Ультразвук

Ультразвук— упругие волны с частотой колебаний от 20 кГц до 1 ГГц, не слышимые человеческим ухом. Ультразвуковые волны по своей природе не отличаются от упругих волн слышимого диапазона. Распространение ультразвука подчиняется основным законам, общим для акустических волн любого диапазона частот. Вместе с тем высокая частота ультразвуковых колебаний и малая длина волн обусловливают ряд специфических свойств, присущих только ультразвуку. Возможно:

· визуальное наблюдение ультразвуковых волн оптическими методами;

· получение направленного излучения (благодаря малой длине ультразвуковые волны хорошо фокусируются);

· получение высоких значений интенсивности при относительно небольших амплитудах колебаний.

К техногенным источникам ультразвука относятся все виды ультразвукового технологического оборудования, ультразвуковые приборы и аппаратура промышленного, медицинского, бытового назначения, которые генерируют ультразвуковые колебания в диапазоне частот от 18 кГц до 100 МГц и выше. К источникам относится также оборудование, при эксплуатации которого ультразвуковые колебания возникают как сопутствующий фактор.

Применение Ультразвука:

низкочастотные (до 100 кГц) ультразвуковые колебания, распространяющиеся контактным и воздушным путем, — для активного воздействия на вещества и технологические процессы: очистка, обезжиривание, сварка, пайка, механическая и термическая обработка материалов (сверхтвердых сплавов, алмазов, керамики и др.), коагуляция аэрозолей; в медицине — ультразвуковой хирургический инструментарий, установки для стерилизации рук медперсонала, различных предметов и др.;

высокочастотные (100 кГц — 100 МГц и выше) ультразвуковые колебания, распространяющиеся исключительно контактным путем, — для неразрушающего контроля и измерений; в медицине — для диагностики и лечения различных заболеваний.

Анализ распространенности и перспектив применения ультразвуковых источников в различных отраслях хозяйства показал, что 60—70% всех работающих в условиях неблагоприятного воздействия ультразвука составляют: дефектоскописты; операторы очистных, сварочных, ограночных агрегатов; физиотерапевты, хирурги, врачи, проводящие ультразвуковые исследования (УЗИ), и др. Установлено, что работающие с технологическими и медицинскими ультразвуковыми источниками подвергаются воздействию ультразвука с частотой колебаний 18,0 кГц — 20,0 МГц и интенсивностью 50—160 дБ.

Ультразвуковые волны способны вызывать разнонаправленные биологические эффекты, характер которых определяется интенсивностью ультразвуковых колебаний, частотой, временными параметрами колебаний (постоянный, импульсный), длительностью воздействия, чувствительностью тканей.

При систематическом воздействии интенсивного низкочастотного ультразвука, если его уровень превышает предельно допустимый, у работающих могут наблюдаться функциональные изменения центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов, гуморальные нарушения. Наиболее характерно наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома. Работники, длительное время обслуживающие низкочастотное ультразвуковое оборудование, жалуются на головную боль, головокружение, общую слабость, быструю утомляемость, расстройство сна, сонливость днем, раздражительность, ухудшение памяти, повышенную чувствительность к звукам, боязнь яркого света. Иногда — жалобы на похолодание конечностей, приступы бледности или покраснения лица; нередки жалобы на диспепсию.

Общецеребральные нарушения часто сочетаются с явлениями умеренного вегетативного полиневрита рук. Это обусловлено тем, что наряду с общим воздействием на организм работающих через воздух низкочастотный ультразвука оказывает локальное действие при соприкосновении с обрабатываемыми деталями и средами, в которых возбуждены колебания, или с ручными источниками. Например, во время загрузки и выгрузки деталей из ультразвуковых ванн при удержании деталей и выполнении др. технологических операций интенсивность воздействующего на руки ультразвук может достигать 6—10 Вт/см2 и более.

Операторы низкочастотных ультразвуковых установок могут подвергаться воздействию и др. факторов производственной среды (органических растворителей, ПАВ, свинца и др.), загрязняющих воздух рабочих помещений, одежду и руки работающих. Систематический (даже кратковременный) контакт с жидкими и твердыми средами, в которых возбуждены ультразвуковые колебания, заметно усиливает действие воздушного ультразвука. По сравнению с высокочастотным шумом ультразвука слабее влияет на слуховую функцию, но вызывает более выраженные отклонения от нормы со стороны вестибулярной функции.

По данным ряда исследователей в зависимости от интенсивности контактного ультразвука различают 3 типа его действия:

· низкой интенсивности (до 1,5 Вт/см2) способствует ускорению обменных процессов в организме, легкому нагреву тканей, микромассажу и т. д.; низкая интенсивность не дает морфологических изменений внутри клеток, т. к. переменное звуковое давление вызывает только некоторое ускорение биофизических процессов, поэтому малые экспозиции У. рассматриваются как физиологический катализатор;

· средней интенсивности (1,5—3,05 Вт/см2) за счет увеличения переменного звукового давления вызывает обратимые реакции угнетения, в частности, нервной ткани; скорость восстановления функций зависит от интенсивности и времени облучения У.;

· высокой интенсивности (3,0—10,05 Вт/см2) вызывает необратимое угнетение, переходящее в процесс полного разрушения тканей.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что ультразвуковые колебания, генерируемые в импульсном режиме, оказывают несколько иное биологическое действие, чем постоянные колебания. Своеобразие физиологического действия импульсного ультразвука заключается в меньшей выраженности, но большей мягкости и длительности проявления эффектов. Мягкость действия импульсного контактного ультразвука связана с преобладанием физико-химических эффектов действия над тепловым и механическим. Воздействие ультразвука на биологические структуры обусловлено целым рядом факторов. Эффекты, вызываемые ультразвука условно подразделяют:

· на механические, вызываемые знакопеременным смещением среды, радиационным давлением и т. д.;

· физико-химические, связанные с ускорением процессов диффузии через биологические мембраны, изменением скорости биологических реакций;

· термические, являющиеся следствием выделения тепла при поглощении тканями ультразвуковой энергии и сопровождающиеся повышением температуры на границах тканевых структур, нагревом на газовых пузырьках;

· эффекты, связанные с возникновением в тканях ультразвуковой кавитации (образование с последующим захлопыванием парогазовых пузырьков в среде под действием ультразвука).

Данные о действии высокочастотного ультразвука на организм человека свидетельствуют о полиморфных изменениях почти во всех тканях, органах и системах. Происходящие под воздействием ультразвука (воздушного и контактного) изменения подчиняются общей закономерности: малые интенсивности стимулируют, активируют; средние и большие — угнетают, тормозят и могут полностью подавлять функции.

Высокочастотный контактный ультразвука вследствие малой длины волны практически не распространяется в воздухе и оказывает воздействие на работающих только при контакте источника ультразвука с поверхностью тела. Изменения, вызванные действием контактного ультразвука., более выражены в зоне контакта. Чаще это пальцы рук, кисти, хотя не исключается возможность дистальных проявлений за счет рефлекторных и нейрогуморальных связей. Длительная работа с ультразвуком при контактной передаче на руки вызывает поражение периферического нейрососудистого аппарата, причем степень выраженности изменений зависит от интенсивности ультразвука, времени воздействия и площади контакта, т. е. ультразвуковой экспозиции, и может усиливаться при наличии сопутствующих факторов производственной среды, усугубляющих это действие (воздушный ультразвука; локальное и общее охлаждение; контактные смазки — различные виды масел; статическое напряжение мышц и т. д.).

Среди работающих с источниками контактного ультразвука отмечен высокий процент жалоб на парестезии, повышенную чувствительность рук к холоду, слабость и боль в руках в ночное время, снижение тактильной чувствительности, потливость ладоней. Иногда — жалобы на головные боли, головокружение, шум в ушах и голове, общую слабость, сердцебиение, боли в области сердца.

Впервые в 1989 г. вегетативно-сенсорная полиневропатия рук (ангионевроз), развивающаяся у работающих при воздействии контактного ультразвука, признана профессиональным заболеванием и внесена в список профзаболеваний. Установлено, что биологическое действие ультразвуковых колебаний при контактной передаче обусловлено влиянием на нервно-рецепторный аппарат кожи с последующим включением рефлекторных, нейрогуморальных связей и определяется механическими и физико-химическими факторами. Роль термического и кавитационного компонентов при уровнях, создаваемых источниками ультразвука в контактных средах, незначительна.

Контактный ультразвук вызывает сенсорные, вегетососудистые нарушения и изменения опорно-двигательного аппарата верхних конечностей. Выявляются остеопороз, остеосклероз фаланг кистей и др. дегенеративно-дистрофические изменения. Результаты клинико-физиологических исследований позволяют сделать вывод о возможности развития генерализованных рефлекторно-сосудистых изменений при воздействии контактного ультразвук Ультразвуковая патология желудочно-кишечного тракта, почек, сердечно-сосудистой системы пока не очень хорошо изучена.

Гигиеническое нормирование воздушного и контактного ультразвука направленно на оптимизацию и оздоровление условий труда работников "ультразвуковых" профессий. Материалы, полученные в результате проведенных в НИИ медицины труда РАМН комплексных исследований, послужили основанием для разработки новой системы гигиенической регламентации ультразвука, что нашло отражение в санитарных нормах и правилах — СанПиН 2.2.4/2.1.8.582—96 "Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения", которые устанавливают:

· гигиеническую классификацию ультразвук, воздействующего на человека-оператора;

· нормируемые параметры и предельно допустимые уровни У. для работающих и населения;

· требования к контролю воздушного и контактного У.;

· меры профилактики.

Настоящие нормы и правила не распространяются на лиц (пациентов), подвергающихся воздействию ультразвука в лечебно-диагностических целях

Установлены ПДУ воздушного ультразвука на рабочих местах и контактного ультразвука в зонах контакта рук или др. частей тела работников:

воздушный ультразвук —

среднегеометрические частоты

1/3-октавных полос, кГц 12,5; 16,0; 20,0; 250; 310 — 1 000

уровни звукового давления, дБ 80; 90; 100; 105; 110

контактный ультразвук —

среднегеометрические частоты

октавных полос, кГц

8,0—63,0; 125,0—500,0; 1,0·103—31,5·103

пиковые значения

виброскорости, м/с 5,0·10−3; 8,9·10−3; 1,6·10−2

уровни виброскорости, дБ 100; 105; 110

При совместном воздействии контактного и воздушного ультра следует применять понижающую поправку (5 дБ) к ПДУ контактного ультразвука, обладающего более высокой биологической активностью. Уровни воздушного и контактного ультразвука от источников бытового назначения (стиральные машины; устройства для отпугивания насекомых, грызунов, собак; охранная сигнализация и т. д.) — как правило, работают на частотах ниже 100 кГц — не должны превышать 75 дБ на рабочей частоте.

Кроме санитарных правил и норм разработан ряд нормативно-методических документов, регламентирующих, в частности, УТ медработников, использующих ультразвуковые источники в виде аппаратуры, оборудования или инструментария. "Гигиенические рекомендации по оптимизации и оздоровлению условий труда медработников, занятых ультразвуковой диагностикой" (М 3939—85) содержат общие требования к оборудованию кабинетов ультразвуковой диагностики, организации и проведению диагностических исследований. Рекомендованы санитарно-гигиенические и медико-профилактические мероприятия по ограничению неблагоприятного влияния контактного ультразвука на медперсонал.

В соответствии с гигиеническими рекомендациями площадь кабинета для проведения УЗИ должна быть не менее 20 м2 при условии размещения в нем одной ультразвуковой диагностической установки. Это помещение должно иметь естественное и искусственное освещение, раковину с подводкой холодной и горячей воды, общеобменную приточно-вытяжную систему вентиляции с кратностью воздухообмена 1:3; допускается установка кондиционеров. В помещении следует поддерживать определенные параметры микроклимата: температура воздуха 22°C, относительная влажность 40—60%, скорость движения воздуха не выше 0,16 м/с.

На совершенствование ультразвуковой диагностики заболеваний, рациональное использование кадров и аппаратуры, повышение качества и эффективности ультразвуковых исследований направлен приказ Минздрава России от 21 июля 1988 г. № 581 "О дальнейшем развитии и совершенствовании ультразвуковой диагностики в лечебно-профилактических учреждениях страны". Приказом утверждено:

· положение об отделении (кабинете) ультразвуковой диагностики;

· положение о заведующем, враче, старшей медицинской сестре отделения т.д

· расчетная норма загрузки для врачей при 6,5-часовом рабочем дне, равная 33 условным единицам — за 1 условную единицу принимается работа продолжительностью 10 мин с учетом подготовительно-заключительного времени, оформления документации и непосредственного проведения исследований.

В приложении № 8 к указанному приказу даны расчетные нормы времени в условных единицах на проведение ультразвуковых диагностических исследований органов, напр.: мочевого пузыря с определением остаточной мочи — 1,5; поджелудочной железы — 2; печени, желчного пузыря, поджелудочной железы и селезенки — 4. На эхокардиографию отведено 5 условных единиц, на иммерсионное офтальмосканирование (самое продолжительное исследование) — 6. При проведении исследования с анализом информации на ЭВМ предусмотренное приказом время увеличивается на 25%. В Перечне учреждений и их подразделений, а также должностей, работа в которых дает право работникам на повышение схемных должностных (месячных) окладов (ставок) в связи с опасными для здоровья и особо тяжелыми условиями труда, утвержденном Минздравмедпромом России 24 июня 1992 г., предусмотрена 15%-ная надбавка для медработников (врачей, среднего и младшего медперсонала), занятых в кабинетах ультразвуковой диагностики.

При решении вопросов профилактики неблагоприятного влияния У. на работающих в ходе проведения предупредительного и текущего санитарного надзора необходимо руководствоваться следующими стандартами:

ГОСТ 12.1.001—89 ССБТ "Ультразвук. Общие требования безопасности";

ГОСТ 12.4.077—79 ССБТ "Ультразвук. Методы измерения звукового давления на рабочих местах";

ГОСТ 12.2.051—80 ССБТ "Оборудование технологическое ультразвуковое. Требования безопасности".

Изменение уровней контактного ультразвука должно осуществляться на заводах — изготовителях ультразвукового оборудования и приборов (с обязательным внесением результатов измерений в технический паспорт изделия). Уровни воздушного У.: в соответствии с ГОСТ 12.4.077—79 и СанПиН 2.2.4/2.1.8.582—96 контроль производится в нормируемом частотном диапазоне с верхней граничной частотой не ниже рабочей частоты — для производственного оборудования, в котором генерируются ультразвуковые колебания; в нормируемом частотном диапазоне с верхней граничной частотой не ниже 18 кГц — для оборудования, при эксплуатации которого У. возникает как сопутствующий фактор.

Профилактика. В условиях современного производства решение проблемы защиты человека-оператора от ультразвукового излучения начинается на этапе определения его профпригодности, что особенно актуально в связи с внедрением контрактных систем ведения работ и страховой медицины.

Медико-биологический скрининг при приеме на работу включает предварительный медицинский осмотр с учетом специфики действия контактного ультразвука и факторов риска (как выявленных индивидуальных, так и конкретных профессионально-производственных, при аттестации рабочего места, на которое предполагается трудоустройство). Предварительный медицинский осмотр проводится в соответствии с приказом Минздравмедпрома России от 14 марта 1996 г. № 90 "О порядке проведения предварительных и периодических медицинских осмотров работников и медицинских регламентах допуска к профессии". В приложении № 1 к указанному приказу в п. 5.5 — в графе "Вредные, опасные вещества и производственные факторы" — в отношении контактного ультразвука при превышении ПДУ сделана ссылка на ГОСТ 12.1.001—89 ССБТ "Ультразвук. Общие требования безопасности", поскольку приказ был подписан в марте 1996 г., а СанПиН 2.2.4/2.1.8.582—96 утверждены в октябре 1996 г. Согласно записи в приказе о "контактной передаче ультразвуковых колебаний" к этой группе относятся все работающие с высокочастотными источниками, а также операторы, обслуживающие низкочастотные установки, в том случае если они подвергаются совместному воздействию воздушного и контактного ультравука.

Комплекс лечебно-профилактических мер по ограничению и предупреждению неблагоприятного воздействия ультразвука включает проведение диспансеризации работающих, периодические медицинские осмотры, физиопрофилактические процедуры (тепловые воздушные с микромассажем и тепловые гидропроцедуры для рук, массаж верхних конечностей и др.), рефлексопрофилактику, гимнастические упражнения, психофизическую разгрузку, витаминизацию, сбалансированное питание и др.

Поиск по сайту: