核心强度:损伤预测和预防的新模型

客观的

许多人在容易受伤的尴尬位置上工作，这需要躯干稳定肌群足够的灵活性和力量。在功能运动屏幕(FMS)上的表现评估了这些因素，并设计了干预措施。

方法

对433名消防员进行了一系列FMS测试。我们分析了FMS性能与损伤和其他选定参数之间的相关性。对通过训练计划改善躯干稳定器或核心肌肉群的柔韧性和力量的干预进行了评估。

结果

与历史对照组相比，干预在12个月期间减少了62%的受伤损失时间和42%的受伤次数。

结论

这些发现表明，核心力量和功能性运动增强计划，以防止工作中涉及尴尬姿势的工人受伤是有必要的。

国家职业研究议程(NORA)已将创伤性损伤和干预有效性确定为其两个优先研究领域。伤害是造成工作人员死亡和潜在寿命损失的主要原因。本研究的重点是在高危工人中使用功能性运动筛查和核心力量干预的一种独特的损伤预测和预防方法[1］．

许多员工必须处理需要体力的任务，这些任务涉及尴尬的姿势，而且不是最佳的人体工程学。消防是一个特别危险的职业，暴露在大量的化学、生物和物理危害中，包括肌肉骨骼创伤。消防队员执行对身体要求很高的任务，如强行进入和救援，这些任务容易受伤，因为这些操作会损害树干的稳定性和人体工程学上的危险条件。由于消防的性质，这些身体条件通常难以控制。

美国有超过一百万名消防队员。2］．消防员的受伤率是所有职业中最高的。3.］．去年，美国消防队员执勤时受伤88500人。4］．44%的美国消防员在执勤时遭受过扭伤和拉伤。5］．

对于消防员来说，保持健康是很重要的，因为他们在不可预测的环境中工作，在他们有资格退休之前，必须保持至少20年的高水平健康。已经评估了各种策略来减少消防员受伤的发生和严重程度。这些方法主要集中在运动训练、人体工程学指导和灵活性提高[6］．对消防员进行身体健康干预被证明可以有效减少受伤，但研究范围仅限于背部疾病[7］．一项消防员灵活性训练计划没有发现受伤发生率有所改善，尽管损失的时间、严重程度和成本有所改善[8］．工伤是多因素的，特别是在工作事件不可预测和完成任务对身体有严格要求的职业中。此外，许多人体工程学干预措施在某些消防员任务中的适用性有限。例如，一名消防员必须在残骸下爬行，扭曲自己的身体才能迅速救出被困的人，这是严重的人体工程学挑战，很难用标准的人体工程学建议来解决，比如“用腿抬东西，而不是用背部”。尽管许多消防员的锻炼项目都侧重于上半身和下半身的力量，但他们很少关注核心稳定性和力量(由脊柱稳定器提供，如横肌和多裂肌)以及其他可能降低上述情况下受伤几率的运动维度[9］．正如Wilson等人总结的那样:“核心稳定性是腰骨盆髋关节复合体防止屈曲并在摄动后恢复平衡的能力。虽然静态元素(骨骼和软组织)在一定程度上起作用，但核心稳定性主要由肌肉元素的动态功能来维持。躯干肌肉活动和下肢运动之间有明显的关系。10］．

目前的研究表明，核心力量的下降可能会导致背部和四肢的损伤，训练可能会减少肌肉骨骼损伤，核心稳定性可以使用功能性运动方法进行测试[11- - - - - -13］．

本研究的目的是探索方法，以更好地评估消防员损伤的风险，由于功能运动性能，并通过使用这些信息来减少伤害。消防员受伤的程度需要努力制定和评估干预措施的有效性。一种方法是检查模拟消防任务与物理性能或功能测量之间的关系[14］．研究人员已经证明，爬楼梯能力等活动与站立平衡、反应时间、等长肌肉力量等功能指标有关。15］．

此外，在核心或静态力量，柔韧性和三个维度的运动:加速;减速;动态稳定(在运动时保持稳定姿态的能力)已被提出作为消防人员额外的预防伤害的可能性[16］．

我们的研究目的是确定该高危人群的功能运动测量结果是否与以前的工伤史相关，并进行干预。功能性运动筛查最初用于评估和康复有神经肌肉协调问题的患者，如中风或脊柱创伤患者[17，18］．最近，功能性运动屏幕已被用于评估运动员的运动模式。研究发现，那些表现得分较低的人更容易受伤。19］．

我们为消防员使用功能移动屏幕(FMS)，因为他们的工作任务通常需要最大的身体表现，[20.从而使他们成为“工业”运动员。FMS评分与年龄、级别、任期和性别之间的关系也进行了评估。如果功能性动作屏幕表现和受伤之间存在相关性，那么可以启动适当的干预措施，如灵活性和核心力量训练，以降低消防员的受伤率。研究的第二部分包括对这种干预进行为期12个月的前瞻性分析。

功能动作屏幕由七种不同的功能动作组成，用于评估:躯干或核心力量和稳定性;神经肌肉协调;运动的对称性;灵活性;加速度;减速;以及动态稳定性。这七个动作中的每一个都对应一个消防员的活动。例如，FMS测量之一是旋转稳定性测试。这项测试要求消防员通过上下躯干运动保持脊柱稳定，同时用一只手和膝盖在地板上平衡他们的体重。 The maneuver duplicates the fire fighter work practice of staying low to the floor while entering a burning building (Heat rises. Standing subjects the fire fighter to higher thermal energy.). The other FMS tests and their correspondence to fire fighter essential functions include:

跨栏步:在火灾或救援中跨越障碍时的身体力学。

箭步动作:向前迈出一大步然后箭步向下的能力，例如在火灾中使用斧头开门。

肩部活动:消防员抬起并将SCBA(自给式呼吸器)呼吸器放在背上。

稳定俯卧撑(俯卧撑):在火灾或救援中通过或绕过障碍物时的核心力量。

深蹲:在火灾或救援中，深蹲以避免头顶危险的能力。

主动直腿抬高:腰盆复合体和下肢肌肉的灵活性。在火灾或救援行动中，在尴尬的姿势中保持躯干和骨盆的稳定。

主题

亚利桑那大学环境职业健康(EOH)部门的教师获得了一份合同，为图森消防局提供医疗监测、伤害预防和治疗，图森消防局是一个城市消防机构，拥有76.5万人口。所有433名科目均参与灭火活动，并处于全勤状态。研究时的年龄从21岁到60岁不等，男性平均41.8岁，女性平均37.4岁。其中男性408人(94.2%)，女性25人(5.8%)。

FMS测试的演示由训练有素的健身协调员进行。知情同意书由消防部门代表提供。

七项FMS测试的分数是基于消防员执行各自测试的能力。7个测试中的每一个都有0到3分的可能(总共21分)。如果个体能够完全完成测试而不受运动或疼痛的限制，则给出最大分数。部分完成测试的得分较低，未完成测试的任何部分都没有得分。

在2004年底的4周时间里，对433名消防员进行了FMS测试。我们分析了FMS表现与消防部门数据库中既往肌肉骨骼损伤史以及其他选定参数(年龄、性别、任期和级别)之间的相关性。

一名消防员在测试过程中受了点轻伤，一周后完全康复，恢复了正常工作。

然后，消防员参加了由多学科团队(职业医学医生、治疗师和消防部门健康和安全官员)设计的培训计划。在为期两个月的时间内，为20名消防员小组举办了21次研讨会，每次研讨会时长3小时。每节课都强调功能性运动，包括病因(核心或背部稳定肌肉力量不足，柔韧性差，身体力学不当)和预防损伤。作为培训课程的一部分，每个消防员都在样本消防员工作环境中展示了适当的身体力学能力。消防员被迫在容易受伤的情况下工作，比如腰部前屈，在评估受害者时从失事汽车的破碎窗户中伸出手。在这种情况下，核心稳定肌肉变得疲劳，并有受伤的风险。在这些具有人体工程学挑战性的工作任务中，参与者学习了加强核心肌肉和减少肌肉骨骼系统受影响部分的机械负荷的技术。例如，当消防员的脊柱处于腰椎屈曲状态时，他们被指示使用伸出的手臂抵住坚实的表面作为支撑，以减少背部的机械负荷。消防队员被指导如何分析工作地点和使用功能性运动原则(如何通过靠近被举起的物体来调整员工的活动范围，使用姿势缓解或道具，在举起之前“收紧肠道”或招募稳定肌肉)。在每节课中，指导和练习核心或稳定肌肉力量的练习。 Demonstration of the exercises was provided by a trained co-worker. Core strength instructions were provided to each participant. They were advised to maintain a neutral position of the lumbar spine and to contract the transversus abdominus (TA) muscle. Participants were shown that muscle's location in the anterior abdominal wall. Photos of various methods of recruiting and strengthening the TA with written explanations were provided, along with verbal reinforcement of the material. Once the firefighter demonstrated competency in basic TA muscle tightening, physiotherapy balls and dowels were employed to challenge the firefighter in different positions that mimicked firefighting tasks. See Figure1

• 仰卧，膝盖弯曲，双脚平放在地板上。

• 收紧腹部以保持下背部的中性位置(不要弯曲或变平)

• 抬起臀部。膝盖、臀部和肩膀应该在一条线上。

• 如果臀部开始下垂，就把它抬起来。如果腿筋抽筋，休息一下，重新开始。

• 增加手臂运动，一个或两个都有或没有重量/阻力

• 在整个运动过程中保持臀部向上，腹部绷紧。

• 每组1-3组，每组5-10次。

• 进入单腿桥。

• 假设在上面的位置，抬起右脚离开地板。

• 将膝盖向外伸展(伸直膝盖)，然后向你的方向收回。

• 重复膝盖/腿的弯曲和伸直动作

• 腿越直越低，运动难度越大。

• 在整个运动过程中保持臀部向上，腹部绷紧。

• 重复动作，左腿离开地板。

• 在腿部运动的基础上增加手臂运动，然后增加重量/阻力。

• 重复5-10次，每个动作变化1-3组。

参见图2．

• 当坐在球上时，正确的物理球大小等于膝盖弯曲90度。如果大于90，给球充气。这并不需要精确。

• 假设开始的位置，肩膀放在球上，脚放在地板上，膝盖弯曲到90度。

• 背越靠在球上，动作就越稳定，也越容易。

• 肩膀，臀部和膝盖在一条线上

• 收紧肠胃

• 增加手臂运动，一个或两个都有或没有重量/阻力

• 不要让背部弯曲或变平。

• 为了增加难度，可以在膝盖之间加一个小物体，挤压或在膝盖周围加一条带子，把膝盖分开

• 绷紧肚子，翘起屁股

• 为了进一步增加难度，滚得离球更远，这样只有肩膀在球上。

• 重复5 - 10次，每一组1 - 3组

数字3.

• 当坐在球上时，正确的物理球大小等于膝盖弯曲90度。如果大于90，给球充气。这并不需要精确。

• 碱液在你背上，膝盖弯曲，脚底踩在球上。

• 收紧腹部以保持腰椎的中性(没有弯曲或变平)

• 抬起你的屁股。

• 如果你的屁股开始下垂，把它抬起来。如果你不能，比赛就结束了。

• 如果腿筋抽筋，休息一下，重新开始。

• 武器最初可能需要在地面上提供支持/稳定。

• 一旦稳定，增加手臂运动，一个或两个都有或没有重量/阻力

• 屁股翘起来，肚子绷紧。

• 手臂越过头顶越远，背部就越想弯曲。

• 通过保持肠道紧绷来防止弓形。

• 如果背部继续弓起，减少手臂的活动量或减轻重量/阻力，直到你能保持脊柱的中性(背部没有弓起或变平)。

• 每组1-3组，每组5-10次

在培训后的一年里，该组织的工人赔偿部门收集了有关受伤案例的类型和数量、治疗费用以及因受伤损失的天数的信息。这些数据来自一年内的人事、缺勤和医疗记录。

统计分析

第一部分。功能移动画面

数据使用Stata 8.0进行编码。对于探索性数据分析，我们使用了双变量方法。用多变量分析(logistic和线性回归)评估主要假设。表格1提供功能的移动屏幕汇总的描述性统计总分

第二部分:干预

本研究回顾了研究前一年和研究后一年的所有损伤病例。将icd9代码制成表格，并对所有损伤病例进行医学审查。与功能性运动无关的损伤，如烧伤、擦伤和撕裂伤被排除在分析之外。制定历史对照组，并与干预人群进行比较。

第一部分。功能移动画面

基于简单线性回归，年龄、职级和任期的增加与较低的功能运动得分相关。年龄每增加一年，总分下降0.1个单位(p < 0.001)。在多元线性回归中对年龄进行调整后，有受伤史的消防员得分比没有受伤史的消防员低0.24分，但这一差异无统计学意义(p = 0.25)。结果变量被一分为二为通过(FMS评分>16)和失败(FMS评分<16)。多元逻辑回归显示，在调整参与者年龄后，有任何受伤史的消防员功能运动筛查失败的几率是1.68倍(%置信区间:1.04,2.71)(p = 0.033)。

第二部分。干预

为了测试干预前后损伤的百分比变化是否显著，计算了一个双样本比例检验。本检验假设在原假设下，干预前和干预后的损伤概率相等。

比较干预前后433名消防员的受伤数量，与历史对照组相比，损失时间伤害减少了62%，而总伤害减少了44%。双样本比例检验显示，背部损伤(p = 0.024)和上肢损伤(p = 0.0303)显著减少，而下肢损伤无显著变化(p = 0.4624)。同样的结论也适用于时间损失损伤——背部损伤(p = 0.0036)和上肢损伤(p = 0.0141)均显著减少。结果见表2．

基于线性FMS评分与既往肌肉骨骼损伤有相关性。有受伤史的消防员FMS评分降低3.44分(最高21分)。见表3.．

基于物流回归分析表明，损伤与FMS评分之间无显著相关性。然而，如表所示，年龄、职级、任期与FMS评分之间存在显著相关4．

NIOSH(美国国家职业安全与健康研究所)建议职业筛查项目是一个优先研究领域。美国预防服务工作组建议了具体的指导方针，以确定FMS等筛查测试是否有效，以及它是否会改善临床结果[21］．对于消防员来说，一项重要的筛选因素是必不可少的——消防员是否足够健康，能够安全地执行他们职业中要求很高的体力任务，而没有受伤的风险?

先前的损伤在多大程度上阻碍了受试者进行功能性运动筛选测试的能力?如果一名消防员在过去的伤害中有残余的身体限制，那么假设他们的表现会在我们的测试中下降是合乎逻辑的。幸运的是，所有433名消防员都完成了严格的年度体检，这些限制都会被注意到。此外，所有消防员在受伤后，必须由消防部门职业医学专家批准，才能恢复完全不受限制的工作。因此，“行走伤员”的数量将是很小的，这些人是在全勤，但没有被发现有身体缺陷。

年龄、职级、任期与FMS分数之间存在显著相关。

这三个变量是按时间顺序相关的，并随着消防员服役时间的增加而增加。一般来说，人的柔韧性和力量会随着年龄的增长而下降。22，23伤害也更容易累积。

既往肌肉骨骼损伤与FMS评分之间存在相关性线性(受伤使消防员的FMS评分降低了3.44.)，年龄、级别、任期与FMS评分之间存在显著相关。

本研究中2样本比例检验的主要警告之一是配对数据未充分利用造成的功率损失。McNemar的检验本可以更好地评估干预前后的显著差异，然而，在本分析时，计算这些估计值所需的配对数据是不可用的。尽管如此，2样本比例检验的结果应该提供了损伤前后差异的相对无偏估计。

这些发现表明，开发和实施功能性运动增强计划，以防止高风险工人(如消防员)受伤是有必要的。

作者感谢图森消防部门成员的参与，以及为这项研究提供资金的管理部门，以及美国亚利桑那州图森市亚利桑那大学公共卫生学院环境职业健康部门的Seamus Rogan、Jerry Poplin和Margaret Spencer。

作者及隶属关系

1. 亚利桑那大学，Mel和Enid Zuckerman亚利桑那公共卫生学院，Drachman Hall, 1295 N. Martin Avenue，图森，美国亚利桑那州

   WF Peate, Smitha Francis和Kristen Bellamy

2. 美国亚利桑那州图森市南教堂421号，图森市消防局，健康与安全

   格里茨

3. Lunda and Associates, 1636 North Swan，图森，亚利桑那州，美国

   凯伦隆达人

相应的作者

对应到WF Peate．

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