FOLIA FORESTÄLIÄ 455 vIETSÄNTUTKIMUSLAITOS • INSTITUTUM FORESTALE FENNIAE • HELSINKI 1981 MARJA-LIISA SALMINEN KUORMATRAKTORIN KULJETTAJAN KUORMITTUMISEN ARVIOINTI PSYKOFYSIOLOGISILLA MENETELMILLÄ EVALUATION OF THE STRAIN ON THE FORWARDER DRIVER WITH THE HELP OF SOME PSYCHOPHYSIOLOGICAL METHODS Osoite: Unioninkatu 40 A Address: SF-00170 Helsinki 17, Finland KS£? : (90) 661 401 Ylijohtaja: Director: Professori Professor Olavi Huikari Yleisinformaatio: Tiedotuspäällikkö -r _ ~ ■ „ „ , ~ , , ;■ , Tuomas Heiramo General information: Information Chief Julkaisujen jakelu: Kirjastonhoitaja Distribution of Librarian Liisa Ikävalko-Ahvonen publications: Julkaisujen toimitus: Toimittaja Editoria l office: Editor Seppo Oja Editor Metsäntutkimuslaitos on maa- ja metsätalousministeriön alainen vuonna 1917 perustettu valtion tutkimuslaitos. Sen päätehtävänä on Suomen metsätaloutta sekä metsävarojen ja metsien tarkoituksenmukaista käyttöä edistävä tutkimus. Metsäntutkimustyötä teh dään lähes 800 hengen voimin yhdeksällä tutkimusosastolla ja yhdeksällä tutkimus- ja koeasemalla. Tutkimus- ja koetoimintaa varten laitoksella on hallinnassaan valtion metsiä yhteensä n. 150 000 hehtaaria, jotka on jaettu 17 kokeilualueeseen ja joihin sisäl tyy kaksi kansallis- ja neljä luonnonpuistoa. Kenttäkokeita on käynnissä maan kaikissa osissa. The Finnish Forest Research Institute, established in 1917, is a state research institution subordinated to the Ministry of Agriculture and Forestry. Its main task is to carry out research work to support the development of forestry and the expedient use of forest resources and forests. The work is carried out by means of 800 persons in nine research departments and nine research stations. The institute administers state-owned forests of over 150 000 hectares for research purposes, including two national parks and four strict nature reserves. Field experiments are in progress in all parts of the country. FOLIA FOREST ALIA 455 Metsäntutkimuslaitos. Institutum Forestale Fenniae. Helsinki 1981 Marja-Liisa Salminen KUORMATRAKTORIN KULJETTAJAN KUORMITTUMISEN ARVIOINTI PSYKOFYSIOLOGISILLA MENETELMILLÄ Evaluation of the strain on the forwarder driver with the help of some psychophysiological methods 2 SALMINEN M-L. 1981. Kuormatraktorin kuljettajan kuormittumisen arvioin ti psykofysiologisilla menetelmillä. Summary: Evaluation of the strain on the forwarder driver with the help of some psychophysiological methods. Folia For. 455:1—21. Tutkimuksessa arvioidaan metsätraktorityön kuormittavuutta mittaamalla kuljettajien kuormittumista psykofysiologisten menetelmien avulla. Mittareina käytetään sydämen syketaajuutta ja sen vaihtelua, katekolamiinien ja ketogee nisten steroidien erittymistä virtsaan ja reaktioajan vaihtelua työpäivän eri ajan kohtien välillä. Tällaisessa sensomotorisessa työssä kuormittuminen ei aina tule selvänä esille kaikissa psykofysiologisissa mittareissa eikä myöskään työn tuottavuudessa, koska työntekijä pystyy kompensoimaan kuormittumistaan aktivaatiotasoaan kohottamalla. Yleensä iltapäivällä tapahtuvat muutokset kuljettajien syketaajuu dessa ja sen vaihtelussa sekä lisääntynyt hormonien eritys kertovat ponnistelujen ja kuormittumisen lisääntymisestä. The work load of forward driving was studied by measuring the strain of drivers with psychophysiological methods. The indicators used were heart rate and its variability, urinary excretion of catecholamines and ketogenic steroids, and the variation in reaction time at different times of the working day. In this kind of sensomotoric work, the strain does not always appear clearly in all the psychophysiological variables or in the productivity of work, because the worker can compensate for the strain by increasing the activation level. Generally, the changes that occurred in the afternoon in heart rate and its variability and also increased excretion of hormones, indicated the increase in effort and strain. Helsinki 1981. Valtion painatuskeskus ODC 302 ISBN 951-40-0500-7 ISSN 0015-5543 3 SISÄLLYS 1. JOHDANTO 4 2. AINEISTO JA MENETELMÄT 5 21. Koehenkilöt ja työolosuhteet 5 22. Testit 5 23. Virtsanäytteet 5 24. Syketiedot 6 Syketaajuuden hetkellinen vaihtelu 6 Syketietojen analysointi 6 3. TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU '. 7 31. Kuljettajien tuntemukset 7 32. Hormonien eritys virtsaan 8 33. Syketaajuus 9 34. Syketaajuuden hetkellinen vaihtelu 11 35. Syketaajuuden vaihtelun spektrianalyysi 12 36. Muutokset työajanmenekissä 18 4. PÄÄTELMÄT 18 KIRJALLISUUS 19 SUMMARY 20 4 1. JOHDANTO Raskaan metsätyön keventäminen konei den avulla on muuttanut metsätyön luon netta. Osasta metsätyöntekijöitä on tullut koneiden ohjaajia. Valtaosa koneista on vie lä kuormaakantavia metsätraktoreita. Kuor matraktorityö kuuluu automaatioltaan kes kiasteeseen. Kone ei suorita työtehtäviä automaattisesti, vaan tehtävien suorittami seen tarvitaan ihmisen ohjausta. Puoliautomaatioon on teollisuustyössä lii tetty monia työntekijälle haitallisia piirteitä (G a r d e 1 1 1978). Osa niistä löytyy metsä traktorityöstäkin. Työhygieenisistä haitoista korostuvat melu ja heilunta (Hansson ja Wikström 1974, Ka 11 ö ja Sa 1- min e n 1973, Teik a r i 1977 a). Työtä tehdään pääasiassa urakkapalkalla ja työhön liittyy yrittäjillä raskaita taloudellisia pai neita. Metsätyöhön liittyvä vapaus on vähe nemässä (Kyttälä 1978). Työntekijät joutuvat entistä enemmän työskentelemään korjuuketjuissa, jolloin heidän vaikutus mahdollisuutensa työhön, sen suorittamis ajankohtaan ja -tapaan vähenevät. Toisaalta työhön liittyy myös yksintyöskentelyä, mikä vähentää sosiaalisen kanssakäymisen mahdollisuuksia. Etenemismahdollisuudet työssä ovat vähäiset (Hall 1973, T e i k a ri 1977 b). Puiden kuljetus kuormatraktorilla on suu rimmaksi osaksi sensomotorista työtä. Tätä työtä voidaan tarkastella ihminen-kone järjestelmän mallin avulla. Kuljettaja tekee työtä koneen kanssa: koneesta ja ympäris töstä saamansa informaation avulla hän oh jaa koneen toimintoja (Vuorinen 1978). Sensomotorinen prosessi korostuu eri koisesti kuormaimen käytössä. Kuljettaja havainnoi lähinnä näköaistin avulla kouran liikkeitä, kouraa hän puolestaan ohjaa hal lintalaitteiden avulla saamaansa informaa tioon perustuen. Harjaantumisen myötä hallintalaitteiden käyttö muuttuu helpom maksi ja työ koetaan helposti yksitoikkoi seksi. Metsätyöolosuhteet ovat kuitenkin hyvin vaihtelevat, mikä poistaa työn saman laisuutta ja yksitoikkoisuutta. Kuljettaja pystyy myös itse säätelemään työtahtiaan. Työn suuret tuottavuuden vaatimukset nos tavat työtahdin kuitenkin suureksi. Kuor maimen käyttö vaikuttaa paljon tuottavuu teen, koska valtaosa työajasta varsinkin lyhyillä ajomatkoilla on kuormaamista ja purkamista (K ah a 1 a 1979). Sensomotorisen työn kuormittavuuden arviointi on vaikeaa, koska työntekijän kuormittumista aiheuttavat työn piirteet eivät ole helposti löydettävissä. Kuormittu minen aiheuttaa työntekijän elimistössä tai toiminnoissa muutoksia työn aikana. Muu tokset saattavat heijastua myös vapaa aikaan. (H arst e 1 a 1979, Teik a r i 1979, Työolojen... 1976) Työntekijän kuor mittumisen voimakkuuteen vaikuttavat kuormitustekijöiden lisäksi yksilön sisäiset suoritusedellytykset, jotka muodostuvat yksilön ominaisuuksien lisäksi hänen sen hetkisestä elämäntilanteestaan (Honka salo 1978). On muistettava, että kuor mittuminen ei ole aina haitallista. Vasta kun elimistö ei pysty vapaa-ajan aikana palautumaan kuormituksen aiheuttamista muutoksista tai kun työntekijä kokee kuor mittumisen elimistönsä ja persoonallisuuten sa tasapainoa uhkaavaksi tilaksi, aiheuttaa työ työntekijällä stressireaktioita (K a 1 i m o ym. 1979). Kuormittumisen aiheuttamat haitalliset muutokset eivät ole läheskään selviä ja yksi selitteisiä. Häiriöt työntekijän psyykkisissä ja fyysisissä toiminnoissa ilmenevät sekä akuutteina että yhä useammin vasta pitkän altistusajan kuluttua. Koska kuormittumi sen vaikutukset ilmenevät monella eri tasol la, tapahtuu häiriöiden mittaaminen eri kei noilla. Kysely- ja haastattelututkimuksin arvioidaan tilanteen työntekijässä synnyttä miä kokemuksia. Erilaisin psykofysiologisin mittarein seurataan työntekijän elimistössä tapahtuvia muutoksia. Työntekijän havain noinnilla ja suoritusten muutosten avulla arvioidaan työntekijän käyttäytymisessä tapahtuneita muutoksia (Honkasalo 5 1978, Lehtonen 1977). Tässä tutkimuksessa tarkastellaan metsä traktorityön kuormittavuutta mittaamalla kuljettajien kuormittumista lähinnä psyko fysiologisin mittarein. Mittareina käytetään sydämen syketaajuutta ja sen vaihtelua, katekolamiinien ja ketogeenisten steroidien erittymistä virtsaan ja reaktioajan vaihtelua työpäivän eri ajankohtina. Lisäksi arvioi daan ko. mittareiden soveltuvuutta kenttä kokeisiin ja kuormittumisen indikaatto riksi. Kiitokset tutkimukseen osallistuneille kuljettajille hyvästä yhteistyöstä. Käsikirjoituksen tarkistivat prof. P.Hakkila ja MMT P. Nisula. MMT P. H a r s t e 1 a antoi arvokkaita neuvoja tutkimuk sen kaikissa vaiheissa. Maastotöissä avustivat metsä tekn. L. Tervo, kok.tutk.ap. U. Paananen, kenttämest. E. S a 1 o ja tutk.ap. S. K a 1 a j a. Kate kolamiinien määritykset suoritti huolella Luk. T. Ä i kä s. Aineiston tietokonekäsittelystä huolehti ohj. H. Aa 11 io. Kuvat piirsi rva L. Muronranta. Käsikirjoituksen kirjoitti puhtaaksi yo.merk. L. H a ku 1 i n e n ja englanninkielisen tekstin tarkasti Mr. L. Keyworth. Käsikirjoituksen viimeistelyssä avusti os.siht. P. Kinanen. Parhaimmat kiitok seni myös heille. 2. AINEISTO JA MENETELMÄT 21. Koehenkilöt ja työolosuhteet Aineisto koostuu neljästä kuljettajasta, joista jokais ta on tutkittu kahden päivän ajan. Kuljettaja 1 tutkit tiin marraskuussa 1978 ja kuljettaja 2 joulukuussa, kuljettaja 3 tutkittiin vuoden 1979 maaliskuussa ja 4 huhtikuussa. Tiedot kuljettajista, koneista ja työ olosuhteista on esitetty taulukossa 1. Kuljettaja 1 ajoi kuukausipalkalla isänsä omistamaa metsätraktoria, muut kuljettajat olivat yksityisyrittäjiä. 22. Testit Kuljettajat saivat ensimmäisenä päivänä kysely lomakkeen. Lomakkeessa kysyttiin taustatietojen lisäk si erilaisia kuormittumisreaktioihin liittyviä kysymyk siä Lehtosen (1977) kehittämän menetelmän mukaan. Vastauslomaketta tarkasteltiin yhdessä kul jettajan kanssa seuraavana päivänä, jolloin tarkennet tiin mahdollisia epäselviä kohtia, esimerkiksi vaivo jen laatua. Kolme kertaa päivässä, aamulla ennen töiden aloit tamista, keskipäivällä ja illalla töiden päätyttyä kul jettajat antoivat erilaisten väsymystä ja virkeyttä ku vaavien adjektiivien avulla arvion tuntemuksistaan (Bradley ja Patkai 1974). Samalla kertaa mitattiin myös verenpaine kuljettajan istuessa levolli sesti. Kuljettajan reaktioajassa tapahtuvia muutoksia päivän eri ajankohtien välillä seurattiin. Reaktioaika mittarissa syttyi määrätyin välein paneelin eri kohtiin valosignaali, jonka kuljettaja sammutti mahdollisim man pian joko kääntämällä kädellään oikeasta nappu lasta tai vaihtoehtoisesti painamalla jalallaan oikeaa poljinta. 25 signaaliin kulunut reaktioaika laskettiin yhteen, tulokset ovat neljän yrityksen keskiarvoja. 23. Virtsanäytteet Kuljettajilta kerättiin koko virtsamäärä talteen heidän käydessään tarpeillaan. Illalla ja yöllä kuljet tajat keräsivät virtsan talteen ohjeiden mukaan. Virt sasta määritettiin katekolamiinit erikseen ja 17-keto geeniset steroidit. Katekolamiinit määritettiin Eule rin jaLishajkon (1961) fluorimetrisellä mene telmällä. Virtsan 17-ketogeeniset steroidit määritettiin Norymberskin ym. (1953), Appleby n ym. (1955) jaJorgensenin (1957) kehittämillä menetelmillä. Taulukko 1. Tietoja kuljettajista, koneistaja työolosuhteista. Table 1. Data on the test subjects, machines and working conditions. Ikä v. Age y. Ajokokemus v. Traktorin merkki Driving Model of tractor experience y. Työmaan laatu Character of cutting area Maastoluokka Average terrain class Kouran ohjaus Stearing mechanisms of grapple Coehenkilö 1 >ubject 1 18 VOLVO BM avohakkuu clear cutting 6-vipuj ärj estelmä with 6-lever system Coehenkilö 2 Subject 2 31 10 VALMET 870 CK harvennushakkuu thinning 6-vipujärjestelmä with 6-lever system Coehenkilö 3 tubject 3 36 13 LOKOMO 909 avohakkuu clear cuttini 2-vipujärjestelmä with 2-lever system Coehenkilö 4 Subject 4 36 VALMET 872 harvennushakkuu thinning 6-vipujärjestelmä with 6-lever system 6 24. Syketiedot Syketaajuuden hetkellinen vaihtelu Monissa tutkimuksissa on havaittu sekä fyysisessä että henkisessä rasituksessa sydänkäyrän R-piikkien välisen ajan muuttuvan tasaisemmaksi kuin levossa (Kalsbeek 1971). Syketaajuudelle on levossa ominaista suuri, osittain rytminen vaihtelu, jonka yhtenä aiheuttajana on hengitystaajuus. Koska informaation käsittelyä ja päätöksentekoa vaativien tehtävien kuormittavuuden arviointi on vaikeaa, on syketaajuuden vaihtelun pienenemiseen kohdistettu mielenkiintoa mahdollisena kuormittu misen mittarina. Ilmiötä on tutkittu pääasiassa labo ratorio-olosuhteissa, missä kuormittavuuden vaihte lua, esimerkiksi havaittavien signaalien määrää minuu tissa voidaan helposti vaihdella (E 11 am a ja Zie 1- hu i s 1971). Erilaiset työtehtävät kuormittavat kui tenkin ihmisen tiedonkäsittelyjärjestelmän eri osia vaihtelevassa määrin. Syketaajuuden hetkelliseen vaihteluun on osoitettu työn kuormittavuuden lisäksi vaikuttavan monien mui den tekijöiden (S aye r s 1973). Spektrianalyysin avulla on näiden tekijöiden, kuten hengitystaajuuden ja -tilavuuden, verenpaineen, vegetatiivisen hermoston ja aineenvaihdunnallisten vaikutusten osuutta ja laatua pystytty selvittämään ja poistamaan (Luczak 1978, Charnock ja Ma n eni c a 1978). Myös fyysi nen rasitus pienentää syketaajuuden vaihtelua (A n ti 1 a 1979). Jos työ vaatii suurten lihasryhmien käyt töä, on syketaajuuden vaihtelun pieneneminen arve luttava henkisen kuormittumisen mittari (Luczak 1979). Syketaajuuden vaihtelun pienenemistä kuvaa maan on kehitetty kymmeniä erilaisia laskennallisia indeksejä (ks. Ergonomics 16(1) 1973). Lähes kaikissa on käytetty taajuuteen tai amplitudiin liittyviä muut tujia, joten tulokset ovat samansuuntaisia. Lue nkin (1979) mielestä erilaiset indeksit haittaavat lähinnä eri tutkimusten välistä vertailua. Syketietojen analysointi Kuljettajien syketaajuutta mitattiin koko työpäivän ajan telemetrisesti (Medinik Biotelemetry System). Samanaikaisesti suoritettiin työvaiheiden koodaus nau han toiselle kanavalle (ks. V a I o n e n 1975). Nauhat tulostettiin Työterveyslaitoksella syke sykkeeltä reikä nauhalle. Reikänauhojen analysointi suoritettiin tieto koneella. Työvaiheista käsiteltiin erillisinä kuormausta ja pur kausta sekä kuormattuna ja tyhjänä ajoa. Jokaisesta työvaiheesta tarkasteltiin tuhatta ensimmäistä R-piikin välistä aikaa eli mittausjaksoksi muodostui alle kym menen minuuttia. Purkaminen kesti yleensä vähemmän kuin kymmenen minuuttia, jolloin tarkasteluun ei aina sisälly tuhatta R-piikkiä. Ajomatkat olivat mittausten vuoksi lyhyitä, joten niistä on vähän tuloksia. Jokainen kahden R-piikin välinen aika muunnettiin syketaajuudeksi (lyöntiä minuutissa). Jokaiselle työ vaiheelle laskettiin myös keskimääräinen syketaajuus ja hajonta näiden tuhannen sykkeen perusteella. Sa malta ajanjaksolta laskettiin myös kolmen R-piikin rajoittaman kahden peräkkäisen ajanjakson keston keskimääräinen erotus ja erotusten keskihajonta. Lisäk si laskettiin seuraava indeksi (ks. Luczak ja L a v r i g 1973, Mulder ja Mulder 1973): Joillekin työjaksoille suoritettiin myös spektriana lyysi. Käytetty ohjelma teki Fourier- muunnoksen vali tuille jaksoille RR-intervallisignaalia. Jakson pituu deksi valittiin 120 sekuntia. Spektrianalyysin soveltuva RR-intervallisignaali saatiin alkuperäisestä RR-inter vallisarjasta käyttäen interpolointia, jossa signaalin arvona peräkkäisten RR-intervallien välillä on edellinen RR-intervalli. Näytteenottotaajuutena käytettiin 7,5 Hz. Fourier-muunnos suoritettiin IMSL-kirjaston no pean Fourier-muunnoksen (FFTR) ohjelmalla. N IX- - X- , I CAMMA = E 1 1 _ '-1 ' i= 2 L X = Ekg:n kahden peräkkäisen R-piikin välinen aika ms. N = 1000 L = Z 7 _ 1, jos y0 y = (Xj - Xj_,) (Xi_, - Xi.J i = 3,4,5 N 7 3. TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU 31. Kuljettajien tuntemukset Kyselyn ja haastattelun avulla ilmeni, että kolme kuljettajaa viihtyi hyvin työssään, tunsi olevansa omalla alallaan. Lisäksi työ oli heistä mielenkiintoista ja kehittävää. Neljäskään kuljettaja ei suhtautunut työ hönsä täysin kielteisesti. Hän ei kuitenkaan ollut työhönsä tyytyväinen eikä katsonut sen vastaavan taitojaan ja vaatimuksiaan. Kiel teisenä kaikki kokivat olemattomat etene mismahdollisuudet ja työtovereiden puut teen. Kaikkien mielestä työhön liittyi paljon päätöksien tekoa ja harkintaa, osin tähän kysymykseen liittyivät taloudelliset päätök set. Nuorin kuljettaja koki myönteisimmin työolot. Kaikki muut kuljettajat valittivat silmiensä rasittumista, varsinkin pimeässä valoilla ajaminen aiheuttaa silmien ärsyyn tymistä. Eniten oireita ilmeni työhönsä kiel teisemmin suhtautuvalla kuljettajalla. Ylei sempinä oireina olivat vatsavaivat, jatkuva väsymyksen tunne sekä lihaksien puutumi nen (ks. Teik a r i 1977 b, Bost r a n d 1978). Työpäivän kuluessa ei kuormittumisoireis sa tapahtunut muutoksia. Sekä työpäivän alkaessa että päättyessä kuljettajat arvioivat olevansa jonkinverran väsyneitä. Reaktio aikamittarilla ei saatu myöskään selviä tu loksia, koska laitteen käyttöön liittyi oppi mista. Harjoittelusta huolimatta ensimmäi set ajat ovat hitaampia ja hajonnat suurem pia (kuva 1). Virheitä syntyi myös enemmän. Mittarin käyttö vaati myös voimakasta kes kittymistä. Kruskal-Wallisin testillä ei päi vän eri ajankohdan välisille arvoille saatu tilastollisesti merkitsevää eroa. Kuva 1. Reaktioajan muutokset työpäivän aikana koe henkilöittäin. Fig. 1. Changes in the reaction time of each subject during the working day. 32. Hormonien eritys virtsaan Tulokset on esitetty koehenkilöittäin tau lukoissa 2—5. Virtsan eritys ja muuttujien erittyminen virtsaan on annettu niissä keski määräisenä eritysajanjaksoa kohti. Tulok sista ilmenee yksilöiden välinen suuri vaih telu, tietyt suuntalinjat on kuitenkin havait tavissa. Virtsan eritys oli alhaisimmillaan yöllä, myös keskipäivällä eritys oli vähäistä. Alhai sen erityksen syynä on ehkä heilunta ja täri nä, aiheuttajana saattaa olla myös vuoro kautisen rytmin muuttuminen. Katekolamii neista adrenaliinin eritys kohosi noradrena liinia selvemmin aamulla. Kahdella kuljetta jalla adrenaliinin eritys oli myös iltapäivällä voimakasta (taulukko 3). Erityksen kohoa minen aamulla lienee yhteydessä yleiseen työhön sopeutumisreaktioon ja tarkkaavai suuden lisääntymisvaatimuksiin. Adrenalii nin erityshän kohoaa noradrenaliinia sel vemmin tarkkaavaisuutta vaativissa tehtä vissä (Frakenhaeuser 1971). Ilta päivän kohonneet arvot merkinnevät sitä, että kuljettajat ovat lisänneet ponnisteluaan ja kohottaneet aktivaatiotasoaan pystyäk seen pitämään yllä aamupäivän suoritusta son. Erot erityksessä johtunevat osaksi yksi löiden erilaisesta luonteesta ja jokaiselle ominaisesta reagoinnista (F rank e n haeu s e r 1975). Adrenaliinin yöeritys putosi kaikilla normaalille, alhaiselle ta solle. Noradrenaliinin eritys väheni selvästi yöl lä, eritys oli kuitenkin ehkä hiukan normaa lia korkeampaa (taulukko 4). Korkeimmat pitoisuudet löytyivät virtsasta lähinnä ilta päivällä, poikkeuksena kuljettaja 3. Iltapäi vän kohonneet arvot ilmentänevät lisärasi tuksen, kuten heilunnan ja melun olemassa oloa (T san e v a 1972). Wuo li j oe n (1978) heiluntakokeissa havaittiin, että vasta voimakas heilunta aktivoi sympaattista her mostoa ja lisäksi noradrenaliinin eritystä virtsaan. Altistusaika näissä laboratorio kokeissa oli vain tunti. Ilmeisesti heikom man heilunnan vaikutukset ilmenevät vasta yli tunnin kuluttua. Noradrenaliinin eri tyksen muutokset saattavat liittyä myös verenpaineen säätelyyn, koska tärinä saat taa aiheuttaa joillakin henkilöillä arte riolien supistumista ja ihoverenkierron vähe nemistä (Soininen 1975). Ketogeenisten steroidien eli lisämunuaisen kuorikerroksen steroidien eritys on voima kasta aamulla, laskee hiukan keskipäivällä ja kohoaa jälleen iltapäivällä (taulukko 5). Yöarvoja kohottaa erityisesti koehenkilö 3, joka aloitti työt toisena yönä puoli kahdelta. Kortisolin eritys plasmaan noudattaa A s h o f f i n (1978) mukaan kuitenkin sisäistä 24-tunnin vuorokausirytmiä, mihin uni- ja valvetilan ei pitäisi vaikuttaa. Plasmassa kortisoli sitoutuu transkortiiniin, jos plas man kortisoli-pitoisuus ylittää transkortiinin sitomiskapasiteetin, erittyy virtsaan vapaata kortisolia. Taulukko 2. Virtsan eritys koehenkilöittäin eri ajankohtina. Table 2. Urinary excretion of each subject at different times during the day 8 Keskimääräinen eritys — Average urine flow i i Koehenkilö — Subject 2 3 Koepäivä — Test day II I II I 4 II Keski- Keski- arvo — hajonta — Mean Standard deviation x s I ii 17.30— 22.00 0,41 16.40— 22.30 0,82 17.50— 21.30 0,55 0,59 ml/min 0,21 22.00— 6.00 0,46 22.30— 1.30 0,58 21.30— 5.40 0,32 0,45 ml/min 0,13 ml/min 6.30— 11.30 0,63 5.30— 9.30 1,0 6.00— 10.40 1,02 8.00— 9.30— 12.10 12.40 0,96 1,84 5.40— 11.25 0,70 1,0 0,4 9.30— 11.00— 10.40— 12.10 — 16.55 14.45 14.00 16.40 0,68 0,77 1,13 0,66 10.00— 11.25 — 14.25 15.30 0,40 0,96 0,77 ml/min 0,23 ml/min 11.30— 17.45 0,50 14.45— 17.30 1,94 12.40— 14.25— 17.40 17.50 1,02 1,17 1,16 0^5 9 Taulukko 3. Adrenaliinin eritys virtsaan koehenkilöittäin eri ajankohtina. Table 3. Urinary excretion of adrenaline from each subject at different times during the day. Taulukko 4. Noradrenaliinin eritys virtsaan koehenkilöittäin eri ajankohtina. Table 4. Urinary excretion of noradrenaline from each subject at different times during the day. Kortisolin lisääntyneen erittymisen lisä munuaisesta pitäisi siis heijastua virtsaan erittymisenä. Kohonneet eritysarvot on yh distetty korkeaan sensomotoriseen kuormi tukseen ja henkiseen rasitukseen (T s a n e y a 1972, Daniel 1979). Tsan e v a (1972) pitää korkeita arvoja myös merkkinä työympäristössä olevista fysikaalisista hait tatekijöistä. Kortisolin korkea eritystaso on myös yhdistetty pitkäaikaiseen kuormittu miseen. Eritys on sen sijaan vähentynyt mo notonisessa, paikallaan pysyvässä työssä. (Smirnov ym. 1978). 33. Syketaajuus Kuljettajien syketaajuus vaihteli päivän mittaan 80—100 kertaa minuutissa arvojen välillä, kuljettajalla 2 arvot olivat korkeam pia 100—120 kertaa minuutissa. Kuljettajaa 3 lukuunottamatta kuljettajien syketaajuu dessa oli päivän mittaan kohoava suuntaus toisena päivänä (kuva 2). Ensimmäisen päi vän arvot ovat myös korkeampia kuin toi sena päivänä kuvastaen tilanteen outouden vaikutusta syketaajuuteen. Muutenkin syke taajuus on alueella, missä sitä ei voida pitää Keskimääräinen eritys — Average excretion i l ii I Koehenkilö — Subject 2 3 Koepäivä — Test day II I II i 4 II Keski- Keski- arvo — hajonta — Mean Standard deviation x s 17.30— 22.00 29,8 16.40— 22.30 3,9 17.50— 21.30 3,7 ng/min 12,5 15,0 22.00— 6.00 0,7 22.30— 1.30 0,9 21.30— 5.40 0,5 0,7 ng/min 0,2 ng/min 6.30— 11.30 6,3 5.30— 9.30 6,8 6.00— 8.00— 9.30— 10.40 12.10 12.40 5,5 16,7 12,0 5.40— 11.25 11,3 9,8 4,3 9.30— 11.00— 10.40— 12.10— 16.55 14.45 14.00 16.40 6,3 7,2 9,0 7,0 10.00— 11.25 — 14.25 15.30 10,6 9,5 8,3 ng/min 1,5 ng/min 11.30 — 17.45 6,2 14.45 — 17.30 19,1 12.40— 14.25— 17.40 17.50 5,6 20,5 12,9 7,0 Keskimääräinen eritys — Average excretion l i Koehenkilö — Subject 2 3 Koepäivä — Test day II I II I 4 ii Keski- Keski- arvo — hajonta — Mean Standard deviation x s I ii 17.30— 22.00 14,9 16.40— 22.30 35,8 17.50 — 21.30 28,8 ;/min 20,5 10,6 22.00— 6.00 15,3 22.30— 1.30 28,6 21.30— 5.40 10,7 ;/min 18,2 9,3 ;/min 6.30— 11.30 22,0 5.30— 9.30 21,2 6.00— 8.00— 9.30— 10.40 12.10 12.40 17,6 56,9 45,9 5.40— 11.25 28,8 32,1. 15,8 9.30— 11.00— 10.40— 12.10— 16.55 14.45 14.00 16.40 18,5 11,8 27,8 33,0 10.00— 11.25 — 14.25 15.30 18,3 34,2 25,6 ;/min 9,8 11.30— 17.45 21A 14.45— 17.30 60,0 12.40— 14.25— 17.40 17.50 39,6 68,1 ;/min 48,8 16,1 10 Kuva 2. Syketaajuuden päivittäinen vaihtelu koehenkilöittäin. Fig. 2. The daily variation in heart rate for each subject. 11 Taulukko 5. 17-ketogeenisten steroidien eritys virtsaan koehenkilöittäin eri ajankohtina. Table 5. Urinary excretion of 17-ketogenic steroids from each subject at different times during the day. Kuva 3. Syketaajuuden vaihtelua kuvaavien muuttu jien päivittäinen vaihtelu. Fig. 3. The daily fluctuation in the variables that measure heart rate variability. luotettavana kuormittumisen indikaattorina, koska monet psyykkiset ja emotionaaliset tekijät saattavat vaikuttaa syketaajuuden kohoamiseen. Syketaajuuden keskihajonta ei lisääntynyt työpäivän aikana. Sen sijaan keskihajonnas sa oli suurtakin vaihtelua kuormien välillä varsinkin iltapäivällä. Tsan e v a (1972) pitääkin korkeita sykintäarvoja ja vaihtelu rajojen kasvua väsymyksen merkkinä. 34. Syketaajuuden hetkellinen vaihtelu Tässä tutkimuksessa erilaiset syketaajuu den vaihtelua kuvaavat muuttujat käyttäy tyivät hyvin samalla tavalla (kuva 3). Cam massa ja erotusten keskihajonnassa muutos ten suuruus kuvastui vain selvempänä kuin erotusten keskiarvossa. Koska camman las kennassa käytettävän ajanjakson pituus ei ollut aikaisempien tutkimusten perusteella aivan selvä, jaettiin tuhannen R-piikin jakso kahteen viidensadan piikin jaksoon (tauluk ko 6, s. 16). Tuloksista ilmeni, että cam man arvoissa oli eroja näiden kahden viidensadan piikin jaksojen välillä ja toisaal ta ne erosivat myös tuhannen piikin arvosta. Erot eivät näytä kuitenkaan johtuvan las kennallisista tekijöistä, vaan kuormituk sessa tapahtuvista muutoksista, koska muu toksissa on havaittavissa tietty johdonmu kaisuus. Iltapäivällä camman arvot olivat kuormauksen alkupuolella yleensä korkeam pia eli kuormittuminen oli vähäisempää, vastaavasti loppupuolella arvot olivat alhai sempia ja kuormittuminen suurempi. Tu hannen R-piikin avulla laskettu camma antoi ajanjakson keskimääräisen arvon. Syketaa juus oli myös iltapäivällä kuorman loppu puoliskolla korkeampi kuin alkupuoliskolla, Keskimääräinen eritys — A verage excretion l l Koehenkilö — Subject 2 3 Koepäivä — Test day Il I II i 4 II Keski- arvo — Mean x Keski- hajonta — Standard deviation s i ii 17.30— 22.00 5,5 16.40— 22.30 6,6 17.50— 21.30 7,8 4,3 /tg/min 3,1 22.00— 6.00 4,8 22.30— 1.30 8,2 21.30— 5.40 5,7 6,2 /ig/min 1,7 /tg/min 6.30— 11.30 6,2 5.30— 9.30 6,6 6.00— 8.00— 9.30— 10.40 12.10 12.40 5,7 11,1 8,1 5.40— 11.25 12,5 8,4 2,8 9.30— 11.00— 10.40— 12.10 — 16.55 14.45 14.00 16.40 5,3 4,2 6,2 8,4 10.00— 11.25 — 14.25 15.30 4,7 14,5 /ig/min 7,2 3,5 /ig/min 11.30— 17.45 7,0 14.45 — 17.30 16,5 12.40— 14.25— 17.40 17.50 7,2 9,7 10,1 3,8 12 mikä osaltaan kuvaa kuormittumisen lisään tymistä. Kuvassa 4 on esitetty camman vaihtelu kuormittain sekä kuormaus- että purkaus vaiheessa. Alhaisemmat arvot kertovat sen somotorisen kuormituksen lisääntymisestä ja/tai aktivaatiotason kohoamisesta. Muu toksissa ei ole mitään selvää, kaikille kuljet tajille yhteistä linjaa. Purkausvaihe ei näytä kuormitukseltaan olevan kuormausta hel pompi, esimerkiksi kuljettajan 3 toisen päi vän purkausvaiheen cammat ovat selvästi alhaisempia kuin kuormausvaiheen. Selitys ei löydy nopeammasta työskentelystä, koska työvaiheen 13 eli kouran vienti tyhjänä suoritusnopeus ei suinkaan ollut purkaus vaiheessa nopeampi kuin kuormauksessa (kuva 6). Motorinen aktiivisuus on työssä ilmeisesti niin alhaista, että sillä ei ole häirit sevää vaikutusta camman arvoihin. Esimer kiksi koehenkilöllä 3 on kuormauksen työ vaiheen 13 ajanmenekki toisena päivänä ollut lähes sama, vaikka cammassa tapah tuikin selviä muutoksia. Koehenkilö 1 ajoi ensimmäisenä päivänä kuormat XII ja XIII pimeässä, mikä näkyy sekä lisääntyneenä työaikana (työvaihe 13, kuva 6) että camman arvojen selvänä las kuna. Kuljettajan on selvästi täytynyt lisätä ponnisteluaan suoriutuakseen työstään. Syketaajuuden vaihtelussa näyttää olevan yksilöllisiä "sisäisistä tekijöistä" johtuvia eroja. Eräänä sekoittavana tekijänä on ikä, koska nuorimman kuljettajan (kuljettaja 1) arvot poikkesivat selvästi muiden arvoista. Näyttää myös siltä, että vaihtelulla olisi tietty minimiraja, jonka alapuolelle se har voin menee. Näillä kuljettajilla se näyttäisi kuormatraktorityössä olevan camman arvon 0.02 tuntumassa. Tällaisen rajan olemassa olo on aivan luonnollista, elimistö sietää päivästä toiseen tietyn kuormittumisen ja palautuu siitä ilman häiriöitä. Ensimmäisen päivän alkupuolen arvoihin vaikuttaa sel västi tilanteen outous. Toisena päivänä kul jettajilla 2 ja 4 näkyy selvemmin lievä las keva tendenssi kuin ensimmäisenä päivänä. Kuljettajilla 1 ja 3 ilmiö ei tule yhtä selvänä esille, koska kuljettaja 1 ajoi viisi ensim mäistä kuormaa tukkeja ja loppupäivän kui tupuuta, kuljettaja 3 puolestaan ajoi seitse män kuormaa tukkeja ja sen jälkeen kuitu puuta. Yleisenä piirteenä näyttää myös ole van, että camman arvot olivat melko saman laisia III—V ensimmäisen kuorman aikana, minkä jälkeen vaihtelu kasvoi. Viimeisellä kuormalla tapahtuu ilmeisesti jonkinlainen latauksen purkautuminen, koska camman arvot kohosivat lähes kaikilla. 35. Syketaajuuden vaihtelun spektrianalyysi Spektreissä on selvästi yksilöllisiä eroja (kuva 5), mutta päivän kuluessa niissä tapah tuu samansuuntaisia muutoksia. Yleisenä piirteenä on 0,15 Hz:ä korkeampien taa juuksien amplitudien pienentyminen työpäi vän edetessä. Kaikilla voidaan havaita koko päivän kaksi piikkiä, toinen niistä sijoittuu 0,05 Hz alapuolelle ja toinen 0,12 Hz tienoil le. Näiden piikkien amplitudit kohoavat joillakin koehenkilöillä päivän keskivaiheil la (kuormat IV—VII) ja laskevat sen jälkeen. Charnockin ja Manenican (1978) aineistossa ilmeni koehenkilöiden spektreissä kaksihuippuisuutta pakkotahti sissa työskentelyoloissa, vapaassa työtahdis sa huippuja sen sijaan oli yksi. S a y e r s i n (1973) käsityksen mukaan alempi piikki liit tyy lämpötilan säätelyyn ja toinen vaso motorisiin tekijöihin. Henkisessä kuormituksessa on havaittu 0,1 Hz:n alueella amplitudin pienenemistä, minkä on oletettu aiheutuvan muutoksista vasomotorisessa verenpaineen säätelyssä (Antila 1979). Kuljettajilla 2ja 3 tapah tui spektrien piikeissä pienenemistä työpäi vän loppupuolella. Piikkien säilymisen seli tyksenä saattaa olla, että traktoreiden tärinä vaikuttaa tähän vasomotoriseen verenpai neen säätelyyn (Harstela ja Salmi nen 1980). Hengityksen vaikutukset taajuusalueella 0,2—0,3 Hz häviävät tai siirtyvät matalam malle taajuusalueelle henkisessä kuormituk sessa (Antila 1979). Kuljettajilla näkyy myös selvästi amplitudin pieneneminen tällä alueella. Vielä II kuormassa, joillakin kuljet tajilla myös V ja VI kuormassa näkyy kor keita amplitudeja hengityksen taajuusalueel la. Viimeisissä kuormissa amplitudit ovat selvästi painuneet alhaiselle tasolle (kuva 5). Charnockin ja Manenican (1978) tutkimuksissa hengitystaaj uuden amplitudit pienenivät vapaatahtisessa työs sä, pakkotahtisessa työssä ilmeni sen sijaan hengityksen vaikutus. 13 Kuva 4. Camman päivittäinen vaihtelu koehenkilöittäin. Fig. 4. The daily variation in the Camma index for each subject. 14 Kuva 5. Syketaajuuden vaihtelun spektreissä tapahtuneet muutokset koehenkilöittäin, Fig. S. Changes in the power spectrum of interbeat intervals for each subject. 15 16 Taulukko 6. Camman ja syketaajuuden arvot kuormauksen alku- (A) ja loppupuolelta (L) ja koko ajanjaksolta (K). Table 6. The Camma and heart rate values at the beginning (A) and the end of loading (L) and also for the whole time period (X). KOEHENKILÖ 1 SUBJECT 1 Kuormaus — L II V Loading VII ix K A L KA L K A L K A L Camma .082 .097 .068 .065 .065 .052 .042 . .036 .047 .104 .126 .068 Syketaajuus Heart rate 76 76 79 81 80 86 94 96 91 83 84 87 Syket.hajonta Standard deviation of heart rate 10 11 8 8 7 7 7 6 6 13 17 7 KOEHENKILÖ 2 SUBJECT 2 Kuormaus — Loading III V vi K A L KA L K A L Camma .035 .032 .027 .028 .032 .021 .029 . .025 .042 Syketaajuus Heart rate 105 106 103 117 119 113 123 125 118 Syket.hajonta Standard deviation of heart rate 6 5 4 5 5 4 6 6 6 KOEHENKILÖ 3 SUBJECT 3 i v Kuormaus — Loading VII ix x K A L K A L K A L K A L K A L Camma .036 .032 .033 .031 .033 .030 .055 .062 .045 .054 .049 .065 ; .051 .051 .041 Syketaajuus Heart rate 81 81 81 77 77 77 80 79 81 85 82 88 79 79 83 Syket.hajonta Standard deviation of heart rate 4 4 5 3 3 2 7 6 6 11 9 14 7 7 5 KOEHENKILÖ 4 SUBJECT 4 I II Kuormaus — Loading V vi viii K A L K A L K A L K A L K K L Camma .049 .049 .046 .050 .051 .058 .046 .044 .045 .059 .065 .056 > .048 .048 .048 Syketaajuus Heart rate 84 84 84 83 83 83 83 82 84 82 81 82 84 83 85 Syket.hajonta Standard deviation of heart rate 6 5 6 5 6 5 6 5 6 7 7 6 6 5 5 17 i Kuva 6. Työvaiheen 13 keston päivittäinen vaihtelu koehenkilöittäin. Fig. 6. The daily variation in the duration of working phase 13 for each subject. 18 36. Muutokset työajanmenekissä Muutoksia työajanmenekissä tarkasteltiin eri työvaiheiden keston muutosten perus teella. Erikoisesti tarkasteltiin työvaihetta 13, minkä aikana kuormauksessa koura siir tettiin tyhjänä kuormasta kasan tai tukin luo, purkauksessa tyhjä koura ohjattiin ka salta kuormaan. Tämän työvaiheen arvioi tiin olevan vähiten altis työvaikeustekij öiden häiriöille, joten siinä näkyisivät parhaiten väsymyksen aiheuttamat muutokset. Kaik kien työvaiheiden kestossa oli havaittavissa samansuuntaisia muutoksia, mikä selittynee osittain kasan etäisyydestä kuormaan ja ajettavan tavaralajin vaihtumisesta. Kuljet tajan 4 aineistosta ilmeni, että jos kasan etäisyys kasvoi kahdesta kolmeen metriin, lisääntyi työvaiheen 13 kesto noin kaksi sekuntia. Hän ajoi harvennushakkuumaalla. Kuljettajalla 3 työvaiheen 13 kesto ei sen sijaan riippunut kasan etäisyydestä. Hän ajoi avohakkuutyömaalla. Kuvassa 6 nähdään työvaiheen 13 keston muutokset koehenkilöittäin. Muutoksissa ei voida havaita mitään selvää samankal taisuutta. Saman kuormauksen sisällä vienti ajat nopeutuvat hieman kuormauksen lop pupuolella, mikä ilmeisesti aiheutuu siitä, että kuorman edistyessä kouran vientimat kat lyhenevät. Työvaiheiden kestoon näyttä vät vaikuttavan siis monet työvaikeustekijät, joiden vaihtelu peittää alleen mahdolliset väsymyksen vaikutukset. Jotta ajanmenekin muutoksien aiheuttajat pystyttäisiin selvittä mään, tarvittaisiin työvaikeustekij öiden tar kempi analyysi kuin mitä nyt suoritettiin. 4. PÄÄTELMÄT Vaikka metsätyön luonteessa on koneellis tamisen seurauksena tapahtunut muutos, ei työntekijöiden fysiologisessa vasteessa ole tapahtunut kaikkien muuttujien osalta muu tosta parempaan. Työn fyysinen rasitus on selvästi keventynyt. Syketaajuuden avulla arvioituna työ on kevyttä tai kohtalaisen raskasta. Verenkiertoelimistön rasitus on siis pienentynyt huomattavasti. Fyysisen rasituksen sijalle on tullut henkisiä kuor mitteita. Lisämunuaisen hormonien eritys virtsaan ei ole kuljettajilla oleellisesti vähäi sempää hakkuumiehiin verrattuna (S al - e n 1980). Katekolamiinien eritys on ehkä hieman alhaisempaa, ketogeenisten steroidien vastaavasti korkeampaa. Hormo neista ei vielä tiedetä, mitkä pitoisuudet ovat terveydelle vaarallisia, jatkuva korkea eritystaso lisännee mm. sydänsairauksien ris kiä (J o h a n s s o n 1980). Käytetyistä mittareista mikään ei anna sel vää vastausta työntekijän kuormittumisesta tai stressireaktiosta. Muutokset syketaajuu dessa ja sen vaihtelussa sekä lisääntynyt hormonien eritys iltapäivällä kertovat väsy myksestä. Työntekijöiden on lisättävä pon nisteluaan, jotta he pystyisivät pitämään aikaisemman suoritustasonsa. Tutkimuksen aikana kuljettajat tekivät normaalia lyhyem pää työpäivää. Työskentelyolosuhteiden vaikeutuminen työpäivän lopussa (kuljettaja 1) näkyi selvästi syketaajuuden vaihtelussa. Hormonien yöeritys palautui normaalille tasolle. Tällaisessa sensomotorisessa työssä väsy mys ei aina tule selvänä esille työn tuottavuu dessa, koska työntekijä pystyy kompensoi maan väsymystään aktivaatiotasoaan kohot tamalla (Vuorinen 1978). Työn jakau tuminen erilaisiin työrupeamiin, kuormauk seen, ajoon ja purkaukseen lisää työn vaih televuutta ja viivästyttää monotonian ja väsymyksen tuntemuksia. Kuljettajat väsy vät selvästi 3 —5 tunnin työskentelyn jäl keen, mutta he pystyvät pitämään tuotta vuuden entisellä tasolla kohottamalla akti vaatiotasoaan. Vasta 7—9 tunnin työsken telyn jälkeen, kun työn kuormittavuus li sääntyi pimeän vuoksi, alkoi työn tuottavuus laskea kuljettajalla 1. Kuormatraktorityötä voidaan pitää var sin mielekkäänä metsätyönä. Työn raskaus on kohtuullista. Työntekijät saavat käyttää vaihtelevasti tietojaan ja taitojaan. Kuljetta jat näkevät työnsä tulokset heti sekä työ saadaan loppuunsuoritetuksi, kun leimikko on kokonaan ajettu. Nämä tekijät osaltaan edistävät korkean motivaatiotason synty 19 mistä. Työhön liittyy tiettyä vaihtelevuutta esimerkiksi erilaiset ajopalstat, työ on va paata ja työtahdin voi osin itse määrätä. Työympäristön fysikaalisia kuormitteita, melua ja heiluntaa on mahdollista vähentää koneiden teknisen kehittelyn avulla. Kul jettajat tekevät yleensä kuitenkin kohtuutto man pitkiä työpäiviä, ehkä selviytyäkseen kalliin koneen hankinnasta. Seurauksena saattaa olla sosiaalinen eristäytyminen ja pitkien työpäivien aiheuttama kuormittu minen, "jatkuva väsymyksen tunne", minkä vaikutukset saattavat näkyä elimistössä vas ta vuosien altistuksen jälkeen ja ovat huo nosti mitattavissa käytetyillä mittareilla. KIRJALLISUUS ANTILA, K. 1979. Quantitative characterization of heart rate during exercise. Scand. J. Clin. Lab. Inv. Supp. 153:1—68. APPLEBY, J. et al. 1955. Biochem. J. 60:453. ASHOFF, J. 1978. Circadiane Rhythmen im endo crinem System. Summary: Circadian rhythms in the endocrine system. Klin. Wschr. 56:425 —435. BOSTRAND, L. 1978. Av maskinförarna upplevda besvär. Sveriges Skogsvförb. Tidskr. 1 —2:31—35. BRADLEY, G. & P ATK AI, P. 1974. Skiftarbete vid mekaniserad avverkning. Summary: Shiftwork in mechanized logging. Rapp. Upps. Instn. Skogstek. Skogshögsk. 66:1 —84. CHARNOCK, D. & MANENICA, I. 1978. Spectral analysis of R-R intervals under different work condition. Ergonomics 21(2): 103 —108. DANIEL, J. 1979. Relationship between resistance to mental and physical loads. Ergonomics 22(6):703 (abstr.). ETTAMA, J.H. & ZIELHUIS, R.L. 1971. Physio logical parameters of mental load. Ergonomics 14(1):137— 144. EULER yon, U.S. & LISHAJKO, F. 1961. Improved technique for the fluorimetric estimation of cate cholamines. Acta Physical. Scand, 51:348—356. FRANKENHAEUSER, M. 1971. Behaviour and cir- culating catecholamines. Brain research 31:241 — 262. — 1975. Sympathetic-adrenomedullary activity, be haviour and the psychosocial environment. Pp. 71—94 in V e n a b 1 e s, P. & Christie, M. (Eds). Research in psychophysiology. 444 s. London. John Wiley & Sons. GARDELL, B. 1978. Työn sisältö ja elämisen laatu. 132 s. Helsinki. Kustannusosakeyhtiö Tammi. HALL, B. 1973. Skogsarbetet ur psykologisk syn vinkel. Ekon. Forskn. Stift. Skogsarb. 11:1—4. HANSSON, J.-E. & WIKSTRÖM, 8.-O. 1974. Vibra- tionsbelastning pä skogsmaskinförare. Summary: Vibration stress on forest drivers. Rapp. Upps. Instn. Skogstek. Skogshögsk. 67:1 —28. HARSTELA, P. 1979. Puunkorjuun ergonomia. 151 s. Suonenjoki. — & SALMINEN, M.-L. 1980. Heart rate variability and some other psycho-physiological variables when driving some forest machines. lUFRO, Div. 3, Proceedings 21.—26.9.1980. HONKASALO, A. 1978. Työsuojelu, ergonomia. 184 s. Otaniemi. Otakustantamo. JOHANSSON, G. 1980. Stress — strain at work — general knowledge and aspects. lUFRO, Div. 3, Proceedings 21.—26.9.1980. JORGENSEN, M. 1957. Acta Endock. 26:424. KAHALA, M. 1979. Puutavaran kuormatraktorikul jetus ja siihen vaikuttavat tekijät. Summary: Forwarder transport of timber and factors influen cing it. Metsätehon tiedotus 355:1—30. KALIMO, R., KAUPPINEN-TOROPAINEN, K. & LINDSTRÖM, K. 1979. Psyykkinen työsuojelu. Summary: Psychological and social factors in working life. Työterveyslaitoksen katsauksia 30: I—ll6. KALSBEEK, J. 1971. Sinus arrhytmia and the dual task method of measuring mental load in S i n g 1 e t o n, W., Fox, J. & W h i t e f i e 1 d, D. (Eds) measurement on man at work — an appraisal of physiological and psychological criteria in man machine systems. London. Taylor & Francis Ltd. KYTTÄLÄ, T. 1978. Työn organisointimahdollisuudet puunkorjuussa. Summary: Aspects of work organizing in logging. Folia For. 361:1 —37. KÄTTÖ, J. & SALMINEN, H. 1973. Metsätraktorien melu, tärinä ja heilunta. Summary: Noise, vibration and rocking of forest tractors. VAKOLA, tutk. sel. 10:1—35. LEHTONEN, A. 1977. Menetelmäkehittelyä työhön liittyvän stressin ja stressireaktioiden tutkimiseksi kyselyllä. Summary: Questionnaire for use in re search on work stress. Työterveyslaitoksen tutki muksia 132:1—67. LUCZAK, H. 1978. Fractioned heart rate variability. Part I. Analysis in a model of cardiovascular and cardiorespiratory system. Ergonomics 21 (11):895— 911. — 1979. Fractioned heart rate variability. Part 11. Experiments on superimpositions of components of stress. Ergonomics 22( 12): 1315 —1324. — & LAURIG, W. 1973. An analysis of heart rate variability. Ergonomics 16(1):85—98. MULDER, G. & MULDER-HAJONIDES van der MEULEN, W. 1973. Mental load and the measure ment of heart rate variability. Ergonomics 16(1): 69—83. NORYMBERSKI, J. et al. 1953. Lancet 1:1276. 20 SALMINEN, M.-L. 1980. Työntekijän fysiologinen ja biokemiallinen kuormittuminen hakkuutyössä. Summary: Heart rate changes and some biochemical factors during the day at cutting work. Commun. Inst. For. Fenn. 96.6:1 —35. SAVERS, B. 1973. Analysis of heart rate variability. Ergonomics 16(1): 17—32. SMIRNOV, K., VIRU, A., SAZONA, T. & SMIR NOVA, T. 1978. [17 -oksikortikoiden erityksen vuorokautinen rytmi paikallaan pysyvässä ja yksi toikkoisessa tuotannollisessa työssä]. Käännös ve näjästä. Fiziologija Celoveka 4(1):42—45. SOININEN, H. 1975. Koko kehon tärinä. Kirjallisuus katsaus. Summary: Whole body vibration. A litera ture review. Työterveyslaitoksen tutkimuksia 116:1—38. TEIKARI, E. 1977 a. Traktorin ergonomiset ominai suudet puutavaran lähikuljetuksessa. Summary: The ergonomical properties of tractor in the forest haulage of timber. Työtehoseuran julkaisuja 195: 1—64. — 1977 b. Traktorinkuljettajien arviot puutavaran lähikuljetuksesta. Summary: Opinions of tractor operators about the forest haulage of timber. Työ- tehoseuran julkaisuja 196:1 —69. — 1979. Metsätyöntekijöiden työviihtyvyys. Summary: Job satisfaction among forest workers. Työteho seuran julkaisuja 208:1—96. TSANEVA, N. 1972. Väsymys työssä. Sivut 3—22 teoksessa Väsymys työssä. 161 s. Helsinki Työter veyslaitos. Työolojen tutkimisen teoreettisia lähtökohtia. 1976. Teoreetista työsuojelututkimusta suunnitelleen työryhmän mietintö. 115 s. Helsinki. Suomen Akatemia. VALONEN, P. 1975. Tekomiehen fyysinen kuormi tus kehittyneissä työvaltaisissa kuitupuun teko menetelmissä. Summary: The physical strain on the logger in advanced labour intensive pulpwood preparation methods. Folia For. 243:1 —31. WUOLIJOKI, E. 1978. Heilunnan vaikutukset kul jettajaan. Summary: Surveying the effects of vibration (Preliminary report). Teho 11:21—24. VUORINEN, H. 1978. Metsätraktorin kuljettajan kuormittumisen mittausmahdollisuudet. Summary: Possibilities of measuring the strain on forest tractor drivers. Folia For. 347:1 —16. SUMMARY Mechanization has changed the character of forest work. The physical strain on the worker has decreased, but the psychical strain has increased correspondingly. In this study the work of the forwarder's driver was investigated. Forest haulage with a forwarder is largely sensomotoric work. The sensomotoric process becomes pronounced especially when using a grapple. While evaluation of the load in this kind of work is difficult, the result is often measurement of the strain-induced changes in the worker's homeostasis and functions. The work load of forwarder driving was observed by measuring the strain on the drivers with psycho physiological indicators. The indicators used were heart rate and its variability, urinary excretion of catechola mines and ketogenic steroids, and the variation in reaction time at different times of the working day. In addition, the suitability of these indicators for field studies and how well they measure the strain were evaluated. The test subjects were four experienced drivers. The measurements were performed two days for each worker. Three of them were contractors and the fourth drove a forwarder owned by his father. The strain reactions were also evaluated by questionnaires and interview. In addition, the drivers reported three times during the day their feelings about fatigue and activity with help of descriptive adjectives. The changes in the reaction time of the drivers were recorded at different times during the working day. All the urine of the drivers was collected during the working day. In the evening and at night the drivers collected their urine according to instructions issued. The drivers' heart rate was measured during the working day by a telemetric system. Simultaneously, the working phases were coded on the other channel of the magnetic tape. Every heart beat time was transferred from the magnetic tape to the whole band. The whole bands were analysed by computer. Loading and unloading and also driving loaded and unloaded were treated as separate working phases. The average heart rate and its standard deviation were calculated for each phase. The average difference of two successive R-R interval times and the standard deviation of these differences were calculated from the same time period. The Camma index describing the heart rate variability was also calculated. For some working phases spectral analyses of heart rate variability were also carried out with the help of Fourier trans formation. Three drivers were satisfied with their job, felt that the work suited them. The fourth driver was not quite satisfied with his job and he also thought that the work did not come up to the level of his skills and require ments. All the drivers thought that the work required a lot of decision making and consideration; decision making on economical problems was partly included in this question. Typical strain symptoms were pain in the stomach, stiff muscles and a persistent feeling of fatigue. The drivers estimated that they were a little tired both at the beginning and at the end of the working day. The reaction time measurements did not give any clear results, because practice was required in the use of the apparatus. The Kruskal-Wallis test showed no statistically significant difference between different times during the day. The urinary excretion of the drivers was lowest during the night, and in the morning, too, it was very small. Of the catecholamines, the excretion of adrena line increased more clearly in the morning than of 21 noradrenaline. The excretion of adrenaline of two drivers was also strong in the afternoon. The increase in the urinary excretion of adrenaline in the morning may be associated with the general adaption reaction to the work and increased need for concentration. The increased excretion in the afternoon may indicate that the drivers has raised their effort and activation level to be able to maintain the same performance level as in the morning. The highest urinary noradrenaline contents were found in the afternoon, except for driver 3. Increased excretion in the afternoon may indicate the existence of an additional load, such as noise and vibration. The increased excretion of ketogenic steroids supports the existence of physical loads. The increased excretion of steroids has also been connected with sensomotoric load and the existence of prolonged strain. The heart rate of the drivers increased during the second day, except for driver 3. The heart rate ranged from 80 to 100 beats a minute; driver 2, whose heart rate ranged from 100 to 120 beats a minute, was an exception. The heart rate variability of drivers 2 and 4 as measured by the Camma index showed a decreasing tendency at the end part of second day. The results for drivers 1 and 3 are difficult to interpret, because they changed their work during the day from driving logs to pulpwood. The lower the Camma values, the greater was the strain. Changes of similar trend occurred during the day in the power spectra of cardiac interbeat intervals. A general feature was the decreasing of amplitudes in the range over 0,15 Hz during the working day. Under mental load the influence of breathing disappeares in the spectral range from 0,2 to 0,4 Hz. This phenom enon appeared clearly in the drivers' results as a decrease in amplitudes in this spectral zone. The other typical feature of mental load, low power in the spectral range 0,1 Hz, did not appear as clearly in the results. An explanation of the occurrence of spikes may be that the vibration of the forwarder influences the regulation of vasomotoric blood pressure, which is thought to cause these spikes. None of the variables alone indicated the possible strain and stress reactions of the worker. Several vari ables together gave, however, an impression of the trend of the changes. In this kind of sensomotoric work the strain does not always appear clearly in the psychophysiological variables or in the productivity of work, because the worker can compensate for the strain by increasing his activation level. Generally, the changes in heart rate and its variability and the increased excretion of hormones which occured in the afternoon indicated the increase in effort and strain. The physical load typical of forest work has decreased in the driving of a forwarder. The work also offers variety. The character of the driving areas changes and the work includes different phases which can delay the feeling of monotony and fatigue. The worker can, however, be exposed to physical loads, working alone, long working days and a responsibility for expensive machinery, factors which may cause changes in the worker's homeostasis after an exposure of years. These changes are not readily measurable with the variables used in the study. ODC 302 ISBN 951-40-0500-7 ISSN 0015-5543 SALMINEN M-L. 1981. Kuormatraktorin kuljettajan kuormittumisen arviointi psykofysiologisilla menetelmillä. Summary: Evaluation of the strain on the for warder driver with the help of some psychophysiological methods. Folia For. 455:1—21. The strain on the forwarder driver during the working day was measured by the heart rate and its variability, changes in the urinary excretion of catecholamines and 17-ketogenic steroids, and the worker's reaction time. None of the variables alone indicated the possible strain. Several of the variables together, however, gave an idea of the trend of the changes. Author's address: The Finnish Forest Research Institute, Suonenjoki Research Station, SF-77600 Suonenjoki, Finland ODC 302 ISBN 951-40-0500-7 ISSN 0015-5543 SALMINEN M-L. 1981. Kuormatraktorin kuljettajan kuormittumisen arviointi psykofysiologisilla menetelmillä. Summary: Evaluation of the strain on the for warder driver with the help of some psychophysiological methods. Folia For. 455:1—21. The strain on the forwarder driver during the working day was measured by the heart rate and its variability, changes in the urinary excretion of catecholamines and 17-ketogenic steroids, and the worker's reaction time. None of the variables alone indicated the possible strain. Several of the variables together, however, gave an idea of the trend of the changes. Author's address: The Finnish Forest Research Institute, Suonenjoki Research Station, SF-77600 Suonenjoki, Finland Tilaan kortin kääntäpuolelle merkitsemäni jul kaisut (julkaisun numero mainittava). Please, send me following publications (add numbers of the publications on the backside of the card). Nimi Name Metsäntutkimuslaitos Kirjasto /Library Unioninkatu 40 A Osoite Address SF-°°l7o Helsinki 17 FINLAND uoijowjofut uof sjjvD y syjDway Bfnpjsnpsii ig BiSJinjnßuionH 3BIUU3J St|E)S3JOJ nniusu] S9uoi)B3iunui 11103 BIIBJS3JOJ BIIOJ METSÄNTUTKIMUSLAITOS THE FINNISH FOREST RESEARCH INSTITUTE Tutkimusosastot — Research Departments Maantutkimusosasto Department of Soil Science Suontutkimusosasto Department of Peatland Forestry Metsänhoidon tutkimusosasto Department of Silviculture Metsänjalostuksen tutkimusosasto Department of Forest Genetics Metsänsuojelun tutkimusosasto Department of Forest Protection Metsäteknologian tutkimusosasto Department of Forest Technology Metsänarvioimisen tutkimusosasto Department of Forest Inventory and Yield Metsäekonomian tutkimusosasto Department of Forest Economics Matemaattinen osasto Department of Mathematics Metsäntutkimusasemat — Research Stations Parkanon tutkimusasema Parkano Research Station Os. — Address: 39700 Parkano, Finland Puh. — Phone: (933) 2912 Muhoksen tutkimusasema Muhos Research Station Os. — Address: 91500 Muhos. 1 kp, Finland Puh. - Phone: (981)431 404 Suonenjoen tutkimusasema Suonenjoki Research Station Os. — Address: 77600 Suonenjoki, Finland Puh. - Phone: (979) 11 741 Punkaharjun jalostuskoeasema Punkaharju Tree Breeding Station Os. — Address: 58450 Punkaharju, Finland Puh. — Phone: (957) 314 142 Ojajoen koeasema Ojajoki Experimental Station Os. — Address: 12700 Loppi, Finland Puh. — Phone: (914) 40 356 Kolarin tutkimusasema Kolari Research Station Os. — Address: 95900 Kolari, Finland Puh. — Phone: (995) 61 401 Rovaniemen tutkimusasema Rovaniemi Research Station Os. — Address: Eteläranta 55 96300 Rovaniemi 30, Finland Puh. — Phone: (991) 15 721 Joensuun tutkimusasema Joensuu Research Station Os. — Address: c/o Joensuun korkeakoulu c/o Joensuu University PL 111 80101 Joensuu 10, Finland Puh. — Phone: (973) 28 311 Ruotsinkylän jalostuskoeasema Ruotsinkylä Tree Breeding Station Os. — Address: 01590 Maisala, Finland Puh. — Phone: (90) 824 420 1980 No 446 Kuusela, Kullervo & Salminen, Sakari: Ahvenanmaan maakunnan ja maan yhdeksän eteläisimmän piirimetsä lautakunnan alueen metsävarat 1977—1979. Forest resources in the Province of Ahvenanmaa and the nine southernmost Forestry Board Districts in Finland 1977—1979. Uusvaara, Olli: Pelkkahakkureilla tehdyn hakkeen ja sahatavaran pinnan laatu. Quality of chips and surface of sawn timber made by chipper headrigs. Vuokila, Yrjö: Kasvatustiheyden vaikutus istutuskuusikon kasvuun ja tuotokseen. The dependence of growth and yield on the density of spruce plantations in Finland. No 447 No 448 No 449 Kinnunen, Kaarlo & Mäki-Kojola, Sakari: Männyn luontaisesta uudistumisesta Pohjois-Satakunnassa. Natural regeneration of Scots pine in western Finland. No 450 Isomäki, Antti & Väisänen, Jarmo: Harvennustavan vaikutus kasvatettavaan puustoon ja harvennuskerty mään. Thinning method and its influence on the remaining growing stock and on the thinning yield. Varmola, Martti: Männyn istutustaimistojen ulkoinen laatu. The external quality of pine plantations. Roiko-Jokela, Pentti: Maaston korkeus puuntuotantoon vaikuttavana tekijänä Pohjois-Suomessa. The effect of altitude on the forest yield in northern Finland. No 451 No 452 No 453 Pohtila, Eljas & Timonen, Mauri: Suojametsäalueen viljelytaimikot ja niiden varhaiskehitys. Scots pine plantations and their early development in the protection forests of Finnish Lapland. Gustavsen, Hans Gustav: Talousmetsien kasvupaikkaluokittelu valtapituuden avulla. Site index curves for conifer stands in Finland. No 454 1981 No 455 Salminen, Marja-Liisa: Kuormatraktorin kuljettajan kuormittumisen arviointi psykofysiologisilla menetel millä. Evaluation of the strain on the forwarder driver with the help of some psychophysiological methods. Raitio, Hannu: Pääravinnelannoituksen vaikutus männyn neulasten rakenteeseen ja ravinnepitoisuuksiin ojitetulla lyhytkorsinevalla. No 456 Effect of macronutrient fertilization on the structure and nutrient content of pine needles on a drained short sedge bog. No 457 Huttunen, Terho: Suomen piensahat 1980. Small sawmills in Finland, 1980. Kärkkäinen, Matti & Salmi, Juhani: Länsi-Uudenmaan rannikon mäntytukkien ominaisuudet eräällä sahalai toksella. No 458 Properties of pine logs in a coastal sawmill in southern Finland. Kärkkäinen, Matti: Polttopuun rasiinkaadon ja muiden kuivausmenetelmien perusteet. Foundations of leaf-seasoning and other drying methods of fuelwood. No 459 No 460 Metsätilastollinen vuosikirja 1980. Yearbook of Forest Statistics, 1980. No 461 Raulo, Jyrki & Lähde, Erkki: Rauduskoivun kylvökokeita Lapissa. Sowing experiments with Betula pendula in Finnish Lapland. Raulo, Jyrki & Rikala, Risto: Istutettujen männyn, kuusen ja rauduskoivun taimien alkukehitys eri tavoin käsitellyllä viljelyalalla. No 462 Initial development of Scots pine, Norway spruce and silver birch seedlings planted on a forestation site pre pared in different ways. No 463 Hyppönen, Mikko: Eräiden metsikönkasvatusvaihtoehtojen edullisuus metsähallituksen Pohjois-Suomen metsissä. Profitability of some stand growing alternatives in the State forests of northern Finland. No 464 Harstela, Pertti & Piirainen, Kimmo: Esitutkimus PIKA 75 harvesterin automaatioasteen vaikutuksista tuo tokseen, mittaustarkkuuteen ja kuljettajan kuormittumiseen. Output, accuracy of measuring and strain of the driver at three automation levels of PIKA 75 harvester. A pilot study. No 465 Huttunen, Terho: Suomen puunkäyttö, poistuma ja metsätase 1978—80. Wood consumption, total drain and forest balance in Finland, 1978 —80. Harstela, Pertti & Tervo, Leo: Pitkän puutavaran esijuonto vinttureilla ja hevosella. Bunching of timber by winches and horse. No 466 Metsäntutkimuslaitoksen julkaisusarjoja, Communicationes Instituti Forestalls Fenniae ja Folia Forestalia, koskevat yksittäiskappaletilaukset ja vaihtotarjoukset osoitetaan laitoksen kirjastolle. Tiedonantomonisteita koskevat tilaukset osoitetaan ao. tutkimusosastolle tai -asemalle. Subscriptions concerning single copies of the publications, as well as exchange offers, can be addressed to the Library of the Institute. Myynti: Valtion painatuskeskus, Annankatu 44, 00100 Helsinki 10, puh. (90) 17 341 ISSN 0015-5543 ISBN 951-40-0500-7 1. JOHDANTO 2. AINEISTO JA MENETELMÄT 21. Koehenkilöt ja työolosuhteet 22. Testit 23. Virtsanäytteet Syketaajuuden hetkellinen vaihtelu 24. Syketiedot Syketaajuuden hetkellinen vaihtelu Syketietojen analysointi 3. TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU 31. Kuljettajien tuntemukset 32. Hormonien eritys virtsaan 33. Syketaajuus 34. Syketaajuuden hetkellinen vaihtelu 35. Syketaajuuden vaihtelun spektrianalyysi 36. Muutokset työajanmenekissä 4. PÄÄTELMÄT KIRJALLISUUS