Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Аналитический обзор 13
1.1. Сочетанное влияние факторов производственной среды и трудового процесса на функциональное состояние человека и некоторые показатели его здоровья 13
1.2. Современные представления о характере поражения вращательной манжеты плеча 24
ГЛАВА II. Организация, методы, объект и объем исследований 38
2.1. Гигиенические методы исследований производственной среды и факторов трудового процесса 39
2.2. Методы исследований функционального состояния организма работающих в производственных условиях .42
2.3. Методы оценки сочетанного воздействия производственных факторов и трудового процесса на функциональное состояние человека в условиях эксперимента 47
2.4. Методы исследований поражения ротаторной манжеты плеча 51
ГЛАВА III. Комплексная гигиеническая характеристика условий труда и факторов трудового процесса 56
3.1. Гигиеническая оценка условий труда работников обследованных групп .56
3.2. Профессиографическая оценка структуры деятельности работников обследуемых групп 69
Заключение 108
ГЛАВА IV. Особенности формирования функционального состояния организма при сочетанном воздействии факторов производственной среды и трудового процесса 111
4.1. Особенности формирования функционального состояния организма при сочетанном воздействии нагревающего микроклимата и тяжести труда 111
4.2. Особенности формирования функционального состояния организма при сочетанном воздействии локальной вибрации и тяжести труда 138
4.3. Особенности формирования функционального состояния организма при сочетанном воздействии нагревающего микроклимата, локальной вибрации и тяжести труда 158
Заключение 179
ГЛАВА V. Прогнозирование теплового состояния организма человека и интегральная оценка комплекса факторов, обусловливающих его термическую нагрузку (экспериментальное исследование) 199
5.1. Прогнозирование теплового состояния человека при воздействии комплекса факторов, обусловливающих эндо- и экзогенную
термическую нагрузку на организм 199
5.2 Содержание тепла в организме человека как критерий интегральной оценки комплекса факторов, обусловливающих термическую нагрузку на работающих .206
Заключение 212
ГЛАВА VI. Механизмы формирования патологического процесса ротаторной манжеты плеча и особенности его течения у рабочих строительных профессий (штукатуров) 214
6.1 Оценка санитарно-гигиенических условий труда штукатуров 216
6.2 Клиническая характеристика обследуемых групп 220
6.3. Результаты проведенного обследования и клинико-профессио-
графические сопоставления 225
Заключение 247
Выводы 262
Список использованной литературы 265
Приложение 289
- Современные представления о характере поражения вращательной манжеты плеча
- Методы исследований функционального состояния организма работающих в производственных условиях
- Профессиографическая оценка структуры деятельности работников обследуемых групп
- Особенности формирования функционального состояния организма при сочетанном воздействии локальной вибрации и тяжести труда
Введение к работе
Актуальность работы. В условиях трудовой деятельности человек, как правило, подвергается одновременному воздействию различных неблагоприятных факторов производственной среды и трудового процесса, при этом тяжелый физический труд со значительными региональными мышечными нагрузками часто сочетается с неблагоприятным производственным микроклиматом, вибрацией и шумом, превышающими предельно допустимые уровни [8,137, 57, 60].
Одними из наиболее значимых отраслей экономики, в которых работники, подвергаются сочетанному влиянию указанных неблагоприятных факторов, являются автомобильная промышленность, черная и цветная металлургия, строительная отрасль и другие.
В ряде исследований, проведенных в последние годы, подчеркивается, что сочетанное воздействие вредных производственных факторов отрицательно сказывается на функциональном состоянии организма в целом за счет напряжения физиологических систем, что в ряде случаев способствует развитию заболеваний профессионального характера, даже при малой и средней интенсивности их параметров [101,141,175, 92].
Несмотря на вышеуказанное, до настоящего времени наибольшее внимание уделялось изучению влияния отдельных факторов производственной среды на организм человека. В связи с этим изучение особенностей функционального состояния организма при сочетанном влиянии ряда приоритетных факторов производственной среды (неблагоприятного микроклимата, локальной вибрации, тяжелого физического труда), представляется актуальным, т. к. является основой для последующей разработки методических подходов к нормированию различных факторов при их сочетанном воздействии.
Поскольку одним из изучаемых сочетаний, влияющих на формирование функционального состояния организма, являлась комбинация нагревающего микроклимата со значительными региональными мышечными нагруз- ками, особое внимание было уделено изучению теплового состояния, которое является интегральным показателем ряда ответных реакций организма на термическое воздействие и физический труд. Многообразие факторов, формирующих тепловое состояние, требует разработки многомерных математи-ко-статистических моделей, позволяющих определить содержание тепла в организме человека, работающего в нагревающей среде по комплексу факторов, обусловливающих термическую нагрузку, и выяснить значимость каждого из них в её формировании. В немногочисленной отечественной и зарубежной литературе, посвященной этому вопросу, обосновывается принципиальная необходимость указанного методического подхода [20, 21,98, 99, 201, 186, 10]. Однако эти вопросы требуют дальнейшей разработки и уточнения.
При сочетанном воздействии факторов производственной среды и трудового процесса наряду с оценкой общих реакций организма важным являлось изучение специфических нарушений, возникающих вследствие преимущественной направленности статико-динамических нагрузок на верхние конечности и плечевой пояс. В связи с этим представлялось актуальным изучение одной из форм заболеваний «рабочей руки» - патологии параартику-лярных тканей плечевого сустава, которая занимает особое место среди профессиональных заболеваний верхних конечностей.
Актуальность и большая социально-экономическая значимость изучаемой проблемы подтверждается также большой распространенностью этой патологии особенно среди лиц работоспособного возраста, отсутствием единого понимания сущности патологического процесса и четких дифференциально-диагностических критериев, особенно на ранних стадиях заболевания, что исключает возможность проведения адекватной терапии и целенаправленных профилактических мероприятий [46, 117, 222, 220, 114, 208, 181, 6, 156,].
Цель исследования. Научная разработка медико-биологических основ и методов системно-количественного анализа оценки функционального состояния организма человека при сочетанном влиянии факторов производст-
6 венной среды и трудового процесса для совершенствования системы профилактики профессиональных заболеваний.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
Оценить с помощью комплекса гигиенических, профессиографических и физиолого-эргономических исследований условия и характер труда основных профессиональных групп работников ведущих предприятий машиностроения и металлургии, подвергающихся сочетанному воздействию неблагоприятных физических факторов производственной среды и тяжести трудового процесса.
На основе клинико-гигиенических сопоставлений полученных результатов выявить особенности развития функциональных изменений организма по приоритетным клинико-физиологическим критериям при одновременном воздействии факторов производственной среды и трудового процесса и их различных комбинациях.
Определить удельный вес основных факторов производственной среды и трудового процесса в формировании неблагоприятного функционального состояния организма.
В экспериментальных условиях изучить тепловое состояние организма человека при воздействии на него различных параметров микроклимата, тяжести труда, и выявить значимость каждого из них при их взаимодействии.
Разработать математические модели для интегральной оценки теплового состояния по комплексу факторов, обусловливающих термическую нагрузку на работающих путем вычисления показателя теплосодержания, и установить возможности его прогнозирования.
Разработать клинико-инструментальный диагностический комплекс для выявления поражений ротаторной манжеты плеча, оценить его диагностическую эффективность в плане выявления признаков воздействия неблагоприятных производственных факторов и ранних форм заболевания, сопоставив результаты ультразвукового сканирования с данными рентгенологического обследования плечевых суставов.
7. Изучить механизмы формирования и особенности клинических проявлений патологии параартикулярных тканей плечевых суставов при сочетанном воздействии значительных региональных мышечных нагрузок на плечевой пояс и неблагоприятного микроклимата для установления связи этих изменений с условиями труда, рационального решения экспертных вопросов и проведения целенаправленных лечебно-профилактических мероприятий.
Научная новизна и теоретическая значимость работы
Представлены методические подходы оценки структурно-функциональных взаимосвязей элементов системы «человек - производственная среда - трудовой процесс», определяющих в своей совокупности уровень работоспособности и характер формирующегося функционального состояния организма работников. Показано, что при изучении многоуровневых физиологических систем организма человека в условиях сочетанного воздействия факторов риска, как в эксперименте, так и в производственных условиях, целесообразно использовать многомерный математико-статистический анализ.
Установлены закономерности и особенности формирования функционального состояния организма работников при одновременном воздействии неблагоприятных факторов производственной среды и тяжести трудового процесса и их различных сочетаниях.
Определена значимость каждого из изучаемых факторов производственной среды (микроклимат, вибрация) и тяжести трудового процесса, приводящих к перенапряжению основных функциональных систем организма при их одновременном воздействии и различных комбинациях.
Разработаны математические модели, позволяющие определить содержание тепла в организме человека, работающего в нагревающей среде, по комплексу факторов, обусловливающих экзо- и эндогенную термическую нагрузку, и определить значимость каждого из них в её формировании.
Выявлена причинно-следственная связь между патологией параартикулярных тканей плечевого сустава, характером и локализацией патологиче- g ских нарушений «рабочей руки», а также направленностью и степенью выраженности региональных мышечных нагрузок в сочетании с неблагоприятным микроклиматом. - Впервые изучен механизм формирования патологии ротаторной ман жеты плеча, заключающийся в хронической, суммирующейся микротравма- тизации параартикулярных тканей в условиях недостаточного их кровоснаб жения на фоне утомления и функционального перенапряжения у работников, связанных с воздействием значительных региональных мышечных нагрузок на верхний плечевой пояс, особенно в сочетании с неблагоприятным микро климатом. ,
Практическая значимость работы и внедрение в практику
Результаты проведенного комплексного физиолого-гигиенического исследования являются научным обоснованием для разработки целенаправленных профилактических мероприятий по предупреждению развития перенапряжения организма и корректировки методических подходов к нормированию неблагоприятных факторов производственной среды и трудового процесса при их сочетанном влиянии.
Доказана необходимость оценки теплового состояния организма человека, работающего в нагревающей среде, по интегральному показателю, отражающему влияние комплекса факторов, обусловливающих экзо- и эндогенную термическую нагрузку.
Для выявления поражения ротаторной манжеты плеча разработан и впервые применен в профпатологической практике клинико-инструментальный диагностический комплекс, включающий нейроортопе-дические методы, ультразвуковое сканирование и рентгенологическое исследование плечевых суставов и шейного отдела позвоночника.
Обосновано использование вышеуказанного диагностического комплекса для выявления признаков воздействия статико-динамических нагрузок на плечевой пояс и ранних дорентгенологических форм импинджемент синдрома на разных этапах медицинского обеспечения для составления целенаправленных лечебно-профилактических программ. Формами внедрения являются:
Методические рекомендации «Организация, оснащение и функционирование центров восстановления работоспособности при современных видах трудовой деятельности» (Утверждены на Межведомственном научном Совете «Медико-экологические проблемы работающих», Москва, 16.01.2000.).
Методические рекомендации «Физиологические нормы напряжения организма человека при различных видах трудовой деятельности (физической, умственной, зрительно-напряженной)» (Утверждены на Межведомственном научном Совете «Медико-экологические проблемы работающих», Москва, 14.04 2003г.).
Результаты исследований включены: в руководство «Профессиональный риск для здоровья работников» под редакцией академика РАМН, д. м. н., проф. Н. Ф. Измерова и д. б. н., проф. Э. И. Денисова (глава 6, разделы 6.1, 6.2), Москва, 2003; в учебное пособие для слушателей системы последипломного образования «Физические факторы производственной среды. Гигиеническая оценка и контроль» академика РАМН, д. м. н., проф. Н. Ф. Измерова, члена-корреспондента РАМН, д. м. н., проф. Г. А. Суворова (глава 11), Москва, «Медицина», 2003.
На основании проведенных клинико-физиологических исследований произведена корректировка раздела 4 (заболевания, связанные с физическими нагрузками и перенапряжением отдельных органов и систем) подраздела 4.3 (заболевания опорно-двигательного аппарата), пункта 4.3.3 (периартрозы) приложения № 5 к приказу Минздравмедпрома России от 14.03.96 № 90, что было учтено при составлении нового списка профессиональных заболеваний.
Материалы диссертации используются при чтении лекций и проведении семинарских занятий на кафедре медицины труда Московской медицин- ской академии им. И. М. Сеченова и на кафедре профпатологии Российской медицинской академии последипломного образования.
Апробация работы
Материалы и основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 1 Всероссийском съезде профпатологов (Тольятти, 2000); 10-й Всероссийской конференции по физиологи труда с международным участием (Москва, 2001); 3-ем Международном научно-практическом конгрессе «Человек в экстремальных условиях: Проблемы здоровья, адаптации и работоспособности» (Москва, 2002); Международном конгрессе «Безопасность и охрана труда» (Москва, 2002); Научной сессии отделения профилактической медицины РАМН «Экологический риск и здоровье человека: проблемы взаимодействия» (Москва, 2002); Всероссийской научно-практической конференции посвященной 80-летию создания госсанэпидслужбы России (Москва, 2002); I Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» (Москва, 2002); Российско-американском семинаре «Скелетно-мышечные нарушения у рабочих ведущих отраслей промышленности» (Москва, 2003); 4-ом Российском научном форуме «Радиология - 2003» (Москва, 2003); Международной конференции «Социальная ответственность работодателя за здоровье работника» (Москва, 2003); на заседании Ученого Совета ГУ НИИ Медицины труда РАМН (Москва, 2002) и факторной комиссии с участием клиницистов, физиологов и гигиенистов (Москва, 2003).
Личный вклад автора
Материалы, изложенные в диссертации, получены в результате исследований, в которых автор являлся исполнителем НИР: № 960003; № 2004;; № 2007; № 2005.
Автором выполнены исследования, касающиеся выявления патологии ротаторной манжеты плеча, с проведением всем обследованным ультразву-
II кового сканирования плечевых суставов. Автор также принимал непосредственное участие в обследовании различных профессиональных групп в производственных условиях.
Автору принадлежит выбор и апробация научно-методических подходов и методов исследования; обоснование и формулировка исходных научных гипотез, всесторонний анализ и обобщение результатов исследований, формулировка выводов и положений, выносимых на защиту.
Положения, выносимые на защиту:
1. Медико-биологические основы оценки сочетанного влияния небла гоприятных производственных факторов среды и трудового процесса на формирование состояния перенапряжения включают системно- количественный анализ на базе многомерных математических подходов (канонический корреляционный и множественный регрессионный анали зы), разработанные модели расчетов интегральных показателей прогнози рования и определение доли влияния факторов производственного риска в зависимости от их различных сочетаний.
Системный ответ организма на сочетанное воздействии физических факторов производственной среды и трудового процесса определяется характером воздействующих факторов, их интенсивностью и особенностями реагирования физиологических систем. Вклады различных производственных факторов в изменение функционального состояния организма неравнозначны по количественным параметрам.
Установленные две степени состояния перенапряжения организма при сочетанном воздействии неблагоприятных факторов производственной среды (нагревающий микроклимат, локальная вибрация) и трудового процесса, характеризуются поэтапным повышением величины изменений амплитуды физиологических показателей в динамике рабочего дня, возрастанием среднесменных уровней вегетативных показателей, а также увеличением числа внутрисистемных процессов синхронизации и межсистемных интегра-тивных взаимосвязей.
Возможность прогнозирования величины теплосодержания как интегрального показателя теплового состояния организма для оценки степени напряжения терморегуляционной и сердечно-сосудистой систем с уточнением значимости каждого фактора, определяющего термическую нагрузку на организм.
Значительные региональные мышечные нагрузки с направленностью на плечевой пояс рабочей руки с длительным пребыванием в нерациональной рабочей позе в условиях неблагоприятного производственного микроклимата - основа патобиомеханической концепции формирования патологии ротаторной манжеты плеча при функциональном перенапряжении этой области.
Импинджемент синдром профессиональной этиологии у лиц с функциональным перенапряжением опорно-двигательного аппарата — клинический вариант плече-лопаточного периартроза, отличающийся особенностями механизма формирования, четко очерченным клиническим симптомоком-плексом, и характерными изменениями при ультразвуковом сканировании, заключающимися в стадийном течении болезни: от стадии отека и кровоизлияния, фиброза и тендинита до разрыва ротаторной манжеты и капсулита.
Современные представления о характере поражения вращательной манжеты плеча
Как было отмечено во введении, доля ручного труда в народном хозяйстве до настоящего времени остается достаточно высокой. Более того, всё большое подтверждение находит мнение о том, что повышение уровня механизации и неполная автоматизация производства приводят к возрастанию интенсивности ручного труда и его перераспределению [165, 34, 210]. Ускоряющийся рост внедрения новых высокомеханизированных технологий привел поэтому к значительному увеличению профессиональных заболеваний верхних конечностей особенно в последние годы.
Частота заболеваний верхних конечностей профессионального характера по разным регионам страны колеблется от 11 до 45 %. Так, по данным Санкт-Петербургского НИИ ГТ и ПЗ удельный вес заболеваний верхних конечностей составляет 28,6 % от числа всех профессиональных болезней, регистрируемых в машиностроительной промышленности. Эти данные согласуются с результатами, полученными Комлевой Л. М.[66] при проведении комплексного клинико-физиолого-гигиенического исследования по оценке состояния здоровья 2250 работников ряда крупных предприятий машиностроительной отрасли (ЗИЛ, АЗЛК, ВАЗ, КТЗ, БЛМЗ и др.). Автор обращает внимание на значимость и распространенность скелетно-мышечных нарушений у работников машиностроительной отрасли и подчеркивает, что более 70% патологии опорно-двигательного аппарата обусловлено региональными динамическими и статическими нагрузками, связанными с участием мышц рук и плечевого пояса при удержании, подъеме, перемещении деталей, заготовок, нерациональной рабочей позой и выполнением стереотипных движений.
Важно подчеркнуть, что наибольшая частота профессиональных поражений верхних конечностей и плечевого пояса регистрируется при сочетан-ном воздействии комплекса неблагоприятных производственных факторов, в частности, тяжести труда, охлаждающего и нагревающего микроклимата, вибрации и шума, некоторых химических агентов [89, 102, 116, 182, 156, 121].
По данным Тарасовой Л. А. [140] в формировании патологии опорно-двигательного аппарата от функционального перенапряжения наибольшее значение имеют неблагоприятные факторы трудового процесса, относящиеся к 3 классу вредности, особенно при сочетании с нефизиологической рабочей позой и рядом неблагоприятных производственных факторов, в частности охлаждением. Результаты, проведенных ею комплексных клинико-гигиенических и физиолого-эргономических исследований, выявили, что в структуре профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата и периферической нервной системы на долю различных болезней верхних конечностей, связанных с поражением мышц, сухожилий, связок и суставов приходится 41,9%.
Важность в развитии патологии плече-лопаточной области сочетанного воздействия неблагоприятных факторов трудового процесса и некоторых химических агентов, в частности фторидов, установлена Широковым В. А. [156]. Изучение относительного риска развития патологии плечевого пояса у лиц, подвергающихся воздействию неблагоприятных производственных факторов по сравнению с лицами, не подвергающимися действию этих факторов, показало, что сочетанное воздействие физического перенапряжения и фторидов увеличивает риск развития патологии плечевого пояса в 7 раз, в то время как воздействие только регионального физического перенапряжения - в 4,9 раза.
Особое место среди заболеваний верхних конечностей занимает плече-лопаточной периартроз, клиническая картина которого была впервые описана в 1 872 г. Duplay S. под названием плече-лопаточного периартрита, однако в последующие годы был установлен асептический характер изменений происходящих в параартикулярных тканях, входящих в состав вращательной манжеты плеча. До настоящего времени эта нозологическая форма привлекает внимание специалистов различного профиля: терапевтов, неврологов, ортопедов, травматологов, а в последнее время и профпатологов, что связано прежде всего со значительной частотой этой патологии и сложностью диагностики, в связи с отсутствием рентгенологических признаков, характерных для этого заболевания на ранних этапах его развития.
Частоту плече-лопаточного периартроза подчеркивают Крупко И. Л. [78], который полагает, что на долю этой нозологической формы приходится от 70 до 90% всех заболеваний шейно-плечевой области. К такому же выводу приходят Доэрти М. с соавт. [41], Попелянский Я. Ю. [114], и др..
В последние годы в связи с выяснением роли хронической суммирующей микротравматизации в генезе плече-лопаточного периартроза особое значение приобрело изучение поражения плече-лопаточной области в проф-патологической практике, поскольку микротравматизация параартикулярных тканей может быть связана с воздействием неблагоприятных факторов трудового процесса и рядом физических факторов (охлаждение, вибрация).
Эту точку зрения разделяет Попелянский (1997) Я. Ю. [114], который считает, что развитие данной нозологической формы связано с микротравма-тизацией в условиях профессиональных перегрузок, доказательством чего является преимущественное поражение правой руки.
Существенная роль профессиональных факторов в формировании плече-лопаточного периартроза отмечалась также и другими авторами, которые диагностировали это заболевание у операторов прокатных цехов, работающих на волочении мелких трубок, грузчиков, кузнецов, клепальщиков, обойщиков, маляров, штукатуров, профессиональных спортсменов и т. д. [165,64,24, 183,151,141,6,187].
В общей структуре профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата и периферической нервной системы от функционального перенапряжения на долю плече-лопаточного периартроза приходится 2,6%, в отдельных же профессиональных группах, в частности у штукатуров и гладильщиц швейного производства, это заболевание регистрируется значительно чаще, соответственно в 4,6 и 3,6% случаях [140].
Однако судить об истинной частоте изучаемой нами нозологической формы, особенно среди профессиональных контингентов, затруднительно, так как диагностика плече-лопаточного периартроза традиционно основывается на клинико-рентгенологических критериях, что приводит к отсутствию возможностей для выявления ранних дорентгенологических стадий болезни. Относительно редкая выявляемость плече-лопаточного периартроза как профессионального заболевания связана также со сложностями дифференциальной диагностики в силу тесной анатомо-функциональной связи паракапсу-лярных тканей плечевого сустава и периферической нервной системы при отсутствии четко отработанного дифференциально диагностического комплекса обследования больных, адекватного поставленной задаче.
Методы исследований функционального состояния организма работающих в производственных условиях
Функциональное состояние организма с последующей его оценкой было исследовано у 363 рабочих со средним возрастом 39,5±4,4 года и средним стажем работы в изучаемых профессиях 10,6±4,9 года.
Результаты периодических медицинских осмотров и анализ амбулаторных карт с данными обращаемости позволяло считать всех обследованных нами лиц практически здоровыми, не страдающими никакими хроническими заболеваниями, как общего, так и профессионального характера.
Принимая во внимание характер воздействующих на работников неблагоприятных факторов производственной среды и трудового процесса, нами было изучено функциональное состояние тех систем организма, которые в этих случаях испытывают повышенный уровень напряжения. Такими системами являются, прежде всего, нервно-мышечная и сердечно-сосудистая системы.
Исследования по изучению функционального состояния нервно-мышечного аппарата, были направлены на выявление степени утомления и определения величины усилий, развиваемых мышцами в процессе работы у лиц с факторами физического напряжения. С этой целью были использованы следующие методы: динамометрия, треморометрия, электромиография.
В настоящей работе в качестве динамометра был использован кистевой динамометр конструкции Тхоревского В. И. и Разинова Р. К. [145]. Метод динамометрии направлен на измерение максимального произвольной сокращения (МПС), выносливости мышц кисти к статическому усилию и максимальной мышечной работоспособности (ММР).
Выносливость - время, в течение которого может поддерживаться определенное дозированное усилие. В нашем исследовании мышечная выносливость определялась как произведение силы (75 % от максимального произвольного сокращения) на время её удержания. Помимо этого, высчитывался интегрированный динамический показатель - максимальная мышечная работоспособность (ММР), который представляет из себя произведение силы на выносливость.
Помимо динамометрии, как указано выше, в комплекс методик, отражающих состояние нервно-мышечной системы, была включена треморомет-рия.
Тремор рук измерялся при помощи тремометра, изготовленного в экспериментальных мастерских НИИ им. Эрисмана, который представляет собой устройство, состоящее из панели управления с металлической пластинкой, на которой имеются отверстия диаметром 3,5 мм, и металлического стержня (электрода) толщиной 2-3 мм, подключенных к разным полюсам источника постоянного тока. Обследуемый должен опустить стержень в отверстие, удерживая его в вертикальном положении в течение 30 секунд, не касаясь краёв. Счетчик прибора регистрирует число касаний стержнем боковых стенок отверстия в течение 30с.
Как следует из ранее проведенных исследований [152, 35, 129], данный метод можно рассматривать как тест на утомление, поскольку при выполнении работ, связанных со значительными региональными нагрузками на верхние конечности, следствием которых является развитие переутомления и перенапряжения опорно-двигательного аппарата происходит возрастание амплитуды и частоты тремора.
С целью регистрации изменений, происходящих в мышцах, работающих в условиях функционального перенапряжения, нами было также использовано электромиографическое исследование (ЭМГ), основанное на регистрации биоэлектрической активности мышц.
Регистрация биоэлектрической активности мышц в производственных условиях проводилась с помощью 4-х канального электромиографа фирмы «Медикор» (Венгрия). ЭМГ записывали на магнитограф фирмы «Брюль и Къер» (Дания). Биопотенциалы отводились поверхностными биполярными электродами круглой формы диаметром 5 мм., изготовленными из специального сплава, от основных мышц, принимающих участие в поддержании рабочей позы и осуществлении основных рабочих движений. Чаще всего биопотенциалы отводили одновременно от следующих мышц: общего разгибателя пальцев, передней части дельтовидной и верхней частей правой и левой трапециевидной мышц, в некоторых случаях биоэлектрические потенциалы отводились также от крестцово-остистой и плече-лучевой мышц. Электроды накладывались вдоль двигательных волокон над двигательной точкой исследуемой мышцы, которую определяли по схеме.
Количественный анализ проводили с помощью АМГ - 1, который предназначен для получения средневыпрямленного значения напряжения входного сигнала и преобразования его в частоту импульсов. Анализ ЭМГ проводился несколько раз во время производственных операций, затем вычислялось среднее значение интегральной ЭМГ за 1 с в условных единицах.
ЭМГ методика была использована не только для оценки функционального состояния исследуемых мышц во время работы, но и как непрямой метод измерения величины усилий, развиваемой мышцей. Для того, чтобы определить величину усилия в % от максимального произвольного сокращения (МПС), развиваемого мышцами во время выполнения определенной производственной операции, записывали ЭМГ всех исследуемых мышц при максимальном для каждой из них произвольном напряжении, после чего рассчитывали отношение величины средней амплитуды ЭМГ данной мышцы при конкретной работе к средней амплитуде ЭМГ данной мышцы при максимальном произвольном напряжении.
Использование ЭМГ как непрямого метода измерения величины усилия мышц основано на наличии линейной зависимости между амплитудой и напряжением, развиваемым мышцей во время изометрического сокращения.
Профессиографическая оценка структуры деятельности работников обследуемых групп
Перемещения в пространстве невелико - 7,3 км, количество наклонов на 30 - 100, на 60 - 96 раз в течение рабочего дня. Вынужденная рабочая поза с поворотом туловища и головы в сторону занимает 40 % времени смены. Количество поворотов туловища направо составляет 2880, налево - 1440 раз. Сопоставление полученных данных с критериями тяжести труда показало, что труд сварщиков на многоточечных сварочных машинах за счет значительного поддерживания физиологически нерациональной позы можно отнести к 3 классу 1 степени вредности и опасности.
Обобщая вышесказанное следует отметить, что труд сварщиков с подвесными сварочными аппаратами и на многоточечных сварочных машинах характеризуется как 3 класс 1-2 степени вредности и опасности. Неблагоприятные факторы трудового процесса (значительная статическая нагрузка, длительное поддержание физиологически неудобных рабочих поз и необходимость совершения глубоких наклонов и поворотов корпуса) могут приводить к напряжению нервно-мышечного аппарата рук и плечевого пояса, области спины и, как следствие, развитию перенапряжения ПМА с последующей декомпенсацией и формированием патологии.
Оценка тяжести труда сталеваров мартеновского цеха. В мартеновском цеха несмотря на значительную механизацию и частичную автоматизацию технологических процессов применяется полумеханизированный и ручной труд. Трудовой процесс складывается из большого количества разнообразных операций, которые разнятся как по своей длительности и интенсивности мышечной нагрузки, так и по условиям труда. Операции неравномерно распределены в течение рабочего дня, могут выполняться в разное время смены и в разной последовательности в зависимости от хода технологического процесса.
Выполняемые сталеварами производственные операции условно разделены на три группы: основные, вспомогательные и подсобные. К основным производственным операциям в мартеновском цехе относятся: заправка печи, завалка шихтовых материалов, подсыпка порогов, наведение и скачивание шлака, забрасывание в печь ферросплавов и раскислителей, отбор проб и замер температуры металла, выпуск готовой стали. Эти операции по существу составляют производственный процесс и проводятся непосредственно в печном пролете у передней и задней стенки печи при различных состояниях загрузочного окна.
Заправка задней и передней стенок печи, подмазка простенков производится при высокой температуре рабочего пространства печи в конце плавления и во время выпуска предыдущей плавки. Операция эта выполняется рабочими вручную заправочной ложкой или заправочной машиной со специальным приспособлением и длится в среднем 10 минут.
Процесс загрузки шихтовых материалов в зависимости от емкости мартеновской печи составляет для 650 - тонной печи - 2,5 часа, для 900 - тонной печи-3 часа.
Заливке чугуна в печь предшествует операция по устройству ложных порогов. Установка листов и шомполов ложных порогов, заправка столбиков и подсыпка гребешков из магнезита и доломита производится вручную лопатами, гребком и кочережкой с частичной механизацией при помощи бункера. По времени данная операция непродолжительна и длится около 30 мин. В дальнейшем перед началом полировки эти ложные пороги сбиваются, операция производится так же вручную перечисленными инструментами.
Ряд последующих операций (скачивание и наведение шлака, забрасывание в печь ферросплавов и раскислителей) проводятся неоднократно во время периодов плавления, полировки и чистого кипения. При этом рабочим приходится вручную лопатами убирать шлак и наращивать пороги из заправочного материала. Общая продолжительность спуска шлака 1 час. 45 мин.-2 часа.
Присадка в печь различных материалов производится на разных этапах плавления металла в основном мульдами, но иногда вручную лопатами. За смену приходится забрасывать несколько десятков килограммов заправочного материала.
В период полировки и чистого кипения рабочими с помощью специальной ложки вручную отбираются пробы металла и шлака через каждые 15-20 мин, на протяжении 1-3 часов. Нагрев металла контролируется термопарой, сливом металла на плиту и металлическим шомполом длиной 6 м.
Во время выпуска металла участвует вся бригада сталеваров. Рабочие следят за исходом металла по желобу, регулируют наполнение ковшей специальными стопорами или краном. Продолжительность схода металла и шлака по желобу от 30 до 40 минут.
К вспомогательным работам относятся: подвеска чугунного желоба, заделка и разделка сталевыпускного и шлакового отверстий, подготовка заправочного материала и подготовка инструмента и т. д. Все операции проводятся, в основном, на площадке у печи и требуют от рабочих значительного физического напряжения.
Наиболее трудоемкими являются операции по уходу за сталевыпуск-ным и шлаковым отверстиями (летками). Разделка леток продолжается 10-30 минут вручную лопатами, пикой, кувалдой. После выпуска плавки рабочие вручную продергивают летку крючком, выбирают ломки шлака, сбивают пороги и перевалы, затем производят заделку летки. После прочистки отверстия его промывают кислородной струей и перекрывают. На задней стенке печи отверстие вручную забрасывается магнезитовым порошком. После этого срывают сливной желоб разливочным краном с помощью свободно подвешенного крюка. На этой работе занята вся печная бригада сталеваров.
К подсобным работам относятся операции по подготовке производственного процесса, а также уборка рабочей площадки. Эти операции, в основном, проводятся вне рабочей площадки и связаны с доставкой различных материалов с шихтового двора или складов в цех. Последующая перегрузка материалов и просушка их в сушильных печах требуют значительного физического напряжения, поскольку выполняются вручную. Уборка территории производится лопатами, метлами и резиновым шлангом, из которого под большим давлением подается воздух.
Особенности формирования функционального состояния организма при сочетанном воздействии локальной вибрации и тяжести труда
В данном разделе представлены материалы, отражающие особенности формирования функционального состояния организма работников при сочетанном влиянии тяжести труда и локальной вибрации. В соответствии с результатами оценки комплексных гигиенических и физиологе-эргономических исследований, указанных в главе III, данные условия труда имели место во II когорте, которая включала в себя четыре профессиональные группы: слесарей механосборочных работ главного конвейера, сварщиков на подвесных сварочных аппаратах, полировщиков металлоизделий и обрубщиков литейного цеха.
Изменения в функциональном состоянии организма, которые были выявлены в результате воздействия вышеуказанных неблагоприятных факторов производственного процесса, изложены по каждой профессиональной группе.
Изменение функционального состояния слесарей механосборочных работ главного конвейера. Обследовано 21 человек, работающих в этой профессии, в возрасте от 18 до 30 лет (средний возраст составил 26,5±1,3 года) со стажем работы от 1 года до 16 лет (средний стаж составил 10,9±2,2 года).
В табл. 4.19 представлены данные физиологических изменений в нервно-мышечной системе у сборщиков главного конвейера по показателям динамометрии. Анализ этих материалов свидетельствует, что наиболее выраженные изменения касались показателей выносливости и максимальной мышечной работоспособности, в то время, как показатели максимальной силы в динамике рабочей смены отличались достаточной степенью устойчивости. Обращает на себя внимание примерно одинаковый процент снижения к концу рабочей смены показателей выносливости к статическому усилию и показателей максимальной мышечной работоспособности (на 25,4 и 26,6 % соответственно), что обусловлено однотипными в течение всей рабочей смены операциями, которые выполняются рабочими.
Из представленных данных следует, тремор у обследованных рабочих к концу смены существенно увеличивался (на 39,6 %), что связано, с нашей точки зрения, с использованием в работе гайковерта, в результате чего значительно усиливается статическое напряжение рук и плечевого пояса.
Электромиографические исследования проводились на рабочих местах слесарей механосборочных работ главного конвейера только при выполнении наиболее трудоёмких, тяжелых производственных операций, таких, как установка сидений, колес, двигателя, бензобака и стекол.
Интегрированная биоэлектрическая активность исследуемых мышц у слесарей механосборочных работ при выполнении основных производственных операций в абсолютных (условные единицы) и относительных (в процентах от активности при МПС) единицах представлена в табл. 4.21. Поскольку по относительной величине биоэлектрической активности мышц можно судить об уровне напряжения мышц, из приведенных данных видно, что уровень напряжения всех исследованных мышц существенно превышал допустимый. Следует подчеркнуть, что максимальную степень напряжения испытывал разгибатель пальцев правой руки и передняя часть правой дельтовидной мышцы. Однако степень напряжения зависела от конкретной производственной операции. Как оказалось, самый высокий уровень напряжения мышц регистрировался при установки сидений и бензобака, при выполнении этих операций он колебался от 26 до 33 % от МПС, причем максимальную степень напряжения испытывали правая трапециевидной и дельтовидная мышцы, степень напряжения которых достигала 33 % от МПС. Несколько меньшее напряжение мышц отмечалось при установке двигателя и стекол. Так, при установке двигателя напряжение на разных мышцах колебалось от 18 до 23 % от МПС, при этом наиболее нагруженными оказались разгибатель пальцев (21 % от МПС) и правая трапециевидная (23 % от МПС). При установке стекол уровень напряжения мышц колебался от 16 до 26 % МПС, причем наибольшее напряжение испытывали дельтовидная мышца (26 % МПС) и разгибатель пальцев (23 % от МПС). При установке колес уровень напряжения всех мышц находился в пределах допустимых величин и составлял 11-14 % на разных мышцах.
Все вышеприведенные данные свидетельствовали о высоком уровне напряжения мышц при выполнении работы, что приводило к утомлению нервно-мышечного аппарата, что подтверждалось также и результатами биоэлектрической активности мышц в динамике смены (табл. 4.22 и рис. 4.2).
Как видно, увеличение биоэлектрической активности большинства изучаемых мышц становилось статистически достоверным уже к середине смены. К концу смены увеличение биоэлектрической активности на разгибателе пальцев составляло 89±22,4 усл. ед. (р 0,001), на правой и левой трапециевидной мышцах 93±19,8 (р 0,001) и 60±19,1 (р 0,01) усл. ед., соответственно, и 108±23,5 усл. ед. (р 0,01) на дельтовидной мышце, что свидетельствовало о развитии выраженного утомления периферической нервно-мышечной системы слесарей механосборщиков
Обобщая приведенные данные по этому разделу, следует подчеркнуть, что слесари механосборочных испытывают значительное напряжение нервно-мышечного аппарата. Это связано, прежде всего, с характером трудового процесса, который заключается в значительных статико-динамических нагрузках, усугубляющихся работой в нерациональной рабочей позе и контакте с вибрацией, которые составляют значительную часть рабочей смены.
Особенно следует подчеркнуть, что для обследуемой профессиональной группы рабочих характерно длительное пребывание в вынужденной рабочей позе стоя с поднятыми вверх руками выше горизонтального уровня. Длительное пребывание в подобной нерациональной рабочей позе может приводить к значительному напряжению мышц верхних конечностей и плечевого пояса.
Высокая степень напряжения нервно-мышечного аппарата подтверждается не только изменениями показателей выносливости и максимальной мышечной работоспособности, но и данными изучения ИБАМ. Результаты последнего исследования указывают на наибольшую степень напряжения трапециевидной и дельтовидной мышц, относящихся к надлопаточной области и плечевому поясу, что приводит к развитию их утомления в процессе рабочей смены. Указанные обстоятельства могут быть причиной патологических изменений в плече-лопаточной области, в частности, изменений, локализующихся в параартикулярных тканях плечевого сустава.
