全身振動

從驛馬車、鐵路、郵輪、公路到洲際航空，貨運寄送有了多層次時代的轉型，

為了提高生產效率，運輸業者混合多種運輸方式來滿足客戶時間上的需求。而在 地幅較狹隘、街巷間錯綜複雜的台灣，主要以機動性較高的公路運輸為運輸業者 所採用。在長時間駕駛的狀態之下，職業駕駛就容易產生職業傷害，包括聽力、

呼吸、消化系統以及肌肉骨骼等方面的危害，其中以人因工程的全身振動最為人 所關注。

NIOSH 在1974 年估計約有8,000,000 勞工（大約9%的美國勞動人力）暴露 於振動危害下，其中80%屬於全身振動(Johanning et al., 1991)。依據我國勞工安全 衛生研究所88年研究報告「工作環境安全衛生狀況─受雇者認知調查」資料指 出，遭受全身振動暴露影響的以礦業及土石採取業（17.18%）、營造業（7.42%）、

與運輸倉儲及通信業（6.21%）比例較高(勞工安全衛生研究所, 1999)，到民國90 年的研究報告時，比例更是大幅增加，礦業及土石採取業上升至53.2%（25.7%經 常都會有）、營造業上升至47.4%（11.7%經常都會有）、運輸倉儲及通信業上升至 28.0%（11.6%經常都會有），顯示有相當多人抱怨受到全身振動危害的困擾(勞工 安全衛生研究所, 2001)。

世界各國針對全身振動的問題也採取些許回應，像是比利時（1978年）是第 一個將全身振動傷害列為職業病的國家，陸續有日本（1980年）、德國（1993年）、

荷蘭（1997年）、法國（1999年）等國跟進，顯示國際之間對於駕駛勞工或是相 關職業之全身振動暴露所造成的職業危害相當重視。因此需要進一步瞭解全身振 動以及潛藏的職業危害。

一、全身振動定義

根據我國行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所的振動作業危害預防技術

（一）暈車病的振動（0.1~0.63 Hz）

此類低頻的振動常發生於各種交通工具如汽車、船、及飛機等，暈車、暈船 或暈機常隨年齡、性別、視覺活動而改變。

（二）局部振動 （6.3~5000 Hz）

亦 稱 為 手 ─ 手 臂 振 振 動 （hand-arm vibration），主要的振動頻率範圍在 6.3~5000 Hz。勞工用手緊握動力手工具從事職業工作時，振動能量將以波動型 式，藉由固體介質從振動源傳遞至操作者的手及手臂系統甚至全身。

（三）全身振動（1~ 80 Hz）

指整個人體暴露於振動，主要的振動頻率範圍在1~80 Hz。立姿時振動經由 腳、坐姿時經由臀部、臥姿時經由支持的物體，振動會傳到整個人體。全身振動 暴露較嚴重的勞工如運輸業曳引車、貨車、大型客車的司機，農業、林業用牽引 機、營建車輛性機械、挖土機的操作員，直升機的駕駛員等。

二、全身振動方向

全身振動之方向，在ISO 2631/1：1985 規定中，振動傳遞到身體的方向為一 個直角坐標系統（圖2-4），其系統的原點為心臟，水平方向包括X 軸與Y 軸，X 軸為背部到胸部、Y 軸為身體右側到左側，垂直方向（Z 軸）為從腳（立姿）或 臀（坐姿）到頭，而ax、ay、az 代表X、Y、Z 軸的加速度。

圖2-4 全身振動的座標系統方向

三、全身振動對人體健康的影響

另外根據振動作業危害預防技術手冊(勞工安全衛生研究所, 2000)指出，長期 暴露於全身振動對脊椎骨及末梢神經系統的危害最大，其次是消化系統、末梢靜 脈、女性生殖系統及前庭器官。

暴露於全身振動引起消化系統障礙的發生率亦相當高例如胃及十二指腸潰 瘍、胃炎、闌尾炎、結腸炎及肛門的疾病。對女性生殖系統的危害則包括月經障 礙、容易流產、懷孕不正常。

全身振動與下背痛、坐骨神經痛及脊椎系統退化性的變化如腰椎間盤等疾病 有強烈的因果關係。暴露於全身振動脊柱發生退化及變形的發生率較高，腰部脊 柱是最易受傷的區域、胸部及頸部脊柱次之。此外骨刺的罹患率亦較高，通常位 於第十一胸椎的下緣，第一及第四腰椎的上緣，第十二胸椎，第二及第三腰椎的 上下緣。

四、全身振動與下背痛相關研究

根據國外的研究指出，工程機械或是車輛的職業駕駛當中，全身振動的暴露 與背部症狀和腰椎不適情形有關，且有較高的風險(Dupuis and Zerlett, 1986;

Bongers and Boshuizen, 1990; Griffin and Erdreich, 1991; Seidel, 1993; de Normalisation, 1996)。在一些回顧流行病學的調查研究也可發現，職業駕駛由於 全身振動的暴露，導致下背痛和腰椎早期退化，包括椎間盤不適等症狀，比起沒 有暴露全身振動的其他職業族群有較高的風險(Hulshof and van Zanten, 1987;

Bovenzi and Hulshof, 1999)。NIOSH 肌肉骨骼不適和工作相關因子的年度回顧報 告中，控制一些潛在干擾因子（如年齡、抽菸、相關工作的生理及社會心理等因 素）之後，顯示全身振動與下背痛有強烈的正向關聯性(NIOSH, 1997)。

不過全身振動對於造成下背不適的機制還不是很清楚，況且駕駛時除了受到 全身振動的影響之外，也會同時遭受其他人因工程方面之危險因子的影響，像是

1993)，更容易導致傷害的發生，同樣的結果也於1996 年的活體研究中被再次證 實，動物實驗顯示出振動危害導致椎盤營養不良，增加椎間盤壓力及組織病變的 風險(Wilder and Pope, 1996)。而在1998 年Pope 等學者，對於人體採用一個名為 impact system（衝擊系統）（圖2-11）來進行實驗，利用肌動電流回應與改變生物 力學標記方式來探討全身振動與下背痛之關係，結果顯示人體在4.5~5.5 Hz時，

會在腰椎第三節（L3）與座椅之間產生共振的現象(Pope et al., 1998)，與1986年 的研究有相似的結果；Panjabi 等學者所提出人體採取坐姿時，腰椎在垂直方向 的自然共振頻率為4.5~5.5 Hz，身體軀幹對於此頻率的振動會產生增大與加重的 反應效果，造成脊椎在此頻率範圍拉伸最為嚴重(Panjabi, 1986)。而會導致這樣的 結果也與坐姿有相當的關聯性，扭轉身體或是側彎的姿勢，皆會使得椎間盤遭受 更大的振動傳遞量，產生危害。

圖2-5 impact system(Pope et al., 1998)

近年來，由於科技的進步和人道立場意識的上升，已經大幅減少人體試驗的 研究實驗方式，大多改為全身振動測量儀器與三軸向加速規來測量研究族群所暴 露的全身振動量，再加以進行探討，以下是全身振動與下背痛相關研究，整理如 表2-2：

研究結果指出職業駕駛約有50~60%的下背痛盛行率(de Oliveira et al., 2001;

Chen et al., 2003; Robb and Mansfield, 2007)，而暴露於振動的狀態下較容易引起背 部肌肉的收縮與疲乏(Pope et al., 1998)，尤其是採用不正確的駕駛姿勢，像是身體 直 挺 未 靠 椅 背 的 姿 勢(Wilder et al., 1994) 以 及 身 體 前 傾 或 是 前 彎 的 姿 勢 (Zimmermann and Cook, 1997; de Oliveira et al., 2001; Hinz et al., 2002; Hoy et al., 2005)較容易造成背部肌肉的疲乏，並且會增加腰椎的負擔。

暴露全身振動程度較輕，但處在長時間的駕駛狀況下，也同樣會增加造成下 背痛的風險(Chen et al., 2003; Robb and Mansfield, 2007)，相對的，駕駛的里程數 (Robb and Mansfield, 2007)、行車速度(Chen et al., 2003)也與全身振動的暴露有 關，進一步影響肌肉骨骼症狀的產生。

另外，車體的懸吊系統（suspension）(Hansson, 2002)、駕駛座種類(Hinz et al., 2002; Kolich et al., 2005)與避震器（isolator）(Kolich et al., 2005; Bouazara et al., 2006)與振動傳遞率以及共振效果有關，駕駛座的座椅有較高的密度和壓陷性能

（indentation force deflection, IFD）則可以減少垂直振動對於人體的影響(Kolich et al., 2005)，而駕駛座如果安裝主動以及半主動的避震器便可有效的減少30%的車 輛振動的影響(Bouazara et al., 2006)，減少背部肌肉骨骼的傷害。

表2-2 全身振動與下背痛相關研究

針對 30 位健康的男性利用 Ling Dynamics Systems PA2000 ampliÞer 模擬全身振動的暴露，在七種振動頻率下，分別探

de Oliveira et

al. （2001） 巴西

Hansson Liberty Mutual Research Institute for Safety（LMRI）所建立的 系統來測量其全身振動的暴露量。 康、駕駛方面的資訊，再使用Ovako working posture analysing system（OWAS）和 rapid upper limb assessment（RULA）這 兩項技術來分析坐姿，且用三軸向加速規測量全身振動。

堆高機駕駛比起沒有駕駛的工人有較高的下背痛盛 行率，如採取扭轉或是前傾的駕駛姿勢，則造成下 背痛的風險較高，而研究結果只有x 和 y 軸的振動 量符合歐盟的建議量（0.5 m/s²）。

Kolich et al

（2005） 美國

針對北美最流行的四種汽車座墊，利用坐墊材質的密度以及 座墊的壓陷性能（IFD）區分成四個種類。以 9 位（6 位男性，

3 位女性）參與者坐於座墊上進行振動量的測量。

坐墊較結實其共振效果較差，而密度則和衰減率以 及傳遞率有關，較高密度的材質則衰減速率較快以 及共振效果也較差。所以駕駛座的座椅有較高的密 度和壓陷性能則可以減少垂直振動對於人體的影 響。其中密度顯著影響振動的頻率範圍是11Hz。

Bouazara et

al （2006） 加拿大 利用公車司機的兩種座椅，在實驗室與被動、半主動以及主 動式的避震器結合，進行振動傳遞率的測試，且建立模式。

一般模式大多是以被動與主動兩種避震器為主，而 此模式增加半主動的形式來加以探討，結果指出主 動以及半主動的避震器可以較有效的減少30%的車 輛振動的影響，並且增加20% ~ 30%的舒適程度。

Robb and Mansfield

（2007）

英國 針對192 位卡車司機採取問卷獲得肌肉骨骼方面和駕駛時數 及里程數等資訊。

有 81%的卡車司機表示在過去 12 月內有肌肉骨骼 方面的疼痛，其中有60%是下背痛。也指出振動的 暴露和肌肉骨骼症狀與駕駛的時數和里程數有關。