5. Вт/см2, уровни воздушного ультразвука на рабочих местах хирур­гов ниже допустимых — 80-89 дБ.

Ультразвуковая физиотерапевтическая аппаратура генерирует колебания с частотами 0,88 и 2,64 МГц. Уровни воздействующего на руки медперсонала постоянного и импульсного контактного уль­тразвука, распространяющегося через боковую поверхность ручного излучателя, составляют 0,02-1,5 Вт/см. Длительность одной проце­дуры не превышает 15 мин, время контакта с ультразвуком равно 33% за смену.

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

В частности, частота ультразвуковых колебаний определяет глу­бину проникновения фактора: чем выше частота, тем большая часть энергии поглощается тканями, но при этом ультразвуковые колеба­ния проникают на меньшую глубину. Следует отметить, что погло­щение ультразвука в биологических тканях не подчиняется общим закономерностям. Согласно имеющимся данным, в биологических тканях существует не квадратичная, а линейная зависимость пог­лощения от частоты. Это объясняется большой неоднородностью тканей организма. Неоднородностью биологических тканей обус­ловлена и разная степень поглощения ультразвука. Наименьшее поглощение наблюдается в жировом слое и почти вдвое большее в мышечной ткани. Серое вещество мозга в 2 раза больше поглощает ультразвук, чем белое; мало абсорбирует ультразвуковую энергию спинно-мозговая жидкость. Наибольшее поглощение наблюдается в костной ткани (табл. 12.2).

При систематическом воздействии интенсивного низкочастотно­го ультразвука с уровнями, превышающими предельно допустимые, у работающих могут наблюдаться функциональные изменения цен­тральной и периферической нервной систем, сердечно-сосудистой, эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов, гуморальные нарушения.

При экспозиции ультразвуковыми колебаниями 130 дБ на час­тоте 25 кГц выявлены изменения сердечного ритма, картины крови, эндокринной функции и электрогенеза мозга (уплощение ЭЭГ); отмечаются усталость, повышенная утомляемость, снижение трудос­пособности.

При действии ультразвука частотой 20 кГц с уровнями звукового давления 120,110 и 100 дБ на слух отмечено отсутствие заметных сдви­гов порогов слуховой чувствительности после часовой экспозиции.

Наиболее характерным является наличие вегетососудистой дис-тонии и астенического синдрома. Лица, длительное время обслужи­вающие низкочастотное ультразвуковое оборудование, предъявляют жалобы на головную боль, головокружение, общую слабость, быст­рую утомляемость, расстройство сна, сонливость днем, раздражи­тельность, ухудшение памяти, повышенную чувствительность к звукам, боязнь яркого света. Встречаются жалобы на снижение тем­пературы конечностей, приступы бледности или покраснения лица, нередки жалобы диспепсического характера.

Общецеребральные нарушения часто сочетаются с явлениями умеренного вегетативного полиневрита рук. Это обусловлено тем, что наряду с общим воздействием ультразвука на организм работающих через воздух низкочастотный ультразвук оказывает локальное дейс­твие при соприкосновении с обрабатываемыми деталями и средами, в которых возбуждены колебания, или с ручными источниками.

При воздействии низкочастотного ультразвука вегетативно-сосу­дистые нарушения наступают (при одинаковом стаже работы), как правило, раньше, чем при экспозиции к высокочастотному ультра­звуку, и характеризуются наличием трофических расстройств, рас­пространяющихся на мышечную ткань с последующей гипертрофи­ей мышц кисти.

Систематический, даже кратковременный контакт с жидкими и твердыми средами, в которых возбуждены ультразвуковые колеба­ния, заметно усиливает действие воздушного ультразвука.

По сравнению с высокочастотным шумом, ультразвук слабее вли­яет на слуховую функцию, но вызывает более выраженные отклоне­ния от нормы со стороны вестибулярной функции.

Выявлено неблагоприятное влияние низкочастотного ультразву­ка на функциональное состояние центральной нервной системы. У рабочих в динамике рабочего дня замедляется скорость выполнения условно-рефлекторных реакций на внешние раздражения, наблюда­ется напряжение или нарушение терморегуляции и соответственно повышение температуры тела до 37,1-37,3 °С, диссоциация в степени повышения температуры тела и кожи, отсутствие корреляции между показателями потоотделения, пульса и температуры тела. Отмечаются также: наклонность к снижению диастолического давления, вплоть до артериальной гипотонии, изменения на ЭКГ по экстракардиальному типу, повышение порогов слуховой чувствительности, если уровни звукового давления значительно превышают ПДУ, заметные сдвиги вестибулярной функции (по данным стабилографии).

Эти изменения отчетливо проявляются у лиц, подвергающихся воздействию интенсивного ультразвука (122-130 дБ), и значитель­но менее выражены при воздействии ультразвука средней и малой интенсивностей (92-115 дБ).

Применяемые в промышленности, биологии, медицине интенсив­ности контактного ультразвука принято подразделять на низкие (до 1,5 Вт/см²), средние (1,5-3,0 Вт/см²) и высокие (3,0-10,0 Вт/см²).

В зависимости от интенсивности контактного ультразвука разли­чают три основных типа его действия:

1. ультразвук низкой интенсивности способствует ускорению обменных процессов в организме, легкому нагреву тканей, микро­массажу и т.д. Низкие интенсивности не приводят к морфологи­ческим изменениям внутри клеток, так как переменное звуковое давление вызывает только некоторое ускорение биофизических процессов, поэтому малые экспозиции ультразвука рассматриваются как физиологический катализатор;

1. ультразвук средней интенсивности за счет увеличения пере­менного звукового давления вызывает обратимые реакции угнете­ния, в частности, нервной ткани. Скорость восстановления функций зависит от интенсивности и времени облучения ультразвуком;

3) ультразвук высокой интенсивности вызывает необратимые угнетения, переходящие в процесс полного разрушения тканей.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что ультразвуко­вые колебания, генерируемые в импульсном режиме, оказывают несколько иное биологическое действие, чем постоянные колебания. Своеобразие физиологического действия импульсного ультразвука заключается в меньшей выраженности, но большей мягкости и дли­тельности проявления эффектов. Мягкость действия импульсного контактного ультразвука связана с преобладанием физико-химичес­ких эффектов действия над тепловым и механическим.

Воздействие ультразвука на биологические структуры обуслов­лено рядом факторов. Эффекты, вызываемые ультразвуком, условно подразделяют на;

• механические, вызываемые знакопеременным смещением среды, радиационным давлением и т.д. Так, при малых интен-сивностях (до 2-3 Вт/см² на частотах порядка 10⁵-10⁶ Гц) колебания частиц биологической среды производят своеоб­разный микромассаж тканевых элементов, способствующий лучшему обмену веществ;

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

• термические, являющиеся следствием выделения тепла при поглощении тканями ультразвуковой энергии, повышения температуры на границах тканевых структур, нагрева на газо­вых пузырьках;

• эффекты, связанные с возникновением в тканях ультразвуко­вой кавитации (образование с последующим захлопыванием парогазовых пузырьков в среде под действием ультразву­ка). Кавитация приводит к разрыву молекулярных связей. Например, молекулы воды распадаются на свободные радика­лы ОН" и Н⁺, что является первопричиной окисляющего дейс­твия ультразвука. Подобным образом происходит расщепление под действием ультразвука высокомолекулярных соединений в биологических объектах, например, нуклеиновых кислот, бел­ковых веществ.

Сведения о биологическом действии низкочастотного ультразву­ка весьма ограничены. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что низкочастотный ультразвук — это фактор, обладающий большой биологической активностью и способный вызывать функциональ­ные и органические нарушения со стороны нервной, сердечно-сосу­дистой, кроветворной, эндокринной и других систем организма.

Данные о действии высокочастотного ультразвука на организм человека свидетельствуют о полиморфных и сложных изменениях, происходящих почти во всех тканях, органах и системах.

Происходящие под воздействием ультразвука (воздушного и кон­тактного) изменения подчиняются общей закономерности: малые интенсивности стимулируют и активируют, а средние и большие угнетают, тормозят и могут полностью подавлять функции.

Высокочастотный контактный ультразвук вследствие малой длины волны практически не распространяется в воздухе и оказы­вает воздействие на работающих только при контакте источника ультразвука с поверхностью тела. Изменения, вызванные действием контактного ультразвука, обычно более выражены в зоне контакта, чаще это пальцы рук, кисти, хотя не исключается возможность дис-тальных проявлений за счет рефлекторных и нейрогуморальных связей.

Длительная работа с ультразвуком при контактной передаче на руки вызывает поражение периферического нейрососудистого аппа­рата, причем степень выраженности изменений зависит от интен­сивности ультразвука, времени озвучивания и площади контакта, т.е. ультразвуковой экспозиции, и может усиливаться при наличии сопутствующих факторов производственной среды, усугубляющих его действие (воздушный ультразвук, локальное и общее охлаж­дения, контактные смазки — различные виды масел, статическое напряжение мышц и т.д.).

Среди работающих с источниками контактного ультразвука отме­чен высокий процент жалоб на наличие парестезии, повышенную чувствительность рук к холоду, чувство слабости и боли в руках в ночное время, снижение тактильной чувствительности, потливость ладоней. Имеют место также жалобы на головные боли, головокру­жение, шум в ушах и голове, на общую слабость, сердцебиение, боле­вые ощущения в области сердца.

Установлено, что высокочастотный ультразвук, воздействующий контактным путем на протяжении длительного времени, оказывает неблагоприятное воздействие, вызывая у операторов-дефектоско-пистов развитие вегетативно-сосудистых поражений рук. У опера­торов ультразвуковой дефектоскопии выявлена повышенная час­тота гемодинамических нарушений глаза, преимущественно в виде гипотонического состояния, проявляющегося атонией вен, венул и венозных колен капилляров переднего отдела глазного яблока, снижением ретинального давления, гипотонической ангиопатией сетчатки. Выявленные сосудистые нарушения глаз у данной про­фессиональной группы следует трактовать как проявление общего вегетососудистого нарушения, связанного с воздействием ультразву­ковых колебаний (0,5-5,0 МГц, интенсивность до 1,0 Вт/см²).

Отмечено неблагоприятное воздействие контактного ультразвука на медицинский персонал, обслуживающий физиотерапевтическую и диагностическую аппаратуру, которое также проявляется развити­ем вегетативно-сосудистых поражений рук.

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

Специфические особенности воздействия на работающих кон­тактного ультразвука, обусловленные его высокой биофизической активностью, проявляются в сенсорных, вегетативно-сосудистых нарушениях и изменениях опорно-двигательного аппарата верхних конечностей.

Наряду с изменениями нейромышечного аппарата у лиц, работа­ющих с источниками контактного ультразвука, выявляются измене­ния костной структуры в виде остеопороза, остеосклероза дисталь-ных отделов фаланг кистей, а также некоторые другие изменения дегенеративно-дистрофического характера. Наиболее информатив­ным рентгенологическим методом, позволяющим дать количествен­ную характеристику состояния минеральной насыщенности костной ткани и оценить степень ее изменений, является метод рентгеноден-ситофотометрии.

Кожа является «входными воротами» для контактного ультразву­ка, так как при выполнении работ с различными ультразвуковыми источниками в первую очередь озвучиванию подвергается кожа кис­тей рук работающих. Интенсивность ультразвуковых колебаний в коже кистей наиболее близка к интенсивности ультразвука на повер­хностях излучателя.

Кожа в разных областях тела человека имеет различную чувс­твительность: кожа лица чувствительнее кожи живота, а кожа живо­та чувствительнее кожи конечностей. Ультразвук интенсивностью 0,6 Вт/см² (частота 2,5 МГц) вызывает гиперемию кожи, нерезко выраженный отек дермы.

Воздействие ультразвука интенсивностью 0,4 Вт/см² (1-2 МГц) сопровождается закономерным снижением величины рН поверхнос­ти кожи, что свидетельствует о преимущественном использовании для энергетического обмена углеводов, так как при их усиленных превращениях в тканях накапливаются кислые продукты обмена. Возможно, изменение рН поверхности кожи под влиянием ультра­звука связано с повышением функциональной активности сальных желез. При воздействии ультразвука увеличивается число активных потовых желез, а соответственно, повышается экскреция хлоридов.

Клиническое и лабораторное обследование у дефектоскопистов выявляет- следующие заболевания кожи: гипергидроз ладоней и подошв, дисгидроз ладоней и подошв, руброфития и эпидермофития стоп и кистей, себорея волосистой части головы и др. У большинства больных гипергидрозом, дисгидрозом и др. выявлена корреляция с сопутствующими заболеваниями, в частности, с нервно-сосудисты­ми нарушениями, проявляющимися в виде вегетативных полиневри­тов рук, вегетативно-сосудистых дисфункций. Это дает возможность связать кожную патологию с воздействием ультразвука.

При воздействии ультразвука малой интенсивности — 20-35 мВт/см² (частота 1 МГц) повышается проницаемость сосудов кожи, тогда как локальное воздействие теплом, приводящее к повы­шению температуры кожи на 0,8-1,0 "С, не оказывает какого-либо влияния на сосудистую проницаемость кожи. Следовательно, в про­цессах изменения сосудистой проницаемости кожи при воздействии ультразвуковых волн большую роль играет не термический фактор, а механический эффект. При высоких интенсивностях ультразвука сосудистая проницаемость может изменяться и посредством рефлек­торных механизмов.

Важным моментом в действии ультразвука и его обезболивающем эффекте является помимо снижения рН среды локальная аккумуля­ция гистамина, способствующая торможению проведения импуль­сов в синапсах симпатических ганглиев.

Считается, что ультразвуковое раздражение, попадая на рецептор-ный аппарат кожи, передается по всем направлениям на периферичес­кие и центральные образования симпатической и парасимпатичес­кой нервных систем как по специфическому, так и неспецифическому путям.

Выявлены закономерности в изменении сердечно-сосудистой деятельности при воздействии контактного ультразвука. Так, при озвучивании пациентов лечебными дозами ультразвука (2,46 МГц, 1 Вт/см²) наблюдается учащение сердечного ритма с изменением ЭКГ. Увеличение интенсивности ультразвука приводит к брадикар-дии, аритмии, снижению биологической активности. Аналогичные реакции наблюдаются при озвучивании не только области сердца, но и соседних с ним участков.

Изучение сосудистых реакций организма на воздействие ультра­звука при контактной передаче показало, что малые дозы высокочас­тотного ультразвука (0,2-1,0 Вт/см²) вызывают сосудорасширяющий эффект, а большие дозы (3 Вт/см² и выше) — сосудосуживающий эффект.

Снижение сосудистого тонуса и расширение сосудов отмечается не только в области, подвергающейся воздействию ультразвука, но и на симметричных участках, что позволяет говорить о важной роли нервно-рефлекторных механизмов в формировании ответной реак­ции на действие ультразвука.

Воздействие ультразвука на организм сопровождается биохи­мическими изменениями: уменьшается количество белков в сыво­ротке крови, интенсифицируется обмен углеводов, увеличивается содержание в крови связанного билирубина, снижается активность ферментов, в частности, каталазы крови, увеличивается уровень адренокортикотропного гормона гипофиза (АКТГ) в плазме крови. Считают, что оптимальное стимулирующее действие на фермента­тивные процессы в тканях оказывает ультразвук интенсивностью 0,1-0,3 Вт/см².

Изучение противоопухолевого действия высокочастотного уль­тразвука показало, что высокие интенсивности ультразвука (3,0-10,0 Вт/см²) способствуют разрушению опухолевых клеток, тормозят рост опухолей.

290