизујте динамику седења |
|
Користите ергономски дизајн да бисте обезбедили добро држање итд. |
|
Дајте упутства за одржавање машине |
|
Дајте упутства за одржавање седишта |
|
Обезбедите упозорење о опасним вибрацијама |
Технички-на радном месту |
Измерите изложеност вибрацијама |
|
Обезбедите одговарајуће машине |
|
Изаберите седишта са добрим пригушењем |
|
Одржавајте машине |
|
Информишите менаџмент |
Медицински |
Провера пре запошљавања |
|
Рутински лекарски прегледи |
|
Забележите све знакове и пријављене симптоме |
|
Упозорите раднике са очигледном предиспозицијом |
|
Саветовати о последицама излагања |
|
Информишите менаџмент |
Изложене особе |
Користите машину правилно |
|
Избегавајте непотребно излагање вибрацијама |
|
Проверите да ли је седиште правилно подешено |
|
Усвојите добар положај седења |
|
Проверите стање машине |
|
Обавестите надзорника о проблемима са вибрацијама |
|
Потражите савет лекара ако се појаве симптоми |
|
Обавестити послодавца о релевантним поремећајима |
Извор: Адаптирано из Гриффин 1990.
Седишта могу бити дизајнирана да ублаже вибрације. Већина седишта показује резонанцију на ниским фреквенцијама, што резултира већим величинама вертикалних вибрација које се јављају на седишту него на поду! На високим фреквенцијама обично долази до слабљења вибрација. У употреби, резонантне фреквенције уобичајених седишта су у региону од 4 Хз. Појачање при резонанцији је делимично одређено пригушењем у седишту. Повећање пригушења јастука седишта има тенденцију да смањи појачање при резонанцији, али повећа трансмисибилност на високим фреквенцијама. Постоје велике варијације у преносивости између седишта, што доводи до значајних разлика у вибрацијама које људи доживљавају.
Једноставну нумеричку индикацију ефикасности изолације седишта за одређену примену обезбеђује преносивост ефективне амплитуде седишта (СЕАТ) (види Гриффин 1990). Вредност СЕАТ већа од 100% указује на то да су, генерално, вибрације на седишту горе од вибрација на поду. Вредности испод 100% указују на то да је седиште обезбедило неко корисно пригушење. Седишта треба да буду пројектована тако да имају најнижу СЕАТ вредност компатибилну са другим ограничењима.
Одвојени механизам за вешање је обезбеђен испод седишта у седиштима са суспензијом. Ова седишта, која се користе у неким теренским возилима, камионима и аутобусима, имају ниске резонантне фреквенције (око 2 Хз) и тако могу умањити вибрације на фреквенцијама изнад око 3 Хз. Пролазност ових седишта обично одређује произвођач седишта, али њихова ефикасност изолације варира у зависности од услова рада.
Професионалну изложеност
Механичке вибрације које произлазе из покретаних процеса или алата и које улазе у тело на прстима или длану се називају вибрација која се преноси руком. Чести синоними за вибрацију која се преноси руком су вибрација шака-рука и локална или сегментна вибрација. Покренути процеси и алати који излажу руке оператера вибрацијама су широко распрострањени у неколико индустријских активности. Професионална изложеност вибрацијама које се преносе рукама произилази из ручних електричних алата који се користе у производњи (нпр. ударни алати за обраду метала, брусилице и други ротациони алати, ударни кључеви), вађењу, рударству и грађевинарству (нпр. чекићи, чекићи, виброкомпактори), пољопривреду и шумарство (нпр. моторне тестере, тестере са четкицом, машине за лајање) и јавна предузећа (нпр. разбијачи путева и бетона, бушаћи чекићи, ручне брусилице). Изложеност вибрацијама које се преносе руком такође може настати од вибрирајућих радних комада који се држе у рукама оператера као код брушења постоља, и од ручних вибрационих команди као код руковања косилицама или код контролисања вибрирајућих компактора за пут. Пријављено је да број особа изложених вибрацијама које се преносе руком на послу премашује 150,000 у Холандији, 0.5 милиона у Великој Британији и 1.45 милиона у Сједињеним Државама. Прекомерно излагање вибрацијама које се преносе рукама може изазвати поремећаје у крвним судовима, нервима, мишићима и костима и зглобовима горњих удова. Процењује се да је 1.7 до 3.6% радника у европским земљама и Сједињеним Државама изложено потенцијално штетним вибрацијама које се преносе рукама (ИССА Интернатионал Сецтион фор Ресеарцх 1989). Термин синдром вибрација шака-рука (ХАВ) се обично користи за означавање знакова и симптома повезаних са излагањем вибрацијама које се преносе руком, које укључују:
Слободне активности као што су вожња мотоциклом или коришћење домаћих вибрирајућих алата могу повремено изложити руке вибрацијама велике амплитуде, али само дуго дневно излагање може довести до здравствених проблема (Гриффин 1990).
Однос између професионалне изложености вибрацијама које се преносе рукама и штетних ефеката на здравље далеко је од једноставног. Табела 1 наводи неке од најважнијих фактора који се слажу да узрокују повреде горњих удова радника изложених вибрацијама.
Табела 1. Неки фактори потенцијално повезани са штетним ефектима током излагања вибрацијама које се преносе рукама
Карактеристике вибрација
Алати или процеси
Услови излагања
Услови животне средине
Појединачне карактеристике
Биодинамика
Може се претпоставити да фактори који утичу на пренос вибрације у систем прст-рука-рука играју значајну улогу у настанку вибрационе повреде. Пренос вибрације зависи како од физичких карактеристика вибрације (величина, фреквенција, правац) тако и од динамичког одговора руке (Гриффин 1990).
Трансмисибилност и импеданса
Експериментални резултати показују да је механичко понашање горњег екстремитета човека сложено, јер импеданса система шака-рука, односно његова отпорност на вибрације, показује изражене варијације са променом амплитуде, фреквенције и смера вибрације, примењених сила, и оријентација шаке и руке у односу на осу стимулуса. На импедансу такође утичу конституција тела и структурне разлике различитих делова горњег екстремитета (нпр. механичка импеданса прстију је много нижа од оне на длану). Генерално, виши нивои вибрација, као и чвршћи рукохвати, резултирају већом импедансом. Међутим, утврђено је да промена импедансе у великој мери зависи од фреквенције и правца вибрацијског стимулуса и различитих извора варијабилности унутар и међу субјектима. Резонантна област за систем прст-рука-рука у фреквенцијском опсегу између 80 и 300 Хз је пријављена у неколико студија.
Мерења преноса вибрација кроз људску руку показала су да се вибрације ниже фреквенције (>50 Хз) преносе уз мало слабљења дуж шаке и подлактице. Слабљење у лакту зависи од држања руке, пошто пренос вибрација има тенденцију да се смањи са повећањем угла савијања у зглобу лакта. За веће фреквенције (>50 Хз), пренос вибрације прогресивно опада са повећањем фреквенције, а изнад 150 до 200 Хз већина вибрационе енергије се распршује у ткивима шаке и прстију. Из мерења трансмисибилности закључено је да у високофреквентном подручју вибрације могу бити одговорне за оштећење меких структура прстију и шака, док нискофреквентне вибрације велике амплитуде (нпр. од ударних алата) могу бити повезане са повредама до зглоба, лакта и рамена.
Фактори који утичу на динамику прстију и шаке
Може се претпоставити да су штетни ефекти изложености вибрацијама повезани са енергијом која се расипа у горњим удовима. Апсорпција енергије у великој мери зависи од фактора који утичу на спајање система прст-рука са извором вибрација. Варијације притиска стиска, статичке силе и држања мењају динамичку реакцију прста, шаке и руке, а самим тим и количину енергије која се преноси и апсорбује. На пример, притисак приањања има значајан утицај на апсорпцију енергије и уопште, што је већи захват шаке, већа је сила која се преноси на систем шака-рука. Подаци о динамичком одговору могу пружити релевантне информације за процену потенцијала повреде услед вибрација алата и помоћи у развоју антивибрационих уређаја као што су рукохвати и рукавице.
Акутни ефекти
Субјективна нелагодност
Вибрацију осећају различити кожни механорецептори, који се налазе у (епи)дермалном и поткожном ткиву глатке и голе (глабрузне) коже прстију и шака. Они су класификовани у две категорије – споро и брзо прилагођавање – према њиховој адаптацији и својствима рецептивног поља. Меркелови дискови и Руффини завршеци се налазе у механорецептивним јединицама које се споро прилагођавају, које реагују на статички притисак и споре промене притиска и побуђују се на ниској фреквенцији (<16 Хз). Јединице које се брзо прилагођавају поседују Мајснерова и Пацинијанова корпускула, која реагују на брзе промене стимулуса и одговорна су за вибрациони осећај у опсегу фреквенција између 8 и 400 Хз. Субјективни одговор на вибрације које се преносе руком коришћен је у неколико студија да би се добиле граничне вредности, контуре еквивалентног осећаја и непријатне границе или границе толеранције за вибрационе стимулусе на различитим фреквенцијама (Гриффин 1990). Експериментални резултати показују да људска осетљивост на вибрације опада са повећањем фреквенције и за нивое вибрација и за удобност и за неугодне вибрације. Чини се да вертикалне вибрације изазивају више нелагодности него вибрације у другим правцима. Утврђено је и да је субјективна нелагодност функција спектралног састава вибрација и силе хватања која делује на вибрирајућу ручку.
Интерференција активности
Акутна изложеност вибрацијама које се преносе руком може да изазове привремено повећање прагова вибротактилног притиска услед смањења ексцитабилности кожних механорецептора. На величину привременог померања прага као и на време опоравка утиче неколико варијабли, као што су карактеристике стимулуса (учесталост, амплитуда, трајање), температура као и старост радника и претходна изложеност вибрацијама. Излагање хладноћи погоршава тактилну депресију изазвану вибрацијама, јер ниска температура делује вазоконстриктивно на дигиталну циркулацију и смањује температуру коже прстију. Код радника изложених вибрацијама који често раде у хладном окружењу, поновљене епизоде акутног оштећења тактилне осетљивости могу довести до трајног смањења сензорне перцепције и губитка манипулативне спретности, што заузврат може ометати радну активност, повећавајући ризик од акутне повреде услед незгода.
Неваскуларни ефекти
Скелетни
Повреде костију и зглобова изазване вибрацијама су контроверзна ствар. Различити аутори сматрају да поремећаји костију и зглобова код радника који користе ручне вибрационе алате нису специфични по карактеру и слични онима због процеса старења и тешког ручног рада. С друге стране, неки истраживачи су известили да карактеристичне промене скелета на шакама, зглобовима и лактовима могу бити резултат дужег излагања вибрацијама које се преносе рукама. Рана рендгенска истраживања су открила високу преваленцију коштаних вакуола и циста у шакама и зглобовима радника изложених вибрацијама, али новије студије нису показале значајан пораст у односу на контролне групе које се састоје од физичких радника. Прекомерна преваленција остеоартрозе ручног зглоба и артрозе и остеофитозе лакта забележена је код рудара угља, радника на изградњи путева и оператера у металној обради изложених ударима и нискофреквентним вибрацијама велике амплитуде од пнеуматских ударних алата. Напротив, мало је доказа за повећану преваленцију дегенеративних поремећаја костију и зглобова у горњим удовима радника који су изложени вибрацијама средње или високе фреквенције које произлазе из моторних тестера или машина за брушење. Тешки физички напори, снажно хватање и други биомеханички фактори могу објаснити већу појаву скелетних повреда пронађених код радника који користе ударне алате. Локални бол, оток, укоченост и деформитети зглобова могу бити повезани са радиолошким налазима дегенерације костију и зглобова. У неколико земаља (укључујући Француску, Немачку, Италију), поремећаји костију и зглобова који се јављају код радника који користе ручне вибрационе алате сматрају се професионалном болешћу, а захваћени радници добијају надокнаду.
Неуролошки
Радници који рукују вибрирајућим алатима могу осетити пецкање и утрнулост у прстима и рукама. Ако се изложеност вибрацијама настави, ови симптоми имају тенденцију да се погоршају и могу ометати радни капацитет и животне активности. Радници изложени вибрацијама могу показати повећане вибрацијске, термичке и тактилне прагове током клиничких прегледа. Претпоставља се да континуирано излагање вибрацијама може не само да смањи ексцитабилност кожних рецептора већ и да изазове патолошке промене у дигиталним нервима као што је перинеурални едем, праћен фиброзом и губитком нервних влакана. Епидемиолошка истраживања радника изложених вибрацијама показују да преваленција периферних неуролошких поремећаја варира од неколико процената до више од 80 процената и да губитак сензора утиче на кориснике широког спектра типова алата. Чини се да се вибрациона неуропатија развија независно од других поремећаја изазваних вибрацијама. На Стокхолмској радионици 86 (1987) предложена је скала неуролошке компоненте ХАВ синдрома, која се састоји од три стадијума према симптомима и резултатима клиничког прегледа и објективних тестова (табела 2).
Табела 2. Сензоринеурални стадијуми Стокхолмске радионице за синдром вибрације шака-рука
Стаж |
Знаци и симптоми |
0СН |
Изложен вибрацијама, али нема симптома |
1СН |
Повремена укоченост, са или без пецкања |
2СН |
Повремена или упорна утрнулост, смањена сензорна перцепција |
3СН |
Повремена или упорна утрнулост, смањена тактилна дискриминација и/или |
Извор: Стокхолмска радионица 86 1987.
Потребна је пажљива диференцијална дијагноза да би се разликовала вибрациона неуропатија од неуропатија укљештења, као што је синдром карпалног тунела (ЦТС), поремећај због компресије средњег нерва док пролази кроз анатомски тунел у зглобу. Чини се да је ЦТС уобичајен поремећај у неким групама занимања које користе вибрирајуће алате, као што су бушилице за камење, тањири и радници у шумарству. Верује се да ергономски стресори који делују на шаку и зглоб (понављајући покрети, снажно хватање, незгодни положаји), поред вибрација, могу изазвати и КТС код радника који рукују вибрирајућим алатима. Показало се да је електронеуромиографија која мери брзину сензорних и моторних нерава корисна за разликовање ЦТС-а од других неуролошких поремећаја.
Мишићав
Радници изложени вибрацијама могу се жалити на слабост мишића и бол у шакама и рукама. Код неких особа замор мишића може узроковати инвалидитет. Смањење снаге држања пријављен је у накнадним студијама дрвосеча. Директна механичка повреда или оштећење периферних нерава су предложени као могући етиолошки фактори мишићних симптома. Остали поремећаји у вези са радом пријављени су код радника изложених вибрацијама, као што су тендинитис и теносиновитис у горњим удовима и Дупуитренова контрактура, болест фасцијалног ткива длана. Чини се да су ови поремећаји повезани са факторима ергономског стреса који настају услед тешког ручног рада, а повезаност са вибрацијама које се преносе руком није коначна.
Васкуларни поремећаји
Рејноов феномен
Ђовани Лорига, италијански лекар, први пут је известио 1911. да су каменорезачи који користе пнеуматске чекиће на мермеру и каменим блоковима у неким двориштима у Риму претрпели нападе бланширања прстију, налик дигиталном вазоспастичном одговору на хладноћу или емоционални стрес који је описао Морис Рејно 1862. Слична запажања извела је Алис Хамилтон (1918) међу каменорезацима у Сједињеним Државама, а касније и неколико других истраживача. У литератури су коришћени различити синоними за описивање васкуларних поремећаја изазваних вибрацијама: мртви или бели прст, Раинаудов феномен професионалног порекла, трауматска вазоспастична болест и, у скорије време, бели прст изазван вибрацијама (ВВФ). Клинички, ВВФ се карактерише епизодама белих или бледих прстију узрокованих спастичним затварањем дигиталних артерија. Напади су обично изазвани хладноћом и трају од 5 до 30 до 40 минута. Током напада може доћи до потпуног губитка тактилне осетљивости. У фази опоравка, која се обично убрзава топлотом или локалном масажом, може се појавити црвенило на захваћеним прстима као резултат реактивног повећања протока крви у кожним судовима. У ретким узнапредовалим случајевима, поновљени и тешки дигитални вазоспастични напади могу довести до трофичких промена (улцерација или гангрена) на кожи врхова прстију. Да би објаснили Рејноов феномен изазван хладноћом код радника изложених вибрацијама, неки истраживачи се позивају на претерани централни симпатички вазоконстрикторски рефлекс изазван продуженим излагањем штетним вибрацијама, док други теже да нагласе улогу локалних промена изазваних вибрацијама у дигиталним судовима (нпр. задебљање мишићног зида, оштећење ендотела, промене функционалних рецептора). Скала оцењивања за класификацију ВВФ-а је предложена на Стокхолмској радионици 86 (1987), (табела 3). Доступан је и нумерички систем за симптоме ВВФ који је развио Гриффин и заснован на резултатима за бланширање различитих фаланга (Гриффин 1990). Неколико лабораторијских тестова користи се за објективну дијагнозу ВВФ. Већина ових тестова се заснива на хладном изазивању и мерењу температуре коже прстију или дигиталног крвотока и притиска пре и после хлађења прстију и шака.
Табела 3. Скала Стокхолмске радионице за инсценирање Рејноовог феномена изазваног хладноћом у синдрому вибрације шака-рука
Стаж |
Разред |
simptomi |
0 |
- |
Без напада |
1 |
Милд |
Повремени напади који погађају само врхове једног или више прстију |
2 |
Умерена |
Повремени напади који погађају дистални и средњи део (такође ретко |
3 |
озбиљан |
Чести напади који погађају све фаланге већине прстију |
4 |
Веома озбиљна |
Као у фази 3, са трофичним променама коже на врховима прстију |
Извор: Стокхолмска радионица 86 1987.
Епидемиолошке студије су показале да је преваленција ВВФ-а веома широка, од мање од 1 до 100 одсто. Утврђено је да је ВВФ повезан са употребом ударних алата за обраду метала, брусилица и других ротационих алата, ударних чекића и бушилица које се користе у ископавању, вибрирајућим машинама које се користе у шуми и другим алатима и процесима на електрични погон. ВВФ је признат као професионална болест у многим земљама. Од 1975–80. забележено је смањење инциденције нових случајева ВВФ међу шумарским радницима у Европи и Јапану након увођења ланчаних тестера против вибрација и административних мера које скраћују време коришћења тестера. Слични налази још нису доступни за алате других врста.
Други поремећаји
Неке студије показују да је код радника погођених ВВФ губитак слуха већи од очекиваног на основу старења и изложености буци услед употребе вибрирајућих алата. Предложено је да испитаници ВВФ-а могу имати додатни ризик од оштећења слуха због рефлексне симпатичке вазоконстрикције крвних судова који снабдевају унутрашње уво изазване вибрацијама. Поред периферних поремећаја, неке руске и јапанске школе медицине рада пријавиле су и друге штетне здравствене ефекте који укључују ендокрини и централни нервни систем радника изложених вибрацијама (Гриффин 1990). Клиничка слика, названа „вибрациона болест“, укључује знаке и симптоме који се односе на дисфункцију аутономних центара мозга (нпр. упоран умор, главобоља, раздражљивост, поремећај сна, импотенција, електроенцефалографске абнормалности). Ове налазе треба тумачити с опрезом и потребан је даљи пажљиво осмишљен епидемиолошки и клинички истраживачки рад како би се потврдила хипотеза о повезаности поремећаја централног нервног система и изложености вибрацијама које се преносе рукама.
Стандарди
Неколико земаља је усвојило стандарде или смернице за изложеност вибрацијама које се преносе рукама. Већина њих је заснована на међународном стандарду 5349 (ИСО 1986). За мерење вибрација које се преносе руком ИСО 5349 препоручује употребу криве пондерисања фреквенције која апроксимира осетљивост руке зависну од фреквенције на вибрацијске стимулусе. Фреквентно пондерисано убрзање вибрација (aх,в) се добија одговарајућим тежинским филтером или сумирањем пондерисаних вредности убрзања измерених у октавним или једнотрећинским опсезима дуж ортогоналног координатног система (xh, yh, zh), (Слика 1). У ИСО 5349 дневна изложеност вибрацијама је изражена у смислу убрзања пондерисаног фреквенцијом еквивалентног енергији у периоду од четири сата ((aх,в)ек(4) у м/с2 рмс), према следећој једначини:
(aх,в)ек(4)=(T/ КСНУМКС)½(aх,в)eq(Т)
где T је дневно време излагања изражено у сатима и (aх,в)eq(Т) је енергетски еквивалентно фреквенцијско пондерисано убрзање за дневно време излагања T. Стандард пружа упутства за израчунавање (aх,в)eq(Т) ако типичан радни дан карактерише неколико експозиција различитих величина и трајања. Анекс А ИСО 5349 (који није део стандарда) предлаже однос дозе и ефекта између (aх,в)ек(4) и ВВФ, што се може апроксимирати једначином:
C=[(aх,в)ек(4) TF/ 95]2 к КСНУМКС
где C је проценат изложених радника за који се очекује да ће показати ВВФ (у распону од 10 до 50%), и TF је време излагања пре бланширања прстију међу погођеним радницима (у распону од 1 до 25 година). Доминантна, једноосна компонента вибрације усмерена у руку се користи за израчунавање (aх,в)ек(4), који не би требало да буде већи од 50 м/с2. Према ИСО односу доза-ефекат, ВВФ се може очекивати код око 10% радника са дневном изложеношћу вибрацијама 3 м/с2 за десет година.
Слика 1. Базицентрични координатни систем за мерење вибрација које се преносе руком
Да би се смањио ризик од штетних ефеката на здравље изазваних вибрацијама, други комитети или организације су предложили нивое деловања и граничне вредности (ТЛВ) за изложеност вибрацијама. Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара (АЦГИХ) објавила је ТЛВ за вибрације које се преносе руком измерене према ИСО процедури пондерисања фреквенције (Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара 1992), (табела 4). Према АЦГИХ-у, предлог ТЛВ се односи на изложеност вибрацијама којој „скоро сви радници могу бити изложени више пута без напретка даље од Фазе 1 Система класификације радионица у Стокхолму за ВВФ“. Недавно је Комисија Европске заједнице представила нивое изложености вибрацијама које се преносе рукама у оквиру предлога Директиве за заштиту радника од ризика који произилазе из физичких агенаса (Савет Европске уније 1994), (табела 5. ). У предложеној Директиви количина која се користи за процену опасности од вибрација изражена је као осмочасовно убрзање еквивалентно фреквенцији, A(8)=(T/ КСНУМКС)½ (aх,в)eq(Т), коришћењем векторске суме пондерисаних убрзања одређених у ортогоналним координатама aзбир=(aк,х,в2+aи,х,в2+aз,х,в2)½ на дршку алата или радни предмет који вибрира. Методе мерења и процене изложености вибрацијама наведене у Директиви су у основи изведене из британског стандарда (БС) 6842 (БСИ 1987а). БС стандард, међутим, не препоручује границе излагања, али пружа информативни додатак о стању знања о односу доза-ефекат за вибрације које се преносе руком. Процењене величине убрзања пондерисане фреквенцијом које могу да изазову ВВФ код 10% радника изложених вибрацијама према БС стандарду су приказане у табели 6.
___________________________________________________________________________
Табела 4. Граничне вредности за вибрације које се преносе руком
Укупна дневна изложеност (сати) |
Фреквентно пондерисано ефективно убрзање у доминантном правцу које не треба прекорачити |
|
|
g* |
|
4-8 |
4 |
0.40 |
2-4 |
6 |
0.61 |
1-2 |
8 |
0.81 |
1 |
12 |
1.22 |
* 1 г = 9.81 .
Извор: Према Америчкој конференцији владиних индустријских хигијеничара 1992.
___________________________________________________________________________
Табела 5. Предлог Савета Европске уније за Директиву Савета о физичким агенсима: Анекс ИИ А. Вибрације које се преносе руком (1994)
Нивои () |
А(8)* |
Дефиниције |
Праг |
1 |
Вредност експозиције испод које је континуирана и/или понављајућа изложеност нема штетан утицај на здравље и безбедност радника |
акција |
2.5 |
Вредност изнад које једна или више мера** наведене у релевантним анексима морају се предузети |
Гранична вредност изложености |
5 |
Вредност изложености изнад које је незаштићена особа изложени неприхватљивим ризицима. Прекорачење овог нивоа је забрањено и мора се спречити спровођењем одредби Директиве*** |
* А(8) = 8 х енергетски еквивалентно убрзање пондерисано фреквенцијом.
** Информисање, обука, техничке мере, здравствени надзор.
*** Одговарајуће мере заштите здравља и безбедности.
___________________________________________________________________________
Табела 6. Величине убрзања вибрација пондерисане фреквенцијом ( рмс) за које се може очекивати да ће изазвати бледење прстију код 10% изложених особа*
Дневна изложеност (сати) |
Доживотна изложеност (године) |
|||||
|
0.5 |
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
0.25 |
256.0 |
128.0 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
0.5 |
179.2 |
89.6 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
1 |
128.0 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
4.0 |
2 |
89.6 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
2.8 |
4 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
4.0 |
2.0 |
8 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
2.8 |
1.4 |
* Код краткотрајне изложености магнитуде су велике и васкуларни поремећаји можда нису први нежељени симптом који се развија.
Извор: Према британском стандарду 6842. 1987, БСИ 1987а.
___________________________________________________________________________
Мерење и процена изложености
Мерења вибрација се врше да би се пружила помоћ за развој нових алата, да се провери вибрација алата при куповини, да се верификују услови одржавања и да се процени изложеност људи вибрацијама на радном месту. Опрема за мерење вибрација се углавном састоји од претварача (обично акцелерометра), уређаја за појачавање, филтера (појасни филтер и/или мрежа за мерење фреквенције) и индикатора амплитуде или нивоа или рекордера. Мерења вибрација треба да се врше на дршци алата или радном предмету близу површине руке(а) где вибрација улази у тело. Пажљив избор акцелерометара (нпр. тип, маса, осетљивост) и одговарајуће методе постављања акцелерометра на вибрирајућу површину су потребни да би се добили тачни резултати. Вибрације које се преносе на руку треба мерити и пријавити у одговарајућим правцима ортогоналног координатног система (слика 1). Мерење треба да се врши у фреквентном опсегу од најмање 5 до 1,500 Хз, а садржај фреквенције убрзања вибрација у једној или више оса може се приказати у октавним опсезима са централним фреквенцијама од 8 до 1,000 Хз или у опсезима од једне трећине октаве. са централним фреквенцијама од 6.3 до 1,250 Хз. Убрзање се такође може изразити као убрзање пондерисано фреквенцијом коришћењем мреже за мерење која је у складу са карактеристикама наведеним у ИСО 5349 или БС 6842. Мерења на радном месту показују да се различите величине вибрација и спектри фреквенција могу јавити на алатима истог типа или када истим алатом се управља на другачији начин. Слика 2 приказује средњу вредност и опсег дистрибуције пондерисаних убрзања измерених на доминантној оси алата на мотор који се користе у шумарству и индустрији (ИССА Интернатионал Сецтион фор Ресеарцх 1989). У неколико стандарда изложеност вибрацијама које се преносе рукама се процењује у смислу четворочасовног или осмочасовног енергетски еквивалентног убрзања пондерисаног фреквенцијом израчунатог помоћу горњих једначина. Метода за добијање убрзања еквивалентног енергији претпоставља да је дневно време излагања потребно за изазивање штетних ефеката по здравље обрнуто пропорционално квадрату убрзања пондерисаног фреквенцијом (нпр., ако се величина вибрације преполови онда време излагања може да се повећа за фактор од четири). Ова временска зависност се сматра разумном за потребе стандардизације и погодном за инструментацију, али треба напоменути да није у потпуности поткријепљена епидемиолошким подацима (Гриффин 1990).
Слика 2. Средње вредности и опсег дистрибуције фреквенцијско пондерисаног ефективног убрзања у доминантној оси мерено на дршци(има) неких електричних алата који се користе у шумарству и индустрији
Превенција
Превенција повреда или поремећаја узрокованих вибрацијама које се преносе руком захтева примену административних, техничких и медицинских процедура (ИСО 1986; БСИ 1987а). Такође треба дати одговарајуће савете произвођачима и корисницима вибрационих алата. Административне мере треба да укључују адекватне информације и обуку како би се оператери вибрационих машина упутили да усвоје безбедне и исправне радне праксе. Пошто се верује да континуирано излагање вибрацијама повећава опасност од вибрација, радни распоред треба да буде уређен тако да укључује периоде одмора. Техничке мере треба да обухвате избор алата са најнижим вибрацијама и одговарајућег ергономског дизајна. Према Директиви ЕЗ за безбедност машина (Савет европских заједница 1989), произвођач ће јавно објавити да ли фреквенцијско пондерисано убрзање вибрација које се преносе руком прелази 2.5 м/с2, као што је одређено одговарајућим кодовима за тестирање као што је наведено у међународном стандарду ИСО 8662/1 и пратећим документима за специфичне алате (ИСО 1988). Услове одржавања алата треба пажљиво проверити периодичним мерењима вибрација. Медицински преглед пре запошљавања и накнадни клинички прегледи у редовним интервалима треба да се обављају на радницима изложеним вибрацијама. Циљеви медицинског надзора су да информише радника о потенцијалном ризику повезаном са изложеношћу вибрацијама, да процени здравствено стање и да дијагностикује поремећаје изазване вибрацијама у раној фази. На првом скрининг прегледу посебну пажњу треба обратити на било које стање које може бити погоршано излагањем вибрацијама (нпр. конституцијска склоност ка белом прсту, неки облици секундарног Раинаудовог феномена, претходне повреде горњих удова, неуролошки поремећаји). Избегавање или смањење изложености вибрацијама за погођеног радника требало би да се одлучи након разматрања тежине симптома и карактеристика целокупног радног процеса. Раднику треба саветовати да носи адекватну одећу како би цело тело загрејало и да избегава или минимизира пушење дувана и употребу неких лекова који могу утицати на периферну циркулацију. Рукавице могу бити корисне да заштите прсте и руке од траума и да их загреју. Такозване антивибрационе рукавице могу да обезбеде извесну изолацију високофреквентних компоненти вибрација које произилазе из неких алата.
Болест кретања, или кинетоза, није патолошко стање, већ је нормалан одговор на одређене стимулусе покрета са којима појединац није упознат и на које је, према томе, неприлагођен; само они без функционалног вестибуларног апарата унутрашњег уха су заиста имуни.
Покрети који изазивају болест
Постоји много различитих типова провокативних покрета који изазивају синдром болести кретања. Већина је повезана са помагалима за кретање—посебно, бродовима, лебдећим возилима, авионима, аутомобилима и возовима; ређе, слонови и камиле. Комплексна убрзања изазвана забавним садржајима на сајму, као што су љуљашке, кружне раскрснице (вртешнице), тобогани и тако даље, могу бити веома провокативна. Поред тога, многи астронаути/космонаути пате од болести кретања (болест кретања у свемиру) када први пут направе покрете главе у окружењу абнормалне силе (бетежински) орбиталног лета. Синдром болести кретања такође настаје услед одређених покретних визуелних стимуланса, без икаквог физичког покрета посматрача; екстерни визуелни приказ света симулатора са фиксном базом (симулаторска болест) или пројекција на великом екрану сцена снимљених из возила у покрету (Цинерама или ИМАКС болест) су примери.
Етиологија
Суштинске карактеристике стимулуса који изазивају мучнину кретања је да они генеришу нескладне информације из сензорних система који мозгу обезбеђују информације о просторној оријентацији и кретању тела. Основна карактеристика овог несклада је неусклађеност између сигнала које дају, углавном, очи и унутрашње ухо, и оних које централни нервни систем „очекује“ да прими и да буду повезани.
Може се идентификовати неколико категорија неусклађености. Најважнија је неусклађеност сигнала из вестибуларног апарата (лавиринта) унутрашњег ува, у коме полукружни канали (специјализовани рецептори угаоних убрзања) и отолитни органи (специјализовани рецептори транслационих убрзања) не дају подударне информације. На пример, када се направи покрет главе у аутомобилу или авиону који се окреће, и полукружни канали и отолити се стимулишу на нетипичан начин и дају погрешне и некомпатибилне информације, информације које се битно разликују од оних које генерише исти покрет главе. у стабилном, 1-Г гравитационом окружењу. Слично, нискофреквентна (испод 0.5 Хз) линеарна убрзања, као што се дешавају на броду у немирном мору или у авиону током лета кроз турбулентан ваздух, такође стварају конфликтне вестибуларне сигнале и, стога, представљају снажан узрок болести кретања.
Неусклађеност визуелних и вестибуларних информација такође може бити важан фактор који доприноси. Путник у возилу у покрету који не може да види напоље има већу вероватноћу да пати од мучнине него онај који има добру спољашњу визуелну референцу. Путник испод палубе или у кабини авиона осећа кретање возила помоћу вестибуларних знакова, али он или она примају визуелне информације само о свом релативном кретању унутар возила. Одсуство „очекиваног“ и усклађеног сигнала у одређеном сензорном модалитету такође се сматра суштинском одликом визуелно изазване мучнине, јер визуелни знакови покрета нису праћени вестибуларним сигналима за које појединац „очекује“ да ће се појавити када подвргнут покрету на који указује визуелни приказ.
Знаци и симптоми
Након излагања провокативном кретању, знаци и симптоми болести кретања се развијају у одређеном низу, при чему временска скала зависи од интензитета стимулуса покрета и осетљивости појединца. Постоје, међутим, значајне разлике међу појединцима не само у подложности, већ иу редоследу којим се одређени знаци и симптоми развијају, или да ли се уопште јављају. Типично, најранији симптом је епигастрична нелагодност („свесност стомака“); ово је праћено мучнином, бледилом и знојењем, а вероватно ће бити праћено осећајем телесне топлоте, појачаном саливацијом и подригивањем (подригивање). Ови симптоми се обично развијају релативно споро, али са континуираним излагањем покрету, долази до брзог погоршања добробити, мучнина се појачава и кулминира повраћањем или повраћањем. Повраћање може донети олакшање, али то ће вероватно бити краткотрајно осим ако кретање не престане.
Постоје и друге променљивије карактеристике синдрома болести кретања. Промена респираторног ритма са уздахом и зевањем може бити рани симптом, а може доћи до хипервентилације, посебно код оних који су забринути због узрока или последице свог инвалидитета. Пријављују се главобоља, тинитус и вртоглавица, док код оних са тешком слабошћу, апатија и депресија нису неуобичајени и могу бити такве јачине да се занемарују лична сигурност и преживљавање. Осећај летаргије и сомноленције може бити доминантан након престанка провокативног покрета, а то могу бити једини симптоми у ситуацијама када се прилагођавање на непознато кретање одвија без слабости.
Адаптација
Уз континуирано или поновљено излагање одређеном провокативном покрету, већина појединаца показује смањење тежине симптома; обично након три или четири дана непрекидног излагања (као на броду или у свемирском возилу) прилагодили су се кретању и могу да обављају своје нормалне дужности без инвалидитета. У смислу модела „неусклађености“, ова адаптација или навикавање представља успостављање новог скупа „очекивања“ у централном нервном систему. Међутим, по повратку у познато окружење, ово више неће бити прикладно и симптоми болести кретања могу се поновити (мал де дебаркуемент) док не дође до поновне адаптације. Појединци се значајно разликују по брзини прилагођавања, начину на који задржавају адаптацију и степену до којег могу генерализовати заштитну адаптацију из једног окружења кретања у друго. Нажалост, мали део популације (вероватно око 5%) се не прилагођава, или се прилагођава тако споро да наставља да доживљава симптоме током периода изложености провокативном кретању.
Учесталост
Учесталост болести у одређеном окружењу кретања је одређена бројним факторима, посебно:
Није изненађујуће да се појава болести увелико разликује у различитим окружењима кретања. На пример: скоро сви становници сплавова за спасавање на узбурканом мору ће повраћати; 60% студентских чланова посаде пати од ваздушне болести у неком тренутку током обуке, која је у 15% довољно тешка да омета обуку; насупрот томе, мање од 0.5% путника у авионима за цивилни транспорт је погођено, иако је инциденција већа код малих приградских авиона који лете на малој висини у турбулентном ваздуху.
Лабораторијске и теренске студије су показале да је за вертикално транслаторно осцилаторно кретање (одговарајуће названо хеаве) најпровокативније осциловање на фреквенцији од око 0.2 Хз (слика 1). За дати интензитет (вршно убрзање) осцилације, инциденција болести опада прилично брзо са повећањем фреквенције изнад 0.2 Хз; кретање на 1 Хз је мање од једне десетине провокативног од оног на 0.2 Хз. Слично, за кретање на фреквенцијама испод 0.2 Хз, иако однос између инциденције и фреквенције није добро дефинисан због недостатка експерименталних података; свакако, стабилно 1-Г окружење са нултом фреквенцијом није провокативно.
Слика 1. Учесталост болести кретања као функција фреквенције таласа и убрзања за 2 сата изложености вертикалном синусоидном кретању
Успостављене везе између учесталости симптома болести кретања и учесталости, јачине и трајања дизања (z-акис) кретања довели су до развоја једноставних формула које се могу користити за предвиђање инциденције када су познати физички параметри кретања. Концепт, оличен у Британском стандарду 6841 (БСИ 1987б) и у ИСО нацрту међународног стандарда 2631-1, је да је учесталост симптома пропорционална вредности дозе за болест кретања (МСДВ).z). МСДВz (у м/с1.5) је дефинисан:
МСДВz=(a2t)½
где a је средња квадратна (рмс) вредност убрзања пондерисаног фреквенцијом (у м/с2) одређена линеарном интеграцијом током трајања, t (у секундама), изложености покрету.
Пондерисање фреквенције које треба применити на убрзање стимулуса је филтер који има централну фреквенцију и карактеристике слабљења сличне онима приказаним на слици 1. Функција пондерисања је прецизно дефинисана у стандардима.
Проценат неприлагођене одрасле популације (П) који ће вероватно повраћати даје:
P =1/3 МСДВz
Штавише, МСДВz такође се може користити за предвиђање нивоа малаксалости. На скали од четири тачке од нула (осећао сам се добро) до три (осећао сам се апсолутно ужасно) „оцена болести“ (И) даје:
I =0.02МСДВz
С обзиром на велике разлике међу појединцима у њиховој подложности болести кретања, однос између МСДВz а појава повраћања у лабораторијским експериментима иу покусима на мору (слика 2) је прихватљива. Треба напоменути да су формуле развијене на основу података добијених о излагањима у трајању од око 20 минута до шест сати, при чему се повраћање јавља код до 70% појединаца (углавном седећих) изложених вертикалном, уздигнутом кретању.
Слика 2. Однос између инциденције повраћања и дозе стимулуса (МСДВ2), израчунато по поступку описаном у тексту. Подаци из лабораторијских експеримената који укључују вертикалне осцилације (к) и испитивања на мору (+)
Сазнања о ефикасности транслационих осцилација које делују у другим осовинама тела и осим у вертикалном правцу су фрагментарна. Постоје неки докази из лабораторијских експеримената на малим групама субјеката да је транслациона осцилација у хоризонталној равни провокативна, за фактор од око два, од истог интензитета и учесталости вертикалних осцилација за седеће субјекте, али је мање провокативна, такође због фактор два, када субјект лежи на леђима, а стимуланс делује уздужно (з) осе тела. Примена формула и тежинских карактеристика садржаних у стандардима за предвиђање инциденције болести, стога, треба да се врши са опрезом и дужном пажњом за ограничења која су претходно наведена.
Значајна варијабилност међу појединцима у њиховом одговору на провокативно кретање је важна карактеристика болести кретања. Разлике у подложности могу, делимично, бити повезане са уставним факторима. Одојчад много млађа од око две године ретко је погођена, али са сазревањем, осетљивост се брзо повећава да би достигла врхунац између четири и десет година. Након тога, осетљивост прогресивно опада, тако да је мања вероватноћа да ће старије особе бити погођене, али нису имуне. У било којој старосној групи, жене су осетљивије од мушкараца, подаци о инциденци указују на однос од приближно 1.7:1. Показало се да су одређене димензије личности, као што су неуротицизам, интроверзија и перцептивни стил, у корелацији, иако слабо, са осетљивошћу. Мучнина кретања такође може бити условљена реакција и манифестација фобичне анксиозности.
Превентивне мере
Доступне су процедуре које минимизирају провокативни стимулус или повећавају толеранцију. Они могу спречити болест у делу популације, али ништа, осим повлачења из окружења за кретање, није 100% делотворно. У дизајну возила, пажња на факторе који повећавају фреквенцију и смањују величину осцилација (видети слику 1) које доживљавају путници током нормалног рада је корисна. Обезбеђивање подршке за главу и наслона за тело како би се минимизирали непотребни покрети главе је предност, а додатно је потпомогнуто ако путник може да заузме лежећи или лежећи положај. Болест је мања ако се кориснику може дати поглед на хоризонт; за оне који су лишени спољашње визуелне референце, затварање очију смањује визуелни/вестибуларни конфликт. Укључивање у задатак, посебно контрола возила, такође је од помоћи. Ове мере могу бити од непосредне користи, али дугорочно гледано, развој заштитне адаптације је од највеће вредности. Ово се постиже континуираним и поновљеним излагањем окружењу покрета, мада се може олакшати вежбама на тлу у којима се провокативни стимуланси генеришу покретима главе док се ротирају на столу за окретање (терапија десензибилизације).
Постоји неколико лекова који повећавају толеранцију, иако сви имају нежељене ефекте (посебно седацију), тако да их не би требало да узимају они који имају примарну контролу над возилом или када је оптималан учинак обавезан. За краткотрајну (мање од четири сата) профилаксу, препоручује се 0.3 до 0.6 мг хиосцин хидробромида (скополамина); дужег дејства су антихистаминици, прометазин хидрохлорид (25 мг), меклозин хидрохлорид (50 мг), дименхидринат (50 мг) и цинаризин (30 мг). Комбинација хиосцина или прометазина са 25 мг ефедрин сулфата повећава профилактичку моћ уз извесно смањење нежељених ефеката. Профилакса до 48 сати се може постићи употребом скополаминског фластера, који омогућава да се лек полако апсорбује кроз кожу контролисаном брзином. Ефикасне концентрације лека у организму постижу се тек шест до осам сати након примене фластера, па се потреба за овом врстом терапије мора предвидети.
Лечење
Они који пате од утврђене мучнине кретања са повраћањем треба, када је то изводљиво, ставити у положај где је стимуланс кретања минимизиран, и да им се да лек против мучнине кретања, пожељно прометазин путем ињекције. Ако се повраћање продужи и понавља, може бити неопходна интравенска замена течности и електролита.
" ОДРИЦАЊЕ ОД ОДГОВОРНОСТИ: МОР не преузима одговорност за садржај представљен на овом веб порталу који је представљен на било ком другом језику осим енглеског, који је језик који се користи за почетну производњу и рецензију оригиналног садржаја. Одређене статистике нису ажуриране од продукција 4. издања Енциклопедије (1998).“