NIOSH 1991 Lifting Equation

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1 NIOSH 1991 Lifting Equation
陳志勇 IOSH

2 Mechanism 椎間盤退化是一緩慢且具有累積性的，退化會導致腰椎結構不穩定，這種不穩定會增加軟組織(ligament or muscular structure)的負荷。當腰椎不穩定時，可能是透過軟組織的共作用來協助穩定與平衡，更多的共作用力會加重腰椎的受力。 一般40-60歲的人，椎間盤退化的比例約在40-60%之間。一項MRI研究發現20-39歲、40-59歲、60-80歲，椎間盤退化的發生率約為34%、59%、93% 。 除了生理退化，工作場所中人因工程/物理性因素也是導致退化的重要原因

3 暴露與容許程度 如果工作時暴露量低於容許程度，勞工引起傷病的可能性就很低(McGill, 1997)。例如白領工作，嚴重的下背傷病比例較低。 重覆性工作時，如果負荷量隨著時間改變，暴露量與容許程度間的關係也會改變(Mirka and Marras, 1993) 當容許程度下降時，傷害就更容易出現 (Marras, 1999). 例如，中高齡或腰椎受傷者，下背傷病比例通常比較高。 微傷害身體組織會自動復原，如果負荷高於容許限值時，可能就會導致嚴重傷害出現。此時，腰椎系統的化學特性與機械作用行為就會改變。

4 暴露量測 外力是由重力所引起的，如所搬運的物體重量、體重等。這些力量必須由身體的肌肉骨骼等組織來承受，組織為了對抗外力所產生的力稱為內力（如肌肉收縮力），肌肉收縮力與外力最終會作用在關節上。 內力估算，必須透過模式，簡化人體結構來推算。例如背部肌肉僅以背直肌代表，亦即僅有背直肌對抗外力

5 Basic principles for NIOSH Lifting Equation
搬運公式主要在計算可接受之抬舉物重 根據流行病學、生理學、心理物理法與生物力學等四種不同學理而發展 生物力學上:下背脊椎間(L5/S1; 第五腰椎與第一薦椎間椎間盤)壓迫力之 安全容忍範圍(<3400N)

6 椎骨容許受力 屍體測試結果，一般認為3400N正向力會使椎骨終板開始產生微傷害。6400N的負荷將會使超過50% 40歲以上的人椎骨端板受影響。 這一容許承受力可能跟年齡與性別有關。 隨著負荷的頻率增加而減少。10次負荷週期後容許承受力降低30%，5000次負荷週期後容許承受力降低50%。 剪力(shear force)容許承受力，最近研究發現可能在 N之間

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8 人工提舉指引--生理 生理上:代謝能量速率在一定範圍內(2.2-4.7Kcal/min)
Baseline 50%ile female 40yrs 9.5Kcal/min i.e. 4000/Kcal/day-420min 20yr male 20Kcal/min 50% for < 1hr, 40% for 1-2 hrs, and 33% for 8hrs. 70% for arm predominantly work

9 NIOSH 1991 Lifting Equation
RWL＝23 (25/H) ( |V-75|) (0.82+(4.5/D) ( A) ×FM×CM RWL = "Recommended Weight Limit" = 23kg • HF • VF • DF • FF • AF • CF LI = "Lifting Index" = WEIGHT / RWL

10 GUIDELINE APPLIES TO 1. SMOOTH LIFT (no jerking) 2. TWO HANDED
3. (OLD) SYMMETRIC ( no twisting) 4. MODERATE WIDTH (30" max.) 5. UNRESTRICTED POSTURE 6. (OLD) GOOD COUPLINGS (handles, shoes, flooring) 7. FAVORABLE ENVIRONMENT (temp/ humid/ noise/ light)

11 水平乘數與起始高度乘數 Horizontal Multiplier HM (25/H) H = 20 + W/ for V => 25 cm(10 in) H = 25 + W/ for V < 25 cm (10 in) Vertical Multiplier VM = 1-(.003 [V-75])

12 非對稱乘數 Asymmetric Multiplier AM = 1-(.0032A) 旋轉軀幹取物或置物
Based on the results of Psychophysical research: 90O twisting results in the reduction of MAWL about 30%.

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14 Coupling V< 30" V>30" Good 1.00 1.00 Fair 0.95 1.00
Coupling Factor Coupling V< 30" V>30" Good Fair Poor

15 Collect Data-Single Task Job Analysis Worksheet

16 Ex 1 Loading Punch Press Stock
Single task, a few times per sift A = 0 CM fair once per shift, assuming F < 0.2, Duration < 1 hour reel width 12 in

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18 Hazard Assessment and Redesign
Load 44 lbs > RWL 16.3 / 14.5 lbs, this lift would be hazardous for majority of healthy workers. Redesign Suggestions HM(.44) is the smallest multipliers, .75 for the VM, and .86 for the DM. First, bring the object closer to the worker (increasing HM) Then, lower the destination(VM), ...

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20 --抬舉工作舒適高度上限(5th%ile女性肩高)：120 cm