Вибрация. Вибрация – это малые механические колебания, возникающие в упругих телах

Вибрация – это малые механические колебания, возникающие в упругих телах. В биологии и медицине с вибрацией обычно связывают механическое колебательное движение тела, отдельных органов или тканей, возникающее под воздействием внешних факторов. Гармоническое колебание – простейшая форма вибрации – рассматриваемая точка конструкции смещается в заданном направлении от положения равновесия в зависимости от времени по синусоидальному закону. Период колебания – время, в течение которого материальное тело совершает одно полное колебание. Частота колебания – число полных колебаний за единицу времени. За единицу частоты принято одно колебание в секунду-Герц (Гц). Естественным источником вибрации являются штормы, землетрясения. Искусственными - различные двигатели, транспортные средства, акустические системы, виброинструменты и т.д. Передаваясь через арматуру, почву, перекрытия, воду, атмосферу вибрация может распространяться на значительные расстояния и достигать отдельных участков тела человека или воздействовать на всего человека, вызывая локальное или общее воздействие (локальная или общая вибрация). Частотный спектр вибрации охватывает инфразвуковые частоты - до 16 Гц, звуковые - от 16 до 20000 Гц и ультразвуковые - свыше 20000 Гц. Частота колебаний, способных вызвать у человека наибольшее специфическое вибрационное ощущение, обычно лежит в области до 8000 Гц.

Биологический эффект действия вибрации определяется локальной интенсивностью энергии колебаний, вызывающей в тканях переменные напряжения: сжатия и растяжения, сдвиг от естественной оси покоя, кручения и изгибы тканей и жидкостей. Вибрация облегчает циркуляцию жидкости, может вызывать распад молекул в клеточной протоплазме, интенсифицирует ферментативные реакции, увеличивает проницаемость клеточных мембран, способна вызывать перестройки в хромосомном аппарате клеток.

Вибрация классифицируется:

- по способу передачи колебаний человеку (общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека; локальная – через руки)

- по направлению действия (вертикальная, горизонтальная от правого плеча к левому, от спины к груди)

- по временной характеристике - постоянные (изменяющиеся не более чем 2 раза); непостоянные (более чем 2 раза за 1 мин).

В свою очередь непостоянные подразделяются на:

- колеблющиеся во времени (уровень виброскорости изменяется во времени);

- прерывистые (прерывается контакт оператора с вибрацией);

-импульсные, состоящие из одного или несколких вибрационных воздействий.

Действие вибрации зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и т.д.

При действии на организм общей вибрации в первую очередь страдает опорно-двигательный аппарат, нервная система, а также анализаторы – вестибулярный, зрительный, тактильный. У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания.

Помимо этого вибрация может вызвать в целом организме перестройки многих функций за счет вовлечения в реакции ЦНС, вегетативной нервной и эндокринной систем. Умеренные дозы неинтенсивной вибрации оказывают стимулирующий эффект на ЦНС, повышают лабильность нервно-мышечного аппарата, интенсифицируют окислительно-восстановительные процессы и деятельность системы гипофиз, кора надпочечников, щитовидной железы и др., что используется в лечебных целях. Увеличение же дозы вибрации ведут к прогрессивным функциональным и морфологическим нарушениям в организме.
При локальной вибрации, в первую очередь, страдает регуляция тонуса периферических кровеносных сосудов. Вибрационное раздражение гладкомышечных клеток сосудов приводит к ангиоспазмам и изменениям гемодинамики в области микроциркуляции. Раздражение околососудистых нервных сплетений приводит к нарушению трофики и вазомоторной координации, нарушается также пластичность лимфатического русла. При локальной вибрации возникают патологические изменения в нервно-мышечном аппарате: снижается электровозбудимость и лабильность мышц и периферических нервов, ослабляются рефлексы, нарушается двигательная координация. У людей, длительно работающих с виброинструментами, снижается сила, тонус и выносливость мышц, в мышцах возникают очаги

уплотнения, болезненные тяжи, развиваются атрофии.

Общая вибрация вызывает аналогичные расстройства во всей двигательной сфере. Но при общей вибрации особенно сильно страдает ЦНС, так как она оказывается под влиянием мощных афферентных потоков с огромного количества механорецепторных структур. При этом снижается амплитуда ЭЭГ, наступает депрессия осритма, в коре головного мозга начинают преобладать тормозные процессы, нарушаются корково-подкорковые взаимоотношения, возникают вегетативные дисфункции. Клинически это выражается в утомлении, депрессии или раздражительности, головных болях и других расстройствах

вплоть до развития устойчивых тяжелых неврозов.

Из-за стрессового характера воздействия вибрации происходят нарушения всей системы взаимосвязей нейро-гуморальной регуляции функций и обменных процессов: страдают функции сердечно-сосудистой, пищеварительной, половой систем, печени, почек, иммунологической защиты и т.д. Как механический фактор вибрация вызывает нарушения гидродинамического баланса в тканях и органах, увеличение общих энерготрат организма со сдвигами в окислительно-восстановительных процессах. Могут быть травмы внутренних органов из-за их смещения. Таким образом, при длительном воздействии вибрации у человека развивается вибрационная болезнь. Хроническое воздействие вибрации вызывает прогрессирующие изменения гистологические, гистохимические, биохимические в органах и тканях: отеки и кровоизлияния в головном и спинном мозге, дистрофические изменения нейронов, нервных стволов, дистрофические изменения в мышечной ткани и разрывы мышц, разрастание соединительной ткани, отеки, кровоизлияния и дистрофические изменения в паренхиматозных органах, нарушения морфологического и биохимического состава крови. В артериях находят изменения, подобные таковым при облитерирующем эндартериите. Возможны трофические изменения кожи и ее придатков, вплоть до развития гангрены пальцев. В костно-суставном аппарате развиваются остеопороз, деформирующий артроз, остеохондропатии, возможны асептические некрозы головок костей, уплотнения с отложением извести, остеофитоз.
Клиническая картина вибрационной болезни развивается исподволь. Симптоматика начального периода полиморфна, неспецифична. Чаще всего больные жалуются на боли в кистях или стопах, парестезии, судороги в пальцах, зябкость. Из ранних общих проявлений болезни характерны симптомы общей невротизации: раздражительность, бессоница, изменчивость настроения. Характерны полиневротические и ангиодистонические симптомы. Ведущее место занимает рейноподобный синдром: приступы побеления пальцев рук после охлаждения общего или местного, сопровождающиеся нарушениями болевой, температурной, вибрационной чувствительности. Отмечаются гипостезии по типу носков и перчаток, в последующем - расстройства чувствительности сегментарного типа. Наблюдаются явления гиперкератоза, пахидермии, стертость кожного рисунка кончиков пальцев, отечность их.
Вибрационная болезнь, обусловленная воздействием общей вибрации, отличается значительными изменениями ЦНС и протекает с полиневротическим синдромом, мигренеподобным синдромом. В выраженных случаях возможен диэнцефальный синдром. В выраженных случаях возможен диэнцефальный синдром и симптомы рассеянной микроочаговой симптоматики. Из других общих симптомов следует отметить изменения на ЭКГ вначале экстракардиального характера: неустойчивость работы сердца (электросистолии), изменения конечной части желудочкового комплекса электролитного характера. В последующем развиваются признаки хронического поражения мышцы сердца дистрофического характера. Также из общих симптомов необходимо указать на синдромы нарушений функций пищеварительной системы в виде ФРЖ, гастритов, дискинезий; нарушения углеводного, минерального, витаминного обменов.

Выделяют 4 стадии развития вибрационной болезни:

1. Вибрационная болезнь, вызванная локальной вибрацией.

Ι стадия — преходящие болевые ощущения в пальцах рук, парестезии, онемение.

ΙΙ стадия — болевые ощущения и парестезии более выражены, носят устойчивый характер, выявляются изменения сосудистого тонуса, отчётливые чувствительные расстройства. Развиваются вегетативная дисфункция и явления астении.

ΙΙΙ стадия — вазомоторные и трофические нарушения становятся выраженными, появляются приступы болей, онемение и парестезии, отчётливый синдром вазоспазма (побеление пальцев, смешанные чувствительные расстройства — периферические, нередко сегментарные). Характерны полное выпадение вибрационной чувствительности, угнетение или выпадение сухожильных рефлексов, невротизация личности по астении, вегето-сосудистая дистония по гипертоническому типу с гипергидрозом. Отмечаются желудочно-кишечные расстройства. Рентгенологически обнаруживаются изменения в суставах и костях.

ΙV стадия — развиваются генерализованные органические поражения, например энцефаломиелопатия. Трофические и чувствительные расстройства резко выражены. Болевой синдром в пальцах, по ходу нервных стволов, в суставах носит упорный характер. Возникает микроочаговая симптоматика, вегетативные пароксизмы протекающие по симпатоадреналовому, реже смешанному типу. Ангиодистонические кризы охватывают не только периферические сосуды рук, но и область коронарных и мозговых сосудов.

2. Вибрационная болезнь, вызванная общей и локальной вибрацией. Ангиополиневропатический синдром (нарушение вибрационной чувствительности, парестезии) сочетается с развитием неврастенического синдрома — гиперстенической формы. Астения протекает с резким ослабление тормозных процессов. Преобладают жалобы на головные боли, головокружение, повышенную чувствительность, раздражительность, ноющие боли в ногах, их онемение, парестезии. В более поздние периоды являются постоянными, присоединяются вегетативные кризы (ощущение дурноты, тахикардия, нехватка воздуха, страх смерти, нарушения терморегуляции). Сопровождаются ослаблением памяти, плаксивостью, нарушение сна. Нередко наблюдаются приступы с побледнением пальцев стоп, диффузным потоотделением. Развивается вначале расторможение, а затем угнетение сухожильных рефлексов, трофические расстройства (истончение кожи на пальцах ног, гипотония мышц), умеренное повышение артериального давления, его асимметрия. На ЭЭГ выявляются очаги эпилептиформной активности.

3. Вибрационная болезнь, вызванная общей вибрацией и толчками. Проявляется вестибулопатией (несистемное головокружение) и головными болями. Наблюдаются изменения слуха и зрения, стволовые и спинальные симптомы, желудочно-кишечные дискинезии, боли в животе особенно в области солнечного сплетения, корешковые боли в спине преимущественно в пояснично-крестцовой области.

В ряде случаев имеет место сочетание отдельных синдромов или их переплетение:

1. Ангиодистонический синдром.
Наблюдается во всех стадиях. Характеризуется похолоданием, цианозом конечностей, парестезиями.
2. Ангиоспастический синдром.
Характеризуется приступами ангиоспазмов по типу "белых пальцев" и выраженными нарушениями чувствительности.
3. Синдром вегетативного полиневрита.
Преобладают парестезии, боли, нарушения чувствительности.
4. Синдром вегетомиофасцита.
Характеризуется выраженными дистрофическими изменениями в мышцах, других тканях, опорно-двигательном аппарате.
5. Синдром неврита.
Отмечаются избирательные амиотрофии в зоне соответствующего поражения нерва.
6. Диэнцефальный синдром.
Характеризуется приступами головокружений, часто на фоне астении.