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手工操作的工效学评价及提举重量限值的研究

肖国兵  
【摘要】:为预防肌肉骨骼系统疾患的发生,许多学者从生物力学、心理物理以及生理 学机制来定量评价手工提举任务,从而达到识别、评价手工提举危险因素的目的, 并据此提出有关的限值,最终达到控制危险因素。 目前我国对该领域缺乏系统的研究,开展手工操作的骨骼肌肉系统疾患的流 行病学调查,识别有关的危险因素,建立我国人群的基础数据库,特别是心理物 理学数据、人体肌力等具有十分重要的理论价值和现实意义,通过研究以期建立 符合我国国情的手工操作评价体系,并提出我国人群提举重量限值的建议。 本课题针对机械加工行业仍以手工作业为主,存在明显的不良工作姿势和手 工提举任务的特点,在某机械加工企业应用流行病学和工效学方法,开展肌肉骨 骼疾患患病情况及其的工效学危险因素的调查。通过 NIOSH 提举指数的计算、 OWAS 姿势观察等分析手工提举的负荷。同时对部分工人进行竖脊肌肌电活动的 监测,分析手工提举所致的竖脊肌负荷及其与力的关系。在 3 个具有典型提举作 业的工厂中利用 NIOSH 提出的提举指数进行接触负荷评价,按照 Nordic 肌肉骨 骼症状分析调查表对 491 名从事手工提举作业的工人和 34 名无明显提举任务的 行政人员进行问卷调查,并对静态肌力进行测试。根据提举指数分为 0, ~1, ~2, ~3, 3~等 5 组,分析不同提举指数与下背痛患病的负荷-反应关系。 选择 146 男性和 47 名女性,包括工人、行政人员和大学生;测量其手握力、 臂提举力、肩提举力和腰拉力, 了解我国人的人体测量学参数和静态肌力,探讨 其参考值,探讨其影响因素。邀请 11 名年轻男性大学生志愿者,采用心理物理 学方法,当提举高度从地面到工作台(760mm)时,获取不同提举频率最大可接 受提举重量(MAWL)、心率和用力自我感受。 结果表明:经常从事手工提举的机械加工工人下背痛(LBP)患病率明显高 于非经常手工提举工人,下背痛的患病率分别为 26.09%、5.88%;背部姿势需立 即纠正比例(11%)也高于非经常手工提举工人(4%)(P0.01)。手工提举任务 的提举指数为 2.4,高于 NIOSH 建议的 1.0 限值;经 logistic 回归分析,提举次 数和工龄为诱发下背痛的危险因素,日负荷量与 LBP 呈正相关。 Job A 典型提举时左右竖脊肌的平均负荷分别为 47.61 和 39.3(%MVC),一 般状态在分别为 15.57 和 15.64 (%MVC),而 Job B 的左右竖脊肌平均负荷仅 8.76 和 8.04(%MVC)。Job A 的腰拉力和 MVC 均随工作时间是延长而呈下降趋 势,而 Job B 的工人则基本稳定。 在所有肌肉骨骼系统症状中,下背痛的患病率最高。当 LI 超过 2.0 时,其 1 WP=6 复旦大学博士学位论文 中文摘要 LBP 发生率明显高于无提举任务人群。这与国外报道的 LI3 时 LBP 发生明显增 加有所区别。当工作提举指数从 1.0 上升到 3.0 时,发生下背痛的 OR 值也随之 增高,其峰值出现在 2LI≤3 组 (OR = 1.35)。 静态肌力测试表明男性平均左手握力、右手握力、臂提举力、肩提举力和腰 拉力分别为 42.07kg、43.92kg、26.79kg、33.79kg 和 88.56kg,而女性则分别为 21.29kg、23.26kg、13.29kg、18.52kg 和 41.06kg;女性各种肌力均小于男性,约 为男性的 50%。年龄比较可见以 40-组为较高。性别和体重与静态肌力存在明显 相关,静态肌力与体重的关系与国外研究相似,但肌力小于对方,除收握力相差 5%-10%外,体重相近时提举力约低 15%-30%。 年轻男性的一次最大可接受提举重量为 34.11kg,而每分钟 1,4,8 次的最 大可接受提举重量则分别为 17.43kg,14.68kg,12.24kg。MAWL 随提举频率增 加而明显下降。结果明显低于 NIOSH 的推荐限值和美国利宝互助安全研究所 (LMRIS)限值量表等研究结果。 根据上述结果,可以认为我国人群的提举力约比欧美人群低 15%~30%,最 大可接受提举重量(MAWL)平均低 NIOSH 推荐值(RWL)约 14.2%,一次最 大可接受提举重量比欧美人群低 14.7%。流行病学调查发现 LI2 可导致下背痛 的发生明显增加。我们认为将提举重量常量 23kg 减少 15%左右(即 20kg)将更 适合我国人群。鉴于人体测量学差异,建议对部分系数作适当调整。 结论:手工提举作业的下背痛患病率为 26.09%,LBP 的发生不仅与提举负 荷有关,也与不良姿势有关。当 LI2 时,发生下背痛 OR 明显增加。OWAS 姿 势分析和 NIOSH 提举公式对手工操作的评价具有经济、实用、可行的优点。随 着工作时间的延长,最大 MVC 和腰拉力均呈下降趋势,表面肌电分析可为提举 负荷提供客观的“内负荷”指标。提举指数是评价手工提举所致下背痛危险度一 项十分有用的指标。 男性和女性腰拉力分别为 88.56kg、41.06kg;女性的静态肌力约为男性的 50%;均低于美国研究结果(约低 15%~30% )。年轻男性的最大可接受提举重 量为 34.11kg,而每分钟 1,4,8 次最大可接受提举重量则分别为 17.43kg,14.68kg, 12.24kg。结果低于 NIOSH 的推荐限值和美国利宝互助安全研究所(LMRIS)限 值量表等研究结果。 结合肌力、MAWL 和流行病学调查,建议将提举公式中重量常量调整为 20kg,高度系数基准由 75cm 调整为 72cm。其他参?


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