如何減少實驗室中的重複性勞損？

人體工學（也稱為人為因素）是一門以工人為中心的科學，它整合了來自各個相關學科的原理和數據，並將其應用於工作設計。人體工學著重於人與工作環境、工具和設備、技術和其他工人之間的相互作用。人體工學設計考慮了人類的身體和認知能力，根據工人的優勢和劣勢，使工作適合工人，可以平衡技術和自動化的使用與人類技能。人類非常擅長靈活的決策，執行不同的任務和工作流程的整合。自動化和機械支援簡單、高度重複或艱鉅的任務。

人體工學設計的目標是提高人類在工作世界中的表現和幸福感（Wilson，2000）。這樣做還可以提高工作系統的工作品質和效率。人體工學透過提高工人的可持續性和最大限度地提高績效，為組織的經濟健康和永續性做出貢獻。其他對利潤的貢獻包括降低生產力損失、品質缺陷、傷害和員工流動造成的成本。對簡單的工程幹預措施進行投資，例如適當的移液工具和改進的工作空間設計，結合高效的方案和持續改進的流程，可以幫助降低組織的成本。

1.在實驗室中應用人體工學設計手動微量移液本質上是重複的，主要使用拇指施加力來吸出和分配少量液體。長時間使用移液管與身體不適和受傷有關。發現女性實驗室技術人員的手部和肩部疾病比一般女性國家僱員更普遍（Björksten 等人，1994 年），與對照人群相比，移液器使用者報告肘部和手部不適的頻率明顯更高（David 等人，1997 年）。操作移液管所需的力量是影響肌肉骨骼疾病 （MSD） 風險的一個因素，例如肌腱炎、肌肉拉傷和腕管綜合症。使用手動移液器時，通常在連接吸頭並完全分配液體（例如，吹出）時發現最大的總手力;根據移液器的設計，吸頭彈出可能比分配需要更大的力（Lu等人，2008）。手動移液力的重複性也值得關注。與非重複性高力任務或重複性低力任務相比，需要以高重複率施加高力的任務具有顯著更大的MSD風險（Silverstein，1987）。其他研究澄清說，對於腕管綜合徵，施加的手力是發生損傷的主要危險因素，只有當用力是「有力的」時，重複才是一個危險因素（Kapellusch 等人，2015 年）。

一些常見的移液實踐會增加這些人體工學風險因素的暴露，包括：

• 將移液管敲擊到尖端需要增加對移液管的握力。
• 用握住移液管的同一隻手調整體積需要捏握，同時手腕姿勢不當。
• 使用手動多通道移液管時向前彎曲手腕會增加壓力，因為手腕屈曲時正中神經壓力增加（Rempel 等人，1998 年）。
• 在標準移液週期內執行增加柱塞重複次數的任務，例如混合和分裝。
• 反向移液會增加柱塞的持續力量和相關的肌肉疲勞。
• 连续手动移液超过一小时会增加手部和肩部受伤的风险（Holm JW 等人，2016 年；Björksten MG 等人，1994 年；David 等人，1997 年；El-Helaly 等人
  重复性剧烈运动的肌肉疲劳也会对表现产生负面影响。研究表明，类似于移液中使用的肌肉群的疲劳会导致任务性能的准确性和精确度降低（Jaric等人，1999;Huysmans 等人，2008 年）。同样，随着肌肉疲劳，力输出变得更加多变，这会影响任务精度（Lippold，1981;Lorist 等人，2002 年;Hunter 等人，2004 年;Huang 等人，2006 年）。
  准确度和精密度对于实验室工作的成功至关重要，尤其是在涉及移液器时。除非完全自动化，否则工作是以人为本的，因此使用以人为本的设计原则是提高工人可持续性的理想方法。在新实验室或工艺的设计阶段应用人体工程学，或通过对现有实验室的持续设备和工艺改进，可以改善工作场所，减少对工人的体力和精神要求。改善工作条件可以改善工人的幸福感和舒适度，并降低疲劳程度。这反过来又提高了工作绩效——更快、更可靠地执行更轻松的任务。

2.實驗室中以人為本的設計選擇移液器時，請考慮以下特點，以盡量減少人體工學風險因素的影響：1>指鉤。帶有指鉤的移液器有助於被動握持，從而最大限度地減少握力；旋轉指鉤可改善移液器的貼合度，適合手掌大小各異的使用者群體。 2>握柄直徑。移液管應握在手中舒適；對於手掌較大的用戶，應考慮使用直徑較大的移液管。 3>旋轉頭。帶有旋轉頭的多通道移液器透過旋轉移液器與板對齊，而不是彎曲手腕，從而促進中立的手腕姿勢。 4>柱塞力。檢查單通道和多通道移液管在尖端有液體的情況下按壓柱塞的力；比較不同移液管之間的力以找到最小的力；考慮使用電子移液器進行重複性任務。 5>柱塞高度。檢查整個體積範圍內的柱塞高度（範圍高端的柱塞會更高），以盡量減少拇指過度伸展。基於握力和力效率的生物力學模型發現，男性的最佳柱塞高度為 3 厘米，女性的最佳柱塞高度為 2 厘米（Kim 和 Freivalds，2018 年）。 6>重量。較輕的移液器需要較少的肌肉力量來握住；由於電池和馬達的原因，電子移液器可能更重；對於多通道移液器，研究如何平衡手中的重量分佈以最大限度地減少手腕壓力。 7>吸頭連接。移液器錐體和吸頭設計、吸頭配合和連接方法都會影響連接吸頭所需的力量——使用不合適的吸頭會增加握力來連接和拇指按壓以彈出吸頭；採用低力連接方法設計的移液器，或具有觸覺或聽覺連接回饋的移液器，可減少暴露。 8>吸頭彈出。不同品牌的移液器之間的力量可能有很大差異，並且會影響拇指和手腕的疲勞和勞損，尤其是對於多通道移液器；具有電子吸頭彈出功能的電子移液器可消除整個移液循環的壓力；採用低力9>吸頭彈出方法的手動移液器可減少拇指按壓力。 10>音量調整和程式選單。帶有清晰顯示器的移液器直觀易讀，可促進頸部保持中立姿勢並減少認知負荷。 11>對稱性。帶有顯示器的移液器設計允許左右手使用，用途更廣泛。 12>準確度和精確度。查閱使用手冊以確認校準後的移液器符合必要的規格，以保持品質並減少返工。

電子移液器透過內建功能和移液程序減少力量、重複並提高效率。對於涉及更高重複性或更大力量的任務，應考慮使用電子移液器，例如：

• 混合
• 等分或多次分配
• 連續稀釋
• 洗板
• 長移液序列的生物測定（例如 ELISA）
• 重複手動移液
• 高精準度任務（Asundi 等人，2005 年）
• 使用黏性流體（Asundi 等人，2005 年）

符合人體工學的移液實踐根據已知的移液風險和常見的增加暴露的技術，建議採取以下做法：

• 使用合適的尖端並輕輕按壓以連接和彈出。
• 保持手腕伸直 - 重新定位身體，轉動盤子和/或旋轉移液器頭。
• 用雙手調整音量並設定或更改程式。
• 連續手動移液時間不得超過一小時。
• 使用電子移液管進行重複或劇烈工作，例如混合、分裝、處理黏稠液體、高精度工作、連續稀釋和/或長序列。
• 經常短暫休息以防止疲勞並促進持續恢復。
• 規劃工作流程以提供全天的各種活動。
• 設置工作站以促進中立的身體姿勢。
• 定期進行移液管維護與校準

3.工作站設置和姿勢之間的聯繫物理工作空間的設計以及使用的工具決定了工作姿勢。工作檯面的位置決定了手臂、肩膀和背部的位置。椅子的高度和大小決定了腿和背部的位置。視覺目標的位置決定了頭部、頸部和背部的位置。以非中立或笨拙的姿勢工作會增加疲勞、不適和 MSD 的風險。如前所述，這些負面的身體結果也會對任務表現產生負面影響。在實驗室中觀察到的常見尷尬姿勢是頸部向前彎曲以在工作台上查看孔板，坐在實驗室凳子上時背部變圓，使用血清移液器輔助工具時手臂向前和向上伸入頭罩內，以及微量移液時拇指伸展並彎曲手腕。

精心設計的工作站為身體提供足夠的間隙和支撐，並允許工人輕鬆取用他們的工具和用品。由於人類的體型各不相同，因此將可調節性設計到工作站中是理想的選擇，而調整工作站以適當地適應每個人對於促進中性身體姿勢至關重要。

在開始使用新的工作台或工作罩之前，花點時間遵循這些簡單的設定技巧可以提高舒適度和任務執行力：

• 清理工作台下方的空間，讓椅子可以靠近。
• 調整椅子高度（或工作台高度，如果可調整），使工作表面處於或略低於休息肘部的高度。
• 坐在座位上較深，以獲得更好的腰部支撐。
• 將腳放在地板或腳凳上。
• 將常用工具放置在距離工作台邊緣 15 英吋（40 公分）以內的位置，並按邏輯順序放置，以盡量減少伸手

站姿工作非常適合涉及較大動作、增加移動性或需要大量用品的工作。當椅子無法調整到足夠高以使肘部高於工作檯面時，站姿也是一個很好的解決方案。與坐姿一樣，工作檯面應位於肘部水平或略低於肘部水平，以便在站立實驗室工作期間保持放鬆的肩膀姿勢和挺直的頸部。對於身材較高的人來說，標準工作台可能遠低於肘部水平，這會導致頸部和背部姿勢尷尬。透過將工作台抬高到高台來解決這種不匹配問題，可以使雙手在肩膀和腰部水平之間工作，從而促進中立的頸部和背部姿勢。鑑於移液和實驗室工作的精確性質，任務的視覺要求通常會將頭部向下或向前拉，從而造成尷尬的頸部和背部姿勢。使用符合人體工學的工具將移液容器定位成一定角度，可以使工作更容易看到，從而改善頸部姿勢。各種斜角支架可用於試管、孔板、試管架、培養皿、燒瓶和瓶子。在孔板後面使用孔板方向卡可以透過提高視力來進一步增強頸部姿勢。

4.投資於人才投資於符合人體工學的移液工具、改進的工作空間設計和適當的技術培訓等解決方案可以降低組織的成本。簡單的成本效益分析表明，符合人體工學的干預措施通常在一年內就能收回成本（Goggins 等人，2008 年）。人體工學介入措施的基本金錢效益包括透過減少風險暴露來避免傷害成本，以及透過提高效率或生產力來節省時間。受傷有直接費用，例如醫療費用、保險費、政府罰款（例如 OSHA）、訴訟和使用殘疾補助金。此外，工傷還會產生間接成本，包括生產力下降、文書工作增加、員工不滿、積極性降低、工作品質下降和工人流動率增加。間接成本往往大於直接成本，其嚴重程度與傷害的嚴重程度成反比。傷害越不嚴重，間接成本與直接成本的比率就越高。 20 名實驗室技術人員在實驗室工作，全職工作每小時收入 40 美元。在本實驗室中，有 3 年的 MSD 合併病史，包括手部/腕拉傷（2 例）、肌腱炎（3 例）和腕隧道症候群（1 例）。五套 3 電子移液器入門套件花費了該公司 17,500 美元。額外費用為 450 美元。

減少傷害和提高生產力並不是人體工學幹預措施唯一可量化的好處。通常報告的福利還包括減少損失的工作日、限制工作日和工人賠償費用。與品質、營業額和缺勤有關的其他好處也經常被報導（Goggins等人，2008年）。傷害發生在我們要求最多的身體部位──那些使用最頻繁、用力最強的部位。但是，受傷的風險取決於更多因素，而不僅僅是工作期間累積的體力消耗。