一、作業疲勞概述

　　1．疲勞的概念

　　疲勞是一種非常復雜的生理和心理現象，它并非由單一的、明確的因素構成，目前對疲勞的定義也有很大的差異。一般來說，在生產過程中，勞動者由于生理和心理狀態的變化，產生某一個或某些器官乃至整個機體力量的自然衰竭狀態，稱為疲勞。疲勞感是人對于疲勞的主觀體驗，而作業效率下降是疲勞的客觀反映。無論腦力作業、體力作業、技能作業、還是人機系統中人的效能和健康都會因疲勞而受到影響。疲勞是一種生理現象，也是一種心理現象，從本質上講，疲勞是機體的一種正常生理保護機制。這是由于人在生產過程中身心狀態產生多種變化而推定的一個概念。迄今，在科學的意義上，人們對疲勞的認識還有待于繼續深化。

　　疲勞是勞動的結果。勞動者在連續工作一段時間后，由于長時期的緊張的腦力或體力活動導致整個身體的機能降低。從生物學的理論上看，勞動是能量消耗的過程，這個過程持續到一定程度，中樞神經系統將產生抑制作用。繼中樞神經系統疲勞之后，是反射運動神經系統的疲勞。反映出動作的靈敏性降低，作業效率下降。

　　2．疲勞的分類

　　疲勞的分類方法很多，工作性質不同，產生的疲勞現象也不同，較為合理的分類是體力疲勞和精神疲勞兩種現象

　　（1）體力疲勞

　　勞動者在勞動過程中，隨著工作負荷的不斷累積，使勞動機能衰退，作業能力下降，且伴有疲倦感的自覺癥狀出現。如身體不適、頭暈、頭痛、注意力渙散、視覺不能追蹤，工作效率降低，這種感覺累積的結果，是在生理與心理機能上產生惡化傾向。從臉色、姿勢、語言及動作上可以察覺出來，感覺機能、運動機能、代謝機能均會發生不協調，造成體力不支，植物神經紊亂，不僅使作業效率下降，還會造成各種差錯。在工廠里，許多事故的發生時間大都在疲勞期。疲勞的積累還會逐漸演化為器質性病變。

　　（2）精神疲勞

　　亦叫腦力疲勞，即用腦過度，大腦神經活動處于抑制狀態的現象。人的大腦蘊藏著巨大的工作潛力，是一個極為復雜、精密的機構。一般來說，腦重1400g，只占全身重量2％，卻擁有心臟流出血液的20％。作業者從事緊張的腦力勞動時，血耗量驟增，倘若供血中止15s，即將神志昏迷，中止4min，大部分腦細胞受到破壞以致無法恢復。腦力勞動時，同樣有明顯肌肉緊張的表象。譬如讀書時，眼肌收縮；進行心算時，語肌的活動量將隨問題的繁復程度而增加。注意力越集中，肌肉越緊張，消耗能量也越大，最后腦神經活動處于抑制狀態，平時能解決的問題，這時就會“束手無策”。腦力疲勞與體力疲勞是相互作用的，極度的體力疲勞，降低了直接參與工作的運動器官的效率，從而影響大腦活動的工作效率；而過度的腦力疲勞，會使精神不集中，思維混亂，身體倦怠，亦影響感知速度及操作的準確性。

　　（3）疲勞的種類

　　為了能夠更深刻認識疲勞的機理，可對疲勞進一步分類：

　　a. 局部疲勞(個別器官疲勞)

　　作業中使用的部位不同，參與作業的部位由于緊張、活動頻率高，在相應的局部首先產生疲勞。這時一般不影響其他部位的功能，如計算機操作人員、打字員、教師等。打字員在長時間工作之后，手指伸屈能力減退，產生疲勞，然而對于視聽、感觀的影響并不明顯。

　　現代社會的勞動，由于采用了日新月異的技術手段，降低了人體總能量的消耗。然而由于特定的工作類型，身體特定部位的局部疲勞并未減輕，更何況人在作業時動作部位即使是局部的，也會由于連帶關系出現全身疲勞。疲勞的部位在很大程度上受所從事的職業及工作特點影響，見表3-1。

表3-1  疲勞部位與職業的關系

　　b. 全身性疲勞

　　一般是全身參與較繁重的體力勞動所致，也可能由于局部肌肉疲勞逐漸擴散而使其他肌肉疲勞連帶產生的全身性反應。主觀疲倦感為疲乏、關節酸痛。客觀上產生操作遲鈍、動作不協調、思維混亂、視覺不能追蹤，錯誤增加，作業能力下降

　　c. 智力疲勞

　　智力疲勞是指長時間從事緊張的思維活動所引起的頭昏腦脹、失眠或貪睡、全身乏力、沒精打采、心情煩躁、倦于工作、百無聊賴等表象。一般，人在進行腦力作業時，需要的能量較平時約增2％～3％，若再伴隨緊張而又增加肌肉活動，能量將要增加10％～20％。

　　d. 技術疲勞

　　技術疲勞是需要腦力、體力勞動并重，尤其神經系統相當緊張的勞動而引起的疲勞。如駕駛飛機、駕駛汽車、操縱設備、收發電訊等。其疲勞的傾向性由作業時腦體參與的程度而定，如卡車司機的疲勞以全身乏力為主，而電訊員則以頭昏腦脹為主。

　　e. 心理性疲勞

　　單調的作業內容很容易引起心理性疲勞。例如監視儀表的工人，表面上坐在那里“悠閑自在”，實際上并不輕松，信號率越低越容易疲勞，使警覺性下降。這時體力上并不疲勞，而是大腦皮層的一個部位經常興奮引起的抑制。

　　3．疲勞產生的機理

　　疲勞是勞動過程中人體器官或機體發生的自然衰竭狀態，是人體能量消耗與恢復相互交替，中樞神經產生“自衛”性抑制的正常生理過程。然而對于疲勞現象的解釋在學術界未能達成共識。目前主要有下述幾種論點。

　　（1）疲勞物質累積理論

　　在勞動過程中，勞動者體力與腦力的不斷消耗，在體內逐漸積累起某種疲勞物質(有人稱其為乳酸)，這種物質在肌肉和血液中大量累積，使人的體力衰竭，不能再進行有效的作業。奧博尼(D．J．Oborne)基于生物力學的理論對這一假說又作了進一步的分析，由于乳酸分解后會產生液體，滯留在肌肉組織中末被血液帶走，使肌肉腫脹，進而壓迫肌肉間血管，使得肌肉供血越發不足。倘若在緊張活動之后，能夠及時休息，液體就會被帶走。若休息不充分，繼續活動又會促使液體增加。若在一段時間內持續使用某一塊肌肉，肌肉間液體積累過多而使肌肉腫脹嚴重，結果是肌肉內纖維物質的形成，這將影響肌肉的正常收縮，甚至造成永久性損傷。

　　（2）力源消耗理論

　　勞動者不論從事腦力勞動還是體力勞動，都需要不斷消耗能量。輕微勞動，能量消耗較少，反之亦然。人體的能量供應是有限的，隨著勞動過程的進行，體能被不斷消耗，于是由于一種可以轉化為能量的能源物質“肌糖原”儲備耗竭或來不及加以補充，人體就產生了疲勞。

　　（3）中樞系統變化理論

　　勞動過程中，人的中樞神經系統將會產生一種特殊的功能，即保護性抑制，使肌肉組織不致過度消耗而受損，保護神經細胞免于過分疲勞。如人體疲勞時，盡管想看書，卻會不能自制地磕目而睡。在這種意義上，疲勞是對機體起保護作用的一種“信號”。

　　（4）生化變化理論

　　在勞動中，由于作業及環境引起體內平衡紊亂狀態而產生了疲勞。即肌肉活動和收縮時，減少了體內淀粉的含量，分解為乳酸，并放出熱能(12lKJ／克分子)供肌肉活動，當體內淀粉含量不足或供不應求時，就產生明顯的疲勞現象。當身體休整后，．肝臟重新又源源不斷地提供動物淀粉，肌肉本身也有能力將一部分乳酸恢復為淀粉，另一部分送回肝臟重新合成，使得勞動狀態繼續進行下去。

　　（5）局部血流阻斷理論

　　靜態作業(如持重、把握工具等)時，肌肉等長收縮來維持一定的體位，雖然能耗不多，但易發生局部疲勞。這是因為肌肉收縮的同時產生肌肉膨脹，且變得十分堅硬，內壓很大，將會全部或部分阻滯通過收縮肌肉的血流，于是形成了局部血流阻斷。人體經過休整、恢復，血液循環正常，疲勞消除。

　　事實上，疲勞產生的機理，可能是上述5種理論的綜合影響所致。人的中樞神經系統主管人的注意力、思考、判斷等功能，不論腦力勞動還是體力勞動，最先、最敏感地反映出來的是中樞神經的疲勞，繼之反射運動神經系統也相應出現疲勞，表現為血液循環的阻滯、肌肉能量的耗竭、乳酸的產生、動力定型的破壞。

　　4．疲勞產生的原因

　　勞動過程中，人體承受了肉體或精神上的負荷，受工作負荷的影響產生負擔，負擔隨時間推移的不斷積累就將引發疲勞，導致疲勞產生的因素是多方面的。

　　（1）作業強度與持續時間

　　勞動負擔是作業強度和作業持續時間的函數。作業強度越大，持續時間越長，勞動者就越容易疲勞。

　　（2）作業速度

　　作業速度越高越容易導致疲勞。根據勞動定額學研究，每一種作業都有適合于一般作業人員的合理速度，在合理的作業速度下勞動，人可以維持較長時間而不感到疲勞，體能的支出比較經

　　（3）作業態度

　　勞動者的精神面貌和工作動機對心理疲勞影響極為明顯。勞動熱情高，工作興趣大，主觀疲勞的感受就越小。疲勞的動機理論認為，每個人所儲存的機體能量并不像打開水龍頭就會流出水來那么簡單，而只有當人達到一定的動機水平時，那些分配給用于完成特定活動的能量才能得到釋放，而當這一部分準備支付的能量消耗殆盡時，就會感到疲勞，盡管此時他還有剩余精力，沒有把他的精力全用完。一個人的工作動機的水平制約和影響著他完成該項工作準備支付和實際支付的能量的多少。動機水平越高，準備支付的能量越多，越不易感到疲勞。換一個角度說，對于兩個總能量相同的個體，如果各自的動機水平不同，盡管在勞動中實際感到的疲勞程度是一樣的，但實際消耗的體能卻是極為不同的。因此，強化工作動機，提高工作興趣，可以減少疲勞感。

　　（4）作業時刻

　　在什么時間進行作業也影響疲勞的產生和感受疲勞的程度。比如夜班作業比白天作業容易疲勞。這和人體機能在夜間比在白天較低有關。

　　（5）不良的作業環境

　　不合適的照明條件、濕度、溫度、噪聲、粉塵等都會增加作業人員的精神與肉體負擔，造成疲勞感。

　　（6）影響疲勞的具體因素

　　a. 作業類別

　　能量消耗大的勞動作業、作業速度快、作業種類多變化大且復雜、作業范圍廣、精密度要求高、注意力要求高集中、操作姿勢特殊、一次性持續時間長、有危險的作業、環境惡劣的作業；

　　b. 作業條件

　　作業不熟練、睡眠不足、上班時間過長、休息時間不足、平均拘束時間過長、年齡過低或過高、疾病、生理的周期不適；

　　c. 勞動者的主現條件

　　勞動情緒低下、勞動興趣不大、人際關系不和、家事不稱心、擔負責任重大、對疲勞的暗示、個人性格的不適應。

　　二、疲勞的檢測方法

　　研究疲勞具有十分重要的意義，但目前有關疲勞的研究非常不夠，人們尚無法清楚地解釋疲勞的本質，對于疲勞還沒有一種方法能夠直接客觀的測定和評價。只能通過對勞動者的生理、心理等指標的間接測定來判斷疲勞程度。測定疲勞的內容及其有關的方法很多（但基本分為三大類，生化法、生理心理測試法、他覺觀察及主訴癥狀調查法），實際使用時應根據疲勞的種類及作業特點選擇測定方法。同時，在選擇測定方法時應注意測定結果要有客觀的定量指標，避免憑測定人員主觀判定。測定時不能導致被試附加疲勞、分散注意力、造成心理負擔或不愉快的情緒等。疲勞測定的方法見表3-2。

表 3-2  疲勞的測定方法

　　（一）種常用的疲勞測定方法

　　1．膝腱反射機能測定法

　　通過測定由疲勞造成的反射機能鈍化程度來判斷疲勞的方法。不僅適于體力疲勞測定，也適宜判斷精神疲勞。讓被試者坐在椅子上，用醫用小硬橡膠錘，按照規定的沖擊力敲出被試者膝部，測定時觀察落錘(軸長15cm，重150g)落下使膝蓋腱反射的最小落下角度(稱為膝腱反射閾值)。當人體疲勞時，膝腱反射閾值(即落錘落下角度)增大，一般強度疲勞時，作業前后閾值差5°～10°；中度疲勞時為10°～15°；重度疲勞時，可達15°～30°。

　　2．觸二點辨別閾值測定法

　　用兩個短距離的針狀物同時刺激作業者皮膚上二點，當刺激的二點接近某種距離時，被試僅感到是一點，似乎只有一根針在刺激。這個敏感距離稱作觸二點辨別閾或兩點閾。隨著疲勞程度的增加，感覺機能鈍化，皮膚的敏感距離也增大，根據兩點閾限的變化可以判別疲勞程度。測定皮膚的敏感距離，常用一種叫做雙腳規的觸覺計，可以調節雙腳間距，并從標識的刻度讀出數據。身體的部位不同，兩點閾值也不同。一般，測試的部位是右面頰上部，取水平方向。其他部位的兩點閾值可參考實驗數據，表3-3所示。

　　3．皮膚劃痕消退時間測定法

　　用類似于粗圓筆尖的尖銳物在皮膚上劃痕，即刻顯現一道白色痕跡，測量痕跡慢慢消退的時間，疲勞程度越大，消退得越慢。

　　4．皮膚電流反應測定法

　　測定時把電極任意安在人體皮膚的兩處，以微弱電流通過皮膚，用電流計測定作業后皮膚電流的變化情況，可以判斷人體的疲勞程度。人體疲勞時皮膚電傳導性增高，皮膚電流增加。

表 3-3  身體不同部位的兩點閾值        單位：mm

　　5．心率值測定法

　　心率，即心臟每分鐘跳動的次數。心率隨人體的負擔程度而變化，因此，可以根據心率變化來判測疲勞程度；采用遙控心率儀可以使測試與作業過程同步進行。正常的心率是安靜時的心率。一般成年人平均每分鐘心跳60～70次(男)和70～80次(女)，生理變動范圍在60～100次／min之間。吸氣時心率加快，呼氣時減慢，站立比靜坐時快，坐時比臥時快。在作業過程中，一定的勞動量給與作業者機體的負荷和由于精神緊張產生的負擔都會增加心率。甚至有時體力負荷與精神負荷是同時發生的，因此心率可以作為疲勞研究的量化尺度，反映勞動負荷的大小及人體疲勞程度。可以用下述三種指標判斷疲勞程度，作業時的平均心率、作業剛結束時的心率、從作業結束時起到心率恢復為安靜時止的恢復時間。

　　德國的勃朗克通過研究所提出，作業時，心率變化值最好在30次以內，增加率在22％～27％以下。

　　6．色名呼出時間測定法

　　通過檢查作業者識別顏色并能正確呼出色名的能力，來判斷作業者疲勞程度。測試者準備幾種顏色板，在其上隨機排列100個紅、黃、藍、白、黑五種顏色，令被試按順序辨認并快速呼出色名，記錄呼出全部色名所需要時間和錯誤率，以時間長短和錯誤率的多少來判斷疲勞程度。

　　在這項測試中，辨別、反應時間的長短受神經系統支配，當疲勞時精神和神經感覺處于抑制狀態，感觀對于刺激不太敏感，于是反應時間長、錯誤次數多。

　　7．勾消符號數目測定法

　　將五種符號共200個，隨機排列，在規定的時間內只勾掉其中一種符號，要求正確無誤。這是一個辨識、選擇、判斷的過程，敏銳快捷程度受制于體力、腦力狀態。因此，從勾掉符號數目的多少可以判別疲勞程度。

　　8．反應時間測定法

　　反應時間，是指從呈現刺激到感知，直至做出反應動作的時間間隔。其長短受許多因素影響。如刺激信號的性質，被試的機體狀態等。因此，反應時間的變化，可反映被試中樞系統機能的鈍化和機體疲勞程度。當作業者疲勞時，大腦細胞的活動處于抑制狀態，對刺激不十分敏感，反應時間就長。利用反應時測定裝置可測定簡單反應時和選擇反應時。

　　9．閃光融合值測定法

　　閃光融合值是用以表示人的大腦意識水平的間接測定指標。人對低頻的閃光有閃爍感，當閃光頻率增加到一定程度時，人就不再感到閃爍，這種現象稱為融合。開始產生融合時的頻率稱為融合值。反之，光源從融合狀態降低閃光頻率，使人感到光源開始閃爍，這種現象稱為閃光。開始產生閃光時的頻率稱為閃光值。融合值與閃光值的平均值稱為閃光融合值，亦稱為臨界閃光融合值(critical flicker fusion)，簡稱cff。量綱為Hz，一般在30Hz～55Hz之間。人的視覺系統的靈敏度，與人的大腦興奮水平有關，疲勞后，興奮水平降低，中樞系統機能鈍化，視覺靈敏度降低。雖然cff值因人因時而異，不可能作出一個統一的判斷準則，但人在疲勞或困倦時，cff值下降，在緊張或不疲倦時則上升。一般采用閃光融合值的如下兩項指標來表征疲勞程度。

　　在正常作業條件下，cff值應符合表3-4所列標準。

表 3-4  閃光融合值評價標準

　　在較重的體力作業中，閃光融合值一天內最好降低10％左右。若降低率超過了20％，就會發生顯著疲勞。在較輕的體力作業或腦力作業中，一天內最好只降低5％左右。無論何種作業，周間降低率最好是3％左右。

　　（二）疲勞癥狀調查法

　　目前對作業疲勞還不能直接準確地測定，除利用生理、心理等測定法間接判斷疲勞外，還可以通過對作業者本人的主觀感受（自覺癥狀）的調查統計，來判斷作業疲勞程度。調查時應注意，調查的癥狀應真實、有代表性、盡可能調查全作業組人員、應當及時以避免因記不清楚而不能正確表述。日本產業衛生學會提出的疲勞自覺癥狀的具體調查內容如表3-5所示。疲勞癥狀分為身體、精神和神經感覺三項，每一項又分為10種。調查表可預先發給作業者，對作業前、作業中和作業后分別記述，最后計算分析A，B，C各項有自覺癥狀者所占的比例。

　　各項自覺癥狀出現率（%）= × 100％   

　　在調查疲勞自覺癥狀的基礎上，還應根據行業和作業的特點，結合其他指標的測定，綜合對疲勞狀況和疲勞程度進行分析判斷。

表 3-5  疲勞自覺癥狀調查表