劳动生理学.ppt

劳动生理学,研究劳动生理的目的,劳动负荷过大，劳动时间过长或环境条件都能使正常生理机能遭到破坏而使作业能力下降，甚至有损于健康。因此有必要研究劳动过程中，机体调节和适应规律，找出提高作业能力和预防疲劳的措施，达到保护和促进健康，提高劳动生产率的目的。国外在这方面已发展为一门独立的学科-劳动生理学(workphysiology)，且在此基础上进一步与机械工程学结合形成一门新学科-人体工效(ergonomics)。工效学即以人为中心，研究人、机器设备和环境之间的相互关系，旨在实现人在劳动及其他活动中的健康、安全、舒适，同时提高工作效率。,人体工效学（Ergonomics）又叫人体工学或人类工程学，人体工程学是探讨人与环境尺度之间关系的一门学科。人体工程学通过对人类自身生理和心理的认识，并将有关的知识应用在有关的设计中，从而使环境适合人类的行为和需求。,劳动过程中的生理变化与适应,劳动过程中肌肉活动的能量来源,ATPCP系列：ATP+H2OADP+Pi+7kcal/molCP+ADPCr+ATP需氧系列：糖脂肪氧化磷酸化蛋白质ATP+CO2+H2O乳酸系列：糖ATP+乳酸,作业时氧消耗的动态,人体所需要的氧量取决于劳动强度，强度愈大，需氧量愈多。,几个概念,氧需oxygendemand：劳动一分钟所需要的氧量。氧上限maximumoxygenuptake：血液在一分钟内能供应的最大氧量叫氧上限。氧债Oxygendebt：在作业开始2-3分钟内，呼吸和循环系统的活动尚不能满足氧需，肌肉活动所需能量是在缺氧条件下产生的，此时氧需和实际供氧量之差叫氧债。,氧债阶段：在劳动开始2-3分钟内，呼吸和循环系统的活动尚不能满足氧需，肌肉是在氧供给不足的条件下工作的。此时就产生了氧债。,作业时氧消耗动态,稳定状态（steadystate）:工作2-3分钟后呼吸和循环系统的活动逐渐加强氧的供应得到满足，即进入稳定状态下工作。这样的工作一般能维持较长时间。若劳动强度过大，氧需超过氧上限，机体处于供氧不足的状态下工作，肌肉活动所需能量靠糖酵解，这时会产生大量乳酸，作业就不能持久。,作业时氧消耗动态,补偿氧债阶段：工作停止后，在一段时间内，机体要消耗较安静时更多的氧以偿清氧债，这个时期即恢复期。根据氧债的大小，恢复期可达数分钟至十余分钟，甚至1小时。,作业时氧消耗动态,A=B,BA,劳动强度分级,1.中等强度的作业：作业时氧需不超过氧上限，即在稳定状态下作业，我国目前工农业劳动多属此类。2.大强度作业：指氧需超过了氧上限，即在氧债大量累积的条件下进行的作业，一般只能持续数至十余分钟；如重件手工锻打，爬坡搬重物等。3.极大强度作业：完全在无氧条件下进行的作业，此时氧债几乎等于氧需，如短跑和游泳比赛，只能持续很短时间，一般不大于2分钟。,体力劳动强度分级标准,体力劳动强度分级劳动强度级别劳动强度指数I25,体力劳动强度分级计算,目前我国已颁布的体力劳动强度分级标准(GBZ2-2002)，按照劳动强度指数大小将劳动强度分为四级，如上表所示。它是根据对262个工种工人的劳动工时、能量代谢和疲劳感等指标之间的关系进行调查分析后，提出按照劳动强度指数来划分体力劳动强度，其计算方法如下：I=T*M*S*W*10T：净劳动时间率(%)M：8小时工作日能量代谢率S：性别指数，男=1，女=1.3W：体力劳动方式系数：搬=1，扛：0.4，推/拉=0.0510：计算常数,动力定型(dynamicstereotype):当长期在同一劳动环境中从事某一作业活动时，通过复合条件反射逐渐形成的能提高作业能力的能动作用。,体力劳动时神经系统的调节与适应,体力劳动时神经系统的调节与适应,动力定型的建立应循序渐进，有节律地、经过反复的过程。动力定型存在废退。劳动强度过大影响动力定型应有的作用。,体力劳动时心血管系统的调节与适应,心率无锻炼的人主要靠增加心跳频率来增加作业时心输出量。有锻炼的人主要靠增加每搏输出量来增加作业时心输出量。心率增加未超过静息心率40次，能胜任该工作。,体力劳动时心血管系统的调节与适应,血压脉压逐渐增大或维持不变时，体力劳动可继续有效地进行；当继续劳动而脉压小于其最大值的一半时，表示疲劳或糖原储备接近耗竭。,体力劳动时心血管系统的调节与适应,安静时血液流入量大小顺序为：肾、内脏器官、肌肉、脑、心、皮肤（脂肪）及骨等。体力劳动时血液流入量变化为：肌肉心肌脑内脏肾皮肤骨,体力劳动时心血管系统的调节与适应,血液成分正常人（安静状态）血糖为5.6mmol/L血糖随劳动强度过大或持续时间过长可降低。当降至正常量一半时，表示糖原储备耗竭而不能继续劳动。血乳酸随体力劳动强度变(1-15mmol/L)与无氧代谢和其清除率有关。,体力劳动时呼吸系统的调节与适应,呼吸次数随体力劳动强度变化而变化。肺通气量随体力劳动强度变化而变化。无锻炼的人主要靠增加呼吸频率来增加作业时肺通气量。有锻炼的人主要靠增加肺活量来增加作业时肺通气量。,体力劳动时排泄系统的调节与适应,肾尿量减少(50-90%)尿乳酸量增加汗腺排汗调节体温，排出乳酸。,体力劳动时体温的调节与适应,体力劳动时体温的波动(增加)不超1oC。,脑力劳动时机体的调节与适应,一般认为凡以脑力活动为主的作业即为脑力劳动。明显的特点：在于信息的加工处理:通过感觉器官感受信息，经中枢神经系统评价、编码、存储、检索、处理、加工、复制，然后通过多种形式转化和输出信息。,通过多种形式转化和输出信息,经中枢神经系统评价、编码、存储、检索、处理、加工、复制,通过感觉器官感受信息,脑力劳动特点,非重复性、抽象的思维活动、具有明显的创造性,1、需氧量高：安静时约为等量肌肉需氧量的10-20倍。占成年人体总耗氧量的10%。2、需血流量多：所需血流量达心输出量的14-15%3、葡萄糖有氧氧化是脑细胞活动的最重要能源：平时90%的能量都靠糖原分解来提供。4、脑组织对缺氧、缺血、低血糖、低血压非常敏感。,脑代谢的特点：氧代谢高，能消耗量不高,劳动负荷与作业能力workloadandworkcapacity,作业类型(worktypes),根据肌肉收缩状态，参与劳动肌肉量的多少以及是否做功将作业分为两种类型。1.静态作业（staticwork）2.动态作业(dynamicwork),1.静态作业(staticwork),即主要依靠肌肉等长性收缩来维持一定体位，使机体和四肢保持不动所进行的作业，也称静力作业。特征：能消耗水平不高氧需通常不超过1L/min易疲劳,致疲劳性等长收缩当等长收缩的肌张力超过最大随意收缩力的20%时，易产生疲劳，因此称致疲劳性等长收缩。当肌张力在最大随意收缩力的50%时，作业能维持1分钟，如果以最大肌张力收缩只能维持6秒。,1.静态作业(staticwork),静态作业持续时间与肌肉收缩力的关系,静态作业的特点1、能消耗水平不高：因为在静态作业时并没有做功。2、氧消耗水平较低：氧需通过常不超过1L/min。3、乳酸在局部堆积易引起疼痛和疲劳。4、作业停止后数分钟内，氧消耗反而先升高后再逐渐下降到原水平。,原因：1、静力作业时，一定肌群持续收缩压迫小血管，使血流发生障碍，肌肉在无氧条件下工作形成氧债，当停止作业后血流一旦畅通，立即开始补偿氧债，故呈现出作业停止后，氧消耗反而增高的现象。2、静力作业时由于局部肌肉的持续收缩、不断刺激大脑皮层而引起局限强烈兴奋灶，使皮层和皮层下中枢的其他兴奋灶受到抑制，例如能代谢的抑制;当作业停止后，即出现后继性功能的加强，产生氧消耗反而升高的现象。,在保持肌张力不变，即等张性收缩的情况下经肌肉交替收缩和舒张，使关节活动来进行的作业，也称动力作业。,2.动态作业(dynamicwork),重动态作业轻动态作业,轻动态作业（反复性作业）参与作业的是一组或多组小肌群，参与活动的肌肉量小于全身肌肉总量的1/7，肌肉收缩频率高于15次/分钟。特点：能耗不高，但易疲劳或受损。,作业能力(workcapacity),定义：作业能力是指在不降低质量指标的前提下，尽可能长时间内维持一定作业强度的能力。,劳动过程中作业能力的动态,1工作入门期：introductionperiod工作开始时，工作效率一般较低，神经系统的“一时性协调功能”尚未恢复和建立，造成呼吸、循环、四肢和五官等调节迟缓。其后神经系统的协调功能加强，工人的动作逐渐加快而准确，工作效率不断上升，此阶段将持续1-2小时。,劳动过程中作业能力的动态,2稳定期：steadyperiod此期作业能力达到最高水平，一般维持一小时左右。,劳动过程中作业能力的动态,3疲劳期：fatigueperiod工人感到疲劳，操作的速度和准确性下降，单位时间内产量减少，废次品增多。,劳动过程中作业能力的动态,4.终末激发期多在后半个工作日的临近结束时，由于情绪激发工作效率可增加，但不会持久。,疲劳fatigue,在劳动过程中，当作业能力出现明显下降时叫疲劳，是体力和功能性效率暂时的减弱。疲劳与疲倦感不一定同步或一致。疲劳是机体的正常生理反应，起预防机体过劳的作用。但疲劳的发生迟早与神经系统的影响关系极大。,疲劳发生的机理,局部肌肉疲劳：短时间大强度体力劳动引起的疲劳，是由于乳酸在肌肉和血液中大量蓄积所致。较长时间轻或中等劳动引起的疲劳主要由于局部肌糖原储备的耗竭所致。,疲劳发生的机理,全身或中枢性疲劳：苏联学者认为，强烈或单调的劳动刺激会引起大脑皮层细胞储存的能源迅速消耗，而产生保护性抑制，以防止神经细胞进一步耗损并加速恢复过程。而英美学者则认为，全身性疲劳是由于体内平衡紊乱所致。如血糖水平下降，肝糖原耗竭，体液丧失，电解质丧失等。,较快疲劳产生的原因,劳动组织和制度的不合理，劳动强度过大，速度过快，不良体位，工具设备落后等;不良的劳动环境，如高温、高湿、毒物、照明不足、强烈噪音、振动等;劳动者本身的因素，如少年或老年人，不熟练工人，体质弱，心肺功能差，情绪低落者均易产生疲劳。,提高作业能力、减少疲劳的主要措施,改革生产技术与工具;改进操作方法，使操作合理化，增加有效操作时间，减少体力消耗;锻炼和练习;改善劳动制度和组织;增强体质，提高健康水平,锻炼和练习,锻炼(training)是通过反复使用而改善劳动者先天固有的生理功能和能力，例如心血管和呼吸系统的功能或肌肉的力量。锻炼可使心搏输出量增大，肺活量增大，体魄强健。练习(exercise)通过重复来改善那些后天学得的技能，例如执行某项操作或复述某条信息。练习可使动力定型巩固，动作更加协调、敏捷、准确。故锻炼和练习可均使作业能力提高，不易疲劳。两者对脑力劳动所起作用更大，因人类智力潜力很大，大脑约有120亿-140亿个神经元，而人经常动用的大脑神经细胞仅占10%-25%。因此坚持用脑，加强学习，加强练习和重复，可使记忆力增强，理解力加深，思维敏捷，提高脑力工作能力。,劳动过程中可能引起的疾患,站立和经常行走的作业扁平足：flatfoot下肢静脉曲张：varicosisoftheleg,劳动过程中可能引起的疾患,个别器官紧张腱鞘炎：tenosynovitis滑囊炎：buritis,劳动过程中可能引起的疾患,坐位作业单调、重复、迅速，易引起厌烦和精神紧张；人员活动范围受限，静态肌肉紧张成分增加，脊柱腰曲生理“S”形变直，脊柱压力增大。下肢及腹内血液回流可受到影响，易发生痔疮等疾病。,VDT作业的危害,VDT综合征：VDT为视频显示终端的英文字头缩写：（visualdisplayterminal,VDT）长时间在VDT前操作者可出现“VDT综合症”，意味着具有众多的健康反应而无特征性，主要表现为神经衰弱综合症，颈肩腕综合症和眼睛视力方面的改变等。,VDT综合征,（1）对神经系统影响：主要表现为神经衰弱综合症，主要可有头胀，头痛，头晕，多梦，记忆力减退等表现，神经行为功能测定中某些项目操作者可有明显减退，显示神经系统的亚临床改变。,VDT综合征,（2）对眼睛的影响：主诉眼不适发生率可以显高于对照组，主要表现为眼酸、眼胀、眼疼痛与视力模糊，客观检查发现视力下降，特别是近视力下降。目前以为VDT视屏眩目、反光、闪烁和文字辉度是造成视疲劳的原因，而过度注视、频繁调节和适应是视觉症状增加的原因。,VDT综合征,（3）对骨骼肌肉的影响：主要表现为颈肩腕综合征（neck-shoulder-wristsyndrome）患者呈现肩、颈、前臂和手腕不同程度的疼痛、僵硬、疲劳、痉挛、麻木、感觉异常和震颤，客观检查可发现弥散性压痛，前臂伸曲肌腱，手部肌肉和关节囊的压痛，某些人可有腰背痛。,VDT综合征,（4）对生殖的影响：国外集中研究VDT对