Воздействие микроволнового излучения на многослойные биологические ткани (стр. 5 )

Результаты экспериментальных исследований подтверждают возможность локального нагрева области, где расположена опухоль, не повреждая окружающие биологические ткани.

Если известны параметры различных слоев биологических тканей и где расположена опухоль, то можно рассчитать величину поглощенной мощности в данном слое биологической ткани и получить значение температуры в интересующей области.

Полученные результаты можно использовать для создания микроволновой установки для лечения злокачественных опухолей, расположенных внутри биологических тканей.

Выводы к главе 3

Основные выводы по проведенным теоретическим и экспериментальным исследованиям многослойного биологического материала, используемого в качестве модели человеческого организма, можно сформулировать следующим образом:

1.  Результаты экспериментальных исследований показали, что значение температуры в слое воды, независимо от положения этого слоя в многослойной структуре биологических тканей, существенно выше, чем значение температуры в окружающих тканях.

2.  Результаты экспериментальных исследований подтверждают возможность локального нагрева области, где расположена опухоль, не повреждая окружающие биологические ткани.

3.  Если известны параметры различных слоев биологических тканей и где расположена опухоль, то можно рассчитать величину поглощенной мощности в данном слое биологической ткани и получить значение температуры в интересующей области.

4.  Полученные результаты можно использовать для создания микроволновой установки для лечения злокачественных опухолей, расположенных внутри биологических тканей.

Глава 4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Электробезопасность

Электрические установки, к которым относятся почти всё оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность так как в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. Специфическая опасность электроустановок: токоведущие проводники, корпуса стоек ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результате пробоя изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждали бы человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает только при протекании последнего через тело человека.

Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него сложное воздействие, вызывая термическое, электролитическое, механическое и биологическое действие. Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве тканей и биологических средств, что вызывает них биологические расстройства. Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, крови и проявляется в изменении их физико-химического состава.

Механическое действие тока приводит к разрыву мышечных тканей. Биологическое действие тока выражается в способности раздражать и возбуждать живые ткани организма. Любое из перечисленных действий тока может привести к электрической травме, вызванной воздействием электрического тока или электрической дуги (ГОСТ-12.1.009-76).

Опасность поражения электрическим током зависит от ряда факторов:

величина и частота тока, время воздействия, пути прохождения тока через организм, индивидуальных особенностей человека (физическое развитие, масса тела, возраст и пр.). В результате воздействия электрического тока возможны ожоги, нарушение дыхания и кровообращения, механические повреждения (ушибы, переломы) и др. нарушения сердечной деятельности может привести к смерти.

Таблица 4.1

Сила тока, мА	Характер воздействия
До 1	Не ощущается
1-6	Ощущения тока безболезненны. Управление мышцами не утрачено. Возможно самостоятельное освобождение от контакта с частями, находящимися под напряжением.
6-20	Ощущения тока безболезненны. Управление мышцами затруднено, но возможно самостоятельное освобождение от контакта с частями, находящимися под напряжением.
20-30	Ощущение тока весьма болезненны. Самостоятельное освобождение от контакта с частями, находящимися под напряжением, невозможно.
30-50	Сильные судорожные сокращения мышц. Дыхание затруднено. Возможна остановка дыхания и сердца.
50-100	Парализация дыхания. Возможна фибриллизация сердца, приводящая к смерти.
100-500	Фибрилляция сердца, самовосстановление нормального биения сердца невозможно.
	Ожоги в местах контакта, с частями находящимися под напряжением. Фибрилляция сердца.
1000* и более	Сильные ожоги, возможна фибрилляция сердца.
*Сила тока, при которой не возникает фибрилляция, достигает 3000…5000 мА.

Первый критерий – неощутимый ток, который не вызывает нарушений деятельности организма и допускается для длительного (не более 10 мин. В сутки) протекания через тело человека при обслуживании электрооборудования. Для переменного тока частотой 50 Гц составляет 0,3 мА, а для постоянного 1мА. В качестве второго критерия принимают отпускающий ток. Действие тока на человека допустимо, если длительность его протекания не превышает 30с. Сила отпускающего тока: для переменного 6 мА, для постоянного 15 мА (не болевое значение). Третьим критерием является фибрилляционный ток, не превосходящий пороговый фибрилляционный ток и действующий кратковременно до 1 с. Сила тока в зависимости от длительности воздействия для переменного тока промышленной частоты и постоянного тока принята следующей:

Таблица 4.2

T, c	1,0	0,5	0,2	0,1	0,08…0,01
,мA	50	100	250	500	650
, мА	200	250	400	500	650

4.2 Пожаробезопасность

К опасным факторам относится возникновение пожара, которое может произойти, например, от короткого замыкания из-за неисправностей в электропроводке. Находясь в горящем помещении, человек может получить сильные ожоги. При горении полимерных материалов, используемых для отделки интерьера, выделяются токсичные вещества, вызывающие сильное отравление организма.

Для того, чтобы избежать пожара, необходимо обязательно предусмотреть автоматическую пожарную сигнализацию, средства пожаротушения, а также план эвакуации людей.

Таблица 4.3 - Нормы первичных средств пожаротушения на действующих предприятиях

Помещение, сооружение, установка	Единица измерения,	Огнетушители ручные ОУ-2, ОУ-5,ОУ-8	Пенные, химические, воздушно-пенные и жидкостные огнетушители	Войлок, Кошма или асбест(1×1; 2×1.5;2×2м)
Административные здания и сооружения
(a) служебно-бытовые помещения	200	-	1	-
(б) вычислительные центры, машиносчётные станции, архивы, библиотеки, проектно-конструкторские бюро	100	1	1	1
(в) типографии, помещения множительных, печатно-копировальных машин.	200	1	1	-

Примечание:

1.  К (а) – должно быть не менее двух огнетушителей на этаж.

2.  К (б) – вместо углекислотных огнетушителей могут устанавливаться порошковые.

3.  Помещения, оборудованные автоматическими стационарными установками пожаротушения, обеспечиваются первичными средствами пожаротушения из расчёта 50% расчётного количества.

Помещение в котором осуществлялась данная дипломная работа, относится к категории (б).

Таблица 4.4 - Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности

Категория Помещений	Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении.
А Взрывопожаро-опасная	Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28˚С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчётное избыточное давление, взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчётное избыточное давление взрыва в помещении, превышает 5 кПа
Б Взрывопожаро-опасная	Горючие пыли и волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28˚С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчётное избыточное давление, взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
В Пожароопасная	Горючие и трудно горючие жидкости, твёрдые вещества и материалы(в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б
Г	Негорючие вещества и материалы в горячем раскаленном или расплавленном состоянии процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твёрдые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.
Д	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии

Особые требования предъявляют к устройству и размещению коммуникаций. Все виды кабелей от трансформаторных подстанций двигатель-генераторных агрегатов прокладывают в металлических газовых трубах вплоть до распределительных щитов или стоек питания. В машинных залах кабельные линии прокладывают под технологическими съёмными полами, которые выполняют из негорючих или трудногорючих материалов с пределом огнестойкости 0.5 часа.

Подпольные пространства под съёмными полами разделяют несгораемыми перегородками с пределом огнестойкости не менее 0,75 часа на отсеки площадью не более 250, коммуникации через которые прокладывают в специальных обоймах с применением негорючих уплотняющих материалов.

4.3 Оценка возможности опасных и вредных производственных факторов

В процессе трудовой деятельности при нарушении безопасных условий труда на человека могут воздействовать, как известно, опасные и вредные производственные факторы.

Охрана труда – система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, которые обеспечивают безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Опасный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работающего приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья. К резкому ухудшению здоровья можно отнести отравление, облучение, тепловой удар и др.

Вредный производственный фактор – производственный фактор, воздействие которого на работающего приводит к заболеванию или снижению работоспособности. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным.

При проектировании и организации работы в вычислительных центрах (ВЦ) необходимо учитывать опасные и вредные факторы. Из опасных факторов внимание следует обращать на электроопасность и пожароопасность. Также надо обращать внимание на такие вредные факторы, как повышенный уровень шума и вибрация, повышенная или пониженная температура внешней среды, отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочей зоны, статическое электричество, ионизирующее излучение, ионизация воздуха, электромагнитные, электростатические и переменные магнитные поля, микроклиматические параметры и чистота воздуха.

Электроопасность. Электрические установки, к которым относится почти все оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. Специфическая опасность электроустановок: токоведущие проводники, корпуса стоек ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результате пробоя изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждали бы человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека.

Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него сложное воздействие, вызывая термическое, электролитическое, механическое и биологическое действие. Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве тканей и биологических сред, что вызывает в них биологические расстройства. Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, крови и проявляется в изменении их физико-химического состава. Механическое действие тока приводит к разрыву мышечных тканей. Биологическое действие тока выражается в способности раздражать и возбуждать живые ткани организма.

Любое из перечисленных воздействий тока может привести к электрической травме, вызванной воздействием электрического тока или электрической дуги (ГОСТ 12.1.009-76).

Опасность поражения электрическим током зависит от ряда факторов: величина и частота тока, время воздействия, пути прохождения тока через организм, индивидуальных особенностей человека (физическое развитие, масса тела, возраст и пр.). В результате воздействия электрического тока возможны ожоги, нарушения дыхания и кровообращения, механические повреждения (ушибы, переломы) и др. Нарушение сердечной деятельности может привести к смерти.

Пожароопасность. В современных ЭВМ высокая плотность размещения элементов электронных схем, близость друг к другу соединительных проводов, коммутационных кабелей представляют серьезную пожароопасность. Источником пожара может быть короткое замыкание, искрение или например чрезмерный нагрев.

Опасность при пожаре представляют: токсичные продукты горения, выделяемые горящими материалами и предметами (теплоизоляционные, акустические, декоративные и другие синтетические отделочные материалы), воздействие огня и высокие температуры.

Воздействие этих факторов на человека может привести к отравлению, тепловым ударам, ожогам различной степени и смерти.

Шум и вибрация. Для рабочих мест ВЦ характерно наличие всех видов шумов: механического, аэродинамического, электрического. Технические средства создают механический шум, установки кондиционирования, компрессоры – аэродинамический, преобразователи напряжения - электромагнитный.

Проявление вредного воздействия шума на организм человека разнообразно: затруднение разборчивости речи, снижение работоспособности, обратимые и необратимые потери слуха, механическое повреждение органов слуха, воздействие на центральную и вегетососудистую нервную систему (через них на внутренние органы). Может вызвать головную боль, бессонницу, ослабление внимания, ухудшение памяти.

Вибрации также могут неблагоприятно действовать на организм человека. Они могут быть причиной функциональных расстройств нервной и сердечно-сосудистой систем (спазмы сосудов), а также опорно-двигательного аппарата. Они также могут быть причиной головных болей, головокружении, повышенной утомляемости. Возможно также ухудшение состояния желудочно-кишечного тракта, головного и спинного мозга.

Вибрации способны оказывать действие на все органы. Особо вредными считаются колебания с частотой 6…9 Гц, близкой к частоте колебания тела человека. При вибрациях таких частот возникает вредный резонанс, который увеличивает колебания внутренних органов, расширяя их или сужая.

Ионизированное излучение. Экран монитора представляет собой источник бета-и гамма – рентгеновского излучений. Эти излучения являются ионизирующими. При воздействии на человека они могут вызвать образование в организме чужеродных молекул белка с токсическими свойствами. При длительном воздействии ионизирующее излучение может привести к малокровию, образованию злокачественных опухолей. Возможно снижение сопротивляемости организма к инфекционным заболеваниям и другие неблагоприятные эффекты.

При работе за дисплеем особенно подвергаются облучению кожа лица, глаза, головной мозг и кровь. Чрезмерная ионизация воздуха также может негативно влиять на человека.

Электромагнитные, электростатические и переменные магнитные поля.

Низкочастотные электромагнитные поля возбуждает отклоняющая система электронно-лучевой трубки монитора. Источник электростатического поля – прежде всего экран монитора и система формирования электронного луча ЭЛТ.

Переменные магнитные поля образует трансформатор развертки монитора, трансформаторы блоков питания и другие вспомогательные устройства. Поглощаемая тканями энергия электромагнитного поля превращается в теплоту. Если механизм терморегуляции тела не способен рассеять избыточное тепло, происходит повышение температуры тела. Перегревание органов и тканей ведет к их заболеваниям. Электромагнитные поля могут влиять и непосредственно на клетки, приводя к изменению происходящих в них процессов. Особенно болезненно могут реагировать на электромагнитное поле клетки глаз, мозга, почек, желудка.

Отрицательное воздействие электромагнитных полей вызывает обратимые и необратимые изменения в организме: торможение рефлексов, понижение кровяного давления, выпадения волос, ломкость ногтей.

Электростатические поля могут вызвать вторичную электризацию человеческого организма. Это вредное явление способствует развитию дерматита, появлению угрей. Низковольтный разряд способен прекратить клеточное развитие, вызвать помутнение кристаллика. Воздействие магнитных полей на человека может приводить к нарушениям в нервной системе, пищевом тракте, сердечно-сосудистой системе, изменениям в составе крови.

Отсутствие или недостаток естественного света и недостаточная или неправильная освещенность рабочей зоны.

Освещенность помещения ВЦ создается естественным и/или искусственными источниками света. Недостаток освещенности или неправильная освещенность рабочей зоны, как отсутствие или недостаток естественного света приводят к вредным воздействиям на органы зрения и психику человека.

В результате снижается работоспособность, происходит отрицательное психологическое воздействие, длительная адаптация зрения, что приводит к снижению производительности труда.

4.4 Охрана труда при проведении исследований

Нормализация микроклимата

Оптимальными параметрами температуры при почти неподвижном воздухе являются 19ºС…21ºС, допустимыми 18 ºС или 22ºС.

Комфортное состояние при данных температурах воздуха определяется влагосодержанием. Оптимальное влагосодержание составляет , допустимое – не ниже (см. табл. 4.1.).

Таблица 4.5 - Содержание абсолютной и относительной влажности воздуха

в зависимости от температуры

Темп-ра	Влажность
В Сº	Абсолютная г/м3	Относительная г/м3
	Оптимальная	Оптимальная	допустимая	допустимая
18	10	6	65	39
19	10	6	62	37
20	10	6	58	35
21	10	6	55	33
22	10	6	52	31

Для обеспечения надлежащего микроклимата и качественного состава воздуха, включая аэронный режим в котором исследованиями не предусматривались компьютеры, а их оборудование осуществлялось в других помещениях, необходимо систематически перед началом работы и с периодичностью 45 минут осуществлять проветривание не менее 10 минут.