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50.振動

チャプターエディター:  マイケル・J・グリフィン


 

目次 

表と図

振動
マイケル・J・グリフィン

全身振動
ヘルムート・ザイデルとマイケル・J・グリフィン

手で伝わる振動
マッシモ・ボヴェンツィ

乗り物酔い
アラン・J・ベンソン

テーブル類

以下のリンクをクリックして、記事のコンテキストで表を表示します。

1. 全身振動による悪影響のある活動
2. 全身振動防止対策
3. 手で伝わる振動暴露
4. ステージ、ストックホルム ワークショップ スケール、手腕振動症候群
5. レイノー現象と手腕振動症候群
6. 手伝わる振動の限界値
7. 欧州連合理事会指令: 手で伝わる振動 (1994)
8. 指を白くするための振動の大きさ

フィギュア

サムネイルをポイントすると、図のキャプションが表示されます。クリックすると、記事のコンテキストで図が表示されます。

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金曜日、25月2011 05:38

振動

振動は振動運動です。 この章では、全身の振動、手から伝わる振動、乗り物酔いの原因に対する人間の反応をまとめます。

全身振動 体が振動している表面で支えられている場合に発生します(例:振動する座席に座っている、振動する床の上に立っている、または振動している表面に横になっている場合)。 全身の振動は、あらゆる輸送形態で発生し、一部の産業機械の近くで作業する場合にも発生します。

手で伝わる振動 手から体に入る振動です。 これは、工業、農業、鉱業、建設のさまざまなプロセスで、振動する工具や工作物を手や指でつかんだり押したりすることによって引き起こされます。 手で伝わる振動にさらされると、いくつかの障害が発生する可能性があります。

乗り物酔い 本体の低周波振動、本体のある種の回転、および本体に対するディスプレイの動きによって引き起こされる可能性があります。

大きさ

オブジェクトの振動変位には、一方向の速度と反対方向の速度が交互に含まれます。 この速度の変化は、物体が最初に一方向に、次に反対方向に絶えず加速していることを意味します。 振動の大きさは、その変位、速度、または加速度によって定量化できます。 実用上の便宜上、加速度は通常加速度計で測定されます。 加速度の単位はメートル/秒/秒 (m/s2)。 地球の重力による加速度は約 9.81 m/s です。2.

振動の大きさは、動きが到達した端点間の距離 (ピークツーピーク値) または中心点から最大偏差までの距離 (ピーク値) として表すことができます。 多くの場合、振動の大きさは、振動運動の加速度の平均測定値、通常は二乗平均平方根値 (m/s2 実効値)。 単一周波数 (正弦波) のモーションの場合、rms 値はピーク値を √2 で割った値です。

正弦波運動の場合、加速度、 a (メートル/秒で2)、周波数から計算できます。 f (XNUMX 秒あたりのサイクル数)、および変位、 d (メートル):

=(f)2d

この式は、加速度の測定値を変位に変換するために使用できますが、モーションが単一の周波数で発生する場合にのみ正確です。

振動の大きさをデシベルで定量化するための対数スケールが使用されることがあります。 国際規格1683の基準レベル、加速度レベルを使用する場合、 La、によって表されます La = 20log10(a/a0)、ここで a 測定された加速度 (m/s)2 rms) および a0 は参考レベルの10-6 ミズ2. 一部の国では、他の参照レベルが使用されています。

 

周波数

XNUMX 秒あたりのサイクル数 (ヘルツ、Hz) で表される振動の周波数は、振動が身体 (たとえば、シートの表面または振動ツールのハンドル) に伝達される程度に影響します。体を介して伝達される振動 (例: シートから頭へ) と、体内での振動の影響。 動きの変位と加速度の関係も、振動の周波数に依存します。XNUMX mm の変位は、低周波数では非常に低い加速度に対応しますが、高周波数では非常に高い加速度に対応します。 人間の目に見える振動変位は、振動加速度の良い指標にはなりません。

全身振動の影響は通常、0.5 ~ 100 Hz の範囲の下端で最大になります。 手で伝わる振動の場合、1,000 Hz 以上の高い周波数は有害な影響を与える可能性があります。 約 0.5 Hz 未満の周波数は、乗り物酔いを引き起こす可能性があります。

振動の周波数成分をスペクトルで表示できます。 多くの種類の全身および手で伝達される振動のスペクトルは複雑で、すべての周波数で何らかの動きが発生します。 それにもかかわらず、多くの場合、ほとんどの振動が発生する周波数を示すピークが存在します。

振動に対する人間の反応は振動周波数によって異なるため、各周波数でどのくらいの振動が発生するかに応じて、測定された振動に重みを付ける必要があります。 周波数の重み付けは、振動が各周波数で望ましくない影響を引き起こす程度を反映しています。 振動の軸ごとに重み付けが必要です。 全身振動、手で伝わる振動、乗り物酔いには、異なる周波数重み付けが必要です。

リーダーシップ

振動は、XNUMX つの並進方向と XNUMX つの回転方向で発生する可能性があります。 座っている人の場合、並進軸が指定されています x-軸(前後)、 y-軸 (横) と
z-軸 (垂直)。 周りの回転 x-, y - と z-軸はrで指定x (ロール)、ry (ピッチ) と rz (ヨー)、それぞれ。 振動は通常、物体と振動の間の界面で測定されます。 全身および手で伝達される振動に関する振動を測定するための主要な座標系については、この章の次の XNUMX つの記事で説明します。

演奏時間

振動に対する人間の反応は、振動暴露の合計時間によって異なります。 振動の特性が時間とともに変化しない場合、二乗平均振動は平均振動の大きさの便利な尺度を提供します。 ストップウォッチは、暴露期間を評価するのに十分な場合があります。 平均マグニチュードと合計期間の重大度は、次の記事の基準を参照して評価できます。

振動特性が異なる場合、測定された平均振動は測定期間によって異なります。 さらに、二乗平均加速度は、衝撃を含む、または非常に断続的な動きの重大度を過小評価すると考えられています。

多くの職業被ばくは断続的であり、刻一刻と大きさが変化したり、時折ショックを含んでいます。 このような複雑な動きの激しさは、例えば、短時間の高振幅振動と長時間の低振幅振動に適切な重みを与える方法で蓄積することができる。 線量の計算にはさまざまな方法が使用されます(この章の「全身振動」、「手で伝わる振動」、および「乗り物酔い」を参照)。

 

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金曜日、25月2011 05:41

全身振動

職業暴露

全身振動への職業暴露は、主に輸送中に発生しますが、一部の産業プロセスに関連して発生することもあります。 陸上、海上、航空輸送はすべて、不快感を引き起こしたり、活動を妨げたり、怪我の原因となる振動を発生させる可能性があります。 表 1 に、健康リスクに関連する可能性が最も高い環境をいくつか示します。


表 1. 全身振動の悪影響を警告することが適切な活動

トラクターの運転

装甲戦闘車両 (戦車など) および類似の車両

その他のオフロード車:

土工機械—ローダー、掘削機、ブルドーザー、グレーダー、

  • スクレーパー、ダンパー、ローラー
  • 森林機械
  • 鉱山および採石設備
  • フォークリフト

 

一部のトラック運転 (連結および非連結)

一部のバスと路面電車の運転

一部のヘリコプターと固定翼機の飛行

コンクリート製造機械の一部の労働者

一部の鉄道運転手

高速船舶の使用

いくつかのバイクに乗る

一部の車とバンの運転

いくつかのスポーツ活動

その他の産業機器

出典: Griffin 1990 から改作。 


土木機械、産業用トラック、農業用トラクターなどのオフロード車両では、深刻な振動や衝撃にさらされることが最も一般的です。

バイオダイナミック農法

すべての機械的構造と同様に、人体には、身体が最大の機械的応答を示す共振周波数があります。 振動に対する人間の反応は、単一の共振周波数だけでは説明できません。 体にはたくさんの共鳴があり、その共鳴周波数は人によって、また姿勢によって異なります。 身体の XNUMX つの機械的応答は、振動が身体を動かす方法を説明するためによく使用されます。 伝達率 > インピーダンス.

伝達率は、たとえばシートからヘッドに伝達される振動の割合を示します。 体の伝達率は、振動周波数、振動軸、および体の姿勢に大きく依存します。 シートの垂直方向の振動は、ヘッドのいくつかの軸で振動を引き起こします。 垂直方向の頭の動きの場合、伝達率はおよそ 3 ~ 10 Hz の範囲で最大になる傾向があります。

身体の機械的インピーダンスは、各周波数で身体を動かすために必要な力を示します。 インピーダンスは体重に依存しますが、人体の垂直インピーダンスは通常 5 Hz 程度で共振を示します。 この共振を含むボディの機械インピーダンスは、シートの振動の伝わり方に大きな影響を与えます。

急性効果

不快感

振動加速度による不快感は、振動周波数、振動方向、身体との接触点、振動暴露時間に依存します。 着席者の垂直方向の振動については、どの周波数によって引き起こされる振動の不快感も、振動の大きさに比例して増加します。振動が半分になると、振動の不快感も半分になる傾向があります。

振動によって生じる不快感は、適切な周波数の重み付け (以下を参照) を使用することによって予測され、不快感のセマンティック スケールによって記述されます。 振動による不快感に有効な制限はありません。許容できる不快感は、環境によって異なります。

建物の許容可能な振動の大きさは、振動知覚閾値に近いです。 建物の振動が人に及ぼす影響は、振動の周波数、方向、持続時間に加えて、建物の用途に依存すると考えられています。 建物の振動の評価に関するガイダンスは、建物の振動と衝撃の両方を評価するための手順を定義する英国規格 6472 (1992) などのさまざまな規格で示されています。

活動妨害

振動は、情報の取得(例、目による)、情報の出力(例、手や足の動きによる)、または入力と出力を関連付ける複雑な中枢プロセス(例、学習、記憶、意思決定)を損なう可能性があります。 全身振動の最大の影響は、入力プロセス (主に視覚) と出力プロセス (主に継続的な手の制御) にあります。

視覚および手動制御に対する振動の影響は、主に体の影響を受ける部分 (すなわち、目または手) の動きによって引き起こされます。 影響は、振動が目や手に伝わるのを減らすか、作業が外乱の影響を受けにくくする (例: ディスプレイのサイズを大きくする、コントロールの感度を下げる) ことによって減少する可能性があります。 多くの場合、ビジョンと手動制御に対する振動の影響は、タスクを再設計することで大幅に軽減できます。

単純な認知課題(単純な反応時間など)は、覚醒や動機の変化、または入出力プロセスへの直接的な影響を除いて、振動の影響を受けないようです。 これは、いくつかの複雑な認知タスクにも当てはまる場合があります。 ただし、実験的研究のまばらさと多様性は、振動の実際の重要な認知効果の可能性を排除するものではありません。 振動は疲労に影響を与える可能性がありますが、関連する科学的証拠はほとんどなく、国際規格 2631 (ISO 1974、1985) で提供されている「疲労による習熟限界の低下」の複雑な形式を裏付けるものはありません。

生理機能の変化

生理学的機能の変化は、被験者が実験室条件で新しい全身振動環境にさらされると発生します。 「驚愕反応」に典型的な変化 (例えば、心拍数の増加) は、暴露を続けるとすぐに正常化しますが、他の反応は徐々に進行または発達します。 後者は、軸、加速度の大きさ、振動の種類 (正弦波またはランダム) を含む振動のすべての特性、および概日リズムや被験者の特性などのさらなる変数に依存する可能性があります (Hasan 1970; Seidel を参照)。 1975; デュピュイとゼルレット 1986)。 振動は多くの場合、高い精神的負担、騒音、有害物質などの他の重要な要因と一緒に作用するため、フィールド条件下での生理機能の変化は、振動と直接関係がないことがよくあります。 生理的変化は、心理的反応 (不快感など) よりも影響を受けにくいことがよくあります。 持続的な生理学的変化に関する利用可能なすべてのデータを、全身振動の大きさと周波数に応じて最初の重要な出現に関して要約すると、0.7 m/s 付近に低い境界がある境界があります。2 1 ~ 10 Hz の rms、最大 30 m/s の立ち上がり2 100Hzでの実効値。 多くの動物実験が行われていますが、人間との関連性は疑わしいものです。

神経筋の変化

アクティブな自然な動きの間、モーター制御メカニズムは、筋肉、腱、および関節のセンサーからの追加のフィードバックによって常に調整されるフィードフォワード制御として機能します。 全身振動は、人体の受動的な人工運動を引き起こします。これは、移動によって引き起こされる自己誘導振動とは根本的に異なる状態です。 全身振動中のフィードフォワード制御の欠落は、神経筋系の正常な生理学的機能の最も明確な変化です。 自然な動き (随意運動の場合は 0.5 ~ 100 Hz、歩行運動の場合は 2 Hz 未満) と比較して、全身の振動 (8 ~ 4 Hz) に関連するより広い周波数範囲は、身体の反応を説明するのに役立つさらなる違いです。非常に低い周波数と高い周波数での神経筋制御メカニズム。

全身の振動と過渡的な加速度は、着座した人の表層背筋の筋電図 (EMG) に加速度に関連した交互の活動を引き起こし、緊張性収縮を維持する必要があります。 この活動は、反射的な性質のものであると考えられています。 通常、振動した被験者がリラックスした姿勢で座ると、完全に消えます。 筋肉活動のタイミングは、加速度の頻度と大きさによって異なります。 筋電図データは、6.5 から 8 Hz の周波数で、急激な上向きの変位の初期段階で、脊椎の筋肉の安定化が低下するため、脊椎負荷が増加する可能性があることを示唆しています。 全身振動による弱い EMG 活動にもかかわらず、振動曝露中の背中の筋肉の疲労は、全身振動のない通常の座位姿勢で観察される疲労を超える可能性があります。

腱反射は、10 Hz を超える周波数の正弦波全身振動にさらされている間、一時的に減少または消失することがあります。 全身振動にさらされた後の姿勢制御のわずかな変化は非常に変動的であり、そのメカニズムと実際の重要性は定かではありません。

心血管、呼吸器、内分泌および代謝の変化

振動にさらされている間に持続する観察された変化は、随意許容限界に近い振動の大きさでも中等度の肉体労働 (心拍数、血圧、酸素消費量の増加) 中の変化と比較されています。 換気の増加は、呼吸器系の空気の振動によって部分的に引き起こされます。 呼吸と代謝の変化は対応していない可能性があり、呼吸制御メカニズムの障害を示唆している可能性があります。 副腎皮質刺激ホルモン (ACTH) とカテコールアミンの変化については、さまざまな部分的に矛盾する結果が報告されています。

感覚および中枢神経の変化

全身振動による前庭機能の変化は、影響を受けた姿勢の調節に基づいて主張されていますが、姿勢は非常に複雑なシステムによって制御されており、前庭機能の乱れは他のメカニズムによって大幅に補償されます。 前庭機能の変化は、非常に低い周波数または全身の共鳴に近い周波数での暴露で重要になるようです。 前庭、視覚、および固有受容 (組織内で受けた刺激) 情報の間の感覚の不一致は、いくつかの人工運動環境に対する生理学的反応の根底にある重要なメカニズムであると考えられています。

騒音と全身振動への短期および長期の複合暴露による実験は、振動が聴覚に小さな相乗効果をもたらすことを示唆しているようです。 傾向として、4 または 5 Hz での全身振動の強度が高いほど、追加の一時的閾値シフト (TTS) が高くなります。 追加の TTS と露出時間の間に明らかな関係はありませんでした。 追加の TTS は、全身振動の量が多いほど増加するように見えました。

衝動的な垂直および水平振動は、脳の電位を呼び起こします。 人間の中枢神経系の機能の変化も、聴覚誘発脳電位を使用して検出されています (Seidel et al. 1992)。 効果は、他の環境要因 (例えば、ノイズ)、課題の難しさ、および被験者の内部状態 (例えば、覚醒、刺激に対する注意の程度) によって影響を受けました。

長期の影響

脊椎の健康リスク

疫学的研究では、全身の激しい振動に長年さらされている労働者 (例: トラクターや土工機械での作業) の脊椎の健康リスクが高いことが頻繁に示されています。 Seidel と Heide (1986)、Dupuis と Zerlett (1986)、および Bongers と Boshuizen (1990) によって、文献の批判的な調査が作成されました。 これらのレビューは、強い長期にわたる全身の振動が脊椎に悪影響を及ぼし、腰痛のリスクを高める可能性があると結論付けました. 後者は、椎骨と椎間板の一次変性変化の二次的な結果である可能性があります。 脊柱の腰部が最も頻繁に影響を受ける領域であることがわかり、胸部がそれに続きました。 何人かの著者によって報告された頸部の損傷率が高いのは、振動ではなく固定された好ましくない姿勢が原因のようですが、この仮説に対する決定的な証拠はありません。 背中の筋肉の機能を考慮し、筋肉の不足を発見した研究はごくわずかです。 いくつかの報告では、腰椎椎間板脱臼のリスクが著しく高いことが示されています。 いくつかの横断的研究で、Bongers と Boshuizen (1990) は、ドライバーとヘリコプター パイロットの腰痛が、同等の参照作業者よりも多いことを発見しました。 彼らは、専門的な車両の運転とヘリコプターの飛行は、腰痛と背中の障害の重要な危険因子であると結論付けました. クレーン運転手やトラクター運転手の間で、椎間板障害による障害年金受給や長期病欠の増加が見られた。

疫学研究における曝露条件に関するデータが不完全または欠落しているため、正確な曝露と影響の関係は得られていません。 既存のデータでは、脊椎の疾患を確実に予防するための無害レベル (すなわち、安全限界) を立証することはできません。 現在の国際規格 2631 (ISO 1985) の曝露限界以下またはそれに近い状態で何年も曝露すると、リスクがないわけではありません。 暴露期間の延長に伴う健康リスクの増加を示す調査結果もあるが、大多数の研究では選択プロセスにより関連性を検出することが困難になっている. したがって、用量効果関係は現在、疫学的調査によって確立することはできません。 理論的な考慮事項は、高い過渡現象にさらされている間に背骨に作用する高いピーク荷重の顕著な悪影響を示唆しています。 したがって、振動線量を計算するための「エネルギー等価」法 (国際規格 2631 (ISO 1985) など) の使用は、高いピーク加速度を含む全身振動への曝露には疑問があります。 振動周波数に依存する全身振動の異なる長期的影響は、疫学的研究から導き出されていません。 立っている労働者に 40 ~ 50 Hz の全身振動を足から加えると、足の骨の変性変化が起こりました。

一般に、被験者間の違いはほとんど無視されてきましたが、選択現象はそれらが非常に重要である可能性があることを示唆しています. 脊椎に対する全身振動の影響が性別に依存するかどうかを示す明確なデータはありません。

脊椎の変性疾患が職業病として一般に受け入れられているかどうかについては議論があります。 全身振動への暴露の結果として障害の信頼できる診断を可能にする特定の診断機能は知られていません。 非曝露集団における変性脊椎障害の有病率が高いことは、全身振動に曝露された個人における主に職業上の病因の仮定を妨げています。 振動によって引き起こされる歪みを修正する可能性のある個々の体質の危険因子は不明です。 職業病の認識の前提条件としての全身振動の最小強度および/または最小持続時間の使用は、個人の感受性に予想されるかなりの変動性を考慮に入れていません。

その他の健康リスク

疫学的研究によると、全身振動は、他の健康リスクに寄与する原因となる一連の要因の 2631 つの要因であることが示唆されています。 騒音、高い精神的負担、交替勤務は、健康障害に関連することが知られている重要な付随要因の例です。 他の身体系の障害に関する調査の結果は、多くの場合、発散しているか、病状の有病率が全身振動の大きさに逆説的に依存していることを示しています (つまり、強度が低いほど有害作用の有病率が高い)。 中枢神経系、筋骨格系、循環器系の特徴的な症状と病理学的変化の複合体が、コンクリートの振動圧縮に使用される機械の上に立ち、暴露限界を超えて全身振動にさらされた労働者に観察されています。 ISO 40 の 1966 Hz を超える周波数 (Rumjancev XNUMX)。 この複合体は「振動病」に指定されました。 多くの専門家によって拒絶されたが、同じ用語は、低周波全身振動への長期暴露によって引き起こされる漠然とした臨床像を記述するために時々使用されてきた.非特定の機能的文字。 利用可能なデータに基づいて、さまざまな生理学的システムが互いに独立して反応し、全身振動によって引き起こされる病状の指標となる症状はないと結論付けることができます。

神経系、前庭器官、聴覚。 40 Hz を超える周波数での激しい全身振動は、中枢神経系の損傷や障害を引き起こす可能性があります。 20 Hz 未満の周波数での全身振動の影響については、相反するデータが報告されています。 一部の研究のみで、頭痛や過敏性の増加などの非特異的な愁訴の増加が見られました。 全身振動に長期間さらされた後の脳波 (EEG) の障害は、ある著者によって主張され、他の著者によって否定されています。 いくつかの発表された結果は、前庭興奮性の低下と、めまいを含む他の前庭障害の発生率の増加と一致しています。 しかし、逆説的な強度効果関係が検出されたため、全身振動と中枢神経系または前庭系の変化との間に因果関係があるかどうかは疑わしいままです。

いくつかの研究では、全身の振動と騒音に長時間さらされた後、聴覚の永続的な閾値シフト (PTS) がさらに増加することが観察されています。 Schmidt (1987) は、農業の運転手と技術者を研究し、3 年後と 25 年後の永続的なしきい値の変化を比較しました。 彼は、国際規格 3 (ISO 4) による加重加速度が 6 m/s を超える場合、全身振動が 8、2631、1985、および 1.2 kHz でさらに大きな閾値シフトを引き起こす可能性があると結論付けました。2 80 デシベル (dBA) を超える同等レベルのノイズに同時にさらされる rms。

循環器系および消化器系。 循環障害の XNUMX つの主なグループが検出されており、全身振動にさらされた労働者の間で発生率が高くなります。

  1. レイノー症候群など、全身振動の適用部位付近(すなわち、立っている労働者の足、または程度が低い場合はドライバーの手)の周辺障害
  2. 足の静脈瘤、痔、精索静脈瘤
  3. 虚血性心疾患および高血圧
  4. 神経血管の変化。

 

これらの循環障害の罹患率は、振動曝露の大きさまたは持続時間と必ずしも相関していませんでした。 消化器系のさまざまな障害の有病率が高いことがしばしば観察されていますが、ほとんどすべての著者は、全身振動が原因の XNUMX つにすぎず、おそらく最も重要ではないことに同意しています.

女性の生殖器、妊娠、男性の泌尿生殖器系。 流産、月経障害、および体位異常 (子宮下降など) のリスクの増加は、全身振動への長期暴露に関連していると考えられてきました (Seidel および Heide 1986 を参照)。 これらの健康リスクのリスクを回避するための安全な暴露限界は、文献から導き出すことはできません。 個人の感受性とその時間的変化は、おそらくこれらの生物学的影響を同時に決定します。 利用可能な文献では、人体の振動が胎児に及ぼす有害な直接的影響は報告されていませんが、一部の動物研究では、全身の振動が胎児に影響を与える可能性があることが示唆されています。 妊娠への悪影響の閾値が不明であることは、職業被ばくを妥当な範囲で最小限に制限することを示唆しています。

男性の泌尿生殖器系の疾患の発生については、さまざまな結果が発表されています。 いくつかの研究では、前立腺炎の発生率が高いことが観察されました。 他の研究では、これらの発見を確認できませんでした。

規格

全身の振動によって引き起こされる障害を防ぐための正確な制限を提示することはできませんが、規格では振動の重大度を定量化する有用な方法が定義されています。 国際規格 2631 (ISO 1974、1985) は、「健康な人間の被験者の痛みの閾値 (または自発的許容の限界) と考えられるレベルの約半分に設定された」曝露限界 (図 1 を参照) を定義しています。 また、図 1 には、英国規格 6841 (BSI 1987b) から導き出された垂直振動の振動量値アクション レベルも示されています。 この規格は、部分的には、国際規格の改訂草案に似ています。

図 1. 全身振動に対する人間の反応の周波数依存性

VIB020F1

振動ドーズ値は、測定された振動と同等に深刻な 6841 秒間の振動の大きさと考えることができます。 振動線量値は、XNUMX 乗の時間依存性を使用して、可能な限り短い衝撃から XNUMX 日にわたる振動までの曝露期間にわたる振動の重大度を累積します (例: BSI XNUMX)。

振動ドーズ値 = 

振動ドーズ値手順を使用して、振動と反復衝撃の両方の重大度を評価できます。 この 2631 乗の時間依存性は、ISO 2 の時間依存性よりも簡単に使用できます (図 XNUMX を参照)。

図 2. 全身振動に対する人間の反応の時間依存性

VIB020F2

英国規格 6841 は、次のガイダンスを提供します。

振動ドーズ値が高いと、重度の不快感、痛み、怪我を引き起こします。 振動線量の値は、一般的な方法で、それらを引き起こした振動暴露の重大度も示します。 しかし、現在のところ、振動ドーズ値と怪我のリスクとの正確な関係について意見の一致はありません。 15 m/s の範囲の振動線量値を生成する振動の大きさと持続時間が知られています。1.75 通常、深刻な不快感を引き起こします。 振動への曝露が増えると、怪我のリスクが高まると考えるのが妥当です (BSI 1987b)。

振動線量値が高い場合は、被ばくする人の健康状態を事前に考慮し、適切な安全対策を講じる必要があります。 日常的に被ばくしている人々の健康状態を定期的にチェックする必要性も考慮されるかもしれません。

振動線量値は、非常に変化しやすく複雑な被ばくを比較できる尺度を提供します。 組織は、振動線量値を使用して制限またはアクション レベルを指定できます。 たとえば、一部の国では、振動線量値は 15 m/s です。1.75 は暫定的なアクション レベルとして使用されていますが、状況に応じて、振動や繰り返しの衝撃への暴露をより高い値またはより低い値に制限することが適切な場合があります。 現在の理解では、アクション レベルは、過度である可能性があるおおよその値を示すためにのみ使用されます。 図 2 は、15 m/s の振動ドーズ値に対応する二乗平均加速度を示しています。1.75 24 秒から 2631 時間の露出の場合。 連続的な振動、断続的な振動、または繰り返される衝撃への暴露は、振動量の値を計算することによってアクション レベルと比較することができます。 振動や衝撃への暴露による健康への影響の可能性を考慮せずに、適切なアクション レベル (または ISO XNUMX の暴露限界) を超えることは賢明ではありません。

最大XNUMXWの出力を提供する 機械安全指令 欧州経済共同体は、技術の進歩と振動を低減する手段の利用可能性を考慮して、機械によって生成される振動に起因する危険が実行可能な最低レベルまで低減されるように、機械を設計および構築する必要があると述べています。 の 機械安全指令 (Council of the European Communities 1989) は、発生源での低減に加えて振動の低減を奨励しています (例: 適切な座席)。

ばく露の測定と評価

全身振動は、身体と振動源との間の界面で測定する必要があります。 座っている人の場合、これには被験者の坐骨結節の下の座面に加速度計を配置することが含まれます。 振動は、シートの背もたれ (背もたれと背もたれの間) や足と手で測定されることもあります (図 3 を参照)。

図 3. 着席者の振動曝露を測定するための軸

VIB020F3

疫学的データだけでは、全身振動を評価して、さまざまなタイプの振動暴露による健康への相対的なリスクを予測する方法を定義するには不十分です。 生物力学的反応と主観的反応の理解と組み合わせた疫学的データの考察は、現在のガイダンスを提供するために使用されます。 振動運動の健康への影響が運動の周波数、方向、および持続時間に依存する方法は、現在、振動による不快感と同じまたは類似していると考えられています。 ただし、平均被ばくよりも総被ばくが重要であると想定されているため、線量測定は適切です。

現在の基準に従って測定された振動を評価することに加えて、周波数スペクトル、さまざまな軸での大きさ、および毎日および生涯の暴露期間を含む暴露のその他の特性を報告することをお勧めします。 他の有害な環境要因、特に座位姿勢の存在も考慮する必要があります。

 

 

 

防止

可能な限り、発生源での振動の低減が優先されます。 これには、地形の起伏を減らしたり、車両の移動速度を落としたりすることが含まれる場合があります。 オペレーターへの振動伝達を低減する他の方法では、振動環境の特性と身体への振動伝達経路を理解する必要があります。 たとえば、振動のマグニチュードは場所によって異なることが多く、一部の地域ではマグニチュードが低くなります。 表 2 に、考慮できる予防措置をいくつか示します。


表 2. 人が全身振動にさらされた場合に考慮すべき予防措置のまとめ

グループ

Action

マネジメント

技術的なアドバイスを求める

 

医師の診察を受ける

 

曝露した人に警告する

 

被ばく者の訓練

 

露光時間を確認する

 

露出からの除去に関するポリシーを持っている

機械メーカー

振動を測定する

 

全身の振動を抑える設計

 

サスペンション設計の最適化

 

座席ダイナミクスを最適化

 

人間工学に基づいたデザインを使用して、良い姿勢などを提供します。

 

機械整備指導

 

シートメンテナンスのご案内

 

危険な振動を警告する

職場での技術

振動曝露の測定

 

適切なマシンを提供する

 

減衰の良い席を選ぶ

 

機械のメンテナンス

 

管理者に通知する

医療

採用選考

 

定期健康診断

 

すべての徴候と報告された症状を記録する

 

明らかに素因のある労働者に警告する

 

ばく露の影響に関する助言

 

管理者に通知する

ばく露者

機械を正しく使う

 

不必要な振動への暴露を避ける

 

シートが適切に調整されていることを確認する

 

良い座り姿勢を身につける

 

マシンの状態を確認する

 

振動の問題を監督者に知らせる

 

症状が現れたら医師の診察を受ける

 

関連する障害について雇用主に通知する

出典: Griffin 1990 から改作。


シートは振動を減衰するように設計できます。 ほとんどの座席は低周波数で共振を示します。その結果、床よりも座席に大きな垂直振動が発生します。 通常、高周波では振動が減衰します。 使用中、一般的な座席の共振周波数は 4 Hz の領域にあります。 共振時の増幅は、シートの減衰によって部分的に決まります。 シートクッションのダンピングの増加は、共振時の増幅を減少させる傾向がありますが、高周波数での伝達率を増加させます。 シート間の伝達率には大きなばらつきがあり、その結果、人が感じる振動に大きな違いが生じます。

特定のアプリケーションに対するシートの除振効率の単純な数値表示は、シート実効振幅伝達率 (SEAT) によって提供されます (Griffin 1990 を参照)。 100% を超える SEAT 値は、全体として、シートの振動が床の振動よりも悪いことを示します。 100% 未満の値は、シートが有用な減衰を提供したことを示します。 シートは、他の制約と互換性のある最小の SEAT 値を持つように設計する必要があります。

サスペンションシートのシートパン下に別体のサスペンション機構を装備。 一部のオフロード車、トラック、コーチで使用されるこれらのシートは、共振周波数が低く (約 2 Hz)、約 3 Hz を超える周波数で振動を減衰させることができます。 これらのシートの伝達率は通常、シート メーカーによって決定されますが、その除振効率は動作条件によって異なります。

 

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金曜日、25月2011 05:48

手で伝わる振動

職業暴露

電動プロセスまたはツールから発生し、指または手のひらで身体に入る機械的振動は呼ばれます 手で伝わる振動. 手で伝わる振動の同義語としてよく使われるのは、手腕の振動と局所的または部分的な振動です。 オペレーターの手を振動にさらす電動プロセスやツールは、いくつかの産業活動で広く使用されています。 手で伝わる振動への職業的ばく露は、製造業 (例えば、衝撃金属加工工具、グラインダーおよびその他の回転工具、インパクト レンチ)、採石、採掘および建設 (例えば、削岩機、石工) で使用される手持ち式電動工具から生じます。ハンマー、つるはしハンマー、バイブロコンパクター)、農業および林業 (チェーンソー、ブラシのこぎり、吠える機械など)、および公益事業 (道路およびコンクリート破砕機、ドリル ハンマー、手持ち式グラインダーなど)。 手で伝わる振動への暴露は、ペデスタル研削のようにオペレータの手で保持されたワークピースの振動や、芝刈り機の操作や振動する道路コンパクターの制御などの手持ち式の振動制御装置からも発生する可能性があります。 職場で手から伝わる振動にさらされている人の数は、オランダで 150,000 万人、英国で 0.5 万人、米国で 1.45 万人を超えると報告されています。 手で伝わる振動に過度にさらされると、血管、神経、筋肉、上肢の骨や関節に障害が生じる可能性があります。 ヨーロッパ諸国と米国の労働者の 1.7 ~ 3.6% が、潜在的に有害な手から伝わる振動にさらされていると推定されています (ISSA International Section for Research 1989)。 手腕振動 (HAV) 症候群という用語は、手から伝わる振動への曝露に関連する徴候や症状を指すために一般的に使用されます。

  • 血管障害
  • 末梢神経障害
  • 骨と関節の病気
  • 筋肉障害
  • その他の障害(全身、中枢神経系)。

 

モーターサイクルや家庭用の振動ツールの使用などの余暇活動は、手が高振幅の振動にさらされることがありますが、毎日長時間さらされるだけで健康上の問題が生じる可能性があります (Griffin 1990)。

手で伝わる振動への職業的暴露と健康への悪影響との関係は単純ではありません。 表 1 は、振動にさらされた労働者の上肢に傷害を引き起こす最も重要な要因の一部を示しています。


表 1. 手で伝わる振動にさらされたときの有害な影響に関連する可能性のあるいくつかの要因

振動特性

  • 振幅 (rms、ピーク、加重/非加重)
  • 周波数(スペクトル、支配的な周波数)
  • 方向 (x、y、z 軸)

 

ツールまたはプロセス

  • ツール設計(ポータブル、固定)
  • ツールの種類 (パーカッシブ、ロータリー、回転パーカッシブ)
  • 調子
  • 操作
  • 作業中の材料

 

暴露条件

  • 期間(毎日、毎年のエクスポージャー)
  • 曝露パターン(連続、間欠、休止)
  • 累積曝露時間

 

環境条件

  • 周囲温度
  • エアフロー
  • 湿度
  • ノイズ
  • 指手腕系の動的応答
  • 機械インピーダンス
  • 振動伝達率
  • 吸収エネルギー

 

個人の特徴

  • 働き方(握る力、押す力、手腕の姿勢、体の位置)
  • 健康
  • トレーニング
  • 技能
  • 手袋の使用
  • 怪我に対する個々の感受性 

バイオダイナミック農法

指-手-腕系への振動の伝達に影響を与える要因が、振動損傷の発生に関連する役割を果たしていると推測できます。 振動の伝達は、振動の物理的特性 (大きさ、周波数、方向) と手の動的応答の両方に依存します (Griffin 1990)。

透過率とインピーダンス

実験結果は、人間の上肢の機械的挙動が複雑であることを示しています。手腕システムのインピーダンス (つまり、振動に対する抵抗) は、振動の振幅、周波数と方向、加えられた力の変化に伴って顕著な変化を示すためです。刺激の軸に対する手と腕の向き。 インピーダンスは、体質や上肢のさまざまな部分の構造の違いによっても影響を受けます (たとえば、指の機械的インピーダンスは、手のひらの機械的インピーダンスよりもはるかに低い)。 一般に、振動レベルが高く、手がしっかりと握られていると、インピーダンスが大きくなります。 ただし、インピーダンスの変化は、振動刺激の周波数と方向、および被験者内および被験者間の変動性のさまざまな原因に大きく依存することがわかっています。 いくつかの研究では、80 ~ 300 Hz の周波数範囲での指-手-腕システムの共振領域が報告されています。

人間の腕を通る振動の伝達を測定すると、低周波振動 (>50 Hz) は手と前腕に沿ってほとんど減衰せずに伝達されることが示されています。 振動の伝達は、肘関節の屈曲角度の増加とともに減少する傾向があるため、肘での減衰は腕の姿勢に依存します。 より高い周波数 (> 50 Hz) では、振動の伝達は周波数の増加とともに次第に減少し、150 ~ 200 Hz を超えると、ほとんどの振動エネルギーが手と指の組織で消散されます。 伝達率の測定から、高周波数領域の振動は指や手の柔らかい構造への損傷の原因である可能性があり、高振幅の低周波数振動(例えば、打撃ツールから)は怪我に関連している可能性があると推測されています。手首、肘、肩に。

指と手のダイナミクスに影響を与える要因

振動暴露による悪影響は、上肢で消散するエネルギーに関連していると考えられます。 エネルギー吸収は、指と手のシステムと振動源の結合に影響を与える要因に大きく依存します。 グリップ圧、静的力、および姿勢の変化は、指、手、および腕の動的応答を変化させ、その結果、伝達および吸収されるエネルギーの量を変化させます。 例えば、グリップ圧力はエネルギー吸収にかなりの影響を及ぼし、一般にハンドグリップが高いほど、ハンドアームシステムに伝達される力が大きくなります。 動的応答データは、ツールの振動による負傷の可能性を評価し、ハンドグリップや手袋などの防振デバイスの開発を支援するための関連情報を提供できます。

急性効果

主観的な不快感

振動は、指や手の滑らかでむき出しの (無毛) 皮膚の (表) 真皮組織と皮下組織にあるさまざまな皮膚機械受容器によって感知されます。 それらは、適応と受容野の特性に応じて、遅い順応と速い順応の 16 つのカテゴリに分類されます。 メルケル ディスクとルフィニ終末は、適応の遅い機械受容ユニットに見られ、静圧とゆっくりとした圧力変化に反応し、低周波 (<8 Hz) で励起されます。 高速適応ユニットにはマイスナー小体とパチニ小体があり、刺激の急激な変化に反応し、400 ~ 1990 Hz の周波数範囲で振動感覚を引き起こします。 手で伝達された振動に対する主観的な反応は、さまざまな周波数での振動刺激のしきい値、同等の感覚の輪郭、および不快または許容限界を得るために、いくつかの研究で使用されています (Griffin XNUMX)。 実験結果によると、振動に対する人間の感度は、快適な振動レベルと不快な振動レベルの両方で、周波数が高くなるにつれて低下することが示されています。 垂直方向の振動は、他の方向の振動よりも不快感を与えるようです。 主観的な不快感は、振動のスペクトル構成と振動ハンドルにかかるグリップ力の関数であることがわかっています。

活動妨害

手で伝わる振動に急激にさらされると、皮膚の機械受容器の興奮性が低下するため、振動触覚閾値が一時的に上昇する可能性があります。 一時的なしきい値シフトの大きさと回復時間は、刺激の特性 (周波数、振幅、持続時間)、温度、労働者の年齢、以前の振動への曝露など、いくつかの変数の影響を受けます。 低温にさらされると、指の循環に血管収縮作用があり、指の皮膚温度が低下するため、振動によって引き起こされる触覚の低下が悪化します。 寒い環境で働くことが多い振動にさらされる労働者では、触覚過敏症の急性障害のエピソードが繰り返されると、感覚知覚の永続的な低下と操作の器用さの喪失につながる可能性があり、その結果、作業活動が妨げられ、事故による急な怪我。

非血管効果

骨格

振動による骨や関節の損傷は物議を醸す問題です。 さまざまな著者が、手持ち式の振動ツールを使用している労働者の骨と関節の障害は、特徴が特定のものではなく、老化プロセスや重労働によるものと同様であると考えています。 一方で、何人かの研究者は、手、手首、および肘の特徴的な骨格変化が、手から伝わる振動に長時間さらされた結果として生じる可能性があると報告しています。 初期のX線調査では、振動にさらされた労働者の手と手首に骨空胞と嚢胞が高い割合で存在することが明らかになりましたが、最近の研究では、肉体労働者で構成された対照群に関して有意な増加は見られませんでした. 手首の変形性関節症、肘の関節症、および骨棘症の過剰な有病率が、空気圧衝撃ツールからの高振幅の衝撃および低周波振動にさらされている炭鉱労働者、道路建設労働者、および金属加工作業員で報告されています。 それどころか、チェーンソーや研削盤から発生する中周波数または高周波数の振動にさらされた労働者の上肢の変性骨および関節障害の有病率が増加しているという証拠はほとんどありません. 打撃工具を操作する労働者に見られる骨格損傷の発生率が高いのは、重い身体的努力、力強いグリップ、およびその他の生体力学的要因が原因である可能性があります。 局所的な痛み、腫れ、および関節のこわばりと変形は、骨と関節の変性の放射線学的所見と関連している可能性があります。 いくつかの国 (フランス、ドイツ、イタリアを含む) では、手持ち式の振動ツールを使用する労働者に発生する骨や関節の障害は職業病と見なされ、影響を受けた労働者は補償されます。

神経学的な

振動工具を取り扱う作業員は、指や手にチクチク感やしびれを感じることがあります。 振動への暴露が続くと、これらの症状が悪化する傾向があり、仕事の能力や生活活動に支障をきたす可能性があります。 振動にさらされた労働者は、臨床検査で振動、熱、および触覚閾値の上昇を示す場合があります。 継続的な振動への曝露は、皮膚受容体の興奮性を低下させるだけでなく、神経周囲浮腫などの指神経の病理学的変化を誘発し、その後線維症や神経線維の喪失を引き起こす可能性があることが示唆されています。 振動にさらされた労働者の疫学的調査では、末梢神経障害の有病率は数パーセントから 80 パーセント以上までさまざまであり、感覚喪失はさまざまな種類のツールのユーザーに影響を与えることが示されています。 振動神経障害は、他の振動誘発性障害とは独立して発症するようです。 ストックホルム ワークショップ 86 (1987) で、HAV 症候群の神経学的要素の尺度が提案されました。この尺度は、症状、臨床検査および客観的検査の結果に応じて 2 つの段階から構成されています (表 XNUMX)。

表 2. 手腕振動症候群に対するストックホルム ワークショップ スケールの感音段階

ステージ

兆候と症状

0SN

振動にさらされているが症状がない

1SN

チクチク感を伴う、または伴わない断続的なしびれ

2SN

断続的または持続的なしびれ、知覚の低下

3SN

断続的または持続的なしびれ、触覚弁別の減少および/または
手先の器用さ

出典: Stockholm Workshop 86 1987.

手首の解剖学的トンネルを通過する正中神経の圧迫による障害である手根管症候群 (CTS) などの閉じ込め性神経障害と振動神経障害を区別するには、慎重な鑑別診断が必要です。 CTS は、削岩機、板工、林業労働者など、振動工具を使用する一部の職業グループで一般的な障害のようです。 振動に加えて、手や手首に作用する人間工学的ストレッサー (繰り返しの動き、強いグリップ、ぎこちない姿勢) が、振動する工具を扱う労働者に CTS を引き起こす可能性があると考えられています。 感覚神経と運動神経の速度を測定する神経筋電図検査は、CTS を他の神経疾患と区別するのに役立つことが証明されています。

筋肉の

振動にさらされた労働者は、手や腕の筋力低下や痛みを訴えることがあります。 一部の個人では、筋肉疲労が障害を引き起こす可能性があります。 木こりの追跡調査では、握力の低下が報告されています。 直接的な機械的損傷または末梢神経の損傷が、筋肉症状の原因となる可能性があると示唆されています。 振動にさらされる労働者では、上肢の腱炎や腱滑膜炎、手のひらの筋膜組織の病気であるデュピュイトラン拘縮など、その他の業務関連障害が報告されています。 これらの障害は、重労働から生じる人間工学的ストレス要因に関連しているようであり、手で伝わる振動との関連は決定的ではありません.

血管障害

レイノー現象

イタリアの医師であるジョヴァンニ・ロリガは、1911 年に、ローマのいくつかの庭で大理石や石のブロックに空気圧ハンマーを使用する石のカッターが、1862 年にモーリス・レイノーによって記述された寒さや感情的ストレスに対する指の血管痙攣反応に似た、指の白化発作に苦しんでいたことを最初に報告しました。同様の観察は、アリス・ハミルトン (1918 年) によって米国の石切り職人の間で行われ、後に他の研究者によっても行われました。 文献では、振動誘発性血管障害を説明するためにさまざまな同義語が使用されています: 死指または白指、職業起源のレイノー現象、外傷性血管痙攣性疾患、そして最近では振動誘発性白指 (VWF)。 臨床的には、VWF は、デジタル動脈の痙性閉鎖によって引き起こされる白または青白い指のエピソードによって特徴付けられます。 発作は通常、風邪によって引き起こされ、5 分から 30 分から 40 分間続きます。 攻撃中に触覚の感度が完全に失われることがあります。 回復段階では、通常、温熱または局所マッサージによって促進されますが、皮膚血管の血流が反応的に増加した結果、影響を受けた指に赤みが現れることがあります。 まれな進行例では、指先の重度の血管痙攣発作が繰り返されると、指先の皮膚に栄養変化(潰瘍または壊疽)が生じることがあります。 振動にさらされた労働者の寒冷誘発レイノー現象を説明するために、一部の研究者は、有害な振動への長時間の暴露によって引き起こされる誇張された中枢交感神経血管収縮反射を引き合いに出し、他の研究者は、デジタル血管における振動誘発局所変化の役割を強調する傾向があります(例えば、筋肉壁の肥厚、内皮損傷、機能的受容体の変化)。 ストックホルム ワークショップ 86 (1987) では、VWF の分類のための評価尺度が提案されています (表 3)。 Griffin によって開発され、異なる指骨の白化のスコアに基づく VWF 症状の数値システムも利用できます (Griffin 1990)。 VWF を客観的に診断するために、いくつかの臨床検査が使用されます。 これらのテストのほとんどは、寒さの誘発と、指と手の冷却前後の指の皮膚温度または指の血流と圧力の測定に基づいています。

表 3. 手腕振動症候群における寒冷誘発レイノー現象の病期分類のためのストックホルム ワークショップ スケール

ステージ

グレード

症状

0

-

攻撃なし

1

XNUMX 本または複数の指の先端のみに影響する時折の発作

2

適度な

遠位および中部に影響を与える時折の発作(まれに
近位) XNUMX 本または複数の指の指骨

3

厳しい

ほとんどの指のすべての指骨に影響を与える頻繁な攻撃

4

非常に厳しい

ステージ 3 のように、指先に栄養皮膚の変化があります。

出典: Stockholm Workshop 86 1987.

疫学的研究は、VWF の有病率が 1 パーセント未満から 100 パーセントまで非常に広いことを指摘しています。 VWF は、パーカッシブな金属加工ツール、グラインダーやその他の回転工具、掘削に使用されるパーカッシブ ハンマーやドリル、森林で使用される振動機械、その他の電動工具やプロセスの使用に関連していることがわかっています。 VWF は、多くの国で職業病として認識されています。 1975 年から 80 年にかけて、防振チェーンソーの導入と鋸の使用時間を短縮する行政措置の後、ヨーロッパと日本の両方の林業労働者の間で VWF の新規症例の発生率が減少したことが報告されています。 他のタイプのツールについては、同様の結果はまだ得られていません。

その他の障害

いくつかの研究では、VWF の影響を受けた労働者の難聴は、加齢や振動ツールの使用による騒音暴露に基づいて予想されるよりも大きいことが示されています。 VWF 対象者は、内耳に供給している血管の振動誘発性反射性交感神経血管収縮により、聴覚障害の追加のリスクがある可能性があることが示唆されています。 末梢障害に加えて、振動にさらされた労働者の内分泌系および中枢神経系を含む他の健康への悪影響が、いくつかのロシアおよび日本の産業医学校によって報告されています (Griffin 1990)。 「振動病」と呼ばれる臨床像には、脳の自律神経中枢の機能不全に関連する徴候や症状が含まれます (例: 持続的な疲労、頭痛、易怒性、睡眠障害、インポテンス、脳波異常)。 これらの調査結果は慎重に解釈する必要があり、中枢神経系の障害と手で伝わる振動への曝露との関連の仮説を確認するには、さらに慎重に計画された疫学および臨床研究が必要です。

規格

いくつかの国では、手で伝わる振動への曝露に関する基準またはガイドラインを採用しています。 それらのほとんどは、国際規格 5349 (ISO 1986) に基づいています。 手で伝わる振動を測定するために、ISO 5349 では、振動刺激に対する手の周波数依存感度を近似する周波数重み付け曲線の使用を推奨しています。 振動の周波数加重加速度 (a時間、週) は、適切な重み付けフィルターを使用するか、直交座標系 (xh, yh, zh)、 (図1)。 ISO 5349 では、振動への毎日の暴露は、XNUMX 時間のエネルギー等価周波数加重加速度で表されます ((a時間、週)式(4) m/sで2 rms)、次の式に従います。

(a時間、週)式(4)=(T/ 4)½(a時間、週)eq(T)

コラボレー T は、時間で表される XNUMX 日の露出時間であり、(a時間、週)eq(T) は、毎日の暴露時間のエネルギー等価周波数加重加速度です。 T. 標準は、計算するためのガイダンスを提供します (a時間、週)eq(T) 典型的な労働日は、異なる大きさと期間のいくつかの暴露によって特徴付けられる場合. ISO 5349 の附属書 A (これは規格の一部を形成していません) は、(a時間、週)式(4) VWF は次の式で近似できます。

C=[(a時間、週)式(4) TF/ 95]2 X 100

コラボレー C VWF(10~50%の範囲)を示すと予想される暴露労働者のパーセンタイルであり、 TF は、影響を受けた労働者が指を白くするまでの暴露時間です (範囲は 1 ~ 25 年)。 手に向かう振動の主要な単軸成分を使用して計算します(a時間、週)式(4)、これは 50 m/s を超えてはなりません2. ISO の線量効果関係によると、VWF は、毎日 10 m/s の振動にさらされる労働者の約 3% で発生すると予想される場合があります。2 十年間。

 

図 1. 手で伝わる振動を測定するための基本中心座標系

 

VIB030F1

 

振動による健康への悪影響のリスクを最小限に抑えるために、他の委員会や組織によって、振動への暴露に対するアクション レベルと限界値 (TLV) が提案されています。 米国政府産業衛生士会議 (ACGIH) は、ISO 周波数重み付け手順 (米国政府産業衛生士会議 1992) に従って測定された、手で伝わる振動の TLV を公開しました (表 4)。 ACGIH によると、提案された TLV は、「VWF のストックホルム作業場分類システムのステージ 1 を超えることなく、ほぼすべての作業員が繰り返しさらされる可能性がある」振動曝露に関するものです。 最近では、欧州共同体委員会が、物理的要因から生じるリスクから労働者を保護するための指令の提案の中で、手で伝わる振動の暴露レベルを提示しました (欧州連合理事会 1994) (表 5)。 )。 提案された指令では、振動の危険性の評価に使用される量は、XNUMX 時間のエネルギーに相当する周波数加重加速度で表されます。 A(8)=(T/ 8)½ (a時間、週)eq(T)、直交座標で決定された加重加速度のベクトル和を使用して a合計=(ax、h、w2+aよ、は、わ2+az、h、w2)½ 振動するツールのハンドルまたはワークピースに。 指令で報告されている振動暴露の測定方法と評価方法は、基本的に英国規格 (BS) 6842 (BSI 1987a) に基づいています。 ただし、BS 規格は暴露限界を推奨していませんが、手で伝わる振動の用量効果関係に関する知識の状態に関する有益な付録を提供しています。 BS 規格に従って、振動にさらされた労働者の 10% に VWF を引き起こす傾向がある推定周波数加重加速度の大きさを表 6 に報告します。

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表 4. 手で伝わる振動の限界値

XNUMX 日の総暴露時間 (時間)              

  超えてはならない支配的な方向の周波数加重実効値加速度

 

g*

 4-8

 4

 0.40

 2-4 

 6

 0.61

 1-2

 8

 0.81

 1

 12

 1.22

* 1g = 9.81 .

出典: 1992 年米国政府産業衛生士会議による。

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表 5. 物理的作用物質に関する理事会指令に関する欧州連合理事会の提案: 附属書 II A. 手で伝わる振動 (1994 年)

 レベル ()

  あ(8)*   

定義

 しきい値

  1

連続的および/または反復的な露出値

ばく露は労働者の健康と安全に悪影響を及ぼさない

 Action

  2.5

XNUMX つまたは複数の測​​定値**

関連する附属書に規定されていることを実施しなければならない

 露出限界値  

  5

保護されていない人がさらされる露出値

容認できないリスクにさらされています。 このレベルを超えるのは

禁止されており、実装を通じて防止する必要があります

指令の規定***

* A(8) = 8 時間のエネルギー等価周波数加重加速度。

** 情報、トレーニング、技術的対策、健康監視。

*** 健康と安全を守るための適切な措置。

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表 6. 周波数重み付けされた振動加速度の大きさ ( rms) 暴露された人の 10% で指の白化を引き起こすと予想される可能性があります*

  XNUMX 日あたりの露出 (時間)    

               生涯曝露(年)

 

 0.5      

 1         

 2        

 4        

 8        

 16     

 0.25

 256.0     

 128.0     

 64.0     

 32.0     

 16.0     

 8.0     

 0.5

 179.2

 89.6

 44.8

 22.4

 11.2

 5.6

 1

 128.0

 64.0

 32.0

 16.0

 8.0

 4.0

 2

 89.6

 44.8

 22.4

 11.2

 5.6

 2.8

 4

 64.0

 32.0

 16.0

 8.0

 4.0

 2.0

 8

 44.8

 22.4

 11.2

 5.6

 2.8

 1.4

* 短期間の暴露では、その程度は高く、血管障害が最初に発生する有害な症状ではない可能性があります。

出典: British Standard 6842. 1987、BSI 1987a による。

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ばく露の測定と評価

振動測定は、新しいツールの開発の支援、購入時のツールの振動チェック、メンテナンス状態の検証、職場での振動への人間の曝露の評価のために行われます。 振動測定機器は、一般に、トランスデューサ (通常は加速度計)、増幅デバイス、フィルタ (バンドパス フィルタおよび/または周波数重み付けネットワーク)、および振幅またはレベル インジケータまたはレコーダで構成されます。 振動測定は、振動が身体に入る手の表面に近いツールハンドルまたはワークピースで行う必要があります。 正確な結果を得るには、加速度計 (タイプ、質量、感度など) を慎重に選択し、加速度計を振動面に取り付ける適切な方法が必要です。 手に伝わる振動を測定し、直交座標系の適切な方向で報告する必要があります (図 1)。 測定は少なくとも 5 ~ 1,500 Hz の周波数範囲で行う必要があり、8 つまたは複数の軸における振動の加速度周波数成分は、中心周波数が 1,000 ~ 6.3 Hz のオクターブ バンドまたは 1,250 分の 5349 オクターブ バンドで表すことができます。中心周波数は 6842 ~ 2 Hz です。 加速度は、ISO 1989 または BS 1990 で指定された特性に準拠する重み付けネットワークを使用することにより、周波数重み付け加速度として表すこともできます。職場での測定では、同じタイプのツールでも異なる振動の大きさと周波数スペクトルが発生する可能性があることが示されています。同じツールが異なる方法で操作されます。 図 XNUMX は、林業および産業で使用される動力駆動工具の主軸で測定された加重加速度の平均値と分布範囲を報告しています (ISSA 国際研究セクション XNUMX)。 いくつかの規格では、手で伝わる振動への曝露は、上記の式を使用して計算された XNUMX 時間または XNUMX 時間のエネルギー等価周波数加重加速度で評価されます。 エネルギーに相当する加速度を取得する方法は、健康への悪影響を引き起こすために必要な毎日の暴露時間が、周波数加重加速度の XNUMX 乗に反比例すると仮定しています (たとえば、振動の大きさが半分になると、暴露時間は XNUMX/XNUMX 倍に増加する可能性があります)。四)。 この時間依存性は、標準化の目的には合理的であり、計測に便利であると考えられていますが、疫学的データによって完全に実証されていないことに注意する必要があります (Griffin XNUMX)。

図 2. 林業や産業で使用される一部の電動工具のハンドルで測定された主軸の周波数加重実効加速度の平均値と分布範囲

 VIB030F2

防止

手で伝わる振動による怪我や障害を防止するには、管理上、技術上および医療上の手順を実施する必要があります (ISO 1986; BSI 1987a)。 振動ツールのメーカーやユーザーにも適切なアドバイスを与える必要があります。 管理措置には、振動機械の操作者に安全で正しい作業慣行を採用するように指示するための十分な情報とトレーニングを含める必要があります。 振動に継続的にさらされると振動の危険性が高まると考えられているため、休憩時間を含むように作業スケジュールを調整する必要があります。 技術的対策には、振動が最も少なく、適切な人間工学に基づいた設計のツールの選択が含まれる必要があります。 機械の安全に関する EC 指令 (1989 年欧州共同体評議会) によると、製造業者は、手で伝わる振動の周波数加重加速度が 2.5 m/s を超えるかどうかを公表する必要があります。2、国際規格 ISO 8662/1 および特定のツールに関する関連ドキュメント (ISO 1988) に示されているような適切なテスト コードによって決定されます。 ツールのメンテナンス状態は、定期的な振動測定によって注意深くチェックする必要があります。 雇用前の健康診断とその後の定期的な臨床検査は、振動にさらされる労働者に対して実施する必要があります。 医療監視の目的は、振動暴露に関連する潜在的なリスクを労働者に知らせ、健康状態を評価し、振動による障害を早期に診断することです。 最初のスクリーニング検査では、振動への暴露によって悪化する可能性のある状態に特に注意を払う必要があります (例: 体質的に指が白くなる傾向、ある種の二次性レイノー現象、上肢の過去の怪我、神経障害)。 症状の重症度と作業プロセス全体の特性の両方を考慮した上で、影響を受ける作業者の振動曝露の回避または低減を決定する必要があります。 作業者は、体全体を暖かく保つために適切な衣服を着用し、タバコの喫煙や末梢循環に影響を与える可能性のあるいくつかの薬物の使用を避けるか最小限にするようにアドバイスされるべきです. 手袋は、指や手を外傷から保護し、保温するのに役立つ場合があります。 いわゆる防振手袋は、一部のツールから発生する振動の高周波成分をある程度分離することができます。

 

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金曜日、25月2011 05:56

乗り物酔い

乗り物酔い、またはキネトーシスは病的な状態ではありませんが、特定の動きの刺激に対する正常な反応であり、その刺激に慣れていないため適応できません。 内耳の前庭器官が機能していない人だけが真の免疫を持っています。

病気を引き起こす動き

乗り物酔い症候群を誘発する挑発的な動きには、さまざまな種類があります。 ほとんどは、移動の補助、特に船、ホバークラフト、航空機、自動車、列車に関連しています。 あまり一般的ではありませんが、ゾウとラクダです。 遊園地でのブランコ、ラウンドアバウト (メリーゴーランド)、ジェットコースターなどの遊園地で発生する複雑な加速度は、非常に刺激的です。 また、多くの宇宙飛行士・宇宙飛行士は、軌道飛行という異常な力環境(無重力状態)で最初に頭を動かしたときに乗り物酔い(宇宙酔い)を起こします。 乗り物酔い症候群は、観察者の物理的な動きがなくても、特定の動く視覚刺激によっても引き起こされます。 固定ベース シミュレータの外部視覚世界の表示 (シミュレータ シックネス) や、移動中の車両から撮影されたシーンの大画面投影 (シネラマまたは IMAX シックネス) がその例です。

病因

乗り物酔いを誘発する刺激の本質的な特徴は、身体の空間的な向きと動きに関する情報を脳に提供する感覚系から不調和な情報を生成することです。 この不一致の主な特徴は、主に目と内耳によって提供される信号と、中枢神経系が受信して相関することを「期待」する信号との間の不一致です。

不一致のいくつかのカテゴリを識別することができます。 最も重要なのは、内耳の前庭装置 (ラビリンス) からの信号の不一致であり、半規管 (角加速度の特殊な受容器) と耳石器 (並進加速度の特殊な受容器) は一致した情報を提供しません。 例えば、旋回中の車や飛行機で頭を動かすと、半規管と耳石の両方が通常とは異なる方法で刺激され、同じ頭の動きによって生成される情報とは大幅に異なる、誤った互換性のない情報が提供されます。安定した 1 G の重力環境で。 同様に、低周波 (0.5 Hz 未満) の線形加速度 (荒海の船上や乱気流中の飛行中の航空機など) も、相反する前庭信号を生成するため、乗り物酔いの強力な原因となります。

視覚情報と前庭情報の不一致も、重要な要因になる可能性があります。 外を見ることができない移動中の車の乗員は、良好な外部視覚参照を持っている乗員よりも乗り物酔いに苦しむ可能性が高くなります。 デッキの下または航空機の客室にいる乗客は、前庭の手がかりによって車両の動きを感知しますが、車両内の相対的な動きの視覚情報のみを受け取ります。 特定の感覚モダリティに「予想される」一致する信号がないことも、視覚的に誘発される乗り物酔いの本質的な特徴であると考えられています。ビジュアルディスプレイによって示される動きを受けます。

兆候と症状

挑発的な動きにさらされると、乗り物酔いの徴候と症状が明確な順序で発生します。時間スケールは、動きの刺激の強さと個人の感受性に依存します。 ただし、感受性だけでなく、特定の徴候や症状が発生する順序、またはそれらがまったく経験されていないかどうかについても、個人間にかなりの違いがあります. 通常、初期の症状は上腹部の不快感 (「胃の意識」) です。 これに続いて、吐き気、蒼白、発汗が起こり、体の熱感、唾液分泌の増加、おくび (げっぷ) を伴う可能性があります。 これらの症状は一般に比較的ゆっくりと進行しますが、動きにさらされ続けると、健康状態が急速に悪化し、吐き気が重症度を増し、嘔吐やむかつきに至ります。 嘔吐は緩和をもたらすかもしれませんが、動きが止まらない限り、これは短命である可能性があります.

乗り物酔い症候群には、他にもさまざまな特徴があります。 ため息やあくびを伴う呼吸リズムの変化は初期症状である可能性があり、過換気が発生する可能性があり、特に障害の原因や結果について不安を感じている人に顕著です。 頭痛、耳鳴り、めまいが報告されていますが、重度の倦怠感のある人では、無関心や抑うつが珍しくなく、個人の安全と生存が無視されるほど深刻な場合があります. 挑発的な動きの停止に続いて、無気力と眠気の感覚が支配的である可能性があり、これらは、不慣れな動きへの適応が不快感なしに行われる状況での唯一の症状である可能性があります.

適応

特定の挑発的な動きに継続的または繰り返しさらされると、ほとんどの人は症状の重症度が低下します。 通常、XNUMX ~ XNUMX 日間連続して曝露した後 (船上または宇宙船内で)、彼らは動きに適応し、障害なく通常の職務を遂行できるようになります。 「ミスマッチ」モデルに関して言えば、この適応または慣れは、中枢神経系における新しい一連の「期待」の確立を表しています。 ただし、慣れ親しんだ環境に戻ると、これらは適切ではなくなり、乗り物酔いの症状が再発する可能性があります。 (マル・ド・デバークマン) 再適応が起こるまで。 個人は、適応する速度、適応を維持する方法、およびある運動環境から別の運動環境への保護的適応を一般化できる程度においてかなり異なります. 残念なことに、人口のごく一部 (おそらく約 5%) は適応しないか、適応が非常に遅いため、刺激的な動きにさらされている間中、症状を経験し続けます。

入射

特定の運動環境における病気の発生率は、多くの要因によって左右されます。

  • 運動の物理的特徴(運動の強さ、頻度、方向)
  • 暴露期間
  • 個人の本質的な感受性
  • 実行中のタスク
  • その他の環境要因(例、臭い)。

 

当然のことながら、病気の発生はさまざまな運動環境で大きく異なります。 たとえば、荒れた海で救命いかだに乗っている人のほぼ全員が嘔吐します。 学生乗組員の 60% は、訓練中のある時点で飛行機酔いに苦しみ、15% は訓練に支障をきたすほど深刻です。 対照的に、民間輸送機の乗客の 0.5% 未満が影響を受けますが、乱気流中を低高度で飛行する小型通勤機では発生率が高くなります。

実験室およびフィールドでの研究では、垂直方向の並進振動運動 (ヒーブと呼ぶのが適切) について、約 0.2 Hz の周波数での振動が最も刺激的であることが示されています (図 1)。 一定の振動強度 (ピーク加速度) では、病気の発生率は周波数が 0.2 Hz を超えると急速に低下します。 1 Hz での動きは、0.2 Hz での刺激の 0.2 分の 1 未満です。 同様に、XNUMX Hz 未満の周波数での運動についても、実験データが不足しているため、発生率と周波数の関係は十分に定義されていません。 確かに、安定したゼロ周波数の XNUMXG 環境は挑発的ではありません。

図 1. 垂直正弦波運動に 2 時間さらされた場合の波の周波数と加速度の関数としての乗り物酔いの発生率

VIB040F1

乗り物酔いの症状の発生率と、ヒーブの頻度、大きさ、期間との間に確立された関係 (z軸) 運動は、運動の物理的パラメーターがわかっている場合に発生を予測するために使用できる単純な式の開発につながりました。 英国規格 6841 (BSI 1987b) および ISO ドラフト国際規格 2631-1 で具体化されている概念は、症状の発生率が乗り物酔いの線量値 (MSDV) に比例するというものです。z)。 MSDVz (メートル/秒で1.5) が定義されています。

MSDVz=(a2t)½

コラボレー a 周波数加重加速度の二乗平均平方根 (rms) 値 (m/s 単位)2) 期間にわたる線形積分によって決定され、 t (秒単位)、モーションへの露出。

刺激加速度に適用される周波数重み付けは、図 1 に示すものと同様の中心周波数と減衰特性を持つフィルターです。重み付け関数は規格で正確に定義されています。

適応していない成人人口の割合 (P) 嘔吐する可能性がある人は次のように与えられます。

P =1/3 MSDVz

さらに、MSDVz また、倦怠感のレベルを予測するために使用することもできます。 XNUMX (私は大丈夫だと感じた) から XNUMX (私は絶対に恐ろしいと感じた) の XNUMX 段階スケールでの「病気の評価」 (I) によって与えられます:

I =0.02MSDVz

乗り物酔いに対する個人差が大きいことを考えると、MSDV と MSDV の関係は次のようになります。z また、室内実験および海上試験での嘔吐の発生 (図 2) は許容されます。 計算式は、約 20 分から 70 時間持続するばく露で得られたデータから作成されたものであり、垂直、揺れ、動きにばく露された個人の最大 XNUMX% (ほとんどは座っている) で嘔吐が発生したことに注意してください。

 

図 2. 嘔吐の発生率と刺激量の関係 (MSDV2)、テキストで説明されている手順によって計算されます。 垂直振動 (x) および海上試験 (+) に関する室内実験のデータ

 

VIB040F2

他の体軸および垂直方向以外に作用する並進振動の有効性に関する知識は断片的です。 少人数の被験者グループを対象とした室内実験から、水平面での並進振動は、座っている被験者の垂直振動の同じ強度と周波数よりも約 XNUMX 倍刺激的であるという証拠がありますが、刺激的ではありません。被験者が仰臥位で、刺激が縦方向に作用する場合、係数 XNUMX (z) 体軸。 したがって、疾病発生率の予測に対する基準に具体化された数式および重み付け特性の適用は、上記の制約に注意を払い、十分に考慮して行う必要があります。

挑発的な動きに対する個人の反応のかなりのばらつきは、乗り物酔いの重要な特徴です。 感受性の違いは、部分的に体質的要因に関連している可能性があります。 約 1.7 歳未満の乳児が罹患することはめったにありませんが、成熟するにつれて感受性が急速に高まり、1 歳から XNUMX 歳の間にピークに達します。 その後、感受性は徐々に低下するため、高齢者は罹患する可能性が低くなりますが、免疫はありません. どの年齢層でも、女性は男性よりも感受性が高く、発生率のデータは約 XNUMX:XNUMX の比率を示唆しています。 神経症的傾向、内向性、知覚スタイルなどの特定の人格の側面も、弱いながらも感受性と相関していることが示されています。 乗り物酔いは、条件付けられた反応であり、恐怖症の不安の表れでもあります。

予防策

挑発的な刺激を最小限に抑えたり、耐性を高めたりする手順が利用可能です。 これらは人口の一部で病気を防ぐかもしれませんが、運動環境からの撤退以外に100%効果的なものはありません. 車両の設計では、通常の運転中に乗員が経験する振動 (図 1 を参照) の周波数を上げて大きさを減らす要因に注意を払うことが有益です。 不必要な頭の動きを最小限に抑えるための頭のサポートと体の拘束の提供は有利であり、使用者がリクライニングまたは仰臥位を取ることができる場合はさらに支援されます。 居住者に地平線の景色を与えることができれば、病気は少なくなります。 外部の視覚的参照を奪われた人にとって、目を閉じると視覚/前庭の対立が軽減されます。 タスクへの参加、特に車両の制御も役立ちます。 これらの措置はすぐに役立つ可能性がありますが、長期的には、保護的適応の開発が最大の価値があります. これは、運動環境に継続的かつ繰り返しさらされることによって達成されますが、スピンテーブル上で回転しながら頭を動かすことによって刺激的な刺激が生成される地上での運動によって促進することができます (脱感作療法)。

耐性を高める薬がいくつかありますが、すべて副作用 (特に鎮静) があるため、車両の主な管理者や最適なパフォーマンスが必須の場合には使用しないでください。 短期間 (0.3 時間未満) の予防には、ヒヨシン臭化水素酸塩 (スコポラミン) 0.6 ~ 25 mg が推奨されます。 長時間作用する抗ヒスタミン薬は、塩酸プロメタジン (50 mg)、塩酸メクロジン (50 mg)、ジメンヒドリナート (30 mg)、およびシンナリジン (25 mg) です。 ヒヨシンまたはプロメタジンと 48 mg のエフェドリン硫酸塩の組み合わせは、予防効果を高め、副作用をいくらか軽減します。 スコポラミンパッチを使用すると、最大XNUMX時間の予防が可能です。これにより、制御された速度で薬物が皮膚からゆっくりと吸収されます. 体内の薬物の有効濃度は、パッチの適用後 XNUMX ~ XNUMX 時間まで達成されないため、このタイプの治療の必要性を予測する必要があります。

治療

嘔吐を伴う確立された乗り物酔いに苦しんでいる人は、実行可能であれば、動きの刺激が最小限に抑えられる位置に配置され、抗乗り物酔い薬、できればプロメタジンの注射が必要です。 嘔吐が長引いて繰り返される場合は、水分と電解質の静脈内補充が必要になる場合があります。

 

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