ارتعاش دست-بازو

(تاریخ مستندسازی – ۲۰۱۹)

مواجهه با ارتعاش ممکن است منجر به سندرم ارتعاش دست-بازو (HAVS) شود که مجموعه‌ای از اختلالات اندام فوقانی شامل علائم و نشانه‌های عروقی، عصبی-حسی و اسکلتی-عضلانی است. حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه برای ارتعاش دست-بازو که با خط ممتد بالایی در شکل ۱ نشان داده شده و در جدول ۱ فهرست شده است، به مواجهه روزانه ارتعاش [مقدار معادل انرژی ۸ ساعته] برابر با ۵ m/s² اشاره دارد که بیانگر شرایطی است که تحت آن باور بر این است بیشتر کارگران می‌توانند به طور مکرر در معرض آن قرار گیرند بدون آنکه از مرحله ۱ سیستم طبقه‌بندی کارگاه استکهلم برای سفید انگشتی ناشی از ارتعاش (VWF) فراتر روند که به عنوان پدیده رینود با منشأ شغلی نیز شناخته می‌شود (ارزیابی عروقی را در جدول ۲ ببینید). فرآیندها یا کنترل‌های کاهش ارتعاش باید به کار گرفته شوند که مواجهه کارگران را زیر حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه نشان داده شده در شکل ۱ نگه دارند. مشخص کردن یک حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه که برای همه کارگران در تمامی موقعیت‌های کاری مانند اعمال نیروی زیاد، محیط‌های سرد و وضعیت‌های بدنی غیرمعمول، محافظت‌کننده باشد، امکان‌پذیر نیست. حد اقدام (AL) که با خط چین پایینی در شکل ۱ نشان داده شده و در جدول ۱ فهرست شده است، به مواجهه روزانه با ارتعاش معادل ۲.۵ m/s² اشاره دارد. این حد بیانگر شرایطی است که تحت آن خطر بروز علائم برای اکثریت گسترده‌ای از کارگران بسیار پایین است. بنابراین، محدوده بین حد اقدام (AL) و حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه مطابق با منطقه احتیاطی است که نیازمند اقداماتی برای کنترل مواجهه است، از جمله:

۱. استفاده از ابزارها یا دستکش‌های ضد ارتعاش
۲. آموزش کارگران و سرپرستان درباره علائم اولیه سندرم ارتعاش دست-بازو (HAVS) و اهمیت گرم نگه داشتن دست‌ها و بدن کارگر و کاهش اتصال ارتعاشی بین دست‌ها و ابزار مرتعش برای به حداقل رساندن مواجهه با ارتعاش
۳. اجرای دقیق برنامه معاینات پزشکی

این توصیه‌ها عمدتاً از داده‌های اپیدمیولوژیک مشاغلی مانند جنگلداری، معدنکاری، سنگ‌تراشی و فلزکاری استخراج شده‌اند و باید به عنوان راهنما در کنترل مواجهه با ارتعاش دست-بازو مورد استفاده قرار گیرند. به دلیل حساسیت فردی، نباید این مقادیر را به عنوان مرز مشخصی بین سطوح ایمن و ناایمن مواجهه در نظر گرفت.

حد آستانه ارتعاش دست-بازو

شکل ۱. حدود آستانه (TLVs) و مقادیر حد اقدام (ALs)

به ترتیب متناظر با مقادیر حد مواجهه روزانه (DELV) و مقادیر حد اقدام مواجهه روزانه (DEAV) در استاندارد ANSI 2.70

جدول .۱ حد آستانه (TLV) و حد اقدام (AL) مواجهه برای شتاب وزن‌دهی شده دست– بازو
مطابق با ANSI 2.70 و European Union Directive 2002/44/EC
مدت‌زمان مواجهه روزانه با ارتعاش (ساعت)	شتاب وزن‌دهی شده فرکانسی (a_{hv (rms)} ) (m/s²)
مدت‌زمان مواجهه روزانه با ارتعاش (ساعت)	حد اقدام (AL)	حد آستانه (TLV)
۰.۲۵ (۱۵ دقیقه)	۱۴.۱۴	۲۸.۲۸
۱	۷.۰۷	۱۴.۱۴
۲	۵	۱۰
۴	۷.۰۷	۳.۵۴
۶	۲.۸۹	۵.۷۷
۸	۲.۵	۵
رابطه تعیین مقدار TLV در زمان موردنظر T_v (ساعت)		$a_{hv(TLV)} = 5(\frac{8}{T_v})^\frac{1}{2}$
رابطه تعیین مقدار AL در زمان موردنظر T_v (ساعت)		$a_{hv(AL)} = 2.5(\frac{8}{T_v})^\frac{1}{2}$
رابطه تعیین مدت‌زمان مواجهه T_v (ساعت) مطابق با TLV		$T_v = \frac{200}{a_{av(TLV)}^2}$
رابطه تعیین مدت‌زمان مواجهه T_v (ساعت) مطابق با AL		$T_v = \frac{50}{a_{av(AL)}^2}$

نکته‌ها

۱. منحنی حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه نشان‌داده‌شده در شکل ۱، با مقادیر حد مواجهه روزانه (DELVs) تعریف‌شده در استاندارد ANSI S2.70 و نیز مقدار حد مواجهه روزانه استانداردشده برای دوره مرجع ۸ ساعته (یا مقدار معادل انرژی ۸ ساعته) تعریف‌شده در دستورالعمل اتحادیه اروپا منطبق است. منحنی حد اقدام (AL) نشان‌داده‌شده در شکل ۱ نیز با مقادیر حد اقدام مواجهه روزانه (DEAVs) تعریف‌شده در استاندارد ANSI S2.70 و مقدار اقدام مواجهه روزانه (یا مقدار کل معادل انرژی ۸ ساعته) تعریف‌شده در دستورالعمل اتحادیه اروپا منطبق است ^(۱).

۲. مولفه A(8) برابر است با مجموع برداری مقدار کل معادل انرژی ۸ ساعته که از مؤلفه‌های شتاب ریشه میانگین مربعات (rms) اندازه‌گیری‌شده در سه محور متعامد محاسبه می‌شود.

۳. فاکتورهای وزن‌دهی فرکانس ارائه‌شده در استانداردهای ISO 5349 (2001a, b) و ANSI S2.70 (2006) به عنوان بهترین وزندهی‌ فرکانسی موجود برای مؤلفه‌های شتاب در ارزیابی مواجهه با ارتعاش دست-بازو در نظر گرفته می‌شوند (شکل ۲ را ببینید)^(۳-۱). با این حال، مطالعات نشان می‌دهند که وزندهی فرکانسی در فرکانس‌های بالاتر از ۱۶ هرتز ممکن است ضریب ایمنی کافی را در نظر نگرفته باشد و در هنگام استفاده از ابزارهای دارای مؤلفه‌های فرکانس بالا باید احتیاط لازم به عمل آید ^(۱۳-۴).

۴. مواجهات حاد متناظر با شتاب‌های مؤلفه‌ای rms فرکانس وزن‌دهی شده که مطابق یا فراتر از حدود آستانه (TLV) برای دوره‌های زمانی نامتداول هستند (مانند تناوب: ۱ روز در هفته یا چند روز در طی یک دوره ۲ هفته‌ای)، ممکن است کم‌ضررتر از مواجهه مداوم باشند ^(۱۱-۸).

۵. باید از روش‌های کاری مناسب استفاده شود که شامل آموزش کارگران برای به کارگیری حداقل نیروی چنگش متناسب با عملیات ایمن ابزار برقی یا فرآیند، گرم و خشک نگهداشتن بدن و دست‌ها، پرهیز از استعمال دخانیات و استفاده از ابزارهای ضد ارتعاش باشد. به عنوان یک قاعده کلی، دستکش‌ها ممکن است ارتعاش را در فرکانس‌های بالا (بیش از ۲۰۰ هرتز) میرا کنند ^(۱۰-۸).

۶. یک مبدل اندازه‌گیری ارتعاش، به همراه وسیله اتصال آن به منبع ارتعاش، باید کمتر از ۱۵ گرم وزن داشته باشد و دارای حساسیت بین محوری، کمتر از ۱۰٪ باشد ^{(۱۵ ،۱۴ ،۱۰-۸)}.

۷. اندازه‌گیری ارتعاشات ضربه‌ای تکراری با جابجایی بالا، مانند آنچه توسط ابزارهای پنوماتیک ضربه‌ای تولید می‌شود، با بسیاری از شتاب‌سنج‌های پیزوالکتریک (با میراکنندگی مکانیکی ناکافی)، مستعد خطا است. قرار دادن یک فیلتر مکانیکی پایین‌-گذر مناسب بین شتاب‌سنج و منبع ارتعاش با فرکانس قطع حداکثر ۱۵۰۰ هرتز (و حساسیت بین محوری کمتر از ۱۰٪) می‌تواند به حذف قرائت‌های نادرست کمک کند.

۸. سازنده و شماره نوع تمام دستگاه‌های مورد استفاده برای اندازه‌گیری ارتعاش، و همچنین مقدار A(8) باید گزارش شوند ^{(۱۷ ،۱۶ ،۱۰ ،۹ ،۵)}.

۹. اندازه‌گیری ارتعاش باید مطابق با روش‌ها و ابزارهای مشخص‌شده در استاندارد ISO 5349-1 یا ANSI S2.70 انجام شود. این روش‌ها به طور خلاصه در زیر آورده شده‌اند:

الف. اکیداً توصیه می‌شود که از تکنیک‌های پردازش سیگنال برای تولید محتوای طیفی در هر محور استفاده شود تا فرکانس‌های متناظر با پیک‌های شتاب اصلی شناسایی شوند. طیف‌ها می‌توانند در باندهای فرکانسی باریک با پهنای باند ثابت، یا باندهای نسبی حداکثر به اندازه یک‌سوم اکتاو تولید شوند.

ب. یک مبدل کوچک و سبک باید به گونه‌ای نصب شود که بتواند یک یا چند مؤلفه متعامد ارتعاش منبع را در محدوده فرکانسی ۵ تا ۱۵۰۰ هرتز (باندهای فرکانسی یک‌سوم اکتاو ۶.۳ تا ۱۲۵۰ هرتز) به دقت ثبت کند.

پ. ارزیابی ارتعاش باید برای هر جهت کاربردی (X_h، Y_h، Z_h) به صورت جداگانه انجام شود، زیرا ارتعاش یک کمیت برداری (با بزرگی و جهت) است.

ت. هر مؤلفه باید توسط یک شبکه فیلتر با ویژگی‌های بهره مشخص‌شده برای ابزارهای اندازه‌گیری ارتعاش پاسخ انسانی، بر اساس فرکانس وزن‌دهی شود تا تغییرات خطر ارتعاش بر اساس فرکانس در نظر گرفته شود ^(۲).

(۱)
$a_{hw} = \left(\dfrac{1}{T} \int_0^T a_{hw}^{2} \, (t) \, dt \right)^{0.5}$

جایی که: a_hw = شتاب rms فرکانس‌ وزن‌دهی شده مرتبط با زمان مواجهه کارگر (T) در هر جهت مربوطه (m/s² rms)

ث. شتاب وزن‌دهی شده همچنین می‌تواند در دامنه فرکانس یک‌سوم اکتاو مطابق با رابطه ۲ به دست آید.

(۲)
$a_{hw} = \left(\sum [W_{hi} \cdot a_{hi}] \right)^{0.5}$

جایی که: a_hw = شتاب rms فرکانس وزن‌دهی شده مرتبط با زمان مواجهه در هر جهت مربوطه (m/s² rms)
W_hi = فاکتور وزن‌دهی فرکانس ISO/ANSI برای باند فرکانسی i-ام یک‌سوم اکتاو (شکل ۲ را ببینید)
a_hi = شتاب rms در باند فرکانسی یک‌سوم اکتاو i-ام مرتبط با زمان مواجهه در هر جهت مربوطه (m/s rms)

ج. در هر جهت، مقدار کل ارتعاش (a_hv) در حین کارکرد عادی ابزار برقی، ماشین یا قطعه کار باید با جذر مجموع مربعات‌ شتاب‌های rms مؤلفه‌ای فرکانس‌ وزن‌دهی شده بر حسب واحد متر بر مجذور ثانیه (m/s²) بیان شود.

(۳)
$a_{hv} = \left([a_{hwx}^2]+[a_{hwy}^2]+[a_{hwz}^2] \right)^{0.5}$

چ.ارزیابی مواجهه با ارتعاش باید با تعیین مقدار کل معادل انرژی ۸ ساعته شتاب‌های مؤلفه‌ای rms فرکانس وزن‌دهی شده (که به عنوان مجموع برداری یا مجموع شتاب فرکانس وزن‌دهی شده نیز نامیده می‌شود) انجام شود. مقدار کل معادل انرژی ۸ ساعته، A(8) نامیده می‌شود. این محاسبات می‌توانند توسط ابزارهای اندازه‌گیری ارتعاش پاسخ انسانی که به صورت تجاری در دسترس هستند، انجام شوند.

(۴)
$a(8) = a_{hv}\left(\dfrac {T_v}{T_0} \right)^{0.5}$

جایی که:
T_v = کل زمان بر حسب ساعت مرتبط با مواجهه واقعی کارگر (مشابه با T در معادله ۱)
T₀ = مدت زمان مرجع معادل ۸ ساعت

ح. در صورتی که مواجهه با ارتعاش متشکل از چندین عملیات با سطوح ارتعاشی مختلف باشد، باید از راهنمای استاندارد ANSI S2.70 استفاده شود.

فاکتورهای وزندهی فرکانسی

شکل ۲. فاکتورهای وزن‌دهی فرکانس مطابق استاندارد ISO 5349.1 ^(۱،۲)

جدول ۲. سیستم طبقه‌بندی استکهلم برای علائم عروقی محیطی و عصبی-حسی ناشی از سرما در سندرم ارتعاش دست-بازو (HAVS)
ارزیابی عروقی
مرحله عارضه	درجه عارضه	شرح علائم بالینی
۰	-	حملاتی ندارد
۱	خفیف	حملات سفید شدن پوست انگشت فقط در نوک یک انگشت یا بیشتر عارض می‌شود.
۲	متوسط	حملات سفید شدن گاه‌به‌گاه پوست انگشت دربندهای ناخن دار و بندهای میانی و به‌ندرت در بند پروگسیمال یک یا چند انگشت ظاهر می‌شود.
۳	شدید	حملات سفید شدن پوست انگشت مکرراً در همه بندها و اغلب انگشتان ظاهر می‌شود.
۴	خیلی شدید	تمام علائم مرحله سه به‌اضافه اختلال تغذیه درست در نوک انگشتان
نکته: مراحل مختلف برای هر دست به‌صورت جداگانه آزمایش می‌شود. (به‌عنوان مثال- مرحله ۲ در دست چپ در دو انگشت و مرحله ۱ در دست راست در یک انگشت): (2L(2)/1R(1))
ارزیابی حسی
مرحله		علائم بالینی
۰ (اعصاب حسی)		با ارتعاش مواجهه دارد ولی علامت بالینی ندارد.
۱ (اعصاب حسی)		حالت کرختی متناوب، تنها و یا همراه با حس سوزن سوزن شدن در انگشتان
۲ (اعصاب حسی)		کرختی متناوب و یا مداوم، کاهش ادراک حسی
۳ (اعصاب حسی)		کرختی متناوب و یا مداوم، کاهش تشخیص دقت و یا تقلیل مهارت انجام کارهای یدی و یا هر دو
نکته: مراحل مختلف برای هر دست به‌صورت جداگانه آزمایش می‌شود.

سیستم مختصات بیودینامیک دست

شکل ۳. سیستم مختصات بیودینامیک و بایسنتریک دست، نشان‌دهنده جهت‌ مولفه‌های شتاب ^(۱،۲)

منابع

American National Standards Institute (ANSI). ANSI S2.70-2006: American National Standard guide for the measurement and evaluation of human exposure to vibration transmitted to the hand. New York (NY): ANSI; 2006.

International Standards Organization (ISO). ISO 5349-1: Mechanical vibration— Measurement and assessment of human exposure to hand-transmitted vibration: Part 1: General guidelines. Geneva (CH): ISO; 2001.

International Standards Organization (ISO). ISO 5349-2: Mechanical vibration— Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted vibration: Part 2: Practical guidance for measurement at the workplace. Geneva (CH): ISO; 2001.

Pelmear PL, Leong D, Taylor W, et al. Measurement of vibration of hand-held tools: weighted or unweighted? J Occup Med. 1989; 31(11):903-908.

Wasserman DE. Human aspects of occupational vibration. Philadelphia (PA): Elsevier; 1987.

Wasserman DE. The control aspects of occupational hand-arm vibration. Appl Ind Hyg.1989; 4(8):F22-F26.

Wasserman DE. To weight or not to weight…that is the question. J Occup Med. 1989; 31(11):909.

Taylor W, Pelmear PL, eds. Vibration white finger in industry. London (GB): Academic Press; 1975.

Wasserman DE, Taylor W, eds. Proceedings of the International Occupational Hand-Arm Vibration Conference. DHEW (NIOSH) Pub No 77-170; NTIS Pub No PB-274-246. Springfield (VA): National Technical Information Service; 1977.

Brammer AJ. Threshold limit for hand-arm vibration exposure throughout the workday. In: Brammer AJ, Taylor W, eds. Vibration effects on the hand and arm in industry. New York (NY): John Wiley & Sons; 1982. pp. 291-301.

Miwa T. Evaluation methods for vibration effect. III. Measurements of threshold and equal sensation contours on the hand for vertical and horizontal sinusoidal vibration. Ind Health (Japan). 1967; 5:213-220.

Bovenzi M, Pinto I, Picciolo F; et al. Frequency weightings of hand-transmitted vibration for predicting vibration-induced white finger. Scand J Work Environ Health. 2011; 37:244-252.

Dong RG, Welcome DE, McDowell TW, et al. A proposed theory on biodynamic frequency weighting for hand-transmitted vibration exposure. Ind Health. 2012; 50:412-424.

Wasserman DE, Taylor W, Behrens V, et al. Vibration white finger disease in US workers Using pneumatic chipping and grinding hand tools: Volume I, Epidemiological. DHHS (NIOSH) Pub No 82-118, NTIS Pub No PB-83-192-849. Springfield (VA): National Technical Information Service; 1982.

US National Institute for Occupational Safety and Health (US NIOSH). Vibration syndrome. Current Intelligence Bulletin No 38. DHHS (NIOSH) Pub 83-110, NTIS Pub No PB-83-238-493; also Videotape No 177. Cincinnati (OH): NIOSH; 1983.

Brammer AJ. Chain saw vibration: its measurement, hazard and control. National Research Council Pub No APS-599. Ottawa (ON): National Research Council; 1978.

Wasserman DE, Reynolds D, Behrens V, et al. Vibration white finger disease in US workers using pneumatic chipping and grinding hand tools: Volume II, Engineering. DHHS (NIOSH) Pub No 82-101, NTIS Pub No PB-83-113-415 Springfield (VA): National Technical Information Service; 1982.