職業(yè)衛(wèi)生學(xué)-職業(yè)生理工效

WorkPhysiology

OccupationalErgonomics1概述勞動創(chuàng)造了人類。勞動(工作）：是人們?yōu)閯?chuàng)造使用價(jià)值所從事的活動，也可看作為了一定的目的而從事的一切職業(yè)活動。它可分為體力和腦力勞動。體力工作（physicalwork）——是以肌肉活動為主的勞動。腦力工作（mentalwork）—是以高級中樞活動為主的勞動。2體力勞動時(shí)機(jī)體的調(diào)節(jié)和適應(yīng)

在生產(chǎn)勞動過程中，為保證能量供應(yīng)和各器官系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，機(jī)體通過神經(jīng)體液調(diào)節(jié)各器官系統(tǒng)的生理功能，以適應(yīng)生產(chǎn)勞動的需要。3

人在生產(chǎn)勞動過程勞動種類勞動強(qiáng)度作業(yè)姿勢輪班作業(yè)個體差異神經(jīng)-體液的調(diào)節(jié)和適應(yīng)完成作業(yè)促進(jìn)健康作業(yè)能力下降損害健康4勞動適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)工作負(fù)荷過高促進(jìn)健康生理和心理的過度緊張損害健康5勞動生理學(xué)（workphysiology）

研究在一定工作條件下機(jī)體器官和系統(tǒng)功能以及調(diào)節(jié)適應(yīng)規(guī)律。工作條件(workcondition)指工作任務(wù)、工作場所、對象、設(shè)備及生產(chǎn)環(huán)境等。工作條件對勞動者的器官及系統(tǒng)產(chǎn)生一定的作用或效應(yīng)，這種作用反之影響人的操作，二者關(guān)系是本學(xué)科研究及應(yīng)用的核心

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體力勞動過程生理變化與適應(yīng)

體力勞動時(shí)機(jī)體的能量代謝

機(jī)體的調(diào)節(jié)與適應(yīng)

腦力勞動過程生理變化與適應(yīng)

腦力勞動的內(nèi)容及生理特點(diǎn)

腦力勞動的職業(yè)衛(wèi)生要求

勞動負(fù)荷評價(jià)

作業(yè)類型

勞動負(fù)荷評價(jià)

作業(yè)能力

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職業(yè)活動過程中機(jī)體的生理變化與適應(yīng)體力工作時(shí)機(jī)體的能量代謝

人類的工作是manuallabor與brainwork相結(jié)合進(jìn)行的，不同類型的勞動有所偏重。由于骨骼肌約占人體中的40%，以骨骼肌活動為主的體力勞動能量消耗較大。

勞動時(shí)的能量代謝：一般一個人每天攝入能量20000kJ,除了基礎(chǔ)代謝的8000kJ及業(yè)余活動外，用于工作消耗為10000kJ(2390千卡)。8

體力勞動與腦力勞動分類manuallabor（產(chǎn)生和付出體力）brainwork（加工和產(chǎn)生信息）勞動類型肌肉活動為主的勞動感官活動為主的活動反應(yīng)性勞動協(xié)調(diào)性勞動創(chuàng)造性勞動活動特點(diǎn)以肌肉能量消耗為主，做功用手臂執(zhí)行一定精確動作，與肌力關(guān)系不大接受與處理信息，必要時(shí)做出反應(yīng)接受與處理信息，再轉(zhuǎn)入其他信息中產(chǎn)生信息，必要時(shí)輸出有關(guān)器官與系統(tǒng)肌肉、肌腱、循環(huán)、呼吸、骨骼肌肉、肌腱、感覺器官感覺器官（肌肉）感覺器官（智力）“智力”例子搬運(yùn)、用力鏟物組裝線工作、編織、駕駛檢驗(yàn)、監(jiān)測編程、打電話發(fā)明創(chuàng)造、解決難題9肌肉活動的能量來源

ATP-CP系統(tǒng)主要特點(diǎn)：提供能量迅速，產(chǎn)生ATP量少，只能供肌肉幾秒至1分鐘用有氧氧化（需氧系列）主要特點(diǎn)：提供能量較慢，產(chǎn)生ATP幾乎不受限制，脂肪為主要能源無氧酵解（乳酸系列，無氧代謝）主要特點(diǎn)：提供能量迅速，產(chǎn)生ATP有限10ATP-CP系列

ATP+H2O

ADP+Pi+29.3kJ/molCP+ADPCr+ATP肌肉CP儲存量非常小，只能供肌肉活動幾秒甚至1分鐘用，需從糖類、脂肪和蛋白質(zhì)分解來提供合成ATP的能量。11

肌肉在中等及以下強(qiáng)度活動時(shí)，食物在有氧條件下降解成CO2和H2O，并通過氧化磷酸化過程提供能量，合成大量的ATP。該過程需氧，為需氧系列。開始利用糖比較多，隨著時(shí)間延長，利用脂肪的比例增大，脂肪成為主要能源。12乳酸系列

在大強(qiáng)度活動時(shí)，ATP分解非常迅速，需氧系列受到供氧能力的限制，形成ATP的速度不能滿足肌肉活動的需要，機(jī)體處于相對缺氧狀態(tài)。此時(shí)，則靠無氧糖酵解產(chǎn)生乳酸的方式來提供能量，稱乳酸系列。其缺點(diǎn)是需動用大量的葡萄糖，產(chǎn)生的乳酸有致疲勞性，故不經(jīng)濟(jì)，也不能持久。

13表肌肉能量供應(yīng)系統(tǒng)的一般特性ATP-CP系列需氧系列乳酸系列氧無氧需氧無氧速度非常迅速較慢迅速能源CP，貯量有限糖原，脂肪及蛋白質(zhì)，不產(chǎn)生致疲勞性副產(chǎn)物糖原，產(chǎn)生的乳酸有致疲勞性產(chǎn)生ATP很少，產(chǎn)物為肌酸幾乎不受限制，產(chǎn)物為乳酸有限，產(chǎn)物為H2OCO2勞動類型任何勞動，包括短暫的極重勞動長期輕及中等勞動短期重及很重的勞動14*氧需（oxygendemand）

：勞動一分鐘所需要的氧量（l/min）。

主要取決于循環(huán)系統(tǒng)的功能，其次是器官的功能。*氧上限（maximumoxygenuptake）

：血液在一分鐘內(nèi)能供應(yīng)的最大氧量（l/min）。

成年人一般不超過3L，經(jīng)過體育鍛煉的人可達(dá)4L。*氧債（oxygendebt）

：氧需和實(shí)際供氧之間的差值（l/min）。作業(yè)時(shí)氧消耗的動態(tài)*15作業(yè)時(shí)的能消耗量是指全身各器官系統(tǒng)活動能量的總合。由于最緊張的腦力勞動的能消耗量不會超過基礎(chǔ)代謝的10%，而肌肉活動的能消耗量卻可達(dá)到基礎(chǔ)代謝的10-25倍，通常以能量消耗或者心率作為劃分勞動強(qiáng)度（intensityofwork）的指標(biāo)。勞動強(qiáng)度劃分我國目前的國家標(biāo)準(zhǔn)分為四級。

作業(yè)時(shí)的能消耗量與勞動強(qiáng)度分級16

ClassificationofPhysical

Workload(GBZ2.2-2007)體力勞動強(qiáng)度級別

勞動強(qiáng)度指數(shù)（n）I

n≤15II15<n≤20III20<n≤25IVn>2517

常見職業(yè)體力勞動強(qiáng)度分級表

體力勞動強(qiáng)度分級

職業(yè)描述I（輕勞動）坐姿：手工作業(yè)或腿的輕度活動，如打字、縫紉、腳踏開關(guān)等）；立姿：操作儀器，控制儀表、查看設(shè)備，上臂用力為主的裝配工作II（中等勞動）手和臂持續(xù)動作（如鋸木頭等）；臂和腿的工作（如卡車、拖拉機(jī)或建筑設(shè)備等運(yùn)輸操作）；臂和軀干的工作（如鍛造、風(fēng)動工具操作、粉刷、除草、鋤田、采摘水果蔬菜等）III（重勞動）臂和軀干負(fù)荷工作（如搬重物、鏟、錘鍛、鋸刨或鑿硬木、割草、挖掘等）IV（極重勞動）大強(qiáng)度的挖掘、搬運(yùn)，快到極限節(jié)律的極強(qiáng)活動1819腦力勞動過程中的生理變化與適應(yīng)

腦力勞動時(shí)，氧的代謝較其它器官高，睡眠時(shí)低。葡萄糖是腦細(xì)胞活動的最重要的能源，平時(shí)90%的能量都靠分解它來提供。腦細(xì)胞中糖原很少，只夠活動幾分鐘，主要靠學(xué)業(yè)輸送葡萄糖來提供能量，腦組織對缺氧、缺血非常敏感，但總攝氧量增高不能使腦力勞動效率提高。20

腦力勞動時(shí)的職業(yè)衛(wèi)生要求

腦的氧代謝安靜時(shí)即為肌肉的15-20倍，占成年人總耗氧量的10%。葡萄糖是腦細(xì)胞活動的最重要能源，90%來源于此，主要靠血供提供葡萄糖。腦組織對缺血、缺氧非常敏感。腦力勞動負(fù)荷過重可以影響其他組織持續(xù)工作時(shí)間不宜過長。工作場所：噪聲、照明、色彩、工作空間、工作時(shí)的人機(jī)界面等。21

腦力勞動對作業(yè)場所的要求

噪聲:工作室應(yīng)保持安靜，環(huán)境噪聲不應(yīng)超過45dB，超過70dB對整個腦力勞動的影響更大。平穩(wěn)、節(jié)奏舒緩的輕音樂或古典音樂有利于腦力勞動。

單人間最好。大的辦公室應(yīng)用矮墻隔開。照明室內(nèi)光線應(yīng)明亮。防止陽光直射到桌面上，應(yīng)從左邊過來。室溫20℃為宜。墻壁顏色明亮柔和，以淡綠、淺黃或淺灰色為好，應(yīng)避免用刺眼或黑色的顏色。22

*作業(yè)類型

根據(jù)肌肉收縮狀況，參與勞動的肌肉量多少以及是否做功，作業(yè)類型分為靜力作業(yè)和動力作業(yè)*靜態(tài)作業(yè)（staticwork）

依靠肌肉等長收縮進(jìn)行的作業(yè)。

特點(diǎn)：能量消耗不高，氧需不超過氧上限，易疲勞（不做功）23

靜力作業(yè)(staticwork)

主要依靠肌肉的等長性收縮來維持一定的體位，使軀體和四肢關(guān)節(jié)保持不動時(shí)所進(jìn)行的作業(yè)。在勞動過程中，靜態(tài)成分所占的比重與勞動姿勢和操作的技巧，熟練程度有關(guān)。靜態(tài)作業(yè)時(shí)即使用最大隨意收縮的肌張力進(jìn)行勞動，氧需也達(dá)不到氧上限，通常一分鐘不超過1L；但在作業(yè)停止后數(shù)分鐘內(nèi)，陽消耗不僅不像動力作業(yè)那樣迅速下降，反而先升高后再逐漸下降到原水平。靜態(tài)作業(yè)的特征是能消耗水平不高但卻很容易疲勞。24(L/min)

0123456789時(shí)間(min)氧需和氧消耗氧需消耗安靜作業(yè)恢復(fù)25*動態(tài)（力）作業(yè)（dynamicwork）：依靠肌肉等張收縮（isotoniccontraction）進(jìn)行的作業(yè)。特點(diǎn)：能夠持久、不易疲勞、不容易引起損傷、容易恢復(fù)、做功效率高（做功）。26

動力作業(yè)肌肉收縮時(shí)肌張力保持不變-等張收縮，運(yùn)用關(guān)節(jié)的活動來進(jìn)行的作業(yè)。

動力作業(yè)的特點(diǎn)是肌肉交替地收縮與舒張，血液灌流充分，不易疲勞。27

動力作業(yè)

重動力作業(yè)：手工搬運(yùn)（manualmaterialhandling）包括搬舉、運(yùn)送和推拉各種重量和體積的負(fù)荷。

反復(fù)性作業(yè)（repetitivework）：鍵盤操作、流水線等28作業(yè)能力

作業(yè)能力（workcapacity）：勞動者在從事某項(xiàng)勞動過程中，完成該項(xiàng)工作的能力，其高低是在不斷變化的。如何在不改變作業(yè)質(zhì)量的前提下，盡可能長時(shí)間維持一定作業(yè)強(qiáng)度的能力是研究的關(guān)鍵問題。

29作業(yè)能力主要影響因素及改善措施

社會因素和心理因素個體因素

年齡、性別、身材、健康及營養(yǎng)狀況

環(huán)境因素

工作條件與性質(zhì)

生產(chǎn)設(shè)備與工具勞動強(qiáng)度與時(shí)間勞動組織及制度

疲勞和休息

鍛煉和練習(xí)（training）30提高作業(yè)能力措施心理學(xué)措施人類工效學(xué)措施合理用力(動作對稱、有節(jié)奏、動作自然)操作合理化改善勞動制度31職業(yè)工效學(xué)歐洲：Ergonomics人類工程學(xué)或工效學(xué)。美國：HumanFactors;HumanFactorsEngineering人類因素學(xué)或人類因素工程學(xué)。

其他：工程心理學(xué)（前蘇聯(lián)）；人間工學(xué)（日本）；人體工程學(xué)；人機(jī)工程學(xué)；人類工效學(xué)；人機(jī)控制學(xué)；宜人學(xué)等。32職業(yè)工效學(xué)

定義

*以人為中心，研究人、機(jī)器和設(shè)備環(huán)境之間的相互關(guān)系，旨在實(shí)現(xiàn)人在工作中的健康、安全、舒適。

33研究內(nèi)容工作過程的生物力學(xué)

肌肉骨骼的力學(xué)特性、姿勢、合理用力、常見疾患人體測量及其應(yīng)用

動、靜態(tài)測量

，測量方法、測量儀器、人體尺寸應(yīng)用、影響人體尺寸因素

機(jī)器和工作環(huán)境

機(jī)器與工具（顯示器、控制器）、工作環(huán)境

工作組織34研究內(nèi)容

生物力學(xué)

生物與力學(xué)的有關(guān)問題。人在生產(chǎn)勞動中肌肉骨骼的力學(xué)問題，如人與機(jī)器設(shè)備間力學(xué)關(guān)系，以提高工作能力并減少肌肉骨骼損傷發(fā)生。35工作過程的生物力學(xué)

合理用力

*動力單元：包括關(guān)節(jié)在內(nèi)的某些解剖結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起完成以關(guān)節(jié)為軸的運(yùn)動動力鏈：兩個以上的動力單元組合

重心姿勢36職業(yè)工效學(xué)

研究內(nèi)容人體方面生物力學(xué)（biomechanics）重心（合理用力）物體重心：對稱，盡量靠近人體人體重心：平衡，盡量靠近脊柱姿勢（體位）站姿坐姿37工作過程的生物力學(xué)

合理用力

動力單元動力鏈

重心姿勢38

人體測量（Anthropometry）及應(yīng)用

定義：用測量的方法研究人體特質(zhì)，通過整體及局部測量，探討人體類型、特征、變異及發(fā)展規(guī)律

種類

*靜態(tài)測量：測量人體各部分的固定尺寸

*動態(tài)測量：測量人體或某一部分的空間運(yùn)動尺寸，即活動范圍。

39影響因素

年齡種族地區(qū)職業(yè)40在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

機(jī)器、設(shè)備、工具、作業(yè)場所及產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

Ⅰ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)需要兩個人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值和下限值的依據(jù)，稱為Ⅰ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)。又稱雙限值設(shè)計(jì)。

II型產(chǎn)品設(shè)計(jì)只需要一個人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值或下限值的依據(jù)，稱為Ⅱ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)。又稱單限值設(shè)計(jì)。只需要第50百分位數(shù)（P50）作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的依據(jù)，稱為Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)。又稱平均尺寸設(shè)計(jì)。

41

I型：在汽車駕駛員的可調(diào)式座椅的調(diào)節(jié)范圍設(shè)計(jì)時(shí)，為了使駕駛員的眼睛位于最佳位置、獲得良好的視野以及方便地操縱駕駛盤及踩剎車，高身材駕駛員可將座椅調(diào)低和調(diào)后，低身材駕駛員可將座椅調(diào)度和調(diào)前。因此對于座椅的高低調(diào)節(jié)范圍的確定需要取眼高的P90和P10為上、下限值的依據(jù)；對于座椅的前后調(diào)節(jié)范圍的確定需要取臀膝距的P90和P10為上、下限值的依據(jù)。II型：例1：在設(shè)計(jì)門的高度、床的長度時(shí)，只要考慮到高身材的人的需要，對低身材的人使用時(shí)必然不會產(chǎn)生問題。所在應(yīng)取身高的P90為上限值的依據(jù)。例2：為了確定防護(hù)可伸達(dá)危險(xiǎn)點(diǎn)的安全距離時(shí)，應(yīng)取人的相應(yīng)肢體位的可達(dá)距離的P99為上限值的依據(jù)。42Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)例1：門的把手或鎖孔離地面的高度、開關(guān)在房間墻壁上離地面的高度設(shè)計(jì)時(shí)，都分別只確定一個高度供不同身高的人使用，所以應(yīng)平均地取肘高的P50為產(chǎn)品尺寸的依據(jù)。例2：當(dāng)工廠由于生產(chǎn)能力有限，對本來應(yīng)采用尺寸系列的產(chǎn)品只能生產(chǎn)其中一個尺寸規(guī)格時(shí)，也取相應(yīng)人體尺寸的P50為設(shè)計(jì)依據(jù)。43

認(rèn)知工效學(xué)注意反應(yīng)情緒興趣

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機(jī)器和工具

顯示器

A.視覺顯示器（visualdisplay）工作性質(zhì)和要求在保證精度的情況下，盡可能使顯示方式簡單明了，容易判讀一個顯示器傳遞讀的信息不宜過多數(shù)字顯示器要易于判讀和換算數(shù)字排列符合閱讀習(xí)慣顯示器的指針不應(yīng)遮住數(shù)字或刻度，指針粗細(xì)要適當(dāng)45

聽覺顯示器（auditorydisplay）

在可能的情況下選用人耳最敏感的頻率范圍需要傳輸很遠(yuǎn)的信號實(shí)用低頻聲音報(bào)警用的信號頻率要在背景噪聲掩蔽效應(yīng)最小的范圍內(nèi)緊急警報(bào)宜采用間斷的聲音信號或改變頻率和強(qiáng)度,

信號持續(xù)時(shí)間適當(dāng)

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