اثرات الکترومیوگرافیِ اصلاحات ارگونومیک در مشاغل انتخابی(بسته بندی گوشت)

1. اثرات الکترومیوگرافیِ اصلاحات ارگونومیک در مشاغل انتخابی(بسته بندی گوشت)

2. تهیه کنندگان:ضحی حیدریملیحه عبابافهاشیما سادات لاجوردیدانشجویان کارشناسی بهداشت حرفه ایدرس ارگونومی نام استاد:مهندس ورمزیار

3. چکیده این پژوهش قابلیت اجرایی متد جدیدی برای جمع آوری اطلاعات حاصل از برق نگاری ماهیچه ای(الکترومیوگرافی) را طی شرایط کاری در صنعت ارزیابی کرد، و کمیت اثرات اصلاحات شغلی ویژه را بر شدت نهایی فعالیت برق نگاری مجموعه عضلات تعیین کرد. میانگین ریشه واریانس(RMS) با سطح فعالیت الکترومیوگرافی(EMG) کالیبره می شود تا واحدها معادل هم شوند. این اطلاعات از 20 کارگری که در سه بخش پردازش گوشت خوک، قبل و بعد از اصلاح ارگونومی شغلیشان مشغول به کار بودند جمع آوری شد. کاهش معنی داری در تلاش عضلات دو سر بازو و یا عضلات خم کننده انگشتان و مچ بعد از اصلاح دو تا از سه شغل ردیابی شد. این تکنیکِ اندازه گیری EMG می تواند برای تایید کاهش تلاش عضلات با اصلاح ارگونومی مورد استفاده قرار گیرد.

4. ) EMG الکترومیوگرافی) تکنیکی برای ارزیابی و ضبط خصوصیات فیزیولوژیک عضلات در هنگام استراحت و همچنین در حال انقباض استEMG. با استفاده از ابزاری به نام الکترومیوگراف به ضبط تصویری به نام الکترومیوگرام می پردازد.یک الکترومیوگراف پتانسیل های الکتریکی تولید شده به توسط سلول های عضلانی در حال انقباض و نیز استراحت را مشخص می کند.

6. الکترومیوگراف

16. مقدمه شیوع اختلالات آسیبی فزاینده(CTDs) در محیط های شغلی در سال های اخیر به سرعت افزایش یافته است چنان که تقریبا 65 % تمام بیماری های شغلی در ایالات متحده گزارش شده است. ارزش میانگین حد نهایی CTD برای هر مورد 8070 دلار گزارش شده است. فشار زیاد، نرخ بالای تکرار و طرز ایستادن اشتباه در طول انجام کار از فاکتورهای اولیه بروز CTDs هستند که به لحاظ ایمنی رعایت نمی شوند و اساسا به دلیل تکرار زیاد و فشار بالا خطرات را افزایش می دهند.

17. شدت بالای CTD در صنایع بسته بندی گوشت شایع است. صنعت بسته بندی گوشت بالاترین نرخ اختلالات حرکتی مکرر را در بین صنایع داراست. .با وجود کاهش ناچیز نرخ جراحت در این صنعت، نرخ CTD افزایش می یابد. بر این اعتقادند که نرخ بالای CTD ناشی از طبیعت بسیار تکراری حرفه بسته بندی گوشت می باشد. در یک نمونه کارگاه بسته بندی گوشت تخمین زده شده است که هر کارگر خط تولید به طور متوسط 18000 حرکت برشی را در 8 ساعت نوبت کاری انجام می دهد.

18. اغلب اصلاحات ارگونومی شغل ها به منظور تلاش برای کاهش عوامل خطرساز و متعاقبا کاهش شیوع و شدت CTD به کار می رود. به هر حال تعیین کمیت اثرات این اصلاحات بر فاکتورهای خطرساز در محیط های کاری مشکل است. الکترومیوگرافی(EMG) برای نمایش تلاش یا نیروی عضلانی حین انجام کار استفاده می گردد، اما محدودیت های محیطی و موانع بالقوه همراه با تولید، غالبا کاربرد EMG را در صنعت محدود می کند. اهداف این پژوهش، ارزیابی کاربرد یک الکترومیوگرافی سنجِ قابل حمل و نقل برای جمع آوری داده های حاصل از فعالیت ماهیچه ای در یک تاسیسات بسته بندی گوشت و بررسی اثر اقدامات ارگونومی بر الکترومیوگرافی مجموعه عضلات انتخابی می باشد.

19. روش کار ارزیابی وظایف شغلی در این مطالعه توسط کارکنان کارگاهی تعیین شده است که پیشینه ای درتغییرات زیاد، نرخ بالای شکایات کارگران و نرخ بالای زمان از دست رفته دارد. به دلیل این مشکلات، اخیرا سه وظیفه مشخص در کار دستخوش اصلاحات ارگونومی شده بود. سه کار مشخص ویژه که شناسایی شد شامل تراشیدن موی سر، قطع زوائد گوشت ران و تکه کردن پوشش گوشت خوک می باشد.

20. وظیفه تراشیدن موی سر شامل بریدن های متعدد موی سر خوک با یک دست بود، در حالیکه دست دیگر برای نگهداری سر خوک استفاده می شد (روش قدیمی) این وظیفه با استفاده از گیره ای که سر خوک را محکم روی یک میخ بزرگ نگه می داشت سازگار شده بود ( شکل 1-روش جدید). در حالی که این عملیات انجام می شد، فعالیت ماهیچه ای عضلات خم کننده انگشتان و مچ هر دو دست چپ و راست نظارت شد. بریدن زوائد گوشت ران، شامل بریدن چربی از گوشت ران خوک بود که توسط چاقوی مدوری که با نیروی الکتریکی کار می کرد (چاقویWizard) انجام می شد. اصلاح ارگونومی ا نجام شده در این بخش شامل استفاده از یک دستگیره سازش یافته و یک کابل تعدیل ابزار برای نگهداری وزن چاقو (روش جدید،شکل 2.ب) بر خلاف استفاده از چاقو بدون تعدیل ابزار (روش قدیمی، شکل 2.الف).

21. شکل1(روش جدید)

22. شکل2(روش جدید و قدیمی)

23. برای نمایش فعالیت عضلانی طی این عملیات از عضلات دو سر بازو و عضلات خم کننده انگشتان و مچ دست راست استفاده شد ( همه کارگران در این گروه راست دست بودند). روش قدیمی کندن پوشش بدن (شبیه دباغی) شامل چاک دادن و پاره کردن چربی و جدا کردن پوشش توسط دست بود(شکل 3.الف) این عملیات به این صورت تعدیل شده بود که کارگران پوشش را با یک چاقو(air-knife) می بریدند در حالیکه پوشش توسط یک جداکننده خودکار جدا می شد ( روش جدید،شکل3.ب) طی انجام این عملیات، فعالیت عضلات خم کننده انگشتان و مچ دست چپ و راست اندازه گیری شد.

24. شکل3(روش جدید وقدیمی)

25. جمعیت مورد آزمایش تمامی 20 کارگر در این مطالعه، از یک کارگاه پردازش گوشت خوک در ایالات متحده میدوسترن بودند. برای عملیات اول ( تراشیدن سر خوک ها) 8 کارگر و برای عملیات دوم و سوم ( جداسازی ران و بریدن پوشش ) 6 کارگر به کار گرفته شد. در هر عملیات کارگران برای هر دو روش قدیمی و جدید تحت آزمایش قرار گرفتند. میانگین سنی کارگران 29 سال و دامنه سنی آن ها 19 تا 47 سال بود. میانگین قد و وزن آن ها به ترتیب(0.10 )1.73 متر و( 11.9) 75 کیلوگرم بود. نمونه ها 15 مرد و 5 زن را شامل می شد که در 85 % آنها راست دستی غالب بود. حضور کارگران در این آزمایش با رضایت آگاهانه و داوطلبانه آن ها همراه بود.

26. ابزار و مواد مورد نیاز الکترود هایی با سطح نقره-کلرید نقره در ترکیب با مولتی مترهای دیجیتالی استفاده شدند و طوری تغییر کرده بودند که اجازه می دادند یک سیگنال EMG منفرد وارد گردد. الکترودها امواج الکتریکی یک طرفه را مرحله به مرحله همراه با مقاومت ورودی بالا (بیش از 15 مگا اهم در 100 هرتز) تقویت می کنند، که نسبت عدم پذیرش متداول dB87 در 60 هرتز و پهنای باندHz 4000 -40 را شامل می شود. مولتی متر که با نیروی باتری کار می کند، میزان ریشه واریانس لحظه ای را از سیگنال های ردیفی EMG محاسبه و RMS را با نسبتی از 10 هرتز نمونه برداری و محاسبه کرد. دوره تناوب نمونه برداری به طور دستی کنترل شد. مولتی مترها سبک(0.5 کیلوگرم)، قابل حمل و نقل (ابعاد 65*33 سانتیمتر)، پوشیده از مواد ضد رطوبت و نسبت به ضربه مقاوم بودند . در بررسی گذشته، EMGسنج قابل حمل و نقلی کشف شد که قابل اطمینان بود و در مقایسه با سیستم استاندارد، به روز(on-line)، قابل قبول و معتبر بود.

27. دستور العمل کارکنان ارگونومی و پرستاری در کارگاه بسته بندی گوشت برای استفاده از EMGسنج تحت تعلیم قرار گرفتند تا روش کار کالیبره کردن و قرار دادن الکترودها را بیاموزند. الکترودها برای عضلات سهیم ( دو سر بازو و یا عضلات بیرونی خم کننده انگشتان و مچ بیرونی) در بالای بخش میانی عضلات مربوطه، موازی با امتداد تارهای ماهیچه ای جایگذاری شدند. یک الکترود مرجع در بالای استخوانی ترین برآمدگی کتف جایگذاری شد. برای نرمال شدن EMG در طول انجام کار، مقادیر جمع آوری شده EMG از میزان نیروی زیر حد ماکزیمم به دست آمد.

28. مقادیر کالیبره RMS EMG برای عضلات خم کننده انگشتان و مچ به میزان 44.5 ، 89 و 133.4 N (Ib 10،20،30) به دست آمد که نیرو ها توسط یک نیرو سنج دستی گرفته شد. مقادیر کالیبره EMG دو سر بازو در حالیکه زاویه خمیدگی آرنج 90 درجه بود، N 11.1 ،22.2 ،44.5 (Ib 2.5 ،5 ، 10 ) به دست آمد و بلافاصله در نزدیکی مچ قرار گرفت. برای هر دو گروه عضلات ، هر مورد، سه سری آزمایش دوتایی را در هر مقدار نیرو برای هر دو مجموعه داده های قبل و بعد از آزمایش در طی انجام کار کامل کرد. هر بار که الکترودها وصل می شدند یا برداشته می شدند عمل نرمال کردن تکرار شد. هر دو روش قدیمی و جدید کار با قرار دادن الکترودها در همان محل و نرمال کردن آنها کامل شد.

29. طی جمع آوری داده ها در خط تولید ، EMGسنج توسط کارگر بر روی یک مچ بند پوشیده شد. کارگران بین دو روش قدیمی و جدید دستورالعمل کاری خود، در وقفه تقریبا 30 دقیقه ای عوض می شدند. شیوه روش کاری ( قدیمی و جدید ) در بین کارگران و روش کار" تصادفی" بود و 2 تا 4 بار در یک نوبت کاری و در چندین روز مختلف از یک هفته کاری تکرار شد. این آزمایشات چندگانه، برای "میانگین خروجی " هر نوسان تصادفی در فعالیت ماهیچه، به دلیل اثرات خستگی یا ترتیبی به کار رفتند. کارکنان داخل کارگاه، داده های EMG را جمع آوری و اندازه سرعت خط را ( که نرخ تکرار کنترل می شود )، و زمان تلف شده را ثبت کردند. تمام داده ها بدون مزاحمت و همراه با انجام طبیعی عملیات کاری و بدون کاهش تولید جمع آوری گردید.

30. طراحی و آنالیز داده ها یک طرح تحقیقاتی A-B-A-B چند گانه برای جمع آوری داده ها به کار رفت. طبق این طرح، طی هر فصل جمع آوری اطلاعات، در بین دو روش قدیمی یا جدید، کارگران عوض می شدند. میانگین فعالیت EMG در تمام آزمایشات برای هر کارگر، ماهیچه و شرایط کاری (قدیمی یا جدید) برای آنالیز آماری استفاده گردید. اگر زمان تلف شده هر خط تولید بیش از 10 % ( 3 دقیقه از یک وقفه 30 دقیقه ای ) از یک دوره مجموعه اطلاعات بود داده ها در آنالیز نتایج استفاده نمی شدند. نرخ تکرار بین دو شرایط کاری برای هر آزمایش یا نمونه (کارگر) تغییر نکرد. معادله خط رگرسیون برای هر کارگر با استفاده از میانگین مقدار داده کالیبره شده محاسبه شد. بنابراین داده ها برای واحدهای معادل نیرو نرمال شدند. برای هر کدام از سه شغل یک آزمون t-test دوگانه انجام شد(با استفاده از داده های میانگین نمونه ها یا همان کارگران ) تا اثرات اصلاح ارگونومی بر فعالیت میانگین EMG تعیین گردد. یک مقدار آلفای 0.05 برای حد بحرانی معنی دار بودن آماری استفاده شد.

31. نتایج مجموع نتایج تمام مشاغل و عضلات در جدول 1و 2 خلاصه شد. میانگین تلاش عضلات در مچ و عضلات خم کننده انگشتان دست چپ طی شغل تراشیدن سر خوکها در روش جدید، کاهش چشمگیری داشت. 8 کارگر همگی کاهشی در فعالیت عضلات خم کننده انگشتان و مچ دست چپ را در روش جدید تراشیدن سر خوک ها اثبات کردند. هم چنین 6 تا از 8 کارگر کاهش فعالیت در عضلات خم کننده انگشتان دست راست را با اصلاح ارگونومی اثبات کردند که تغییر میا نگین کوچک بود و به لحاظ آماری معنی دار نبود.

32. جدول-1 خلاصه تغییرات الکترومیوگرافی با اصلاحات ارگونومی : مچ راست و عضلات خم کننده انگشتRWFF* : مچ چپ و عضلات خم کننده انگشتLWFF*

33. جدول-2 نتایج گروه

34. در طی عملیات قطع زوائد گوشت، میانگین تلاش عضلات خم کننده انگشتان و مچ دست راست، به طور معنی داری استفاده از روش جدید را کاهش داد. 5 تا از 6 کارگر مورد آزمایش، کاهشی در فعالیت EMG عضلات خم کننده انگشتان و مچ، با بکارگیری ابزار تعادلی اثبات کردند. همچنین میانگین تلاش عضلانی عضلات دو سر بازوی دست راست با این اصلاح ارگونومی، استفاده از ابزار تعادلی را کاهش داد.همه 6 کارگر فعالیت ماهیچه ای کاهش یافته را همراه با استفاده و تغییراتشان که به لحاظ آماری معنی دار بود اثبات کردند، اگر چه تلاش عضلانی، نسبتا پایین و بدون بکارگیری ابزار تعادلی بود.

35. اصلاح عملیات تکه کردن پوشش، تلاش عضلانی را در عضلات خم کنده چپ یا راست، به طور معنی داری کاهش نداد. فقط 3 تا از 6 کارگر تلاش عضلانی کاهش یافته ای را در عضلات خم کننده دست راست نشان دادند، در حالیکه 4 تا از 6 کارگر نشان دادند که تلاش عضلات خم کننده دست چپ کاهش یافت.

36. بحث سیلور استین و همکاران (1986) خطر بالای بیماری های CTDs دست و مچ را(با نرخ کسری تقریبی 30.3 ) در صنایعی که شامل عملیاتی با اعمال نیروی بالا و تکرار بالاست ، در مقایسه با صنایع شامل عملیاتی با اعمال نیروی کم و تکرار پایین اثبات کرده اند. مقادیر معادل با میانگین نیروی EMG ، در مطالعه حاضر، از دامنه، تکرار و اشباع نیروها در وقفه بیش از 30 دقیقه متاثر شد. بنابراین تاثیرات ترکیب دو عامل خطرساز، اعمال نیرو و تکراری بودن، در یک اندازه می تواند ویژه و منحصر به فرد شود. در این مطالعه، اختلافاتی در روش های عملیات کاری ردیابی شد، که به هر حال در نتیجه کاهش در دامنه نیروهای عضلانی بودند، البته از زمانی که نرخ تکرار توسط انتقال دهنده سرعت مچ بند کنترل شد و بین روش ها تفاوتی نبود.

37. باید به خاطر سپرد که هر کاهشی در تلاش عضلانی، طی هزاران تکرار در یک روزِکاری بجا و تایید شده خواهد بود. متعاقبا، تغییرات کمی در میانگین ممکن است از تولید خستگی جمع شده از یک روز یا یک هفته کاری متاثر شود. به طور آشکار، EMG اندازه دقیق از تولید نیروی ماهیچه نیست. همچنین محدودیت نرمال شدن در وضعیت مچ باید یادداشت شود. به هر حال، استفاده از فرایند کالیبره کردن برای بیان کمّی میانگین تلاش ماهیچه ای مجاز است. در حال حاضر اندازه گیری دقیق تری از نیرو، به طور قابل استدلال موجود نیست، چرا که روشها و تکنیک های تهاجمی مورد نیاز هستند. به علاوه، وود و اندرس(1992) روش پیش بینی نیروی EMG را برای استفاده در این گونه بررسی ها ایجاد کردند و در ابتدا این روش توسط آرمسترونگ و همکاران (1979) برای تخمین نیروهای درگیر در یک وضعیت بیان شد. وقتی مطالعات میدانی انجام می شد، این نویسندگان روش EMG را فراتر از روشی پیشنهاد کردند به حساسیت های نیرو مقاومت کند (وود و اندرس،1992)

38. با اصلاح شغل، کاهش نیرو و بار بر یک عضله ممکن است در نتیجه جابجایی و تغییر مکان آن بار یا نیرو بر مجموعه دیگر عضلات باشد. در این بررسی فقط دو دسته از عضلات، در زمان داده شده، بررسی شد. به هر حال این مجموعه عضلات به این دلیل انتخاب شدند که تقریبا بیشترین تاثیر را از این شغل داشتند. نبود کشف اختلافات در تلاش ماهیچه ای شغلِ "تکه کردن پوشش" که اصلاحات چشمگیری را از روش های قدیمی تا جدید متحمل شده بود، ممکن است تحت تاثیر مجموعه عضلات انتخابی قرار گرفته باشد.

39. هدف از این پروژه، در مرحله اساسی، تعیین قابلیت اجرای استفاده از یک سیستم EMGسنج قابل حمل و نقل بود تا داده ها را طی یک کار تولیدی واقعی در یک مجموعه صنعتی جمع آوری کند. محیط کارگاه پردازش گوشت خوک، سرد، پر جمعیت، پرسرو صدا و مرطوب است و کارگران نیاز به پوشیدن لباس هایی دارند که آن ها را از سرما و رطوبت حفظ کند. استفاده از سیستم های EMGسنج تجاری در این مجموعه بسیار مشکل خواهد بود. به هر حال، با استفاده از این دستگاه قابل حمل و نقل، کارگران توانستند کار منظم خود را به طورمتداول، بدون کاهش در تولید و حداقل بدون وقفه کامل کنند.

40. نتیجه گیری نتایج این پژوهش برای مقایسه تلاش عضلانی مورد نیاز با روش های متفاوت عملیات شغلی مشابه در یک تاسیسات بسته بندی گوشت استفاده شد. این نوع مقایسه به شناسایی کاهش خطر برای اختلالات آسیبی فزاینده کمک می کند. نتایج حاصل از این پژوهش اصلاح ارگونومی را به طور واقعی تایید کرد، به این صورت که تلاش ماهیچه ای کمتر را در عضلات اندامهای فوقانی وقتی که اصلاحات ارگونومی به تراشیدن سر و قطع زوائد ران خوک ملحق می شود، اثبات کرد. این پروژه ثابت کرد که روش های جمع آوری داده های EMG قابل حمل و نقل که در مکان کاری استفاده شد، برای تفسیر تغییرات تلاش عضلانی عملی بود وامکان استفاده در عملیات بعدی را داشت.

42. سپاسگزاری بخشی از این پژوهش توسط کمکهای مرکزکنترل بیماری (CDC R49/CCR 703640-05) و اداره آموزش و پرورش ایالات متحده (H133P20018-95) پشتیبانی شد.

43. پایان