MVN Analyze在码头工人极端颈部运动调研中的应用

位于荷兰鹿特丹的APM码头自2000年10月开始运营，年吞吐量为325万标准箱，是欧洲最大的集装箱码头之一。它位于鹿特丹港，是英国、爱尔兰、北欧等市场的主要转运中心，货物可通过多种方式进入欧洲大陆的各大的消费、商业和工业中心。

码头上使用人工操作的集装箱跨运车，把集装箱从码头搬运到临时的堆放区内。

跨运车司机坐在距离地面12米高的驾驶室内，在侧向行驶处理集装箱和向下看的时候，会发生极度的颈部运动。出于安全考虑，驾驶员在操作跨运车需系上安全带。驾驶室配有安全带，可用作两点或四点式安全带来使用。APM Terminals不仅关注安全防护，而且关注员工的身体健康。因此公司想知道因使用四点式安全带而可能导致的上半身运动限制，是否会增加对颈椎的压力。

调研过程

职业健康物理治疗师Erik Saathof受邀调查两种类型的安全带对人体的影响。

由于驾驶室工作环境较为特殊，进行彻底评估的选项非常有限。传统方法如姿势评分表和其他可用的评估工具，在精准度、实操性和可重复性方面均无法满足AMPTR项目的需求。单独使用视频分析的话，观察者差异和观察间差异的可靠度不高。

“使用运动传感器的运动捕捉系统需要能无线传输数据，并且能够承受由于金属驾驶舱和载体本身，以及移动中的集装箱中普遍存在的金属而可能产生的信号失真影响。”    

通过使用 Xsens全身动作捕捉系统MVN Analyze，在实际工作环境中测试设备并取得成功。信号的传输没有发生失真或中断，该系统被证明具有优良的抗磁能力。  

在实际测试中，用到了多名经验丰富的跨运车司机。测试内容设定为完全相同的操作，六名驾驶员安装了传感器，使用2点式和4点式安全带分别进行操作，在不同的地点之间移动20尺和40尺的集装箱。在测试过程中，驾驶室还安装了一台摄像机来拍摄驾驶员。     

MVN Analyze Pro软件生成了一个人体模型，可以准确显示驾驶员正在做什么，并且摄像头镜头与模型同步。不同传感器获取的数据可以准确比较不同任务期间的颈椎运动范围，额外的摄像机镜头增加了有关司机个人的更多细节。  

该测试不仅评估了颈椎的负荷，还测量并比较了背下部运动的差异。这两项评估的重要性在于，预期使用两点式安全带增加的活动自由度不仅会导致减少颈部活动的积极结果，它可能会导致越来越多的极端背下部运动，从而增加背下部问题的风险。这两个方面对工人的健康都很重要，必须考虑分析和权衡结果并提出可能的解决方案。

 

数据分析

自动生成的RULA(快速上肢评估) 报告是一种符合人体工程学的风险评估工具，用于评估与上肢MSD（肌肉骨骼失调症）相关的风险因素，提供了对结果的初步了解。

要对运动的确切程度以及这些运动和姿势的持续时间进行更详细的分析，这需要更多的信息。Xsens能够提供由每个传感器每秒100次测量组成的原始数据。在Xsens产品专家的持续支持下，可以对每个关节角度和身体部位进行分析。

这允许使用国际人体工程学标准进行定制分析，以评估静态工作姿势和运动。为了评估与颈部和腰部MSD相关的风险因素，使用了NEN-ISO 11226和NEN-EN 1005-4标准。

分析了标准中规定的不同风险区域所花费的时间以及每5度角（例如颈部旋转和侧弯）所花费的时间。这使得可以查看使用不同皮带类型的司机之间的整体差异，以及每个司机的皮带类型之间的确切差异。

 

调研结果

测试结果清楚地展示了目前与肌肉骨骼和颈部疾病相关的一些生物力学风险因素。而对于两种安全带类型之间的比较，只发现非常小的差异。

与两点式安全带相比，四点式安全带在所有六名参与者中均显示出颈部在各个方向（屈曲/伸展、横向弯曲和旋转）的运动增加。然而平均增幅在1.3到3.3度之间，这在实践中不会导致患MSD的风险增加。

与腰部疼痛相关的生物力学风险因素，差异也很小。与两点式安全带相比，四点式安全带的情况喜忧参半。所有参与者都有较少的弯曲，但也增加了躯干的横向弯曲和旋转，平均增加在0.5到4.5度之间。这在实践中同样不会导致患MSD的风险增加。

通过评估不同驾驶员之间的差异获得了有价值的信息。以颈部旋转为例，数据显示一些驾驶员花费大量时间进行超过45 度的旋转，而其他人则不会并保持在45度角内。此外，从左到右看所花费的时间差异也很有见地。

结果允许深入了解人体内的生物力学方面。它提供了有关驾驶室和驾驶员座椅设计、安全带的设计和功能以及人类行为对身体表现的影响的宝贵信息。最重要的是，它为 APM Terminals Rotterdam提供了关于两种类型安全带之间颈部应变差异的问题的明确答案。