第二章 人体生理特性 2
第二节 人体的运动系统
? 运动系统由 骨, 骨连接 和 骨骼肌 组成。运
动中，骨起杠杆作用，关节是运动的枢纽，
骨骼肌是动力器官。骨和关节是运动系统
中的被动部分，骨骼肌是运动系统的主动
部分。
一、骨骼
? 骨是体内坚硬而富有弹性的器官。人体全
身共有 206块骨，可分为 中枢骨（颅骨 和 躯
干骨） 和 四肢骨 。
躯干骨包括椎骨、肋骨、胸骨
脊柱
骨盆
二、关节
? 关节分类
? 不动关节
? 动关节
? 半动关节
? 关节运动
? 滑动运动
? 角度运动
? 屈身运动
? 内收、外展运动
? 旋转运动
? 环转运动
三、肌肉
? 骨骼肌
? 收缩性
? 伸展性
? 弹性
? 黏滞性
? 平滑肌
? 心肌
四、大脑
? 100多功能区
? 大脑皮层
五、操作动作与作业姿势
? 作业姿势基本类型
? 立姿 7种
? 端坐姿 14种
? 靠椅坐姿 10种
? 卧姿 3种
? 尽可能避免静态作业，因为静态最也容易产生疲
劳，这和肌肉的舒张情况有关，例如，试着保持
一个简单的动作，没有任何力量。
? 影响作业姿势的因素
? 确定作业姿势的一般原则
? 人体姿势对肌肉的影响
? 确定作业姿势的一般原则
? 不良姿势
? 静止不动
? 长期或反复弯腰
? 身体左右扭曲
? 负荷不平衡，单测肢体承重
? 长时间单手或双手前伸等 。
? 考虑因素
? 作业空间的大小和照明条件
? 作业负荷的大小和用力方向
? 作业场所各种器械、机具和加工件的摆放位置；
? 工作台高度及有没有容膝空间；
? 操作时的起坐频率等
? 立姿
? 人体重量由骨骼承担，肌肉韧带负荷最小，人体各系统阻力
最小。
? 也会引起下肢酸痛和肿胀
? 直立姿势时，身体的各部分重心恰好与支撑线重合，肌肉负
荷最小，是人类特有的最佳抗重力机制，但要求身体各部件
都要处于自然状态。否则，都会增加肌肉的负荷。不平衡时，
作业范围及操纵力受限。
? 操纵力：作业者进行作业时，为实现操作目的而付出的人体
肌张力。
? 立姿作业
?需要经常改变体位的作业；
?工作地的控制装置布置分散，需要手足活动幅度大的作业；
?在没有容膝空间的机台旁进行作业；
?用力较大的作业；
?单调的作业。
? 坐姿
? 直腰坐：脊柱变性大，肌肉负荷大
? 放松坐：肌肉负荷小，椎间盘内压力大
? 坐姿作业
? 持续时间较长的作业；
? 精确而有细致的作业；
? 需要手足并用的作业。
? 为了体现坐姿作业的优越性，必须为作业者提供合适的
坐椅、工作台、容膝空间、搁脚板、搁肘板等装置
? 坐立姿
? 可消除不同部位的肌肉负荷
第三节 能量代谢 energy metabolism
? 一、能量供应
? 活动的能量来自 ATP（三磷酸腺苷），肌肉活
动时,ATP+H2O生成二磷酸腺苷（ ADP） +磷
酸根 +29.3KJ的能量，但是,ATP在人体中的
储藏是有限的，补充的途径有：
? ATP-CP(三磷酸腺苷－磷酸肌酸 )系统
? 只能维持肌肉大强度活动几秒钟
? 乳酸能系统
大劳动强度下，靠无氧糖酵解产生乳酸的方式提供 ATP
? 有氧氧化系统
? 中等强度下，糖和脂肪的氧化磷酸合成
供能状况与体力劳动关系见表 2－ 2
二、能量代谢的测定方法
? 人体内的能量产生、转移和消耗，称为“能量代谢”
? 能量的产生和消耗可以从人体消耗的氧量
上反映出来
? 直接法
? 直接测热法（ direct calorimetry）特殊的检测环境，测热装置
复杂,研究肥胖和内分泌系统障碍。
? 间接法（ indirect calorimetry）
? 遵循定比定律，测定 CO2产量 和尿氮排出量，测定耗 O2量，测
量装置较简单。
? 能耗量 J
? 氧耗量,L/min,cm3/kg.min
? 1L/min=w× 10-3cm3/kg.min
三、能量代谢与能量代谢率
? 能量代谢
? 基础代谢－ 维持生命所必须的
? 安静代谢－ 安静时维持某一自然姿势时
? 活动代谢－ 作业时的能量代谢量
三者的关系图
基础代谢量 维持体位所增加的代谢量 作业所增加的代谢量
安 静 代 谢 量
能 量 代 谢 量
活动代谢量
基础代谢量 (Basal Metabolism)
? 由于人体的能量代谢速度受机体极其状态和环
境条件诸因素的影响，同一个人随其所处的条
件的变化，能量代谢速度不会相同。
? 生理学上规定：在室温 20度，被测者处于清醒、
空腹（食后 10小时以上）、安静卧床时的能量
消耗。符号记为,B
? 计量：单位时间，单位体表面积的耗能量记为
KJ/（ m2 h）
? 下面的表格说明年龄、性别等不同情况下的基础代谢平均值
年龄
性别
11-15 16-17 18-19 20-30 31-40 41-50 51以上
男性
女性
195.5
172.5
193.4
181.7
164.9
154.1
157.8
146.5
158.7
146.9
154.1
142.3
149
138.6
安静代谢量
Repose Fully Expend Energy
? 是指机体为了保持其各部位的平衡及某种
姿势所消耗的能量。
? 测试是要求被测者听处于相对安静的状态，
也就是被测者的呼吸、心率等维持在正常
水平。通常以常温下基础代谢率的 120%作
为安静代谢率
? 符号记为 R,R=120%B
能量代谢量
Energy Metabolism
? 人体进行作业或运动时所消耗的总能量。
符号记为,M
? 对于确定的作业个体，能量代谢量的大小
与劳动强度密切相关。
? 是计算作业者一天的能量消耗量和需要补
给热量的依据。
? 是评价作业负荷的重要依据。
相对代谢率
Relative Metabolic Rate
? 体力劳动强度不同，所消耗的能量也不同。
? 但作业者机体的体质差异，既就是劳动强
度相同，不同的作业者能量代谢也不同。
? 所以用“相对代谢率”来消除个体间的差
异，记为 RMR
? 能量代谢率
?相对能量代谢率 RMR
? RMR＝活动代谢率 /基础代谢率＝（作业实际代谢
率－安静代谢率） /基础代谢率＝（ M－ 1.2B)/B
?M=(RMR+1.2)B
?总能耗 =(RMR+1.2)B× 体表面积 × 活动时间
?体表面积＝ 0.061× 身高（ mm）＋ 0.0128× 体
重（ kg）－ 0.1529 (m2)
?影响能量代谢率的因素
四、劳动强度
? 劳动强度：作业者在生产过程中体力消耗
及紧张程度。强度不同，能量消耗不同。
? 用能量消耗划分劳动强度：能量消耗指标
有两个：相对指标（相对代谢率 RMR）和
绝对指标（劳动强度指数 I），
? 同时：以能量消耗为指标划分劳动强度时，
耗氧量、心率、直肠温度、乳酸浓度和相
对代谢率具有相同的意义。
? 国外劳动强度分级
?按能耗和氧耗分级的劳动强度指标见表 2－ 3
? 日本能率协会劳动强度分级标准见下页
? 我国的劳动强度分级
?体力劳动强度分级见表 2－ 4
?劳动强度指数,I＝ 3T＋ 7M
?I：劳动强度指数
?T,净作业时间比率 =工作日内净作业时间 /工作日总工时
?M,8小时工作日能量代谢率（ KJ/min·m2）
日本能率协会劳动强度分级标准
劳动强
度等级 RMR 工作特点 例如
极轻劳
动 0-1
手指动作、脑力劳动、坐姿或重
心不动的立姿，其疲劳呈现为精
神疲劳
制图员、话务
员
轻劳动 1-2 主要为手指及手动作，以一定速度工作长时间后呈现局部疲劳 机械工具的修理工
中劳动 2-4
立位，但身体移动以重心的水平
位移为主，身体移动速度为普通
步行速度加以中间适当休息可持
续劳动数小时。
车工、铣工
重劳动 4-7 全身劳动为主，并需全力进行 土建工、炼钢工
极重劳动 >7 短时间内要求全身全力高速动作 采煤工、伐木工
五、最大能量消耗界限
? E.A米勒（德国人 German）：一般人可以连续劳
动 480分钟，中间不休息的最大能量消耗界限是
16.75KJ/min，如果作业时的能量消耗超出此界
限，就要用肌体的能量储备。作业后也必须通过
休息来补充能量储备。
? 米勒的标准能量储备为,100.47KJ，如果要避免
疲劳积累，则工作加上休息时间的平均能量消耗
不能超出 16.75KJ/min.
? 称 16.75KJ/min为能量消耗的耐力水平。 See
next page Fig 3-1
Fig 能量消耗水平与作业持续时间的关系
能
量
消
耗
持续时间
16.75
33.49
50.23
66.98
83.27
117.21
1 2 3 6
12
? 一工作日能量消耗再 5580～ 6300kj
?T＝ T劳 ＋ T休
?Tr＝ T休 /T劳 %
?Tw= T劳 /T%
?T劳 ＝ 100/(M-16.8)
劳动时间与休息时间的计算
? 一些变量的假设：
? Tz —— 休息时间
? Tl —— 实际劳动时间
? M—— 作业时增加的能量消耗
? T—— 制度劳动时间
? T= Tl + Tx
? 休息率,Tx = Tx / Tl
? 实际劳动率,Tw= Tl / T
公式推导：
? 米勒的标准能量储备为 100.47KJ
? Tl =100.47/(M-16.75),(m小于 16.75时，劳动时间趋于无穷大 )
? 平均能量消耗不能大于 16.75KJ/min
? 则,Tl M=（ Tl + Tx） *16.75
? Tx = (Tl M /16.75)- Tl = {( M /16.75)- 1}Tl
? Tr= Tx / Tl= ( M /16.75)- 1
? Tw= Tl /T= Tl /(Tl + Tx)=1/(1+ Tr)
例题
?能量消耗为 31.4KJ/min的作业，扣
除安静时的能量消耗 6.3KJ/min，作
业所增加的能量消耗量为
25.1KJ/min。试求实际劳动生产率
Tw和休息率 Tr
?Tl =100.47/(25.1-16.75)=12(min)
?Tr=(25.1/16.75-1)*100%=50%
?Tw=1/(1+0.5)=2/3
? 说明：从事该强度的作业，连续作业
12min后，应安排 6min的 工间休息
第四节 心血管与呼吸系统
? 循环系统由一系列连续的密闭式管道和管道内的
液体所组成 。由于所含液体的不同而分为心血管
系和淋巴管系。
? 心血管系包括心脏和血管 。心脏是血液循环的动
力器官。血管分为动脉、静脉和毛细血管。 动脉
是输送血液离开心脏的血管；静脉是输送血液返
回心脏的血管 ；毛细血管是连于动脉和静脉之间
的微细血管。
? 动脉血是经过肺脏气体交换后含氧气较多的血液。
静脉血是通过组织细胞物质交换和气体交换后含
CO2 较多的血液 。
? 一、心脏
? 心脏组织
?体循环 大循环：心
脏与全身（除肺泡毛
细血管）所有器官的
血循环
?肺循环 小循环：心
脏与肺之间的血循环。
? 微循环：微动脉与微静脉之
间的微细血管中的血循环
? 心脏的生理特征
?自动节律
?组织、细胞能够在没有外来刺激的条件下自动发生节律
性兴奋的特性称为自动节律性（ auto-rhythmicity），
简称自律性。具有自动节律性的组织或细胞称为自律组
织或自律细胞。自律性的高低可用单位时间（每分钟）
内自动发生兴奋的次数，即自动兴奋的频率来衡量。
?传导性
?心肌细胞具有传导兴奋的能力，称为传导性
（ conductivity）。传导性的高低可用兴奋的传播速度
来衡量
? 兴奋性（ excitability）
? 兴奋性是指具有对刺激
产生兴奋的能力或特性，
兴奋性的高低可用阈值
作为衡量指标。阈值大
表示兴奋性低，阈值小
表示兴奋性高。
? 绝对不应期（ absolute
refractory period）
? 相对不应期（ relative
refractory period）
? 超常期（ supernormal
period）
? 收缩性 contractility
? 心动周期
（ cardiac cycle）
? 心脏一次收缩
和舒张构成的
一个机械活动
周期
? 房室不同时收
缩,心室收缩紧
跟在心房收缩
完毕后进行
有一个全心舒
张期
舒张期长于收
缩期, 有利于心
脏充盈与心脏
供血
? 心率（ heart rate）
心室每分钟搏动次数
?作业开始 30-40s内迅速增加，然后缓慢上升，
一般经过 5min达到与劳动强度相适应的稳定水
平。停止作业后,15s内迅速减少，然后再缓
慢减少至正常水平。
?安静时,40-70ml/每搏,3-5l/min
?大强度作业,150ml/每搏,15-25l/min
?只要心率不超过安静状态时的 40次 /min，可以
胜任所做的作业。
? 影响心率的因素
?神经调节
交感神经活动增强心率增快
迷走神经活动增强时心率减慢
?体液调节
肾上腺素、去甲肾上腺素和甲状腺激素均可增
快心率
?体温
体温升高 1℃,心率将增加 12~18次
? 搏出量和心输出量
? 搏出量
? 每搏排出量（ stroke volume）：一次心跳一侧心室射出的血液量，
正常人约 70 ml，简称为搏出量。
? 心输出量
? 每分排出量（ minute volume）：一侧心室每分钟射出的血液量称，
简称心排出量（ cardiac output），等于心率与搏出量的乘积。健康
成年男性静息状态下约为 5L/min，（ 4.5~6.0L/min）。
? Q＝ Sv× HR
? 心率 × SV = 每分输出量
心率增快（＜ 170~180次 /min） 心率 ↑↑ SV↓ 每分输出量 ↑
心率过快（ > 170~180次 /min）心率 ↑↑↑ SV↓↓↓↓ 每分输出量 ↓
心率过慢（＜ 40次 /min） 心率 ↓↓↓ SV↑ 每分输出量 ↓
? 心率与劳动的关系
二、血压与脉搏
? 血管
（ blood
vessels）
? 分动脉、
静脉和
毛细血
管
? 血管的机能特点
? 动脉 artery
? 静脉 vein
? 毛细血管 capillary
? 血流量
? 血流量（ Q,blood flow）：单位时间内流经血管某一横截
面积的血量，又称容积速度。
? 动脉血压（ arterial blood pressure）
? 舒张压（ diastolic pressure,DP）,心室收缩时主动脉
压下降，在心室舒张末期达到最低点，这时的动脉血压称
为舒张压。
? 收缩压（ Systolic pressure,SP）：心室收缩时心室内压
升高，最终将血液泵入主动脉，使主动脉压急剧升高并达
到最高值。
? 动脉脉搏
? 由于心脏是一个间歇泵，心室射血入动脉是间断的，
这就造成了每一心动周期内动脉容积和动脉血压的一
系列变化，使得动脉随心动周期而搏动。在浅表动脉
处，可以用手在皮外按摩到这种搏动，即动脉脉搏。
? 静脉 venous的机能
? 心脏收缩
? 呼吸运动
? 骨骼肌的挤压作用
? 重力和体位
? 静脉管壁的收缩
三、呼吸 Respiratory system
? 人的呼吸系统 包括呼吸道
和肺，呼吸道分鼻、咽、
喉、气管、支气管，为气
体的传导部分。肺是容纳
气体和进行气体交换的器
官 。
? 呼吸系统的功能主要是进
行气体交换，即吸入氧，
呼出二氧化碳,机体在新
陈代谢过程中，经呼吸系
统不断地从外界吸入氧，
由循环系统将氧运送至全
身的组织和细胞，供给细
胞氧气，同时又将组织细
胞代谢产生的二氧化碳再
经循环系统运送到呼吸系
统，排出体外。此外鼻腔、
喉与发音肴关，肺还有内
分泌功能,
? 外呼吸 pulmonary ventilation
? 肺内气体总量 (Pulmonary volumes)
? 潮气量 (tidal volume,TV)：是指每次吸入或呼出的气量。平静呼吸
时潮气量约为 500 ml。
? 补吸气量 (inspiratory reserve volume,IRV)：指平静吸气末，再用
力吸气所能吸入的气量。正常成年人补吸气量约为 1500～ 2000ml。
? 补呼气量 (expiratory reserve volume,ERV)：指平静呼气末，再尽
力呼气所能呼出的气量。正常成年人补呼气量约为 900～ 1200ml。
? 余气量 (residual volume,RV),最大呼气末存留于肺内不能再呼出
的气量，正常成人约为 1000 ～ 1500ml。
? 肺活量 (vital capacity,VC)：指最大吸气后作最大呼气所呼出
的气量。肺活量等于潮气量、补吸气量和补呼气量之和，也
等于肺总容量减去余气量。正常成年男性平均约 3 500ml，女
性约 2 500ml。肺活量反映了肺一次通气的最大能力，一般来
说肺活量越大，肺的通气功能越好。
? 肺活量＝潮气量＋补呼气量＋补吸气量
? 肺通气量＝每分通气量 (minute ventilation volume),指每分
钟吸入或呼出的气量，等于潮气量乘以呼吸频率。
每分钟通气量＝潮气量（呼吸深度） × 呼吸频率（ L）
? 内呼吸
?肺内气体交换 gas exchange
?组织气体交换
人体调节和适应
? 血压
?作业开始时，脉压增加。
?脉压逐渐增加或持续不变，是体力劳动可以持
续有效进行的标志。
?若脉压小于其最大值一半时。表示作业机体已
经疲劳或糖原储备接近耗竭。
?作业停止后，血压迅速下降,5min内能恢复正
常，但大强度劳动则不然。
? 血糖含量,
? 安静时，机体的血糖含量为 100mg/100ml
? 轻度作业时，血糖可保持稳定水平；
? 中等强度作业条件下，开始血糖稍有降低，但很快会使血
糖维持在较高水平，直至作业停止后一段时间；
? 作业强度较大或持续时间较长，或肝糖储备，则可出现血
糖降低现象。
? 血糖降至正常含量一半时，表明不能继续作业。
? 乳酸含量
? 安静时，血液中乳酸含量 10-15mg/100ml;
? 中等强度作业，开始时血液中乳酸含量略有增高；
? 较大作业强度时，血液中乳酸含量可增加到 100-
200mg/100ml;
? 呼吸：呼吸的频率随作业强度增加二增加，
正常约 20次 /分，重强度作业时约 30次 /分，
极大作业强度时可达 60次 /分，但恢复较快。
? 排尿量：正常 1.0-1.8l/24h，体力劳动一段
时间后，尿量减少约 50%-70%，视出汗情
况和环境因素等。
? 体温：略有上升，但劳动强度再大，体温
上升不能超过 1度
脑力劳动的条件和适应
? 脑的代谢量较其它器官高
? 脑力劳动时心率减慢，但特别紧张，因而
心跳加快，血压上升，呼吸频率提高，脑
部充血，其它部位及器官血液减少。
? 其它：血糖、尿量、排汗等均无变化，只
是在极度紧张的脑力劳动时，尿中的磷酸
盐含量才有所增加。
第五节 人体的忍耐力
? 一、疲劳的概念
?作业者在作业过程中。产生作业机能衰退，作
业能力明显下降，有时并伴有疲倦感等主观症
状的现象。
?特点突出在两个方面,疲劳不仅是生理反应，
而且还包括大量的心理因素、环境因素等；心
理上的某种不适应或不满有会提前加速疲劳的
出现。
?肌肉疲劳和精神疲劳
1,个别器官疲劳：发生于个别器官或肢体参与紧
张的作业，如抄写等
2,全身疲劳：全身参与较为繁重的体力劳动所致。
表现为全身肌肉关节酸痛、疲乏不愿动，主观
上疲倦和客观上作业能力明显下降、错误增加、
操作迟钝混乱、甚至打瞌睡等
3,智力疲劳：主要是长时间从事紧张的脑力劳动
所引起的作业能力的衰退，表现为头昏脑胀、
全身乏力、嗜睡或失眠等。
4,技术性疲劳：常见于脑力劳动与体力劳动并重，
且神经相当紧张的作业。如飞机驾驶员
? 二、肌肉疲劳
?生理学实验
?肌肉疲劳的生化改变
?短时间大强度体力劳动所引起的局部肌肉疲劳：是由于
乳酸在肌肉和血液中大量积蓄引起的。
?较长时间轻或中等强度劳动引起的疲劳既有局部肌肉疲
劳，又有全身性疲劳。局部肌肉疲劳不是由于“乳酸积
蓄”导致，而是由于肌糖原储备耗竭之故，称之为：力
源耗竭机理。而全身性疲劳的机理有二：
?一为“中枢变化机理”，人的中枢神经会保护人的体力
的“过度耗竭”，而使人产生疲劳。 ———— 前苏联学
者
?二为“生化变化机理”：全身性体力疲劳是由于作业及
其环境所引起的体内平衡状态紊乱，引起这种平衡紊乱
的原因除包含局部肌肉疲劳外，还有许多其它原因。如
血糖水平下降、肝糖原耗竭、体液丧失、电解质丧失
等。 ———— 英美学者
?肌肉疲劳的电生理现象
?肌肉疲劳的肌电图
?肌肉疲劳说
? 三、精神疲劳
? 四、疲劳的特点
? 身体的生理状态方法变化，如心率、血压、呼吸及血液中
的乳酸含量等。
? 进行特定作业时的作业能力下降。例如：对特定信号的反
应速度、正确率、感受性等能力下降。
? 疲倦的自我体验。
? 疲劳的原因
? 过渡疲劳
? 具有现代工业疲劳特点的几种作业疲劳问题
? 高度视力紧张作业的疲劳
? 高度精神紧张作业的疲劳
? 交通疲劳
? 五、疲劳的测定方法
? 测定疲劳，应有一系列能够表征疲劳的指标。
一般认为，疲劳的测定方法应满足以下四点：
1) 测定的结果应当是客观的表达，而不依赖于研
究者的主观解释。
2) 测定结果应当定量化表示疲劳的程度，而且这
种定量化也易于比较。
3) 测定方法不能导致附加的疲劳，或使得被测者
分神；
4) 测定疲劳时，不能导致被测者不愉快或造成心
理负担或病态感觉。
? 观察产品的质量和数量
? 记录受试者的感觉
? 分析脑电图
? 测定闪频值（ CFF）
? 智能测验
? 反应时测验
? 轻敲测验和在方格上打点测验
? 握力和肌耐力测验
? 技能测验
? 模拟条件下驾车试验
? 快速智力测验
? 精神测验
? 简单算术家法测验
? 勾销实验
? 跟踪试验
? 估计试验
? 记忆测验
? 联想测验
? 高质量回答
? 一般性回答
? 低质量回答
? 研究人体动作的变化
检测疲劳的三种方法
1,生化法
2,生理心理测试法
3,他觉观察及主诉症状法
生化法
? 通过检测作业者的血、尿、汗及唾液等液
体成分的变化判断疲劳。
? 不足：测定时需要终止作业者的作业活动，
并容易给被测者带来不适和反感。
生理心理测试法
生理心理测试法的分类：
1) 肌腱反射机能检查法
2) 两点刺激敏感阈值检查法
3) 频闪融合阈限检查发
4) 连续色名呼叫检查法
5) 反应时间测定法
6) 脑电肌电测定法
7) 心率血压测定法
肌腱反射机能检查法
? 用小硬橡胶锤，按照规定的冲击力敲击被
测者的膝部，依据小腿弹起的角度的大小
来评价疲劳程度。被测者疲劳程度不同，
发射运动钝化程度也不同。
? 角度大小？疲劳程度？
?一般认为：
?5-10度，轻度疲劳； 10-15度，中度疲劳；
?15-30度，重度疲劳
两点刺激敏感阈值检查法
? 采用两个近距离的针状物同时刺激皮肤
表面，当两个刺激点间的距离小到刚刚
使被测者感到是“一点”时的距离，称
为两点刺激敏感阈限。
? 作业机体疲劳是感觉机能迟钝，两点刺
激敏感阈限增大。
? 不同的人反应不一样，一个人在不同的
年龄阶段，反应也不一样。
频闪融合阈限检查发
? 利用视觉对光源 闪变 频率的辨别程度判断机体
的疲劳程度。
? 当光源闪变频率提高到使人眼对光源闪变感觉
消失时，称为“融合现象”。此时的闪变频率
称为“融合度”。
? 相反，在融合状态下，降低光源的闪变频率使
人眼产生闪变感觉的临界闪变频率，称为“闪
变度”。
? 融合度与闪变度的均值，称为频闪融合阈限。
? 频闪融合阈限表征中枢系统机能迟钝化
程度。
? 频闪融合阈限因人而异，均受机体疲劳
程度的影响。
? 表示疲劳程度的频闪融合阈限，一般以
其日间变化率和周间变化率指标表示。
公式见下页：
日间变化率
日间
变化率 = ———————————————————
休息日后第一天作业
后 的频闪 融合阈 限 )-((
作业前的频
闪融合阈限 )
作业前的频闪融合阈限
周间变化率
周间
变化率 = ———————————————————
周末作业前的
频闪融合阈限 )-((
休息日后第一天作
业的频闪融合阈限 )
休息日后第一天作业的频闪融合阈限
正常作业（没有疲劳）频闪融合阈限
日本人研究成果
劳动类型 日间变化率 周间变化率理想界限 允许界限 理想界限 允许界限
体力劳动 0-10 0-20 0-3 0-13
体力, 脑
力结合的
劳动
0-7 0-16 0-3 0-13
能力劳动 0-6 0-10 0-3 0-13
连续色名呼叫检查法
? 通过检查作业者识别各种颜色，并能正
确地叫出各种颜色色名的能力，判别作
业是否疲劳。
? 一般准备 5种颜色板若干块，以较快的速
度抽取颜色板，同时让作业者以最快的
速度回答。
? 作业者在疲劳状态下，回答速度慢，且
错误率高。
反应时间测定法
? 反应时间的变化也同样能够表征中枢系
统机能的迟钝化程度。
? 测定作业者的反应时间。依据其反应时
间的快慢也能判断作业者中枢系统机能
迟钝化程度与大脑兴奋水平。
? 这种方法易于操作。
? 与这种方法对应的更科学的方法，应该
是脑电肌电测定法、心率血压测定法。
脑电肌电测定法
及
心率血压测定法
? 依据现在的技术，利用者后一种方法，可
以实现作业的同时，对疲劳的测定。
? 前一种方法，应该说是最科学的，但是费
用及实现手段都较复杂。
他觉观察及主诉症状法
? 也称自我感觉摄影。
? 选择若干受测者，对他们进行若干天的跟
踪调查，在受测者上班的时间内每隔半个
小时向受测者提出询问“在当前时刻你体
验到什么样的疲劳特征？”，并要求受测
者指出疲劳的症状及其程度 —— 微弱、中
等、剧烈。统计表如下：
他觉观察及主诉症状法统计表
工人 时间 —— 时间 —— 时间 ——7.00 9-930 10.00
1 -- 头微痛 1
2 -- 手微痛 1 手痛 2
3 -- 背微痛 1
4 -- 手微痛 1 手痛 2
5 -- 手微痛 1 手指微痛 1
6 -- 手指微痛 1 手指微痛 1
总计 4 8
平均数 0.7 1.3
他觉观察及主诉症状法统计表
—— 时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间 ——
9-930 10.00 10.30 11.00
头微痛 1 头痛 2 手指微痛 3
手微痛 1 手痛 2 手剧痛 3 背微痛 4
背微痛 1 背痛 2 背痛 2
手微痛 1 手痛 2 肩痛 4 手痛 2
手微痛 1 手指微痛 1 手指痛 2 手痛 5
手指微痛 1 手指微痛 1 手指微痛 1 手指剧痛 1
4 8 14 19
0.7 1.3 2.3 3.2
他觉观察及主诉症状法统计表
时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间
10.30 11.00 11.40 13.00 13.30
头痛 2 手指微痛 3 手指痛 4 手指痛 4 手指剧痛
手剧痛 3 背微痛 4 背剧痛 6 背剧痛 6 头微痛
背痛 2 背痛 2 背痛 2 背剧痛 3 手痛
肩痛 4 手痛 2 手剧痛 3 手剧痛 3 腰痛
手指痛 2 手痛 5 腰痛 7 腰剧痛 8 腰剧痛
手指微痛 1 手指剧痛 1 头微痛 4 头微痛 4 头痛
14 19 26 28 35
2.3 3.2 4.3 4.7 5.8
他觉观察及主诉症状法统计表
时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间
11.00 11.40 13.00 13.30 14.00
手指微痛 3 手指痛 4 手指痛 4 手指剧痛 4 头剧痛
背微痛 4 背剧痛 6 背剧痛 6 头微痛 7 普遍疲倦
背痛 2 背痛 2 背剧痛 3 手痛 5 手痛 5
手痛 2 手剧痛 3 手剧痛 3 腰痛 5 腰剧痛
手痛 5 腰痛 7 腰剧痛 8 腰剧痛 8 普遍疲倦
手指剧痛 1 头微痛 4 头微痛 4 头痛 5 普遍疲倦
19 26 28 35 46
3.2 4.3 4.7 5.8 7.7
他觉观察及主诉症状法统计表
时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间
13.00 13.30 14.00 14.40
4 手指痛 4 手指剧痛 4 头剧痛 6 普遍疲倦 9
6 背剧痛 6 头微痛 7 普遍疲倦 10 普遍疲倦 10
背剧痛 3 手痛 5 手痛 5 手剧痛 6
3 手剧痛 3 腰痛 5 腰剧痛 6 普遍疲倦 6
腰剧痛 8 腰剧痛 8 普遍疲倦 11 普遍疲倦 11
4 头微痛 4 头痛 5 普遍疲倦 8 普遍疲倦 8
28 35 46 53
4.7 5.8 7.7 8.8
?用上表资料可以绘坐标图 —— 疲劳曲线，实际上同一组
工人不同班次其疲劳曲线是不一样的
0
2
4
6
8
10
12
7+15 8+16 9+17
10+18 11+19 12+20 13+21 14+22 15+23
第二节 人体的运动系统
? 运动系统由 骨, 骨连接 和 骨骼肌 组成。运
动中，骨起杠杆作用，关节是运动的枢纽，
骨骼肌是动力器官。骨和关节是运动系统
中的被动部分，骨骼肌是运动系统的主动
部分。
一、骨骼
? 骨是体内坚硬而富有弹性的器官。人体全
身共有 206块骨，可分为 中枢骨（颅骨 和 躯
干骨） 和 四肢骨 。
躯干骨包括椎骨、肋骨、胸骨
脊柱
骨盆
二、关节
? 关节分类
? 不动关节
? 动关节
? 半动关节
? 关节运动
? 滑动运动
? 角度运动
? 屈身运动
? 内收、外展运动
? 旋转运动
? 环转运动
三、肌肉
? 骨骼肌
? 收缩性
? 伸展性
? 弹性
? 黏滞性
? 平滑肌
? 心肌
四、大脑
? 100多功能区
? 大脑皮层
五、操作动作与作业姿势
? 作业姿势基本类型
? 立姿 7种
? 端坐姿 14种
? 靠椅坐姿 10种
? 卧姿 3种
? 尽可能避免静态作业，因为静态最也容易产生疲
劳，这和肌肉的舒张情况有关，例如，试着保持
一个简单的动作，没有任何力量。
? 影响作业姿势的因素
? 确定作业姿势的一般原则
? 人体姿势对肌肉的影响
? 确定作业姿势的一般原则
? 不良姿势
? 静止不动
? 长期或反复弯腰
? 身体左右扭曲
? 负荷不平衡，单测肢体承重
? 长时间单手或双手前伸等 。
? 考虑因素
? 作业空间的大小和照明条件
? 作业负荷的大小和用力方向
? 作业场所各种器械、机具和加工件的摆放位置；
? 工作台高度及有没有容膝空间；
? 操作时的起坐频率等
? 立姿
? 人体重量由骨骼承担，肌肉韧带负荷最小，人体各系统阻力
最小。
? 也会引起下肢酸痛和肿胀
? 直立姿势时，身体的各部分重心恰好与支撑线重合，肌肉负
荷最小，是人类特有的最佳抗重力机制，但要求身体各部件
都要处于自然状态。否则，都会增加肌肉的负荷。不平衡时，
作业范围及操纵力受限。
? 操纵力：作业者进行作业时，为实现操作目的而付出的人体
肌张力。
? 立姿作业
?需要经常改变体位的作业；
?工作地的控制装置布置分散，需要手足活动幅度大的作业；
?在没有容膝空间的机台旁进行作业；
?用力较大的作业；
?单调的作业。
? 坐姿
? 直腰坐：脊柱变性大，肌肉负荷大
? 放松坐：肌肉负荷小，椎间盘内压力大
? 坐姿作业
? 持续时间较长的作业；
? 精确而有细致的作业；
? 需要手足并用的作业。
? 为了体现坐姿作业的优越性，必须为作业者提供合适的
坐椅、工作台、容膝空间、搁脚板、搁肘板等装置
? 坐立姿
? 可消除不同部位的肌肉负荷
第三节 能量代谢 energy metabolism
? 一、能量供应
? 活动的能量来自 ATP（三磷酸腺苷），肌肉活
动时,ATP+H2O生成二磷酸腺苷（ ADP） +磷
酸根 +29.3KJ的能量，但是,ATP在人体中的
储藏是有限的，补充的途径有：
? ATP-CP(三磷酸腺苷－磷酸肌酸 )系统
? 只能维持肌肉大强度活动几秒钟
? 乳酸能系统
大劳动强度下，靠无氧糖酵解产生乳酸的方式提供 ATP
? 有氧氧化系统
? 中等强度下，糖和脂肪的氧化磷酸合成
供能状况与体力劳动关系见表 2－ 2
二、能量代谢的测定方法
? 人体内的能量产生、转移和消耗，称为“能量代谢”
? 能量的产生和消耗可以从人体消耗的氧量
上反映出来
? 直接法
? 直接测热法（ direct calorimetry）特殊的检测环境，测热装置
复杂,研究肥胖和内分泌系统障碍。
? 间接法（ indirect calorimetry）
? 遵循定比定律，测定 CO2产量 和尿氮排出量，测定耗 O2量，测
量装置较简单。
? 能耗量 J
? 氧耗量,L/min,cm3/kg.min
? 1L/min=w× 10-3cm3/kg.min
三、能量代谢与能量代谢率
? 能量代谢
? 基础代谢－ 维持生命所必须的
? 安静代谢－ 安静时维持某一自然姿势时
? 活动代谢－ 作业时的能量代谢量
三者的关系图
基础代谢量 维持体位所增加的代谢量 作业所增加的代谢量
安 静 代 谢 量
能 量 代 谢 量
活动代谢量
基础代谢量 (Basal Metabolism)
? 由于人体的能量代谢速度受机体极其状态和环
境条件诸因素的影响，同一个人随其所处的条
件的变化，能量代谢速度不会相同。
? 生理学上规定：在室温 20度，被测者处于清醒、
空腹（食后 10小时以上）、安静卧床时的能量
消耗。符号记为,B
? 计量：单位时间，单位体表面积的耗能量记为
KJ/（ m2 h）
? 下面的表格说明年龄、性别等不同情况下的基础代谢平均值
年龄
性别
11-15 16-17 18-19 20-30 31-40 41-50 51以上
男性
女性
195.5
172.5
193.4
181.7
164.9
154.1
157.8
146.5
158.7
146.9
154.1
142.3
149
138.6
安静代谢量
Repose Fully Expend Energy
? 是指机体为了保持其各部位的平衡及某种
姿势所消耗的能量。
? 测试是要求被测者听处于相对安静的状态，
也就是被测者的呼吸、心率等维持在正常
水平。通常以常温下基础代谢率的 120%作
为安静代谢率
? 符号记为 R,R=120%B
能量代谢量
Energy Metabolism
? 人体进行作业或运动时所消耗的总能量。
符号记为,M
? 对于确定的作业个体，能量代谢量的大小
与劳动强度密切相关。
? 是计算作业者一天的能量消耗量和需要补
给热量的依据。
? 是评价作业负荷的重要依据。
相对代谢率
Relative Metabolic Rate
? 体力劳动强度不同，所消耗的能量也不同。
? 但作业者机体的体质差异，既就是劳动强
度相同，不同的作业者能量代谢也不同。
? 所以用“相对代谢率”来消除个体间的差
异，记为 RMR
? 能量代谢率
?相对能量代谢率 RMR
? RMR＝活动代谢率 /基础代谢率＝（作业实际代谢
率－安静代谢率） /基础代谢率＝（ M－ 1.2B)/B
?M=(RMR+1.2)B
?总能耗 =(RMR+1.2)B× 体表面积 × 活动时间
?体表面积＝ 0.061× 身高（ mm）＋ 0.0128× 体
重（ kg）－ 0.1529 (m2)
?影响能量代谢率的因素
四、劳动强度
? 劳动强度：作业者在生产过程中体力消耗
及紧张程度。强度不同，能量消耗不同。
? 用能量消耗划分劳动强度：能量消耗指标
有两个：相对指标（相对代谢率 RMR）和
绝对指标（劳动强度指数 I），
? 同时：以能量消耗为指标划分劳动强度时，
耗氧量、心率、直肠温度、乳酸浓度和相
对代谢率具有相同的意义。
? 国外劳动强度分级
?按能耗和氧耗分级的劳动强度指标见表 2－ 3
? 日本能率协会劳动强度分级标准见下页
? 我国的劳动强度分级
?体力劳动强度分级见表 2－ 4
?劳动强度指数,I＝ 3T＋ 7M
?I：劳动强度指数
?T,净作业时间比率 =工作日内净作业时间 /工作日总工时
?M,8小时工作日能量代谢率（ KJ/min·m2）
日本能率协会劳动强度分级标准
劳动强
度等级 RMR 工作特点 例如
极轻劳
动 0-1
手指动作、脑力劳动、坐姿或重
心不动的立姿，其疲劳呈现为精
神疲劳
制图员、话务
员
轻劳动 1-2 主要为手指及手动作，以一定速度工作长时间后呈现局部疲劳 机械工具的修理工
中劳动 2-4
立位，但身体移动以重心的水平
位移为主，身体移动速度为普通
步行速度加以中间适当休息可持
续劳动数小时。
车工、铣工
重劳动 4-7 全身劳动为主，并需全力进行 土建工、炼钢工
极重劳动 >7 短时间内要求全身全力高速动作 采煤工、伐木工
五、最大能量消耗界限
? E.A米勒（德国人 German）：一般人可以连续劳
动 480分钟，中间不休息的最大能量消耗界限是
16.75KJ/min，如果作业时的能量消耗超出此界
限，就要用肌体的能量储备。作业后也必须通过
休息来补充能量储备。
? 米勒的标准能量储备为,100.47KJ，如果要避免
疲劳积累，则工作加上休息时间的平均能量消耗
不能超出 16.75KJ/min.
? 称 16.75KJ/min为能量消耗的耐力水平。 See
next page Fig 3-1
Fig 能量消耗水平与作业持续时间的关系
能
量
消
耗
持续时间
16.75
33.49
50.23
66.98
83.27
117.21
1 2 3 6
12
? 一工作日能量消耗再 5580～ 6300kj
?T＝ T劳 ＋ T休
?Tr＝ T休 /T劳 %
?Tw= T劳 /T%
?T劳 ＝ 100/(M-16.8)
劳动时间与休息时间的计算
? 一些变量的假设：
? Tz —— 休息时间
? Tl —— 实际劳动时间
? M—— 作业时增加的能量消耗
? T—— 制度劳动时间
? T= Tl + Tx
? 休息率,Tx = Tx / Tl
? 实际劳动率,Tw= Tl / T
公式推导：
? 米勒的标准能量储备为 100.47KJ
? Tl =100.47/(M-16.75),(m小于 16.75时，劳动时间趋于无穷大 )
? 平均能量消耗不能大于 16.75KJ/min
? 则,Tl M=（ Tl + Tx） *16.75
? Tx = (Tl M /16.75)- Tl = {( M /16.75)- 1}Tl
? Tr= Tx / Tl= ( M /16.75)- 1
? Tw= Tl /T= Tl /(Tl + Tx)=1/(1+ Tr)
例题
?能量消耗为 31.4KJ/min的作业，扣
除安静时的能量消耗 6.3KJ/min，作
业所增加的能量消耗量为
25.1KJ/min。试求实际劳动生产率
Tw和休息率 Tr
?Tl =100.47/(25.1-16.75)=12(min)
?Tr=(25.1/16.75-1)*100%=50%
?Tw=1/(1+0.5)=2/3
? 说明：从事该强度的作业，连续作业
12min后，应安排 6min的 工间休息
第四节 心血管与呼吸系统
? 循环系统由一系列连续的密闭式管道和管道内的
液体所组成 。由于所含液体的不同而分为心血管
系和淋巴管系。
? 心血管系包括心脏和血管 。心脏是血液循环的动
力器官。血管分为动脉、静脉和毛细血管。 动脉
是输送血液离开心脏的血管；静脉是输送血液返
回心脏的血管 ；毛细血管是连于动脉和静脉之间
的微细血管。
? 动脉血是经过肺脏气体交换后含氧气较多的血液。
静脉血是通过组织细胞物质交换和气体交换后含
CO2 较多的血液 。
? 一、心脏
? 心脏组织
?体循环 大循环：心
脏与全身（除肺泡毛
细血管）所有器官的
血循环
?肺循环 小循环：心
脏与肺之间的血循环。
? 微循环：微动脉与微静脉之
间的微细血管中的血循环
? 心脏的生理特征
?自动节律
?组织、细胞能够在没有外来刺激的条件下自动发生节律
性兴奋的特性称为自动节律性（ auto-rhythmicity），
简称自律性。具有自动节律性的组织或细胞称为自律组
织或自律细胞。自律性的高低可用单位时间（每分钟）
内自动发生兴奋的次数，即自动兴奋的频率来衡量。
?传导性
?心肌细胞具有传导兴奋的能力，称为传导性
（ conductivity）。传导性的高低可用兴奋的传播速度
来衡量
? 兴奋性（ excitability）
? 兴奋性是指具有对刺激
产生兴奋的能力或特性，
兴奋性的高低可用阈值
作为衡量指标。阈值大
表示兴奋性低，阈值小
表示兴奋性高。
? 绝对不应期（ absolute
refractory period）
? 相对不应期（ relative
refractory period）
? 超常期（ supernormal
period）
? 收缩性 contractility
? 心动周期
（ cardiac cycle）
? 心脏一次收缩
和舒张构成的
一个机械活动
周期
? 房室不同时收
缩,心室收缩紧
跟在心房收缩
完毕后进行
有一个全心舒
张期
舒张期长于收
缩期, 有利于心
脏充盈与心脏
供血
? 心率（ heart rate）
心室每分钟搏动次数
?作业开始 30-40s内迅速增加，然后缓慢上升，
一般经过 5min达到与劳动强度相适应的稳定水
平。停止作业后,15s内迅速减少，然后再缓
慢减少至正常水平。
?安静时,40-70ml/每搏,3-5l/min
?大强度作业,150ml/每搏,15-25l/min
?只要心率不超过安静状态时的 40次 /min，可以
胜任所做的作业。
? 影响心率的因素
?神经调节
交感神经活动增强心率增快
迷走神经活动增强时心率减慢
?体液调节
肾上腺素、去甲肾上腺素和甲状腺激素均可增
快心率
?体温
体温升高 1℃,心率将增加 12~18次
? 搏出量和心输出量
? 搏出量
? 每搏排出量（ stroke volume）：一次心跳一侧心室射出的血液量，
正常人约 70 ml，简称为搏出量。
? 心输出量
? 每分排出量（ minute volume）：一侧心室每分钟射出的血液量称，
简称心排出量（ cardiac output），等于心率与搏出量的乘积。健康
成年男性静息状态下约为 5L/min，（ 4.5~6.0L/min）。
? Q＝ Sv× HR
? 心率 × SV = 每分输出量
心率增快（＜ 170~180次 /min） 心率 ↑↑ SV↓ 每分输出量 ↑
心率过快（ > 170~180次 /min）心率 ↑↑↑ SV↓↓↓↓ 每分输出量 ↓
心率过慢（＜ 40次 /min） 心率 ↓↓↓ SV↑ 每分输出量 ↓
? 心率与劳动的关系
二、血压与脉搏
? 血管
（ blood
vessels）
? 分动脉、
静脉和
毛细血
管
? 血管的机能特点
? 动脉 artery
? 静脉 vein
? 毛细血管 capillary
? 血流量
? 血流量（ Q,blood flow）：单位时间内流经血管某一横截
面积的血量，又称容积速度。
? 动脉血压（ arterial blood pressure）
? 舒张压（ diastolic pressure,DP）,心室收缩时主动脉
压下降，在心室舒张末期达到最低点，这时的动脉血压称
为舒张压。
? 收缩压（ Systolic pressure,SP）：心室收缩时心室内压
升高，最终将血液泵入主动脉，使主动脉压急剧升高并达
到最高值。
? 动脉脉搏
? 由于心脏是一个间歇泵，心室射血入动脉是间断的，
这就造成了每一心动周期内动脉容积和动脉血压的一
系列变化，使得动脉随心动周期而搏动。在浅表动脉
处，可以用手在皮外按摩到这种搏动，即动脉脉搏。
? 静脉 venous的机能
? 心脏收缩
? 呼吸运动
? 骨骼肌的挤压作用
? 重力和体位
? 静脉管壁的收缩
三、呼吸 Respiratory system
? 人的呼吸系统 包括呼吸道
和肺，呼吸道分鼻、咽、
喉、气管、支气管，为气
体的传导部分。肺是容纳
气体和进行气体交换的器
官 。
? 呼吸系统的功能主要是进
行气体交换，即吸入氧，
呼出二氧化碳,机体在新
陈代谢过程中，经呼吸系
统不断地从外界吸入氧，
由循环系统将氧运送至全
身的组织和细胞，供给细
胞氧气，同时又将组织细
胞代谢产生的二氧化碳再
经循环系统运送到呼吸系
统，排出体外。此外鼻腔、
喉与发音肴关，肺还有内
分泌功能,
? 外呼吸 pulmonary ventilation
? 肺内气体总量 (Pulmonary volumes)
? 潮气量 (tidal volume,TV)：是指每次吸入或呼出的气量。平静呼吸
时潮气量约为 500 ml。
? 补吸气量 (inspiratory reserve volume,IRV)：指平静吸气末，再用
力吸气所能吸入的气量。正常成年人补吸气量约为 1500～ 2000ml。
? 补呼气量 (expiratory reserve volume,ERV)：指平静呼气末，再尽
力呼气所能呼出的气量。正常成年人补呼气量约为 900～ 1200ml。
? 余气量 (residual volume,RV),最大呼气末存留于肺内不能再呼出
的气量，正常成人约为 1000 ～ 1500ml。
? 肺活量 (vital capacity,VC)：指最大吸气后作最大呼气所呼出
的气量。肺活量等于潮气量、补吸气量和补呼气量之和，也
等于肺总容量减去余气量。正常成年男性平均约 3 500ml，女
性约 2 500ml。肺活量反映了肺一次通气的最大能力，一般来
说肺活量越大，肺的通气功能越好。
? 肺活量＝潮气量＋补呼气量＋补吸气量
? 肺通气量＝每分通气量 (minute ventilation volume),指每分
钟吸入或呼出的气量，等于潮气量乘以呼吸频率。
每分钟通气量＝潮气量（呼吸深度） × 呼吸频率（ L）
? 内呼吸
?肺内气体交换 gas exchange
?组织气体交换
人体调节和适应
? 血压
?作业开始时，脉压增加。
?脉压逐渐增加或持续不变，是体力劳动可以持
续有效进行的标志。
?若脉压小于其最大值一半时。表示作业机体已
经疲劳或糖原储备接近耗竭。
?作业停止后，血压迅速下降,5min内能恢复正
常，但大强度劳动则不然。
? 血糖含量,
? 安静时，机体的血糖含量为 100mg/100ml
? 轻度作业时，血糖可保持稳定水平；
? 中等强度作业条件下，开始血糖稍有降低，但很快会使血
糖维持在较高水平，直至作业停止后一段时间；
? 作业强度较大或持续时间较长，或肝糖储备，则可出现血
糖降低现象。
? 血糖降至正常含量一半时，表明不能继续作业。
? 乳酸含量
? 安静时，血液中乳酸含量 10-15mg/100ml;
? 中等强度作业，开始时血液中乳酸含量略有增高；
? 较大作业强度时，血液中乳酸含量可增加到 100-
200mg/100ml;
? 呼吸：呼吸的频率随作业强度增加二增加，
正常约 20次 /分，重强度作业时约 30次 /分，
极大作业强度时可达 60次 /分，但恢复较快。
? 排尿量：正常 1.0-1.8l/24h，体力劳动一段
时间后，尿量减少约 50%-70%，视出汗情
况和环境因素等。
? 体温：略有上升，但劳动强度再大，体温
上升不能超过 1度
脑力劳动的条件和适应
? 脑的代谢量较其它器官高
? 脑力劳动时心率减慢，但特别紧张，因而
心跳加快，血压上升，呼吸频率提高，脑
部充血，其它部位及器官血液减少。
? 其它：血糖、尿量、排汗等均无变化，只
是在极度紧张的脑力劳动时，尿中的磷酸
盐含量才有所增加。
第五节 人体的忍耐力
? 一、疲劳的概念
?作业者在作业过程中。产生作业机能衰退，作
业能力明显下降，有时并伴有疲倦感等主观症
状的现象。
?特点突出在两个方面,疲劳不仅是生理反应，
而且还包括大量的心理因素、环境因素等；心
理上的某种不适应或不满有会提前加速疲劳的
出现。
?肌肉疲劳和精神疲劳
1,个别器官疲劳：发生于个别器官或肢体参与紧
张的作业，如抄写等
2,全身疲劳：全身参与较为繁重的体力劳动所致。
表现为全身肌肉关节酸痛、疲乏不愿动，主观
上疲倦和客观上作业能力明显下降、错误增加、
操作迟钝混乱、甚至打瞌睡等
3,智力疲劳：主要是长时间从事紧张的脑力劳动
所引起的作业能力的衰退，表现为头昏脑胀、
全身乏力、嗜睡或失眠等。
4,技术性疲劳：常见于脑力劳动与体力劳动并重，
且神经相当紧张的作业。如飞机驾驶员
? 二、肌肉疲劳
?生理学实验
?肌肉疲劳的生化改变
?短时间大强度体力劳动所引起的局部肌肉疲劳：是由于
乳酸在肌肉和血液中大量积蓄引起的。
?较长时间轻或中等强度劳动引起的疲劳既有局部肌肉疲
劳，又有全身性疲劳。局部肌肉疲劳不是由于“乳酸积
蓄”导致，而是由于肌糖原储备耗竭之故，称之为：力
源耗竭机理。而全身性疲劳的机理有二：
?一为“中枢变化机理”，人的中枢神经会保护人的体力
的“过度耗竭”，而使人产生疲劳。 ———— 前苏联学
者
?二为“生化变化机理”：全身性体力疲劳是由于作业及
其环境所引起的体内平衡状态紊乱，引起这种平衡紊乱
的原因除包含局部肌肉疲劳外，还有许多其它原因。如
血糖水平下降、肝糖原耗竭、体液丧失、电解质丧失
等。 ———— 英美学者
?肌肉疲劳的电生理现象
?肌肉疲劳的肌电图
?肌肉疲劳说
? 三、精神疲劳
? 四、疲劳的特点
? 身体的生理状态方法变化，如心率、血压、呼吸及血液中
的乳酸含量等。
? 进行特定作业时的作业能力下降。例如：对特定信号的反
应速度、正确率、感受性等能力下降。
? 疲倦的自我体验。
? 疲劳的原因
? 过渡疲劳
? 具有现代工业疲劳特点的几种作业疲劳问题
? 高度视力紧张作业的疲劳
? 高度精神紧张作业的疲劳
? 交通疲劳
? 五、疲劳的测定方法
? 测定疲劳，应有一系列能够表征疲劳的指标。
一般认为，疲劳的测定方法应满足以下四点：
1) 测定的结果应当是客观的表达，而不依赖于研
究者的主观解释。
2) 测定结果应当定量化表示疲劳的程度，而且这
种定量化也易于比较。
3) 测定方法不能导致附加的疲劳，或使得被测者
分神；
4) 测定疲劳时，不能导致被测者不愉快或造成心
理负担或病态感觉。
? 观察产品的质量和数量
? 记录受试者的感觉
? 分析脑电图
? 测定闪频值（ CFF）
? 智能测验
? 反应时测验
? 轻敲测验和在方格上打点测验
? 握力和肌耐力测验
? 技能测验
? 模拟条件下驾车试验
? 快速智力测验
? 精神测验
? 简单算术家法测验
? 勾销实验
? 跟踪试验
? 估计试验
? 记忆测验
? 联想测验
? 高质量回答
? 一般性回答
? 低质量回答
? 研究人体动作的变化
检测疲劳的三种方法
1,生化法
2,生理心理测试法
3,他觉观察及主诉症状法
生化法
? 通过检测作业者的血、尿、汗及唾液等液
体成分的变化判断疲劳。
? 不足：测定时需要终止作业者的作业活动，
并容易给被测者带来不适和反感。
生理心理测试法
生理心理测试法的分类：
1) 肌腱反射机能检查法
2) 两点刺激敏感阈值检查法
3) 频闪融合阈限检查发
4) 连续色名呼叫检查法
5) 反应时间测定法
6) 脑电肌电测定法
7) 心率血压测定法
肌腱反射机能检查法
? 用小硬橡胶锤，按照规定的冲击力敲击被
测者的膝部，依据小腿弹起的角度的大小
来评价疲劳程度。被测者疲劳程度不同，
发射运动钝化程度也不同。
? 角度大小？疲劳程度？
?一般认为：
?5-10度，轻度疲劳； 10-15度，中度疲劳；
?15-30度，重度疲劳
两点刺激敏感阈值检查法
? 采用两个近距离的针状物同时刺激皮肤
表面，当两个刺激点间的距离小到刚刚
使被测者感到是“一点”时的距离，称
为两点刺激敏感阈限。
? 作业机体疲劳是感觉机能迟钝，两点刺
激敏感阈限增大。
? 不同的人反应不一样，一个人在不同的
年龄阶段，反应也不一样。
频闪融合阈限检查发
? 利用视觉对光源 闪变 频率的辨别程度判断机体
的疲劳程度。
? 当光源闪变频率提高到使人眼对光源闪变感觉
消失时，称为“融合现象”。此时的闪变频率
称为“融合度”。
? 相反，在融合状态下，降低光源的闪变频率使
人眼产生闪变感觉的临界闪变频率，称为“闪
变度”。
? 融合度与闪变度的均值，称为频闪融合阈限。
? 频闪融合阈限表征中枢系统机能迟钝化
程度。
? 频闪融合阈限因人而异，均受机体疲劳
程度的影响。
? 表示疲劳程度的频闪融合阈限，一般以
其日间变化率和周间变化率指标表示。
公式见下页：
日间变化率
日间
变化率 = ———————————————————
休息日后第一天作业
后 的频闪 融合阈 限 )-((
作业前的频
闪融合阈限 )
作业前的频闪融合阈限
周间变化率
周间
变化率 = ———————————————————
周末作业前的
频闪融合阈限 )-((
休息日后第一天作
业的频闪融合阈限 )
休息日后第一天作业的频闪融合阈限
正常作业（没有疲劳）频闪融合阈限
日本人研究成果
劳动类型 日间变化率 周间变化率理想界限 允许界限 理想界限 允许界限
体力劳动 0-10 0-20 0-3 0-13
体力, 脑
力结合的
劳动
0-7 0-16 0-3 0-13
能力劳动 0-6 0-10 0-3 0-13
连续色名呼叫检查法
? 通过检查作业者识别各种颜色，并能正
确地叫出各种颜色色名的能力，判别作
业是否疲劳。
? 一般准备 5种颜色板若干块，以较快的速
度抽取颜色板，同时让作业者以最快的
速度回答。
? 作业者在疲劳状态下，回答速度慢，且
错误率高。
反应时间测定法
? 反应时间的变化也同样能够表征中枢系
统机能的迟钝化程度。
? 测定作业者的反应时间。依据其反应时
间的快慢也能判断作业者中枢系统机能
迟钝化程度与大脑兴奋水平。
? 这种方法易于操作。
? 与这种方法对应的更科学的方法，应该
是脑电肌电测定法、心率血压测定法。
脑电肌电测定法
及
心率血压测定法
? 依据现在的技术，利用者后一种方法，可
以实现作业的同时，对疲劳的测定。
? 前一种方法，应该说是最科学的，但是费
用及实现手段都较复杂。
他觉观察及主诉症状法
? 也称自我感觉摄影。
? 选择若干受测者，对他们进行若干天的跟
踪调查，在受测者上班的时间内每隔半个
小时向受测者提出询问“在当前时刻你体
验到什么样的疲劳特征？”，并要求受测
者指出疲劳的症状及其程度 —— 微弱、中
等、剧烈。统计表如下：
他觉观察及主诉症状法统计表
工人 时间 —— 时间 —— 时间 ——7.00 9-930 10.00
1 -- 头微痛 1
2 -- 手微痛 1 手痛 2
3 -- 背微痛 1
4 -- 手微痛 1 手痛 2
5 -- 手微痛 1 手指微痛 1
6 -- 手指微痛 1 手指微痛 1
总计 4 8
平均数 0.7 1.3
他觉观察及主诉症状法统计表
—— 时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间 ——
9-930 10.00 10.30 11.00
头微痛 1 头痛 2 手指微痛 3
手微痛 1 手痛 2 手剧痛 3 背微痛 4
背微痛 1 背痛 2 背痛 2
手微痛 1 手痛 2 肩痛 4 手痛 2
手微痛 1 手指微痛 1 手指痛 2 手痛 5
手指微痛 1 手指微痛 1 手指微痛 1 手指剧痛 1
4 8 14 19
0.7 1.3 2.3 3.2
他觉观察及主诉症状法统计表
时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间
10.30 11.00 11.40 13.00 13.30
头痛 2 手指微痛 3 手指痛 4 手指痛 4 手指剧痛
手剧痛 3 背微痛 4 背剧痛 6 背剧痛 6 头微痛
背痛 2 背痛 2 背痛 2 背剧痛 3 手痛
肩痛 4 手痛 2 手剧痛 3 手剧痛 3 腰痛
手指痛 2 手痛 5 腰痛 7 腰剧痛 8 腰剧痛
手指微痛 1 手指剧痛 1 头微痛 4 头微痛 4 头痛
14 19 26 28 35
2.3 3.2 4.3 4.7 5.8
他觉观察及主诉症状法统计表
时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间
11.00 11.40 13.00 13.30 14.00
手指微痛 3 手指痛 4 手指痛 4 手指剧痛 4 头剧痛
背微痛 4 背剧痛 6 背剧痛 6 头微痛 7 普遍疲倦
背痛 2 背痛 2 背剧痛 3 手痛 5 手痛 5
手痛 2 手剧痛 3 手剧痛 3 腰痛 5 腰剧痛
手痛 5 腰痛 7 腰剧痛 8 腰剧痛 8 普遍疲倦
手指剧痛 1 头微痛 4 头微痛 4 头痛 5 普遍疲倦
19 26 28 35 46
3.2 4.3 4.7 5.8 7.7
他觉观察及主诉症状法统计表
时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间 —— 时间
13.00 13.30 14.00 14.40
4 手指痛 4 手指剧痛 4 头剧痛 6 普遍疲倦 9
6 背剧痛 6 头微痛 7 普遍疲倦 10 普遍疲倦 10
背剧痛 3 手痛 5 手痛 5 手剧痛 6
3 手剧痛 3 腰痛 5 腰剧痛 6 普遍疲倦 6
腰剧痛 8 腰剧痛 8 普遍疲倦 11 普遍疲倦 11
4 头微痛 4 头痛 5 普遍疲倦 8 普遍疲倦 8
28 35 46 53
4.7 5.8 7.7 8.8
?用上表资料可以绘坐标图 —— 疲劳曲线，实际上同一组
工人不同班次其疲劳曲线是不一样的
0
2
4
6
8
10
12
7+15 8+16 9+17
10+18 11+19 12+20 13+21 14+22 15+23
