ERGONÓMIA 5.1
Összefüggés az ülés kényelme, a testhelyzet és a különféle mozgások között Tárgyszavak: ülés; kényelmetlenség; ágyék; medence; mozgás.
Székek funkcionális méretének meghatározásához hasznos támpontot nyújt az antropometria, de a komfortot befolyásoló egyéb tulajdonságokról, így a székformákról, főleg a támla és az ülés dőléséről csak a szubjektív kényelem, ill. kényelmetlenség érzése dönthet. Ezek a tesztek azonban csak minőségi tájékoztatást adnak, alkalmazásuk különféle modellek ugyanazon csoport általi összehasonlítására korlátozódik. Javasolták ezért – a kényelmetlenség elfogadható mértékének megállapítását sok hasonló szék kipróbálásával nyert adatbázisból, továbbá – a helyi fájdalom és az általános komfort összefüggésének vizsgálatát a fájdalom eredetének kutatásával összekapcsolva. Testhelyzetek, valamint más biomechanikai és fizikai tényezők objektív mérési eredményeinek függését különböző székformáktól sokan elemezték, de ezeket a vizsgálatokat orvosi szempontok irányították, miközben más tényezők, többek közt az idő, figyelmen kívül maradtak. Emellett a kutatók olykor merőben ellentétes nézeteket vallanak az ideális ülő testhelyzetről, ti., hogy az álló testtartáshoz hasonlóan egyenesen, ill. hajlott háttal kell-e ülni. Nyilvánvaló, hogy az ergonómiailag helyes ülés szubjektív és objektív mutatói nem függetlenek egymástól. Tanulmányozták is különféle fiziológiai paraméterek kényelmetlenséget okozó értékeit, pl. a gerincgörbület és a fájdalom kapcsolatát, de a szerzők nem szenteltek figyelmet az időbeli és mozgástényezőknek. Spanyol egyetemi kutatók, minden eddig elhanyagolt vagy nem kellő mélységben kutatott szempontra ügyelve vizsgáltak az ülő helyzet komfortja, ill. akár fájdalomig vezető kényelmetlenség, valamint ennek mérhető testi paraméterei és a szék jellemzői közötti összefüggéseket. Mérési módszerek A testhelyzetet az ún. rachiméterrel (rachis = gerinc) mért gerincgörbülettel és medencehajlattal jellemezték (1. ábra). A rachiméter hajlékony szögmérőből (goniométer) és egy kis dőlésmérőből (inklinométer) áll, amely lehe
tővé teszi a támla használatát, a széken ülő spontán viselkedésének befolyásolása és a szék megváltoztatásának szükségessége nélkül. A rachimétert rugalmas szalagok erősítik a derékhoz. A dőlésmérő alapja a szögmérő aktív zónájának széle és az L5 csigolya alatt 1,5 cm-rel van, ezáltal a medencedőlést méri.
1. ábra Mérés rachiméterrel (a) rachiméter, (b) szíjak, pántok, (c) a rachiméter alapján elhelyezett dőlésmérő
2. ábra Érintkezésmérő rendszer (a) háti elektród, (b) ágyéki elektród, (c) elektród a széktámlán
A hát és a széktámla érintkezésének vizsgálatára a spanyol kutatók olyan berendezést terveztek, amely külön érzékeli a háti és az ágyéki gerincszakasz adatait. A mérőeszköz hajlékony elektródjainak egyikét a támlára, a másikat a maximális ágyéki bemélyedés és a minimális háti kidomborodáshoz (a konkáv és a konvex gerincszakasz határára) rögzítették (2. ábra). Az elektródot ragasztószalaggal erősítették a ruházat alatt viselt rachiméterre. A három elektród különböző érintkezési kombinációiból következtettek a hát és a támla kontaktusának módjára. A kísérletekhez olyan egészséges személyeket – 3 nőt és 3 férfit – választottak ki, akiknek magassága közt közel 10 cm volt a különbség. Mindegyikük minden nap hat különböző szabványos hivatali széken ült 100 percen át és közben írt vagy olvasott. A kárpitozott karosszékek forma, támlahajlás, ülőkeméret stb. tekintetében a lehető legkülönbözőbb típusokhoz tartoztak, kettőnek állítható volt az ülésmagassága.
Az önkéntes személyeken az alábbi alapvizsgálatokat végezték el: – mérték a testhelyzetet és a támla használatát négy egymást követő 25 perces időszak alatt, – az általános komfort (general comfort, GC) teszt során a megkérdezettek 10 fokos skálán minősítették komfortérzésüket (0: rendkívül kényelmetlen, 10: rendkívül kényelmes), – az egy-egy testrészen érzékelt kényelmetlenségi próbánál (body part discomfort, BPD) pedig rajz alapján jelölte meg a kísérleti személy a kellemetlen érzés területeit, 5 fokozatban (1: enyhe kényelmetlenség, 5: fájdalom/rendkívüli kellemetlenség). Aki tehette, felszólításra javított a szék beállításán. A székek és személyek sorrendje véletlenszerű volt, de a próbát mindnyájan ugyanazon napszakban végezték el. Az egyes személyek ágyéki szögének megállapítása céljából megmérték – az ágyéki görbületet és – a medencedőlést egy állítható széken elfoglalt három kísérleti ülőhelyzet kezdetén és végén. A boka- és térdizület szöge 90° volt mindegyik alábbi testtartás közben – egyenes ülés, erect posture, EC – hajlott tartás a könyököt a térdre, az állat a kézfejre támasztva, flexed posture, FP, – teljesen görnyedt tartás, a két kart a lábak közt földig leeresztve, maximum flexed posture, MFP. Az adatok elemzése Először meggyőződtek róla, hogy a három testtartás viszonyítási célokra megismételhető-e ugyanazon vizsgálati napon és különböző napokon. Ezután meghatározták az átlagos testhelyzetek kiszámításához a szabványosítás kritériumait olyan módon, hogy a különböző „szék-” és „személyi” (ágyéki és medence-) faktorokkal képzett változatok közül azt tekintették legmegfelelőbbnek, amelyben a személyi tényező a legkisebb, vagyis a hát természetes alakja a lehető legkisebb. Az ágyék és a medence helyzetére egyaránt négy mozgási (mobilitási) tényezőt állapítottak meg: a mikro- és makromozgások amplitúdóját (kilengését) és frekvenciáját (gyakoriságát). A mozgások szögét és frekvenciáját különböző digitális szűrőkkel különböztették meg. A makromozgások az egész testtartás változásait, a mikromozgások az e helyzet körüli néhány perces apró elmozdulásokat jelentik. A kiszámított, finom mozgásparaméterek: – a nagy mozdulatok amplitúdója az ágyéki/medencetartományban = lumbar/pelvic range of motion in macro-movements, LRM/PRM,
– az ágyéki/medencetartomány nagy mozdulatainak frekvenciája, mint az 5°-nál nagyobb testtartás-változások gyakorisága = lumbar/pelvic frequency of motion in macro-movements, LFM/PFM, – az ágyék-/medencetartomány apró mozgásainak amplitúdója = lumbar/pelvic fidgeting amplitude, LFA/PFA, – az ágyéki/medencetartomány apró mozgásainak frekvenciája = lumbar/pelvic fidgeting frequency, LFF/PFF, a széktámlával való érintkezés idejének adatai: – az ágyék és a hát érintkezési idejének aránya, % = percentage of time with lumbar and dorsal contact LDC, – a hát érintkezési idejének aránya, % = percentage of time with dorsal contact, DC, – az ágyék érintkezési idejének aránya, % = percentage of time with lumbar contact, LC, – az érintkezés nélküli idő aránya, % = percentage of time with no contact, NC. A testtartás és a mozgás paramétereit korrelációs együttható felhasználásával elemezték. A helyi fájdalom és a komfortérzés összefüggését a BPDés GC-összefüggéssel vizsgálták. Többváltozós elemzéssel az ágyék/medencehelyzet és a mozgás kényelmetlenségre gyakorolt hatását kutatták. A faktoriális elemzés a testtartás valamennyi változatát leképezte. A logisztikai regressziót és a diszkriminációs elemzést a kényelmetlenség előrejelzésére használták a testtartásbeli és a mozgásváltozókból kiindulva. Eredmények és értékelés Az ismételhetőség csak az egyenes (EP) testtartásban nem volt teljes, valószínűleg a kísérleti pozíció végén bekövetkező fáradtság miatt, 5°-nál nagyobb ágyéki és medenceszög-eltérésekkel. Az FP- és MFP-testtartásban 2,5%-os, ill. 3,1°-os szögeltérést mértek. Ezért az EP értékeket kihagyták a normalizálásból. Az MFP testhelyzetben minden személy ágyéki hajlásszöge hasonló, az FP-szögek viszont az egyéni combhosszúságtól függenek. Az átlagos testtartás két értékét számították ki: – átlagos ágyéki testhelyzet = mean lumbar posture, MLP, nagyobb pozitív értékek nagyobb lordózist jeleznek (lordózis: gerincgörbület a hát síkjából kidomborodva) – átlagos medencetesthelyzet = mean pelvic posture, MPP (a keresztcsont függőleges elhajlása), a pozitív értékek előreesett medencét jeleznek. A testtartás és a mozgás paraméterei A testtartások és mozdulatok szögeit összehasonlítva megállapítható, hogy az átlagos spontán ágyéki testhelyzet hajlott, 12°-kal erősebben, mint
MFP-helyzetben, a medence pedig hátradől (>22°). A medence elmozdulásai erőteljesebbek, mint az ágyéki mozgás, de a makromozdulatok száma hasonló; az ágyéki tartomány mozgásai valamivel nagyobbak és lassúbbak, mint a medencemozgások. Mindezen paraméterek korrelációban vannak a 45 lehetséges összefüggés közt csupán 5 nem szignifikáns. Kiemelve a legfontosabbakat: – a lordózisos (görbült) ágyéktájhoz hátradőlt medence tartozik, – a nagy makromozdulatok mindig gyakoriak is, – a mikromozgások amplitúdója nagy, frekvenciája kicsi, – a lordózisos ágyék a medence ritkább mozdulataival, valamint kisebb és gyorsabb mikromozgásával jár együtt – amikor a medence hátradől, a medence- és az ágyéki makromozdulatok ritkábbak, viszont a mikromozgás nagyobb frekvenciájú és amplitúdójú. Komfort és kényelmetlenség A kísérleti személyeknél ugyanazokban a székekben sem egyezett meg a GC-szint (p<0,05), és egyéni különbségek voltak az ülés kényelmének megítélésében (p<0,05). Eszerint az abszolút komfortszintek az egyes személyek között a várakozásnak megfelelően, nem hasonlíthatók össze, de egy-egy szék relatív komfortját, valamint a GC-szintek növekedését és csökkenését egy kísérleti perióduson belül meg lehet állapítani. A kényelmetlen érzés gyakoriságának sorrendje az összes előfordulás %-ában – nyak, 37; – ágyék, 18; – hát, farpofák, combok, 10; – egyéb, 5. A BPD-növekedés és a GC-csökkenés közötti korreláció együtthatója csak az ágyéki (α<0,01) és a nyaki tartomány (α<0,05) esetében szignifikáns. Az ágyéki kényelmetlenség megjelenése összefügg a GC csökkenésével is (α<0,05). A testtartás és a mozgás paramétereinek az egyes testtájakban érzett fájdalom fokával való kapcsolatát vizsgálva (1. táblázat) általános a fájdalom fokozódása a medence előredőlésével, valamint lassúbb és nagyobb mikromozgással, továbbá, az ágyéki kényelmetlenség megjelenésével és fokozódásával együtt nagyobbá és gyorsabbá válnak a makromozdulatok. Ez a tény hangsúlyozza az ágyéki fájdalom jelentőségét, amely több változást idéz elő a testtartásban, és megerősíti azt a felvetést, hogy a makromozdulatok a kényelmetlenség megnyilvánulásai.
1. táblázat A fájdalomérzet kapcsolódása a testtartás és a mozgás jellemzőihez Fokozódó fájdalom MLP MPP LFA LFF PFA PFF LRM LFM PRM PFM
Ágyéktáji fájdalom
ágyéktájon
nyakon
háton
o + o – + o o ++ ++ +
+ o o o o o + o + o
– + o o o o o o o +
o ++ + –– ++ –– o ++ ++ ++
+/– növekedés/csökkenés a diszkomfortban, +/– α < 0,05 és ++/– – α <0,01
Összefüggés a kényelmetlenség és a helyzet-, ill. mozgásparaméterek között A testtartás változóinak összefüggései a kényelmetlenséggel nem elemezhetők egymástól függetlenül, mert ez hamis eredményekhez vezetne. A változókat előzőleg ekvivalens, de egymáshoz nem kapcsolódó változók csoportjává kell redukálni faktoranalízis segítségével, majd osztályozó módszerként logisztikai regressziót kell alkalmazni. A faktorelemzéses redukálás alapján az eredeti hat helyett három tényezőt (ill. új változót) vezettek be, amelyek az előbbiek legszignifikánsabb öszszetevőit tartalmazzák: – az első a mobilitást méri, a gyors, kis amplitúdójú medence- és ágyéki mikromozgásokkal nő és megfordítva, – mind a második, mind az első új tényező az átlagos ágyéki és medencehelyzettel van korrelációban, de ellentétes értelemben a második pozitívan viszonyul az ágyéki gerincszakasz S-alakú görbületéhez (kifózis) és a medence előredőléséhez, a harmadik a lordózisos görbülethez és szintén a medencedőléshez, – a harmadik komponens azt a szakirodalomban leírt anatómiai összefüggést képviseli, amely szerint az ágyéki kifózishoz a medence hátradőlése (a faktor negatív értékeivel), a lordózishoz előredőlése kapcsolódik. A második faktor és a támlaérintkezés összefüggését vizsgálva megfigyelhető, hogy a pozitív értékek (kifózis, medence-előredőlés) olyan szakaszoknak felel meg, amelyekben a támla nincs használatban, legfeljebb a medence megtámasztásaként, pl. az asztalon végzett munkánál. Megfordítva: a 2. faktor (lordózis hátradőlő medencével) akkor vesz fel negatív értékeket, ha a munkát a támlának dőlve végzik. Ez a második tényező képezi le a munkavégzési szokásokat.
Logisztikai regressziós elemzés Az egyes régiók kényelem- és kényelmetlenség-, ill. fájdalomérzéseinek osztályához logisztikai regressziós modelleket állítottak fel az előbbi három normalizált tényezőt osztályozási változóként használva. Az ágyéki fájdalmat legjobban az anatómiai faktor befolyásolja abban az értelemben, hogy az ágyéki fájdalom megjelenési valószínűsége nagyobb, ha a medence előredől. A következő befolyásoló tényező a mozgás: a statikus testtartás fájdalmát gyors, apró mozgások enyhítik, mivel lazítják az izmokat. A munkaszokások kevéssé hatnak az ágyéi fájdalomra. A támla befolyását egy normalizált NC faktorral kiegészített logisztikai regresszióval vizsgálták. Ebből kiderül, hogy a támla megakadályozza az ágyéki fájdalom fokozódását (2. táblázat). 2. táblázat Ágyéki fájdalom előrejelzése a három befolyásoló tényezővel és a támlaérintkezés hiányával Változó Mozgás Munkavégzési szokások Anatómiai Normalizált NC
Exp (B)1)
R2)
0,606 0,672 2,710 1,226
–0,137 –0,107 0,306 0,050
1) a logisztikai regressziós számításban a független változó értékének 1-gyel való megváltozásához tartozó kitevő 2) a statisztikai R a változó parciális hozzájárulását adja meg.
A hátfájás meghatározó tényezője a munkavégzés módja: ha valaki előrehajolva dolgozik, valószínűbben megfájdul a háta, mintha hátradől. A mozgás a háti statikus stresszt is enyhíti, az anatómiai faktor hatása elhanyagolható. A nyakfájás szignifikáns modelljéhez kevés a korrekt módon osztályozott eset. A makromozgás mint a komfort objektív mutatója Az ágyéki fájdalom a kényelmetlenség indikátorának bizonyult. Mivel a makromozgás változóira is érvényes a nagyfokú korreláció, a logisztikai regresszió alkalmazása előtt ezekre is elvégezték a faktorelemzést. A négy változó helyettesítésére ezúttal elegendő egy, amely a variancia 71%-át képviseli, és amelynek korrelációs faktora a makromozgások valamennyi eredeti tényezőjével nagyobb, mint 0,8. Ez a helyettesítő tényező „a testtartás nagy változásai”, amelynek értéke pozitív mind az ágyék, mind a medence széles, gyakori mozdulataival.
Az ágyéki fájdalom jelenlétének osztályozására ezzel a tényezővel mint előrejelző tényezővel végzett logisztikai regresszió szignifikáns: R = 0,312, Exp (B) : 1,281, tehát a testtartás tetemes megváltozása biztosan utal kényelmetlenségre. Az így készült modell korrekt módon minősíti az esetek 69%-át. Ezzel az egy változóval diszkrimináló elemzés is elvégezhető, amely előrejelzi a csoportokat jobban diszkrimináló változó értékét. Az eredmények alapján a medence jobban diszkrimináló helyzetváltozásainak száma – 74%ban korrektül osztályozott esetekkel – 25 perc alatt 4,04. Ez azt jelenti, hogy ha a dolgozó kevesebb, mint 5 percenként változtatja medencéjének helyzetét a vizsgálatban kijelölt feladat elvégzése közben, akkor az a munka több mint 0,5-ös valószínűséggel kényelmetlen. Következtetések Az általánosan megfogalmazott megfigyelések szerint – amikor az ágyéki fájdalom fokozódik, akkor a medence előredől, a „stabil” testtartás körüli mikromozgások lassúk és nagyok, – amikor az ágyéki fájdalom kialakul, szélesebbek és gyorsabban követik egymást a makromozdulatok, – eszerint a makromozgás a kényelmetlenség indikátora, kiváltója pedig az alaptesthelyzet és a mikromobilitás. A többváltozós elemzés kimutatta, hogy a rövid időtartamú ágyéktáji fájdalmat leginkább a görbült gerincű (lordózisos) és az előreejtett medencéjű testtartás felvétele fokozza, és ezt nem kompenzálja, bár némileg enyhíti a helyzetváltoztatás (makromozgás) és a széktámlával való érintkezés. A lordózisos gerinc negatív hatásáról egy a „gerincprofil” és az ülés kényelme közti összefüggést vizsgáló 1991. évi közlemény is beszámol, amely azonban nem(csak) egészséges kísérleti személyeket érintett. Egy másik ugyancsak 1991-es tudósítás derékfájásban szenvedőknél az ágyéki fájdalmat csökkentőnek találta a lordózisos testhelyzetet. Ezzel kapcsolatban megjegyzendő, hogy rövid ideőre kényelmesnek talált testhelyzetek hosszú távon ártalmasak lehetnek, mert bizonyos izmok megfeszítése idézi őket elő. A többé-kevésbé állandó testtartás körüli apró mozgások itt észlelt kedvező hatását már székgyártók is figyelembe veszik, amikor rugalmas támlájú székeket hoznak forgalomba. (Dr. Boros Tiborné) Vergara, M.; Page, A.: Relationship between comfort and back posture and mobility in sittingposture. = Applied Ergonomics, 33. k. 1. sz. 2002. p. 1–8. Vergara, M.; Page, A.: System to measure the use of the backrest in sitting-posture office task. = Applied Ergonomics, 31. k. 3. sz. 2000. p. 247–254.
