CC BY
37_NOISE TheoryandPractice_
УДК 612.85.012.4 OECD 01.03.AA, 03.01.UM
Влияние высокочастотного шума (4000Гц) на показатели вариабельности сердечного ритма
12 3 4
Ксенофонтова В.К. , Левина Е.А. , Левин С.В. , Храмов А.В. 1Магистрант кафедры «Экология и безопасность жизнедеятельности» 2К.м.н., сурдолог отдела диагностики и реабилитации нарушений слуха 3К.м.н., старший научный сотрудник отдела диагностики и реабилитации нарушений
слуха
4Д.м.н., профессор кафедры «Экология и безопасность жизнедеятельности» 14БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, ул. 1-я Красноармейская, д. 1, г. Санкт-
Петербург, РФ
2 3
2,3Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт уха, горла, носа и речи, улБронницкая, д. 9, г. Санкт-Петербург, РФ
Аннотация
Из-за повышенного шума в городахзаболевания органов слуха является распространенной проблемойв современном мире. Доказано, что люди по-разному реагируют на шумовое воздействие. Исследование показало, что 17% испытуемых наиболее восприимчивы к высокочастотным звукам. Сотрудники шумных предприятий, имеющих низкий порог воздействияшума на организм, наиболее подвержены заболеваниям нервной и сердечно-сосудистой системы, а также заболеваниям, связанным с тугоухостью. Но, как правило, существует обратная ситуация, некоторые люди имеют устойчивость к шумовому воздействию. В связи с этим, необходимо разработать методику профессионального отбора, дабы избежать социальных и экономических проблем.
Ключевыеслова: шум, вариабельность сердечного ритма, сердечно-сосудистая система, сердечные сокращения, высокочастотный шум, тугоухость.
High-frequency noise impact (4000 Hz) on heart rate variability
Ksenofontova V.K.1, Levina E.A.2, Levin S.V.3, Khramov A.V.4 'Undergraduate student of the Department 'Ecology and life safety' 2PhD in Medical Sciences, Audiologist of the Department for hearing impairment diagnosis and rehabilitation 3PhD in Medical Sciences,Senior researcher of the Department for hearing impairment diagnosis and
rehabilitation
4Doctor of Medical Sciences,Professor of the Department 'Ecology and life safety' 1,4BSTU «VOENMEH» named after D.F. Ustinov, 1 Krasnoarmeyskaya, 1, Saint-Petersburg, Russia 2,3Saint St. Petersburg Research Institute of Ear, Nose, Throat and Speech, 9 Bronnitskaya Str., 9, St.
Petersburg, Russia
Abstract
Due to the increased noise in the cities, hearing diseases are a common problem in the modern world. It has been proved that people react differently to noise exposure. The study showed that 17% of the test subjects are most susceptible to high-frequency sounds. Employees of the noisy enterprises with a low threshold of noise exposure to the body are most prone to diseases of the nervous and cardiovascular system, as well as diseases associated with hearing loss. But, as a rule, there is a reverse situation, some people have resistance to noise exposure. In this regard, it is necessary to develop a method of professional selection in order to avoid social and economic problems.
Key words: noise, heart rate variability, cardiovascular system, heart contractions, high-frequency noise, hearing loss.
NOISE TheoryandPractice
Введение
При постоянном воздействии шума на организм, у человека развивается шумовая болезнь. Особенно часто от этого заболевания страдают жители больших городов, где тишина - это редкий ресурс. Также в группу риска входят работники определенных сфер, связанных с повышенным шумом. Любой процесс, вызывающий колебания в разнообразных средах или изменения барометрических показателей, является источником шума. Необходимо провести исследование реакции организма, а именно вегетативной нервной системы (далее - ВНС) и вариабельности ритма сердца, на высокочастотный шум. Так как каждый человек имеет индивидуальную чувствительность к раздражающим факторам, реакция у разных людей может отличаться. В первую очередь, ухудшению здоровьяпри воздействии высокочастотного шума, подвергаются люди с повышенной восприимчивостью вегетативной нервной системы. Человек, обладающий устойчивостью организма к раздражающим факторам,не имеет ухудшений в работе вегетативной нервной системы, соответственно у такого работника не развиваются болезни слухового аппарата.Необходим анализ результатов исследования влияния высокочастотного шума на показатели вариабельности сердечного ритма для выявления процента людей, имеющих индивидуальную чувствительность к раздражающим факторам.
1. Актуальность темы
Большое количество людей работает в условиях повышенного шума и, как следствие, имеет профессиональную тугоухость. Другие же работники, находясь в тех же условиях, более устойчивы, и тугоухость у них не развивается. Это говорит об индивидуальной чувствительности организма к звукам различной частоты и интенсивности. Важной и практической задачей на сегодняшний день является поиск новых, более эффективных критериев диагностики индивидуальной предрасположенности к этому заболеванию. При этом в научной литературе имеются только единичные исследования влияния шума на показатели вариабельности сердечного ритма (далее - ВСР), отражающие состояние вегетативной регуляции организма человека [1]. Результаты проведенных исследований показывают, что прослушивание шума вызывает существенные перестройки в функционировании кардиореспираторной системы, снижение вариабельности сердечного ритма, уменьшение энтропии, изменение формы облака на графике Пуанкаре (рис.1).По каждой кардиоинтервалограмме строится скаттерограмма или график Пуанкаре (Poincare plot analysis). Построение скаттерограммы заключается в графическом отображении последовательных пар R-Яинтервалов (расстояние между соседними сердечными сокращениями) в двухмерной координатной плоскости. При этом по оси абсцисс откладывается величина R-Rn, а по оси ординат - величина Rn -Rn+1, то есть используется временной ряд, сдвинутый относительно исходного на один R-R-интервал. Полученная таким образом область точек является проекцией на плоскость фазовой траектории динамического ряда R-R-интервалов. Это свидетельствует о выраженном напряжении регуляторных механизмов в период прослушивания шума.
Ксенофонтова В.К., Левина Е.А, Левин С.В., Храмов А.В. Влияние высокочастотного шума (4000 Гц) на показатели вариабельности сердечного ритма
Рисунок 1. Скаттерограмма (график Пуанкаре) - изменение напряжения регуляторных
механизмов в период прослушивания шума
Вариабельность сердечного ритма - интервал между соседними сердечными сокращениями, зависит от вегетативной нервной системы, которая регулируется двумя нервными отделами: симпатическим и парасимпатическим [2]. Данный тест очень подходит для проведения скрининговых исследований. Особое внимание следует уделить высокочастотному шуму. Высокие уровни шума (100 - 110 дБ) высокочастотного характера (2000 - 4000 Гц) возникают при работе с режущим инструментом (например, металлорежущие станки). Также зубчатые и ременные передачи, электродвигатели и подшипники в механизме являются источниками звука высокой частоты,особенно если деталь имеет износ или дефект.
2. Методика исследования
На базе Санкт-Петербургскогонаучно-исследовательского институтауха, горла, носа и речи (НИИ ЛОР) были проведены исследования воздействия неприятного повышенного высокочастотного шума (скрежет металла по стеклу: 4000 Гц, 65 - 70 дБ) на вариабельность сердечного ритма. Исследования были проведены у 30 человек (14 мужчин, 16 женщин) в возрасте от 18 до 23 лет. В эту группу не включались лица с патологией органов слуха, сердечно-сосудистой и нервной систем. Методика исследования: испытуемый помещаетсяв изолированную от раздражающих факторов комнату. Также в комнате находятся два наблюдателя. Далее, в течение 10-ти минут проводится мониторинг показателей дыхания и сердцебиения в горизонтальном положении до их стабилизации. После того, как данные показатели стабилизируются, проводится 5-ти минутная запись пробы фоновойактивности (Я - Я интервалы). Фоновая (исходная) запись должна проводиться в условиях покоя в течение не менее 5 минут.Одновременно на аппаратном комплексе фиксируются физиологические показатели: пульс, частота сердечных сокращений, вариабельность сердечного ритма и дыхание. При воздействии шума на организм, эти показатели позволяют получить интегральную оценку воздействия на сердечно-сосудистую и
ИОШЕ ТкеогуапйРгасйсе
вегетативную нервную системы. Далее плавный подъем в вертикальное положение (5 минут, запись показателей не прерывается), происходит активация ВНС (ортостатическая проба - метод исследования и диагностирования состояния сердечно-сосудистой и нервной систем, который позволяет выявить нарушения в регуляции работы сердца. Суть теста в переводе тела из горизонтального в вертикальное положение[3]). После - снова горизонтальное положение, стабилизация показателей в течение 10-ти минут. Последний этап - аналогичный 5-ти минутный мониторинг воздействия раздражающего шума на вегетативную систему при воздействии высокочастотного шума.
3. Результаты исследования
После анализа параметров фоновой активности и ортостатической пробы были замечены изменения реакции организма на шумовое воздействие (таблица 1). Оценивались такие параметры как: ИЯ (мс) - средняя частота сердечных сокращений за 10-ти минутную запись, Я-Ятш/тах (мс) - интервалы между сердечными сокращениями (минимальное/максимальное значение), ЯЯММ (мс) -среднее значение интервалов Я-Я, БЭММ (мс) - стандартное отклонение Я-Я интервалов на зарегистрированной записи, рММ50 (%) - наиболее часто используемые параметры, определяемые на основе различий между интервалами.
Таблица 1
Отклонения значений фоновой активности при ортостатической пробе (первое значение)и при воздействии высокочастотным шумом (второе значение)
ИЯ, Я-Ятт, Я-Ятах, RRNN, SDNN, pNN50,
N мс мс мс мс мс %
Высокочастотный шум (4 Ю00 Гц)
1. 31^11 31^8 0,1 ^13 24^ 10 59^ 16 6^ 55
2. 13^3 19^4 11^1 15^3 7^7 82^19
3. 19^0,4 26^11 11^3 16^0,3 54^14 368^12
4. 31^4 23^8 16^4 24 ^4 7^15 37^20
5. 3^1 2^13 0,7^8 3^1 2^32 13^8
Выявлено, что у 5-х человек из 30 (17%) обнаруживалась повышенная чувствительность показателей ВСР к шуму (Таблица 1). Так как их показатели, после обработки результатов «до» и «после» воздействия, вариабельности сердечного ритма на высокочастотном диапазоне имели заметное различие (15 - 36%), тогда как изменение показателей ВСР у остальных обследованных не являлись столь выраженными и статистически значимыми (2-10%). Реакция на такое шумовое воздействие артериального давления и частоты пульса было несущественным. Это может свидетельствовать о том, что изменения показателей ВСР обусловлено изменениями со стороны именно вегетативной, а не сердечно-сосудистой системы.
Заключение
Таким образом, предварительные результаты показали, что исследование влияния шума на показатели вариабельности сердечного ритма позволяет выделить группу лиц (17% обследуемых) с повышенной чувствительностью вегетативной нервной системы к шумовому воздействию. Необходимо дополнительно изучить воздействие низкочастотного шума, так как звук ниже 16 - 20 Гц имеет наибольшее
Ксенофонтова В.К., Левина Е.А, Левин С.В., Храмов А.В. Влияние высокочастотного шума (4000 Гц) на показатели вариабельности сердечного ритма
воздействие на психоэмоциональное состояние человека. Продолжение исследований в этом перспективном направлении может обосновать критерии использования показателей ВСР в процессе профотбора и при проведении медико-экологических тестов у населения мегаполисов. В результате этого возможно внесение поправок в Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ Ю02н «Об утверждении перечней вредных и (или) опасных производственных факторов и работ, при выполнении которых проводятся обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования), и Порядка проведения обязательных предварительных и периодических медицинских осмотров (обследований) работников, занятых на тяжелых работах и на работах с вредными и (или) опасными условиями туда»[4].
Список литературы
1. Хураськина Н.В. Вариабельность сердечного ритма у студенток в период адаптации к условиям обучения в ВУЗе: исследовательская работа ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева». // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. - Чебоксары: Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева, № 4 (76), 2012. с. 185-188.
2. Гора Е. П. Экология человека. Учебное пособие для вузов / Е. П. Гора // -М.: Дрофа, 2007. - 540 с.
3. Михайлов В. М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения метода: монография / Владимир Моисеевич Михайлов. - Иваново: Ивановская государственная медицинская академия, 2002. - 290 с., с.43.
4. Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ Ю02н «Об утверждении перечней вредных и (или) опасных производственных факторов и работ, при выполнении которых проводятся обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования), и Порядка проведения обязательных предварительных и периодических медицинских осмотров (обследований) работников, занятых на тяжелых работах и на работах с вредными и (или) опасными условиями туда». Утверждён: 12 апреля 2011 г. Принявший орган: Минздравсоцразвития России. Зарегистрирован в Министерстве юстиции Российской Федерации 21.10.2011 N 22111.
