способ профилактики развития вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации

Формула изобретения

Способ профилактики развития вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации, передающейся на руки, заключающийся в согревании рук при контакте их с производственным виброоборудовании, отличающийся тем, что на область рук от локтя до запястья надевают плотно прилегающие к поверхности кожи муфты из меха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам и устройствам, увеличивающим работоспособность человека.

Известен способ профилактики развития вибрационной болезни от воздействия вибрации, передающейся на руки работающих [1] путем местного обогрева рукоятки виброинструмента, что позволяет увеличить температуру поверхности кожи кистей рук, имеющих контакт с источником вибрации (виброинструментом), на 1,9 - 4,9^oC и сократить случаи периферических вегетативно-сосудистых нарушений у рабочих виброопасных профессий.

Однако данный способ является недостаточно эффективным средством профилактики развития вибрационной болезни, поскольку позволяет поддерживать оптимальную температуру только дистальных отделов рук, непосредственно контактирующих с виброинструментом - кистей.

Известен способ профилактики развития вибрационной болезни от воздействия вибрации, передающейся на руки путем выполнения специального комплекса физических упражнений с целью развития физических качеств (мышечной силы, выносливости), а также применения технических устройств гигиенического, терапевтического и диагностического назначений: тренажеров, массажеров; ингаляционных, ионизационных установок, физиотерапевтических аппаратов, приборов для контроля за состоянием здоровья человека с тем, чтобы ускорить процесс восстановления функций организма к исходному дорабочему состоянию и обеспечить высокую работоспособность [2].

Однако этот способ в связи с особенностями конструкции используемых устройств имеет ограниченную область применения, поскольку может применяться только в условиях медсанчастей предприятий или их реабилитационно-восстановительных комплексов и в периоды, когда работающий не подвергается повреждающему воздействию вибрации.

Известен способ профилактики развития вибрационной болезни от воздействия вибрации, передающейся на руки путем использования спецодежды с регулируемым пододежным микроклиматом [2].

Однако применение данного способа невозможно при нормальном и нагревающем микроклиматах, поскольку указанная спецодежда защищает тело человека только от пониженных температур. Применение данной спецодежды в условиях нормального и нагревающего микроклиматов может привести в течение рабочего дня к нарушению теплового равновесия между теплопродукцией и теплоотдачей, перегреванию организма и отказу от работы в связи с ухудшением самочувствия.

Известен способ профилактики развития вибрационной болезни от воздействия вибрации, передающейся на руки путем использования рукавиц [2], обеспечивающих защиту кистей рук от характеристики механического воздействия виброинструмента и предупреждающих чрезмерное охлаждение кистей при контакте с виброинструментом (прототип).

Однако данный способ тоже не является эффективным средством профилактики развития вибрационной болезни, поскольку позволяет защитить от воздействия охлаждающего микроклиматического фактора только кисти и не обеспечивает такую защиту для предплечий.

Основанием для утверждения о том, что способ и устройства, позволяющие защищать от охлаждения только кисти рук, являются недостаточно эффективными средствами профилактики вибрационной болезни при воздействии локальной вибрации, передающейся на руки, служат проведенные нами физиолого-эргономические исследования.

Цель проведенных нами физиолого-эргономических исследований заключалась в изучении роли влияния температуры кисти и предплечья на работоспособности мышц-сгибателей пальцев рук - основного критического органа по отношению к испытываемой от воздействия вибрации передающейся на руки вибросиловой нагрузке. Температура кисти и предплечья оценивалась по температуре поверхности кожи данных звеньев локомоторной системы. Основанием для выбора работоспособности в качестве адекватного критерия функционального состояния нервно-мышечного аппарата являются известные данные о том, что работоспособность мышц-сгибателей пальцев рук является интегральным показателем функционального состояния верхних конечностей - основного органа локомоторной системы, испытывающего в частности наибольшую нагрузку от воздействия локальной вибрации, передающейся на руки. Изучение функционального состояния сгибателей пальцев рук в качестве приоритетного критерия неблагоприятного воздействия вибрации обосновано известными данными о том, что при прочих равных условиях от работоспособности нервно-мышечного аппарата рук зависит резистентность организма к повреждающему воздействию локальной вибрации, развитию предпатологических, патологических, обратимых и необратимых изменений в нервно-мышечном аппарате верхних конечностей [3]. Иными словами, величина изменения работоспособности мышц-сгибателей пальцев рук может быть своего рода маркером вредности воздействия на организм локальной вибрации, передающейся на руки.

Исследования проводились на 5 мужчинах 20-29 лет. Изучалось функциональное состояние нервно-мышечного аппарата сгибателей пальцев правой руки по показателю мышечной работоспособности, определяемой при динамической работе до отказа на кистевом эргометре со средним ускорением перемещений подвижного рычага эргометра в циклах непрерывно следующих друг за другом сокращений сгибателей пальцев кисти равным 50% от максимально возможного для конкретного исследуемого при работе на кистевом эргометре. При определении мышечной работоспособности выполненный на базе электродинамического фонаря типа "Жук" кистевой эргометр вырабатывал электрический ток, величина которого прямо пропорциональна мощности совершаемой работы (силе нажатия на подвижный рычаг эргометра, частоте циклов этого нажатия и расстоянию перемещения подвижного рычага). Следовательно, количество электричества (измеряемое в микроамперах на секунду - мАс), вырабатываемое при работе до отказа (то есть невозможности ее дальнейшего осуществления с заданным ускорением перемещений подвижного рычага эргометра) на кистевом эргометре, прямо пропорционально средней мощности и величине совершаемой работы. Исследования проводились в помещении при температуре окружающего воздуха 22^oC в три серии. В первой серии исследуемые совершили динамическую мышечную работу на кистевом эргометре без предварительного перед работой дополнительного по отношению к температуре окружающего воздуха обогрева работающей руки. Во второй серии исследуемые перед выполнением динамической мышечной работы на кистевом эргометре замачивали на 10 минут кисть исследуемой руки в емкости с водой, имевшей температуру 33,46^oC. В третьей серии те же исследуемые перед выполнением динамической мышечной работы на кистевом эргометре замачивали на 10 минут только предплечье исследуемой руки в емкости с водой, имевшей температуру 33,46^oC. Результаты эксперимента представлены в табл. 1, из которой видно, что когда перед работой имел место дополнительный обогрев предплечья, работоспособность сгибателей пальцев руки достоверно увеличивалась на 66% по сравнению со случаем, когда дополнительно обогревалась только кисть работающей руки, и работоспособность сгибателей пальцев руки достоверно увеличивалась на 77% по сравнению с тем, когда вообще не подвергалась дополнительному перед работой обогреву.

Таким образом, имеющиеся способы и устройства для профилактики развития вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации на руки с одной стороны имеют ограничения в области применения (использование костюма с регулируемым пододежным микроклиматом возможно только в условиях охлаждающего микроклимата; выполнение специального комплекса физических упражнений и применение технических устройств гигиенического, терапевтического и диагностического назначений для развития физических качеств, обеспечения высокой работоспособности и контроля за состоянием здоровья человека возможно только в условиях медсанчастей предприятий или их реабилитационно-восстановительных комплексов), а с другой, не являются эффективными средствами профилактики развития вибрационной болезни, поскольку защищают от охлаждения и переохлаждения во время работы с виброинструментом только кисти рук.

Цель изобретения - повышение эффективности профилактики развития вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации, передающейся на руки, и расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что известным способом защиты кистей рук от охлаждающего воздействия характеристик окружающей среды (температуры, относительной влажности, подвижности воздуха; температуры окружающих предметов, в том числе источника локальной вибрации) и механического воздействия виброинструмента, генерирующего локальную вибрацию, передающуюся на руки, путем использования рукавиц типа "Краги", согласно изобретению предплечья защищают плотно прилегающими к поверхности кожи муфтами из меха.

Муфта из меха представляет собой открытый с двух сторон мешочек, ширина и длина которого обеспечивает плотное прилегание меха к поверхности кожи и теплоизоляцию руки от локтя до запястья.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что осуществляют защиту предплечий от воздействия охлаждающего микроклиматического фактора путем применения плотно прилегающих к поверхности кожи от запястья до локтя муфт из меха.

Таким образом, заявляемый способ и устройство для профилактики развития вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации соответствует критерию изобретения "Новизна".

Известны другие технические решения профилактики развития вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации, передающейся на руки [4]. Например, тепловые гидропроцедуры для рук, процедуры суховоздушного обогрева с микромассажем рук, самомассаж и взаимомассаж мышц плечевого пояса, производственная гимнастика. Однако проведение указанных профилактических процедур возможно лишь в периоды восстановления от воздействия вызывающей вибрационную болезнь вибрации. Кроме того, процедура суховоздушного обогрева с микромассажем рук и тепловые гидропроцедуры заключаются в воздействии только на кисти рук; в остальных процедурах терапевтическое воздействие физических факторов на области предплечий не акцентировано.

Таким образом, сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области медицины не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "Существенные отличия".

В целях проверки эффективности заявляемого способа и устройства для профилактики развития вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации проведена апробация заявляемого способа и устройства в лабораторном эксперименте. В эксперименте принимали участие 10 практически здоровых мужчин в возрасте 20-29 лент. Изучалось функциональное состояние нервно-мышечного аппарата мышц-сгибателей пальцев правой руки по показателю их работоспособности, определяемой при динамической работе до отказа на электродинамическом кистевом эргометре типа "Жук". Работа на указанном эргометре заключалась в возвратно-поступательном циклическом перемещении подвижного рычага эргометра со средним ускорением в циклах непрерывно следующих друг за другом сокращений сгибателей пальцев кисти равным 50% от максимально возможного для конкретного исследуемого при исследовании на кистевом эргометре.

Функциональное состояние сгибателей пальцев руки изучалось при нахождении исследуемых в течение 30 минут в различных микроклиматических условиях, определяемых температурой окружающего воздуха (22, 20, 15 и 5^oC), до и сразу (через 3-4 с) после воздействия вибросиловой нагрузки на кисть правой руки. Вибросиловая нагрузка имела следующие характеристики: корректированный по частоте уровень виброускорения в направлении максимальной вибрации, зарегистрированный на рукоятке вибростенда при дозированном сжатии ее вибрирующей поверхности, величина статического усилия сжатия в кисти вибрирующей поверхности рукоятки вибростенда и длительность вибросилового воздействия составляли соответственно 84 дБ, 150 H и 120 с. По частотному составу вибрация характеризовалась как низкочастотная с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 31,5-63,0 Гц, что наиболее характерно для виброоборудования, применяемого в горнорудной и горнодобывающей промышленности. Исследования проводились в две серии, отличающиеся тем, что в первой серии у исследуемых в течение 30 минут (до и во время работы на электродинамическом кистевом эргометре) поверхность кожи правого предплечья была защищена муфтой из меха, а во второй серии у тех же исследуемых поверхность кожи правого предплечья была обнажена. До выполнения работы на кистевом эргометре у исследуемых измерялась температура поверхности кожи в одной точке на ладонной поверхности кисти (середина линии сгиба большого пальца) и в расположенных на одинаковом между собой расстоянии вдоль проекции поверхностных сгибателей пальцев от локтя до запястья пяти точках на предплечии. Результаты апробации заявляемого способа и устройства представлены в табл. 2, из которой видно, что работоспособность мышц-сгибателей правой руки значительно выше в первой серии эксперимента (поверхность кожи предплечья была защищена муфтой из меха), чем во второй серии (поверхность кожи предплечья была обнажена). Различия в работоспособности при использовании и не использовании муфты из меха для защиты поверхности кожи предплечья были достоверны (P <0,001) при всех анализируемых нами микроклиматических условиях. Обнаружено также, что с уменьшением температуры окружающего воздуха как до, так и после воздействия константы вибросиловой нагрузки (при прочих равных условиях) различия между работоспособностью сгибателей пальцев в сериях эксперимента увеличиваются за счет опережающего уменьшения этой работоспособности у исследуемых с обнаженной поверхностью кожи предплечья (табл. 2).

Анализ температур поверхности кожи кисти и предплечья, представленный в табл. 3, свидетельствует о том, что в первой серии эксперимента по апробации заявляемого способа и устройства (поверхность кожи предплечья была защищена муфтой из меха) средняя температура поверхности кожи указанных звеньев локомоторной системы была выше, чем таковая во второй серии эксперимента. Причем, как и по изменению величины работоспособности, с уменьшением температуры окружающего воздуха увеличивалось различие между средними температурами поверхности кожи анализируемого звена локомоторной системы в первой и второй сериях эксперимента (табл. 3). Кроме того, в эксперименте обнаружено (табл. 4), что температура поверхности кожи кисти рук при всех анализируемых условиях микроклимата выше в первой серии эксперимента (поверхность кожи предплечья была защищена муфтой из меха). Данный эффект наблюдается при обнаженной кисти, что, по-видимому, можно объяснить миграцией с током крови накопленного в области предплечья тепла в кисть. Найдено также, что с ростом охлаждающих свойств микроклимата увеличивается различие между температурой поверхности кожи кисти в первой и второй сериях эксперимента за счет более медленного ее снижения у исследуемых, применивших муфту из меха для защиты предплечья (табл. 4). Механизм образования и накопления тепла в области предплечья при защите его муфтой из меха заключается в последовательном развитии следующих процессов: механическое раздражение поверхности кожи ворсинками меха муфты вызывает расширение кровеносных сосудов и увеличение кровообращения, с которым осуществляется более интенсивный перенос тепла от "ядра тела" к предплечью; накоплению и сохранению тепла в области предплечья способствуют теплоизолирующие свойства применяемого меха.

Из литературы [1] известно, что холод и вибрация, вызывая спазм кровеносных сосудов, действуют на организм как синергисты (действие одного фактора усиливается за счет влияния другого), вместе с тем тепло и вибрация при воздействии на организм характеризуется антагонистическим типом комбинированного действия - тепло расширяет, а вибрация сужает просвет кровеносных сосудов. В результате вибрация и холод снижают, а тепло увеличивает работоспособность мышц. Согласно современным представлениям о теории мышечного сокращения [5] механизм увеличения работоспособности мышц при воздействии на них тепла связывают с усилением химических процессов в мышце, повышением проницаемости клеточных оболочек и усилением скорости диффузии продуктов гидролиза АТФ.

Таким образом, апробация заявляемого способа и устройства для профилактики развития вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации, передающейся на руки, свидетельствует об эффективности указанного способа и устройства в предупреждении развития вибрационной болезни. Простота предлагаемого способа и устройства и удобство их использования в любых микроклиматических условиях могут обеспечить широкую область применения заявляемого способа и устройства.