Методы и аппаратура на основе низкоинтенсивного лазерного излучения для профилактики профессионально обусловленных заболеваний у работников прецизионного труда

Введение. Уровень развития, технологический и культурный суверенитет современного общества определяется научными достижениями в области радиоэлектроники, технологий передачи и обработки растущего объема информации и характеризуется широким использованием полупроводниковых приборов (ПП) и интегральных микросхем (ИМС), действие которых основано на электронных процессах в полупроводниках [1–3].

Изделия микроэлектроники – интегральные микросхемы (ИМС), микропроцессоры – позволяют проектировать и выпускать в промышленных масштабах перспективную, передовую, функционально сложную аппаратуру. Элементная база электроники развивается непрерывно ускоряющимися темпами, продолжает совершенствоваться в наиболее востребованных направлениях – функционального усложнения, повышения надежности и срока службы, уменьшения габаритных размеров, массы, стоимости и потребляемой энергии. Это связано со значительным усложнением требований и задач, решаемых электронной аппаратурой, что привело к росту числа элементов в ней. Тайваньский исследовательский институт Market Intelligence & Consulting Institute (MIC) прогнозирует, что мировой рынок полупроводников будет постоянно расти. По мнению специалистов MIC, позитивную динамику в отрасли обеспечит коммерческое внедрение мобильной связи 5G и спрос на оборудование для высокопроизводительных вычислений (High Performance Computing, HPC), который усилился на фоне пандемии COVID-19 [4]. Разрабатываемые сейчас сложные системы содержат десятки миллионов элементов. Повышение надежности, микроминиатюризация электронных компонентов и комплексная миниатюризация аппаратуры невозможна без применения особо чистых материалов, точного технологического и контрольного оборудования, производственных помещений, удовлетворяющих высоким требованиям технологической гигиены, которых нет в других промышленных отраслях. На микроэлектронику приходится наибольшая доля всех строящихся в мире чистых помещений, на строительство и эксплуатацию которых расходуются миллионы долларов в год [5].

Проблема сохранения здоровья работающих, подверженных в процессе трудовой деятельности воздействию неблагоприятных факторов, в том числе напряжению и перенапряжению мышц верхних конечностей, напряжению зрения, приобретает особую актуальность.

Цель исследования: внедрение разработанных и запатентованных способов на основе действия низкоинтенсивного лазерного излучения для восстановления нарушенных в результате трудового процесса функций зрения и костно-мышечной системы.

Материалы и методы исследования. Исследования проведены на 65 сборщиках микросхем в возрасте 26–41 года. Лазерное излучение красной области спектра, действуя на глаза, на тыльную поверхность кистей рук, воротниковую зону, улучшает их кровообращение. Все работающие осматривались неврологом, хирургом. Оценивалось периферическое кровообращение кистей рук методом реографии на аппаратно-программном комплексе «Мицар-РЕО» до проведения профилактических мероприятий и после них. Изучались условия труда¹.

Снятие спазма аккомодации проводится с использованием аппарата АЛП-02 (рег. удостоверение ФСР № 2008/01897 от 23.09.2008). Ежедневно на протяжении 5 дней перед обеденным перерывом (через 4 часа работы) проводилось воздействие низкоинтенсивного лазерного излучения в течение 10 минут на глаза, энергетической освещенностью 5 · 10–6 Вт/см².

При попадании света лазера на фоторецепторы сетчатки, пигментный эпителий происходит активация окислительно-восстановительной тиолдисульфидной системы, которая способствует регенерации родопсина сетчатки, ответственного за функцию зрения. Увеличение кровенаполнения аккомодационного аппарата глаза способствует расслаблению цилиарной мышцы, тем самым увеличивает объем аккомодации, улучшение обменных процессов и, в свою очередь, способствует улучшению функции зрения.

Для профилактики заболеваний верхних конечностей используется прибор АЛП-01 (рег. удостоверение ФСР 2008/03937 от 29.12.2008). Процедуру проводят в положении пациента сидя. Руки располагают на столе в оптимальном физиологическом положении: мышцы кисти, плеча и предплечья максимально расслаблены. Диффузнорассеянное излучение длиной волны 0,65 мкм направляют на тыльную поверхность кистей рук. Выходная мощность – 10–15 мВт, длительность сеанса – 3–5 минут, курс – 5–7 дней.

Для профилактики вертебро-неврологической симптоматики шейного отдела позвоночника на область шейного отдела действуют диффузно рассеянным лазерным излучением красной области спектра. Длина волны излучения – 0,65 мкм, выходная мощность – 10–15 мВт, длительность сеанса – 5 минут, курс – 7–10 дней. Процедуру проводят в положении пациента сидя в удобной позе при максимально расслабленных мышцах верхнего плечевого пояса.

Работу аккомодационного аппарата исследовали на аккомодометре типа АКА-01. Определялась ближайшая и дальнейшая точки ясного видения, рассчитывался объем абсолютной аккомодации. Объем абсолютной аккомодации определялся разностью между дальнейшей и ближайшей точками ясного видения, выраженной в диоптриях.

Результаты исследования. Во время работы на микросборщиц действует комплекс неблагоприятных факторов, среди которых особое место занимают сенсорные нагрузки при длительности сосредоточенного наблюдения во время работы с микроскопом более 51 %, рабочая поза. Это ведет к развитию устойчивого утомления зрительного анализатора, а статическое и динамическое напряжение мышц рук при работе, в свою очередь, сопровождается развитием перенапряжения мышц верхних конечностей, ангиоспазма. Напряжение мышц шейного отдела позвоночника приводит к развитию вертебро-неврологической симптоматики шейного отдела позвоночника. Работа в режиме «сидя» – неудобный рабочий стул, отсутствие подлокотников, подставки для ног – может приводить к заболеваниям суставов верхних и нижних конечностей. Работающие жалуются на чувство дискомфорта в глазах: жжение, двоение,
боль, покраснение глаз, слезотечение, затуманивание зрения, а также боль в области лба и висков, боли в шейном отделе позвоночника, тяжесть в области надплечий, боли в шейно-затылочной области, при повороте головы. Кроме этого, выявлялись жалобы на онемение пальцев рук, боли в кистях, их небольшую отечность. Объективное обследование выявило понижение остроты зрения в 31 % случаев, спазм аккомодации в 62 % случаев, болезненность движений в шейном отделе позвоночника, уплотнение паравертебральных, надлопаточных мышц, болезненность надлопаточных точек и точек Эрба: вертебро-неврологическая симптоматика шейного уровня позвоночника у микросборщиц выявлена в 68,6 % случаев, нарушение регионарного кровообращения кистей рук – в 32,2 % случаев, гипестезия кончиков пальцев кистей рук – в 27,4 % случаев.

Экспериментальные исследования показали, что в основе механизма действия лазерного излучения лежит изменение тонуса сосудов, увеличение амплитуды и частоты сокращения сосудов, улучшение кровенаполнения, обменных процессов в исследуемых органах. Усиливается выведение недоокисленных продуктов, так как повышается активность антиоксидантной системы [6–11]. Происходит активация окислительно-восстановительной тиолдисульфидной системы, активизируются обменные процессы в клетках организма [12–15].

После проведения профилактических мероприятий уменьшаются жалобы на боль, резь в глазах, слезотечение, головные боли и плохой сон.

Исследование аккомодационного аппарата в динамике рабочего дня до проведения профилактических мероприятий установило, что объем абсолютной аккомодации находится в пределах возрастной нормы и при выполнении работ высокой точности с использованием микроскопа снижается к концу рабочего дня. Уже через 2 часа работы наблюдается удаление ближайшей точки ясного видения на 0,55 дптр и приближение дальнейшей точки ясного видения на 0,96 дптр.

В таблице представлены средние величины объема абсолютной аккомодации работающих до и после профилактических мероприятий.

После проведения 5 сеансов по 10 минут отмечается увеличение объема абсолютной аккомодации в период наблюдения до работы на 28 %, после работы – на 19 %. Достоверное увеличение объема абсолютной аккомодации отмечается в период наблюдения до работы и в конце смены через 5 дней восстановления и далее (см. таблицу). В дальнейшие дни наблюдения отмечается рост объема аккомодации в течение 10 дней с последующим снижением к 30-му дню наблюдения. При этом сохраняются повышенные цифры по сравнению с исходными данными до действия излучения на 32 %. Эффект действия связан с приближением ближней точки ясного зрения и удалением дальней точки ясного зрения, т. е. объем аккомодации существенно увеличивается, что свидетельствует о снятии спазма аккомодации.

Уменьшается количество жалоб на боли в шейном отделе позвоночника, в руках, исчезает онемение пальцев кистей рук, улучшается сон. Применение методов профилактики приводит к исчезновению вертебро-неврологической симптоматики шейного отдела позвоночника у всех работающих.

Кровенаполнение пальцев кистей рук увеличивается по сравнению с исходным состоянием на 66 %.

Обсуждение. На микросборщиц действует комплекс неблагоприятных факторов, среди которых особое место занимают сенсорные нагрузки. Работа с микроскопом при длительности сосредоточенного наблюдения более 51 % рабочего времени приводит к развитию зрительного утомления, спазму аккомодации. Спазм аккомодации, называемый также ложной близорукостью и синдромом усталых глаз, – это нарушение аккомодации вдаль, которое вызывает зафиксированное напряжение цилиарной мышцы, в данном случае за счет длительной, более 50 % времени смены, работы под микроскопом. Важно своевременно выявить спазм аккомодации и провести профилактические мероприятия, что позволяет как восстановить качество зрения, так и предупредить осложнения, связанные с нарушением аккомодации [16–18].

Действие лазерного излучения улучшает кровоснабжение и питание глазных мышц. Это было установлено при проведении экспериментальных исследований на животных при действии на глаза излучением гелий-неонового лазера. Показано, что активация окислительно-восстановительной тиолдисульфидной системы глаза способствует регенерации родопсина, SH-группы которого необходимы для его функционирования, выявляются усиление обменных процессов, увеличение кровенаполнения [19].

Улучшения со стороны костно-мышечной системы наблюдаются при действии лазерного излучения за счет изменения тонуса сосудов, увеличения амплитуды и частоты сокращения сосудов, улучшения кровенаполнения, обменных процессов в исследуемых органах. Усиливается выведение недоокисленных продуктов, так как повышается активность антиоксидантной системы. Происходит активация окислительно-восстановительной тиолдисульфидной системы. Активизируются обменные процессы в сетчатой оболочке глаза, клетках кожи, костной ткани. Появление ответной реакции антиперекисных ферментных систем крови свидетельствует об усилении процессов свободнорадикального окисления. Это препятствует появлению свободных радикалов, перекисных соединений, способствующих прогрессированию заболевания [19–21].

Аналогичные данные получены и при применении данного способа у ювелиров [22].

Заключение. Многолетние исследования патогенеза действия лазерного излучения позволили обосновать метод снятия зрительного утомления при работе со зрительными нагрузками, разработать методы профилактики заболеваний костно-мышечной системы верхних конечностей, вертебро-неврологической симптоматики шейного отдела позвоночника.

Низкоинтенсивное лазерное излучение эффективно снимает спазм аккомодации и нормализует работоспособность аккомодационного аппарата, действие излучения лазера красной области спектра на область шейного отдела позвоночника приводит к исчезновению вертебро-неврологических симптомов шейного отдела; действие на тыльную поверхность кистей рук – к улучшению кровоснабжения.

Внедрение разработанных методов профилактики предупредит развитие профессиональных заболеваний, снизит инвалидизацию больных.