Определение величины мышечных нагрузок при физической деятельности. Методические рекомендации
Актуально на 10.11.2026.
Как цитировать: "Определение величины мышечных нагрузок при физической деятельности. Методические рекомендации". https://bukva.ai/docs/opredelenie-velichiny-myshechnyh-nagruzok-pri
(утв. Минздравом РСФСР 28.09.1990)
Утверждаю Заместитель министра здравоохранения РСФСР Е. Н. Беляев 28 сентября 1990 года
Согласовано Заместитель начальника Главного управления научных учреждений Л. С. Лукьянчикова 28 сентября 1990 года
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ МЫШЕЧНЫХ НАГРУЗОК ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
(с правом переиздания местными органами здравоохранения)
В методических рекомендациях приведены методики количественного определения ряда важнейших характеристик мышечных нагрузок: уровня динамической мышечной активности человека, величины работающей мышечной массы и величины выполняемой динамической мышечной работы, количественной оценки режима труда и отдыха, а также расчета общего уровня мышечной нагрузки с учетом функциональных возможностей человека при преимущественно динамических или статических видах мышечной деятельности и различном их сочетании.
Получаемые с помощью приведенных методик характеристики мышечных нагрузок могут использоваться для объективной оценки факторов трудового процесса и различных видов физической деятельности, а также для оценки эффективности мер по снижению мышечной нагрузки.
Методические рекомендации предназначены для использования их в исследовательской деятельности физиологами, гигиенистами труда, специалистами по врачебному контролю, санитарными врачами, эргономистами научных учреждений и промышленных предприятий, работниками служб охраны труда, техники безопасности и НОТ, организаторами производств и спортивных занятий, методистами по физкультуре предприятий различных отраслей промышленности, врачами медсанчастей, научными и практическими работниками в области космической медицины с целью контроля мышечных нагрузок и дальнейшей разработки их нормативов, а также при обучении специалистов по гигиене, физиологии и психологии труда.
Методические рекомендации разработаны:
Медицинским научным центром профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий МЗ РСФСР, Свердловск.
Ответственный исполнитель: н.с. С.Л. Устьянцев.
1. ВВЕДЕНИЕ
1.1. Проблема количественной оценки величины мышечных нагрузок при физический деятельности человека имеет большое научное и практическое значение.
1.2. Настоящие методические рекомендации выпускаются в развитие методических рекомендаций МЗ РСФСР «Оценка тяжести труда и его физиологическое нормирование» (Свердловск, 1975) и МЗ РСФСР «Физиологические нормы напряжения организма при физическом труде» (Москва, 1980).
1.3. Элементы физической работы присутствуют практически при любом виде деятельности. Тяжелый Физический труд общего характера свойственен спортивным занятиям и продолжает иметь место в промышленности и сельском хозяйстве. Вместе с тем характер труда на производстве в связи с нарастающей тенденцией к автоматизации резко изменился. Центр тяжести физических нагрузок переместился с общих на региональные и локальные мышечные группы. На предприятиях увеличилось число работающих, труд которых связан с выполнением за смену десятков тысяч мелких локальных движений и статических усилий, что нередко приводит к развитию различных форм заболеваний нервно-мышечного и опорно-двигательного аппарата (чаще верхних конечностей), которые выходят на второе место в структуре профзаболеваемости. Поэтому в настоящее время более справедливо говорить не об уменьшении тяжести современных видов физического труда, а о процессах локализации воздействия эргономических факторов труда (числа движений, масс перемещаемых грузов, времени, величины усилий и др.) и увеличении удельной нагрузки на нервно-мышечный аппарат работающего.
Наряду с этим, по мере увеличения эксплуатационной сложности машин все больше выявляется недостаточность учета проектантами личностного, человеческого фактора труда, в частности функциональных особенностей организма работающих.
Таким образом, тенденции развития современного производства выражаются, с одной стороны, увеличением роли характера труда в ряду наиболее важных профессиональных факторов, а с другой — отставанием путей и средств оптимизации этих факторов — как эргономических, так и физиологических, что ведет к дисгармонии внешних и внутренних средств трудовой деятельности в системе «Человек — машина» и развитию специфической заболеваемости рабочих.
Причина отставания процесса оптимизации физических нагрузок в значительной мере заключается в отсутствии информативных методических подходов к количественной оценке комплексного воздействия на организм основных факторов трудового процесса. Поэтому в исследованиях физиологов труда дается оценка динамическим и статистическим мышечным нагрузкам лишь в отдельности, тогда как при любом характере труда оба эти компонента в разных сочетаниях имеют место одновременно. Следовательно, при раздельном анализе всегда «ускользает» эффект их комбинированного воздействия на организм, что снижает информативность исследования влияния этих факторов на работоспособность и функциональное состояние при сравнительной оценке лиц разных профессий.
Наряду с этим также нет методики количественной характеристики величины работающей мышечной массы, по которой, как известно, судят о характере труда. Отсутствие количественного определения величины этого важного показателя трудовой деятельности человека не позволяет исследователям: во-первых, дифференцировать этот фактор при локальном, региональном, общем характере труда и по отношению ко всем исследуемым лицам в определенной профессии; во-вторых, обоснованно давать ему оценку при близких по характеру видах труда, что может приводить к ошибкам в оценке тяжести труда по эргономическим и физиологическим критериям. Так, например, при анализе уровня воздействия на организм физических нагрузок среднесменная величина мощности внешней механической работы в 10 Вт позволяет, согласно методическим рекомендациям МЗ РСФСР (Свердловск, 1975), отнести этот вид мышечной деятельности при региональном характере труда к категории легких работ, а при локальном характере — к категории очень тяжелых работ.
1.4. Режим труда и отдыха исследователями анализируется только как самостоятельный профессиональный фактор, ретроспективно (после определения соответствующих этому режиму изменений физиологических показателей в изучаемом трудовом процессе) и, как правило, без учета микропауз, которые имеют значительный восстанавливающий эффект. В связи с этим традиционный способ оценки режима труда и отдыха не дает возможности, во-первых, характеризовать этот фактор до проведения анализа углубленных физиологических исследований в динамике трудового процесса и, во-вторых, определить истинную (с учетом не только величины напряжения, но и эффекта восстановления) мышечную нагрузку в изучаемой трудовой деятельности.
Отсутствием системного подхода к определению общего уровня мышечных нагрузок можно объяснить тот факт, что в настоящее время нет каких-либо обоснованных нормативов даже по такой важнейшей эргономической характеристике взаимоотношения человека и техники, как оптимальное количество рабочих движений, операций.
1.5. Современная медицинская наука рассматривает малый уровень динамической мышечной активности (гипокинезию) человека как один из основных факторов риска в отношении ряда заболеваний сердечно-сосудистой системы, нервно-мышечного аппарата и обмена веществ. Среди других производственных факторов удельный вес гипокинезии настолько возрос, что изучение ее роли и последствий для человека превратилось в самостоятельную проблему.
Однако, несмотря на гигиеническую важность учета динамической мышечной активности (ДМА), как фактора трудовой деятельности, в физиологии труда и спорта нет надежного и единого эргономического критерия этого фактора, что, во-первых, значительно сужает возможности исследований в области изучения условий труда рабочих и организации физкультурных занятий спортсменов (в связи с необходимостью применения методов физиологического контроля) и, во-вторых, часто делает невозможной сравнительную оценку разных видов мышечной деятельности по этому показателю. Достаточно отметить, что в области физиологии труда уровни ДМА у работающих определяются лишь по количеству какого-либо вида мышечных движений, совершенных ими за определенное время (например, пройденных за рабочую смену шагов) и составляющих существенную часть общей ДМА, а в физиологии спорта — по сумме преодоленных спортсменом дистанций, сумме поднятых тяжестей и т.д.
Кроме того, в существующих методах расчета величины выполняемой человеком динамической мышечной работы (ДМР) наряду с расстоянием и направлением перемещения тел учитывается только ускорение земного тяготения, входящее в величину Р, характеризующую вес груза, и не принимаются во внимание параметры ускорения при перемещениях частей тела, вызываемых мышечными сокращениями. Вместе с тем известно, что ускорение, развиваемое при движениях тела человека, является составляющим элементом возникающей при этом силы, а следовательно, определенной характеристикой выполняемой при ней внешней механической работы, и может оказывать существенное влияние на функциональное состояние работающих. В результате этого определяемая без учета ускорения при движениях величина динамической работы не может во всех случаях быть информативным эргономическим критерием воздействия на организм исследуемой динамической нагрузки и адекватно отражать функциональные изменения, происходящие в организме.
2. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ МЫШЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ (ДМА) ЧЕЛОВЕКА
Динамическую мышечную активность человека следует рассматривать как парциальное выражение динамической мышечной работы. Поэтому определение этих форм мышечной деятельности (ДМА и ДМР) должно базироваться на учете нескольких общих им характеристик: количества движений; величин масс и ускорений, развиваемых при их перемещениях.
Исходя из этого, понятию ДМА можно дать следующее определение: величина мышечных усилий с учетом значений перемещаемых масс и развиваемых ускорений в единицу времени. Она отражает выполненную за определенное время величину мышечных усилий по перемещению отдельных частей тела (при наличии или отсутствии у них отягощения, вызванного различными предметами) и распределение воздействия передвигаемых масс на костно-мышечный аппарат в гравитационном поле.
Определение величины ДМА у исследуемых, находящихся в наиболее часто встречающихся позах, производится по следующим формализованным выражениям:
в позе стоя при наличии (формула 1) и отсутствии (формула 2) отягощения рук инструментами
В позе сидя при наличии (формула 3) и отсутствии (формула 4) опоры для рук
J_{3} = \frac{n_{p} \cdot (g + \text{а}_{\text{р}}) \cdot \text{М}_{\text{р}} + n_{\text{к}} \cdot (g + \text{а}_{\text{к}}) \cdot \text{М}_{\text{к}} + n_{\text{н}} \cdot (g + \text{а}_{\text{н}}) \cdot \text{М}_{\text{н}}}{t_{3}} ,(3)
J_{4} = \frac{n_{p} \cdot (g + \text{а}_{\text{р}}) \cdot \text{М}_{\text{р}} + n_{\text{к}} \cdot (g + \text{а}_{\text{к}}) \cdot (\text{М}_{\text{к}} + \text{М}_{\text{р}}) + n_{\text{н}} \cdot (g + \text{а}_{\text{н}}) \cdot \text{М}_{\text{н}}}{t_{4}} .(4)
В связи с возможной работой исследуемого в других (i) позах и, соответственно, с иным характером распределения воздействия перемещаемых масс на костно-мышечный аппарат в гравитационном поле определение ДМА должно осуществляться по другим формулам (Ji), составленным с учетом особенностей положения тела работающего в пространстве. При сочетании поз ДМа определяется по следующей формуле:
J_{1 + i} = \frac{J_{1} \cdot t_{1} + J_{1} \cdot t_{2} + J_{3} \cdot t_{3} + J_{4} \cdot t_{4} + J_{i} \cdot t_{i}}{t_{1} + t_{2} + t_{3} + t_{4} + t_{i}} ,(5)
где J1 — Ji — величина ДМА, Н/с;
nр, nк, nн — общее количество движений, совершенных соответственно руками, корпусом и ногами;
aр, aк, aн — средняя величина ускорения при движениях соответственно рук, корпуса и ног, м·с-2;
g — величина ускорения свободно падающего тела в гравитационном поле м·с-2;
Мр, Ми, Мк, Мн — масса рук, удерживаемого в руках инструмента, корпуса вместе со спецодеждой и средствами индивидуальной защиты и т.д., ног с обувью, кг;
t1 — ti — время работы при определенных позах, с.
Масса рук, корпуса и ног у исследуемых определяется как произведение относительных весов этих звеньев тела, составляющих по Н.А. Бернштейну для мужчин в среднем соответственно 0,10; 0,53 и 0,37; для женщин — 0,10; 0,52 и 0,38, и абсолютной массы тела исследуемых. Количество движений изучаемых частей тела и величины ускорений при их перемещениях определяются с помощью общепринятых методик (С.И. Горшков, 1979) с применением актометрических датчиков типа шагомера и циклографии для измерения ускорения движений можно использовать также различные типы измерителей шума и вибрации в комплексе с трехкомпонентными пьезоэлементами отечественного или зарубежного производства, например, типа Д24, изготовитель — завод «Виброприбор» (г. Таганрог), типа 4340, изготовитель фирма RF.T (ГДР), или моделей 4371, 4367, 4369, 4366, 4368, 4321 и 4370 датской фирмы «Брюль и Къер». Датчики по измерению количества и ускорения движений целесообразно размещать в следующих точках: на руках — дистальный отдел предплечий, на ногах — дистальный отдел голеней, на корпусе — уровень нагрудного кармана одежды (слева или справа). Для фиксации пьезоэлементов на конечностях рекомендуется резьбовое крепление их стальной шпилькой на гладкой плоской поверхности металлической основы величиной с наручные часы, которая прочно удерживается на изучаемом объекте посредством ремня; в нагрудный карман одежды пьезоэлемент плотно укладывается в легком пенопластовом футляре. Средняя величина ускорения движений каждого из исследуемых звеньев тела определяется как среднее арифметическое значение ускорений при движениях звеньев тела. Минимальное количество замеров ускорения движений должно соответствовать числу движений в перечне выполняемых трудовых операций.
При определении уровней ДМА у работающих, помимо отмеченного, необходимо проводить фотографию рабочего дня в исследуемой профессиональной группе для использования в расчетах долей времени работы в той или иной позе.
Пример расчета ДМА у плавильщика алюминия (вес тела в спецодежде — 70 кг, масса инструмента — 6 кг), по трудовому процессу которого имеются следующие результаты наблюдений:
Пользуясь вышеупомянутым принципом расчета масс интересующих нас звеньев тела, по формулам 1, 2, 3 и 5 определяем величины J1, J2, J3 и J1 — 3.
(3)J_{3} = \frac{100 \cdot (10 + 0,5) \cdot (7) + 20 \cdot (10 + 0,5) \cdot (37,1) + 30 \cdot (10 + 6) \cdot (25,9)}{3600} = 7\text{Н}/\text{с}
J_{1 - 3} = \frac{285 \cdot 10800 + 626 \cdot 7200 + 7 \cdot 3600}{10800 + 7200 + 3600} = 352\text{Н}/\text{с}
При изучении условий плавильщиков алюминия применению традиционной (по количеству шагов за рабочую смену) и предлагаемой методик для определения ДМА показало существенное различие полученных результатов по адекватности отражения физиологической стоимости выполняемой работы. Предлагаемая методика оказалась информативней традиционной. Так, коэффициенты корреляции количества пройденных шагов с частотой сердечных сокращений, минутным объемом дыхания и энерготратами составляют соответственно 0,34 (Р > 0,05); 0,04 (Р > 0,05) и 0,04 (Р > 0,06), а величины ДМА с данными физиологическими показателями в той же последовательности: 0,86 (Р < 0,01); 0,64 (Р < 0,05) и 0,64 (Р < 0,05).
3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ (ДМР), ВЫПОЛНЯЕМОЙ ЧЕЛОВЕКОМ С УЧЕТОМ УСКОРЕНИЯ ДВИЖЕНИЙ ЕГО РАБОТАЮЩИХ ОРГАНОВ
Применительно к основному виду трудовой деятельности — ручным работам — предотавляет<...> <...>ать более полную характеристику методических подходов к их определению. Для этого, помимо факторов, учтенных в ДМА и отражающих характеристику усилий, следует включить и величину перемещений, что преобразует силовые показатели в показатели работы. Хотя в процессе мышечной активности детальный учет линейных перемещений не всегда возможен и иногда приходится ограничиваться определением ДМА, для работ с преобладанием ручного компонента деятельности следует определять величину ДМР.
Нужно отметить, что практически неограниченное число степеней свободы ручных движений в условиях производственной, спортивной и др. деятельности, обуславливает множество возможных углов (\alpha) между направлением действия силы и движения точки ее приложения в пространстве и, возникающие в связи с этим значительные методические трудности при их определении. Учитывая, что в целях обеспечения эффективности движений человек стремится к минимизации угла (\alpha), нами условно принято: угол (\alpha) равен 0° (cos 0° = 1), а ускорения, развиваемые руками при собственных движениях и перемещении ими грузов, оцениваются, как при выполнении преодолевающей работы, являющейся наиболее энергоемкой формой мышечной деятельности. При этом подход к определению величины уступающей работы сохраняется традиционным.
В производственных условиях величина динамической работы, выполняемой руками, определяется по формуле:
\text{А}_{\text{р}} = n \cdot m \cdot (g + \text{а}) \cdot l + \frac{1}{3} \cdot n \cdot m \cdot (g + \text{а}) \cdot l,(6)
где Aр — величина ДМР, выполняемой руками (т.е. без учета перемещений остальной массы, тела), Дж;
n — количество движений, совершаемых руками;
m — масса перемещаемого тела (рук и предмета их отягощения), кг;
g — ускорение свободно падающего тела в гравитационном поле, м·с-2;
a — средняя величина ускорения перемещений тела, м·с-2;
l — средняя величина расстояния перемещений тела, м;
выражения n \cdot m \cdot (g + \text{а}) \cdot l и \frac{1}{3} \cdot n \cdot m \cdot (g + \text{а}) \cdot l — представляют соответственно преодолевающую и уступающую работу.
В экспериментальных физиолого-эргономических исследованиях, связанных с применением кистевого эргографа Моссо и его модификаций, а также различного рода ступенек (типа гарвардского степ-теста) ДМР пальца кисти (Aп) или ног (Aн) часто заключается в осуществлении (под углом \alpha = 0°) равных по количеству и величине подъемов и опусканий тела определенной массы и развитии при этих перемещениях равных ускорений, поэтому в таких случаях ее определение осуществляется по формулам:
\text{А}_{\text{п}} = n \cdot m \cdot (g + \text{а}) \cdot h + \frac{1}{3} \cdot n \cdot m \cdot (g + \text{а}) \cdot h,\text{Дж},(7)
\text{А}_{\text{н}} = n \cdot m \cdot (g + \text{а}) \cdot h + \frac{1}{3} \cdot n \cdot m \cdot (g + \text{а}) \cdot h,\text{Дж},(8)
где h — высота подъема груза пальцем в случае Aп или подъема тела на ступеньку в случае Aн, м;
значения остальных символов отражены в формуле 6.
Применение традиционной и предлагаемой методик определения величины ДМР в специально поставленном физиолого-эргономическом эксперименте, когда исследуемыми с помощью ступеньки совершалось 60 циклов подъема-опускания <...> в три серии, отличавшихся ускорениями выполняемых движений, позволило установить следующее. При расчете ДМР с помощью традиционного метода не предоставляется возможным показать, что совершаемая в трех сериях эксперимента работа является существенно различной, а при расчете предлагаемым методом (формула 8) — данные различия выявляются. Результаты физиологической реакции организма на производимую мышечную деятельность, по показателям частоты сердечных сокращений и энерготрат, хорошо коррелируют с величинами выполняемой работы, рассчитанной с учетом ускорения движений. Таким образом, предлагаемая методика более информативна, т.к. позволяет адекватно отразить реальную физиологическую (энергетическую) стоимость совершаемой работы.
4. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ РАБОТАЮЩЕЙ МЫШЕЧНОЙ МАССЫ (М) ЧЕЛОВЕКА
Суть предлагаемого метода заключается в том, что при его применении исследователем для определений величины работающей мышечной массы учитываются значения мышечных масс верхних, нижних конечностей, корпуса и тела в целом у каждого из исследуемых и составляющие их динамической и статической мышечной деятельности, которые имеют определенную степень выраженности при различных трудовых процессах.
В случае динамических видов труда, а также при ходьбе, беге, плавании и др., где статический компонент в работе рук слабо выражен, определение М производится по формуле:
\text{М } = \frac{\text{У } \cdot P \cdot [S \cdot (N_{\text{п}.\text{р}.} + N_{\text{л}.\text{р}.}) + \text{Д } \cdot (N_{\text{к}} + N_{\text{л}.\text{н}.} + N_{\text{п}.\text{н}.})]}{N} ,(9)
где М — величина работающей мышечной массы, кг;
У — коэффициент, учитывающий долю мышечной массы тела по отношению ко всей его массе (для мужчин принимается равным 0,4; для женщин — 0,3);
P — масса тела исследуемого человека, кг;
S и Д — коэффициенты, учитывающие долю мышечной массы работающих сегментов рук и остальных частей тела по отношению к полной мышечной массе тела, принимаемой за единицу (значения S и Д представлены в табл. 1);
Nп.р., Nл.р., Nп.н., Nл.н., Nк. — ускорения при движениях соответственно правой руки, левой руки, правой ноги, левой ноги и корпуса за время исследования, м·с-2;
N — ускорение при движениях всех изучаемых частей тела за это же время наблюдений, м·с-2.
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ S И Д ПРИ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ УЧАСТИЯ В РАБОТЕ СЕГМЕНТОВ РУК (ПО P.W. THEILE)
| Сегменты рук, принимающие основное участие в изучаемой деятельности | Значения коэффициентов | |
| S | Д | |
| Кисти и пальцы | 0,040 | 0,960 |
| Предплечья, кисти и пальцы | 0,076 | 0,926 |
| В целом | 0,150 | 0,850 |
При комбинированных видах труда, в которых величина статического компонента в деятельности рук становится существенной, формула 9 приобретает следующий вид:
\text{М } = \frac{\text{У } \cdot P \cdot [S \cdot (N_{\text{п}.\text{р}.} + N_{\text{л}.\text{р}.} + x \cdot T) + \text{Д } \cdot (N_{\text{к}.} + N_{\text{п}.\text{н}.} + N_{\text{л}.\text{н}.})]}{N + x \cdot T} ,\text{кг},(10)
где T — среднее время выполнения статических усилий кистями, с;
x — коэффициент, учитывающий отношение величин утомляющего действия статических и динамических видов мышечной деятельности кистей и пальцев рук при различных уровнях их нагрузки в сопоставимых условиях (представлен в табл. 2);
значения остальных символов отражены в формуле 9.
Величина мышечного усилия, применяемого человеком в исследуемой профессиональной деятельности, определяется прямым или непрямым способами. Первый заключается в непосредственном измерении усилия в момент выполнения трудовой операции, а второй сводится к моделированию его при этой деятельности. Наиболее распространенным является непрямой способ, при котором можно использовать различные типы выпускаемых отечественной промышленностью механических измерительных устройств для определения мышечных усилий, например, ручные, динамометры Колена, ДРП-90 и т.д.
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА X ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ МЫШЕЧНОЙ НАГРУЗКИ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Как видно из формулы 10, величины «N» и «T», имеющие размерность соответственно в м·с-2 и с, несут определенную информацию о доле участия наследуемых мышечных групп в соответствующих видах мышечной деятельности. Поэтому при определенных уровнях усилий по отношению к максимальной произвольной силе (МПС), согласно табл. 2, могут оцениваться в баллах утомляющего воздействия динамического и статического видов мышечной работы. Таким образом, учитывая в формуле 10 оба эти фактора, мы имеем некую величину суммарной балловой оценки мышечной деятельности работающего органа.
Пример расчета М у шлифовщика поделочных камней (комбинированный вид труда), имеющего следующие результаты наблюдений:
Пользуясь таблицами 1 и 2, по формуле 10 определяем величину М
\text{М } = \frac{0,4 \cdot 80 \cdot [0,15 \cdot (7720 + 9264 + 3,2 \cdot 14742) + 0,85 \cdot (4512 + 7915 + 7124)]}{36535 + 3,2 \cdot 14742} = 10\text{кг}.
Производственная апробация предлагаемой методики определения М на ряде производств показала, что ее применение дает исследователям возможность значительно уточнить получаемую научную информацию о величине мышечной массы, занятой при конкретном труде, и на этой основе глубже изучить условия труда рабочих с целью разработки для них научно обоснованных оздоровительных рекомендаций. Так, если согласно традиционной методики труд распиловщиков и огранщиков драгоценных и полудрагоценных камней характеризуется лишь как труд с локальными мышечными нагрузками, в которых, как известно, может принимать участие до 30% мышечной массы тела, то с помощью предлагаемой методики определения М было конкретно установлено, что у распиловщиков самоцветов в процессе труда принимает участие 7% мышечной массы, а у огранщиков самоцветов и алмазов соответственно 17 и 18%. Эти данные явились основанием для дополнительной разработки рекомендаций по оптимизации труда рабочих указанных профессий.
5. МЕТОДИКА КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ РЕЖИМА ТРУДА И ОТДЫХА
В основе предлагаемого метода лежит оценка структуры отдыха в режиме трудовой деятельности. Суть метода заключается в том, что с его помощью исследователем производится учет не только пауз, но и микропауз, а также процесса взаимного сближения или удаления их восстанавливающего эффекта по мере фактического изменения дробности стихийного или регламентированного отдыха.
Комплексная оценка режима труда и отдыха производится по формуле:
B = K · (Z · T + W), усл. ед., (11)
где B — комплексный показатель эффективности режима труда и отдыха;
K — показатель восстанавливающего эффекта дробности пауз отдыха;
Z — показатели восстанавливающего эффекта микропауз по отношению к паузам той же суммарной длительности;
T — отношение общего времени микропауз к длительности рабочей смены;
W — отношение общего времени пауз к длительности рабочей смены.
Значения показателей K и Z представлены в таблице 4.
ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ K И Z ПРИ РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЕ ОТДЫХА
| Кратность пауз за рабочую смену, количество | Значения показателей | |
| K | Z | |
| 1 | 1,00 | 2,44 |
| 2 | 1,41 | 1,74 |
| 4 | 1,52 | 1,60 |
| 8 | 1,64 | 1,50 |
Применение этой методики для оценки эффективности единого (по традиционному определению) режима труда и отдыха в трех профессиях ювелирно-гранильного производства позволило установить следующее. Ввиду разной суммарной длительности микропауз в циклах мышечной деятельности комплексная оценка режима труда и отдыха в этих профессиях была различной. Благоприятным оказался режим труда и отдыха у огранщиков алмазов и неблагоприятным — у распиловщиков самоцветов, что подтвердилось и результатами физиологических исследований.
Приведем примеры учета исходных данных и расчета комплексного показателя эффективности режима труда и отдыха.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ РЕЖИМА ТРУДА И ОТДЫХА В ТРЕХ ПРОФЕССИЯХ ЮВЕЛИРНО-ГРАНИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
B = 1,41 · (1,74 · 0,146 + 0,08) = 0,47.
B = 1,41 · (1,74 · 0,46 + 0,08) = 1,24.
B = 1,41 · (1,74 · 0,55 + 0,08) = 1,46.
6. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ИНТЕГРАЛЬНОЙ УДЕЛЬНОЙ МЫШЕЧНОЙ НАГРУЗКИ ЧЕЛОВЕКА (ВИУМН)
В основе предлагаемого метода лежит определение величины интегральной удельной мышечной нагрузки (ВИУМН) с учетом воздействия на организм основных эргономических и физиологических факторов изучаемого трудового процесса: величины динамических и статических мышечных нагрузок, характера труда и структуры отдыха, а также функциональных особенностей исследуемого к выполнению физической работы. Определение ВИУМН производится по формуле:
\text{ВИУМН} = \frac{q \cdot \frac{A_{\text{р}}}{A_{\text{н}}} + \theta \cdot \frac{n' \cdot P' \cdot t'}{n \cdot P \cdot t}}{\text{М } \cdot B} \text{кг}^{- 1},(12)
где Aн — ДМР ног, выполняемая при степ-тесте до достижения исследуемым субмаксимальной частоты сердечных сокращений — ЧСС (в возрасте 23 — 29 лет ЧСС — 170 уд./мин., 30 — 39 лет — 160 уд./мин., 40 — 49 лет — 150 уд./мин., 50 — 59 лет — 140 уд./мин.), производится перед началом рабочей смены при обязательном врачебном контроле с учетом противопоказаний (см. приложение) и рассчитывается по формуле 8;
q — коэффициент, уравнивающий работу ног и сегментов рук (принимающих участие в трудовой деятельности) с учетом их мышечных масс (значения q представлены в табл. 5);
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Q ПРИ УЧАСТИИ В РАБОТЕ РАЗЛИЧНЫХ СЕГМЕНТОВ РУК (ПО F.W. THEILE)
| Сегменты рук, принимающие участие в трудовой деятельности | Значения коэффициента q |
|---|---|
| Кисти и пальцы | 8,8 |
| Предплечья, кисти и пальцы | 4,7 |
| В целом | 2,3 |
\theta — коэффициент, учитывающий утомительность статического вида мышечной деятельности по сравнению с динамическим в сопоставимых условиях (значения \theta представлены в табл. 6);
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА \theta ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ВЕЛИЧИНЕ МЫШЕЧНЫХ УСИЛИЙ КИСТЯМИ
| Средняя величина разовых мышечных усилий, % от максимальной произвольной силы | Значения коэффициента \theta |
|---|---|
| 20 | 0,31 |
| 40 | 0,42 |
| 60 | 0,57 |
| 80 | 0,75 |
n' · P' · t' — статическая нагрузка на мышцы, сжимающие кисти, испытываемая при наследуемом труде, H · с (n' — количество статических усилий за время работы; P' — средняя величина разовых статических усилий, Н; t' — средняя длительность разовых статических усилий, с);
n · P · t — статическая нагрузка на мышцы, сжимающие кисть, при нагрузочном тесте на выносливость к статическому усилию величиной 90% от МПС, H · с (определяется два раза на каждой руке перед началом трудовой смены, учитывается максимальный результат).
Значения остальных символов объяснены в формулах 6, 9, 10 и 11.
Величина P' определяется описанными выше прямым или непрямым способами, а величина <...>ямым способом с помощью, например, ручного динамометра типа ДРП-90, который обеспечивает измерение максимальной силы (P, H) и может быть приспособлен также для определения статической выносливости (t, с). Величины n' и t' определяются при визуальном наблюдении за изучаемым видом труда.
Для получения физиолого-эргономической характеристики профессии ВИУМН необходимо определять не менее чем у 10 лиц одного пола в исследуемой профессиональной группе.
Как показала апробация этой методики, на ряде производств величина интегральной удельной мышечной нагрузки имеет физиологическое значение при любом характере труда. Так, при локальных работах ответная реакция организма на нагрузку выражается преимущественно в изменении силы, выносливости мышц и других показателей, характеризующих динамику функционального состояния работающего нервно-мышечного аппарата. При общем и региональном труде ответная реакция организма на нагрузку выражается в функциональном напряжении преимущественно энергообеспечивающих систем: сердечно-сосудистой и дыхания. В связи с этим планируемая в дальнейшем разработка нормативов ВИУМН должна осуществляться в соответствии с конкретной величиной работающей мышечной массы.
Применение ВИУМН для изучения условий труда распиловщиков и огранщиков самоцветов, характеризующихся, по методическим рекомендациям МЗ РСФСР (Свердловск, 1975), локальными мышечными нагрузками второй степени тяжести, позволило найти между ними существенные различия как в значениях отдельных факторов труда, так и интегральной удельной мышечной нагрузке, что подтвердилось данными физиологических исследований. Это свидетельствует о недостаточности традиционного подхода к оценке тяжести труда и необходимости учета системных показателей, в частности предложенного ВИУМН, для разработки конкретных оздоровительных мероприятий.
Использование предложенного системного показателя в физиолого-эргономических исследованиях мышечной деятельности позволит специалистам объективно оценивать и прогнозировать величину изолированного и сочетанного действия на организм факторов трудового процесса с учетом значения отдельных эргономических компонентов нагрузки, особенностей функционального состояния работающих, а также реакции организма в ответ на определенную мышечную нагрузку, что даст возможность использования ВИУМН, кроме ее прямого назначения, при решении вопросов профессиональной ориентации и профессионального отбора лиц к физическим видам труда.
При разработке рекомендаций по оптимизации мышечных нагрузок с использованием ВИУМН целесообразно выбирать пути и средства ее уменьшения прежде всего за счет изменения факторов, оказывающих наиболее неблагоприятное воздействие на организм. В качестве таких факторов могут быть динамическая и статическая мышечные нагрузки, величина работающей мышечной массы, режим труда и отдыха. Например, для оптимизации локал<...> нагрузок, характеризующихся высоким статическим компонентом в деятельности рук, помимо уменьшения статической нагрузки эффективным мероприятием может быть увеличение длительности микропауз или доли работающей мышечной массы в процессе физической деятельности, чего можно достичь одним из способов: первый связан с реконструкцией рабочих мест, предусматривающей элементы, обеспечивающие активность мышц ног в выполнении части трудовых операций (например, связанных с применением значительных статических усилий в сочетании с воздействием локальной вибрации и т.д.); второй способ заключается в создании условий для проявления рабочими высокой динамической активности мышцами ног и, в отдельных случаях, корпуса во время перерывов в работе.
Для оптимизации общих мышечных нагрузок, характеризующихся высокой динамической мышечной активностью всего тела и соответственно большой функциональной напряженностью прежде всего энергообеспечивающих систем организма, целесообразно проводить мероприятия по ограничению физической активности как во время работы, так и в паузах, а также по обеспечению достаточного времени на отдых. Кроме этого при любом характере труда уменьшение неблагоприятного влияния мышечных нагрузок в определенной мере может быть достигнутого путем проведения во внерабочее время общеукрепляющих или, по показаниям, комплекса оздоровительных мероприятий, способствующих повышению общей физической работоспособности или коррекции имеющихся отклонений в состоянии здоровья.
ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СТЕПЭРГОМЕТРИЧЕСКОГО ТЕСТА
А. Абсолютные противопоказания:
-
инфаркт миокарда (раньше, чем через 3 — 4 месяца с начала болезни);
-
гипертоническая болезнь II — III степени при систолическом АД выше 200 мм рт. ст., диастолическом — выше 120 мм рт. ст.;
-
желудочковая тахикардия, политопная желудочковая активность;
Б. Относительные противопоказания:
-
частые суправентрикулярные экстрасистолы (4:40), мерцательная аритмия;
-
повторяющаяся или частая желудочковая эктопическая активность;
-
неконтролируемые метаболические заболевания (сахарный диабет, тиреотоксикоз, микседема);