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2022, 39(6):609-616.doi:10.11836/JEOM22011

某轨道客车装配车间工人工作相关肌肉骨骼疾患工效学干预研究


1. 北京大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系,北京 100191 ;
2. 国家卫生健康委职业安全卫生研究中心,北京 102308 ;
3. 中车长春轨道客车股份有限公司,吉林 长春 130062

收稿日期: 2022-01-18;  录用日期:2022-04-19;  发布日期: 2022-06-25

基金项目: 十三五国家重点研发计划课题(2016YFC0801700)

通信作者: 何丽华, Email: alihe2009@126.com  

作者简介: 董一丹(1994—),女,博士生;E-mail:dongyidan@bjmu.edu.cn

[背景] 工作相关肌肉骨骼疾患(WMSDs)发生于多种职业人群中。因其给机体带来的多种不适及造成的严重疾病负担,已经成为职业健康领域值得关注的重要问题。如何预防和控制WMSDs是亟待解决的公共卫生问题之一。

[目的] 评估采用工效学培训联合梯凳改善措施对某轨道客车制造业装配车间工人WMSDs的干预效果,为WMSDs的预防控制提供科学依据。

[方法] 采用方便抽样的方法,于2017年8—12月选择某轨道客车企业250名装配车间工人,应用“中国肌肉骨骼疾患问卷”进行流行病学调查,使用“工效学检查要点”进行现场工效学检查并进行工人访谈。根据以上调查结果,于2018年9月至2019年2月在装配车间实施为期6个月的梯凳改善联合工效学培训的干预。通过干预前后的横断面调查结果进行干预效果的评估。干预效果包括干预前后工人WMSDs认知水平、工效学负荷暴露水平和WMSDs症状发生情况,其中WMSDs症状强度、症状持续时间、症状发生频率评分从低到高分别以0~10、1~4、1~5分评定。

[结果] 干预后,装配车间工人对WMSDs类型、影响部位、影响因素、预防措施和疾患症状的认知率均有上升,分别从52.3%、51.9%、25.5%、19.1%和51.5%上升到68.5%、61.3%、48.1%、40.9%和61.3%(P<0.05)。干预后,装配车间工人“头部频繁后仰”项中“经常”的比例由34.6%降至21.8%,“长时间保持身体后仰”项中“经常”的比例由26.6%降至15.0%,“手臂频繁举起”项中“从不”的比例由3.4%升至9.0%(P<0.05)。干预后,装配车间工人颈、肩、上背、下背、肘、手/腕、臀/腿、膝和踝/足部的症状强度评分均有下降,中位数大多由6分下降到3分(P<0.05);症状持续时间评分仅颈部有所下降(P<0.05),其余部位干预前后差异无统计学意义;下背、手/腕和臀/腿部的症状发生频率评分的中位数由3分下降到2分(P<0.05)。

[结论] 对客车制造业装配工人实施为期6个月的工作场所梯凳改善结合工效学培训的干预,可提高作业工人WMSDs相关知识的认知水平,降低其不良姿势的暴露频率以及WMSDs的症状强度、症状持续时间和症状发生频率。

关键词: 工作相关肌肉骨骼疾患;  制造业;  症状发生率;  危险因素;  认知;  干预 

工作相关肌肉骨骼疾患(work-related musculoskeletal disorders, WMSDs)通常是多病因导致的慢性累积性疾患,是职业人群常见的健康问题,尤其在劳动密集型行业[1-2]。发达国家WMSDs影响到了半数以上的职业人群,是职工因病缺勤和工作能力降低的主要原因,给个人和社会造成了沉重的经济负担[3-4]。《健康中国行动(2019—2030年)》针对相关我国职业人群的WMSDs,明确提出了健康保护措施及建议[5],强调了预防与控制WMSDs在职业健康保护行动中的重要性。针对职业人群WMSDs多发的问题,除加强高质量的人群调查和开展相关机制研究外,有针对性的干预及预防是降低此类疾患发生和促进职业人群健康的重要手段,同时也是目前亟待解决的问题之一。国外多项研究表明工效学干预如工作站改善、工效学培训、工作轮换和参与式工效学等干预方式对于预防和控制WMSDs的发生有效果,特别是多方面措施的干预研究[6-12]。国内关于WMSDs的研究起步较晚,且多集中于现状调查和影响因素研究,对职业人群WMSDs的干预研究较少。进入21世纪后,我国轨道交通装备制造业发展迅速,据推算,未来30年城际轨道动车需求量将达到或超过4.5万辆,平均每年需求量超1500辆,但我国轨道交通制造业的生产自动化程度和工效学环境远不如发达国家[13]。既往流行病学调查结果显示,车辆制造业工人WMSDs的症状发生率较高,但国内外有关WMSDs的干预研究主要集中于计算机工作者、医疗工作者和教师,对车辆制造业工人WMSDs的干预研究很少[6-814-17]。本研究基于某轨道客车企业装配车间工人的WMSDs的症状发生情况和危险因素制定工效学干预方案,并结合企业实际情况实施工效学培训联合梯凳改善的干预措施,旨在为WMSDs的防治提供科学依据。

1   对象与方法

1.1   研究对象

本研究采用方便抽样的方法,以统一的纳入排除标准于2017年8月至2019年3月选取我国某轨道客车企业的装配车间工人为研究对象。纳入标准:年龄 ≥ 18.0岁;当前作业岗位工龄 ≥ 1.0年;知情同意参与本研究。排除标准:肌肉骨骼系统外伤以及风湿病、结核、肿瘤、自身免疫性疾病、感染性疾病和其他影响肌肉骨骼系统的疾病。本研究经北京大学医学伦理委员会审查批准(IRB00001052-18077)。

1.2   研究方法

本研究于2017年8—12月对我国某轨道客车企业的装配车间工人进行流行病学调查、现场工效学检查和工人访谈。采用“中国肌肉骨骼疾患问卷”(Chinese Musculoskeletal Questionnaire, CMQ)进行流行病学调查,了解装配工人WMSDs流行情况及危险因素,采用“工效学检查要点”进行工效学检查及辨识,发现作业场所中存在的不良工效学因素,并了解车间生产工艺流程、空间布局、作业过程和作业环境等[18-19]。在流行病学调查和现场工效学检查基础上,针对存在的不良工效学因素,与工人进行定性访谈。根据上述调查结果,从人-机器-环境-管理等多方面提出有针对性的干预改进方案。干预方案经过相关专家评定后,通过与企业相关部门协商,并结合工人实际情况后选取具体可实施的干预措施,于2018年9月至2019年2月对装配工人进行为期6个月的工效学干预,并于2019年3月开展干预后流行病学调查和评估。

1.2.1   流行病学调查

采用自行设计的CMQ对装配工人进行干预前后流行病学调查,该问卷具有较好的信度和效度[18]。本研究中,该问卷的Cronbach’s α系数为0.842。CMQ主要包括以下4部分内容:(1)一般人口学特征主要包括性别、年龄、工龄、身高、体重、文化程度、体育锻炼、吸烟和饮酒等情况;(2)工作相关的因素主要包括生物力学因素和社会心理因素,生物力学因素主要询问研究对象在工作过程中身体各部位的静态姿势负荷和动态姿势负荷等情况,具体条目参考既往文献[18];社会心理因素主要参考“工作内容量表”(Job Content Questionnaire, JCQ),询问工作要求、社会支持和工作控制等情况[20];(3)肌肉骨骼系统症状,主要参考“北欧肌肉骨骼疾患调查问卷”(Nordic Musculoskeletal Questionnaire, NMQ),询问工人在过去1年内颈、肩、上背、下背、肘、手/腕、臀/腿、膝和踝/足部等部位是否出现疼痛、麻木、不适和活动受限等症状,以及症状发生的强度、持续时间和频率[1821-22]。各部位症状强度的评估采用“视觉模拟量表”(Visual Analogue Scale, VAS),该调查量表要求受试者在10 cm长的直线上标记他们感知到的疼痛不适的程度,从无到最大,分别以0~10分记录[22];各部位症状持续时间采用4分制评分法:持续时间从<1 d、1~7 d、8~30 d到>1个月依次记作1~4分[18];各部位症状发生频率采用5分制评分法:从每年1~2次、每季1~2次、每月1~2次、每周1~2次到几乎每天,分别记作1~5分[18]。本研究WMSDs定义:过去1年内颈、肩、上背、下背、肘、手/腕、臀/腿、膝部和踝/足部9个部位中任何1个部位出现疼痛、不适、麻木或活动受限等症状,并排除外伤、风湿、肿瘤及其他急症或后遗症[23]。(4)认知水平,主要询问工人对WMSDs疾患类型、影响部位、影响因素、预防措施和症状的了解情况。本研究中,体重指数(body mass index, BMI)为体重(kg)与身高(m)2之商;其正常范围为18.5~23.9 kg·m−2,BMI<18.5 kg·m−2为低体重,BMI在24.0~27.9 kg·m−2间为超重,BMI ≥ 28.0 kg·m−2为肥胖[24]

1.2.2   现场工效学检查

“工效学检查要点”是由国际劳工组织和国际工效学学会联合编写,包含132项工效学检查要点,适用于各行业,旨在用于检查工作场所中存在的不良工效学因素,改善工作条件,提供简单可行的解决方案[19]。本研究结合装配车间实际情况制定符合装配车间工作场所的工效学检查要点,由多名工效学专家和培训过的调查人员对工作场所进行检查并做出标记。检查内容主要包括物料的储存和处理、机械安全、手持工具、工作台设计、照明、有害物质和有害因素、辅助设施以及工作场所存在的其他问题等方面。并针对生产工艺流程、生产布局、作业人员生产操作情况、操作界面、辅助工具和个体工具进行录像和拍照。此外,对操作台面和车底高度等进行测量。

1.2.3   工人访谈

随机对车间管理人员和工人进行访谈,了解工人的健康状况、工作场所中工效学情况、企业管理情况、个体防护情况和车间改善需求等。

1.2.4   干预措施及方法

根据上述调查结果,发现装配车间存在梯凳缺乏且不合适,工人WMSDs的认知率低,工人头部频繁后仰、身体长时间保持后仰和手臂频繁举起等不良姿势问题。针对这些问题,制定工效学干预方案,与企业相关部门协商后,于2018年9月至2019年2月对装配工人进行6个月的工效学干预。干预措施主要包括工效学培训与梯凳改善。工效学培训主要是通过为装配车间工人发放图文并茂的《职业健康防护手册》,辅导性讲解,并每三个月进行职业工效学培训。该手册主要内容包括WMSDs相关知识,装配车间存在的不良工效学因素,预防措施如正确的工作姿势、正确搬运物料的方法、正确使用工具的方法和合理安排工作空间等方面以及健康教育等方面的内容。梯凳改善主要是为装配车间工人配备可调节的双层脚凳,使其工作中避免上肢抬高的操作,可适用于不同身高的工人。

1.2.5   干预效果评估

本研究通过比较干预前后装配车间工人WMSDs认知水平、WMSDs工效学负荷暴露水平和WMSDs症状发生情况,进行干预效果评估。

1.3   质量控制

调查过程中由调查员采用统一的术语讲解调查内容及注意事项,保证研究对象理解问卷的内容。干预过程中,建立干预管理小组,定期对车间工人进行培训手册的讲解和指导以及梯凳使用的监督和检查等工作。采用EpiData 3. 1软件平行双录入问卷,避免错录、漏录等情况。

1.4   统计学方法

采用SPSS 21.0软件进行统计分析。计量资料经正态性检验,符合正态分布者以均数±标准差描述,不符合正态分布者以中位数(第25百分位数,第75百分位数)描述。计数资料使用例数(百分比)描述。WMSDs影响因素分析采用二分类logistic回归,以比值比(odds ratio, OR)及其95%可信区间(confidence interval, CI)评价关联强度,采用逐步向后剔除法,纳入水准为0.05,剔除水准为0.10,检验水准α=0.05。干预效果评估时,符合正态分布的计量资料两组间比较采用配对t检验,不符合正态分布的计量资料两组间比较采用配对Wilcoxon秩和检验,计数资料率的比较采用χ2检验,检验水准α=0.05(双侧)。

2   结果

2.1   装配车间工人基本情况

参与本干预研究的装配车间工人共250人,其中有效问卷235人。研究对象以男性为主,占92.3%。研究对象年龄的MP25P75)为30.0(25.0,33.0)岁,当前岗位工龄的MP25P75)为3.5(1.5,9.0)年,总工龄的MP25P75)为6.0(3.0,10.0)年,平均BMI为(23.08±3.66)kg·m−2。研究对象的文化程度大多在大专及以下,占总人数的89.4%。在235名研究对象中,从不参加体育锻炼的人数占46.8%,不吸烟的人数占67.2%,不饮酒的人数占48.9%。装配车间工人的人口学和职业特征见表1

表1

装配车间工人的人口学特征和职业特征(n=235)

Table1.

Demographic and occupational characteristics of assembly workers (n=235)

2.2   装配车间工人WMSDs的影响因素

本研究现场观察和测量结果显示,车间车体内高度约为210~215 cm,特殊车型车体内高度可达230~240 cm,而车间工人的平均身高为173 cm。有些工人在工作过程中未使用梯凳,有些工人虽使用了单层梯凳,但由于梯凳尺寸的限制,工人在作业过程中存在不良姿势和强迫体位,特别是上肢举过头的姿势。

干预前,以过去1年是否罹患WMSDs为应变量,以单因素分析有统计学意义(P<0.05)的因素为自变量,进行二分类logistic回归分析。结果显示:总工龄、头部频繁后仰、长时间保持身体后仰、手臂频繁举起和工作要求很努力与WMSDs风险呈正相关,足够的工作时间和工作决定权与WMSDs风险呈负相关(P<0.05)。见表2

表2

干预前装配车间工人WMSDs影响因素的logistic回归分析结果

Table2.

The results of logistic regression analysis describing influencing factors of WMSDs among assembly workers before intervention

2.3   干预前后装配车间工人WMSDs认知情况比较

本研究流行病学调查结果显示,干预前,装配车间工人对WMSDs影响因素和预防措施的认知率不足30%。实施工效学培训的干预后,装配车间工人对WMSDs类型的认知率由52.3%升至68.5%,对WMSDs影响部位认知率由51.9%升至61.3%,对WMSDs影响因素的认知率由25.5%升至48.1%,对WMSDs预防措施的认知率由19.1%升至40.9%,对WMSDs疾患症状的认知率由51.5%升至61.3%,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表3

表3

干预前后装配车间工人WMSDs认知水平比较(n=235)

Table3.

Comparison of WMSDs cognitive level among assembly workers before and after intervention (n=235)

2.4   干预前后装配车间工人工效学负荷暴露情况比较

实施梯凳改善与工效学培训干预后,装配车间工人不良姿势的发生频率有所下降。其中“经常”“头部频繁后仰”的比例由34.6%降至21.8%,“偶尔”的比例由15.8%升至30.3%,差异有统计学意义(P<0.05);“经常”“长时间保持身体后仰”的比例由26.6%降至15.0%,“偶尔”的比例由15.5%升至30.5%,差异有统计学意义(P<0.05);“从不”“手臂频繁举起”的比例由3.4%升至9.0%,差异有统计学意义(P<0.05)。另外,装配车间工人工作要求很努力、足够的工作时间和工作决定权的暴露频率与干预前比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见补充材料表S1

2.5   干预前后装配车间工人WMSDs症状发生情况比较

干预后,装配车间工人WMSDs总症状发生率由67.2%降至61.3%,但差异尚无统计学意义(P>0.05);工人各部位WMSDs症状发生比率与干预前比较,差异亦无统计学意义(P>0.05);工人的颈、肩、上背、下背、肘、手/腕、臀/腿、膝和踝/足部的VAS评分(症状强度)较干预前均有降低,差异有统计学意义(P<0.05);工人颈部WMSDs症状持续时间较干预前降低(P<0.05),其余各部位WMSDs症状持续时间与干预前差异无统计学意义(P>0.05);工人的下背、手/腕和臀/腿部的WMSDs症状发生频率较干预前降低,且差异有统计学意义(P<0.05)。见表4

表4

干预前后装配车间工人WMSDs症状发生率和症状强度、持续时间、发生频率评分的比较

Table4.

Comparison of prevalence, intensity, duration, and frequency of WMSDs symptoms among assembly workers before and after intervention

3   讨论

本研究发现该轨道客车装配车间工人干预前WMSDs总症状发生率为67.2%,而针对车辆制造业装配车间工人WMSDs症状发生率,曹磊等[25]研究结果是57.9%,康伏梅等[26]研究结果是51.9%,王会宁等研究结果是84.0%[27]。本研究的WMSDs症状发生率与其研究结果不一致,原因可能是不同研究中目标人群的人口学特征和工作相关因素水平不同所致。

WMSDs是多因性疾患,与个人因素、生物力学因素和社会心理因素有明确的关联[1528-30]。本研究回归结果显示,总工龄与WMSDs的发生有关,这与既往研究相一致[31]。工作年限较长的装配车间工人罹患WMSDs的风险较高,可能是因为暴露于职业危害因素的时间较长[32]。生物力学因素如头部频繁后仰、长时间保持身体后仰和手臂频繁举起会增加罹患WMSDs风险,这可能是由于长时间保持不良姿势,容易使机体处于疲劳状态,也可能是由于工人在不良姿势下工作需要更多的力来完成同样数量的任务,这样会增加肌肉负荷和椎间盘上的压缩应力[33-34]。社会心理因素如工作要求很努力会增加罹患WMSDs风险,这可能是由于高工作需求会增加高重复性动作或不良姿势的发生,进而增加肌肉负荷[35]。足够的工作时间和高工作决定权会降低罹患WMSDs风险,这可能是由于工作时间充足和工作决定权高的工人可能会有更多的自主权,在感到超负荷时会转向负荷较低的工作,或有更多的短暂停顿来缓解肌肉疲劳,而工作时间不足和工作决定权低的工人没有机会逃避繁重的任务,必须继续付出高水平的努力[36-37]

本研究干预前流行病学调查结果表明,装配车间工人对WMSDs影响因素和预防措施的认知率不足30%,且由于车间车体高度以及是否使用梯凳或梯凳类型和尺寸的问题,工人在作业过程中仍存在不良姿势和强迫体位,特别是上肢举过头的姿势。相关研究表明,通过改善人-机界面和不良工作条件,改善作业环境质量,改变工作组织和管理,对作业人员开展健康教育和培训等工效学干预,对于预防和控制WMSDs发生有积极的作用和影响[838-40]。因此,本研究基于以上危险因素并结合车间实际情况,采取了梯凳改善联合工效学培训的两类干预措施。

本研究采用梯凳改善联合工效学培训的干预后,装配车间工人对WMSDs类型、影响部位、影响因素、预防措施和疾患症状的认知率明显提高。这与既往的研究相一致,表明工效学培训可以提高工人的工效学认知水平[71741]。干预后,装配车间工人的不良姿势暴露频率降低,这可能一方面是由于工效学培训提高了工人的工效学认知水平,促进了工人姿势行为的改善;另一方面可能与梯凳改善在一定程度上减少了工人头部频繁后仰、长时间保持身体后仰和手臂频繁举起等不良姿势的发生有关。本研究结果表明,多方面的工效学干预可以在一定程度上减少不良姿势的发生,降低工效学负荷水平,这些发现与过往研究结果一致。Robertson等[7]研究发现,采取座椅改善联合工效学培训的干预后,办公室作业人员的不良姿势减少,快速上肢评估表评分降低。Esmaeilzadeh等[8]研究发现,采取工作站评估联合工效学培训的干预后,计算机工作者的不良姿势得到明显改善。与本研究相一致,但仅限于工效学培训,刘凤英[17]研究发现,仅采取工效学培训的干预后,潮汕地区教师的行为发生改变,不良姿势减少;Mirmohammadi等[42]研究发现,采取工效学培训后,计算机工作者的不良姿势有所改善,快速上肢评估表评分降低。此外,与本研究结果一致,但仅限于辅助工具的改进,Daneshmandi等[43]研究发现,采用改善板架后,电子装配工人的颈部和躯干姿势评分降低。

本研究采用梯凳改善联合工效学培训的干预后,装配车间工人的WMSDs症状强度、症状持续时间和症状发生频率均降低,这可能是因为工效学干预提高了工人的认知水平,降低了不良姿势的发生频率。国内外多项相关研究也表明,工效学培训等认知干预和改善辅助设备等工程干预对于改善WMSDs的症状有一定的积极作用,特别是多方面的工效学干预[844-45]。Esmaeilzadeh等[8]研究发现,采取工作站评估联合工效学培训的干预后,计算机工作者WMSDs的症状强度、症状持续时间和症状发生频率均降低。与本研究结果相一致,但局限于工效学培训,韩春花等[44]研究发现,采取工效学培训干预后,护士WMSDs的症状持续时间和发生频率均降低。与本研究结果相一致,但局限于辅助工具的改进,Mekhora等[45]研究发现,采取改善显示器高度、脚凳、键盘高度等辅助工具的干预后,计算机工作者颈、肩和背部的WMSDs症状强度降低。

本研究的优势在于采取了多方面的工效学干预。相比单一措施的干预,多方面的干预在改善工作姿势,降低工效学负荷水平和改善WMSDs的症状等方面上具有一定的积极作用[746]。Robertson等[7]研究发现,干预后,座椅改善联合工效学培训组作业人员的工作姿势评分降低,而单一的工效学培训组和单一的座椅改善组作业人员的工作姿势评分未发生明显改变。Robertson等[46]研究发现,干预后,工作场所改善联合工效学培训组作业人员的症状发生人数和症状强度均降低,而单一的工作场所改善组作业人员的症状发生人数和症状强度未发生明显改变。

WMSDs是一系列慢性累积性疾患,既往研究已证明长期干预可以减少WMSDs的发生[47-48]。本研究的结果表明,采取6个月的梯凳改善联合工效学培训的干预后,虽然观察到装配车间工人WMSDs症状强度、症状持续时间和症状发生频率的改善,但WMSDs症状发生率的降低却在统计学上无差异。刘凤英[17]研究也发现,采取6个月工效学培训的干预后,潮汕地区教师WMSDs的症状发生率较干预前未见统计学差异。因此,针对本研究的6个月干预调查,在未来的研究中仍需要继续增加干预时长且增加随访研究,来进一步明确干预措施的有效性。此外,本研究为横断面问卷调查,虽进行了严格的质量控制,但仍然存在无法避免的回忆偏倚,部分变量如姿势负荷受研究者主观影响。因此,在未来研究中建议开发更客观的调查测量方法。

综上所述,通过工作场所梯凳改善联合工效学培训等为期6个月的干预,装配车间工人WMSDs认知水平提高,不良姿势的暴露频率降低,WMSDs症状强度、症状持续时间和症状发生频率降低。建议研究者在未来的研究中增加干预时长且增加干预效果观察频次,验证多方面工效学干预的效果。相信坚持正确的工效学干预方式,可有针对性地预防和改善作业人员肌肉骨骼疾患的发生和发展,促进劳动者健康。

表1

装配车间工人的人口学特征和职业特征(n=235)

Table 1

Demographic and occupational characteristics of assembly workers (n=235)

表2

干预前装配车间工人WMSDs影响因素的logistic回归分析结果

Table 2

The results of logistic regression analysis describing influencing factors of WMSDs among assembly workers before intervention

表3

干预前后装配车间工人WMSDs认知水平比较(n=235)

Table 3

Comparison of WMSDs cognitive level among assembly workers before and after intervention (n=235)

表4

干预前后装配车间工人WMSDs症状发生率和症状强度、持续时间、发生频率评分的比较

Table 4

Comparison of prevalence, intensity, duration, and frequency of WMSDs symptoms among assembly workers before and after intervention

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[基金项目] 十三五国家重点研发计划课题(2016YFC0801700)

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[收稿日期] 2022-01-18

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