Narażenie na pole elektromagnetyczne w otoczeniu aplikatorów urządzeń magnetoterapeutycznych

Transkrypt

1 578 Probl Hig Epidemiol 15, 96(3): Narażenie na pole elektromagnetyczne w otoczeniu aplikatorów urządzeń magnetoterapeutycznych Exposure to electromagnetic field near applicators of magnetotherapeutic devices Krzysztof Gryz, Wiesław Leszko, Jolanta Karpowicz Centralny Instytut Ochrony Pracy Państwowy Instytut adawczy (CIOP-PI) w Warszawie Wprowadzenie. Urządzania magnetoterapeutyczne, wykorzystywane w terapii różnych dolegliwości, wytwarzają najczęściej pola magnetyczne z pasma częstotliwości 1-1 Hz. Podczas zabiegu fizjoterapeuta, podchodząc do aktywnego aplikatora, jest narażony na pole magnetyczne, w związku z czym warunki pracy fizjoterapeuty, zgodnie z wymaganiami przepisów bezpieczeństwa i hieny pracy, powinny być objęte nadzorem higienicznym oraz profilaktyką ograniczającą narażenia. Cel badań. Ocena pól elektromagnetycznych w otoczeniu typowych szpulowych aplikatorów magnetoterapeutycznych eksploatowanych w placówkach fizykoterapeutycznych w Polsce. Materiał i metody. adania pola magnetycznego wykonano w otoczeniu 196 aplikatorów 78 urządzeń Magnetronic i 18 urządzeń Astar AR. Wykonano pomiary rozkładu przestrzennego indukcji magnetycznej pierwotnego pola magnetycznego, wzdłuż osi i promienia aplikatorów, przy maksymalnych nastawach poziomów wytwarzanego sinusoidalnie zmiennego pola magnetycznego i oceniono dla niego zasięgi stref ochronnych ekspozycji zawodowej. Dokonano również analizy zasięgu stref ochronnych pola magnetycznego podczas wytwarzania pól niesinusoidalnych. Wyniki. W odległości do 1 cm od obudowy aplikatorów stwierdzono pola magnetyczne, w których przebywanie pracowników (w tym użytkowników implantów medycznych) wymaga nadzoru. Pole magnetyczne o poziomach, w których narażenie pracowników jest zabronione, sięga do kilku cm od obudowy aplikatorów. Wnioski. Profilaktyczne środki organizacyjne pozwalają na wyeliminowanie narażenia fizjoterapeutów na pola magnetyczne stref ochronnych podczas obsługi urządzeń magnetoterapeutycznych, kiedy stan zdrowia pacjenta nie wymaga stałej asysty podczas całego zabiegu. Introduction. Magnetotherapeutic devices used in therapies of different disorders emit magnetic fields of frequency range 1-1 Hz. During the treatment the physiotherapist is exposed to the magnetic field of an active applicator. According to the occupational health and safety regulations the level of exposure to magnetic fields should be controlled and limited. Aim. The assessment of electromagnetic fields emitted by typical magnetotherapeutic spool applicators used in physiotherapeutic health centers in Poland. Material & Methods. The study covered magnetic fields emitted from 196 applicators of 78 Magnetronic and 18 Astar AR devices. The measurements of spatial distribution of unperturbed magnetic field along axe and radius of the applicator and assessment of the range of protective zones of occupational exposure were done. The measurements were performed at maximum settings of the levels of sinusoidal magnetic fields. The range of protective zones of non-sinusoidal magnetic fields was also analysed. Results. Magnetic fields in which the workers exposure (including users of active implantable medical devices) needs to be controlled were found at the distance up to 1 cm from the applicators. Magnetic fields of levels of exposure prohibited for workers were found up to a few cm from the applicators. Conclusions. Organizational protective measures allow to eliminate the physiotherapist s exposure to magnetic field of protective zones, when the patient does not need the physiotherapist s constant assistance during the treatment. Key words: magnetotherapy, magnetic field, measurements, workers exposure, occupational health and safety, medical implants Słowa kluczowe: magnetoterapia, pole magnetyczne, pomiary, narażenie pracowników, bezpieczeństwo i higiena pracy, implanty medyczne Probl Hig Epidemiol 15, 96(3): Nadesłano: Zakwalifikowano do druku: Adres do korespondencji / Address for correspondence dr inż. Jolanta Karpowicz Pracownia Zagrożeń Elektromagnetycznych Centralny Instytut Ochrony Pracy Państwowy Instytut adawczy ul. Czerniakowska 16, -1 Warszawa tel , fax , jokar@ciop.pl Skróty AD aplikatory duże AM aplikatory małe AS aplikatory średnie Gs gaus jednostka indukcji magnetycznej GSN granica strefy niebezpiecznej ekspozycji zawodowej GSP granica strefy pośredniej ekspozycji zawodowej IMPL limit dotyczący ograniczonego przebywania użytkowników elektrostymulatorów serca i innych elektronicznych implantów medycznych LNK limit narażenia kończyn mt militesla jednostka indukcji magnetycznej

2 Gryz K i wsp. Narażenie na pole elektromagnetyczne w otoczeniu aplikatorów urządzeń magnetoterapeutycznych 579 µt mikrotesla jednostka indukcji magnetycznej RMS (root mean square) wartość skuteczna Wprowadzenie W medycznych zabiegach fizykoterapeutycznych stosowane są m.in. pola elektromagnetyczne z różnych pasm częstotliwości (od pól magnetostatycznych, poprzez pola małej częstotliwości, do pól radio- i mikrofalowych) [1, ]. Jedną z form takiej terapii jest wywoływanie w organizmie pacjenta prądu elektrycznego, zaindukowanego przez zewnętrzne pole elektromagnetyczne. Zabiegi takie prowadzone są często z wykorzystaniem aplikatorów pola elektromagnetycznego o dominującym udziale składowej magnetycznej. W Polsce najczęściej stosowane są, zakładane na poddawane terapii części ciała, cewki szpulowe o średnicach od ok. cm do cm i szerokości ok. -3 cm. Aplikatory mogą być również płaskie, utworzone z pojedynczej cewki lub wielu cewek o różnych wymiarach, montowanych np. w materacu lub poduszkach przykładanych do wybranych części ciała pacjenta [3-5]. Aplikatory takie wytwarzają pola elektromagnetyczne o wybieranych przez fizjoterapeutę częstotliwościach, najczęściej z pasma 1-1 Hz oraz przebiegach (ryc. 1): sinusoidalnym: pełny (przebieg przemienny), z prostowaniem jednopołówkowym (przebieg ze składową stałą) lub z prostowaniem dwupołówkowym (tzw. zasilanie prądem stałym); prostokątnym lub trójkątnym: pełny (przebieg przemienny) lub z prostowaniem jednopołówkowym (przebieg ze składową stałą). Przebiegi pełne oznaczane bywają jako bipolarne, z prostowaniem jednopołówkowym jako unipolarne, a z prostowaniem dwupołówkowym jako prąd stały. Amplituda przebiegu prostowanego jest najczęściej o połowę mniejsza od amplitudy przebiegu przemiennego wytwarzanego przez poszczególne urządzenia. Niektóre urządzenia magnetoterapeutyczne mogą wytwarzać pola o parametrach zmieniających się podczas zabiegu przy stałej częstotliwości (np. z modulacją amplitudową) lub z jednoczesną zmianą częstotliwości. Miarą pola magnetycznego jest indukcja magnetyczna,, wyrażana w mili- lub mikroteslach (mt, µt) lub w gausach (Gs) 1/. Poziom indukcji magnetycznej zmniejsza się wraz z odległością od aplikatora. Na przykład, w osi cewki płaskiej zmienność indukcji magnetycznej z odległością może być szacowana na podstawie poniższej zależności [6]: 1/ Alternatywną miarą pola magnetycznego, dopuszczaną przez prawo pracy, jest natężenie pola magnetycznego wyrażane w amperach na metr (A/m). W powietrzu pole o indukcji 1 µt lub 1 mgs charakteryzuje również natężenie pola,8 A/m a. b. c. d. e. Ryc. 1. Przykładowe przebiegi pola magnetycznego zarejestrowanego oscyloskopowo przy aplikatorach do magnetoterapii: a. sinusoidalny; b. sinusoidalny prostowany jednopołówkowo; c. sinusoidalny prostowany dwupołówkowo; d. trójkątny; e. trójkątny prostowany jednopołówkowo (podstawa czasu: 1 ms/dz) Fig. 1. Examples of oscillogram of magnetic field waveforms recorded near magnetotherapeutic applicators: a. sinusoidal; b. sinusoidal half-wave rectified; c. sinusoidal full-wave rectified; d. triangular; e. triangular half-wave rectified (time base: 1 ms/dz)

3 58 Probl Hig Epidemiol 15, 96(3): / R = R + r (1) gdzie: indukcja pola magnetycznego w środku geometrycznym cewki; r odległość od płaszczyzny uzwojenia cewki; R promień uzwojenia Pracownik (fizjoterapeuta) podchodzący do aktywnego aplikatora jest narażony na pole magnetyczne o poziomie zbliżonym do terapeutycznego narażenia pacjenta, tj. pole o poziomie indukcji dochodzącym do kilku mt. W kontekście wymagań przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy w polach elektromagnetycznych oddziaływanie pola o częstotliwości Hz i o indukcji przekraczającej,1 mt powinno być objęte nadzorem higienicznym oraz może wymagać podjęcia działań profilaktycznych w celu ochrony pracowników. Dane Państwowej Inspekcji Sanitarnej dotyczące lat 6-9 wskazują, że w tym okresie co najmniej 3 tysiące pracowników ochrony zdrowia było narażonych na pola elektromagnetyczne [7]. Z kolei według danych Instytutu Medycyny Pracy w Łodzi o źródłach pól elektromagnetycznych, do 7 roku przy stosowaniu urządzeń medycznych wytwarzających pola z zakresu radiowego zatrudnionych było ok. 7 tys. pracowników [8]. Znaczny odsetek to osoby obsługujące diatermie krótkofalowe, które również obsługują urządzania do magnetoterapii, ponieważ te dwa rodzaje urządzeń należą do podstawowego wyposażenia placówek fizykoterapeutycznych. Podobne szacunki wynikają z aktualnych danych Narodowego Funduszu Zdrowia nt. zakontraktowanych świadczeń fizykoterapeutycznych wskazując na co najmniej 15 tys. zatrudnionych w tym sektorze ochrony zdrowia [9]. Cel badań Ocena pól elektromagnetycznych w otoczeniu aplikatorów szpulowych urządzeń do magnetoterapii, w odniesieniu do potencjalnego narażenia pracowników obsługujących je w placówkach fizykoterapeutycznych w Polsce. Celem prezentowanych badań nie była ocena narażenia pacjentów poddawanych zabiegom przy użyciu urządzeń magnetoterapeutycznych. Materiał i metody Zgodnie z wymaganiami PN-T-658: ocenę ograniczono do składowej magnetycznej (składowa elektryczna pola elektromagnetycznego może być pominięta podczas oceny narażenia zawodowego w przypadku pola małej impedancji, powstającego kiedy indukcyjne urządzenia wytwarzające pola zasilane są niskim napięciem, tak jak urządzenia magnetoterapeutyczne) [1]. Analizie podano rozkład zasięgu pól magnetycznych stref ochronnych przy różnych aplikatorach wytwarzających pole sinusoidalnie zmienne w czasie (na podstawie pomiarów wartości skutecznej, RMS, indukcji magnetycznej ) oraz pola o przebiegu trójkątnym lub prostokątnym (na podstawie analizy widmowej i wspomnianych pomiarów wartości RMS). Obiekt badań Prezentowane badania wykonano przy najczęściej stosowanych przez placówki fizykoterapeutyczne urządzeniach do magnetoterapii polskich wytwórców, o nazwach firmowych: Magnetronic (typu MF-1, MF-1, MF-) i Astar AR (typu LT i Plus). Wykorzystywane przez te urządzenia aplikatory szpulowe, ze względu na ich wymiary, podzielono na trzy grupy: aplikatory małe (AM) o średnicach ok. 5 cm aplikatory średnie (AS) o średnicach ok cm aplikatory duże (AD) o średnicach ok. 55 cm. adaniami objęto 196 aplikatorów 96 urządzeń (tab. I), eksploatowanych w placówkach fizykoterapeutycznych położonych w Polsce na terenie różnych województw. Urządzenia Magnetronic podzielono na podgrupy ze względu na sposób ich regulacji i rodzaje wytwarzanych pól (tab. II). Maksymalna indukcja magnetyczna pól wytwarzanych w typowych aplikatorach (AM, AS, AD) wynosi odpowiednio:, 1 lub 5 mt (przy wewnętrznej powierzchni obudowy aplikatora). Poziom pola magnetycznego jest regulowany płynnie i ustawiany przed zabiegiem na generatorze w jednostkach indukcji magnetycznej (mt lub Gs) lub jako wartości względne odniesione do wartości maksymalnej (%). Wielkości mierzone i aparatura pomiarowa W celu oceny badanych zagrożeń elektromagnetycznych wykonano pomiary rozkładu przestrzennego indukcji magnetycznej pierwotnego pola magnetycznego zgodnie z wymaganiami PN-T-658: [1]. Pomiary wykonywano wzdłuż osi aplikatora Tabela I. Aplikatory urządzeń magnetoterapeutycznych objęte badaniami Table I. Applicators of magnetotherapeutic devices covered by study Aplikatory/urządzenia /Applicators/devices Ilość urządzeń lub aplikatorów objętych badaniami /Number of applicators or devices covered by study Magnetronic MF 1 starego typu /old type Magnetronic MF 1 nowego typu Astar AR Plus /new type, i Astar AR LT MF-1, MF- AM 13 3 AS AD Urządzenia magnetoterapeutyczne /magnetotherapeutic devices AM aplikator mały /small applicator; AS aplikator średni /medium applicator; AD aplikator duży /large applicator

4 Gryz K i wsp. Narażenie na pole elektromagnetyczne w otoczeniu aplikatorów urządzeń magnetoterapeutycznych 581 Tabela II. Parametry pól magnetycznych wytwarzanych przez badane urządzenia magnetoterapeutyczne Table II. Parameters of magnetic fields produced by studied magnetotherapeutic devices Rodzaj urządzenia /type of device Zakres częstotliwości emitowanego pola/frequency range of emitted field, Hz Zakres częstotliwości dla emisji pola o maksymalnym poziomie /frequency range for emission of field of maximum level, Hz Sinus przemienny (bipolarny) /bipolar sinus Przebieg zmienności w czasie emitowanego pola /Time variability of emitted field Sinus unipolarny /Unipolar sinus Prąd stały (prostowanie dwupołówke) /direct current (full rectification) Prostokąt przemienny (bipolarny) /bipolar rectangular Prostokąt unipolarny /unipolar rectangular Trójkąt przemienny (bipolarny) /bipolar triangle Trójkąt unipolarny /unipolar triangle MF-1/starego - - tak tak tak tak tak nie nie typu /old type MF-1/nowego - - tak tak nie tak tak tak tak typu /new type MF tak tak nie tak tak tak tak MF- - - tak tak nie tak tak tak tak Astar AR Plus tak tak nie tak tak tak tak Astar AR LT tak tak nie tak tak tak tak i jego promienia (w kierunku prostopadłym do powierzchni obudowy cewek), ponieważ zmienność poziomów pola magnetycznego w tych kierunkach w pełni determinuje rozkłady przestrzenne pola magnetycznego w otoczeniu aplikatora. Jest to konsekwencją faktu, że rozkład pola magnetycznego małych częstotliwości jest praktycznie niezależny od wpływu elementów otocznia, z wyjątkiem masywnych obiektów ferromagnetycznych. Pomiary wykonano przy następujących nastawach generatorów zasilających aplikatory: przebieg sinusoidalny pełny o częstotliwości Hz dla urządzeń Magnetronic lub 39 Hz dla urządzeń Astar AR (ponieważ dla częstotliwości przekraczających 39 Hz maksymalne nastawy poziomów pola magnetycznego urządzeń Astar stopniowo zmniejszają się) maksymalne nastawy poziomu pola magnetycznego w danym aplikatorze, tzn.: 1. 1% dla urządzeń Magnetronic MF-1/starego typu;. 5, 1 lub mt odpowiednio dla aplikatorów AD, AS i AM urządzeń Magnetronic MF-1/nowego typu, MF-1 i MF-; 3. 4 i 1 mt odpowiednio dla aplikatorów AD i AS urządzeń Astar AR. adania rozkładów przestrzennych pola magnetycznego w otoczeniu aplikatorów wykonano miernikiem wartości skutecznej (RMS) indukcji magnetycznej Narda EFA-3 (Narda Safety Test Solutions, Pfullingen, Niemcy), z izotropową sondą 1 cm o zakresie pomiarowym 1 nt-3 mt, w pasmie częstotliwości 5 Hz-3 khz. Poprawność wskazań miernika poddawano sprawdzeniu w akredytowanym laboratorium wzorcującym CIOP-PI (certyfikat Polskiego Centrum Akredytacji nr AP 61). Identyfikację parametrów zmienności w czasie badanego pola magnetycznego wykonano metodą oscyloskopową z użyciem miernika ELT- Narda Safety Test Solutions, Pfullingen, Niemcy) z izotropową sondą 1 cm o zakresie pomiarowym nt 8 mt, w pasmie częstotliwości 1 Hz- khz i wyjściem analogowym sygnału z każdego z 3 czujników pomiarowych oraz przenośnego oscyloskopu cyfrowego Scopemeter 199C (prod. Fluke, Everett, WA, USA). Rejestrowany oscyloskopowo przebieg pola magnetycznego poddawany był analizie widmowej z wykorzystaniem szybkiej transformaty Fouriera przy użyciu oprogramowania FlukeView, współpracującego z oscyloskopem Scopemeter. Kryteria oceny pola magnetycznego Do oceny pól magnetycznych wokół aplikatorów urządzeń do magnetoterapii zastosowano wymagania podane w rozporządzeniu ministra pracy w sprawie NDN pól elektrycznych i magnetycznych oraz polskiej normy PN-T-658: [1, 11]. W tabeli III zestawiono wartości indukcji magnetycznej pola magnetycznego o częstotliwości (1-1) Hz, wyznaczające Tabela III. Limity narażenia na pole magnetyczne o częstotliwościach wykorzystywanych przez urządzenia magnetoterapeutyczne Table III. Limits of exposure to magnetic fields of frequencies used by magnetotherapeutic devices Limity narażenia /Exposure limits Indukcja magnetyczna [µt] dla częstotliwości /Magnetic flux density [µt] for frequency 1- Hz Hz -1 Hz LNK (f) [11] x (/f) GSN (f) [11] x (/f) GSP (f) [11] x (/f) IMPL (/ Hz) [13] * 1 f częstotliwość w Hz; * brak szczegółowych zaleceń dotyczących limitu narażenia użytkowników implantów (IMPL) dla pól o częstotliwości z omawianego zakresu innych niż częstotliwość przemysłowa (/) Hz; LNK limit narażenia kończyn; GSN granica strefy niebezpiecznej; GSP granica strefy pośredniej / f frequency in Hz; * particular requirements for implants users exposure limitations (IMPL) not defined for frequencies other than power frequency (/) Hz; LNK limbs exposure limit; GSN limit of prohibited exposure; GSP - limit of occupational exposure

5 58 Probl Hig Epidemiol 15, 96(3): limity narażenia kończyn (LNK) oraz głowy i tułowia, tj. granicę strefy niebezpiecznej (GSN), a także limit narażenia pracowników nie związanych z obsługą urządzeń wytwarzających pola elektromagnetyczne, tj. granicę strefy pośredniej wyznaczającej zasięg pól elektromagnetycznych stref ochronnych (GSP). Zgodnie z wymaganiami Dyrektywy 13/35/UE należy dokonywać indywidualnej oceny zagrożeń wynikających z oddziaływania pola elektromagnetycznego na pracowników używających aktywne lub pasywne wszczepione wyroby medyczne, takie jak stymulatory serca i pracowników używających wyroby medyczne, przeznaczone do wprowadzenia w części do ludzkiego ciała, takie jak pompy insulinowe [1]. Dlatego też oceniano również zasięg pól magnetycznych, dla których w zaleceniach międzynarodowych podano limity dotyczące ograniczonego przebywania użytkowników elektrostymulatorów serca i innych elektronicznych implantów medycznych (IMPL) [13]. W polach o indukcji przekraczającej GSP narażenie pracowników jest dopuszczane przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy pod warunkiem potwierdzenia w wyniku badań lekarskich pracowników braku przeciwskazań zdrowotnych do ich narażenia w polach elektromagnetycznych; przeszkolenia pracowników na temat zagrożeń elektromagnetycznych i ich profilaktyki oraz okresowego kontrolowania poziomu narażenia pracowników oraz wyznaczenia i oznakowania zasięgu stref ochronnych [14]. Wyniki badań i dyskusja Na rycinach -4 przedstawiono parametry statystyczne (mediany, wartości minimalne i maksymalne) wyników badań, dotyczących zasięgów stref ochronnych pola magnetycznego (tj. odległość od obudowy aplikatora, do której >GSP) oraz obszaru, w którym nie powinni przebywać użytkownicy elektrostymulatorów serca (>IMPL). adania wykonano w otoczeniu aplikatorów szpulowych urządzeń do magnetoterapii podczas wytwarzania pola magnetycznego o przebiegu sinusoidalnie zmiennym w czasie, przy maksymalnych nastawach jego poziomów (jak podano powyżej). Przeprowadzone pomiary nie wykazały występowania w otoczeniu aplikatorów pól magnetycznych o poziomach, w których zabroniona jest ekspozycja kończyn (tj. >LNK). Wykazano, że maksymalne zasięgi sinusoidalnie zmiennych pól magnetycznych stref ochronnych, wynoszą 9 cm od obudowy aplikatora wzdłuż osi i 55 cm wzdłuż promienia. Obszar ograniczonego dostępu dla użytkowników elektrostymulatorów serca jest nieznacznie mniejszy. Pola magnetyczne strefy niebezpiecznej (>GSN), jeżeli występują, to swym zasięgiem nie przekraczają kilku cm od obudowy aplikatorów. Odległość od obudowy aplikatora, cm 3 1 Mediana, wąsy: minimum-maksimum GSN AD AS AM AD AS AM GSP Miejsce pomiaru: R Miejsce pomiaru: O IMPL Aplikator Ryc.. Zasięg stref ochronnych pola magnetycznego (GSN i GSP) oraz obszaru ograniczonego dostępu dla użytkowników elektrostymulatorów serca (IMPL) w otoczeniu aplikatorów szpulowych urządzeń Magnetronic MF-1 starego typu (R pomiar wzdłuż promienia, O pomiar wzdłuż osi aplikatora, AD aplikator duży, AS aplikator średni, AM aplikator mały) emisja pola sinusoidalnie zmiennego w czasie Fig.. Range of protective zones of magnetic field (GSN and GSP) and area of restricted admittance for cardiac pacemaker users (IMPL) in the vicinity of spool applicators of old type Magnetronic MF-1 devices (R measurements along radius, O measurements along axe., AD large applicator, AS medium applicator, AM small applicator) emission of sinusoidal time-varying field Pole magnetyczne aplikatorów magnetoterapeutycznych o przebiegu innym niż sinusoidalny charakteryzuje widmo częstotliwości zawierające oprócz składowej podstawowej także wyższe harmoniczne (ryc. 5), które powinny być uwzględnione podczas oceny narażenia pracowników ponieważ limity narażenia są zależne od częstotliwości (tab. III). Zgodnie z wymaganiami PN-T-658: wskaźnik zasięgu stref ochronnych (Z), określony poniższą zależnością [1], o wartości Z=1, wyznacza granice poszczególnych stref: Zi = f ( f ) GSi( f ) () gdzie: Zi wskaźnik zasięgu stref ochronnych pola magnetycznego, odpowiednio dla granicy strefy pośredniej (i=p) lub niebezpiecznej (i=n); (f) wartość skuteczna składowej indukcji magnetycznej o częstotliwości f, zmierzona w danym punkcie pomiarowym; GSi(f) graniczne wartości skuteczne indukcji magnetycznej o częstotliwości f, wg zestawienia w tabeli III, odpowiednio dla granicy strefy pośredniej (i=p) lub niebezpiecznej (i=n); f kolejne częstotliwości występujące w widmie ocenianego pola magnetycznego. Natomiast wynik pomiaru typowym szerokopasmowym miernikiem wartości skutecznej indukcji

6 Gryz K i wsp. Narażenie na pole elektromagnetyczne w otoczeniu aplikatorów urządzeń magnetoterapeutycznych 583 Odległóść od obudowy aplikatora, cm 3 1 Mediana, wąsy: minimum-maksimum GSN AD AS AM AD AS AM GSP Miejsce pomiaru: R Miejsce pomiaru: O IMPL Aplikator Ryc. 3. Zasięg stref ochronnych pola magnetycznego (GSN i GSP) oraz obszaru ograniczonego dostępu dla użytkowników elektrostymulatorów serca (IMPL) w otoczeniu aplikatorów szpulowych urządzeń Magnetronic MF-1 nowego typu, MF-1 i MF- (R pomiar wzdłuż promienia, O pomiar wzdłuż osi aplikatora, AD aplikator duży, AS aplikator średni, AM aplikator mały) emisja pola sinusoidalnie zmiennego w czasie Fig. 3. Range of protective zones of magnetic field (GSN and GSP) and area of restricted admittance for cardiac pacemaker users (IMPL) in the vicinity of spool applicators of new type Magnetronic MF-1 devices (R measurements along radius, O measurements along axe., AD large applicator, AS medium applicator, AM small applicator) emission of sinusoidal time-varying field Odległość od obudowy aplikatora, cm Mediana, wąsy: minimum-maksimum GSN AD AS AD AS GSP Miejsce pomiaru: R Miejsce pomiaru: O IMPL Aplikator Ryc. 4. Zasięg stref ochronnych pola magnetycznego (GSN i GSP) oraz obszaru ograniczonego dostępu dla użytkowników elektrostymulatorów serca (IMPL) w otoczeniu aplikatorów szpulowych urządzeń Astar AR (R pomiar wzdłuż promienia, O pomiar wzdłuż osi aplikatora, AD aplikator duży, AS aplikator średni) emisja pola sinusoidalnie zmiennego w czasie Fig. 4. Range of protective zones of magnetic field (GSN and GSP) and area of restricted admittance for cardiac pacemaker users (IMPL) in the vicinity of spool applicators of Astar AR devices (R measurements along radius, O measurements along axe., AD large applicator, AS medium applicator, AM small applicator) emission of sinusoidal time-varying field h % numer harmonicznej Ryc. 5. Widmo częstotliwości przebiegu prostokątnego pola magnetycznego (ramka) wytwarzanego przez urządzenie do magnetoterapii Fig. 5. Frequency spectrum of rectangular waveform of magnetic field (frame) emitted by magnetotherapeutic device magnetycznej ( RMS ), jak użyty w relacjonowanych badaniach, odzwierciedla widmowy skład mierzonego pola w odmienny sposób, wg poniższej zależności: RMS ( f ) RMS f max (3) f gdzie: (f) RMS wartość skuteczna indukcji magnetycznej o częstotliwości f; fmax wartość skuteczna indukcji magnetycznej o częstotliwości f max, zidentyfikowanej składowej dominującej. Z zależności (3) wynika, że w praktyce jeżeli fmax >3 f kolejnych składowych o częstotliwościach f, to wynik szerokopasmowego pomiaru wartości RMS odpowiada głównie wartości skutecznej dominującej składowej pola ( fmax ) i pomija udział wynikający z innych składowych mierzonego pola. Natomiast, w zakresie częstotliwości, w którym wartości graniczne stref ochronnych są odwrotnie proporcjonalne do częstotliwości (tj. -1 Hz), kolejne harmoniczne są coraz istotniejszym składnikiem wartości wskaźnika zasięgu stref ochronnych Z. Dla przebiegu o złożonym widmie częstotliwości wskaźnik zasięgu stref można wyrazić poniższą zależnością: Zi = 1 h f 1 h3 f 1 h4 f GSi ( f 1) GSi ( f ) GSi ( f 3) GSi ( f 4) f (4) gdzie: GSi(f1), GSi(f), GSi(f3), GSi(f4), wartości skuteczne indukcji magnetycznej stanowiące granice poszczególnych stref ochronnych dla pól o częstotliwości poszczególnych harmonicznych: f1, f, f3, f4, h, h3, h4 względne amplitudy kolejnych harmonicznych indukcji magnetycznej w stosunku do amplitudy harmonicznej podstawowej f1, tzn.: f = h. f1 ; f3 = h3. f1 ; f4 = h4. f1 ;

7 584 Probl Hig Epidemiol 15, 96(3): Przykładowo dla widma częstotliwości z ryciny 5 (przebieg o dominującej częstotliwości Hz) h3=,15; h5=,3; h7=,4; a amplitudy pozostałych harmonicznych poniżej,1 amplitudy dominującej składowej. Graniczne wartości skuteczne indukcji magnetycznej o częstotliwości f> Hz maleją odwrotnie proporcjonalnie do częstotliwości, tzn. GSi(f3)= GSi(f1)/3, GSi(f5)= GSi(f1)/5, GSi(f7)= GSi(f1)/7, W związku z tym, dla analizowanego przykładu współczynnik korekcji wyników pomiarów wartości RMS pola niesinusoidalnego o częstotliwości Hz (Krms[Hz]) można wyznaczyć korzystając z zależności (3) i (4): Zi Krms[ Hz] = 1, RMS GSi (5) Dla przebiegów odbiegających od klasycznego przebiegu trójkątnego lub prostokątnego widmo częstotliwości jest bardziej złożone przykład zaprezentowano na rycinie 6. Dla takiego przypadku Krms Taki przebieg aplikowanego pacjentowi pola magnetycznego, znacznie odbiegający od oczekiwanego kształtu, może świadczyć o niedoskonałości konstrukcji lub uszkodzeniu generatora. Analiza widmowa przebiegów pól magnetycznych wytwarzanych przez badane urządzenia magnetoterapeutyczne wykazała, że w typowych sytuacjach w przypadku pełnych przebiegów prostokątnych i trójkątnych o częstotliwości Hz, wartości współczynników korekcyjnych Krms [ Hz], wyrażone zależnością (5), zawierają się w przedziale 1,-1,5. Jednakże wartości tych współczynników bywają znacznie większe, jak w podanym na ryc. 6 przykładzie. Korzystając z wyznaczonych dla poszczególnych przebiegów wartości współczynników Krms [ Hz] można oszacować zwiększenie zasięgów stref w stosunku do sinusoidalnie zmiennego pola magnetycznego i określić maksymalne obszary ich występowania. Zmierzone wartości RMS indukcji magnetycznej pól Hz należy pomnożyć przez wartości współczynników Krms [ Hz] i określić zasięgi stref ochronnych uwzględniające złożone widmo pola magnetycznego. W przypadku Krms [ zwiększenie zasięgów stref ochronnych w stosunku do podanych na ryc. -4, będzie ok. -krotne, a dla Krms [ 1,5 ok. 1,3-krotne. Można przyjąć, że w typowych warunkach eksploatacji urządzeń magnetoterapeutycznych o dobrym stanie technicznym, maksymalne zasięgi pól magnetycznych strefy pośredniej nie sięgają od obudowy aplikatora dalej niż 1 cm wzdłuż osi i do 85 cm wzdłuż promienia (1,5-krotne zwiększenie zasięgów stref ochrowych podanych na ryc. 4). Podczas zasilania aplikatorów prądem prostowanym jednopołówkowo (ze składową stałą) lub z prostowaniem dwupołówkowym (tzw. zasilanie prądem h % b a numer harmonicznej Ryc. 6. Przykładowy przebieg pola magnetycznego zarejestrowanego oscyloskopowo przy aplikatorze do magnetoterapii, wytwarzanego przy nastawach urządzenia: przebieg prostokątny o częstotliwości Hz (a) i jego widmo częstotliwości (b), (podstawa czasu: 1 ms/dz) Fig. 6. Example of oscillogram of magnetic field waveform recorded near magnetotherapeutic applicator, emitted at settings of device: rectangular Hz magnetic field (a) and frequency spectrum (b), (time base: 1 ms/dz) stałym) składowa magnetostatyczna w ich otoczeniu, w odległości >5 cm od obudowy aplikatorów, jest polem strefy bezpiecznej. Wnioski 1. Wykazano, że zasięg pól magnetycznych stref ochronnych w otoczeniu szpulowych aplikatorów magnetoterapeutycznych urządzeń Magnetronic lub Astar AR, dla maksymalnych ustawień poziomu wytwarzanego pola magnetycznego, nie przekracza 1 cm od obudowy aplikatorów.. Cechy konstrukcyjne takich urządzeń (co najmniej metrowej długości kable zasilające łączące generator z aplikatorem), specyfika czynności wykonywanych przez fizjoterapeutów (ustawienie warunków aplikacji pola wybranych dla poszczególnych zabiegów przed włączeniem jego wytwarzania i możliwość zdalnego nadzoru nad przebiegiem zabiegu) pozwalają na wyeliminowanie narażenia pracowników na pola magnetyczne stref ochronnych podczas obsługi urządzeń magnetoterapeutycznych, kiedy stan zdrowia pacjenta nie wymaga stałej asysty fizykoterapeuty podczas zabiegu. 3. Wprowadzenie skutecznych działań profilaktycznych, eliminujących narażenie pracowników na pole magnetyczne stref ochronnych uprawnia pracodawcę (w wyniku rozpoznania zagrożeń na danym stanowisku pracy) do odstąpienia od okresowych badań kontrolnych tego czynnika środowiska pracy (zgodnie z rozporządzeniem ministra zdrowia w sprawie badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy [15), pod warunkiem stałego stosowania tych działań profilaktycznych (i ich udokumentowania). Nie zwalnia to jednak z konieczności

8 Gryz K i wsp. Narażenie na pole elektromagnetyczne w otoczeniu aplikatorów urządzeń magnetoterapeutycznych 585 oznakowania aplikatorów jako źródeł pól elektromagnetycznych oraz szkolenia pracowników o zagrożeniach elektromagnetycznych przy urządzeniach magnetoterapeutycznych (zarówno w kontekście bezpieczeństwa pracowników i zrozumienia konieczności własnej ochrony przed zagrożeniami elektromagnetycznymi podczas pracy, jak i w kontekście bezpieczeństwa pacjentów, dla których np. używanie implantów medycznych może być przeciwskazaniem do zabiegów magnetoterapeutycznych). 4. Okresowa kontrola parametrów aplikowanych pacjentom pól magnetycznych powinna być natomiast istotnym elementem nadzorowania procesu terapeutycznego i zapewnienia odpowiedniej jakości usług medycznych. W czasie relacjonowanych badań, wykonywanych ze względu na wymagania HP, stwierdzono np. nieujawnione wcześniej przypadki znacznie obniżonej wydajności aplikatora (wytwarzanie pól znacznie słabszych niż wynikało z nastaw urządzenia) lub niezgodności kształtu emitowanego pola z nastawami generatora (jak przykładowo zaprezentowano na ryc. 6). 5. Prezentowane dane mogą nie odzwierciedlać charakterystyki pól magnetycznych w otoczeniu aplikatorów magnetoterapeutycznych innego typu niż badane urządzenia. Opracowana na podstawie wyników III etapu programu wieloletniego Poprawa bezpieczeństwa i warunków pracy, finansowanego w latach w zakresie zadań służb państwowych przez Ministerstwo Pracy i Polityki Społecznej. Koordynator programu: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut adawczy (zadanie.z.3). Piśmiennictwo / References 1. Robertson V, Ward A, Low J, Reed A. Fizykoterapia. Aspekty kliniczne i biofizyczne. Urban & Partner, Wrocław, 9.. Sieroń A. Zastosowanie pól magnetycznych w medycynie. Alfa Medica, ielsko-iała Karpowicz J, Gryz K, Zradziński P. Pola elektromagnetyczne przy urządzeniach do magnetoterapii ocena ryzyka zawodowego. ezp Pr 8, 9: Karpowicz J, Gryz K, Zradziński P. Pola elektromagnetyczne w otoczeniu urządzeń fizykoterapeutycznych aplikatory do terapii zmiennym polem magnetycznym. Inżynieria iomedyczna. Acta io-optica et Infiormatica Medica 9, 15(1): Gryz K. Karpowicz J. Ograniczanie zagrożeń elektromagnetycznych przy urządzaniach fizykoterapeutycznych. Poradnik. CIOP-PI, Warszawa 13:. 6. Rawa H. Elektryczność i magnetyzm w technice. PWN, Warszawa Grobelna G. Zagrożenia elektromagnetyczne w krajowych statystykach i działaniach nadzoru sanitarnego, Materiały Seminarium Pola elektromagnetyczne w budynkach biurowych i środowisku nieprzemysłowym. CIOP-PI, Warszawa 7: Aniołczyk H. Ocena poziomu pola elektrycznego od urządzeń pracujących w zakresie częstotliwości radiowych i ich wpływ na środowisko pracy. ezp Pr 13, 9: tnr= PN-T-658:. Ochrona pracy w polach i promieniowaniu elektromagnetycznym w zakresie częstotliwości od Hz do 3 GHz. Arkusz 1. Terminologia. Arkusz 3. Metody pomiaru i oceny pola na stanowisku pracy. 11. Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. Część E. Pola i promieniowanie elektromagnetyczne Hz-3 GHz. Dz.U. nr, poz. 817, Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 13/35/UE z dnia 6 czerwca 13 r. w sprawie minimalnych wymagań w zakresie ochrony zdrowia i bezpieczeństwa dotyczących narażenia pracowników na zagrożenia spowodowane czynnikami fizycznymi (polami elektromagnetycznymi). Dz.U. UE L 179/ ACGIH (American Conference Governmental and Industrial Hygienists) TLVs and EIs. Threshold limit values for chemical substances and physical agents and biological exposure indices. Cincinnati Serwis internetowy Rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia lutego 11 r. w sprawie badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. Dz.U. nr 33, poz. 166, 11.