WSTĘP 

Praca z komputerem jest pracą bardzo precyzyjną, w związku, z czym wymaga unieruchomienia postawy przez wzmożone napięcie mięśniowe. Wymusza to na użytkowniku spędzanie kilku, czasem kilkunastu godzin w prawie niezmieniającej się pozycji. Stanowi to duże obciążenie dla mięśni utrzymujących ciało w pozycji siedzącej, mięśni stabilizujących kręgosłup, mięśni ramion i rąk oraz mięśni karku utrzymujących pionowo głowę. Przedłużony w pozycji siedzącej nacisk mięśni na naczynia krwionośne staje się powodem zmniejszenia przepływu krwi oraz przyśpiesza zmęczenie mięśniowe. Długo utrzymywana pozycja siedząca może również doprowadzić do zwyrodnienia stawów, zapalenia pochewek ścięgnistych i bólów kręgosłupa [1].

W związku z powyższym, podstawową sprawą jest uwzględnienie w czasie projektowania stanowiska pracy podstawowych zasad ergonomii. Nieuwzględnienie tych zasad może spowodować pojawienie się dolegliwości zdrowotnych, a także z ekonomicznego punktu widzenia - obniżenie wydajności pracy. 

ANALIZA OBCIĄŻEŃ KRĘGOSŁUPA PODCZAS PRACY 

W analizie przeciążeń kręgosłupa oraz ocenie warunków pracy, czy też prowadzenia badań jest istotne opracowanie uproszczonych modeli umożliwiających wyznaczenie nawet szacunkowych obciążeń poszczególnych jego części. Zwykle zastosowanie znajdują modele uproszczone, gdyż odtworzenie pełnego, rzeczywistego modelu obciążeń kręgosłupa jest niemożliwe, a wówczas jest możliwa ocena relacji między założonymi funkcjami, a obciążeniami oraz ich skutkami. W literaturze istnieje wiele różnych modeli obciążeniowych kręgosłupa. Dominują modele wykorzystujące równania równowagi sił i momentów względem przyjętego punktu lub płaszczyzny. Modele te, z racji przyjętych znacznych uproszczeń, stwarzają szanse wyznaczania szacunkowych wartości obciążeń. 

Nachemson określił obciążenie kręgosłupa na poziomie lędźwiowym dla różnych pozycji ciała, a także różnych czynności. Wyniki swoich badań przedstawił w postaci zależności zmian ciśnienia występującego w krążkach międzykręgowych na poziomie L2-L5 od pozycji ciała. Odniesieniem stanowiła wartość 100% dla pozycji stojącej. Interesujące dane uzyskano podczas pozycji siedzącej. Ma to istotne znaczenie w ergonomii prac, tzw. siedzących. Badano zmiany kąta odchylenia tułowia pod ciśnieniem w krążkach. Celem badań było określenie wpływu parametrów geometrycznych siedziska, tzn. zmian kąta odchylenia podparcia pleców, w powiązaniu z ciśnieniem w krążkach międzykręgowych. Wykazano, iż najmniejsze ciśnienie w krążkach międzykręgowych odcinka lędźwiowego występuje, gdy kąt odchylenia wynosi 120 stopni [2]. 

Analiza obciążeń kręgosłupa podczas pracy przy komputerze 

Do analizy obciążenia kręgosłupa podczas pracy przy komputerze posłużono się modelem Stotte’a, który został opisany w pracy [2]. Założeniem modelu Stotte’a jest to, że środek ciała pokrywa się ze środkiem ciężkości ciała, który jest podstawą do przyjmowania obciążeń działających na kręgosłup sił i obciążeń w rejonie danego kręgu. Przedstawiono warunek równowagi obciążeń w rejonie kości krzyżowej i kręgu L5 dla pozycji kręgosłupa. Umożliwia to analizę składowych sił działających na kręg w płaszczyźnie krążka międzykręgowego L5-S1 oraz prostopadle do niej.

Najbardziej optymalną pozycją jest lekkie odchylenie tułowia, który tworzy kąt 950 z poziomem. W takim położeniu siły mięśni grzbietu są minimalne oraz siła tnąca w krążku międzykręgowym L5S1 nie występuje. Natomiast znaczne wartości siły ściskającej działającej na ten krążek nie powodują przeciążeń, gdyż nie przekraczają fizjologicznej wytrzymałości. Można przyjąć, że taka pozycja odciąża nasz kręgosłup, narażony na duże obciążenia podczas wielogodzinnej pracy przy komputerze. Jednak należałoby określić, jakie siedzisko zapewni dobrą i prawidłową postawę przy pracy. Analizie poddano dwa rodzaje siedzisk: pierwsze płaskie stosowane w klasycznych fotelach biurowych, natomiast drugie ukośne z podpórką dla kolan. 

Przy tym samym kącie nachylenia tułowia występują znaczne różnice pomiędzy reakcjami. Porównując jednak ich wartości dla wyprostowanego tułowia (950 z poziomem) można zauważyć, że dla płaskiego siedziska reakcja (350N) jest większa niż w przypadku siedziska ukośnego (330N). Jednak ta różnica jest kompensowana przez reakcje działające na kolana (173N), przy podobnych reakcjach działających na stopy. Z dokonanego porównania sił reakcji występujących na analizowanych siedziskach nie można jednoznacznie określić, które z nich jest ergonomiczniejsze tzn., które potrzebuje mniejszy wydatek energetyczny dla pozycji siedzącej. Dlatego podjęto analizę obciążeń kręgosłupa w układzie z siedziskami uwzględniając ich reakcje. Stosując prosty aparat matematyczny wzorowany na modelu Stotte’a wyznaczono siły mięśni grzbietu i siły występujące w krążku międzykręgowym.

W pozycji tej, która była najbardziej ergonomiczną w postawie stojącej, najmniejsze obciążenie kręgosłupa występuje w układzie z siedziskiem ukośnym. Natomiast w układzie z siedziskiem płaskim występują znaczne siły tnące działające na krążek międzykręgowy. Należy jednak zaznaczyć, że w pozycji siedzącej występują mniejsze siły ściskające działające na krążki międzykręgowe w odcinku lędźwiowym niż w pozycji stojącej.

WNIOSKI 

Pozycja siedząca charakteryzuje się dużą stabilizacją tułowia, odciążeniem kończyn dolnych, a także odciążeniem kręgosłupa. Jednak długotrwałe przyjmowanie nawet najwygodniejszej pozycji, może być dla pracownika uciążliwe, a nawet powodować wiele dolegliwości. Z przedstawionej analizy wynika, że należy rozważać także problem rodzaju krzesła, które pracownik będzie użytkował podczas pracy przy komputerze, a które ma bezpośredni wpływ na stan obciążenia kręgosłupa. W świetle uzyskanych wyników dobrze jest stosować siedzisko ukośne, które zapobiega przemieszczaniu się miednicy w niekorzystne tylne położenie. Takie położenie miednicy jest przyczyną garbienia i kulenia się przy pracy, co w następstwie powoduje, że krążki międzykręgowe są obciążone nierównomiernie (powstaje siła tnąca). Ścinanie dysków sprawia, że ich galaretowate jądro wypychane jest do tyłu i może uciskać korzonki nerwowe, wywołując bolesną rwę kulszową. 

Przedstawione przesłanki o walorach ergonomicznych siedzisk ukośnych są podstawą do dalszych badań. Należałoby przeprowadzić badania elektromiograficzne napięcia mięśni w układach z siedziskami, jak również z uwzględnieniem oparcia. Taka pełna analiza pozwoliłaby określić, które z siedzisk jest bardziej ergonomiczne do pracy przy komputerze. 

LITERATURA 

[1] Bałogowska A., Malinowski A.: Ergonomia dla każdego. Wydawnictwo Sorus S.C. Poznań 1997. 

[2] Będziński R.: Biomechanika inżynierska. Zagadnienia wybrane. Oficyna Wyd. Pol. Wrocławskiej, Wrocław 1997. 

[3] http://galaxy.uci.agh.edu.pl/~ergonom/ergonomia/