职业工效学培训对超声技术专业学生工作实践的影响：基于视频编码的任务行为与姿势暴露研究

《Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting》：The Impact of Ergonomics Training on Work Practices for Ultrasound Technology Students

　　

超声技术师经常经历工作相关肌肉骨骼疾患（work-related musculoskeletal disorders, WMSDs）。本研究评估了工效学培训项目对超声教育项目内超声技术专业学生任务相关行为（task-related behaviors）的影响（n = 17），并通过视频分析（video analysis）评估其工作实践。本研究识别了超声扫描中通常执行的八项任务，工效学培训影响了这些任务中的任务顺序和姿势暴露（posture exposure）分布。本研究还识别了培训后参与者中的若干任务相关行为，包括工作站调整（n = 13）、扫描期间短暂休息（n = 10）、患者重新定位（n = 6）以及任务转换以减少长时间不间断姿势。培训后最大不间断姿势持续时间显著降低（p = .031），任务转换频率（task transition frequency）显著升高（p = .037）。这些发现提示，工效学培训可能对超声技术专业学生的任务行为产生积极影响，并鼓励其在发展技术专长的同时学习最佳实践姿势。

研究背景与问题：卫生工作者是工作相关肌肉骨骼疾患（Work-related Musculoskeletal Disorders, WMSDs，指因工作相关因素导致的肌肉骨骼系统疾患）的易感人群，超声技术师（ultrasound technologists，指从事超声检查的技术人员）报告较高的WMSDs发生率。超声技术师常需维持不良姿势、静态肌肉收缩以及重复的手和腕部运动；肩痛较常见，常需保持肩部收缩、将手臂抬至肩上方（最高200^°）、显著外展手臂（最高90^°），尤其在扫描患者身体对侧时；腕和手部疾患也常见，因扫描中需用手和腕施加重复力；颈部和躯干常处于扭转位置以操作超声机器并保持探头位置和方向。已有研究报告，2,963名超声技术师参与者中90%在扫描中经历疼痛，50%有肩痛，44%有手或手指痛；80%至98%的超声技术师在职业生涯中遭受身体不适，并影响其工作和日常活动；美国单个受伤超声技术师的直接和间接成本可超过$700,000；这些WMSDs可导致提前退休、转任行政岗位或完全改行；沙特阿拉伯43.4%的心脏超声技术师因肌肉骨骼疾患改行；高达20%的超声技术师因WMSDs提前退休。尽管风险已被认识，正式工效学教育仍是培训项目和临床环境中可改进之处；多项研究报告许多超声技术师进入工作岗位时未接受足够的损伤预防技术培训；仅有37.3%的超声技术师在正式教育中接受工效学培训，仅24.3%在临床实习中得到强化。然而，在超声技术师教育早期开展领域特异性的工效学培训，可能支持形成降低WMSDs风险的工作策略；例如，对探头握力和扫描技术、设备处理及姿势调整进行实时反馈可减少肌肉骨骼应变和探头握力；超声技术专业学生使用肌肉活动反馈自我纠正不良姿势后，其快速上肢评估（Rapid Upper Limb Assessment, RULA，一种上肢工作姿势风险评估工具）评分出现可测量改善。因此，将正式工效学教育纳入现有专业培训项目，可能帮助超声技术师采纳损伤预防技术和工作实践，降低工作场所WMSD风险。本研究旨在评估扩展工效学培训对超声技术专业学生超声扫描期间任务相关行为的影响。

研究人员开展的研究、结论与意义：研究人员招募Greenville Technical College超声项目一年级学生参与研究，在培训前后评估学生执行超声扫描时的工作实践视频和调查；参与者在培训前后均执行腹部超声扫描（每名学生在另一名学生身上扫描）；工效学教育项目包含六个模块（录播讲座、幻灯片和测验），与必修课程结合实施；前后调查用于评估学生对工效学挑战和扫描时身体不适的主观反馈。研究结论提示，工效学培训可能积极影响超声技术专业学生的任务行为，并鼓励其在发展技术专长的同时学习最佳实践姿势。其意义在于，早期纳入工效学培训可能使更好的工效学技术在学习技术技能时即被整合，并避免在技术专长形成后再改变或忘却不良姿势或实践。

关键技术方法：样本来自Greenville Technical College（美国南卡罗来纳州Greenville）诊断医学超声项目一年级学生队列（n = 17，均为女性，平均年龄25岁，SD = 7.8）。培训前后各录制20 min腹部超声扫描视频（每名学生在另一名学生身上扫描），采用Simple Video Coder软件进行视频编码（video coding，指对视频中任务发生与持续时间进行标记和量化），确定任务频率与持续时间，并用R将编码数据转换为时间序列数据以比较任务相关行为；培训为六模块扩展工效学教育（录播讲座、讲义和每模块20题测验）；前后调查评估主观反馈；统计分析采用McNemar卡方检验（McNemar’s Chi-Square test）和Wilcoxon符号秩检验（Wilcoxon signed-rank test）。

研究结果：
描述性统计（Descriptive Statistics）：17名超声技术专业学生参与培训前后观察并完成工效学培训模块；所有参与者均为女性，平均年龄25岁（SD = 7.8）；培训前扫描平均时长21.08（SD = 2.75）min，培训后平均时长23.75（SD = 3.92）min；所有参与者报告工效学培训模块为优秀（n = 11）或良好（n = 6）；6名（35%）参与者在培训前报告至少一个身体部位有疼痛且至少为中度不适，4名（24%）在研究结束时报告类似疼痛。通过描述性统计得出培训前后样本特征和主观评价。
扫描程序任务比较（Comparison of Procedural Tasks in Scan）：研究识别了超声技术专业学生在超声扫描中执行的八项具体任务；比较任务持续时间和执行任务参与者百分比后，发现工效学培训后工作流程模式出现变化。卫生程序执行比例从29.4%增至52.9%，平均时长从7 s增至14 s；工作站调整任务行为从52.9%增至76.5%，平均时长从17 s略降至15 s；准备系统的平均时长从62 s降至53 s，涂凝胶平均时长从52 s增至56 s；培训后58.8%的参与者在扫描期间短暂休息，平均时长15 s，而培训前无人休息；所有参与者继续执行第一扫描姿势（从超声机器侧扫描患者近端区域），时长从671 s增至926 s，但该任务中的姿势暴露被重新分布，任务变化和短休息增加，表明该姿势常被打断；第二扫描姿势平均时长从413 s降至291 s，执行比例从94.1%降至88.2%；使用参考资料从23.5%（平均13 s）降至0%；扫描后活动执行比例稳定，但平均时长从15 s增至18 s。通过视频编码比较任务时长和执行百分比得出，工效学培训影响任务顺序和姿势暴露分布，而非改变基本扫描过程。
任务相关行为统计比较（Statistical Comparison of the Task-Related Behaviors）：研究识别了可能支持更好工效学并降低WMSDs风险的任务相关行为，包括工作站调整（workstation adjustment，指调整床、椅、显示器等以适配操作者）、短暂休息（short rest breaks，指扫描中短时中断以打断静态姿势）、患者重新定位（patient repositioning，指调整患者位置以减少过度伸展）和长不间断姿势持续时间。采用McNemar卡方检验比较每名参与者培训前后视频数据中任务相关行为是否存在；采用Wilcoxon符号秩检验评估长不间断姿势持续时间和任务转换（task transitions，指在特定任务之间切换）次数。McNemar卡方检验显示，培训后工作站调整行为无统计学显著变化（χ² = 0.75，p = .387），但8名参与者在培训后采纳工作站调整行为，仅4名参与者在培训前调整工作站但之后停止；患者重新定位行为在培训前后无显著变化；培训后10名参与者采纳短休息，而培训前无人休息。Wilcoxon符号秩检验显示，培训前后最大不间断姿势持续时间（maximum uninterrupted posture duration，指某一姿势连续保持的最长时间）存在统计学显著差异（p = .031）；培训后任务转换频率显著高于培训前（p = .037），提示工效学培训与较长不间断任务减少和扫描期间任务切换行为增加相关，从而缩短某些静态姿势持续时间。前后调查比较显示，培训后参与者不同身体部位的身体不适水平无统计学显著变化，但报告重新定位患者的频率在培训后显著更高（p = .037），提示采纳了更符合工效学建议的扫描实践。通过视频编码、McNemar卡方检验、Wilcoxon符号秩检验和前后调查比较得出上述结论。

讨论与结论：主要发现方面，培训后出现若干可能反映良好工效学工作实践的任务相关行为，包括扫描前和扫描中调整工作站、通过短休息改变长时间姿势、重新定位患者以及频繁任务切换以减少长时间不间断姿势。培训后更多参与者调整工作站，调整包括床高、椅高和显示器角度；尽管该行为未达统计学显著，但增加模式表明学生对工作站调整作为预防策略的认识提高；既往研究提示安排和组织工作站有助于减少WMSDs，因此工作站调整行为增加可能代表有意义的行为改变。培训前无人短暂休息，培训后10名参与者采纳该行为；微休息被推荐用于打断持续静态姿势并减少肌肉疲劳；最大不间断姿势持续时间显著降低，提示学生可能通过在较长任务中短暂休息避免长时间静态姿势。培训后任务转换频率显著增加，提示任务变化增多和持续静态姿势暴露减少；任务变化可减少集中疲劳并将负荷分布到不同肌群，任务变化和工作轮换被视为预防WMSDs的策略。患者重新定位行为在视频分析中呈增加趋势但未达统计学显著，而调查结果显示培训后报告重新定位患者频率显著更高；重新定位患者是减少过度伸展和肩外展的重要策略；观察数据与调查反应的差异可能提示小样本量降低了观察数据检测显著性的统计效力；培训前后报告的身体不适无统计学显著变化。局限方面，样本量小（n = 17），采用一个超声学生班级的便利抽样，所有参与者均为女性，可能限制研究结果的推广性；本研究评估了超声技术专业学生在同时学习超声扫描技术技能期间的短期工效学培训影响，仍需长期效果研究以确定任务行为在较长时期技能发展和工效学实践保留至专业工作中的持续性；未来研究应纳入更大的学生和执业超声技术师样本，并设计纵向研究以确定工效学培训在降低WMSD风险方面的长期影响及任务行为在临床实践中的可持续性。结论部分翻译：本研究评估了扩展工效学培训对超声技术专业学生超声扫描期间任务相关行为和工作实践的影响。研究人员使用培训前和培训后的视频编码数据，评估工作实践变化以及可能降低超声技术专业学生WMSDs相关风险的人体工效学行为采纳情况。研究结果提示，工效学培训积极影响超声技术专业学生的任务相关行为，尤其是在扫描期间短暂休息、频繁任务切换和减少长时间不间断静态姿势方面；此外，还观察到学生培训后越来越多地采用工作站调整策略。本研究提示，全面且领域特异性的工效学教育可在早期对任务行为产生积极影响，并鼓励在发展技术专长的同时学习最佳实践姿势。