Биомеханика нарушений опорно-двигательного аппарата у пользователей смартфонов

Вернуться на страницу статьи
Скачать статью в PDF

Биомеханика нарушений опорно-двигательного аппарата у пользователей смартфонов

Рысев Ю.Л., Афонина А.Д.

Санкт-Петербургский имени В.Б. Бобкова филиал Российской таможенной академии

Аннотация:

В настоящее время постоянно увеличивается число лиц, постоянно использующих смартфоны в повседневной жизни. Частое использование смартфона вынуждает пользователей принимать неудобную позу, что приводит к повышенному риску заболеваний опорно-двигательного аппарата и развитию болевых синдромов.

Ключевые слова:

биомеханика, смартфоны, опорно-двигательный аппарат, боль

Abstract:

Currently, the number of people who constantly use smartphones in everyday life is constantly increasing. Frequent use of a smartphone forces users to take an uncomfortable pose, which leads to an increased risk of diseases of the musculoskeletal system and the development of pain syndromes.

Keywords:

biomechanics, smartphones, musculoskeletal system, pain

В настоящее время смартфоны играют важную роль в повседневной жизни людей. Они используются для общения, просмотра интернет-страниц и игр и т.д. За последнее десятилетие значительно выросло время и частота использования смартфонов [1, 2]. Во всем мире насчитывается более шести миллиардов пользователей смартфонов. Более 65% владельцев проводят за своим телефоном не менее 1 часа в день [3]. Пользователи тратят более 20 часов в неделю на текстовые сообщения, электронную почту и использование социальных сетей, что свидетельствует о значительной зависимости их от смартфонов для общения с другими людьми [4].
Как правило, типичная поза при использовании смартфонов (или других портативных устройств с сенсорным экраном) предполагает удерживание инструмента одной или двумя руками ниже уровня глаз, взгляд на устройство сверху вниз и касание экрана большим пальцем [5]. Такой способ использования вынуждает пользователя принимать неудобную позу, такую как сгибание шеи вперед, которое часто сохраняется в течение длительного времени [5, 6]. Длительное и частое использование смартфонов, а также повторяющиеся движения верхних конечностей в неудобной позе являются основными факторами, способствующими возникновению проблем со стороны опорно-двигательного аппарата [7, 8]. У пользователей смартфонов возникают проблемы со стороны опорно-двигательного аппарата, такие как дискомфорт и боль, не только в области шеи, но и в верхних конечностях [9, 10].
Использование смартфона может вызывать симптомы со стороны опорно-двигательного аппарата в области шеи [11, 12]. Во время использования смартфона повышается мышечная активность выпрямляющих мышц спины и мышц-разгибателей шеи [13]. Более того, многие исследования доказали, что во время использования смартфона увеличивались углы сгибания шеи и наклона головы [14, 15]. Величина данных углов была также пропорциональна продолжительности использования смартфона [12, 16]. Многие исследования показали, что люди с уже имеющимися болями в области шеи, как правило, принимают более согнутую позу, чем те, у кого боли нет, что негативно сказывалось на их самочувствии [13, 15], что говорит о негативном влиянии на контроль за мышцами шеи длительного нефизиологического положения шеи при использования смартфонов [17]. Изменение угла наклона головы к шее зависит от задачи, выполняемых на смартфоне, осанка и способа удержания смартфона [5, 12]. Использование смартфона в положении сидя, по–видимому, приводит к большему изменению угла наклона головы к шее, чем в положении стоя [11, 12]. Возможное объяснение заключается в том, что стабильность позы при движении связана с положением головы и когда смартфон используется в положении стоя, пользователь стремится свести к минимуму изменения положения шеи, чтобы избежать нестабильности осанки [12, 18]. Проблемы биомеханики патологических процессов в позвоночнике в сидячем положении рассмотрены в работах [19, 20, 21]
При использовании смартфона увеличивается мышечная активность и снижается болевой порог в области плеча и предплечья [22, 23, 24], что обусловлено повышением мышечной усталости [24, 25]. Повторяющиеся движения верхних конечностей во время использования смартфона активируют непрерывное сокращение мышц, что может привести к их микроскопическому повреждению и является фактором риска заболеваний опорно-двигательного аппарата [22, 23, 26].
Использование смартфона одной рукой может вызвать больше патологических процессов в области плеча и большого пальца кисти, чем использование смартфона двумя руками [13, 15]. Причина в том, что использование смартфона двумя руками позволяет более эффективно взаимодействовать между его удержанием и проведением на нем операций, что приводит к повышению эффективности выполнения задач и увеличению вариативности движений [25, 27]. При использовании смартфона двумя руками наблюдается меньшая мышечная активность по сравнению с использованием смартфона одной рукой (меньше стереотипных и повторяющихся движений) [13, 27]. Следовательно, для снижения риска проблем с опорно-двигательным аппаратом рекомендуется пользоваться смартфоном двумя руками [23, 27].
У лиц, часто использующих смартфон наблюдается снижение производительности большого пальца по сравнению с лицами, которые нечасто его используют [28, 29]. Особенно сильно снижение производительности большого пальца проявляется при выполнении задач, требующих большой точности или нажатии на маленькую кнопку [30].
У частых пользователей смартфонов выявлены изменения в сухожилиях, нервах и межмышечном пространстве [28, 29]. Практически пользователи смартфонов естественным образом приспосабливают положение рук и большого пальца к его расположению, что может повлиять на эффективность его использования. Длительное изменение статической позы и повторяющееся использование запястья и большого пальца во время работы со смартфоном могут негативно сказаться на нервно-мышечных образованиях кисти [31]. Частое повторяющееся или статичное использование движений запястья и большого пальца во время использования смартфона увеличивает нагрузку на суставы кисти [1, 5, 31], повышает давление в запястном канале [32], приводит к травматизации срединного нерва [33] и сухожилий [34]. Все перечисленные выше патологические процессы, вызываемые частым использованием смартфонами, неизменно приводят к развитию болевых синдромов [11, 23, 34].
Таким образом, у пользователей, часто пользующихся смартфонами, имеется целый комплекс биомеханических предпосылок для развития патологических процессов в опорно-двигательном аппарате, наиболее выраженных в шее и дистальных отделах верхних конечностей.

Список литературы

  1. Jonsson P., Johnson P.W., Hagberg M., Forsman M. Thumb joint movement and muscular activity during mobile phone texting — A methodological study // J. Electromyogr. Kinesiol. – 2011. – Vol. 21, N 2. – P. 363–370.
  2. Goggin G. Cell phone culture: Mobile technology in everyday life. New York: Routledge, 2012. 251 p.
  3. Khalaf S. Mobile use grows 115% in 2013, propelled by messaging apps. Flurry Analytics 2014. URL: www.flurry.com/blog/mobile-use-grows-115-in-2013-propelled-by.
  4. Madge C., Meek J., Wellens J., Hooley T. Facebook, social integration and informal learning at university: ‘It is more for socialising and talking to friends about work than for actually doing work’ // Learn Media Technol. – 2009. – Vol. 34, N 2. – P. 141–155.
  5. Berolo S., Wells R.P., Amick B.C. Musculoskeletal symptoms among mobile hand-held device users and their relationship to device use: A preliminary study in a Canadian university population // Appl Ergon. – 2011. – Vol. 42, N 2. – P. 371–378.
  6. Gold J.E., Driban J.B., Yingling V.R., Komaroff E. Characterization of posture and comfort in laptop users in non-desk settings // Appl Ergon. – 2012. – Vol. 43, N 2. – P. 392–399.
  7. Maniwa H., Kotani K., Suzuki S., Asao T. Changes in posture of the upper extremity through the use of various sizes of tablets and characters // Int Conf Human Interface and the Management of Information. – Berlin, Heidelberg: Springer. – 2013. – P. 89–96.
  8. Bababekova Y., Rosenfield M., Hue J.E., Huang R.R. Font size and viewing distance of handheld smart phones // Optom Vis Sci. – 2011. – Vol. 88, N 7. – P. 795–797.
  9. Kwon M., Lee J.Y., Won W.Y. et all. Development and validation of a smartphone addiction scale (SAS) // PloS One. – 2013. – Vol. 8, N 2. – P. e56936.
  10. Raffle A.E., Mackenzie EF. Management of cervical dyskaryosis. No easy answer // BMJ. – 1994. – Vol. 309, N 6949. – P. 270.
  11. Shin H., Kim K. Effects of cervical flexion on the flexion-relaxation ratio during smartphone use // J. Phys. Ther. Sci. – 2014. – Vol. 26, N 12. – P. 1899.
  12. Lee S., Kang H., Shin G. Head flexion angle while using a smartphone // Ergonomics. – 2015. – Vol. 58, N 2. – P. 220–226.
  13. Xie Y., Szeto G.P., Dai J., Madeleine P. A comparison of muscle activity in using touchscreen smartphone among young people with and without chronic neck–shoulder pain // Ergonomics. – 2016. – Vol. 59, N 1. – P. 61–72.
  14. Guan X., Fan G., Wu X. et all. Photographic measurement of head and cervical posture when viewing mobile phone: A pilot study // Eur. Spine J. – 2015. – Vol. 24, N 12. – P. 2892–2898.
  15. Jung S.I., Lee N.K., Kang K.W. et all. The effect of smartphone usage time on posture and respiratory function // J. Phys. Ther. Sci. – 2016. – Vol. 28, N 1. – P. 186.
  16. Kim MS. Influence of neck pain on cervical movement in the sagittal plane during smartphone use // J Phys Ther Sci. – 2015. – Vol. 27, N 1. – P. 15.
  17. Szeto G.P., Straker L.M., O’Sullivan P.B. A comparison of symptomatic and asymptomatic office workers performing monotonous keyboard work — 2: Neck and shoulder kinematics // Man Ther. – 2005. – Vol. 10, N 4. – P. 281–291.
  18. Buckley J.G., Anand V., Scally A., Elliott D.B. Does head extension and flexion increase postural instability in elderly subjects when visual information is kept constant? // Gait. Posture. – 2005. – Vol. 21, N 1. – P. 59–64.
  19. Afonin D.N., Afonin P.N. Biomechanics of Professional Pathology of the Spine in Operators of X-ray Cargo-Vision Systems // Proceedings of 2022 25th International Conference on Soft Computing and Measurements, SCM 2022: 25, St. Petersburg, 25–27.05.2022. – St. Petersburg, 2022. – P. 266-268. – DOI 10.1109/SCM55405.2022.9794855. – EDN YJMNQX
  20. Афонин П.Н., Афонин Д.Н. Биотехнический комплекс для экспресс-диагностики состояния здоровья сотрудников таможенных органов // Ученые записки Санкт-Петербургского имени В.Б. Бобкова филиала Российской таможенной академии. – 2001. – № 2(15). – С. 289-293. – EDN QQJMIW.
  21. Афонин Д.Н., Афонин П.Н. Исследование психофизиологических факторов, определяющих эффективность деятельности операторов анализа изображений // Bulletin of the International Scientific Surgical Association. – 2017. – Т. 6, № 1. – С. 26-28. – EDN XYBLZP.
  22. Kim G.Y., Ahn C.S., Jeon H.W., Lee C.R. Effects of the use of smartphones on pain and muscle fatigue in the upper extremity // J. Phys. Ther. Sci. – 2012. – Vol. 24, N 12. – P. 1255–1258.
  23. Lee M., Hong Y., Lee S., et all. The effects of smartphone use on upper extremity muscle activity and pain threshold // J. Phys. Ther Sci. – 2015. – Vol. 27, N 6. – P. 1743.
  24. Persson A.L., Hansson G.Å., Kalliomäki J. et all. Pressure pain thresholds and electromyographically defined muscular fatigue induced by a muscular endurance test in normal women // Clin. J. Pain. – 2000. – Vol. 16, N 2. – P. 155–163.
  25. Cook D.B., O’Connor P.J., Eubanks S.A. et all. Naturally occurring muscle pain during exercise: Assessment and experimental evidence // Med. Sci. Sports Exerc. – 1997. – Vol. 29, N 8. – P. 999–1012.
  26. Haaland K.Y., Mutha P.K., Rinehart J.K. et all. Relationship between arm usage and instrumental activities of daily living after unilateral stroke // Arch. Phys .Med. Rehabil. – 2012. – Vol. 93, N 11. – P. 1957–1962.
  27. Trudeau M.B., Asakawa D.S., Jindrich D.L., Dennerlein J.T. Two-handed grip on a mobile phone affords greater thumb motor performance, decreased variability, and a more extended thumb posture than a one-handed grip // Appl .Ergon. – 2016. – N 52. – P. 24–28.
  28. İNal E.E., Çetİntürk A., Akgönül M., Savaş S. Effects of smartphone overuse on hand function, pinch strength, and the median nerve // Muscle Nerve. – 2015. – Vol. 52, N 2. – P. 183–188.
  29. Eapen C., Kumar B., Bhat A.K., Venugopal A. Extensor pollicis longus injury in addition to De Quervain’s with text messaging on mobile phones // J. Clin. Diagn. Res. – 2014. – Vol. 8, N 11. – P. LC01.
  30. Xiong J., Muraki S. An ergonomics study of thumb movements on smartphone touch screen // Ergonomics. – 2014. – Vol. 57, N 6. – P. 943–955.
  31. Ko K., Kim H.S., Woo J.H.. The study of muscle fatigue and risks of musculoskeletal system disorders from text inputting on a smartphone // J. Ergon. Soc. Korea. – 2013. – Vol. 32, N 3. – P. 273–278.
  32. Trudeau M.B., Young J.G., Jindrich D.L., Dennerlein J.T. Thumb motor performance varies with thumb and wrist posture during single-handed mobile phone use // J. Biomech. – 2012. – Vol. 45, N 14. – P. 2349–2354.
  33. Gelberman R.H.., Hergenroeder PT., Hargens A.R. et all. The carpal tunnel syndrome. A study of carpal canal pressures // J. Bone Joint. Surg. Am. – 1981. – Vol. 63, N 3. – P. 380–383.
  34. Akkaya N., Dogu B., Ünlü Z. et all. Ultrasonographic evaluation of the flexor pollicis longus tendon in frequent mobile phone texters // Am. J. Phys. Med. Rehabil. – 2015. – Vol. 94, N 6. – P. 444–448.

Вернуться на страницу статьи
Скачать статью в PDF