Physiologische und anatomische Grundlagen der körperlichen Arbeit

Präsentation zum Thema: "Physiologische und anatomische Grundlagen der körperlichen Arbeit"—  Präsentation transkript:

1 Physiologische und anatomische Grundlagen der körperlichen Arbeit
Physische Anforderungen Belastung und Beanspruchung Physiologie Problembereiche Muskel-Skelettsystem Ergonomie - Körpermaße - Körperkräfte - Körperhaltungen Präventionsgrundsätze Um Gesundheit zu ermöglichen, müssen physiologische Rahmenbedingungen eingehalten werden. Diese ergeben sich aus der Erläuterung wesentlicher Begriffe. Das Modul Physiologische und anatomische Grundlagen körperlicher Arbeit widmet sich den physiologischen und anatomischen Bedingungen. Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

2 Gesundheit ist nicht nur die Abwesenheit von Krankheit,
sondern die Gesamtheit physischen, psychischen und sozialen Wohlbefindens. Lange Zeit wurde Gesundheit lediglich im Umkehrschluss zur Krankheit gesehen: Gesundheit ist Abwesenheit von Krankheit. Da man die Nachweise erbracht hat, dass ein Mensch dann gesund ist, wenn auch die Rahmenbedingungen und die mentale Konstitution in einem Gleichgewicht ist, wird der Gesundheitsbegriff inzwischen ganzheitlich betrachtet. Dies führt in Konsequenz dazu, dass auch am Arbeitsplatz zur Erreichung eines gesunden Zustandes mehr als nur ein Element betrachtet werden kann. Gesundheit am Arbeitsplatz bedeutet, dass sich der Mensch auch hinsichtlich seiner physischen, psychischen und sozialen Umgebung wohlfühlen kann. Quelle: Ottawa Charta 1978 Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

3 Belastungen am Arbeitsplatz
Menschen reagieren unterschiedlich auf Belastungen. Was quantifizierbar ist, wird auf unterschiedlichen Charts zusammengestellt und zeigt, welche Kriterien am Arbeitsplatz eine hohe Belastung darstellen. Dies zeigt jedoch nur auf, ob Gesundheitsschäden möglich sind. Ob sie tatsächlich eintreten, hängt von der individuellen Leistungsbefähigung sowie gefahrbringenden und begünstigenden Gefährdungsfaktoren am Arbeitsplatz ab. Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

4 Belastungs-Beanspruchungs-Konzept
Unter Belastung werden alle von außen auf den Menschen einwirkenden Einflussfaktoren subsumiert, welche in der Lage sind, eine Reaktion des Organismus auszulösen. (Berufliche) Belastung kann aus der Art und dem Schwierigkeitsgrad Arbeitsaufgabe selbst, aus den physikalischen, chemischen, biologischen Arbeitsumweltbedingungen, aus den speziellen Vollzugsbedingungen (z. B. technische Hilfsmittel, Zeitvorgaben), aus den sozialen Beziehungen zu Vorgesetzten und Mitarbeitern resultieren. Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

5 Beanspruchung Beanspruchung
Unter Beanspruchung ist jede durch einen äußeren Einflussfaktor hervorgerufene Reaktion zu verstehen. Diese kann den gesamten Körper, ein Organsystem, ein einzelnes Körperorgan oder eine isolierte Funktion eines Organs betreffen. Die Beanspruchung des Menschen muss dennoch als Ganzkörperreaktion und stets als Folge der Belastungen aus allen Lebensbereichen gesehen werden. Die Beanspruchung kann unspezifisch (z. B. im Sinne einer allgemeinen Aktivierung bei jeder Tätigkeit, erkennbar an einer Beschleunigung von Herz- und Atemfrequenz, Erhöhung des Wachheitsgrades) spezifisch (z. B. Schweißsekretion unter Hitzeeinwirkung, Aktivierung bestimmter Enzymsysteme bei Schadstoffexposition, spezielle Anpassungsmechanismen bei Wiederholung gleichartiger Beanspruchungen) sein. Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

6 Wirkung von Belastung und Beanspruchung
Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

7 Physiologische Reaktion des Organismus
Psychonervales und endokrines System nervale Steuerung hormonelle Regulation Muskel-Skelett- System Kreislauf- u. Atmungs- System Kraft Geschwindigkeit Ausdauer Koordination Herzschlagfrequenz Atemfrequenz Blutdruck Sauerstoffaufnahme Stoffwechsel- und Energiesystem Grundumsatz Arbeitsumsatz Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

8 Grundsätzliche Reaktionsweisen
Belastung Steady state Restitution Ermüdungsanstieg Ermüdungsrückstand Erschöpfung Ruhe Belastung Erholung1 Erholung 2 Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

9 Muskel-Skelett-System - Problembereiche
Problembereiche des Muskel-Skelett-Systems bei physischer Belastung Schulter-Arm-Nacken z.B. durch Haltungsarbeit am PC, Arbeiten über Schulterhöhe, Vibration Lendenwirbelsäule z.B. durch manuelle Lastenhandhabung, ungünstige Körperhaltung, Vibration Kniegelenk z.B. durch kniende Tätigkeit Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

10 Muskel-Skelett-System Problembereich LWS
Lendenwirbelsäule Bandscheibenvorfall Nervenwurzelkompression Verschmälerung des Zwischenwirbelraumes, Schlussplattensklerose, Randzackenbildung Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

11 Muskel-Skelett-System Problembereich Knie
Kniegelenk Meniskusschaden Seitenbandschaden Kreuzbandschaden Schleimbeutelentzündung Schädigung der Kniescheibe Arthrose Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

12 Muskel-Skelett-System Problembereich Schulter-Arm-Nacken
Gelenkverletzung Entzündung degenerative Veränderung Arthrose Schleimbeutelentzündung Nackenmuskelverspannung Schädigung der Rotatorenmanschette Schulter-Arm-Nacken Epicondylitis Schleimbeutelentzündung Nervenkompression degenerative Veränderung, Arthrose Sehnenscheidenentzündung Karpal-Tunnel-Syndrom Ermüdungsbrüche Nekrosen + Arthrose der Handwurzelknochen Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

13 Ergonomie Ergonomie Anpassung der Arbeit an die Fähigkeiten und Eigenschaften des Menschen. Die Ergonomie erarbeitet und verarbeitet humanwissentschaftliches Wissen mit dem Ziel, eine Anpassung von Arbeit, Arbeitssystemen, Produkten und Umgebungen an die physischen und psychischen Fähigkeiten des Menschen herbeizuführen und somit Sicherheit, Gesundheit und Wohlbefinden sicherzustellen, indem (gleichzeitig) die Leistungsfähigkeit erhöht und das Arbeitsergebnis verbessert wird. Der Mensch soll bei seiner Arbeit weder über- noch unterfordert werden. Gleichgewicht von Belastung und Belastbarkeit Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

14 Gestaltung von Arbeitstätigkeiten
Kriterien und Ebenen der Gestaltung von Arbeitstätigkeiten (Luczak 1989) Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

15 Kriterien zur Beurteilung von Arbeit 1. “Ausführbarkeit”
1. Ebene: Ausführbarkeit Ausführbarkeit bedeutet, dass die Arbeitsanforderungen und -belastungen die Leistungsvoraussetzungen und Belastbarkeit des Beschäftigten nicht übersteigen. (Angemessene Berücksichtigung von Körpermaßen, Körperkräften und Sinnesleistungen gemäß den gesicherten arbeitswissenschaftlichen Erkenntnissen.) Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

16 2. Ebene: Schädigungslosigkeit und Erträglichkeit
Kriterien zur Beurteilung von Arbeit 2. “Schädigungslosigkeit und Erträglichkeit” 2. Ebene: Schädigungslosigkeit und Erträglichkeit Schädigungslosigkeit bedeutet, dass die Arbeit zu keinen unmittelbaren Gesundheitsschäden* führt. *(Verletzung, Arbeitsunfall) Erträglichkeit bedeutet, dass durch die Arbeit auch langfristig keine gesundheitlichen Schädigungen* verursacht werden. *(arbeitsbedingte Erkrankung, Berufskrankheit) Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

17 3. Ebene: Zumutbarkeit, Beeinträchtigungsfreiheit
Kriterien zur Beurteilung von Arbeit 3. “Zumutbarkeit, Beeinträchtigungsfreiheit” 3. Ebene: Zumutbarkeit, Beeinträchtigungsfreiheit Zumutbarkeit bedeutet, dass die Arbeitsanforderungen und -belastungen dem zeitgemäßen - gesellschaftlich akzeptierten - Stand von Technik, Organisation und Hygiene entsprechen. Beeinträchtigungsfreiheit bedeutet, dass die Arbeitsausführung nicht durch ungünstige Bedingungen* behindert wird. *(z.B. Hindernisse im Bewegungsraum, technische oder kollegiale Störungen des Arbeitsablaufes, verminderte Zeichenerkennung durch Blendung) Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

18 Gefährdungsfaktoren im Zusammenhang mit physischer Belastung
Direkte Auswirkungen durch chronische Überbelastung des Muskel-Skelett-Systems (Lastenhandhabung, Zwangshaltungen, repetitive Arbeit) Unfall (Knochenbruch, Verstauchung, Schnittverletzungen) Vibrationseinwirkung Indirekte Auswirkungen durch Belastung des Muskel-Skelett-Systems durch ungünstige Klimabedingungen (Hitze, Kälte, Zugluft, Strahlung, Nässe) ungünstige Körperhaltungen als Folge schlechter Beleuchtung (Blendung, fehlende Helligkeit, Flimmern) Muskelspannungen durch psychische Belastungen und verschlechterte Bewegungskoordination durch Stress Gefäßverengungen und Minderversorgung der Muskeln durch Lärmeinwirkung Verschlechterte Bewegungskoordination durch neurotoxische Gefahrstoffe Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

19 Ergonomische Arbeitsgestaltung Bewegungsräume
Beispiel für die Berücksichtigung von Bewegungsflächen bei der Gestaltung von Arbeitsplätzen. Grundlagen bilden hier Normen auf Basis der Arbeitsstättenverordnung (und – richtlinien). Quelle: Rüschenschmidt et. al. Ergonomie im Arbeitsschutz, Verlag Technik & Information, 2000, NMBG und Neue Sifa-Ausbildung, SII Lern-CD-ROM. Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

20 Ergonomische Arbeitsgestaltung Körpermaße
Gem. DIN Teil 2 wurden die Körpermaße des Menschen so erfasst, dass eine Arbeitsplatzgestaltung für mindestens % Perzentil der Männer und Frauen möglich ist, ohne dass unphysiologische Zwangshaltungen bei der Arbeit eingenommen werden müssen. Bei der Gestaltung von Arbeitsplätzen sind die Maße der größten und kleinsten Person zu ermitteln. Die Arbeitsflächen sind entsprechend anzupassen. Für die räumliche Gestaltung von Arbeitsplätzen und Betriebsmitteln müssen die Körpermaße bekannt sein und berücksichtigt werden. Die Körpermaße sind durch repräsentative Stichproben der Gesamtbevölkerung von 16 – 60 Jahren der Bundesrepublik Deutschland ermittelt worden. Quelle: Internationaler Anthropometrie-Atlas der ILO, Stand: 1989 95. Perzentil m (w) 50. Perzentil m (w) Perzentil m (w) Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

21 Ergonomische Arbeitsgestaltung Körperkräfte
Individuellen Maximalkräfte variieren in großen Bereichen in Abhängigkeit von Konstitution, Geschlecht, Alter. 95. Perzentil m w 50. Perzentil m w 05. Perzentil m w Mögliche Aktionskräfte bei der Arbeit sind abhängig von der Körperhaltung, der Bewegungsrichtung, der Lage des Kraftangriffspunktes und der Häufigkeit der Kraftaufwändung. Auf Dauer sollten 15 % der individuellen Maximalkraft nicht überschritten werden. Die Körperkräfte des Menschen sind abhängig von Alter, Geschlecht, Körpergröße und –gewicht. Sie sind bei jährigen Männern am größten. Die nach außen abgegebenen Kräfte des Körpers werden durch den Energieumsatz im Muskel erzeugt. Die vom Körper aufzubringende Muskelkraft dient: zur Verrichtung einer Arbeit bei dynamischer Muskelbelastung Zum Aufbringen einer Kraft bei statischer Muskelbelastung. Bei dynamischer Muskelbelastung z.B. Schaufelarbeit, kommt es zu stetigem Wechsel zwischen Spannung und Entspannung des Muskels. Bei statischer Muskelbelastung z.B. Bohren über Kopf, verharrt der Muskel (die Muskelgruppe) in einem bestimmten Spannungszustand. Die erträgliche Haltedauer bei statischer Belastung ist von der Belastungshöhe abhängig. Bei statischer Muskelarbeit unterhalb 15 Prozent der Maximalkraft tritt keine messbare Abnahme der Muskelkraft auf. Dieser Wert gilt als Dauerleistungsgrenze für statische Muskelarbeit. Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

22 Ergonomische Arbeitsgestaltung Statische und dynamische Muskelarbeit
Form der Muskel- arbeit Bezeichnung Kennzeichen Beispiele Kennzeichen der Beanspruchung Durchblutung wird bereits bei Anspannung von 15% der maximal mög- lichen Kraft durch Muskel- innendruck gedrosselt, dadurch starke Be- schränkung der maxi- mal möglichen Arbeits- dauer auf wenige Minuten. Halten des Oberkörpers beim gebeug- ten Stehen. Überkopf- schweißen, Montieren, Tragearbeiten Keine Bewegung von Gliedmaßen, keine Kräfte auf Werkstück, Werkzeug oder Stellteile Gliedmaßen, Kräfte an Werkstück, Werk- zeug oder Stellteilen Haltungs- arbeit Haltearbeit statisch Maximal mögliche Arbeitsdauer durch Arbeitsfähigkeit des Muskels beschränkt Begrenzung durch Leistungsfähigkeit der Sauerstoffversorgung durch Kreislauf Handhebel, -presse, Schere betätigen Schaufelarbeit Kleine Muskelgruppen im allgemeinen mit relativ hoher Be- wegungsfrequenz Muskelgruppen > 1/7 der gesamten Skelettmuskelmasse einseitige (dynamische) Arbeit schwere dyna- misch Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

23 Dynamische Muskelarbeit - Video
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24 Statische Muskelarbeit - Video
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25 Handwerk TV - Video "Wirbelsäule"
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26 Verhältnis- und Verhaltensprävention
Verhältnisprävention menschengerechte Arbeitsge-staltung unter Berücksichtigung gesetzlicher Regelungen und gesicherter arbeitswissen-schaftlicher Erkenntnisse Berücksichtigung der Körpermaße und -kräfte sowie der Sinnesleistung, Angemessene psychische Anforderungen, Gefährdungsfreie und hygienische Arbeitsumwelt. Verhaltensprävention sicheres und gesundheitsgerechtes Verhalten des Beschäftigten Übernahme der Selbstverantwortung, Entwicklung individueller Bewältigungs- strategien, Erhalt der Gesundheit und Fitness, Erkennen von Risikofaktoren, Nutzung von Arbeitshilfen, Wahrnehmung von Körpersignalen. Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

27 Präventionsansätze Schulter-Arm-Nacken
Präventionsansätze I Präventionsansätze Schulter-Arm-Nacken ergonomische Gestaltung, Vermeidung lokaler Muskelermüdung, Verringerung der Repetition, Kurzpausen, Tätigkeitswechsel Lendenwirbelsäule ergonomische Gestaltung, Verringerung von Lastgewichten und aufzuwendenden Körperkräften, Muskelkräftigung, Arbeitstechniktraining Kniegelenk Vermeidung von knienden Tätigkeiten, Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

28 Präventionsansätze II
Heben mit rundem Rücken Heben mit geradem Rücken Stellung der Lendenwirbel / Spannungsverteilung in der Bandscheibe Biegen der Wirbelsäule F Z D Kippen des Beckens im Hüftgelenk D: Druck Z: Zug Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

29 Fazit Die Höhe der Beanspruchung bei physischer Belastung
hängt vom Arbeitssystem und vom individuellen Verhalten ab. Bei der Analyse von Belastungen sind alle Elemente des Arbeitssystems zu berücksichtigen. Nur so können investitionssichere und wirksame Lösungen entwickelt werden. Die gesündesten Leistungen können dann erbracht werden, wenn die Bewegungsabläufe und die Haltungen energieschonend erfolgen. Wer ungünstige Haltungen bei der Arbeit einnehmen muss, hat 40% Energieverlust im Vergleich zu einer günstigen Körperhaltung. Das bedeutet, es wird sehr viel Energie für die schlechte Haltung aufgebraucht, die dann nicht mehr für die Arbeitsleistung vorhanden ist. Quelle: Sämann, Charakteristische Merkmale und Auswirkungen ungünstiger Arbeitshaltungen, Beuth Verlag, 1970 Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

30 Literatur BGI 523 Mensch und Arbeitsplatz Wolfgang Laurig
VMBG - Vereinigung der Metall-Berufsgenossenschaften Wolfgang Laurig Grundzüge der Ergonomie: Erkenntnisse und Prinzipien, Verband für Arbeitsstudien u. Betriebsorganisation e.V., REFA, Beuth Verlag, Berlin, 1990 Ralf Pieper, Bernd-Jürgen Vorath Handbuch Arbeitsschutz - Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz, Bund-Verlag, Frankfurt a.M., 2. Auflage, 2005 Etienne Grandjean, Physiologische Arbeitsgestaltung - Leitfaden der Ergonomie, Ott Verlag, Thun, 3. Aufl. 1979 Das aufgeführte PDF-Dokument befindet sich auf der CD. Ein Mausklick auf das PDF-Symbol öffnet die gewünschte Datei. Beurteilung der Arbeitsbedingungen bei Belastungen des Muskel-Skelett-Systems