Fizjologia - wyklad 2 - Parametry charakteryzujące sylwetkę człowieka

Parametry charakteryzujące sylwetkę człowieka i parametry przestrzenne stanowiska pracy.

1. Antropometria.

Antropometria jest to zespół technik i metod pomiarowych, umożliwiających ścisłe badanie cech mierzalnych człowieka i ich zmienności w rozwoju osobniczym i ewolucyjnym. Antropometria dostarcza informacji na temat budowy, wielkości i proporcji ciała człowieka. Wykonywane pomiary opisują sylwetkę:

• Wyprostowaną, zajmuje się tym antropometria klasyczna: statyczna i dynamiczna,

• Naturalną, jaką przyjmuje człowiek podczas wykonywanej czynności-zajmuje się tym antropometria ergonomiczna.

W antropometrii klasycznej wykonywane są pomiary, które obejmują:

• Ciało z wyjątkiem głowy - noszą nazwę sematometrii,

• Głowę - kefalometrii,

• Kości - osteometrii.

Dla cech o charakterze statycznym dla pozycji nieruchomej, stojącej lub siedzącej, wykonywane są pomiary rys 1:

• Wysokości, które służą do określenia odległości punktów antropometrycznych od położenia, na którym stoi lub siedzi badany człowiek w pionie,

• Długości poszczególnych części ciała,

• Szerokości i głębokości,

• Obwodów,

• Średnicy chwytu rękojeści,

• Współrzędnych sklepienia stopy.

Dla cech o charakterze dynamicznym, pomiary obejmują rys 2:

• Kąty odchylenia kończyn górnych i dolnych: w dół, w górę, w lewo i prawo,

• Kąty odchylenia i skrętów głowy,

• Kąty skrętu kończyn i ich części,

• Kąty odchylenia grzbietowego i podeszwowego stopy,

• Kąty odchylenia ręki zaciśniętej na uchwycie cylindrycznym.

Wszystkie cechy dynamiczne dają odpowiedź dotyczącą zasięgu i rozpiętości ruchu. Dla uzyskania jednoznaczności wyników pomiarów, wykonuje się je w ściśle określonych miejscach na powierzchni ciała zwanych punktami antropometrycznymi np.:

pkt. a (akromin) leży na najbardziej bocznie na krawędzi wyrostka barkowego,

pkt. B (basis) oznacza poziom na którym stoi badany,

pkt. da (daktylion) leży na najbardziej wysuniętych punktach na opuszkach palców ręki.

pkt v (vertex) leży na szczycie głowy, rys 3

2. Elementy przestrzenne opisujące ruchy i ciało człowieka.

Opisując ciało człowieka przedstawiamy je w pozycji pionowej, zwróconej ku nam przodem z rękami opuszczonymi, dłońmi skierowanymi do przodu jak na rys. 3a. W tak przedstawionej postaci wyróżniamy wiele określeń służących do orientacji w przestrzeni opisywanych części ciała. Są to:

• płaszczyzna strzałkowa która dzieli ciało na stronę lewą i prawą, Płaszczyzna strzałkowa przebiegająca w osi głównej, dzieląca ciało na dwie symetryczne połowy prawą i lewą, nazywa się płaszczyzną pośrodkową.

• płaszczyzna czołowa, która przebiega wzdłuż osi głowy i dzieli ciało na część brzuszną i grzbietową,

• płaszczyzna pozioma, która dzieli ciało na część górną i dolną.

• Osie pionowe (czyli podłużne) - przebiegają pionowo w stosunku do ziemi. Najdłuższa oś pionowa nazywa się osią główną.

• Osie poziome (lub poprzeczne) przebiegają prostopadle do osi pionowych od strony lewej ku prawej.

• Osie strzałkowe (przednio-tylne) przebiegają w kierunku strzały wystrzelonej od przodu prostopadle do osi pionowej.

Na kończynach ciała rozróżniamy również kierunek bliższy (proksymalny) i dalszy (dystalny) w odniesieniu do tułowia.

W celu określenia położenia narządów stosujemy nazwy: zewnętrzny, wewnętrzny, środkowy, powierzchowny, głęboki, podłużny, poprzeczny, prawy i lewy.

Na oznaczenie kierunku ruchu stosujemy nazwy: odwodzenie kierunek od ciała i przywodzenie - do ciała. Rotacja - obrót - ruch wokół osi długich kończyn lub kręgosłupa. Prostowanie i zginanie tułowia lub kończyn.

3. Pozycja ciała człowieka przy pracy.

Jako zasadnicze pozycje ciała ludzkiego przyjmuje się rys 4.:

• pozycję stojącą,

• pozycję siedzącą,

• pozycję leżącą.

Podczas wykonywanej pracy, pozycja, jaką przyjmuje pracownik, jest wynikiem koordynacji mięśniowo-ruchowej całego organizmu. Musi on ponieść pewien koszt fizjologiczny by utrzymać ciało w określonej pozycji.

Najmniejszy koszt fizjologiczny występuje dla pozycji leżącej w stanie spoczynku i wynosi 64,8 kcal/godz. w każdej innej sytuacji w związku z koniecznością utrzymanie ciała w danej pozycji koszt ten odpowiednio wzrasta i tak np:

• w pozycji siedzącej organizm zużywa o 4,0% energii więcej,

• w pozycji klęczącej organizm zużywa już o 8,5% energii więcej,

• w pozycji stającej organizm zużywa aż o 12,0% energii więcej.

Mimo, iż pozycja leżąca jest korzystna z punktu widzenia kosztu fizjologicznego, to w trakcie wykonywanej czynności roboczej nie może być ona przyjęta za najlepszą, ponieważ:

• stwarza ograniczenie swobody ruchów, zwłaszcza dla kończyn górnych, oraz

• zwiększa udział wysiłku statycznego rąk, głowy i innych mięśni

Pozycja siedząca charakteryzuje się z kolei:

• dużą stabilnością tułowia,

• najlepszą koordynacją ruchową kończyn,

• odciążeniem kończyn dolnych, a nieraz i górnych ( oparcia przy siedziskach ),

• odciążeniem układu krwionośnego

Podczas pracy w pozycji siedzącej nadmiernie obciążone są mięśnie grzbietu, brzucha i ud stąd wśród pracowników wykonujących prace siedzące bardzo często uwidaczniają się zmiany w kręgosłupie w części szyjnej i lędźwiowej oraz dolegliwości krwawnicze odbytu.

Podczas pracy w pozycji stojącej obciążone są mięśnie nóg i grzbietu, w wyniku, czego część krwi gromadzi się w kończynach dolnych, co w efekcie zmniejsza dokrwienie całego organizmu. Prowadzi to do obrzęków, zatorów i rozszerzenia żył. Tworzą się żylaki, zniekształceniu ulegają staw kolanowy i piersiowy odcinek kręgosłupa.

Z punktu widzenia fizjologii pracy, każdej z zajmowanych pozycji przez ciało stawia się warunek swobody i naturalności. Za racjonalną przyjmuje się pozycję wymagającą najmniejszego wydatku energetycznego, czyli taką, która w minimalnym stopniu angażuje układ mięśniowy i nerwowy. Jest nią pozycja przemienna stojąco-siedząca z przewagą siedzącej.

4. Antropometryczne zasady kształtowania obszarów pracy.

Obszar pracy, czyli przestrzeń robocza, jest to zbiór punktów, na które pracownik oddziaływuje podczas pracy. Istnieje podział obszaru pracy na:

• teoretyczny, który wyznaczany jest zasięgiem rąk pracownika, bez zmiany jego pozycji ciała i miejsca,

• rzeczywisty , wyznacza go zasięg rąk przy równoczesnym ruchu tułowia.

Obszar pracy charakteryzowany jest przez:

• wymiary, asymetrię i kształt ciała ( proporcje: szerokości, długości ciała i jego elementów; oparte na danych antropometrii statycznej ),

• strefy pracy rąk i nóg ( oparte na danych antropometrii dynamicznej ),

• strefy obserwacji i identyfikacji wzrokowej wynikające z budowy anatomicznej człowieka i jego możliwości psychofizycznych.

Wykonanie przez człowieka ruchu dokonuje się w obszarze zwanym strefą pracy. Wielkość i kształt tej strefy zależy od:

• pozycji ciała, jaką przyjmuje człowiek w czasie wykonywania pracy,

• części ciała użytej do ruchu: np. jedna z kończyn, obie, palce,

• rodzaju wykonywanego ruchu,

• cechy ruchu: szybkości, precyzji, kierunku,

• rodzaju wykonywanej pracy,

• wartości użytej siły i częstości manipulacji,

• płaszczyzny pracy i jej położenia.

Wyznaczenie strefy pracy, oparte jest na zasięgu i rozpiętości całych kończyn i ich części. W związku z czym rozróżnia się zasięg:

- normalny - czasza ruchu zakreślona jest przez przedramiona ze zgiętym stawem łokciowym przy nieruchomym tułowiu,

- maksymalny - czasza ruchu zakreślona jest przez wyciągniętą rękę i palce przy nieruchomym tułowiu,

- maksymalnie wydłużony - ruch wykonywany są przy użyciu wszystkich możliwych stawów, do utraty równowagi.

Dzięki wykreśleniu zasięgów i rozpiętości kończyn możemy określić typ strefy pracy wśród których rozróżniamy rys 5:

1. optymalną strefę pracy, jest to strefa która może być wyznaczona z zasięgu normalnego wspólnego dla obu rąk. Wykonywać w niej można czynności precyzyjne i ruchy podstawowe,

2. dopuszczalną strefę pracy, określana jest przez zasięg maksymalny, wspólny dla obu rąk. Wykonywane w niej mogą być czynności mniej precyzyjne, ruchy podstawowe

3. maksymalna dopuszczalną strefę pracy, jest to strefa charakterystyczna dla prac wykonywanych przez każdą ręką z osobna. Wykonywane w niej mogą być tylko ruchy pomocnicze.

4. możliwą, lecz nie zalecaną strefę pracy, wyznaczona jest ona przez zasięg maksymalny dla każdej ręki oddzielnie, wykonywane w niej mogą być tylko ruchy pomocnicze o małej częstości występowania.

Struktura przestrzenna stanowiska pracy powinna w oparciu o znajomość parametrów antropometryczny i fizjologiczną postawę ciała:

• zapewnić bezpieczną i wygodną pracę dla 90% populacji użytkowników,

• być dostosowana do ich ekstremalnych cech wymiarowych,

• umożliwiać dopasowanie niektórych parametrów przestrzennych stanowiska do indywidualnych potrzeb użytkowników wprowadzając możliwość regulacji,

• uniemożliwiać powstawanie zagrożeń wypadkowych i szkodliwych dla zdrowia,

• zapewniać swobodę ruchów,

• zapewnić minimalny koszt biologiczny podczas wysiłku pracownika,

• zapewniać dobre warunki widoczności.

Natomiast aby prawidłowo rozmieścić urządzenia na stanowisku pracy należy wziąć pod uwagę takie elementy jak:

• liczbę obsługiwanych maszyn,

• cechy konstrukcyjne i wymiary gabarytowe maszyn,

• wymiary wytwarzanych produktów bądź obrabianych przedmiotów,

• czas trwania i kolejność cyklu produkcyjnego na każdej maszynie,

• ciągłość wykonywania przez pracownika operacji ręcznych,

• sposób wykonywania tych operacji, związane z tym obciążenie różnych funkcji organizmu,

• typ i sposób obsługi urządzeń transportowo-podnośnikowych,

• wymogi bezpieczeństwa pracy,

• drogę ,którą musi pokonać pracownik w ciągu zmiany roboczej, obsługując wszystkie maszyny.

Rys 1 Najważniejsze średnie wymiary w cm dotyczące przestrzeni swobodnej w różnych pozycjach oraz wysokości pola pracy. K- kobiety, M.- mężczyzny.

Rys 2. Przykładowy zakres ruchów poszczególnych części ciała

Rys 3 Rozmieszczenie punktów antropometrycznych na ciele człowieka.

Rys. 3a Anatomiczna pozycja ciała z zaznaczeniem płaszczyzn orientacyjnych

Rys 5 Rodzaje zasięgów kończyn górnych I stref pracy

7

---