Вибрация всего тела
Вибрация всего тела — это общий термин, используемый при передаче вибраций (механических колебаний) любой частоты на тело человека. Люди подвергаются воздействию вибрации через контактную поверхность , находящуюся в состоянии механической вибрации. В повседневной жизни люди обычно подвергаются воздействию множества различных форм вибрации. Это может быть сиденье водителя, движущаяся платформа поезда, электроинструмент, учебная платформа или любое из бесчисленного множества других устройств. [1] Это потенциальная форма профессионального риска , особенно после многих лет воздействия.
При высокочастотных вибрациях [2] (выше 50 Гц) проникают через руки, с безопасностью труда могут возникнуть проблемы . Например, при работе с отбойным молотком известно, что возникает вибрация белого пальца . Воздействия и пределы вибрации, передаваемой через руки, определены в стандарте ISO 5349-1. [3]
Метаанализ 2018 года показал, что вибрация всего тела может улучшить минеральную плотность костей в поясничном отделе позвоночника у женщин в постменопаузе, а также плотность шейки бедренной кости у женщин в постменопаузе моложе 65 лет. [4]
Как опасность
[ редактировать ]Люди чувствительны к механическим колебаниям в диапазоне частот от значительно ниже 1 Гц до 100 кГц. [5] Более низкие частоты вибрации приводят к укачиванию человека [6] в то время как более высокие частоты могут привести к общему раздражению и дискомфорту. Минимизация дискомфорта, вызванного вибрацией автомобиля, важна в автомобильной промышленности, где качество езды имеет большое значение. Дискомфорт и даже боль могут быть чрезвычайно распространены в ситуациях, когда транспортируются пациенты с медицинскими травмами. Дискомфорт, вызванный вибрацией, можно оценить в различных условиях. [7] [8]
Воздействие на рабочем месте
[ редактировать ]воздействие вибрации всего тела на рабочем месте Длительное опорно-двигательного аппарата . может привести к различным проблемам [9] Проблемы шеи и поясницы, в частности, могут быть характерны для операторов тяжелой техники, включая строительство, лесное хозяйство, сельское хозяйство и грузовые перевозки. Другие профессии, в которых может присутствовать вибрация всего тела, включают операторов самолетов, рабочих морских судов, водителей общественного транспорта, такого как поезда и автобусы.
Фермеры, подвергающиеся длительному воздействию вибрации всего тела и механическим ударам, имеют более высокую распространенность болей в спине (по сравнению с теми, кто не подвергается вибрации), причем распространенность увеличивается с увеличением дозы вибрации. [10] Длительное воздействие, воздействующее на весь организм, приводит к дегенерации позвоночника ( спондилезу ) и повышенному риску возникновения болей в пояснице. [11] [12]
Факторы, влияющие на профессиональное воздействие вибрации всего тела, включают частоту вибраций, величину вибраций, ежедневное воздействие вибраций, положение оператора стоя или сидя, направление вибрации и то, насколько тесно связан человек. к источнику вибрации. [13] Пределы и оценки воздействия описаны в стандарте ISO 2631-1. [14] для вибрации всего тела. Измерения воздействия вибрации обычно проводятся на границе между человеком и вибрацией.
Транспортировка пациентов
[ редактировать ]Травмированные пациенты могут подвергаться ударам и вибрации во время транспортировки, что может ухудшить состояние пациента из-за непроизвольных движений тела. Для ограничения этого движения с разной степенью успеха используются многие формы иммобилизирующих устройств. [15] [16] [17] Обычные способы транспортировки пациентов включают ручные носилки ( носилки ), наземную машину скорой помощи и авиамедицинские услуги , которые сопровождаются множественными формами ударов и вибраций всего тела.
Измерение
[ редактировать ]Измерения проводятся с помощью акселерометров для оценки степени вибрационного воздействия на тело человека. Эти измерения проводятся на теле человека, на источнике или поверхности вибрации. [13] Измерения в разных направлениях проводятся для того, чтобы связать направление движения с реакцией человеческого тела. [18] В частности, передаточные функции можно использовать для определения реакции человека на вибрацию. [19] Методы измерения для оценки воздействия вибрации всего тела и кистей рук разработаны в международных стандартах. [20] [3]
Вибрационная тренировка
[ редактировать ]Вибрационная тренировка – это целенаправленное воздействие на тело различных частот/амплитуд/сил с использованием определенных углов суставов в течение любого ограниченного времени (приблизительно 1 минута подходов). Он также известен как вибрационная терапия, вибротерапия, биомеханическая стимуляция, механостимуляция и биомеханические колебания. Он использует низкоамплитудную и низкочастотную механическую стимуляцию. Он может быть поворотным/колебательным (вибрация из стороны в сторону) или линейным (вибрация вверх и вниз).
История
[ редактировать ]Непосредственным предшественником современных вибрационных тренировок является ритмическая нервно-мышечная стимуляция (РНС). В тогдашней Восточной Германии Бирманн экспериментировал с использованием циклического массажа и его влиянием на сгибание туловища еще в 1960-х годах. [21]
Технику протестировали на индейках в надежде найти пользу, которую можно было бы использовать для астронавтов. [22] Инженерные проблемы возникли, когда была предпринята попытка модернизировать испытательную машину, чтобы она могла выдерживать вес человека. Когда интенсивность вибрации стала настолько сильной, что можно было поднять более 40 кг, в стали появились трещины. Первое исследование постельного режима с использованием вибрационного тренажера для людей было проведено Европейским космическим агентством (ЕКА) в 2003 году в Берлине. [23] (Берлинское исследование постельного белья, BBR). Эта же технология затем использовалась в нескольких кампаниях параболических полетов DLR (Немецкого аэрокосмического агентства), начиная с 2006 года, когда была продемонстрирована возможность использования легкого вибрационного тренажера в условиях микрогравитации, а также в 2009 и 2010 годах, когда проводились фундаментальные исследования влияния микрогравитации. на влияние вибрационной тренировки. [24] [25]
Тренировочные эффекты
[ редактировать ]Метаанализ 2018 года пришел к выводу, что вибрация всего тела улучшает минеральную плотность костей поясничного отдела позвоночника (МПК) у женщин в постменопаузе и увеличивает МПК шейки бедренной кости у женщин в постменопаузе моложе 65 лет. [4]
Обзор, проведенный в 2014 году, пришел к выводу, что существует мало и противоречивых доказательств того, что острая или хроническая вибрация всего тела может улучшить результаты соревнующихся или элитных спортсменов. [26]
Кокрейновские обзоры пришли к выводу, что недостаточно доказательств влияния тренировки вибрации всего тела на функциональные показатели людей с нейродегенеративными заболеваниями . [27] или при проблемах, связанных с заболеванием, у людей с фибромиалгией . [28]
Некоторые исследования подтверждают пользу при артрите [29] и боль в колене. [29]
Типы виброплатформ
[ редактировать ]Вибрационные платформы делятся на разные категории. Тип используемой платформы является модератором эффекта и результата проводимого обучения или терапии. [30] Основные категории типов машин:
- Высокоэнергетические линейные устройства, встречающиеся в основном в коммерческих студиях и спортивных залах с вибрацией. Направление вибрации линейное/вверх.
- Поворотный механизм премиум-скорости (качели), используемый для физиотерапевтических работ на более низких скоростях и тренировок на «премиальной» скорости, до 30 Гц. Доступны как коммерческие, так и домашние помещения.
- Линейная мощность средней энергии, производится большинство линейных платформ. Обычно они сделаны из пластика; у некоторых есть 3-D вибрация низкого качества.
- Низкоскоростные поворотные агрегаты.
- Механическая стимуляция малой величины. Это платформы, которые используют уровни энергии менее 1 г и обычно движутся по оси Z.
Другими типами машин являются линейные машины низкой энергии/низкой амплитуды и линейные машины низкой энергии/высокой амплитуды.
Что касается z-движений, можно выделить два основных типа систем: [30] [31] [32]
- Боковые чередующиеся (поворотные) системы, работающие как качели и, следовательно, имитирующие человеческую походку, при которой одна нога всегда движется вверх, а другая вниз, и
- Линейные системы, в которых вся платформа в основном совершает одно и то же движение соответственно: обе ноги одновременно перемещаются вверх или вниз.
Системы с боковым чередованием обычно имеют большую амплитуду колебаний и диапазон частот от 5 до 40 Гц. Линейные/вертикальные системы имеют меньшие амплитуды, но более высокие частоты в диапазоне от 20 до 50 Гц. Несмотря на большие амплитуды боковых систем, вибрация (ускорение), передаваемая на голову, значительно меньше, чем в небоковых системах. [33] при этом в стержневых системах повышается мышечная активация даже при одинаковых параметрах вибрации. [34] Однако если вы стоите обеими пятками на одной стороне тренажера бокового вращения, то это приводит к значительному ускорению, передаваемому на голову и центр тяжести верхней части тела. По крайней мере, в одном из руководств пользователя по вибрации всего тела предлагается этот вариант, названный «Поза стоя в стороне». На внешнем крае пластины амплитуда обычно составляет около 10 мм, что превышает максимум 3 мм для линейного вибратора и непрактично. Амплитуду и удар можно уменьшить, расположив по центру, например, наколенник садовника размером ~ 16 x 8 x 3/4 дюйма на пластине и встав так, чтобы пятки были направлены к внешнему краю подушечки. Хотя это полезно, но не заменяет машину, вся пластина которой движется вверх и вниз линейно, что позволяет выполнять различные положения и действия.
Механическая стимуляция создает силы ускорения, действующие на тело. Эти силы заставляют мышцы удлиняться, и этот сигнал принимает мышечное веретено — небольшой орган в мышце. Это веретено передает сигнал через центральную нервную систему к задействованным мышцам. [33] [35]
Ремни
[ редактировать ]Тренажер с вибрирующим ремнем (также ленточный тренажер Мюллера, ленточный массажер или трясочный тренажер) — это тренажер, в котором используется вибрирующий пояс, который накладывается на талию или ягодицы .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мэнсфилд, Нил Дж (2005). Реакция человека на вибрацию . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 978-0415282390 . OCLC 55681295 .
- ^ Пююккё И, Ферккиля М, Тойванен Дж, Корхонен О, Хиваринен Ю (июнь 1976 г.). «Передача вибрации в системе рука-рука с особым упором на изменения силы сжатия и ускорения» . Скандинавский журнал труда, окружающей среды и здоровья . 2 (2): 87–95. дои : 10.5271/sjweh.2820 . JSTOR 40964583 . ПМИД 959789 .
- ^ Перейти обратно: а б «ИСО 5349-1:2001» . ИСО .
- ^ Перейти обратно: а б Марин-Каскалес Э., Алькарас П.Е., Рамос-Кампо Д.Д., Мартинес-Родригес А., Чунг Л.Х., Рубио-Ариас Ха (август 2018 г.). «Тренировка вибрации всего тела и здоровье костей у женщин в постменопаузе: систематический обзор и метаанализ» . Лекарство . 97 (34): e11918. дои : 10.1097/MD.0000000000011918 . ПМК 6112924 . ПМИД 30142802 .
- ^ Гиньяр, JC (8 марта 1971 г.). «Чувствительность человека к вибрации». Журнал звука и вибрации . 15 (1): 11–16. Бибкод : 1971JSV....15...11G . дои : 10.1016/0022-460X(71)90354-3 . ISSN 0022-460X .
- ^ Лоутер А., Гриффин MJ (сентябрь 1987 г.). «Прогнозирование заболеваемости укачиванием по величине, частоте и продолжительности вертикальных колебаний». Журнал Акустического общества Америки . 82 (3): 957–66. Бибкод : 1987ASAJ...82..957L . дои : 10.1121/1.395295 . ПМИД 3655126 .
- ^ ДеШоу Дж., Рахматалла С. (апрель 2016 г.). «Прогнозируемый дискомфорт у людей, лежащих на спине, в условиях вибрации всего тела и ударов». Эргономика . 59 (4): 568–81. дои : 10.1080/00140139.2015.1083125 . ПМИД 26280381 . S2CID 21097165 .
- ^ ДеШоу Дж., Рахматалла С. (август 2014 г.). «Прогнозируемый дискомфорт при одно- и комбинированной вибрации всего тела с учетом различных положений сидя». Человеческий фактор . 56 (5): 850–63. дои : 10.1177/0018720813516993 . ПМИД 25141593 . S2CID 25403875 .
- ^ Магнуссон М.Л., Поуп М.Х., Уайлдер Д.Г., Арескуг Б. (март 1996 г.). «Подвержены ли профессиональные водители повышенному риску развития заболеваний опорно-двигательного аппарата?». Позвоночник . 21 (6): 710–7. дои : 10.1097/00007632-199603150-00010 . ПМИД 8882693 . S2CID 21895841 .
- ^ Солецкий Л (2011). «[Боль в пояснице у фермеров, подвергающихся воздействию вибрации всего тела: обзор литературы]». Медицина Працы . 62 (2): 187–202. ПМИД 21698878 .
- ^ Поуп М.Х., Уайлдер Д.Г., Магнуссон М.Л. (1999). «Обзор исследований вибрации всего тела сидя и болей в пояснице». Труды Института инженеров-механиков, Часть H: Журнал техники в медицине . 213 (6): 435–46. дои : 10.1243/0954411991535040 . ПМИД 10635692 . S2CID 29873978 .
- ^ Уайлдер Д.Г., Папа М.Х. (март 1996 г.). «Эпидемиологические и этиологические аспекты болей в пояснице в условиях вибрации – обновленная информация». Клиническая биомеханика . 11 (2): 61–73. дои : 10.1016/0268-0033(95)00039-9 . ПМИД 11415601 .
- ^ Перейти обратно: а б Гриффин М.Дж. (1990). Справочник по вибрации человека . Лондон: Академическая пресса. ISBN 9780123030405 . ОСЛК 21591126 .
- ^ «ИСО 2631-1:1997» . ИСО .
- ^ Махшидфар Б., Мофиди М., Яри А.Р., Мехрсорош С. (октябрь 2013 г.). «Длинная спина по сравнению с шиной вакуумного матраса для иммобилизации всего позвоночника у жертв травм в полевых условиях: рандомизированное клиническое исследование». Догоспитальная медицина и медицина катастроф . 28 (5): 462–5. дои : 10.1017/S1049023X13008637 . ПМИД 23746392 . S2CID 23650820 .
- ^ Рахматалла С., ДеШоу Дж., Стилли Дж., Деннинг Дж., Дженниссен С. (май 2018 г.). «Сравнение эффективности методов иммобилизации грудо-поясничного отдела позвоночника». Авиационный медицинский журнал . 37 (3): 178–185. дои : 10.1016/j.amj.2018.02.002 . ПМИД 29735231 .
- ^ Сундстрем Т., Асбьёрнсен Х., Хабиба С., Сунде Г.А., Вестер К. (март 2014 г.). «Использование шейных воротников на догоспитальном этапе у пациентов с травмами: критический обзор» . Журнал нейротравмы . 31 (6): 531–40. дои : 10.1089/neu.2013.3094 . ПМЦ 3949434 . ПМИД 23962031 .
- ^ ДеШоу, Джонатан (1 мая 2013 г.). Новые методологии оценки биодинамической реакции человека и дискомфорта во время вибрации всего тела сидя с учетом нескольких поз (Диссертация). дои : 10.17077/etd.zp71qekg .
- ^ Хинц Б., Мензель Г., Блютнер Р., Зайдель Х. (2010). «Переходная функция сидящих мужчин от сиденья к голове - определение с помощью одно- и трехосных возбуждений разной величины» . Промышленное здоровье . 48 (5): 565–83. doi : 10.2486/indhealth.MSWBVI-03 . ПМИД 20953074 .
- ^ «ИСО 8041-1:2017» . ИСО .
- ^ Бирманн, В. «Влияние циклоидного вибрационного массажа на сгибание туловища». Американский журнал физической медицины . 1960 (39): 219–224.
- ^ «Хорошие вибрации» . Архивировано из оригинала 29 октября 2011 года.
- ^ Риттвегер Дж., Фельзенберг Д.: Упражнения с резистивной вибрацией предотвращают потерю костной массы в течение 8 недель строгого постельного режима у здоровых мужчин: результаты исследования Берлинского постельного режима (BBR) , 26-е ежегодное собрание Американского общества исследований костей и минералов. ; октябрь 2004 г.; Сиэтл
- ^ Крамер А., Голлхофер А., Ритцманн Р. (август 2013 г.). «Острое воздействие микрогравитации не влияет на Н-рефлекс с вибрацией всего тела или без нее и не вызывает виброспецифических изменений мышечной активности». Журнал электромиографии и кинезиологии . 23 (4): 872–8. doi : 10.1016/j.jelekin.2013.02.010 . ПМИД 23541330 .
- ^ Ритцманн Р., Краузе А., Фрейлер К., Голлхофер А. (2016). «Гравитация и нейрональная адаптация - нейрофизиология рефлексов в условиях гипо- и гипергравитации». Наука о микрогравитации. Технол .
- ^ Хортобадьи, Тибор; Гранахер, Урс; Фернандес-дель-Ольмо, Мигель (17 декабря 2014 г.). «Вибрация всего тела и спортивные результаты: обзорный обзор» . Европейский журнал человеческого движения . 33 : 1–25.
- ^ Ситжа Раберт, Мерсе; Ригау Комас, Дэвид; Форт Ванмеерхаге, Азахара; Сантойо Медина, Карме; Роке и Фигульс, Марта; Ромеро-Родригес, Даниэль; Бонфилл Косп, Ксавье (15 февраля 2012 г.). «Вибрационная тренировка всего тела для пациентов с нейродегенеративными заболеваниями». Кокрейновская база данных систематических обзоров (2): CD009097. дои : 10.1002/14651858.CD009097.pub2 . ПМИД 22336858 .
- ^ Бидонде, Джулия; Буш, Анджела Дж; ван дер Спей, Ина; Таппер, Сьюзен; Ким, Су Ю; Боден, Кэтрин (26 сентября 2017 г.). «Тренировка вибрацией всего тела при фибромиалгии» . Кокрейновская база данных систематических обзоров . 2017 (9): CD011755. дои : 10.1002/14651858.CD011755.pub2 . ПМК 6483692 . ПМИД 28950401 .
- ^ Перейти обратно: а б Ван, Пу; Ян, Сяотянь; Ян, Юнхун; Ян, Лин; Чжоу, Юйцзин; Лю, Чуан; Рейнхардт, Ян Д; Хэ, Ченци (октябрь 2015 г.). «Влияние вибрации всего тела на боль, скованность и физические функции у пациентов с остеоартритом коленного сустава: систематический обзор и метаанализ». Клиническая реабилитация . 29 (10): 939–951. дои : 10.1177/0269215514564895 . ПМИД 25525066 . S2CID 4144638 .
- ^ Перейти обратно: а б Марин, Педро Х; Рея, Мэтью Р. (март 2010 г.). «Влияние вибрационной тренировки на мышечную силу: метаанализ» . Журнал исследований силы и физической подготовки . 24 (3): 871–878. дои : 10.1519/JSC.0b013e3181c7c6f0 . ПМИД 20145554 . S2CID 34125166 .
- ^ Риттвегер, Йорн (март 2010 г.). «Вибрация как модальность упражнений: как она может работать и каков ее потенциал» (PDF) . Европейский журнал прикладной физиологии . 108 (5): 877–904. дои : 10.1007/s00421-009-1303-3 . ПМИД 20012646 . S2CID 571476 .
- ^ Раух, Ф.; Сиеванен, Х.; Боонен, С.; Кардинале, М.; Дегенс, Х.; Фельзенберг, Д.; Рот, Дж.; Шенау, Э.; Вершуерен, С.; Риттвегер, Дж.; Международное общество скелетно-мышечных и нейрональных взаимодействий (1 сентября 2010 г.). «Отчет об исследованиях воздействия вибрации на все тело: Рекомендации Международного общества скелетно-мышечных и нейрональных взаимодействий» . Журнал скелетно-мышечных и нейрональных взаимодействий . 10 (3): 193–198. ПМИД 20811143 .
- ^ Перейти обратно: а б Аберкромби А.Ф., Амонетт В.Е., Лэйн К.С., Макфарлин Б.К., Хинман М.Р., Палоски У.Х. (октябрь 2007 г.). «Воздействие вибрации и биодинамические реакции во время тренировки всего тела с вибрацией» . Медицина и наука в спорте и физических упражнениях . 39 (10): 1794–800. дои : 10.1249/mss.0b013e3181238a0f . ПМИД 17909407 .
- ^ Ритцманн Р., Голлхофер А., Крамер А. (январь 2013 г.). «2013 Влияние вида, частоты вибрации, положения тела и дополнительной нагрузки на нервно-мышечную активность при вибрации всего тела ». Европейский журнал прикладной физиологии . 113 (1): 1–11. дои : 10.1007/s00421-012-2402-0 . ПМИД 22538279 . S2CID 17554617 .
- ^ Буркхардт А.: Вибрационная тренировка в физиотерапии - раскачивание с эффектом , Physiopraxis 9/06, стр.22.25, 2006 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Раух Ф., Сиеванен Х., Боонен С., Кардинале М., Дегенс Х., Фельзенберг Д., Рот Дж., Шенау Э., Вершуерен С., Риттвегер Дж. (сентябрь 2010 г.). «Отчет об исследованиях вибрации всего тела: рекомендации Международного общества скелетно-мышечных и нейрональных взаимодействий». Журнал скелетно-мышечных и нейрональных взаимодействий . 10 (3): 193–8. ПМИД 20811143 .
- ИСО 2631-1:1997. Механический удар и вибрация. Оценка воздействия вибрации всего тела на человека. Часть 1. Общие требования . Женева: Международная организация по стандартизации (ISO). 1997.