Биомеханогенез нарушений со стороны опорно

ГУ “Институт травматологии и ортопедии
АМН Украины”
Биомеханогенез нарушений со стороны опорнодвигательного аппарата у операторов компьютеров
к.м.н. Лазарев И.А., Максимишин А.Н.
Киев, Украина
2010
В современном мире большая часть населения проводит в положении сидя –
работа, отдых, езда в транспорте.
75% работы в индустриально развитых странах выполняется в сидячем
положении.
32 % населения проводит по 10 часов в день в положении сидя.
Состояние гипокинезии (малоподвижности) обусловливает развитие
заболеваний как опорно-двигательного аппарата, так и других систем и органов.
В рабочем процессе
повреждающее действие на
структуры ОДА оказывает
длительное пребывание сидящих в
статических положения и
неправильных позах, что часто
связанно с особенностями
конструкций кресел, стульев,
столов – «рабочих инструментов»
офисных служащих.
Основное повреждающее действие длительного пребывания в сидячем
положении приходится на позвоночник – основную несущую структуру
человеческого тела
Работа за компьютером в неправильном положении обусловливает появление
значительного момента силы гравитации, действующей на верхнюю часть
тела. Его величина определяется величиной плеча приложения силы.
mg - сила тяжести;
Fm
противодействующая
сила
мышечного сокращения;
d1 - плечо приложения силы тяжести;
d2
плечо
приложения
противодействующей мышечной силы;
Fh, Ft, - нормальная и тангенциальная
составляющие силы тяжести;
Fh2 Ft2 - нормальная и тангенциальная
составляющие
противодействующей
мышечной силы
Для удержания рабочей позы мышцы спины должны развить и сохранять
значительный момент силы и колоссальное сопротивление силе, которая
стремится согнуть туловище вперед.
Неизбежно возрастает тангенциальная составляющая, которая создает
нефизиологичную перегрузку межпозвонковых дисков и мышц спины.
В мышцах спины, длительно пребывающих в состоянии статического
напряжения истощается энергетический потенциал.
Перемещение головы в направлении взгляда на монитор также вызывает
появление значительного момента силы гравитации, действующей на
верхнюю часть тела. Вес головы, при этом, удерживается статическим
напряжением задней группы мышц шеи. Длительное пребывание в таком
положении приводит к ишемии (обескровливанию) этих мышц с
последующим выключением их из работы. С этого момента вес головы
перекладывается на капсулярно-связочный аппарат позвоночника и
удерживается им до нарушения эластичности соединительно-тканных
структур. Наступает своего рода растяжение связок с развитием
нестабильности (патологической подвижности позвонков)
1
3
6
месяцы
9
Учитывая, что позвоночная артерия, кровоснабжающая мозг проходит в
костном канале тел шейных позвонков, при их смещении происходит
компрессия артерии с нарушением кровообращения мозга. Это может
сопровождаться
• головной болью,
• головокружением,
• нарушением зрения,
• нарушением памяти,
• шумом в ушах и др.
Появление грыжевых выпячиваний межпозвонковых дисков, за счет
компрессии сосудисто-нервных образований шейно-грудного отделов
позвоночника, может приводить к
• болям в руках,
• чувству онемения пальцев рук,
• ощущениям «ползания мурашек».
В положении сидя без упора в спинку, вес расположенных выше таза
частей тела оказывая воздействие на поверхность сиденья вызывает
противодействующие силы реакции опоры, прилагаемые к
седалищным буграм. При этом, на таз действует момент вращения,
который на фоне расслабленной мускулатуры туловища приводит к его
повороту, седалищные бугры сползают вперед, а позвоночник
изгибается, опрокидывая туловище назад.
В таком положении создается впечатление
комфортной посадки
Длительное пребывание в такой позе ведет к
повреждениям или болезненным состояниям в
грудном и поясничном отделах позвоночника,
структурах таза
Вращение таза может быть ограничено опорой о спинку. Сиденье,
имеющее выпуклую поверхность уменьшает скольжение таза вперед, а
прочная опора на уровне поясничного лордоза удерживает таз в
анатомически правильном положении
Для противодействия моменту силы, действующему на таз и сохранения такой
выпрямленной рабочей позы в работу включается большое число мышц. Пребывание на
протяжении длительного времени в статическом режиме приводит к утомлению мышц и
сидящий вынужден перемещать туловище вперед сближая линии действия веса верхней
части тела и силы реакции опоры. Осуществляется это двумя вариантами.
В первом случае спина остается прямой, поясничный лордоз
сохраняется и сидящий принимает положение тела, которое считается
правильным. При такой осанке сохранение поясничного лордоза
обуславливает
поддержание
внутридискового
давления
в
поясничном отделе позвоночника на относительно небольших
значениях. Недостатками такой позы являются – высокая степень
активности
мышц
туловища
в
статическом
режиме,
обуславливающая их быструю утомляемость, а также, большое
расстояние от глаз до поверхности стола и монитора компьютера, что
затрудняет выполнение работы.
Во втором случае, сидящий производит наклон туловища вперед,
перенося центр тяжести верхней части тела на уровень седалищных
бугров или кпереди от них, тем самым приближая взгляд к рабочей
поверхности. Эта поза наиболее распространена у офисных
работников, чья деятельность связана с работой на компьютере. При
этом
происходит
снижение
активности
мышечных
групп,
поддерживающих такую позу. С течением времени процесс
перерастает в гипотрофию и атрофию этих мышц.
На фоне потери мышечной защиты возрастают силы, действующие на поясничный отдел
позвоночника. Асимметричное распределение нагрузки на передние и задние отделы
межпозвонковых дисков приводит к возникновению сил, которые стремятся сместить
диск в заднем направлении. Возникает опасность грыжеобразования.
Создаются условия для преждевременной деградации дисков, с развитием остеохондроза
позвоночника
Важным фактором в этом случае является сохранение
естественной кривизны позвоночника (лордоза) в поясничном
отделе. Сохранение поясничного лордоза в положении сидя
зависит не только от положения туловища, но и от угла
сгибания в тазобедренном и коленном суставах. Обусловлено
это наличием двусуставных мышц задней поверхности бедра,
которые проходят через два сустава (тазобедренный и
коленный) и имеют точки прикрепления на костях таза и костях
голени. У некоторых лиц контрактура этих мышц при
выпрямлении ног в коленных суставах в позе сидя приводит к
выпрямлению поясничного лордоза.
Верхние конечности
Неудобное положение при работе за компьютером может увеличить давление на мягкие ткани
или натяжение нервов, а так - же вызвать усиление трения и растяжение сухожилий при их
перемещении через упор. Это может привести к хроническому воспалению тканей и
возникновению боли в руках.
Плечи
Пребывание в сидячем положении без опоры на подлокотники с опущенными локтями
ниже уровня кистей приводит к увеличению нагрузки на плечевые зоны и шейно-грудной
переход за счет веса рук.
Плечи и лопатки, которые вслед за кистями рук и предплечьями смещаются вперед
растягивают трапециевидные мышцы спины в межлопаточной зоне.
В то-же время, точки прикрепления грудных мышц сближаются, волокна мышц
укорачиваются и со временем фиксируются в таком положении, вызывая контрактуру в
плечевых суставах и появление боли и тугоподвижности в них.
Предплечья
Большинство компьютерных работ происходит в положении предплечий ладонями вниз.
Это ведет к натяжению мышц с перегрузкой как самих волокон мышц, так и мест их
прикрепления.
Если возникла боль в предплечье или локте, необходимо обратить внимание на
использование клавиатуры или мыши, что позволит вернуть руку в нейтральное
положение.
Посадка за рабочим столом с опорой локтей на его поверхность вызывает компрессию
тканей в месте контакта, за счет действия веса головы, верхнего отдела туловища и плеч.
Происходит нарушение кровообращения в тканях области локтевых суставов, что может
приводить к развитию дегенеративно-дистрофических и нейро-трофических процессов в
них, возникновению бурситов.
Кисть
К наиболее распространенным причинам проблем в кисти относятся:
1) расположение запястья на весу на крае стола или перед клавиатурой
2) слишком малый размер клавиатуры, вследствие чего происходит сгибание
пальцев в функционально не выгодном положении при их размещении на
клавишах.
Пальцы кисти
Многие люди склонны держать пальцы выпрямленно. Удержание пальцев жестко
оказывает достаточно высокое напряжение на мелкие мышцы кисти. Существует
два наиболее часто встречающиеся неудобные положения пальцев:
1) слишком длинные ногти, которые не позволяют пальцам принять более согнутое
положение при активации клавиатуры;
2) напряженная работа или состояние стресса, заставляющая оператора стучать по
клавиатуре.
Неправильное положение кисти приводит к появлению боли в запястье. Для каждых
15 градусов сгибания вперед или назад происходит повышение давления на нерв,
который проходит в запястном канале. Развивается туннельный синдром запястья,
воспаление сухожилий кисти (тендинит), артриты суставов кисти.
Ягодичные зоны
Важным является распределение давления на поддерживающей поверхности. Когда человек
сидит правильно, между седалищным бугром, который несет на себе основной вес
туловища, и сиденьем находятся только кожа и жировые прослойки. Любое давление,
приложенное к мышечным волокнам, становится болезненным.
Существует вероятность компрессии структур седалищного нерва с развитием чувства
онемения, «ползания мурашек» в ноге
Нижние конечности
У людей сидячих профессий часто к концу рабочего дня наблюдаются застойные явления в
нижних конечностях, что сопровождается увеличением их объема и субъективными
ощущениями тяжести и отека. Это во многом связано с конструкцией сиденья и
особенностями положения оператора. Нарушение кровотока происходит из-за компрессии
кровеносных сосудов, когда излишне большое давление приходится на нижнюю часть
бедер и область подколенных ямок. Слабая мышечная система, в этой зоне бедра плохо
обеспечивает защиту сосудов от сжатия. Кровеносные сосуды задней поверхности бедер
легко компрессируются на твердой поверхности бедренной кости с ухудшением кровотока в
ногах.
Нижние конечности
Такая же ситуация наблюдается при сидении с перекрещенными ногами (нога на ногу)
Рациональной конструкцией мебели, правильным положением тела при работе сидя перед
компьютером и профилактическими мероприятиями можно предотвратить развитие
нарушений в опорно-двигательном аппарате.