*(4) Центром биодинамической системы координат является головка третьей пястной кости. Ось определена как продольная ось третьей пястной кости с положительным направлением в сторону кончика пальца. Ось проходит через начало координат, перпендикулярна к оси и направлена вверх, когда кисть находится в нормальном анатомическом положении (ладонью вверх). Ось перпендикулярна к двум другим осям и положительно направлена в сторону большого пальца. На практике обычно используют базицентрическую систему координат, получаемую вращением системы координат в плоскости (у - z) таким образом, чтобы ось была параллельна оси предмета, удерживаемого кистью руки (например, рукоятки).

*(5) Другим, не менее важным, фактором является то, что от характера приложения усилия зависит влияние вибрации на здоровье оператора. Это влияние может быть разным в зависимости от того, например, удерживается инструмент локальным усилием мышц или это усилие распределено по всей руке. Однако влияние данного фактора на оценку вибрации изучено еще недостаточно и в настоящем стандарте не рассмотрено.

*(6) Многие шумомеры, особенно старых моделей, часто применяемые при измерениях вибрации, используют для получения среднеквадратичного значения экспоненциальную весовую функцию (так называемое "экспоненциальное усреднение сигнала") (см. ГОСТ 12.1.012).

Частотная коррекция и полосовая фильтрация

А.1 Характеристики частотной коррекции и полосовой фильтрации

Измерение требует использования весовых и полосовых фильтров. Применение частотной коррекции исходит из того, что вибрация на разных частотах по-разному влияет на степень получаемых повреждений. Использование результатов измерений для предсказания возможного ущерба, связанного с вибрацией, ограничено диапазоном рабочих частот, покрываемых последовательным набором третьоктавных фильтров с центральными частотами от 6,3 до 1250 Гц (т.е. номинальным диапазоном частот 5,6 - 1400 Гц). Совместное действие фильтров нижних и верхних частот исключает из результата измерений влияние составляющих вне указанного диапазона, для которого характер и степень влияния действующей вибрации установлены еще недостаточно точно.

Для всех направлений измерений применяют один вид частотной коррекции. Хотя, возможно, реакция человека на вибрацию в разных направлениях неодинакова, в настоящее время нет достаточных оснований для определения для каждого направления действия вибрации своей частотной коррекции.

Весовые и полосовые фильтры, необходимые для реализации частотной коррекции, могут быть выполнены в аналоговом или цифровом виде. Математический вид фильтров указан в таблице А.1, а на рисунке А.1 схематично изображена кривая частотной коррекции. Более подробная информация о характеристиках фильтров и допусках на них дана в ГОСТ ИСО 8041.

"Таблица А.1. Характеристики полосовых и весовых фильтров для частотной коррекции "

А.2 Преобразование результатов измерений вибрации в третьоктавных полосах в корректированное значение виброускорения

В качестве альтернативы применению фильтра с передаточной функцией для получения корректированного виброускорения можно использовать процедуру спектрального анализа и результаты измерения среднеквадратичных значений виброускорения в третьоктавных полосах частот (далее - третьоктавные полосы).

Тогда среднеквадратичное значение корректированного виброускорения может быть получено по формуле

где - весовой коэффициент для i-й третьоктавной полосы (см. таблицу А.2);

- результат измерения среднеквадратичного значения виброускорения в i-й третьоктавной полосе, .

Основной диапазон частот для оценки локальной вибрации содержит третьоктавные полосы с центральными частотами от 6,3 до 1250 Гц, поэтому при расчете по формуле (А.1) необходимо использовать результаты измерений вибрации для каждой из третьоктавных полос этого диапазона. Частоты вне пределов основного диапазона (например, те, что в таблице А.2 выделены серым цветом) обычно не влияют существенно на значение , и, если известно, что в нижней и верхней части диапазона частот измерений не сосредоточено большой вибрационной энергии, ими при расчетах можно пренебречь.

В том случае, когда на значение существенно влияют составляющие на краях диапазона частот измерений, пользоваться руководством, данным в приложении С, по предсказанию появления синдрома белых пальцев следует с большой осторожностью.

Примечание - Если в спектре частот имеются ярко выраженные дискретные составляющие, вышеописанная процедура расчета может привести к большим расхождениям между рассчитанным и непосредственно измеренным значениями корректированного виброускорения. Такое расхождение будет иметь место, если дискретные составляющие приходятся на частоты, достаточно далеко отстоящие от центральных частот третьоктавных полос. По этой причине более предпочтительным является использование фильтра или расчеты по результатам измерений в узких полосах частот. В последнем случае для некоторой дискретной частоты (или средней частоты узкополосного диапазона) f, которой соответствует виброускорение а(f), корректированное виброускорение может быть получено по формуле

.

Номер полосы частот i(b)	Номинальное значение центральной частоты, Гц	Весовой коэффициент W_hi
6	4	0,375
7	5	0,545
8	6,3	0,727
9	8	0,873
10	10	0,951
11	12,5	0,958
12	16	0,896
13	20	0,782
14	25	0,647
15	31,5	0,519
16	40	0,411
17	50	0,324
18	63	0,256
19	80	0,202
20	100	0,160
21	125	0,127
22	160	0,101
23	200	0,0799
24	250	0,0634
25	315	0,0503
26	400	0,0398
27	500	0,0314
28	630	0,0245
29	800	0,0186
30	1000	0,0135
31	1250	0,00894
32	1600	0,00536
33	2000	0,00295
а Характеристики фильтров и допуски на них - по ГОСТ ИСО 8041.b Номер i полосы частот - по ГОСТ 17168.

Влияние локальной вибрации на состояние здоровья человека

B.1 Общие положения

Использование технологических процессов и механизированного инструмента, вызывающих воздействие локальной вибрации на руки оператора, широко распространено в ряде отраслей промышленности. Эта вибрация может являться следствием вращательного или ударного движения, производимого ручными машинами. Воздействие на руки может иметь место также вследствие вибрации обрабатываемой детали, которую оператор держит в руках, а также при ручном управлении машиной, например от руля мотоцикла или рулевого колеса автомобиля.

Повышенная локальная вибрация может приводить к нарушениям потоков крови в периферических сосудах рук, неврологических и локомоторных функций кисти и всей руки. По оценкам от 1,7% до 3,6% рабочих развитых стран подвергаются потенциально опасному воздействию локальной вибрации. Термин "синдром локальной вибрации" широко используют для определения нарушений деятельности периферических сосудов, неврологических и мышечно-скелетных повреждений, обусловленных воздействием локальной вибрации. Проявления неврологических или сосудистых нарушений у рабочих, подверженных воздействию такой вибрации, могут носить как индивидуальный, так и групповой характер. В некоторых странах болезни сосудов и суставов, вызванные действием локальной вибрации, причислены к профессиональным заболеваниям с соответствующим возмещением нанесенного здоровью ущерба.

B.2 Заболевания сосудистой системы

У рабочих, которые длительное время подвергались воздействию локальной вибрации, можно эпизодически наблюдать побеление пальцев, обычно возникающее под действием холода. Это так называемый феномен Рейно (по имени французского доктора Мориса Рейно, впервые описавшего данное явление в 1862 г.), который обусловлен временным прекращением циркуляции крови в пальцах рук. Предполагают, что вибрация может вносить нарушения в кровообращение в пальцах, делая их более чувствительными к сосудосуживающему действию холода. В качестве причины развития феномена Рейно у рабочих, подвергавшихся воздействию вибрации, рассматривают усиленный под длительным действием вредной вибрации центральный сосудосуживающий рефлекс, а также локальные изменения в сосудах пальцев. Для описания обусловленных вибрацией нарушений сосудистой системы применяют разные синонимы: омертвение или побеление пальцев, феномен Рейно, травматические сосудоспазматические нарушения и, в последнее время, синдром белых пальцев. Синдром белых пальцев - профессиональное заболевание, признанное во многих странах.

Первоначально это явление наблюдается на кончиках одного или нескольких пальцев, но если регулярное воздействие вибрации продолжается, побеление захватывает всю область пальца до его основания. Иногда процесс побеления пальцев сменяется их цианозом, т.е. появлением синюшной окраски пальцев вследствие уменьшенного содержания кислорода в застойных участках кровообращения. Возвращение в нормальное состояние, которое обычно можно ускорить прогревом или местным массажем, может сопровождаться покраснением пальцев (с сопутствующим покалыванием, зудом и болевыми ощущениями) как следствие возобновления потока крови в сосудах. Побеление пальцев чаще наблюдается зимой, чем летом, и продолжается от нескольких минут до часа и более. Длительность зависит от интенсивности провоцирующих факторов и силы спазма, процесс обычно заканчивается после прогрева всего тела. Если воздействия вибрации будут регулярно продолжаться, приступы будут возобновляться с возрастающей частотой и, в конечном счете, могут наблюдаться регулярно круглый год. В редких запущенных случаях повторяющиеся и сильные приступы могут привести к трофическим изменениям (появлению язв или гангрене) кожи кончиков пальцев рук. Во время приступа у рабочего может наблюдаться полная потеря осязательных и ухудшение манипуляционных способностей, что, в свою очередь, может повлиять на качество выполнения им рабочих операций, повысить риск получения опасных травм в результате несчастных случаев.

В медицине профзаболеваний разработаны различные системы классификации синдрома белых пальцев. Шкала, принятая на собрании Стокгольмской рабочей группы в 1986 г. (см. таблицу В.1), включает в себя четыре стадии, определяемые частотой, продолжительностью и силой приступов.

В целях объективной диагностики синдрома белых пальцев используют результаты различных лабораторных тестов. Большинство из них включают в себя раздражение холодом пальцев рук и измерение кожной температуры или кровотока и давления пальцев рук до, во время и после охлаждения.

Таблица В.1 - Шкала, принятая на собрании Стокгольмской рабочей группы в 1986 г.

Сосудистая составляющая
Стадия	Степень	Описание
0	-	Приступы отсутствуют
1_v	Мягкая	Случайные приступы, захватывающие только кончики одного или нескольких пальцев
2_v	Умеренная	Случайные приступы, захватывающие дистальные и средние (редко проксимальные) фаланги одного или нескольких пальцев
3_v	Сильная	Частые приступы, захватывающие все фаланги на большинстве пальцев
4_v	Очень сильная	То же, что и на стадии 3, но с трофическими изменениями на кончиках пальцев
Сенсорно-нейронная составляющая
Стадия	Описание
0_SN	Воздействие вибрации симптомов не вызывает
1_SN	Временная потеря чувствительности, может сопровождаться покалываниями
2_SN	Временная или устойчивая потеря чувствительности, сниженное сенсорное восприятие
3_SN	Временная или устойчивая потеря чувствительности, снижены тактильное восприятие и манипуляционная способность

Эпидемиологические исследования продемонстрировали, что доля лиц с синдромом белых пальцев для групп рабочих, подвергавшихся воздействию вибрации, варьируется очень широко - от 0 до 100%. Это означает, что вероятность появления и степень развития синдрома белых пальцев определяется действием нескольких факторов, в число которых входят: характеристики действующей вибрации (частота, уровень, направление, характер, длительность), вид технологического процесса и тип применяемого инструмента, условия окружающей среды (температура, вентиляция воздуха, влажность, шум), некоторые биодинамические и эргономические факторы (сила обхвата, сила нажатия, положение руки работающего), а также индивидуальные особенности человека (восприимчивость к заболеваниям, наличие заболеваний, действие химических агентов, таких как никотин или принимаемые лекарства, нарушения периферического кровообращения). Таким образом, существует сложная связь между воздействием вибрации и развитием синдрома белых пальцев. Эпидемиологические исследования позволяют сделать предположение, что случаи синдрома белых пальцев возрастают с увеличением стажа работы в виброопасной профессии. Практически очевидно, что общее время воздействия до появления симптомов синдрома белых пальцев должно быть обратно пропорционально уровню вибрационного воздействия (т.е. при удвоении уровня вибрации тот же эффект будет наблюдаться за вдвое более короткий период времени).

В.3 Заболевания нервной системы

Рабочие, подвергающиеся воздействию локальной вибрации, могут временами ощущать покалывания или онемение пальцев рук и всей кисти в целом. Если воздействие вибрации регулярно повторяется, эти симптомы имеют тенденцию к нарастанию, что может привести к ограничениям в профессиональной деятельности рабочего и в его повседневной жизни. У таких рабочих может снижаться тактильная и температурная чувствительность, а во время клинических испытаний может быть выявлено ухудшение манипуляционных способностей. Другим эффектом воздействия локальной вибрации может быть снижение вибрационной чувствительности кожи на кончиках пальцев рук. Эпидемиологические наблюдения групп рабочих, подвергающихся воздействию локальной вибрации, показывают, что проявление периферических неврологических нарушений варьируется у членов группы от нескольких процентов до более 80% и что понижение сенсорной чувствительности характерно для рабочих, применяющих самые разнообразные ручные инструменты.

По-видимому, нейросенсорные нарушения могут развиваться независимо от других заболеваний, связанных с воздействием локальной вибрации, что, возможно, является отражением действия различных механизмов патогенеза. Классификация неврологической составляющей вибрационного синдрома, предложенная на собрании Стокгольмской рабочей группы в 1986 г., содержит три стадии в соответствии с зарегистрированными жалобами (симптомами заболевания), результатами клинического неврологического обследования и психофизических тестов, например на тактильную чувствительность, вибротактильное восприятие или точность манипулирования (см. таблицу В.1).

У рабочих, подвергающихся воздействию вибрации, иногда могут наблюдаться признаки и симптомы невропатий, таких как туннельный синдром запястного канала - заболевания, вызванного пережатием медиального нерва, проходящего через анатомический туннель запястья. По-видимому, туннельная невропатия является общим нарушением для ряда профессиональных групп, использующих при работе вибрирующие ручные машины, - сверловщиков, лудильщиков, работников лесной промышленности. Предполагают, что неблагоприятные эргономические факторы, воздействующие на кисти и запястья рабочих (повторяющиеся движения, сильное сжатие, неудобные позы), в сочетании с вибрацией могут быть причиной развития у операторов ручных машин туннельного синдрома запястного канала.

B.4 Заболевания опорно-двигательного аппарата

B.4.1 Влияние на скелетную систему

У горнорабочих, дорожных строителей и рабочих на операциях металлообработки, подвергающихся воздействию сильных ударов и низкочастотной вибрации (менее 50 Гц), с которыми связана работа пневматического ударного инструмента, выявлено повышение случаев остеоартроза запястного и локтевого суставов, а также окостенения в местах крепления сухожилий (в основном у локтевого сустава).

Некоторыми исследователями отмечалась также повышенная частота заболеваемости болезнью Киенбока и псевдоартрозом ладьевидной кости запястья. Есть несколько свидетельств повышения костной дегенерации и болезни суставов верхних конечностей у рабочих, занятых на операциях шлифовки или работающих с цепными пилами, что объясняется действием вибрации на средних и высоких частотах. Наличие больших физических усилий, значительных сил обхвата и действие различных биомеханических факторов могут объяснить повышенную степень травматизма скелетной системы, обнаруживаемую у операторов машин ударного действия. Местные болевые ощущения, появление опухолей, деформацию и ухудшение подвижности суставов можно связать с обнаруженной радиологическими методами дегенерацией костной ткани и суставов. Заболевания костей и суставов у рабочих, занятых на операциях с использованием виброопасного ручного инструмента, в ряде стран могут быть отнесены к профессиональным, подлежащим соответствующей компенсации.

B.4.2 Влияние на мышечную систему

Рабочие, имеющие длительный стаж контакта с локальной вибрацией, могут жаловаться на мышечную слабость, боли в руках и снижение мышечной силы. Обнаружено также, что воздействие вибрации может быть причиной уменьшения максимального усилия сжатия кисти. У некоторых лиц мускульная усталость может вызывать потерю трудоспособности. В качестве возможных этиологических факторов таких симптомов рассматриваются непосредственно механические травмы или повреждения в периферической нервной системе.

Кроме того, у рабочих, подвергающихся воздействию вибрации, были зарегистрированы такие заболевания, как тендинит и тендовагинит (т.е. воспаление сухожилий верхних конечностей и их оболочек) и контрактура Дюпюитрена - заболевание фасциальной ткани ладони руки. Эти заболевания, по-видимому, являются результатом общего неблагоприятного воздействия эргономических факторов, которые имеют место при тяжелом ручном труде, и их связь с действием локальной вибрации в настоящее время устанавливается.

B.5 Другие признаки нарушения здоровья

Некоторые исследования показывают, что доля рабочих, у которых наблюдается синдром белых пальцев, потеря слуха выше, чем можно было ожидать из учета только возрастного фактора и шума, производимого работающим инструментом. Предполагают, что у лиц, страдающих синдромом белых пальцев, повышается риск потери слуха вследствие спазмов кровеносных сосудов, по которым кровь поступает к внутреннему уху. В дополнение к заболеваниям периферической нервной системы рядом исследователей были отмечены другие признаки нарушения здоровья лиц, работа которых связана с воздействием вибрации, включая заболевания эндокринной и центральной нервной систем. Клиническая картина, называемая вибрационной болезнью, включает в себя симптомы, связанные с нарушением функции высших отделов головного мозга (сюда входят постоянное чувство усталости, головная боль, раздражительность, расстройство сна, импотенция, отклонения в электроэнцефалограмме). Для более полного понимания связи между заболеваниями центральной нервной системы и воздействием локальной вибрации необходимо проведение дальнейших, хорошо спланированных эпидемиологических и клинических исследований.