Wykaz Projektów
Streszczenie

Badania wpływu oddziaływania wibracji miejscowej na czynność bioelektryczną mięśni kończyny górnej

Kierownik projektu: dr hab. inż. Danuta Roman-Liu, prof. CIOP-PIB

Streszczenie projektu:

 

Projekt IV.B.04: Badania wpływu oddziaływania wibracji miejscowej na czynność bioelektryczną mięśni kończyny górnej

Okres realizacji:

1.01.2011 31.12.2013

Zadanie/etap 3.:

Opracowanie metody oceny zmian w obrębie układu mięśniowo-szkieletowego kończyny górnej, wynikłych na skutek używania narzędzi wywołujących wibrację miejscową. Opracowanie broszury. Opracowanie materiałów szkoleniowych. Publikacja

Główny wykonawca:

dr hab. inż. Danuta Roman-Liu, prof. CIOP-PIB – Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Ergonomii

 

Celem projektu była ocena łącznego wpływu wibracji miejscowej i pozycji ciała na zmiany bioelektrycznej czynności mięśni kończyny górnej narażonej na oddziaływanie mechanicznych drgań narzędzi wibracyjnych oraz opracowanie wskaźników sygnału EMG charakteryzujących wpływ ich oddziaływania na mięśnie kończyny górnej.

W badaniach doświadczalnych uczestniczyło 30 mężczyzn. Badano wskaźniki sygnału EMG mięśni obręczy barkowej, ramienia i przedramienia. Mierzono sygnał EMG z ww. mięśni, przy obciążeniu wynikającym z utrzymywania pozycji ciała, wywierania siły nacisku i obecności drgań mechanicznych. W pierwszej części badań wykonano pomiar przy nacisku badanego na wibrujący uchwyt o docelowej wartości 10 N i zacisku dłoni o wartości na uchwycie 30 N. W drugiej części nacisk badanego na uchwyt wynosił 50 N przy takiej samej sile zacisku dłoni na uchwycie, tj. 30 N.

W celu wyznaczenia parametrów sygnał EMG został podzielony na okna o długości 1 s. Dla każdego z okien obliczono parametr RMS (root mean square) wyrażający amplitudę sygnału oraz parametry analizowane w dziedzinie częstotliwości, czyli częstotliwość medialną (MF)i pochodne częstotliwości medialnej, a także częstotliwości graniczne. Pochodne częstotliwości medialnej są częstotliwościami kolejnego podziału połówek widma. Ostatni podział dostarcza ośmiu parametrów pochodnych częstotliwości medialnych (MF4_a, MF4_b, MF4_c, MF4_d, MF4_e, MF4_f, MF4_g i MF4_h), które dzielą widmo mocy na 16 równych części.

Na podstawie badań z zastosowaniem elektroneurografii wyodrębniono grupę 14 osób, u której badania lekarskie wykazały występowanie uszkodzeń wskazujących na zespół kanału nadgarstka lub uszkodzenie nerwu łokciowego. Analiza obliczonych parametrów sygnału EMG była przeprowadzana z uwzględnieniem różnicowania pomiędzy grupami osób z ww. uszkodzeniami w obszarze nadgarstka i przedramienia i na grupę osób bez stwierdzonych uszkodzeń. 30-osobowa grupa została także podzielona w sposób losowy na dwie podgrupy, o takiej samej liczbie osób z uszkodzeniem w każdej z grup. Badano, czy w poszczególnych parametrach występują różnice między dwoma grupami różnicowanymi ze względu na uszkodzenie układu nerwowego w obrębie nadgarstka i przedramienia oraz ze względu na podział losowy. W przypadku parametrów, w których wystąpiły istotne statystycznie różnice ze względu na  występowanie uszkodzenia, a nie wystąpiły różnice ze względu na podział losowy, przyjmowano, że te właśnie parametry mogą być traktowane jako  wskazujące na uszkodzenia. W drugiej części analizy porównywano parametry wskazujące na uszkodzenia uzyskane dla napięcia mięśni na poziomie 50% MVC oraz podczas pracy z narzędziem wytwarzającym drgania.

W wyniku analizy wyszczególniono parametry opisujące pochodne częstotliwości medialnej, które można uznać za wskaźniki zmian spowodowanych pracą w narażeniu na występowanie drgań mechanicznych. Są to parametry, które opisują częstotliwości po stronie częstotliwości wyższych od częstotliwości medialnej widma mocy.

Określono parametry analizy widmowej sygnału EMG, które są wrażliwe na występujące uszkodzenia w układzie nerwowym obszaru przedramienia i nadgarstka.

 

Projekt IV.B.04. Pochodne częstotliwości medialnej (wartość średnia i 95-procentowy przedział ufności z całej 30-osobowej grupy badanej) w mięśniach (ED – extensor digitorum i FC – flexor capri ulnaris).

 

Wynikiem końcowym realizacji projektu jest metoda oceny zmian w mięśniach związanych z ich obciążeniem podczas używania narzędzi wywołujących wibrację miejscową. Algorytm działania metody opiera się na opracowanych, w ramach realizacji projektu, parametrach sygnału EMG w trakcie oddziaływania wibracji miejscowej. Opracowano materiały szkoleniowe na temat obciążenia mięśniowego wywołanego łącznym oddziaływaniem wibracji miejscowej i niewygodnych pozycji ciała oraz przeprowadzono seminarium dla inżynierów bezpieczeństwa pracy i pracowników pracujących z narzędziami wytwarzającymi wibrację miejscową.

Wyniki projektu przedstawiono w 4  publikacjach o zasięgu międzynarodowym.



Jednostka: Pracownia Biomechaniki

Okres realizacji: 01.01.2011 – 31.12.2013