職業暴露

電動プロセスまたはツールから発生し、指または手のひらで身体に入る機械的振動は呼ばれます 手で伝わる振動. 手で伝わる振動の同義語としてよく使われるのは、手腕の振動と局所的または部分的な振動です。 オペレーターの手を振動にさらす電動プロセスやツールは、いくつかの産業活動で広く使用されています。 手で伝わる振動への職業的ばく露は、製造業 (例えば、衝撃金属加工工具、グラインダーおよびその他の回転工具、インパクト レンチ)、採石、採掘および建設 (例えば、削岩機、石工) で使用される手持ち式電動工具から生じます。ハンマー、つるはしハンマー、バイブロコンパクター)、農業および林業 (チェーンソー、ブラシのこぎり、吠える機械など)、および公益事業 (道路およびコンクリート破砕機、ドリル ハンマー、手持ち式グラインダーなど)。 手で伝わる振動への暴露は、ペデスタル研削のようにオペレータの手で保持されたワークピースの振動や、芝刈り機の操作や振動する道路コンパクターの制御などの手持ち式の振動制御装置からも発生する可能性があります。 職場で手から伝わる振動にさらされている人の数は、オランダで 150,000 万人、英国で 0.5 万人、米国で 1.45 万人を超えると報告されています。 手で伝わる振動に過度にさらされると、血管、神経、筋肉、上肢の骨や関節に障害が生じる可能性があります。 ヨーロッパ諸国と米国の労働者の 1.7 ～ 3.6% が、潜在的に有害な手から伝わる振動にさらされていると推定されています (ISSA International Section for Research 1989)。 手腕振動 (HAV) 症候群という用語は、手から伝わる振動への曝露に関連する徴候や症状を指すために一般的に使用されます。

• 血管障害

• 末梢神経障害

• 骨と関節の病気

• 筋肉障害

• その他の障害（全身、中枢神経系）。

モーターサイクルや家庭用の振動ツールの使用などの余暇活動は、手が高振幅の振動にさらされることがありますが、毎日長時間さらされるだけで健康上の問題が生じる可能性があります (Griffin 1990)。

手で伝わる振動への職業的暴露と健康への悪影響との関係は単純ではありません。 表 1 は、振動にさらされた労働者の上肢に傷害を引き起こす最も重要な要因の一部を示しています。

表 1. 手で伝わる振動にさらされたときの有害な影響に関連する可能性のあるいくつかの要因

振動特性

• 振幅 (rms、ピーク、加重/非加重)

• 周波数（スペクトル、支配的な周波数）

• 方向 (x、y、z 軸)

ツールまたはプロセス

• ツール設計（ポータブル、固定）

• ツールの種類 (パーカッシブ、ロータリー、回転パーカッシブ)

• 調子

• 操作

• 作業中の材料

暴露条件

• 期間（毎日、毎年のエクスポージャー）

• 曝露パターン（連続、間欠、休止）

• 累積曝露時間

環境条件

• 周囲温度

• エアフロー

• 湿度

• ノイズ

• 指手腕系の動的応答

• 機械インピーダンス

• 振動伝達率

• 吸収エネルギー

個人の特徴

• 働き方（握る力、押す力、手腕の姿勢、体の位置）

• 健康

• トレーニング

• 技能

• 手袋の使用

• 怪我に対する個々の感受性 

バイオダイナミック農法

指-手-腕系への振動の伝達に影響を与える要因が、振動損傷の発生に関連する役割を果たしていると推測できます。 振動の伝達は、振動の物理的特性 (大きさ、周波数、方向) と手の動的応答の両方に依存します (Griffin 1990)。

透過率とインピーダンス

実験結果は、人間の上肢の機械的挙動が複雑であることを示しています。手腕システムのインピーダンス (つまり、振動に対する抵抗) は、振動の振幅、周波数と方向、加えられた力の変化に伴って顕著な変化を示すためです。刺激の軸に対する手と腕の向き。 インピーダンスは、体質や上肢のさまざまな部分の構造の違いによっても影響を受けます (たとえば、指の機械的インピーダンスは、手のひらの機械的インピーダンスよりもはるかに低い)。 一般に、振動レベルが高く、手がしっかりと握られていると、インピーダンスが大きくなります。 ただし、インピーダンスの変化は、振動刺激の周波数と方向、および被験者内および被験者間の変動性のさまざまな原因に大きく依存することがわかっています。 いくつかの研究では、80 ～ 300 Hz の周波数範囲での指-手-腕システムの共振領域が報告されています。

人間の腕を通る振動の伝達を測定すると、低周波振動 (>50 Hz) は手と前腕に沿ってほとんど減衰せずに伝達されることが示されています。 振動の伝達は、肘関節の屈曲角度の増加とともに減少する傾向があるため、肘での減衰は腕の姿勢に依存します。 より高い周波数 (> 50 Hz) では、振動の伝達は周波数の増加とともに次第に減少し、150 ～ 200 Hz を超えると、ほとんどの振動エネルギーが手と指の組織で消散されます。 伝達率の測定から、高周波数領域の振動は指や手の柔らかい構造への損傷の原因である可能性があり、高振幅の低周波数振動（例えば、打撃ツールから）は怪我に関連している可能性があると推測されています。手首、肘、肩に。

指と手のダイナミクスに影響を与える要因

振動暴露による悪影響は、上肢で消散するエネルギーに関連していると考えられます。 エネルギー吸収は、指と手のシステムと振動源の結合に影響を与える要因に大きく依存します。 グリップ圧、静的力、および姿勢の変化は、指、手、および腕の動的応答を変化させ、その結果、伝達および吸収されるエネルギーの量を変化させます。 例えば、グリップ圧力はエネルギー吸収にかなりの影響を及ぼし、一般にハンドグリップが高いほど、ハンドアームシステムに伝達される力が大きくなります。 動的応答データは、ツールの振動による負傷の可能性を評価し、ハンドグリップや手袋などの防振デバイスの開発を支援するための関連情報を提供できます。

急性効果

主観的な不快感

振動は、指や手の滑らかでむき出しの (無毛) 皮膚の (表) 真皮組織と皮下組織にあるさまざまな皮膚機械受容器によって感知されます。 それらは、適応と受容野の特性に応じて、遅い順応と速い順応の 16 つのカテゴリに分類されます。 メルケル ディスクとルフィニ終末は、適応の遅い機械受容ユニットに見られ、静圧とゆっくりとした圧力変化に反応し、低周波 (<8 Hz) で励起されます。 高速適応ユニットにはマイスナー小体とパチニ小体があり、刺激の急激な変化に反応し、400 ～ 1990 Hz の周波数範囲で振動感覚を引き起こします。 手で伝達された振動に対する主観的な反応は、さまざまな周波数での振動刺激のしきい値、同等の感覚の輪郭、および不快または許容限界を得るために、いくつかの研究で使用されています (Griffin XNUMX)。 実験結果によると、振動に対する人間の感度は、快適な振動レベルと不快な振動レベルの両方で、周波数が高くなるにつれて低下することが示されています。 垂直方向の振動は、他の方向の振動よりも不快感を与えるようです。 主観的な不快感は、振動のスペクトル構成と振動ハンドルにかかるグリップ力の関数であることがわかっています。

活動妨害

手で伝わる振動に急激にさらされると、皮膚の機械受容器の興奮性が低下するため、振動触覚閾値が一時的に上昇する可能性があります。 一時的なしきい値シフトの大きさと回復時間は、刺激の特性 (周波数、振幅、持続時間)、温度、労働者の年齢、以前の振動への曝露など、いくつかの変数の影響を受けます。 低温にさらされると、指の循環に血管収縮作用があり、指の皮膚温度が低下するため、振動によって引き起こされる触覚の低下が悪化します。 寒い環境で働くことが多い振動にさらされる労働者では、触覚過敏症の急性障害のエピソードが繰り返されると、感覚知覚の永続的な低下と操作の器用さの喪失につながる可能性があり、その結果、作業活動が妨げられ、事故による急な怪我。

非血管効果

骨格

振動による骨や関節の損傷は物議を醸す問題です。 さまざまな著者が、手持ち式の振動ツールを使用している労働者の骨と関節の障害は、特徴が特定のものではなく、老化プロセスや重労働によるものと同様であると考えています。 一方で、何人かの研究者は、手、手首、および肘の特徴的な骨格変化が、手から伝わる振動に長時間さらされた結果として生じる可能性があると報告しています。 初期のX線調査では、振動にさらされた労働者の手と手首に骨空胞と嚢胞が高い割合で存在することが明らかになりましたが、最近の研究では、肉体労働者で構成された対照群に関して有意な増加は見られませんでした. 手首の変形性関節症、肘の関節症、および骨棘症の過剰な有病率が、空気圧衝撃ツールからの高振幅の衝撃および低周波振動にさらされている炭鉱労働者、道路建設労働者、および金属加工作業員で報告されています。 それどころか、チェーンソーや研削盤から発生する中周波数または高周波数の振動にさらされた労働者の上肢の変性骨および関節障害の有病率が増加しているという証拠はほとんどありません. 打撃工具を操作する労働者に見られる骨格損傷の発生率が高いのは、重い身体的努力、力強いグリップ、およびその他の生体力学的要因が原因である可能性があります。 局所的な痛み、腫れ、および関節のこわばりと変形は、骨と関節の変性の放射線学的所見と関連している可能性があります。 いくつかの国 (フランス、ドイツ、イタリアを含む) では、手持ち式の振動ツールを使用する労働者に発生する骨や関節の障害は職業病と見なされ、影響を受けた労働者は補償されます。

神経学的な

振動工具を取り扱う作業員は、指や手にチクチク感やしびれを感じることがあります。 振動への暴露が続くと、これらの症状が悪化する傾向があり、仕事の能力や生活活動に支障をきたす可能性があります。 振動にさらされた労働者は、臨床検査で振動、熱、および触覚閾値の上昇を示す場合があります。 継続的な振動への曝露は、皮膚受容体の興奮性を低下させるだけでなく、神経周囲浮腫などの指神経の病理学的変化を誘発し、その後線維症や神経線維の喪失を引き起こす可能性があることが示唆されています。 振動にさらされた労働者の疫学的調査では、末梢神経障害の有病率は数パーセントから 80 パーセント以上までさまざまであり、感覚喪失はさまざまな種類のツールのユーザーに影響を与えることが示されています。 振動神経障害は、他の振動誘発性障害とは独立して発症するようです。 ストックホルム ワークショップ 86 (1987) で、HAV 症候群の神経学的要素の尺度が提案されました。この尺度は、症状、臨床検査および客観的検査の結果に応じて 2 つの段階から構成されています (表 XNUMX)。

表 2. 手腕振動症候群に対するストックホルム ワークショップ スケールの感音段階

出典: Stockholm Workshop 86 1987.

手首の解剖学的トンネルを通過する正中神経の圧迫による障害である手根管症候群 (CTS) などの閉じ込め性神経障害と振動神経障害を区別するには、慎重な鑑別診断が必要です。 CTS は、削岩機、板工、林業労働者など、振動工具を使用する一部の職業グループで一般的な障害のようです。 振動に加えて、手や手首に作用する人間工学的ストレッサー (繰り返しの動き、強いグリップ、ぎこちない姿勢) が、振動する工具を扱う労働者に CTS を引き起こす可能性があると考えられています。 感覚神経と運動神経の速度を測定する神経筋電図検査は、CTS を他の神経疾患と区別するのに役立つことが証明されています。

筋肉の

振動にさらされた労働者は、手や腕の筋力低下や痛みを訴えることがあります。 一部の個人では、筋肉疲労が障害を引き起こす可能性があります。 木こりの追跡調査では、握力の低下が報告されています。 直接的な機械的損傷または末梢神経の損傷が、筋肉症状の原因となる可能性があると示唆されています。 振動にさらされる労働者では、上肢の腱炎や腱滑膜炎、手のひらの筋膜組織の病気であるデュピュイトラン拘縮など、その他の業務関連障害が報告されています。 これらの障害は、重労働から生じる人間工学的ストレス要因に関連しているようであり、手で伝わる振動との関連は決定的ではありません.

血管障害

レイノー現象

イタリアの医師であるジョヴァンニ・ロリガは、1911 年に、ローマのいくつかの庭で大理石や石のブロックに空気圧ハンマーを使用する石のカッターが、1862 年にモーリス・レイノーによって記述された寒さや感情的ストレスに対する指の血管痙攣反応に似た、指の白化発作に苦しんでいたことを最初に報告しました。同様の観察は、アリス・ハミルトン (1918 年) によって米国の石切り職人の間で行われ、後に他の研究者によっても行われました。 文献では、振動誘発性血管障害を説明するためにさまざまな同義語が使用されています: 死指または白指、職業起源のレイノー現象、外傷性血管痙攣性疾患、そして最近では振動誘発性白指 (VWF)。 臨床的には、VWF は、デジタル動脈の痙性閉鎖によって引き起こされる白または青白い指のエピソードによって特徴付けられます。 発作は通常、風邪によって引き起こされ、5 分から 30 分から 40 分間続きます。 攻撃中に触覚の感度が完全に失われることがあります。 回復段階では、通常、温熱または局所マッサージによって促進されますが、皮膚血管の血流が反応的に増加した結果、影響を受けた指に赤みが現れることがあります。 まれな進行例では、指先の重度の血管痙攣発作が繰り返されると、指先の皮膚に栄養変化（潰瘍または壊疽）が生じることがあります。 振動にさらされた労働者の寒冷誘発レイノー現象を説明するために、一部の研究者は、有害な振動への長時間の暴露によって引き起こされる誇張された中枢交感神経血管収縮反射を引き合いに出し、他の研究者は、デジタル血管における振動誘発局所変化の役割を強調する傾向があります(例えば、筋肉壁の肥厚、内皮損傷、機能的受容体の変化)。 ストックホルム ワークショップ 86 (1987) では、VWF の分類のための評価尺度が提案されています (表 3)。 Griffin によって開発され、異なる指骨の白化のスコアに基づく VWF 症状の数値システムも利用できます (Griffin 1990)。 VWF を客観的に診断するために、いくつかの臨床検査が使用されます。 これらのテストのほとんどは、寒さの誘発と、指と手の冷却前後の指の皮膚温度または指の血流と圧力の測定に基づいています。

表 3. 手腕振動症候群における寒冷誘発レイノー現象の病期分類のためのストックホルム ワークショップ スケール

出典: Stockholm Workshop 86 1987.

疫学的研究は、VWF の有病率が 1 パーセント未満から 100 パーセントまで非常に広いことを指摘しています。 VWF は、パーカッシブな金属加工ツール、グラインダーやその他の回転工具、掘削に使用されるパーカッシブ ハンマーやドリル、森林で使用される振動機械、その他の電動工具やプロセスの使用に関連していることがわかっています。 VWF は、多くの国で職業病として認識されています。 1975 年から 80 年にかけて、防振チェーンソーの導入と鋸の使用時間を短縮する行政措置の後、ヨーロッパと日本の両方の林業労働者の間で VWF の新規症例の発生率が減少したことが報告されています。 他のタイプのツールについては、同様の結果はまだ得られていません。

その他の障害

いくつかの研究では、VWF の影響を受けた労働者の難聴は、加齢や振動ツールの使用による騒音暴露に基づいて予想されるよりも大きいことが示されています。 VWF 対象者は、内耳に供給している血管の振動誘発性反射性交感神経血管収縮により、聴覚障害の追加のリスクがある可能性があることが示唆されています。 末梢障害に加えて、振動にさらされた労働者の内分泌系および中枢神経系を含む他の健康への悪影響が、いくつかのロシアおよび日本の産業医学校によって報告されています (Griffin 1990)。 「振動病」と呼ばれる臨床像には、脳の自律神経中枢の機能不全に関連する徴候や症状が含まれます (例: 持続的な疲労、頭痛、易怒性、睡眠障害、インポテンス、脳波異常)。 これらの調査結果は慎重に解釈する必要があり、中枢神経系の障害と手で伝わる振動への曝露との関連の仮説を確認するには、さらに慎重に計画された疫学および臨床研究が必要です。

規格

いくつかの国では、手で伝わる振動への曝露に関する基準またはガイドラインを採用しています。 それらのほとんどは、国際規格 5349 (ISO 1986) に基づいています。 手で伝わる振動を測定するために、ISO 5349 では、振動刺激に対する手の周波数依存感度を近似する周波数重み付け曲線の使用を推奨しています。 振動の周波数加重加速度 (a_時間、週) は、適切な重み付けフィルターを使用するか、直交座標系 (x_h, y_h, z_h）、 （図1）。 ISO 5349 では、振動への毎日の暴露は、XNUMX 時間のエネルギー等価周波数加重加速度で表されます ((a_時間、週)_式(4) m/sで² rms)、次の式に従います。

(a_時間、週)_式(4)=(T/ 4）^½(a_時間、週)_eq（T）

コラボレー T は、時間で表される XNUMX 日の露出時間であり、(a_時間、週)_eq（T） は、毎日の暴露時間のエネルギー等価周波数加重加速度です。 T. 標準は、計算するためのガイダンスを提供します (a_時間、週)_eq（T） 典型的な労働日は、異なる大きさと期間のいくつかの暴露によって特徴付けられる場合. ISO 5349 の附属書 A (これは規格の一部を形成していません) は、(a_時間、週)_式(4) VWF は次の式で近似できます。

C=[(a_時間、週)_式(4) T_F/ 95]² X 100

コラボレー C VWF（10～50%の範囲）を示すと予想される暴露労働者のパーセンタイルであり、 T_F は、影響を受けた労働者が指を白くするまでの暴露時間です (範囲は 1 ～ 25 年)。 手に向かう振動の主要な単軸成分を使用して計算します(a_時間、週)_式(4)、これは 50 m/s を超えてはなりません². ISO の線量効果関係によると、VWF は、毎日 10 m/s の振動にさらされる労働者の約 3% で発生すると予想される場合があります。² 十年間。

図 1. 手で伝わる振動を測定するための基本中心座標系

振動による健康への悪影響のリスクを最小限に抑えるために、他の委員会や組織によって、振動への暴露に対するアクション レベルと限界値 (TLV) が提案されています。 米国政府産業衛生士会議 (ACGIH) は、ISO 周波数重み付け手順 (米国政府産業衛生士会議 1992) に従って測定された、手で伝わる振動の TLV を公開しました (表 4)。 ACGIH によると、提案された TLV は、「VWF のストックホルム作業場分類システムのステージ 1 を超えることなく、ほぼすべての作業員が繰り返しさらされる可能性がある」振動曝露に関するものです。 最近では、欧州共同体委員会が、物理的要因から生じるリスクから労働者を保護するための指令の提案の中で、手で伝わる振動の暴露レベルを提示しました (欧州連合理事会 1994) (表 5)。 ）。 提案された指令では、振動の危険性の評価に使用される量は、XNUMX 時間のエネルギーに相当する周波数加重加速度で表されます。 A(8)=(T/ 8）^½ (a_時間、週)_eq（T）、直交座標で決定された加重加速度のベクトル和を使用して a_合計=(a_x、h、w²+a_{よ、は、わ}²+a_z、h、w²)^½ 振動するツールのハンドルまたはワークピースに。 指令で報告されている振動暴露の測定方法と評価方法は、基本的に英国規格 (BS) 6842 (BSI 1987a) に基づいています。 ただし、BS 規格は暴露限界を推奨していませんが、手で伝わる振動の用量効果関係に関する知識の状態に関する有益な付録を提供しています。 BS 規格に従って、振動にさらされた労働者の 10% に VWF を引き起こす傾向がある推定周波数加重加速度の大きさを表 6 に報告します。

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表 4. 手で伝わる振動の限界値

* 1g = 9.81 .

出典: 1992 年米国政府産業衛生士会議による。

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表 5. 物理的作用物質に関する理事会指令に関する欧州連合理事会の提案: 附属書 II A. 手で伝わる振動 (1994 年)

* A(8) = 8 時間のエネルギー等価周波数加重加速度。

** 情報、トレーニング、技術的対策、健康監視。

*** 健康と安全を守るための適切な措置。

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表 6. 周波数重み付けされた振動加速度の大きさ ( rms) 暴露された人の 10% で指の白化を引き起こすと予想される可能性があります*

* 短期間の暴露では、その程度は高く、血管障害が最初に発生する有害な症状ではない可能性があります。

出典: British Standard 6842. 1987、BSI 1987a による。

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ばく露の測定と評価

振動測定は、新しいツールの開発の支援、購入時のツールの振動チェック、メンテナンス状態の検証、職場での振動への人間の曝露の評価のために行われます。 振動測定機器は、一般に、トランスデューサ (通常は加速度計)、増幅デバイス、フィルタ (バンドパス フィルタおよび/または周波数重み付けネットワーク)、および振幅またはレベル インジケータまたはレコーダで構成されます。 振動測定は、振動が身体に入る手の表面に近いツールハンドルまたはワークピースで行う必要があります。 正確な結果を得るには、加速度計 (タイプ、質量、感度など) を慎重に選択し、加速度計を振動面に取り付ける適切な方法が必要です。 手に伝わる振動を測定し、直交座標系の適切な方向で報告する必要があります (図 1)。 測定は少なくとも 5 ～ 1,500 Hz の周波数範囲で行う必要があり、8 つまたは複数の軸における振動の加速度周波数成分は、中心周波数が 1,000 ～ 6.3 Hz のオクターブ バンドまたは 1,250 分の 5349 オクターブ バンドで表すことができます。中心周波数は 6842 ～ 2 Hz です。 加速度は、ISO 1989 または BS 1990 で指定された特性に準拠する重み付けネットワークを使用することにより、周波数重み付け加速度として表すこともできます。職場での測定では、同じタイプのツールでも異なる振動の大きさと周波数スペクトルが発生する可能性があることが示されています。同じツールが異なる方法で操作されます。 図 XNUMX は、林業および産業で使用される動力駆動工具の主軸で測定された加重加速度の平均値と分布範囲を報告しています (ISSA 国際研究セクション XNUMX)。 いくつかの規格では、手で伝わる振動への曝露は、上記の式を使用して計算された XNUMX 時間または XNUMX 時間のエネルギー等価周波数加重加速度で評価されます。 エネルギーに相当する加速度を取得する方法は、健康への悪影響を引き起こすために必要な毎日の暴露時間が、周波数加重加速度の XNUMX 乗に反比例すると仮定しています (たとえば、振動の大きさが半分になると、暴露時間は XNUMX/XNUMX 倍に増加する可能性があります)。四）。 この時間依存性は、標準化の目的には合理的であり、計測に便利であると考えられていますが、疫学的データによって完全に実証されていないことに注意する必要があります (Griffin XNUMX)。

図 2. 林業や産業で使用される一部の電動工具のハンドルで測定された主軸の周波数加重実効加速度の平均値と分布範囲

防止

手で伝わる振動による怪我や障害を防止するには、管理上、技術上および医療上の手順を実施する必要があります (ISO 1986; BSI 1987a)。 振動ツールのメーカーやユーザーにも適切なアドバイスを与える必要があります。 管理措置には、振動機械の操作者に安全で正しい作業慣行を採用するように指示するための十分な情報とトレーニングを含める必要があります。 振動に継続的にさらされると振動の危険性が高まると考えられているため、休憩時間を含むように作業スケジュールを調整する必要があります。 技術的対策には、振動が最も少なく、適切な人間工学に基づいた設計のツールの選択が含まれる必要があります。 機械の安全に関する EC 指令 (1989 年欧州共同体評議会) によると、製造業者は、手で伝わる振動の周波数加重加速度が 2.5 m/s を超えるかどうかを公表する必要があります。²、国際規格 ISO 8662/1 および特定のツールに関する関連ドキュメント (ISO 1988) に示されているような適切なテスト コードによって決定されます。 ツールのメンテナンス状態は、定期的な振動測定によって注意深くチェックする必要があります。 雇用前の健康診断とその後の定期的な臨床検査は、振動にさらされる労働者に対して実施する必要があります。 医療監視の目的は、振動暴露に関連する潜在的なリスクを労働者に知らせ、健康状態を評価し、振動による障害を早期に診断することです。 最初のスクリーニング検査では、振動への暴露によって悪化する可能性のある状態に特に注意を払う必要があります (例: 体質的に指が白くなる傾向、ある種の二次性レイノー現象、上肢の過去の怪我、神経障害)。 症状の重症度と作業プロセス全体の特性の両方を考慮した上で、影響を受ける作業者の振動曝露の回避または低減を決定する必要があります。 作業者は、体全体を暖かく保つために適切な衣服を着用し、タバコの喫煙や末梢循環に影響を与える可能性のあるいくつかの薬物の使用を避けるか最小限にするようにアドバイスされるべきです. 手袋は、指や手を外傷から保護し、保温するのに役立つ場合があります。 いわゆる防振手袋は、一部のツールから発生する振動の高周波成分をある程度分離することができます。

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