劳动卫生与职业病学第五章(3)振动

第三节振动与振动病Vibrationandvibrationdiseases一、振动及其物理参数1.振动的概念

振动（vibration）是指一个质点或物体在外力作用下沿直线或弧线围绕于一平衡位置来回重复的运动。长期接触生产性振动可对机体产生不良影响。2.振动的物理量（1）振动频率：单位时间内物体振动的次数单位：Hz（2）位移（displacement）：物体离开平衡位置的瞬时距离。单位：mm。（3）速度（velosity）：单位时间内位移变化的量。单位：m/s。2.振动的物理量

（4）加速度（acceleration）：单位时间内速度变化的量。单位：m/s2。

加速度可用峰值、峰峰值、平均值、有效值表示

有效值（rms）=π÷（22）×平均值

=1÷2×峰值

各参量中以加速度反映振动对人体作用的关系最密切，以有效值与振动能量的关系最大。

2.振动的物理量（5）振动级（vibrationaccelerationlevel,VAL)VAL=20lg(a有效/a0)dB(A)a0:振动加速度基准值（10-5m/s2)a有效：所测振动加速度有效值（m/s2）二、振动的评价参量1.振动频谱

振动频谱：将按照频带大小测得的振动强度（加速度有效值）数值排列起来组成的图形。常用的有：

1/3倍频带，中心频率6.3-1250Hz。

1/1倍频带，中心频率8-1000Hz。

表151/3倍频带振动频率计权系数（Ki值)中心频率(Hz)Ki值中心频率(Hz)Ki值中心频率(Hz)Ki值6.31.00400.4002500.0638.01.00500.3003150.05010.01.00630.2504000.04012.51.00800.2005000.03016.01.001000.1606300.02520.00.801250.1258000.02025.00.631600.10010000.01631.50.502000.08012500.01252.共振频率

共振频率（naturalfrequency）：外界激发的频率与物体的固有频率相一致时，致振动强度加大（共振），物体发生共振，则物体的固有频率称为共振频率。

物体在外力的激发下，可产生一定频率的振动，该频率称为物体的固有频率。表16人体不同部位或器官的共振频率部位或器官共振频率(Hz)部位或器官共振频率(Hz)头部2-30前臂16-30眼部30-80腹腔10-12上下颌6-8脊柱10-12肩部4-5下肢2-20胸腔4-8神经系统250

3.4小时等能量频率计权加速度有效值

[ahw（4）]（1）日测量时间不是4小时

ahw（4）=（T/4）×ahw（T）

ahw(4)—4小时等能量频率计权加速度有效值

T—日接振时间（小时）

3.4小时等能量频率计权加速度有效值

[ahw（4）]

（2）一个工作日总接振时间不是4hAhw(4)=1/4∫ahw(t)2dt（3）一个工作日作业中总接振量由几段不同的计权加速度组成

n

ahw(T)=1/TΣ[ahw(ti)2×ti]i=13.4小时等能量频率计权加速度有效值[ahw（4）]

n

ahw=Σ(Ki•ahi)2i=1

ahw—手传振动频率计权加速度有效值

n—频带数

Ki—第i频带的计权系数

ahi—第i频带加速度有效值四、振动的分类与接触机会1.振动的分类

根据振动作用于人体的部位和传导方式，可将生产性振动相对分为局部振动和全身振动(wholebodyvibration)。这两种振动无论是对机体的危害还是防治措施方面都迥然不同。（1）局部振动

局部振动（localvibration或segmentalvibration），又称手臂振动（hand-armvibration）：是指手部接触振动工具、机械或加工部件，振动通过手臂传导至全身。

(2)全身振动

全身振动是指工作地点或座椅的振动，人体足部或臀部接触振动，通过下肢躯干传导至全身。2.振动的接触机会

（1）局部振动：常见于使用风动工具（风铲、风镐、风钻、气锤、凿岩机、捣固机、铆钉机等）、电动工具（电钻、电锯、电刨等）、高速旋转工具（砂轮机、抛光机等）的作业。

工人使用风钻作业

煤矿工人使用风钻打眼工人使用砂轮机打磨工件2.振动的接触机会

(2)全身振动①交通工具（汽车、火车、船舶、飞机、拖拉机、收割机等）上的作业；②作业台（钻井平台、振动筛操作台、采矿船等）上的作业。

交通工具上的作业左1海上钻井平台右上振动筛右下采矿船正在运回水晶五、振动对机体的影响概述

全身振动可以对全身各系统产生影响，甚至是晕动病，又称晕车病。局部振动长期作用于人体，可以引起手臂振动病，是我国法定职业病。

1.振动的主观感受振动皮肤/深部组织振动感受器

(机械感受器)动作电位传入神经中枢传出神经振动觉

一定范围内，感受器动作电位与振动强度成正比；长期、过量接触振动感受器敏感性、振动觉阈值、振动觉。2.振动对机体的效应及作用（1）效应：机械效应、生理和心理效应（2）作用：有益作用、不良作用①有益作用肌肉活动能力增强；解除疲劳；减轻疼痛；促进代谢；改善组织营养；加速伤口恢复②不良影响、疾病：大强度、长时间3.全身振动对机体的影响

（1）对感觉及神经系统等的影响振动——不舒适——疲劳、头晕、焦虑、嗜睡；大强度——难受——内脏移位/机械性损伤。3.全身振动对机体的影响

（2）对心血管系统的影响振动——交感神经紧张——血压升高、脉搏加快、CO、脉压——心肌局部缺血3.全身振动对机体的影响（3）对消化系统的影响胃酸分泌、胃蠕动抑制——胃肠道和腹内压——胃肠道疾患。3.全身振动对机体的影响（4）对肌肉骨骼系统的影响使用重型车辆或拖拉机的驾驶员，X线检查胸椎和腰椎出现早期退行性改变、椎间盘脱出症的发病率高于一般人群。

全身振动伴长时间的强制体位是导致骨骼肌疲劳的主要原因。3.全身振动对机体的影响（5）对女性生殖机能的影响女性——经期延长、经血过多、痛经3.全身振动对机体的影响

（6）对作业效率的影响振动通过直接的机械作用或对CNS产生影响，使姿势平衡和空间定向发生障碍，外界物体不能在视网膜形成稳定的图像，发生视物模糊，视觉分辨力下降，动作的准确性降低。最终导致注意力分散、反应速度下降、疲劳、作业能力下降。3.全身振动对机体的影响（7）运动病低频率、大振幅的全身振动可引起运动病（motionsickness)，临床表现为：眩晕、面色苍白、出冷汗、恶心、呕吐等。由振动刺激前庭器官所致。预后一般良好，脱离振动环境后经适当休息可以缓解，必要时给予抗组胺或抗胆碱类药物如乘晕宁、氢溴酸东莨菪碱。4.局部振动对机体的影响

（1）对神经系统的影响

接触较强振动可导致条件反射抑制、潜伏期延长、神经传导速度减慢、肢端感觉障碍包括感觉迟钝、痛觉减退等。PE：神经传导速度减慢、反应时间延长。

对植物神经功能的影响表现为组织营养障碍，手掌多汗等。

表17不同接振剂量(米.年/秒2)末梢神经机能比较

接振剂量(×102)检查手数两点分辨力阳性数%深度觉阳性数%痛觉阳性数%<27222.783548.6122.782-3428.82*2367.651029.41*4-1421.73*△857.14642.86*▲6-10770.00*△★990.00*△★880.00*△★与<2组比，*P<0.01;与2-组比，△P<0.05,▲P<0.01;与4-组比，★P<0.014.局部振动对机体的影响

（2）对外周血管的影响

振动可导致外周循环功能改变，外周血管发生痉挛，表现为皮肤温度降低，冷水负荷试验时皮温恢复时间延长，出现典型的雷诺氏现象。4.局部振动对机体的影响

(3)骨关节及肌肉损害

振幅大、冲击力强的振动可引起骨、关节损害，主要改变为手、腕、肘、肩关节脱钙，局限性骨质增生，骨关节病，骨岛形成，囊样变等。

可出现手部肌肉萎缩，掌挛缩病。4.局部振动对机体的影响（4）其他损害引起听力下降消化系统：胃疾患患病率增加内分泌系统：甲状腺功能低下、儿茶酚胺增多缓激肽含量减少、免疫系统的功能：α2球蛋白、γ球蛋白IgM含量增高。六、手臂振动病1.概述

手臂振动病（hand-armvibrationdisease）：是长期从事手传振动作业而引起的以手部末梢循环和/或手臂障碍为主的疾病，并能引起手臂骨关节-肌肉的损伤。其典型表现为振动性白指（vibration-inducedwhitefinger，VWF）。1.概述vibrationwhitefinger（英国）vibrationdisease（前苏联）白蜡病（日本）气锤病、职业性雷诺氏现象、血管神经症、手臂振动综合征、局部振动病、手臂振动病。2.临床表现（1）早期主诉：多手部症状和类神经症。

手部的症状是麻、痛、胀、凉、汗、僵、颤。多汗一般在手掌，麻、痛多在夜间发作，影响睡眠。

类神经症多表现为头痛、头晕、失眠、乏力、心悸、记忆力减退及记忆力不集中等。

植物神经功能紊乱表现。表18接振组与对照组手部症状比较症状接振组例数阳性数%对照组例数阳性数%白指1593723.27*4800.00手麻1598754.72*4824.17手痛1592716.98*4812.08手僵15963.77*4800.00手胀1592012.58*4800.00痉挛1592716.98*4800.00震颤1592516.35*4800.00多汗1593119.50*4836.25手凉1592515.72*4812.08冷过敏159159.43*4800.00持物易掉159138.18*4800.00与对照组比，*P<0.01表19接振组与对照组全身症状与体征比较症状体征接振组例数阳性数%对照组例数阳性数%头昏1596238.99*48816.67失眠1592327.04*4848.33心悸1596138.36**4812.08耳鸣1597547.17**4824.16听力下降1595534.59**4812.08乏力1595333.33**4800.00多梦1591811.32*4836.25加以力下降159159.43**

4800.00与对照组比，*P<0.05,**P<0.012.临床表现

（2）体征振动觉、痛觉阈值升高皮肤温度降低、冷水试验复温时间延长指端甲皱血管襻数目减少、变形、消失前臂感觉和运动神传导速度减慢肌电图检查可见神经源性损害表20不同冷试时间工人左手无名指复温(%)实验结果时间(min)接振白指组接振非白指组对照组≤50*1.69*4.176-23.5032.2020.8311-55.8861.0262.5016-79.4179.6677.0821-85.2983.4179.1726-91.1888.9881.2531-8.8211.0218.75与对照组比，*P<0.01正常甲皱微循环图像微循环仪组别检查指数异常数异常率(%)接振组134993169.01*对照组32911133.74表21接振组与对照组甲皱微循环结果比较与对照组比，*P<0.012.临床表现

（3）X线检查：指关节变形，指骨、掌骨、腕骨、肘、肩关节可见骨质增生、形成骨岛、骨皮质增厚、骨刺形成、骨皮质变薄、骨腔变大、囊样变。反冲力大的振动可引起无菌性坏死。正常指关节图像2.临床表现

（4）振动性白指

是诊断本病的主要临床依据，其发作有一过性和时相性特点，是在受冷后，患指出现麻、胀、痛，并由灰白变苍白，由远端向近端发展，界限分明，可持续数分钟至数十分钟，再逐渐由苍白变潮红，恢复至常色。

白指常见部位是食指、中指和无名指的远端指节，严重者可累及近端指节，以至全手变白，故有“死指”、“死手”之称。正常手部颜色雷诺氏综合征手部振动性白指3.诊断和分级（1）诊断原则具有长期从事手臂振动作业的职业史出现手臂振动病的主要症状和体征结合末梢循环和周围神经功能检查参考作业环境的劳动卫生学调查资料进行综合分析，并排除其他病因所致类似疾病，方可诊断。3.诊断和分级（2）诊断分级①观察对象：具有长期从事手传振动作业的职业史，出现手麻、胀、痛、手掌多汗、手臂无力和手指关节疼症状，并具有下列表现之一者：☆手部冷水复温试验复温时间延长或复温率降低。☆

指端振动觉和手指痛觉减退。3.诊断和分级②

轻度手臂振动病具有下列表现之一者：★白指发作累及手指的指尖部位，未超出远端指节的范围，遇冷时偶尔发作。★手部痛觉、振动觉明显减退或手指关节肿胀、变形，经神经—肌电图检查出现神经传导速度或远端潜伏时延长。3.诊断和分级③中度手臂振动病具有下列表现之一者：★白指发作累及手指的远端指节和中间指节（偶见近端指节），常在冬季发作★手部肌肉轻度萎缩，神经—肌电图检查出现神经源损害3.诊断和分级④重度手臂振动病★白指发作累及多手指的所有指节，甚至累及全手，经常发作，严重者可出现指端坏疽。★手部肌肉明显萎缩或出现“鹰爪样”手部畸形，严重影响手部功能。4.发病机理

（1）血管反应机制

手部振动和握持工具局部组织压力内皮细胞释放收缩因子局部血管收缩内皮损伤血管内膜增厚、官腔狭窄甚至阻塞。内皮细胞释放松弛因子血管舒张的反应性抗血小板凝聚功能局部血管阻塞。

4.发病机理

（2）神经调节机制

振动刺激可通过躯体感觉—交感神经反射使手指血管运动神经原兴奋性增强，使血管平滑肌细胞对去甲肾上素反应增强。

振动板层小体交感神经系统平滑肌收缩4.发病机理（3）激素调节机制振动损伤了存在于血管平滑肌中的肾上腺素能受体，导致血管舒张功能减退。此外，动静脉吻合中的β—肾上腺素能血管舒张机制也可受损，进而使血管对寒冷的扩张反应降低。5.治疗和处理原则

（1）治疗基本原则是根据病情进行综合治疗。扩张血管、营养神经、改善微循环。（2）处理观察对象一般不需调离振动作业，应每年复查一次，密切观察病情变化。

5.治疗和处理原则

轻度手臂振动病调离接触手传振动的作业，进行适当治疗，并根据情况安排其他工作。中度和重度手臂振动病必须调离振动作业，积极进行治疗。如需做劳动能力鉴定，参照《职工工伤与职业病致残程度鉴定》（GB/T16180）。七、影响振动对机体作用的因素1.振动的频率和强度

（1）振动的频率

人体能感受到的振动频率范围1-1500Hz，对低频率(20Hz以下)振动，人体以振摇和撞击而感受，对高频振动则以疼痛甚至烧灼感而感受。

<1Hz：的振动-运动病,如:晕车晕船等

1-30Hz：主要引起骨和关节改变

30-300Hz：主要引起末梢血管改变、神经功能的损害

>300Hz：引起血管神经症

2.振动加速度、接振时间表22振动加速度、接触时间与振动性白指检出率的关系工种工具种类调查人数白指例数白指(%)加速度(m/s2)接振时间(h)年接振时间(d)油锯手油锯南3584913.6914.582.3234油锯北232198.1915.202.5125清铲工风铲361184.999.041.7240凿岩工凿岩机379297.6517.232.3250铆工铆钉机11365.316.161.2240磨工台式砂轮2324921.1241.472.5300

3.体位和操作方式

振动的方向不同，人体的感受也不同，如垂直振动比水平振动对人体的影响大，在评价振动时应对振源做三轴向的测量取其最大值。3.体位和操作方式4.环境温度和噪声5.工具重量和被加工件的硬度气温(℃)受检人数诱发白指例数诱发率(%)3-4372156.81528414.3合计652538.5表23气温对白指诱发率的影响6.个体因素

据研究，男女性别之间末梢循环机能有所不同，常温