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最大静态肌力的测定与分析范文

时间:2022-03-04 09:01:23

最大静态肌力的测定与分析

《工业卫生与职业病杂志》2016年第一期

【摘要】

目的测量工人和学生两组人群的最大肌力,为制定适合我国人群的手工搬举标准提供依据。方法按照《人体测量学指导手册》测定938名受试者的基本人体尺寸,通过拉力测试系统测定受试者的背提力、左右手提力、手臂提力和肩提力。结果测得男性背提力、左右手提力、手臂提力、肩提力的最大值男性分别为1077.0、576.9、609.0、318.3、465.1N,女性分别为602.0、306.6、340.9、181.8、252.3N。背提力最大,手臂提力最小。男性受试者人体尺寸和最大肌力呈现一定的相关性(P<0.05)。结论中国人背提力、单手提力、手臂提力和肩提力均低于欧美人群。女性各种肌力均比男性小,总体上是男性肌力的55%左右。在女性当中左手肌力小于右手肌力更加明显。

【关键词】

等长收缩最大肌力;人体尺寸;手工搬举;工效学

人体测量是工效学设计的基础,在保证工作场所安全、提升工作效率中也十分重要[1]。肌力测定可为制定搬举卫生限值提供参考。在肌力测定中,静态、等长肌力测试是一种实用的测试方法[2]。肌肉骨骼疾病(musculoskeletaldisorder,MSD)是一类与职业有关的多发病,它影响到半数以上职业人群,是职工缺勤的主要原因[3]。手工搬举作业(manualliftingtask,MLT)在工业生产中比较常见,是导致工人MSD的重要原因,有些发达国家已经制定了MLT的卫生限值[4-5]。德国推荐了最大静态肌力标准值,而我国在这方面研究较少[6]。由于种族、人体尺寸方面的差异,其他国家的卫生标准限值不能直接引用。我们研究目的是扩充我国人群的人体测量数据,分析肌力与人体尺寸之间的联系,并且比较与国外人群肌力的差别,为制定我国人群的搬举标准提供依据。

1对象与方法

1.1对象包括工人和大学生两类受试者,共938人。某啤酒厂流水线作业工人884人,其中男性648人,女性236人;某医学院学生54人,其中男性28人,女性26人。受试者无明显的肌肉骨骼疾患,志愿参与本次试验,并且填写知情同意书。

1.2仪器力测定平台采用BLR-42型拉式负荷传感器(华东电子仪器厂),YD-34型动态数据采集分析仪(华东电子仪器厂,采样频率为100HZ);人体尺寸测量使用的工具有体重秤、身高坐高计、皮尺和卷尺。

1.3试验方法

1.3.1人体尺寸的测量人体质量、身高、肩峰高、肘关节高、掌指关节高、膝关节高、肩宽、臂展、前臂长、胸围、腰围及上臂围,测量方法依据美国CDC的《人体测量学指导手册》。

1.3.25种最大肌力的测定(1)测量背提力时,受试者站在力测试平台上,脚尖与着力点平齐,手臂置于身体前方,掌心向躯干方向。调节手柄高度使受试者身体前屈60°,双腿站直,手臂自然下垂。测力时嘱受试者背部发力,以最大力向上提拉手柄。(2)测量右手提力时,受试者站在着力点左侧,外侧踝关节与着力点平齐,手臂自然下垂,掌心向内握住手柄,调节手柄高度使受试者身体保持径直,嘱受试者以最大力向上提拉手柄。左手提力的测试方法和右手提力类似。(3)测量手臂提力时,受试者站在力测试平台上,脚尖与着力点平齐,手臂置于身体两侧,调节手柄高度,受试者掌心向上握住手柄时肘关节弯曲90°,受试者手臂发力,做肘关节屈曲的动作上提手柄,不能踮脚用腿发力或者后仰借助身体倾倒的力量。(4)测量肩提力时,受试者站在力测试平台上,脚尖与着力点平齐,手臂置于身体两侧,调节手柄高度,受试者掌心向躯干方向握住手柄时,肩关节外展约60°,用肩部发力做肩关节外展的动作上提手柄,不能踮脚用腿发力或者后仰来借助身体倾倒的力量。受试者从开始发力到达到最大力的过程用时1s左右,然后维持3s。在发力时可以看到电脑显示器的电压线的浮动,技术人员进行口头激励。受试者每个动作重复两次,记录3次中最高者。

1.4统计学处理将记录的电压值用力-电转换方程进行转换,使用SAS9.1统计软件进行数据分析,以P<0.05为差异有统计学意义。工人和大学生背提力的比较使用两独立样本的t检验。同性别不同年龄组工人之间肌力的比较使用方差分析(SNK法),几种不同肌力与人体质量、身高、肩高、胸围、臂围等人体尺寸数据之间采用Pearson相关分析法。

2结果

2.1基本指标的测定工人年龄比学生大7~10岁,差异有统计学意义(P<0.05),工人体质量和体质量指数(BMI)大于学生,男性间差异无统计学意义(P>0.05),女性间差异有统计学意义(P<0.05);工人和学生身高接近,差异无统计学意义(P>0.05)。工人和学生两组人群人体尺寸测量结果见表1。

2.2静态肌力的测量结果与比较

2.2.1性别与静态肌力的关系5种静态肌力测量值中工人和学生均测量的是背提力。男女工人的背提力分别为1076.9和590.3N;男女学生背提力分别为1080.3和639.1N。两组人群的背提力在同性别之间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。男性工人的背提力、左右手提力明显高于女性工人(P<0.05);学生组男性背提力、手臂提力、肩提力明显高于女性,差异均有统计学意义(P<0.05)。两组对象中女性肌力约为男性的53%~59%。肌力大小顺序为背提力>右手提力>左手提力>肩提力>手臂提力。见表2。

2.2.2年龄与静态肌力的关系男性工人中,背提力、右手提力和左手提力在20~29年龄组最高,随年龄增加,3种肌力有不断减小的趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。20~29岁年龄组女性3种肌力最小,且随年龄的增长无明显的变化趋势。男女性工人不同年龄组之间的背提力,左右手提力的比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表3。

2.2.3相同年龄组工人和大学生背提力的比较20~29岁年龄组男性工人的背提力大于学生,差异无统计学意义(P>0.05);女性大学生背提力大于女性工人,差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

2.3不同性别人体基本指标与静态肌力的关系男性人体质量、身高、肩峰高、前臂长、手臂长、臂展等与静态肌力相关,女性仅人体质量、BMI与静态肌力相关。见表5。

3讨论

与Batti′e等[7]对美国人的研究结果比较,本研究发现中国男女性手臂提力均比同年龄组美国人低18%,Luk等[8]的研究发现,中国男性的提力比美国男性低14.94%,而女性则比美国女性低17.71%。肖国兵等[9]研究结果显示,中国男性和女性手臂提力比同年龄组美国人低29~33%和43%,与本研究结果差异较大,这主要有两个原因:(1)受试者存在差异:本研究受试者来自全国13个省市(湖北、山东占40%),而肖国兵试验的受试者主要来自浙江宁波;(2)试验方法差异:本次试验采用显示器反馈激励和口头激励,而肖国兵的试验中没有使用。静态肌力在性别间存在较大差异,Luk等[8]发现女性最大提力是男性的46.9%,本研究发现,女性肌力对男性肌力的比值要高于Luk的研究结果,总体上来看女性各种提力超过男性提力的50%,范围在53%~57%之间,这与Batti′e等[7]报道的52~65%接近。

Wang等[10]的研究显示,加拿大女性的最大背提力为(686±129)N,本研究女性最大背提力为(582.7±161.5)N,比加拿大女性低15%。德国男性和女性的最大单手提力分别为800和400N,本研究中男女性最大单手提力是609.0和340.9N,分别比德国男性和女性单手提力小24%和15%。有资料显示年龄与肌力有着明显的相关性,一般最高值出现在20~30岁之间[11]。Bckman等[12]发现肌力在40岁以前基本稳定,60岁之后持续下降。本研究结果显示,工人和学生年龄组间的差异无统计学意义。提示,年龄在一定范围内对肌力的影响有限。男性左手提力比右手提力小5.4%,女性左手提力比右手提力小10.1%;Chuang等[13]的研究发现,左手比右手低8%;虽然两次试验设计有所不同,但得出的结论比较相似,即右手肌力大于左手,人群中大多数人优势手为右手。同时发现,不同性别之间这种优势手与非优势手肌力差异的程度也不同,女子左手肌力低于右手肌力的比例大于男子,这与Hossain等[14]的研究结果相似,他发现马来西亚男子左手握力比右手低6.3%,而女子这一比例为8.0%。试验发现,男性人体尺寸与静态肌力有一定的相关性,但在女性当中,除了体重、BMI以外其他人体尺寸测量数据与静态肌力都不相关,国外有用线性回归方法建立人体尺寸结果预测肌力的模型,并对模型进行验证,模型的决定系数R值大概在0.4[10,15-17],最高甚至达到0.86[18]。Wang等[10]建立了1个加拿大女子背部最大拉力的模型,R2=0.48,认为在没有更好的预测工具的情况下,该模型可以用来预测加拿大女子最大背提力。

本研究有一定的局限性,受试者虽然来自全国13个省市,但是湖北和山东比例比较大,对中国现有人口的代表性有些欠缺;研究中学生人群数量较少,与工人组比较得出的结果要谨慎对待,更大样本量、更加深入的研究还是很有必要的。

作者:宗学聪 赵磊 王正伦 杨磊 单位:华中科技大学同济医学院公共卫生学院

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