矿业工人肢体肌肉骨骼疾患风险因素的系统综述：评估方法、肢体分布与未来挑战

《Safety》：Risk Factors Associated with Musculoskeletal Disorders in Limbs in Mining Workers: Systematic Literature Review

　　

摘要专业翻译 为识别与矿业工人肢体肌肉骨骼疾患相关的工效学风险因素、所采用的评估方法及其相互关系，开展了一项系统综述。遵循PRISMA 2020指南，纳入来自Scopus、ScienceDirect、Web of Science、MDPI及IEEE Xplore数据库（2015年1月–2026年5月）的53项研究。共识别出11项风险因素，其中振动（18项研究）和工作时长（12项研究）为报告频率最高的因素。研究确定了5种独立评估方法（ISO/IEC 2631-1、REBA、OWAS、NIOSH、Risk Score）、1种症状问卷（北欧问卷，Nordic Questionnaire）以及5种混合/先进方法（贝叶斯网络+REBA、RULA+北欧问卷、结构方程模型+参与式工效学、荷兰肌肉骨骼问卷+逻辑回归、RULA+模糊逻辑）。共评估15个肢体节段，其中背部（15项研究）、肩部（12项研究）和颈部（12项研究）为研究最多的部位，而腕部和肘部明显缺失。混合方法在评估准确性方面优于独立方法。地下开采研究（58%）占比高于露天开采（42%）。研究结果提供了一个整合风险因素、受累肢体与评估工具的集成框架。同时识别出关键研究空白，包括腕部/肘部评估缺失、女性矿工代表性不足以及缺乏基于人工智能的评估系统。研究提出未来研究的四项关键挑战，包括开发基于深度学习的工效学评估工具及实施实时监测系统。

论文主体内容总结

1. 引言

肌肉骨骼疾患（MSDs）是采矿业面临的重大职业健康负担，源于日常作业中频繁的重物搬运、长时间非中立姿势和重复性动作循环。MSDs是职业伤害和不适的主要原因，导致工人健康受损、生产力下降并给行业带来沉重经济负担。在工业化国家，MSDs占所有职业伤害和缺勤案例的近90%。改善工作场所工效学是降低MSDs发生率的有效策略，但需要精确且符合情境的工效学评估。工效学评估分为直接评估和观察评估两类，其中观察评估是实践中应用最广泛的方法，常用工具包括快速上肢评估（RULA）、快速全身评估（REBA）和奥瓦科工作姿势分析系统（OWAS）。ISO/IEC 2631-1标准常用于量化采矿作业中的全身振动（WBV）暴露。近年来，研究方法组合已显著扩展，包括结构方程模型（SEM）、肌电图（EMG）、数字人体建模（如Siemens JACK和CATIA V5）、参与式工效学与行为安全（BBS）整合干预等。然而，现有文献主要关注一般姿势风险或全身结局，缺乏对矿工肢体（上肢和下肢）MSDs风险因素的系统和专门分析。本研究旨在填补这一空白，系统综述聚焦于矿工肢体MSDs风险因素及其评估方法。

2. 材料与方法

本系统综述遵循PRISMA 2020指南的方法学框架开展。研究提出三个核心问题：RQ1：与矿工肢体MSDs相关的工效学风险因素有哪些？RQ2：采矿业中使用了哪些工效学评估方法来识别这些风险因素？RQ3：哪些肢体节段和身体区域在矿业工效学研究中被最频繁评估，风险因素如何与受累肢体和评估方法相关联？检索数据库包括Scopus、ScienceDirect、Web of Science（WoS）、MDPI和IEEE Xplore。检索策略采用概念分块方法，将关键词分为三组：工效学评估与MSDs、采矿、肢体。检索期限为2015年1月至2026年5月。纳入标准包括：采矿行业、应用验证过的工效学评估方法（RULA、REBA、OWAS、ISO/IEC 2631-1、NIOSH）或症状问卷（北欧问卷）、聚焦肢体、识别与MSDs相关的工效学/心理社会/组织风险因素、提供原始经验数据。排除标准包括非采矿行业、缺乏结构化工效学评估、未聚焦肢体、纯技术或预测性研究、理论文章、综述、书籍章节、会议论文等。初步识别287条记录，去除138条重复后，149篇进入筛选；经标题摘要筛选和全文评估，最终纳入53项研究。使用乔安娜·布里格斯研究所（JBI）分析性横断面研究检查表评估方法学质量。由于研究异质性较大，未进行荟萃分析，而采用叙述性和表格化综合。

3. 结果

3.1 RQ1：矿工肢体MSDs相关的工效学风险因素有哪些？

在41项研究中识别出11项工效学风险因素，分为生物力学、物理、心理社会和组织类。报告频率最高的因素是振动（18项研究）和工作时长（12项研究），表明振动暴露和工作持续时间是采矿业中最关键的风险，直接影响工人肢体健康。

3.2 RQ2：采矿业中使用了哪些工效学评估方法？

共识别出10种工效学评估方法和1种症状问卷（北欧问卷）。5种独立工具包括ISO/IEC 2631-1、NIOSH、OWAS、REBA和Risk Score；5种混合方法包括贝叶斯网络+REBA、RULA+北欧问卷、SEM+参与式工效学、荷兰肌肉骨骼问卷（DMQ）+逻辑回归、RULA+模糊逻辑。REBA系统量化全身姿势需求，整合力量输出、重复频率和负荷定位；OWAS分类工作姿势及其固有风险，现场适用性更强；ISO/IEC 2631-1提供量化全身振动暴露的标准方法；NIOSH提供评估手动搬运和搬运任务的生物力学模型；Risk Score方法通过聚合多个风险因素对工效学危害和MSD暴露水平进行分类。混合方法在评估准确性方面优于独立方法。

3.3 RQ3：哪些肢体节段被最频繁评估，风险因素如何与受累肢体和评估方法相关联？

共识别出15个不同的身体部位和肢体节段。背部出现频率最高（15项研究），其次是肩部和颈部（各12项研究）。腰部和手部各6项研究，膝部7项研究。头部、足部、踝部、前臂、躯干和腿部仅在井下开采情境中被评估。风险因素与受累肢体的关系显示，重负荷、重复性任务、不良工作条件和振动是对肢体影响最大的因素。北欧问卷是覆盖风险因素最多的工具（7/11项），而振动和温度各仅由一种方法（ISO/IEC 2631-1）评估。

4. 讨论

4.1 工效学评估方法：最新综合

井下开采研究占主导地位（58%），可归因于受限空间、通风不足和体力要求高的环境特征。ISO/IEC 2631-1和北欧问卷是应用最广泛的工具，分别出现在34%和24.5%的研究中。混合方法展现出优于独立方法的准确性。所有已识别方法均为观察性方法，依赖人工观察和手动处理，基于人工智能的评估工具尚未纳入矿业工效学领域。

4.2 评估的身体区域：频率与空白

53项研究中有23项明确识别了评估的肢体部位，其中65.2%来自井下开采情境。背部、肩部和颈部是最常评估的区域。腰部、头部、踝部和前臂是研究最少的区域。北欧问卷和ISO/IEC 2631-1各覆盖8个肢体部位。值得注意的是，没有研究明确评估腕部或肘部关节，这是重要的研究空白。

4.3 矿业中的风险因素：分布与流行率

不良工作条件和工作环境仅在井下开采情境中被识别。振动和工作时长是最常报告的因素。重负荷和不良姿势是MSDs的关键预测因素。照明条件、工作不安全感等心理社会因素在矿业工效学研究中代表性不足。

4.4 从风险因素到肢体损伤：证据关联

重负荷、重复性任务、不良工作条件、振动和不良姿势是对MSD发展贡献最大的因素。振动暴露对上肢和躯干有显著影响。研究强调工效学风险与肢体受累之间的多因素关系，需要整体性工效学管理策略。

4.5 方法学覆盖：工具的测量范围

振动暴露主要通过ISO/IEC 2631-1标准评估。北欧问卷和ISO/IEC 2631-1在井下和露天开采研究中应用最广泛。混合方法通过整合多个风险维度提供更全面的评估。部分研究报告了风险因素但未指明评估方法，影响结果的可重复性和科学性。

4.6 肢体健康的集成框架

观察方法（REBA、OWAS、北欧问卷、NIOSH）与仪器技术（ISO/IEC 2631-1、SEM）及混合方法（贝叶斯网络+REBA、RULA+北欧问卷、RULA+模糊逻辑、DMQ+逻辑回归）的组合为理解和缓解矿业工效学风险提供了全面框架。风险因素与评估方法之间的关系是双向的：方法用于检测风险因素的存在，而特定因素的识别指导评估工具的选择。

4.7 实践优先事项与研究需求

研究结果为安全管理人员、监管机构和研究人员提供了可操作的见解。振动和工作时长的高流行率凸显了加强监管框架和更严格执行现有暴露限值的紧迫性。识别的研究空白包括腕部和肘部评估缺失、女性矿工证据有限、某些风险因素探索不足以及缺乏人工智能驱动的评估工具。

4.8 研究局限性

检索策略限于英文文献，可能排除其他语言的相关研究。研究间异质性较大，无法进行荟萃分析。横断面设计占主导，限制建立因果关系的能力。灰色文献和矿业专用数据库未纳入。

5. 结论

本综述分析了来自5个数据库的53项原始研究，识别出5种独立评估方法、5种混合方法、1种症状问卷、15个肢体节段和11项工效学风险因素。这是首个将肢体特异性MSD风险因素与矿业评估方法整合的研究。

5.1 各研究问题的主要发现

振动和工作时长是最常报告的风险因素。井下开采在文献中占主导。ISO/IEC 2631-1和北欧问卷是应用最广泛的工具。背部、肩部和颈部是最常评估的区域。没有研究明确评估腕部或肘部关节。

5.2 未来研究需应对的四项关键挑战

设计并验证基于人工智能的自动化工效学评估系统；将评估不足的关节（腕部和肘部）纳入标准工效学方案；扩大矿业工效学中调查的风险因素范围；开发用于工效学风险管理的实时监测和反馈系统。

5.3 本综述的贡献与价值

本综述首次将工效学风险因素、肢体节段和评估方法整合到单一框架中，识别出关键研究空白，为安全管理人员提供实用指导，并为未来研究奠定基础。