биофизика

прерывания. Если пациент сигнализирует при этом, что продолжает слышать звук, значит он реагирует на шум, а не на тон. В таком случае необходимо еще раз разъяснить пациенту, на какой звук он должен отвечать.

5.4. Требования к отчету

Отчет должен содержать понятия основных терминов и определений, полученные аудиограммы для каждого уха при костной и воздушной проводимости с маскирующим шумом и без него, выводы по работе.

171

6. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БИООБЪЕКТОВ. ВИБРОТЕСТЕР

Цель работы: изучение методов определения механических характеристик биообъектов на примере исследования вибрационной чувствительности кожных покровов человека и функциональной зависимости вибрационной чувствительности от общей и локальной физической нагрузки.

6.1. Общие положения

Вибрация – это механические колебания тела. Самый простой вид вибрации – общая вибрация, колебание или повторяющееся движение объекта около положения равновесия (тело перемещается как единое целое, все его части имеют одинаковую по величине и направлению скорость).

Колебательное движение твердого тела может быть полностью описано в виде комбинации шести простейших типов движения: поступательного в трех взаимно перпендикулярных направлениях и вращательного относительно трех взаимно перпендикулярных осей.

Вибрация тела всегда вызывается какими-либо силами возбуждения. Эти силы могут быть приложены к объекту извне или возникать внутри него самого. Вибрация конкретного объекта полностью определяется силой возбуждения, ее направлением и частотой.

Появляющаяся при работе механизмов, оборудования и инструмента вибрация может приводить к возникновению и развитию различных форм вибрационной болезни. Степень неблагоприятного воздействия вибрации определяется ее интенсивностью и частотой, длительностью действия, а также рядом факторов производственной обстановки: температурой и влажностью окружающего воздуха, степенью прикладываемых при работе мышечных усилий и т.д.

Одним из ранних признаков вибрационной болезни является потеря чувствительности в пальцах рук или других участках тела, причем степень угнетения вибрационной чувствительности (величина потери вибрационной чувствительности) коррелирует со степенью вибрационной патологии. Определение потери вибрационной чувствительности также находится в определенной зависимости от параметров воздействия вибрации, ее интенсивности и частотного состава.

Исследования вибрационной чувствительности могут быть использованы:

172

при проведении предварительных осмотров при поступлении на работу для представителей виброопасных профессий;

при проведении периодических осмотров рабочих виброопасных профессий;

при проведении массовых профилактических осмотров;

при ранней диагностике вибрационной болезни, оценке эффективности терапии виброболезни и мероприятий по ее профилактике;

при отработке режимов труда и отдыха рабочих виброопасных профессий, определении эффективности организационно-технических мероприятий по снижению вредного воздействия вибрации на рабочих;

при врачебно-трудовой экспертизе;

при диагностике органических заболеваний и функциональных расстройств нервной системы;

в сурдологии при решении вопросов об эффективности использования вибрационного чувства для обучения глухонемых.

6.2. Описание лабораторной установки

Исследование вибрационной чувствительности кожных покровов осуществляется с помощью устройства «Вибротестер», в структуре которого можно выделить: блок питания, функциональный генератор, аттенюатор, усилитель мощности, генератор случайных чисел (в диапазоне от 1 до 3), набор виброизлучателей (3 шт.).

При включении тумблера «СЕТЬ» на выходе блока питания формируются стабилизированные напряжения: +12,6 В и -12,6 В для питания микросхем аттенюатора и усилителя мощности, +5 В для питания генератора случайных чисел; и нестабилизированное напряжение +12 В для питания реле и светодиодных индикаторов.

Функциональный генератор в зависимости от положения переключателя S1 формирует напряжение переменного тока частотой 32, 63, 125 и 250 Гц, которое подается на аттенюатор.

Форма выходного сигнала генератора сигнала в зависимости от положения переключателя SA1 может быть треугольной, синусоидальной или прямоугольной, что позволяет исследовать влияние формы сигнала на вибрационную чувствительность.

Аттенюатор позволяет ступенчато изменять амплитуду колебаний, поступающих от функционального генератора в динамическом диапазоне от –20 дБ до +30 дБ ступенями по 5дБ.

173

С выхода аттенюатора колебания подаются через замкнутые контакты одного из трех реле на соответствующий виброизлучатель.

Замыканием контактов реле управляет генератор случайных чисел, который представляет собой счетчик импульсов 1, 2, 3 с регистром сдвига.

Генератор случайных чисел запускается и останавливается переключателем S5.

Вположении переключателя «ПОДГОТОВКА», в генераторе случайных чисел запускается непрерывный отсчет импульсов с частотой 36000 Гц. По каждому четвертому импульсу генератор возвращается в состояние 1 и, таким образом, циклически производится перебор чисел 1, 2, 3. В данном режиме питание на реле не подается и выход усилителя мощности не подключен ни к одному виброизлучателю.

Переключатель S5 может быть переведен из режима «ПОДГОТОВКА» в режим «ВКЛЮЧЕНИЕ в любой момент времени по желанию оператора».

Вположении переключателя «ВКЛЮЧЕНИЕ» перебор чисел 1, 2, 3 останавливается на одном из чисел, и на соответствующее реле подается напряжения питания, благодаря чему срабатывает реле, и выход усилителя мощности подключается к соответствующему виброизлучателю. Вторая пара контактов реле включает светодиод, информирующий оператора о том, какой виброизлучатель включился.

Включение одного из вибродатчиков при таком способе управления происходит «квазислучайно», т.к. генератор не сам формирует случайную последовательность чисел,

ауправляется оператором.

Однако, учитывая высокую частоту перебора вариантов (36000 Гц), каждый из виброизлучателей за время в 1 секунду между положениями переключателя S5 «ПОДГОТОВКА/ВКЛЮЧЕНИЕ» имеет возможность быть подключенным к выходу усилителя мощности 12000 раз. Поскольку оператор не ограничен в выборе продолжительности режима «ВКЛЮЧЕНИЕ», то момент остановки перебора на одном из виброизлучателей можно считать случайными.

Основными деталями виброизлучателя являются постоянный кольцевой магнит и подвешенная на плоских металлических пружинах катушка, намотанная медным проводом диаметром 0,2 мм на пластмассовом каркасе со стальным сердечником.

6.3. Методика проведения лабораторной работы

При осуществлении тестовых испытаний, пациента располагают таким образом, чтобы он не мог видеть лицевую панель прибора. Измерения необходимо проводить на нетравмированном (третьем или четвертом) пальце руки. Рука пациента должна быть сухой и чистой.

174

После остановки генератора случайных чисел (S5 в положении «ВКЛЮЧЕНИЕ»), пациент прикасается кончиками пальцев поочередно к наконечникам трех виброизлучателей и пытается определить, какой из них в настоящий момент колеблется.

Речевой ответ пациента сравнивается с номером горящего светодиода и правильный ответ пациента фиксируется в протоколе испытаний.

При обследовании пациента, его необходимо предупредить, что даже сам оператор не знает, какой из виброизлучателей в момент испытаний включится, и что во время испытаний излучатели подключаются в произвольном порядке и возможно повторное включение одного и того же излучателя несколько раз подряд.

Пациент должен отвечать честно, не смущаясь своих ответов, опираясь только на свои ощущения, не пытаясь угадывать ответ.

На первом этапе обследования устанавливают частоту колебаний 250 Гц и начинают тестирование с наибольшей амплитуды колебаний +30 дБ, чтобы пациент понял, как находить работающий виброизлучатель и достоверно почувствовал вибрацию.

Если пациент правильно определяет работающий виброизлучатель, то переходят к испытаниям на меньших амплитудах колебаний.

Когда пациент впервые даст ошибочный ответ, следует проверить его ответ при большей амплитуде, затем вновь вернутся к той, при которой был получен ошибочный ответ. Если ошибка вновь повторяется, то в протокол заносится предельное значение, при котором был получен правильный ответ.

Испытания по описанной схеме повторяют при частотах 125, 63 и 32 Гц.

6.4. Порядок проведения работы

1.Ознакомиться с руководством по выполнению лабораторной работы.

2.Подготовить прибор к работе.

3.Исследовать вибрационную чувствительность кожных покровов участков левой

иправой рук (фаланги пальцев, кисти, предплечья) в зависимости от частоты.

4.Изучить функциональную зависимость вибрационной чувствительности от физической нагрузки:

местная физическая нагрузка на кисть;

общая физическая нагрузка;

восстановление вибрационной чувствительности.

6.5. Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать: 175

1.Функциональную схему прибора и ее краткое описание.

2.Результаты экспериментальных исследований в виде заполненных карточек и графиков зависимости вибрационной чувствительности кожных покровов человека от частоты и от физической нагрузки, а также изменения вибрационной чувствительности во времени после физической нагрузки.

3.Выводы по работе.

Список литературы

1.Физиология сенсорных систем. Учебное пособие для вузов. (Под общ. ред. проф. Я.А. Альтмана). – СПб.: «Паритет», 2003.

2.Ахлаков М.К., Болсунов К.Н., Попечителев Е.П. Тестовые системы в медикобиологических исследованиях: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2003.

3.Волков В.В. Клиническая визо– и рефрактометрия. – М.: Высшая школа., 1983.

4.Попечителев Е.П., Юлдашев З.М. Биотехнические системы в офтальмодиагностических исследованиях. Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ

«ЛЭТИ», 1997.

4.Рожков С.Н., Овсянникова Н.А. Стереоскопия в кино-, фото-, видеотехнике. Терминологический словарь. – М.: «Парадиз», 2003.

5.Сомов Е.Е. Методы офтальмоэргономики. Л.: Наука, 1989.

6.Сомов Е.Е. Офтальмоэргономика операторской деятельности. – Л.: Наука, 1986.

7.Шамшинова А.М., Волков В.В. Функциональные методы исследования в офтальмологии. М.: Медицина, 1999.

8.Шелепин Ю.Е., Колесникова Л.Н., Левкович Ю.И. Визоконтрастометрия, Л.:

Наука, 1985.

9.Чигирев Б.И. Биофизика органов чувств: Учебн. пособ. СПб ГЭТУ, 2001.

176

ПРИЛОЖЕНИЕ №2 Примерная форма бланка задания по выполнению лабораторной работы №4

Дата проведения исследования: 15 апреля 2005

178

ПРИЛОЖЕНИЕ №3 Внешний вид экранной оболочки программного обеспечения

в режиме задания параметров тестирования лабораторная работа №4

179