姿势和认知负荷对手功能高度装配作业人员躯干的生物力学影响

来源：环境与职业医学杂志 2025年第4期北京时间：

作者：武会栓, 靳宇, 刘燕, 曾思怡, 钱存稳, 金克峙,

摘要：背景颈、肩和下背部是工作相关肌肉骨骼疾患的主要罹患部位。手功能高度（即腰部以下的工作高度）、不良姿势以及认知负荷是手工作业中常见的危险因素组合，但有关该工作高度下，不良姿势与认知负荷对作业人员颈肩下背部位生物力学负荷的影响，目前尚缺乏相关研究报道。目的探讨在手功能高度执行手工操作任务时，不同姿势与认知负荷组合对作业人员颈部、肩部和下背部位生物力学负荷的定量化差异。方法应用3×2（3种姿势：蹲姿、跪姿和弯腰；2个水平认知负荷：有认知负荷即施加2back任务，无认知负荷即不施加2back任务）的被试内设计，招募10名男性大学生志愿者，执行指定的手功能高度的装配任务（螺丝拧紧和拧松的序列动作），使用表面肌电图和三维动作捕捉评估作业过程中作业人员躯干的生物力学负荷，同时使用量表评价主观感受（疲劳程度、肌肉疼痛感觉以及认知负荷）。结果不同姿势对作业人员的生物力学负荷存在差异且有统计学意义（P<0.05），弯腰时除胸锁乳突肌外其余各骨骼肌激活程度最小，但相较于跪姿和蹲姿，弯腰时竖脊肌瞬时中值频率单位时间内（0.128 s）下降最快（−0.050±0.008） Hz，下背部前屈的角度更大（35.14°±4.40°）；蹲姿时各骨骼肌的激活程度最高，尤其是上斜方肌，最大收缩肌力百分比为20.07%±1.26%，蹲姿作业期间颈、肩、下背部关节在矢状面的关节角度较大（−7.03°±2.70°、60.20°±7.89°、34.42°±4.20°）；跪姿状态下各骨骼肌的激活程度处于其他两种姿势之间，下背部竖脊肌的瞬时中值频率单位时间内（0.128s）下降速度最慢（−0.005±0.008） Hz，且颈肩下背部关节的角度更倾向于中立姿势，此外跪姿时工作表现更好。不同认知负荷水平下除影响主观认知负荷得分、颈部前屈以及肩部外旋的角度外，未发现对其他指标有统计学意义的变化。结论在手功能高度装配任务下，相较于蹲姿和弯腰，跪姿作业时作业人员颈肩下背部的生物力学负荷处于中等水平，且有更好的工作表现。此外，未发现施加2back认知负荷对生物力学负荷的影响。

关键词：颈肩下背, 生物力学负荷, 表面肌电图, 关节角度, 姿势, 认知负荷,