МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ
БИТ 2023 Том 7 № 2 (26) УДК 612.76
БИОМЕХАНИКА НАРУШЕНИЙ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА У ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ СМАРТФОНОВ Рысев Ю.Л., Афонина А.Д.
Санкт-Петербургский имени В.Б. Бобкова филиал Российской таможенной академии
BIOMECHANICS OF MUSCULOSKELETAL DISORDERS
IN SMARTPHONE USERS Rysev Yu.L., Afonina A.D.
St. Petersburg named after V.B. Bobkov Branch of the Russian Customs Academy
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.
Ссылка для цитирования: Рысев Ю.Л., Афонина А.Д. Биомеханика нарушений опорно-двигательного аппарата у пользователей смартфонов // Бюллетень инновационных технологий. - 2023. - Т. 7. - № 2(26). - С. 67-70. - EDN NQBILY.
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
Бюллетень инновационных технологий
http://bitjournal.ru 67
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. Face-book, 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.
Бюллетень инновационных технологий
МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ
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, 2527.05.2022. - 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.A., 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., Den-nerlein 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. iNal E.E., Çetintûrk A., Akgönül M., Savaç 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., Denner-lein 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. 23492354.
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.
Поступила в редакцию 26.03.2023
http://bitjournal.ru 69
Бюллетень инновационных технологий
Сведения об авторах:
Рысев Юрий Львович - старший преподаватель кафедры физической подготовки Санкт-Петербургского им. В.Б.Бобкова филиала Российской таможенной академии, e-mail: [email protected]
Афонина Александра Дмитриевна - студент юридического факультета Санкт-Петербургского им. В.Б.Бобкова филиала Российской таможенной академии, email: [email protected]
Электронный научно-практический журнал "Бюллетень инновационных технологий" (ISSN 2520-2839) является сетевым средством массовой информации регистрационный номер Эл № ФС77-73203 по вопросам публикации в Журнале обращайтесь по адресу bitiournal@yandex. ru
70 http://bitjournal.ru
Бюллетень инновационных технологий