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物理的および生理学的側面

 

火曜日、08 March 2011 20:55

人体計測

 

この記事は、労働安全衛生百科事典の第 3 版に基づいています。

人体測定学は、自然人類学の基本的な分野です。 量的な側面を表しています。 理論と実践の幅広いシステムは、さまざまな応用分野の目的を関連付けるための方法と変数を定義することに専念しています。 労働衛生、安全、および人間工学の分野では、人体測定システムは主に体格、組成および体質、および職場の寸法、機械、産業環境、および衣服に対する人体の相互関係の寸法に関係しています。

人体測定変数

人体測定変数は、測定単位として定義、標準化、および参照できる身体の測定可能な特性です。 線形変数は、通常、身体まで正確に追跡できるランドマークによって定義されます。 ランドマークには一般に XNUMX つのタイプがあります。皮膚を通して骨隆起を感じることで検出およびトレースできる骨格解剖学的ランドマークと、キャリパーの枝を使用して最大距離または最小距離として単純に検出される仮想ランドマークです。

人体測定変数には、遺伝的要素と環境要素の両方があり、個人および集団の変動性を定義するために使用できます。 変数の選択は、特定の研究目的に関連し、同じ分野の他の研究と標準化されている必要があります。これは、文献に記載されている変数の数が非常に多く、人体については 2,200 まで記述されているためです。

人体測定変数は主に 線形 高さ、対象者が標準化された姿勢で立っているか座っているランドマークからの距離などの測定値。 直径、両側のランドマーク間の距離など。 長さ、XNUMX つの異なるランドマーク間の距離など。 湾曲対策、つまり、XNUMX つのランドマーク間の体表面上の距離などの弧。 と 胴回り一般に、少なくとも XNUMX つのランドマークまたは定義された高さに配置された、体表面上の閉じた全周測定など。

他の変数には、特別な方法と手段が必要になる場合があります。 たとえば、皮下脂肪の厚さは、特殊な定圧キャリパーによって測定されます。 体積は、計算または水中への浸漬によって測定されます。 体表面の特性に関する完全な情報を得るために、生物立体計測技術を使用して、表面点のコンピュータ マトリックスをプロットすることができます。

インストゥルメンツ

自動化されたデータ収集を目的として、洗練された人体計測機器が記述され、使用されてきましたが、基本的な人体計測機器は非常に単純で使いやすいものです。 ランドマークの誤解や被験者の姿勢の誤りに起因する一般的なエラーを避けるために、細心の注意を払う必要があります。

標準的な人体計測機器は人体計です。長さ 2 メートルの剛体の棒で、カウンター リーディング スケールが XNUMX つあり、床や座席からの目印の高さなどの垂直方向の身体寸法と、直径などの横方向の寸法を測定できます。

通常、ロッドは 3 つまたは 4 つのセクションに分割でき、互いに適合します。 直線または曲線の爪を備えたスライド ブランチを使用すると、床からの距離を高さで測定したり、固定ブランチから直径を測定したりできます。 より精巧な人体計には、高さと直径の単一の目盛りがあり、目盛りの誤差を避けるか、デジタルの機械的または電子的な読み取り装置が取り付けられています (図 1)。

図 1. 人体計

ERG070F1

スタディオメーターは固定された人体計であり、通常は身長のみに使用され、体重計と関連付けられることがよくあります。

横方向の直径については、一連のキャリパーを使用できます。600 mm までの測定用の骨盤計と 300 mm までのセファロメーターです。 後者は、スライディング コンパスと一緒に使用すると、頭の測定に特に適しています (図 2)。

図 2. スライド式コンパスを備えたセファロメーター

ERG070F2

フットボードは足を測定するために使用され、ヘッドボードは「フランクフォート平面」( ポリオン および 軌道 手はキャリパー、または XNUMX つのスライド式定規で構成された特別な装置で測定できます。

皮下脂肪の厚さは、一般的に 9.81 x 10 の圧力で一定圧力の皮下脂肪キャリパーで測定されます。4 Pa (10 mm の面積に 1 g の重りがかかる圧力2).

円弧と胴回りには、平らな部分を持つ細くて柔軟なスチール テープが使用されます。 自動矯正スチールテープは避ける必要があります。

変数のシステム

人体測定変数のシステムは、いくつかの特定の問題を解決するための身体測定の一貫したセットです。

人間工学と安全性の分野では、主な問題は、機器と作業スペースを人間に適合させ、衣服を適切なサイズに調整することです。

機器とワークスペースは、主にランドマークの高さと直径から簡単に計算できる手足と体のセグメントの線形測定を必要としますが、サイズの調整は主に弧、胴回り、柔軟なテープの長さに基づいています。 両方のシステムは、必要に応じて組み合わせることができます。

いずれにせよ、測定ごとに正確な空間参照が絶対に必要です。 したがって、ランドマークは高さと直径によってリンクされている必要があり、すべての円弧または胴回りには定義済みのランドマーク参照が必要です。 高さと勾配を示す必要があります。

特定の調査では、変数の数を最小限に制限して、被験者とオペレーターに過度のストレスを与えないようにする必要があります。

ワークスペースの変数の基本セットは、33 の測定変数 (図 3) に加えて、単純な計算によって導出された 20 に削減されました。 汎用軍事調査では、Hertzberg と共同研究者は 146 個の変数を使用します。 衣服および一般的な生物学的目的については、イタリアのファッション委員会 (エンテ イタリアーノ デッラ モーダ) は、32 個の汎用変数と 28 個の技術変数のセットを使用します。 衣服のコントロール ボディ寸法のドイツ基準 (DIN 61 516) には、12 の変数が含まれています。 人体測定に関する国際標準化機構 (ISO) の推奨事項には、36 の変数の主要なリストが含まれています (表 1 を参照)。 ILO によって公開された国際人体測定データ表には、世界の 19 の異なる地域の人口の 20 の身体寸法が記載されています (Jürgens、Aune、および Pieper 1990)。

図 3. 人体測定変数の基本セット

ERG070F3


表 1. 基本的な人体計測コア リスト

 

1.1 前方へのリーチ (被験者が壁に直立した状態でハンド グリップを握る)

1.2 身長(床から頭頂までの垂直距離)

1.3 目の高さ(床から目尻まで)

1.4 肩の高さ (床から肩峰まで)

1.5 肘の高さ (床から肘の放射状のくぼみまで)

1.6 股の高さ(床から恥骨まで)

1.7 指先の高さ(床から拳の握り軸まで)

1.8 肩幅(肩峰径)

1.9 腰幅、立位 (腰の最大距離)

2.1 座高(座面から頭頂まで)

2.2 座った時の目の高さ(座から目頭まで)

2.3 肩の高さ、座位(座から肩峰まで)

2.4 座った状態の肘の高さ (座面から曲がった肘の最下点まで)

2.5 ひざの高さ(フットレストから太ももの上面まで)

2.6 下腿長(座面の高さ)

2.7 前腕と手の長さ(曲げた肘の後ろからグリップ軸まで)

2.8 体の深さ、座る(座面の深さ)

2.9 臀部から膝までの長さ (膝頭から臀部の最後部まで)

2.10 肘間幅(肘の側面間の距離)

2.11 腰幅、座位(座幅)

3.1 人差し指の幅、近位 (内側指骨と近位指骨の間の関節)

3.2 人差し指の幅、遠位 (遠位指骨と内側指骨の間の関節)

3.3 人差し指の長さ

3.4 手の長さ(中指の先から茎状突起まで)

3.5 手幅(中手骨)

3.6 手首周り

4.1 足幅

4.2 足の長さ

5.1 熱周長(眉間)

5.2 矢状弧(眉間から陰茎まで)

5.3 頭の長さ(眉間から後頭蓋まで)

5.4 頭幅(耳の上の最大)

5.5 Bitragion アーク (耳の間の頭上)

6.1 胴囲(臍の位置)

6.2 脛骨の高さ (床から脛骨関節窩の前内側縁の最高点まで)

6.3 頸椎の高さ(第 7 頸椎の棘突起の先端まで)の座位。

出典: ISO/DP 7250 1980 から適応)。


 

 精度と誤差

生体の寸法精度は確率論的に考慮する必要があります。なぜなら、人体は静的構造と動的構造の両方で非常に予測不可能だからです。

一人の個人でも、筋肉質と肥満が成長または変化する可能性があります。 老化、病気または事故の結果として骨格変化を受ける; または行動や姿勢を修正します。 さまざまな主題は、一般的な寸法だけでなく、比率によっても異なります。 背の高い被写体は、背の低い被写体を単に拡大したものではありません。 体質型と体型は、おそらく一般的な寸法よりも大きく異なります。

マネキン、特にフィッティング トライアル用の標準​​的な 5、50、95 パーセンタイルを表すマネキンの使用は、体のプロポーションのバリエーションが考慮されていない場合、非常に誤解を招く可能性があります。

エラーは、ランドマークの誤解や機器の誤った使用 (個人的なエラー)、不正確または不正確な機器 (機器のエラー)、または被験者の姿勢の変化 (被験者のエラー - この後者は、文化的または言語的背景が異なる場合、コミュニケーションの困難が原因である可能性があります) に起因します。運営者とは対象が異なります)。

統計処理

人体計測データは、主に単変量 (平均、モード、パーセンタイル、ヒストグラム、分散分析など)、二変量 (相関、回帰)、および多変量 (多重相関と回帰、因子分析) を適用する推論方法の分野で、統計手順によって処理する必要があります。など)メソッド。 人間のタイプを分類するために、統計的アプリケーションに基づくさまざまなグラフィカルな手法が考案されています (アントロポメトログラム、モルフォソマトグラム)。

サンプリングと調査

人体測定データは全人口に対して収集することはできないため (特に人口が少ないというまれなケースを除いて)、通常はサンプリングが必要です。 基本的にランダムなサンプルは、人体測定調査の出発点であるべきです。 測定対象者の数を妥当なレベルに保つには、一般に、複数段階の層化サンプリングに頼る必要があります。 これにより、母集団をいくつかのクラスまたは階層に最も均一に細分化できます。

人口は、性別、年齢層、地理的領域、社会的変数、身体活動などによって細分化される場合があります。

調査フォームは、測定手順とデータ処理の両方を念頭に置いて設計する必要があります。 オペレーターの疲労とエラーの可能性を減らすために、測定手順の正確な人間工学的研究を行う必要があります。 このため、使用する器具に応じて変数をグループ化し、順番に並べて、オペレータが体を曲げる回数を減らす必要があります。

個人的なエラーの影響を減らすために、調査は XNUMX 人のオペレーターによって実行されるべきです。 複数のオペレーターを使用する必要がある場合は、測定の再現性を確保するためにトレーニングが必要です。

人口人体計測学

非常に批判されている「人種」の概念を無視しても、人間の集団は、個人のサイズとサイズの分布において非常にばらつきがあります。 一般に、人間集団は厳密にはメンデル型ではありません。 それらは通常、混合の結果です。 異なる起源と適応を持つXNUMXつ以上の個体群が、交配することなく同じ地域に一緒に住んでいることがあります. これは形質の理論的な分布を複雑にします。 人体測定の観点からは、性別は異なる集団です。 従業員の人口は、可能性のある適性選択または仕事の選択による自動選択の結果として、同じ地域の生物学的人口に正確に対応しない場合があります。

異なる地域からの集団は、異なる適応条件または生物学的および遺伝的構造の結果として異なる場合があります。

厳密なフィッティングが重要な場合は、無作為標本の調査が必要です。

フィッティング試験と規制

ワークスペースや機器を使用者に適応させることは、身体の大きさだけでなく、不快感への耐性や活動の性質、衣服、道具、環境条件などの変数にも依存する場合があります。 関連要因のチェックリスト、シミュレーター、および予想されるユーザー人口の体格の範囲を表すために選択された被験者のサンプルを使用した一連のフィッティング試験の組み合わせを使用できます。

目的は、すべての被験者の許容範囲を見つけることです。 範囲が重複する場合は、どの被験者の許容範囲外でもない、より狭い最終範囲を選択することができます。 オーバーラップがない場合は、構造を調整可能にするか、さまざまなサイズで提供する必要があります。 XNUMX つ以上の次元を調整できる場合、被験者は可能な調整のうちどれが自分に最も適しているかを判断できない場合があります。

特に不快な姿勢が疲労につながる場合、調整機能は複雑な問題になる可能性があります。 したがって、自分の人体測定特性についてほとんど、またはまったく知らないことが多いユーザーに、正確な指示を与える必要があります。 一般に、正確な設計により、調整の必要性が最小限に抑えられます。 いずれにせよ、関係するのは工学だけでなく人体測定学であることを常に念頭に置いておく必要があります。

動的人体測定学

適切な変数セットが選択されている場合、静的人体測定は動きに関する幅広い情報を提供する可能性があります。 それにもかかわらず、動きが複雑で産業環境との密接な適合が望ましい場合、ほとんどのユーザーと機械、および人間と車のインターフェースのように、姿勢と動きの正確な調査が必要です。 これは、リーチ ラインをトレースできる適切なモックアップを使用するか、写真によって行うことができます。 この場合、被写体の矢状​​面に配置された望遠レンズと人体測定ロッドを取り付けたカメラは、画像の歪みがほとんどない標準化された写真を可能にします。 被験者のアーティキュレーションに小さなラベルを付けると、動きを正確に追跡できます。

動きを研究するもう XNUMX つの方法は、関節を通過する一連の水平面と垂直面に従って、姿勢の変化を形式化することです。 繰り返しになりますが、コンピューター支援設計 (CAD) システムでコンピューター化された人体モデルを使用することは、人間工学に基づいた職場設計に動的人体測定を組み込むための実行可能な方法です。

 

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火曜日、08 March 2011 21:01

筋肉の仕事

職業活動における筋肉の仕事

先進工業国では、労働者の約 20% が今でも力仕事を必要とする仕事に就いています (Rutenfranz et al. 1990)。 従来の重労働の仕事は減りましたが、その一方で、多くの仕事はより静的で、非対称で、静止したものになっています。 発展途上国では、あらゆる形態の筋肉の仕事はまだ非常に一般的です.

職業活動における筋肉作業は、重度の動的筋肉作業、手作業による資材処理、静的作業、反復作業の XNUMX つのグループに大別できます。 たとえば、林業、農業、建設業界では、重くて動的な作業タスクが見られます。 看護、輸送、倉庫保管などではマテリアルハンドリングが一般的ですが、事務作業、電子産業、修理および保守作業では静的負荷が存在します。 たとえば、食品や木材加工業界では、繰り返しの作業が見られます。

手作業によるマテリアルハンドリングと反復作業は、基本的に動的または静的な筋肉作業、またはこれらXNUMXつの組み合わせであることに注意することが重要です.

筋肉の働きの生理学

ダイナミックな筋肉の働き

ダイナミックな作業では、アクティブな骨格筋がリズミカルに収縮および弛緩します。 筋肉への血流は、代謝のニーズに合わせて増加します。 血流の増加は、心臓のポンピング (心拍出量) の増加、腎臓や肝臓などの活動していない領域への血流の減少、および作業筋組織内の開いた血管の数の増加によって達成されます。 筋肉の心拍数、血圧、酸素抽出量は、作業強度に比例して直線的に増加します。 また、より深い呼吸と呼吸頻度の増加により、肺換気が高まります。 心肺系全体を活性化する目的は、活動中の筋肉への酸素供給を強化することです。 重い動的筋肉作業中に測定された酸素消費量のレベルは、作業の強度を示します。 最大酸素消費量 (VO2max) その人の有酸素運動の最大能力を示します。 酸素消費量の値は、エネルギー消費量に換算できます (1 分間の酸素消費量 5 リットルは、約 21 kcal/分または XNUMX kJ/分に相当します)。

動的作業の場合、アクティブな筋肉量が小さい場合 (腕など)、最大作業能力と最大酸素消費量は、大きな筋肉を使用した動的作業よりも小さくなります。 同じ外部作業量で、小さな筋肉を使った動的な作業は、大きな筋肉を使った作業よりも高い心肺反応 (心拍数、血圧など) を引き出します (図 1)。

図 1. 静的作業と動的作業    

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静的な筋肉の働き

静的な作業では、筋肉の収縮は、たとえば手足のように目に見える動きを生み出しません。 静的な仕事は、筋肉内の圧力を増加させ、機械的圧縮と相まって、血液循環を部分的または完全に遮断します。 筋肉への栄養素と酸素の供給と、筋肉からの代謝最終産物の除去が妨げられます。 したがって、静的な作業では、動的な作業よりも筋肉が疲れやすくなります。

静的作業の最も顕著な循環機能は、血圧の上昇です。 心拍数と心拍出量はあまり変化しません。 一定の運動強度を超えると、運動の強度と持続時間に直接関係して血圧が上昇します。 さらに、同じ相対的な努力の場合、大きな筋肉群での静的作業は、小さな筋肉での作業よりも大きな血圧反応を生み出します. (図2参照)

図 2. Rohmert (1984) を修正した拡張応力-ひずみモデル

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原則として、静的作業における換気と循環の調節は動的作業の場合と似ていますが、筋肉からの代謝信号はより強く、異なる反応パターンを誘発します。

職業活動における筋肉過負荷の結果

労働者が筋肉作業で経験する身体的負担の程度は、作業筋肉量のサイズ、筋肉収縮のタイプ (静的、動的)、収縮の強度、および個人の特性によって異なります。

筋肉の作業負荷が作業者の身体能力を超えない場合、身体は負荷に適応し、作業を停止すると回復が速くなります。 筋肉への負荷が高すぎると、疲労が生じ、作業能力が低下し、回復が遅くなります. ピーク時の負荷または長時間の過負荷は、臓器の損傷を引き起こす可能性があります (職業病または仕事関連の病気の形で)。 一方、特定の強度、頻度、および持続時間の筋肉運動もトレーニング効果をもたらす可能性があります。一方、過度に低い筋肉要求はトレーニング効果を低下させる可能性があります. これらの関係は、いわゆる 拡張された応力-ひずみ概念 Rohmert (1984) によって開発されました (図 3)。

図 3. 許容可能なワークロードの分析

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一般に、筋肉の過負荷が病気の危険因子であるという疫学的証拠はほとんどありません。 しかし、健康状態の悪化、身体障害、および職場での主観的な過負荷は、身体的に厳しい仕事、特に高齢の労働者に集中します。 さらに、仕事関連の筋骨格疾患の多くの危険因子は、筋力の発揮、作業姿勢の悪さ、持ち上げ、突然のピーク負荷など、筋肉負荷のさまざまな側面に関連しています。

人間工学の目的の XNUMX つは、疲労や障害の予防に適用できる筋肉のワークロードの許容限界を決定することでした。 慢性的な影響の予防が疫学の焦点であるのに対し、作業生理学は主に短期的な影響、つまり仕事中または勤務中の疲労を扱います。

激しい動的筋肉作業で許容されるワークロード

動的な作業タスクにおける許容可能なワークロードの評価は、従来、酸素消費量 (またはそれに対応するエネルギー消費量) の測定に基づいていました。 酸素消費量は、現場でポータブル デバイス (ダグラス バッグ、マックス プランク呼吸計、Oxylog、Cosmed など) を使用して比較的簡単に測定できます。また、職場で確実に行うことができる心拍数の記録から推定することもできます。 、SportTester デバイスで。 酸素消費量の推定に心拍数を使用するには、実験室の標準的な作業モードで測定された酸素消費量に対して個別に較正する必要があります。つまり、研究者は、特定の心拍数での個々の被験者の酸素消費量を知っている必要があります。 心拍数の記録は、体力、環境温度、心理​​的要因、アクティブな筋肉量のサイズなどの要因にも影響されるため、注意して扱う必要があります。 したがって、心拍数の測定値は、酸素消費量の値がエネルギー要件のみを反映することによって全体的な生理学的負担を過小評価する可能性があるのと同じように、酸素消費量を過大評価する可能性があります。

相対好気性ひずみ (RAS) は、作業中に測定された労働者の VO に対する酸素消費量の割合 (パーセンテージで表される) として定義されます。2max 実験室で測定。 心拍数の測定値しか利用できない場合は、図 3 のようにいわゆる Karvonen 式を使用して、心拍数範囲のパーセンテージ (% HR 範囲) の値を計算することで、RAS に近似することができます。

VO2max 通常、機械効率が高い (20 ~ 25%) 自転車エルゴメーターまたはトレッドミルで測定されます。 アクティブな筋肉量が少ないか、静的成分が多い場合、VO2max 力学的効率は、大きな筋肉群を使った運動の場合よりも小さくなります。 たとえば、郵便小包の仕分けでは、VO2max 自転車エルゴメーターで測定された最大値のわずか 65% であり、タスクの機械効率は 1% 未満でした。 ガイドラインが酸素消費量に基づいている場合、最大テストのテストモードは実際のタスクにできるだけ近いものにする必要があります。 ただし、この目標を達成するのは困難です。

Åstrand (1960) の古典的な研究によると、RAS は 50 日 50 時間の勤務中に 50% を超えてはなりません。 彼女の実験では、40% のワークロードで体重が減少し、心拍数が定常状態に達せず、日中の主観的な不快感が増加しました。 彼女は、男性と女性の両方に 25% の RAS 制限を推奨しました。 後に彼女は、建設作業員が 55 日の勤務中に平均 RAS レベル 50% (範囲 30 ~ 35%) を自発的に選択したことを発見しました。 最近のいくつかの研究では、許容可能な RAS が XNUMX% 未満であることが示されています。 ほとんどの著者は、営業日全体の許容可能な RAS レベルとして XNUMX ~ XNUMX% を推奨しています。

もともと、許容可能な RAS レベルは、実際の作業生活ではめったに発生しない純粋な動的筋肉作業のために開発されました. たとえば、荷物を持ち上げる作業では、許容可能な RAS レベルを超えていなくても、背中の局所的な負荷が許容可能なレベルを大幅に超える場合があります。 その制限にもかかわらず、RAS の決定は、さまざまな仕事での身体的負担の評価に広く使用されています。

酸素消費量の測定または推定に加えて、他の有用な生理学的フィールド法も、重い動的作業における身体的ストレスまたはひずみの定量化に使用できます。 観察技術は、エネルギー消費の推定に使用できます(例えば、 エドホルムスケール) (エドホルム 1966)。 知覚された運動の評価 (RPE) は主観的な疲労の蓄積を示します。 新しい外来血圧監視システムにより、循環反応のより詳細な分析が可能になります。

手作業によるマテリアルハンドリングで許容されるワークロード

手作業によるマテリアルハンドリングには、さまざまな外部負荷の持ち上げ、運搬、押し引きなどの作業が含まれます。 この分野の研究のほとんどは、特に生体力学的観点から、持ち上げ作業における腰の問題に焦点を当てています.

自転車エルゴメーターテストから得られた個々の最大酸素消費量と比較すると、持ち上げ作業には 20 ~ 35% の RAS レベルが推奨されています。

最大許容心拍数の推奨値は、絶対値または安静時の心拍数に関連しています。 男性と女性の絶対値は、連続的な手動マテリアル ハンドリングで毎分 90 ~ 112 ビートです。 これらの値は、安静時レベルを超える心拍数の増加の推奨値、つまり 30 ~ 35 拍/分とほぼ同じです。 これらの推奨事項は、若くて健康な男性と女性の重い動的筋肉作業にも有効です. ただし、前述のように、心拍数データは筋肉の働き以外の要因にも影響されるため、慎重に扱う必要があります。

生体力学的分析に基づいた手作業によるマテリアルハンドリングの許容ワークロードのガイドラインは、荷物の重量、取り扱い頻度、持ち上げる高さ、身体から荷物までの距離、人の身体的特徴など、いくつかの要因で構成されています。

ある大規模なフィールド調査 (Louhevaara、Hakola、および Ollila 1990) では、健康な男性労働者がシフト中に 4 ~ 5 キログラムの郵便小包を客観的または主観的な疲労の兆候なしに処理できることがわかりました。 取り扱いの大部分は肩より下で行われ、平均取り扱い頻度は 8 分あたり 1,500 個未満の小包であり、小包の総数は 101 シフトあたり 1.0 個未満でした。 労働者の平均心拍数は毎分 31 回で、平均酸素消費量は XNUMX l/分で、これは自転車の最大値に関連する RAS の XNUMX% に相当します。

たとえば、OWAS 法 (Karhu、Kansi、および Kuorinka 1977) に従って実行される作業姿勢および力の使用の観察、知覚された運動の評価、および歩行中の血圧の記録も、手動のマテリアルハンドリングにおけるストレスおよび緊張の評価に適した方法です。 筋電図検査は、腕や背中の筋肉などの局所的なひずみ反応を評価するために使用できます。

静的な筋肉の作業に許容されるワークロード

静的な筋肉の仕事は、主に作業姿勢を維持するために必要です。 静的収縮の持続時間は、収縮の相対的な力に指数関数的に依存します。 これは、例えば、静的収縮が最大の力の 20% を必要とする場合、持続時間は 5 ~ 7 分、相対力が 50% の場合、持続時間は約 1 分であることを意味します。

古い研究では、相対力が最大力の 15% 未満の場合、疲労は発生しないことが示されていました。 しかし、より最近の研究では、許容可能な相対力は筋肉または筋肉群に固有であり、最大静的強度の 2 ~ 5% であることが示されています。 ただし、これらの力の制限は、筋電図記録を必要とするため、実際の作業状況で使用するのは困難です。

開業医にとって、静的作業におけるひずみの定量化に利用できるフィールド メソッドは少なくなります。 悪い作業姿勢、つまり主関節の正常な中間位置から外れた姿勢の割合を分析するためのいくつかの観察方法 (OWAS 法など) が存在します。 心拍数はあまり当てはまりませんが、血圧の測定値と知覚された運動の評価は有用な場合があります。

反復作業における許容可能なワークロード

小さな筋肉群での反復作業は、循環および代謝反応の観点から見ると、静的な筋肉の作業に似ています。 通常、反復作業では、筋肉は 30 分間に 10 回以上収縮します。 収縮の相対力が最大力の 90% を超えると、持久力と筋力が低下し始めます。 ただし、耐久時間には個人差があります。 たとえば、筋肉が 110 ~ 10% の相対力レベルで 20 分間に 1974 ~ XNUMX 回収縮する場合、持久時間は XNUMX ~ XNUMX 分です (Laurig XNUMX)。

反復作業の明確な基準を設定することは非常に困難です。非常に軽いレベルの作業でも (マイクロコンピューターのマウスを使用する場合のように)、筋肉内圧が上昇し、筋肉繊維の腫れ、痛み、および減少につながる場合があるためです。筋力で。

反復的および静的な筋肉の作業は、非常に低い相対的な力レベルで疲労と作業能力の低下を引き起こします. したがって、人間工学的介入は、反復運動と静的収縮の数を可能な限り最小限に抑えることを目的とする必要があります。 反復作業におけるひずみ評価に使用できるフィールド メソッドはほとんどありません。

筋肉過負荷の予防

筋肉負荷が健康に有害であることを示す疫学的証拠は比較的少ない. しかし、仕事の生理学的および人間工学的研究は、筋肉の過負荷が疲労(すなわち、仕事能力の低下)を引き起こし、生産性と仕事の質を低下させる可能性があることを示しています.

筋肉過負荷の防止は、作業内容、作業環境、および作業者に向けられている可能性があります。 負荷は、作業環境、ツール、および/または作業方法に焦点を当てた技術的手段によって調整できます。 筋肉のワークロードを調整する最も速い方法は、個々の作業時間の柔軟性を高めることです。 これは、個々の労働者の仕事量とニーズと能力を考慮に入れた、仕事と休息の計画を立てることを意味します。

静的で反復的な筋肉の作業は最小限に抑える必要があります。 持久力タイプの体力の維持には、時折の重い動的作業フェーズが役立つ場合があります。 おそらく、仕事の日に組み込むことができる身体活動の最も有用な形態は、活発なウォーキングまたは階段を上ることです.

しかし、労働者の体力や作業能力が低い場合、筋肉の過負荷を防止することは非常に困難です。 適切なトレーニングは、作業スキルを向上させ、仕事での筋肉負荷を軽減する可能性があります. また、仕事や余暇の時間に定期的に運動することで、労働者の筋肉と心肺能力が向上します。

 

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火曜日、08 March 2011 21:13

職場での姿勢

作業中の人の姿勢 (体幹、頭、四肢の相互組織) は、いくつかの観点から分析および理解することができます。 姿勢は仕事を進めることを目的としています。 したがって、彼らは、その性質、時間関係、および問題の人への(生理学的またはその他の)コストに影響を与える最終性を持っています。 身体の生理的能力と特性、および仕事の要件との間には密接な相互作用があります。

筋骨格負荷は、身体機能に必要な要素であり、健康に不可欠です。 作品のデザインの観点からは、必要なものと過剰なものの最適なバランスを見つけることが問題となります。

姿勢は、少なくとも次の理由で研究者や実践者に関心を持っています。

    1. 姿勢は筋骨格負荷の源です。 リラックスして立ったり、座ったり、水平に横になったりする場合を除き、筋肉は姿勢のバランスをとったり、動きを制御したりする力を生み出す必要があります。 建設業や重い材料の手作業などの古典的な重い作業では、動的および静的な外力が体内の内力に加わり、組織の容量を超える可能性のある高負荷が発生することがあります. (図 1 を参照) リラックスした姿勢でも、筋肉の働きがゼロに近づくと、腱や関節に負荷がかかり、疲労の兆候が現れることがあります。 見かけ上の負荷の低い仕事 (顕微鏡検査士の仕事など) は、長期間にわたって実行されると、退屈で骨の折れる作業になる可能性があります。
    2. 姿勢は、バランスと安定性に密接に関係しています。 実際、姿勢はいくつかの神経反射によって制御されており、触覚からの入力と周囲からの視覚的合図が重要な役割を果たしています。 遠くから物体に手を伸ばすなど、一部の姿勢は本質的に不安定です。 バランスの喪失は、労働災害の一般的な直接の原因です。 建設業など、必ずしも安定性が保証されない環境で行われる作業もあります。
    3. 姿勢は熟練した動きと視覚的観察の基礎です。 多くの作業では、繊細で熟練した手の動きと、作業対象を注意深く観察する必要があります。 そのような場合、姿勢はこれらのアクションのプラットフォームになります。 作業に注意が向けられ、姿勢要素が作業をサポートするために参加します。姿勢は動かなくなり、筋肉負荷が増加し、より静的になります。 フランスの研究グループは、彼らの古典的な研究で、仕事の割合が増加すると不動と筋骨格の負荷が増加することを示しました (Teiger, Laville and Duraffourg 1974)。
    4. 姿勢は、職場で起こっている出来事に関する情報源です。 姿勢を観察することは、意図的または無意識的である可能性があります。 熟練した監督者と労働者は、作業プロセスの指標として姿勢観察を使用することが知られています。 多くの場合、姿勢情報を観察することは意識的ではありません。 たとえば、石油掘削デリックでは、タスクのさまざまな段階でチーム メンバー間でメッセージをやり取りするために、姿勢の手がかりが使用されています。 これは、他の通信手段が不可能な状況下で行われます。

     

    図 1. 手の位置が高すぎることや前屈は、「静的な」負荷を生み出す最も一般的な方法です。

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          安全、健康、および作業姿勢

          安全と健康の観点から、上記の姿勢のすべての側面が重要な場合があります。 しかし、腰痛などの筋骨格系疾患の原因として最も注目されているのは姿勢です。 反復作業に関連する筋骨格系の問題も、姿勢に関連しています。

          腰痛 (LBP)は、さまざまな腰の病気の総称です。 それには多くの原因があり、姿勢は考えられる要因の XNUMX つです。 疫学的研究は、身体的に重い仕事が LBP を助長し、姿勢がこのプロセスの XNUMX つの要素であることを示しています。 特定の姿勢が LBP を引き起こす理由を説明するいくつかのメカニズムが考えられます。 前かがみの姿勢は背骨や靭帯への負荷を増大させ、特にねじれた姿勢では負荷がかかりやすくなります。 外からの負荷、特に急な動きや滑りなどの動的な負荷は、背中への負荷を大幅に増加させる可能性があります。

          安全衛生の観点から、一般的な作業の安全衛生分析の一環として、悪い姿勢やその他の姿勢要素を特定することが重要です。

          作業姿勢の記録と測定

          姿勢は、目視観察または多かれ少なかれ洗練された測定技術を使用して、客観的に記録および測定することができます。 また、自己評価スキームを使用して記録することもできます。 ほとんどの方法では、AET やルノーの方法がそうであるように、姿勢をより大きな文脈の要素の XNUMX つとして、たとえば仕事の内容の一部として考えています。 投稿のプロフィール (Landau and Rohmert 1981; RNUR 1976) — または、他のコンポーネントも考慮した生体力学的計算の出発点として。

          測定技術の進歩にもかかわらず、目視による観察は、野外条件下で体系的に姿勢を記録する唯一の実用的な手段であり続けています。 ただし、そのような測定の精度は低いままです。 それにもかかわらず、姿勢の観察は、仕事全般に関する豊富な情報源になり得ます。

          以下の測定方法と技術の短いリストは、厳選された例を示しています。

            1. 自己申告アンケートと日記. 自己申告アンケートと日記は、姿勢情報を収集する経済的な手段です。 自己申告は被験者の認識に基づいており、通常は「客観的に」観察された姿勢から大きく逸脱していますが、それでも作業の退屈さに関する重要な情報を伝えている可能性があります.
            2. 姿勢観察. 姿勢の観察には、姿勢とその構成要素の純粋な視覚的記録、およびインタビューによって情報を完成させる方法が含まれます。 これらの方法については、通常、コンピューターのサポートを利用できます。 目視観察には多くの方法があります。 この方法には、胴体と四肢の姿勢を含む動作のカタログが含まれているだけです (例: Keyserling 1986; Van der Beek、Van Gaalen、および Frings-Dresen 1992)。OWAS メソッドは、分析、評価、および評価のための構造化されたスキームを提案します。フィールド条件に合わせて設計された体幹と四肢の姿勢 (Karhu、Kansi、および Kuorinka 1977)。 記録と分析の方法には記法スキームが含まれる場合があり、そのうちのいくつかは非常に詳細であり (Corlett and Bishop 1976 による姿勢ターゲティング法と同様)、タスクの各要素の多くの解剖学的要素の位置の記法を提供する場合があります ( Drury 1987)。
            3. コンピュータ支援による姿勢分析. コンピュータは、さまざまな方法で姿勢分析を支援してきました。 ポータブル コンピューターと特別なプログラムにより、姿勢の簡単な記録と迅速な分析が可能になります。 Persson と Kilbom (1983) は、上肢研究のためのプログラム VIRA を開発しました。 Kerguelen (1986) は、作業タスクの完全な記録と分析のパッケージを作成しました。 Kivi と Mattila (1991) は、記録と分析のためにコンピューター化された OWAS バージョンを設計しました。

                 

                ビデオは通常、記録および分析プロセスの不可欠な部分です。 米国国立労働安全衛生研究所 (NIOSH) は、ハザード分析でビデオ手法を使用するためのガイドラインを提示しました (NIOSH 1990)。

                生体力学および人体計測のコンピューター プログラムは、作業活動および実験室での姿勢要素を分析するための特殊なツールを提供します (例: Chaffin 1969)。

                作業姿勢に影響を与える要因

                作業姿勢は、それ自体の外にある目標、最終的なものに役立ちます。 そのため、それらは外部の労働条件に関連しています。 作業環境とタスク自体を考慮しない姿勢分析は、人間工学者にとってあまり関心のないものです。

                作業場の寸​​法特性は、動的な作業 (限られたスペースでの材料の取り扱いなど) であっても、姿勢 (座る作業の場合など) を大きく定義します。 処理する負荷は、作業ツールの重量と性質と同様に、身体を特定の姿勢に強制します。 一部のタスクでは、たとえば図 2 に示すように、ツールを支えたり、作業対象に力を加えたりするために体重を使用する必要があります。

                図 2. 立つことの人間工学的側面

                ERG080F4

                個人差、年齢、性別が姿勢に影響を与えます。 実際、例えば手作業での「典型的な」または「最良の」姿勢は、ほとんどフィクションであることが分かっています。 個々の作業状況ごとに、さまざまな基準の観点から、代替の「最良の」姿勢が多数あります。

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                作業補助具と作業姿勢のサポート

                腰の痛みや上肢の筋骨格損傷のリスクがある作業には、ベルト、ランバー サポート、装具の使用が推奨されています。 これらのデバイスは、例えば、腹圧や手の動きを制御することにより、筋肉をサポートすると考えられてきました。 また、肘、手首、または指の可動範囲を制限することも期待されています。 これらのデバイスで姿勢要素を修正することが、筋骨格系の問題を回避するのに役立つという証拠はありません.

                ハンドル、ひざまずくためのサポート パッド、座席補助具など、職場や機械での姿勢サポートは、姿勢負荷や痛みを軽減するのに役立つ場合があります。

                姿勢要素に関する安全衛生規則

                姿勢または姿勢要素は、規制活動の対象ではありません それ自体が. ただし、いくつかの文書には、姿勢に関係する記述が含まれているか、規則の不可欠な要素として姿勢の問題が含まれています。 既存の規制資料の全体像は入手できません。 以下の参考文献は例として示されています。

                  1. 国際労働機関は、1967 年に最大積載量に関する勧告を発行しました。 勧告は姿勢要素自体を規制していませんが、姿勢の緊張に大きな影響を与えます. この勧告は現在では時代遅れになっていますが、手作業による資材処理の問題に注意を向ける上で重要な目的を果たしてきました。
                  2. NIOSH の持ち上げガイドライン (NIOSH 1981) も、それ自体は規制ではありませんが、その地位を獲得しています。 ガイドラインは、負荷の位置 (姿勢要素) を基準として使用して、負荷の重量制限を導き出します。
                  3. 国際標準化機構および欧州共同体には​​、姿勢要素に関する事項を含む人間工学の基準および指令が存在します (CEN 1990 および 1991)。

                   

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                  火曜日、08 March 2011 21:20

                  生体力学

                  目的と原則

                  バイオメカニクスは、身体を単なる機械システムであるかのように研究する学問です。身体のすべての部分を機械構造に例え、そのように研究します。 たとえば、次の類推を引き出すことができます。

                  • 骨:レバー、構造部材
                  • 果肉: 体積と質量
                  • ジョイント: 座面と関節
                  • ジョイント ライニング: 潤滑剤
                  • マッスル: モーター、スプリング
                  • 神経: フィードバック制御メカニズム
                  • オルガン:電源
                  • 腱: ロープ
                  • ティッシュ:スプリング
                  • 体腔:風船。

                   

                  バイオメカニクスの主な目的は、身体が力を生み出し、動きを生み出す方法を研究することです。 この分野は主に解剖学、数学、物理学に依存しています。 関連分野は、人体測定(人体測定の研究)、作業生理学、運動学(人間の動きに関連する力学と解剖学の原理の研究)です。

                  労働者の職業上の健康を考慮すると、バイオメカニクスは、一部のタスクがけがや病気を引き起こす理由を理解するのに役立ちます。 関連する健康への悪影響には、筋肉の緊張、関節の問題、背中の問題、疲労などがあります。

                  背中の緊張や捻挫、さらには椎間板に関連するより深刻な問題は、避けることができる職場での怪我の一般的な例です。 これらは、突然の特定の過負荷が原因で発生することがよくありますが、長年にわたる身体による過剰な力の行使を反映している可能性もあります。問題は突然発生するか、発生するのに時間がかかる場合があります. 時間が経つにつれて発生する問題の例は、「仕立て屋の指」です。 最近の記述では、28 年間衣料品工場で働き、暇なときに裁縫をした後、皮膚が硬化して肥厚し、指を曲げることができなくなった女性の手について説明しています (Poole 1993)。 (具体的には、彼女は右手の人差し指の屈曲変形、右手の人差し指と親指の顕著なヘバーデン結節、およびはさみからの絶え間ない摩擦による右中指の顕著なたこに苦しんでいました。)彼女の手のフィルムは、右の人差し指と中指の最も外側の関節に、関節空間の喪失、関節硬化症(組織の硬化)、骨棘(関節の骨の成長)、および骨嚢胞を伴う重度の変性変化を示しました。

                  職場での検査により、これらの問題は、最も外側の指関節の過伸展 (曲げ) の繰り返しによるものであることがわかりました。 機械的過負荷と血流の制限 (指の白化として見える) は、これらの関節全体で最大になります。 これらの問題は、筋肉以外の部位で繰り返される筋肉の運動に反応して発生しました。

                  バイオメカニクスは、この種の傷害を回避するためのタスクの設計方法や、設計が不十分なタスクを改善する方法を提案するのに役立ちます。 これらの特定の問題の解決策は、はさみを再設計し、実行するアクションの必要性を取り除くために縫製タスクを変更することです.

                  生体力学の XNUMX つの重要な原則は次のとおりです。

                    1. 筋肉は対になる. 筋肉は収縮することしかできないため、関節を一方向に動かすには 1 つの筋肉 (または筋肉群) が必要であり、反対方向に動かすには対応する筋肉 (または筋肉群) が必要です。 図 XNUMX は、肘関節のポイントを示しています。
                    2. 筋肉のペアがリラックスしたバランスにあるとき、筋肉は最も効率的に収縮します. 筋肉は、屈曲する関節の中間域にあるときに最も効率的に機能します。 これには 2 つの理由があります。第 XNUMX に、筋肉が短縮されたときに収縮しようとすると、伸長した反対側の筋肉を引き寄せます。 後者は引き伸ばされるため、収縮する筋肉が克服しなければならない弾性反力が適用されます。 図 XNUMX は、筋肉の長さによって筋力がどのように変化するかを示しています。

                       

                      図 1. 骨格筋は、動きを開始または逆転させるためにペアで発生します

                       ERG090F1

                      図 2. 筋肉の張力は筋肉の長さによって変化する

                      ERG090F2

                      第二に、筋肉が関節の動きの中間域以外で収縮しようとすると、機械的に不利な状態で動作します。 図 3 は、XNUMX つの異なる位置での肘の機械的利点の変化を示しています。

                      図 3. 関節の動きに最適な位置

                      ERG090F3

                      ワークデザインの重要な基準は、次の原則に基づいています。ワークは、各関節の反対側の筋肉がリラックスしたバランスで発生するように配置する必要があります。 ほとんどのジョイントの場合、これはジョイントが可動範囲のほぼ中間にあることを意味します。

                      このルールは、タスクの実行中に筋肉の緊張が最小になることも意味します。 規則違反の一例は、手首を曲げて習慣的に操作するキーボード オペレーターの前腕の上部の筋肉に影響を与えるオーバーユース シンドローム (RSI、または反復性緊張損傷) です。 多くの場合、この習慣は、キーボードとワークステーションの設計によってオペレーターに強制されます。

                      アプリケーション

                      以下は、バイオメカニクスのアプリケーションを示すいくつかの例です。

                      ツールハンドルの最適な直径

                      ハンドルの直径は、手の筋肉がツールに加える力に影響します。 研究によると、最適なハンドルの直径は、ツールを使用する用途によって異なります。 ハンドルのラインに沿って推力を発揮するには、指と親指が少しオーバーラップして握れる直径が最適です。 こちらは約40mm。 トルクを発揮させるには、直径約 50 ~ 65 mm が最適です。 (残念ながら、どちらの目的でも、ほとんどのハンドルはこれらの値よりも小さくなっています。)

                      ペンチの使用

                      ハンドルの特殊なケースとして、ペンチで力を加える能力は、図 4 に示すように、ハンドルの分離に依存します。

                      図 4. 男性と女性の使用者がペンチの顎を握る強さを、ハンドルの間隔の関数として示す

                       ERG090F4

                      着座姿勢

                      筋電図は、筋肉の緊張を測定するために使用できる技術です。 緊張の研究では、 脊柱起立 座っている被験者の(背中の)筋肉を調べたところ、(背もたれを傾けて)後ろに寄りかかると、これらの筋肉の緊張が低下することがわかりました。 この効果は、背もたれが上半身の重量をより多く負担するためと説明できます。

                      さまざまな姿勢の被験者の X 線研究は、股関節を開閉する筋肉のリラックスしたバランスの位置が約 135 度の股関節角度に対応することを示しました。 これは、無重力状態 (宇宙) でこのジョイントが自然に採用する位置 (128°) に近いです。 座った姿勢では、股関節の角度が 90 度で、膝関節と股関節の両方にまたがるハムストリングスの筋肉が、仙骨 (骨盤に接続する脊柱の一部) を垂直位置に引っ張る傾向があります。 その効果は、腰椎の自然な前弯(湾曲)を取り除くことです。 椅子には、この努力を修正するための適切な背もたれが必要です。

                      スクリュードライブ

                      ねじを時計回りに挿入するのはなぜですか? この練習はおそらく、右腕を時計回りに回転させる筋肉 (ほとんどの人は右利き) が、反時計回りに回転させる筋肉よりも大きい (したがってより強力である) という無意識の認識から生じたものです。

                      左利きの方は手でネジを差し込むと不利になりますのでご注意ください。 人口の約 9% が左利きであるため、場合によっては特別なツールが必要になります。ハサミや缶切りがその XNUMX つの例です。

                      組み立て作業でドライバーを使用している人々の研究では、特定の動きと特定の健康問題との間のより微妙な関係が明らかになりました. 肘の角度が大きい(腕がまっすぐである)人ほど、肘に炎症が起こりやすいことがわかりました。 この効果の理由は、前腕 (上腕二頭筋) を回転させる筋肉が、橈骨頭 (下腕の骨) を上腕骨 (上腕骨) の頭 (丸い頭) に引っ張ることにもあります。 より高い肘の角度で力が増加すると、肘に大きな摩擦力が生じ、結果として関節が加熱され、炎症が引き起こされました。 より高い角度では、ねじ込み動作を行うために筋肉もより大きな力で引っ張る必要があったため、約 90 度の肘で必要とされるよりも大きな力が適用されました。 解決策は、タスクをオペレーターの近くに移動して、肘の角度を約 90° に減らすことでした。

                      上記の事例は、生体力学を職場に適用するには、解剖学の適切な理解が必要であることを示しています。 タスクの設計者は、機能解剖学の専門家に相談して、議論されている問題の種類を予測する必要がある場合があります。 (ポケット エルゴノミスト (Brown and Mitchell 1986) は、筋電図の研究に基づいて、職場での身体的不快感を軽減する多くの方法を提案しています.)

                      手動マテリアルハンドリング

                      用語 手動操作 持ち上げる、下げる、押す、引く、運ぶ、移動する、保持する、拘束するなどの作業が含まれ、労働生活の大部分を網羅しています。

                      タスクを実行するには筋肉を動かさなければならないため、バイオメカニクスは手作業に直接関連していることは明らかです。 問題は、人々がどれだけの肉体労働を合理的に期待できるかということです。 答えは状況によって異なります。 実際には、XNUMX つの質問をする必要があります。 それぞれに、科学的に研究された基準に基づいた答えがあります。

                        1. 体に損傷を与えずに(たとえば、筋肉の緊張、椎間板の損傷、関節の問題などの形で)どれだけ処理できますか? これは 生体力学的基準.
                        2. 肺に過度の負担をかけずに (息を切らして息を切らさずに) 処理できる量はどれくらいですか? これは 生理学的基準.
                        3. 人々はどのくらい快適に扱うことができると感じていますか? これは 精神物理学的基準.

                             

                            これらの XNUMX つの異なる基準が必要なのは、物を持ち上げる作業に対して XNUMX つの大きく異なる反応が生じる可能性があるためです。 感じています タスクについて—心理物理学的基準。 加える力が大きいと、筋肉や関節への負担が懸念されます。 過負荷ではない 損傷点まで - 生体力学的基準。 そしてもし 仕事率 大きすぎると、生理学的基準、または人の有酸素能力をはるかに超える可能性があります。

                            多くの要因が、手作業による身体への負荷の程度を決定します。 それらはすべて、制御の機会を示唆しています。

                            姿勢と動き

                            負荷をかけて体をひねったり前に手を伸ばす作業が必要な場合は、怪我のリスクが高くなります。 多くの場合、ワークステーションはこれらのアクションを防ぐために再設計できます。 リフトを地面の高さから始めると、太ももの中央の高さよりも背中の怪我が多くなります。これは、簡単な制御手段を示唆しています。 (これはハイリフトにも当てはまります。)

                            積み荷。

                            荷物自体の重量や場所によっては、ハンドリングに影響を与える場合があります。 形状、安定性、サイズ、滑りやすさなどの他の要因はすべて、取り扱い作業の容易さに影響を与える可能性があります。

                            組織と環境。

                            物理的にも時間の経過とともに (一時的に) 作業が組織化される方法も、取り扱いに影響を与えます。 配送ベイでトラックから荷を下す作業は、XNUMX 人の作業員に XNUMX 日中かけてもらうよりも、数人に XNUMX 時間ずつ分散させた方がよいでしょう。 環境はハンドリングに影響を与えます。照明が不十分で、床が散らかったり、でこぼこしたり、ハウスキーピングが不十分だったりすると、すべて人がつまずく可能性があります。

                            個人的な要因。

                            個人の取り扱いスキル、年齢、着用している衣服も、取り扱い要件に影響を与える可能性があります。 必要な情報を提供し、取り扱いの物理的なスキルを開発するための時間を確保するために、トレーニングと持ち上げのための教育が必要です。 若い人ほどリスクが高くなります。 一方、高齢者は筋力が低下し、生理的能力が低下します。 タイトな服は、人々がきつい服に負担をかけるため、タスクに必要な筋力を増加させる可能性があります。 古典的な例は、ナースのスモック ユニフォームと、人々が頭の上で仕事をするときのタイトなオーバーオールです。

                            推奨される体重制限

                            上記の点は、すべての状況で「安全」な重量を示すことは不可能であることを示しています。 (重量制限は、恣意的な方法で国ごとに異なる傾向があります。たとえば、インドの港湾労働者はかつて 110 kg を持ち上げることが「許可」されていましたが、ドイツの旧人民民主共和国の対応者は 32 kg に「制限されていました」 .) 体重制限も大きすぎる傾向があります。 多くの国で提案されている 55 kg は、最近の科学的証拠に基づいて、現在では大きすぎると考えられています. 米国の国立労働安全衛生研究所 (NIOSH) は、23 年に 1991 kg の負荷制限を採用しました (Waters et al. 1993)。

                            各持ち上げ作業は、それぞれのメリットを評価する必要があります。 持ち上げ作業の重量制限を決定するための有用なアプローチは、NIOSH によって開発された式です。

                            RWL = LC x HM x VM x DM×AM×CM× FM

                            場所

                            RWL = 問題のタスクの推奨重量制限

                            HM = 荷重の重心から足首の中間点までの水平距離 (最小 15 cm、最大 80 cm)

                            VM =リフト開始時の荷物の重心と床との間の垂直距離(最大175cm)

                            DM = リフトの垂直移動 (最小 25 cm、最大 200 cm)

                            AM = 非対称係数 - タスクが体の正面から外れる角度

                            CM = 結合乗数 - 持ち上げるアイテムをしっかりとつかむ能力。参照表に記載されています。

                            FM = 周波数乗数 - リフティングの周波数。

                            方程式内の長さのすべての変数は、センチメートル単位で表されます。 NIOSH が持ち上げるために推奨する最大重量は 23 kg であることに注意してください。 これは、多くの人が多くの持ち上げ作業を行っていることを観察した結果、持ち上げ開始時の身体からの平均距離が 40 cm であり、以前のバージョンの方程式で想定されていた 25 cm ではないことが明らかになった後、15 kg から減少しました (NIOSH 1981 )。

                            リフト指数。

                            タスクで持ち上げる重量と RWL を比較することにより、持ち上げ指数 (LI) は、次の関係に従って取得できます。

                            LI=(取扱重量)/RWL.

                            したがって、NIOSH 式の特に価値のある使用法は、持ち上げ作業を重大度順に並べ、持ち上げ指数を使用して行動の優先順位を設定することです。 (ただし、この式には多くの制限があり、最も効果的に適用するには理解する必要があります。Waters et al. 1993 を参照してください)。

                            タスクによって課される脊椎圧迫の推定

                            コンピューター ソフトウェアは、手作業による脊椎の圧迫を推定するために利用できます。 ミシガン大学の 2D および 3D 静的強度予測プログラム (「Backsoft」) は、脊椎の圧迫を推定します。 プログラムに必要な入力は次のとおりです。

                            • 取り扱い活動が行われる姿勢
                            • 加えられた力
                            • 力の作用の方向
                            • 力を加える手の数
                            • 調査中の母集団のパーセンタイル。

                             

                            2D プログラムと 3D プログラムは、3D ソフトウェアが XNUMX 次元の姿勢に適用される計算を許可するという点で異なります。 プログラムの出力は脊椎圧縮データを提供し、選択された母集団のうち、足首、膝、股関節、第 XNUMX 腰椎椎間板仙骨、肩、および肘の XNUMX つの関節の推奨制限を超えずに特定のタスクを実行できるパーセンテージをリストします。 この方法には、プログラムから最大の価値を引き出すために完全に理解する必要がある多くの制限もあります。

                             

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                            火曜日、08 March 2011 21:29

                            一般的な疲労

                            この記事は、労働安全衛生百科事典の第 3 版に基づいています。

                            疲労と休息という XNUMX つの概念は、個人的な経験から誰にとってもなじみ深いものです。 「疲労」という言葉は、非常に異なる状態を表すために使用され、そのすべてが作業能力と抵抗力の低下を引き起こします。 疲労の概念が非常に多様に使用されているため、ほとんど無秩序な混乱が生じており、現在の考え方を明確にする必要があります。 長い間、生理学は筋肉疲労と一般的な疲労を区別してきました。 前者は、筋肉に局在する急性の痛みを伴う現象です。一般的な疲労は、働く意欲が低下する感覚によって特徴付けられます。 この記事は、「精神的疲労」または「神経疲労」とも呼ばれる一般的な疲労と、それが必要とする残りの部分のみに関係しています。

                            一般的な疲労はまったく異なる原因による可能性がありますが、そのうちの最も重要なものを図 1 に示します。その影響は、XNUMX 日の間に経験したさまざまなストレスが生体内に蓄積され、徐々に増加する感覚を生み出しているかのようです。倦怠感。 この気持ちは、仕事をやめる決断を促します。 その効果は、睡眠への生理学的な前奏曲の効果です。

                            図 1. 毎日の疲労の原因の累積効果の図式表示

                            ERG225F1

                            横になって休むことができれば、疲労は有益な感覚です。 しかし、この感覚を無視して無理に働き続けると、疲労感が増し、苦痛に満ち、ついには圧倒されてしまいます。 この日常的な経験は、例えば喉の渇き、空腹、恐怖などの他の感覚と同様に、生命を維持する上で役割を果たす疲労の生物学的重要性を明確に示しています.

                            休息は、バレルを空にすることとして図 1 に表されています。 休息の現象は、生物が乱されていない場合、または体の少なくともXNUMXつの重要な部分がストレスを受けていない場合に正常に発生します. これは、仕事中の短い一時停止から毎晩の睡眠まで、すべての休憩が就業日に果たす決定的な役割を説明しています。 樽の比喩は、生物が負担する総負荷と残りの可能性の合計との間で一定の平衡に達することが、通常の生活にとっていかに必要であるかを示しています。

                            疲労の神経生理学的解釈

                            過去数十年間の神経生理学の進歩は、中枢神経系の疲労によって引き起こされる現象の理解を深めるのに大きく貢献しました。

                            生理学者のヘスは、特定の間脳構造、特に視床の内側核の特定構造の電気刺激が、反応能力の低下を示す阻害効果を徐々に生み出すことを最初に観察した。そして眠くなる傾向にあります。 一定時間刺激を続けると、全身の弛緩に続いて眠気が生じ、最後に睡眠に至る。 これらの構造から始まり、すべての意識現象の中心である大脳皮質に能動的抑制が及ぶ可能性があることが後に証明されました。 これは行動だけでなく、大脳皮質の電気的活動にも反映されています。 他の実験では、他の皮質下領域から抑制を開始することにも成功しています。

                            これらすべての研究から導き出される結論は、効果的な抑制システムを表し、それに伴うすべての現象で疲労を引き起こす構造が間脳と中脳にあるということです。

                            阻害と活性化

                            動物と人間で行われた多数の実験は、反応に対するそれらの両方の一般的な性質が、この抑制システムだけでなく、本質的に活性化の網状上昇システムとして知られる拮抗的に機能するシステムにも依存することを示しています。 実験から、網状体には覚醒の程度を制御する構造が含まれていることがわかっており、その結果、反応に対する一般的な性質が制御されます。 これらの構造と活性化の影響が意識に及ぼされる大脳皮質との間には神経のつながりが存在します。 さらに、活性化システムは感覚器官から刺激を受けます。 他の神経接続は、大脳皮質 (知覚と思考の領域) から活性化システムにインパルスを伝達します。 これらの神経生理学的概念に基づいて、意識の領域に由来する影響と同様に、外部刺激が、活性化システムを通過する際に、反応への素因を刺激する可能性があることを立証することができます.

                            さらに、他の多くの調査により、活性化システムの刺激が栄養中枢からも頻繁に広がり、生物をエネルギーの消費、仕事、闘争、逃走などに向けさせると結論付けることができます。内臓)。 逆に、栄養神経系の領域内の抑制系の刺激は、生物を休息、エネルギーの蓄えの再構成、同化現象 (栄養転換) の傾向に導くようです。

                            これらすべての神経生理学的知見を統合することにより、次の疲労の概念を確立することができます: 疲労の状態と感覚は、大脳皮質における意識の機能的反応によって条件付けられます。これは、相互に拮抗する XNUMX つのシステムによって支配されます。抑制系と活性化系です。 このように、人間が働く気質は、その時々の XNUMX つのシステムの活性化の程度に依存します。抑制システムが優勢である場合、生物は疲労状態になります。 活性化システムが支配的である場合、それは働く気質の増加を示します。

                            この精神生理学的な疲労の概念により、説明が難しい症状の一部を理解することができます。 したがって、たとえば、予期せぬ外的出来事が発生したときや感情的な緊張が生じたときに、疲労感が突然消えることがあります。 どちらの場合も、活性化システムが刺激されたことは明らかです。 逆に、周囲が単調だったり、仕事がつまらなかったりすると、活性化系の機能が低下し、抑制系が優位になります。 これは、生物が作業負荷を受けていない単調な状況で疲労が現れる理由を説明しています.

                            図 2 は、阻害と活性化の相互に拮抗するシステムの概念を図式的に示しています。

                            図 2. システムを抑制および活性化することによる、働く傾向の制御の図式的提示

                            ERG225F2

                            臨床疲労

                            日々の顕著な疲労が徐々に慢性疲労の状態を生み出すことは、よくある経験です。 その後、疲労感は強まり、仕事の後の夕方だけでなく、日中、時には仕事の開始前にも現れます. この状態には、しばしば感情的な性質の倦怠感が伴います。 次の症状は、疲労に苦しむ人によく見られます: 精神的感情の高まり (反社会的行動、不適合)、抑うつ傾向 (やる気のない不安)、自発性の喪失を伴うエネルギー不足。 これらの精神的影響は、しばしば不特定の倦怠感を伴い、頭痛、めまい、心臓および呼吸器の機能障害、食欲不振、消化器障害、不眠症などの心身症として現れます.

                            慢性疲労に伴う病的な症状への傾向を考慮すると、それは臨床的疲労と呼ぶのが妥当かもしれません。 欠勤が増加する傾向があり、特に短期間の欠勤が多くなります。 これは、休息の必要性と罹患率の増加の両方によって引き起こされるようです. 慢性疲労の状態は、特に精神的な葛藤や困難にさらされている人に見られます。 外的原因と内的原因を区別するのが非常に難しい場合があります。 実際、臨床的疲労の原因と結果を区別することはほとんど不可能です。仕事、上司、または職場に対する否定的な態度は、結果として臨床的疲労の原因となる可能性があります。

                            調査によると、電気通信サービスで雇用されている交換機オペレーターと監視担当者は、仕事の後、疲労の生理学的症状 (視覚反応時間、ちらつき融合頻度、器用さテスト) が大幅に増加することが示されています。 医学調査によると、これら XNUMX つの労働者グループでは、郵便、電話の技術部門で雇用されている同様の女性グループと比較して、神経症状態、過敏症、睡眠障害、および慢性的な倦怠感が大幅に増加していることが明らかになりました。および電信サービス。 症状の蓄積は、仕事や労働条件に影響を受けた女性側の否定的な態度によるものとは限りませんでした。

                            予防策

                            疲労の万能薬はありませんが、一般的な労働条件と職場の物理的環境に注意を払うことで、問題を軽減するためにできることはたくさんあります。 例えば、労働時間の正しい調整、適切な休憩時間の提供、適切な食堂とトイレの提供によって、多くのことが達成されます。 労働者には十分な有給休暇も与えられるべきです。 職場の人間工学的研究は、座席、テーブル、および作業台が適切な寸法であり、ワークフローが正しく編成されていることを確認することにより、疲労の軽減にも役立ちます。 さらに、騒音制御、空調、暖房、換気、および照明はすべて、労働者の疲労の開始を遅らせるのに有益な効果をもたらす可能性があります.

                            単調さと緊張は、周囲の色と装飾の制御された使用、音楽の合間、および時には座りがちな労働者のための身体運動のための休憩によっても緩和される可能性があります. 労働者、特に監督および管理スタッフのトレーニングも重要な役割を果たします。

                             

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                            火曜日、08 March 2011 21:40

                            疲労回復

                            疲労と回復は、すべての生物において周期的なプロセスです。 疲労は、活動のパフォーマンスの低下または望ましくない変化と組み合わされた疲労感によって特徴付けられる状態として説明できます (Rohmert 1973)。

                            使用の結果、人体のすべての機能が疲労するわけではありません。 たとえば、眠っているときでさえ、私たちは呼吸をしており、心臓は絶え間なく拍動しています。 明らかに、呼吸と心臓の活動の基本的な機能は、疲労や回復のための一時停止なしに生涯を通じて可能です.

                            一方、かなり長時間の重労働の後では、容量が減少することがわかります。 疲労. これは、筋肉活動だけに当てはまるわけではありません。 感覚器官や神経中枢も疲れます。 しかし、すべての細胞の目的は、その活動によって失われた容量のバランスを取ることです。 回復.

                            ストレス、緊張、疲労、回復

                            人間の仕事における疲労と回復の概念は、ストレスと緊張の人間工学的概念と密接に関連しています (Rohmert 1984) (図 1)。

                            図 1. ストレス、緊張、疲労

                            ERG150F1

                            ストレスとは、主に受容体システムを介して知覚または感知される、またはエフェクターシステムに要求を課す、作業中の人々に影響を与える作業システム内の作業のすべてのパラメーターの合計を意味します。 ストレスのパラメーターは、作業タスク (筋肉作業、非筋肉作業 - タスク指向の次元と要因) と、作業が行われなければならない物理的、化学的、社会的条件 (騒音、気候、照度、振動) から生じます。 、シフト勤務など - 状況指向の次元と要因)。

                            ストレス要因の強さ/困難さ、持続時間、および組成 (すなわち、これらの特定の要求の同時および連続的な分布) は、複合ストレスをもたらし、作​​業システムの外因性効果のすべてが働く人に及ぼす. この組み合わされたストレスは、特に働く人の行動に応じて、積極的に対処することも、受動的に我慢することもできます。 能動的な場合には、作業システムの効率化に向けた活動が含まれますが、受動的な場合には、主にストレスを最小限に抑えることに関係する反応 (自発的または非自発的) が誘発されます。 ストレスと活動の関係は、働く人の個々の特性とニーズによって決定的に影響を受けます。 主な影響要因は、パフォーマンスを決定するモチベーションや集中力に関連するものと、能力やスキルと呼ばれる気質に関連するものです。

                            特定の活動で明らかになる行動に関連するストレスは、個々に異なる緊張を引き起こします。 ひずみは、生理学的または生化学的指標の反応(心拍数の上昇など)によって示されるか、または知覚されます。 したがって、緊張は「精神物理学的スケーリング」の影響を受けやすく、働く人が経験する緊張を推定します。 行動アプローチでは、緊張の存在は活動分析から導き出すこともできます。 緊張の指標(生理学的 - 生化学的、行動的、または心理的 - 物理的)が反応する強度は、ストレス要因の強度、持続時間、および組み合わせ、ならびに働く人の個々の特性、能力、スキル、およびニーズに依存します。

                            絶え間ないストレスにもかかわらず、活動分野、パフォーマンス、および緊張から導き出される指標は、時間の経過とともに変化する可能性があります(一時的な影響)。 このような時間的変動は、有機システムによる適応のプロセスとして解釈されます。 プラスの効果は、緊張の軽減/活動またはパフォーマンスの改善を引き起こします(たとえば、トレーニングによる)。 しかし、ネガティブなケースでは、緊張の増加/活動またはパフォーマンスの低下 (例: 疲労、単調) をもたらします。

                            利用可能な能力とスキルが作業プロセス自体で改善された場合、たとえば、トレーニング刺激のしきい値をわずかに超えた場合に、プラスの効果が発揮される可能性があります。 作業過程でいわゆる耐久限界 (Rohmert 1984) を超えると、負の影響が現れる可能性があります。 この疲労は、回復によって補うことができる生理的および心理的機能の低下につながります。

                            元のパフォーマンスを回復するには、休息の余裕、または少なくともストレスの少ない期間が必要です (Luczak 1993)。

                            適応プロセスが定義されたしきい値を超えて実行されると、使用されている有機システムが損傷を受け、その機能が部分的または完全に失われる可能性があります。 ストレスが高すぎる場合(急性損傷)、または回復が長期間不可能な場合(慢性損傷)、不可逆的な機能低下が現れることがあります。 このような損傷の典型的な例は、騒音性難聴です。

                            疲労のモデル

                            疲労は、ひずみの形態と組み合わせによって多面的になる可能性があり、一般的な定義はまだできていません。 疲労の生物学的過程は一般に直接的な方法では測定できないため、定義は主に疲労症状に向けられています。 これらの疲労症状は、例えば以下のXNUMXつに分類できます。

                              1. 生理学的症状: 疲労は、器官または生物全体の機能の低下として解釈されます。 それは、生理学的反応、例えば、心拍数の増加や筋肉の電気的活動を引き起こします (Laurig 1970)。
                              2. 行動症状: 疲労は、主にパフォーマンス パラメータの低下として解釈されます。 例としては、特定のタスクを解決する際のエラーの増加や、パフォーマンスのばらつきの増加があります。
                              3. 心身症の症状: 疲労は、ストレス要因の強度、持続時間、および構成に応じて、労作感の増加および感覚の低下として解釈されます。

                                   

                                  疲労の過程では、これら XNUMX つの症状すべてが役割を果たす可能性がありますが、異なる時点で現れることがあります。

                                  有機系の生理的反応、特に作業に関与するものが最初に現れることがあります。 後で、労作の感情が影響を受ける可能性があります。 パフォーマンスの変化は、通常、作業の規則性が低下したり、エラーの量が増加したりすることで明らかになりますが、パフォーマンスの平均にはまだ影響がない場合があります。 それどころか、適切な動機があれば、働く人は意志の力でパフォーマンスを維持しようとすることさえあります. 次のステップは、パフォーマンスの低下で終わる明らかなパフォーマンスの低下である可能性があります。 生理的症状は、人格の構造の変化や疲労など、生物の崩壊につながる可能性があります。 疲労のプロセスは、連続不安定化の理論で説明されています (Luczak 1983)。

                                  疲労と回復の主な傾向を図 2 に示します。

                                  図 2. 疲労と回復の主な傾向

                                  ERG150F2

                                  疲労回復の予後

                                  人間工学の分野では、ストレス要因の強度、持続時間、構成に応じて疲労を予測し、必要な回復時間を決定することに特別な関心があります。 表 1 は、これらのさまざまな活動レベルと考慮期間、および考えられる疲労の理由とさまざまな回復の可能性を示しています。

                                  表 1. 活動レベルに応じた疲労と回復

                                  活動レベル

                                  周期

                                  からの疲労

                                  による回復

                                  ワークライフ

                                  数十年

                                  過労
                                  数十年

                                  退職

                                  仕事の段階

                                  過労

                                  クリスマス・その他

                                  のシーケンス
                                  勤務シフト

                                  月/週

                                  不利なシフト
                                  ダイエット

                                  週末、無料

                                  XNUMXシフト

                                  ある日

                                  上記の応力
                                  耐久限界

                                  自由時間、休憩
                                  期間

                                  タスク

                                  HOURS

                                  上記の応力
                                  耐久限界

                                  休憩時間

                                  タスクの一部

                                  MINUTES

                                  上記の応力
                                  耐久限界

                                  ストレスの変化
                                  要因

                                   

                                  必要な回復時間を決定するためのストレスと疲労の人間工学的分析では、1992 労働日の期間を考慮することが最も重要です。 このような分析の方法は、時間の関数としてさまざまなストレス要因を決定することから始まります (Laurig 3) (図 XNUMX)。

                                  図 3. 時間の関数としてのストレス

                                  ERG150F4

                                  ストレス要因は、具体的な作業内容と作業条件から決定されます。 作業内容は、力の生成 (例: 荷を扱うとき)、運動機能と感覚機能の調整 (例: 組み立て時またはクレーンの操作時)、情報から反応への変換 (例: 制御時)、入力からの変換である可能性があります。情報を出力すること (例: プログラミング、翻訳時) および情報を生成すること (例: 設計時、問題解決時)。 労働条件には、物理​​的側面(騒音、振動、熱など)、化学的側面(化学物質)、および社会的側面(同僚、交替勤務など)が含まれます。

                                  最も簡単なケースでは、XNUMX つの重要なストレス要因が存在し、他の要因は無視できます。 そのような場合、特にストレス要因が筋肉労働に起因する場合、基本的な概念が知られているため、必要な休憩手当を計算することがしばしば可能です.

                                  たとえば、静的な筋肉の作業における十分な休息時間は、次の式に従って乗算によってリンクされた指数関数のように、筋肉収縮の力と持続時間に依存します。

                                   

                                  RA = パーセンテージで表した休憩手当 t

                                  t =分単位の収縮期間(作業期間)

                                  T = 収縮の可能な最大持続時間 (分単位)

                                  f = 静的力に必要な力と

                                  F = 最大の力。

                                  力、保持時間、残り時間の関係を図 4 に示します。

                                  図 4. 保持力と時間のさまざまな組み合わせに対する残りのパーセント許容値

                                  ERG150F5

                                  同様の法則は、重い動的筋肉作業 (Rohmert 1962)、アクティブな軽い筋肉作業 (Laurig 1974)、または別の産業用筋肉作業 (Schmidtke 1971) にも存在します。 非物理的な仕事、例えばコンピューティング (Schmidtke 1965) に匹敵する法則を見つけることはめったにありません。 主に孤立した筋肉と非筋肉の作業に対する休息許容量を決定するための既存の方法の概要は、Laurig (1981) と Lucusak (1982) によって与えられています。

                                   

                                   

                                   

                                   

                                   

                                  より困難なのは、図 5 に示すように、働く人に同時に影響を与えるさまざまなストレス要因の組み合わせが存在する状況です (Laurig 1992)。

                                  図 5. XNUMX つのストレス要因の組み合わせ    

                                  ERG150F6

                                  たとえば、XNUMX つの応力要因の組み合わせは、組み合わせの法則に応じて異なるひずみ反応を引き起こす可能性があります。 さまざまなストレス要因の複合効果は、無関心、代償的、または累積的である可能性があります。

                                  関係のない結合法則の場合、さまざまなストレス要因が生物のさまざまなサブシステムに影響を与えます。 これらの各サブシステムは、ひずみを共通のサブシステムに入力することなく、ひずみを補正できます。 全体的なひずみは最大の応力係数に依存するため、重ね合わせの法則は必要ありません。

                                  異なる応力要因の組み合わせが、各応力要因単独よりも低いひずみにつながる場合、代償効果が得られます。 筋肉の働きと低温の組み合わせは、身体が筋肉の働きによって生成された熱を低温で失うことを可能にするため、全体的な負担を軽減することができます.

                                  いくつかのストレス要因が重なると、累積的な影響が生じます。つまり、それらは XNUMX つの生理学的な「ボトルネック」を通過する必要があります。 一例は、筋肉の働きと熱ストレスの組み合わせです。 両方のストレス要因は、循環系に共通のボトルネックとして影響し、その結果、累積的な負担が生じます。

                                  Bruder (1993) (表 2 を参照) には、筋肉の働きと身体的状態との間の可能な組み合わせ効果が記載されています。

                                  表 2. ひずみに対する XNUMX つの応力要因の組み合わせ効果のルール

                                   

                                  コー​​ルド

                                  振動

                                  イルミネーション

                                  ノイズ

                                  重い動的作業

                                  +

                                  0

                                  0

                                  アクティブライトマッスルワーク

                                  +

                                  +

                                  0

                                  0

                                  静的な筋肉の働き

                                  +

                                  +

                                  0

                                  0

                                  0 無関心効果; + 累積効果; – 代償効果。

                                  出典:Bruder 1993 より転載。

                                  実際には通常の状況である XNUMX つ以上のストレス要因の組み合わせの場合、限られた科学的知識しか利用できません。 同じことが、ストレス要因の連続的な組み合わせにも当てはまります (つまり、作業者に連続的に影響するさまざまなストレス要因のひずみ効果)。 このような場合、実際には、生理的または心理的パラメーターを測定し、それらを積算値として使用することによって、必要な回復時間を決定します。

                                   

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                                  内容

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