Сравнительная характеристика рабочих положений стоя и сидя

При проектировании деятельности и соответствующего ей рабочего места прежде всего организуется рабочая поза, а с ней сочетаются уже другие проявления работающего человека. Она является фактором, определяющим соотношение высот опорных поверхностей, служит статическим компонентом построения рабочих движений и их граничной фазой. Она создает определенную степень соматического комфорта, комфорта скелетно-мышечной системы как неотъемлемой части функционального комфорта.

Любая деятельность человека, умение осуществлять тонкие координированные движения, ходьбу и другие виды локомоций в значительной степени определяются способностью длительное время удерживать равновесие, определенную позу.

Очень часто понятия «положение тела» и «поза» используют как синонимы, что не совсем корректно.

В биомеханике положение тела определяется условиями равновесия (величина площади опоры и положение общего центра тяжести — ОЦТ), позой, ориентацией и местоположением в пространстве. Наиболее распространенными положениями тела являются положения стоя, сидя и лежа. Во время выполнения ряда работ (ремонтные, монтажные, строительные и т. п.) человек принимает переходные положения тела (на корточках, на четвереньках, на коленях).

Положение стоя характеризуется неустойчивым равновесием, Площадь опоры исчисляется поверхностью стоп, соприкасающихся с опорой, и пространством, заключенным между ними. По сравнению с другими положениями ему свойственно более естественное взаиморасположение таких отделов опорно-двигательного аппарата, как позвоночный столб, грудная клетка, таз, развившееся в процессе эволюции в связи с прямохождением. В этом положении позвоночный столб имеет четыре естественных изгиба: шейный и поясничный (лордозы), обращенные выпуклостью вперед, и грудной и крестцово-копчиковый (кифозы), обращенные выпуклостью назад. Межпозвоночные хрящевые диски не только соединяют позвонки друг с другом, но и обеспечивают подвижность позвоночного столба и амортизируют удары и толчки при локомоциях. В выпрямленной позе они испытывают равномерное давление.

С формой позвоночного столба, особенно с глубиной его поясничного лордоза, коррелирует и угол наклона таза (угол наклона плоскости входа в малый таз по отношению к горизонтальной плоскости), равный 35 — 45°.

Все это способствует более равномерному распределению силы тяжести тела и облегчает работу мышц по поддержанию вертикального положения. Грудная клетка в положении стоя не испытывает препятствий для совершения дыхательных движений. Расположение и крепление внутренних органов брюшной и грудной полости также приспособлено к положению стоя.

Положение сидя также характеризуется неустойчивым равновесием, но площадь опоры при этом увеличена за счет различных приспособлений для сидения. Общий центр тяжести располагается значительно ниже над площадью опоры, чем в положении стоя, что увеличивает степень устойчивости тела.

В каждом из положений тела можно различать множество поз.

Поза — взаимное расположение звеньев тела (корпус, руки, ноги и т.д.), независимое от ориентации и местоположения тела в пространстве и отношения к опоре. Когда речь идет о трудовой деятельности, термин «рабочая поза» употребляется как наиболее частое и предпочтительное взаиморасположение частей тела при выполнении трудовых операций (корпус выпрямлен, наклонен вперед, откинут назад, руки на подлокотниках, на коленях, на весу, ноги на педалях, на подставке и т.п.). При изучении движений поза рассматривается как пространственная граница фазы движения (начальная, граничная, конечная).

Для сохранения той или иной позы необходимы механические условия взаимодействия внешних и внутренних сил. Внешними силами являются сила тяжести, равная весу тела (корпуса), сила реакции опоры, внешние отягощения и сопротивление физических тел (средства труда, спортивные снаряды и т.п.), сила инерции других тел, сопротивление внешней среды (ветер, течение воды и т.п.). Внутренние силы (активные и пассивные) возникают в теле человека при взаимодействии самих частей тела друг с другом. Единственными активными силами являются силы тяги мышц. Пассивные силы — это пассивное сопротивление тканей тела (кости, связки, сухожилия, апоневрозы и т.п.), вязкость мышц, силы трения между отдельными органами, а также реактивные силы, которые проявляются в виде инерции масс частей тела, сопротивляющихся тем или иным ускорениям.

В настоящее время положение сидя стало доминирующим рабочим положением для большинства массовых профессий, скорее правилом, чем исключением. Человек сидит в столовой, в офисе, в учебной аудитории, у пресса, на конвейере, у швейной машины, за кассовым аппаратом, перед компьютером и т.п. Мы сидим в автомобиле, самолете, поезде, по дороге на работу и с работы, а вечером усаживаемся у телевизора. Можно сказать, что сидячий образ жизни — одна из основных характеристик нашего времени. Недаром современному человеку дано шутливое прозвище Нота sedens (человек сидящий). Положение сидя небезразлично для здоровья человека, в силу чего оно издавна привлекает внимание врачей, физиологов, биомехаников, психологов и эргономистов.

В положении стоя человек имеет благоприятные условия для перемещения, сенсомоторных координации и зрительного обзора, но по сравнению с положением сидя оно более утомительно, так как требует значительной работы мышц по удержанию равновесия и массы тела в вертикальном положении.

В положении стоя гидростатическое давление в нижних конечностях намного выше, чем у сидящего человека, что вызывает застой крови в ногах. Но человек редко стоит абсолютно неподвижно. Переминаясь с ноги на ногу, он активизирует «мышечный насос», который действует не только при ходьбе, но и при непроизвольной перемене позы. Благодаря попеременному сокращению мышц голеней венозный кровоток частично нормализуется.

В положении сидя работа мышц затрачивается в основном на уравновешивание головы и туловища. Мышцы голени обычно расслаблены, «мышечный насос» не действует, что снижает энергетические затраты на 10 — 20%. И хотя кардиоваскулярные реакции при стоянии интенсивнее, чем при сидении, отечность и дискомфорт в нижних конечностях длительно сидящего человека могут быть гораздо выше.

В положении сидя сглаживаются изгибы позвоночного столба: поясничный изгиб (лордоз) почти исчезает, а грудной (кифоз) либо уменьшается при выпрямленном положении, либо увеличивается при согнутом. Мышцы и связки позвоночного столба при наклонном положении тела растягиваются. Межпозвоночные диски, выполняющие опорную и демпфирующую нагрузки, особенно в поясничном отделе, принимают треугольную форму, т. е. сплющиваются спереди и растягиваются сзади, что способствует увеличению внутридискового давления. Студенистые ядра дисков сдвигаются назад и давят на заднюю продольную связку позвоночника, в результате чего связка растягивается, расслаивается и диск выскальзывает из-под двух соседних позвонков, вызывая дисциты, грыжи и сопутствующие заболевания: радикулит, ишиас и т.п. (А.С.Аруин, В.М.Зациорский, 1987).

В положении сидя значительно уменьшается угол наклона таза, а следовательно, и положение внутренних органов, которые смещаются вниз и назад. При этом выход из малого таза увеличивается, мышечное дно таза растягивается, что служит одной из причин опущения внутренних органов.

Положение сидя со сгорбленной спиной вызывает ухудшение дыхательной и пищеварительной функций, ограничивая свободу движений грудной клетки и диафрагмы. Передняя брюшная стенка расслабляется.

Рис. 10.1. Позы отдыха и рабочие позы у народов мира: 1 — у народов Европы; 2 — у североамериканских индейцев; 3 — у народов Южной Америки; 4 — у народов Индии; 5 — у японцев; 6 — у арабов

В положении стоя угол сгибания в тазобедренных суставах составляет 180° и действует пассивный «замковый» механизм. Таз удерживается в определенном положении подвздошно-бедренной связкой. Когда человек садится, этот «пассивный замок» расслабляется и таз получает возможность свободно качаться на седалищных буграх. При этом силы реакции опоры, вызванные действием веса корпуса, приложены к седалищным буграм, в результате чего на таз человека действует момент вращения, который при расслаблении мускулатуры приводит к повороту таза, сползанию его вперед и опрокидыванию туловища назад.

Для сохранения стабильности позы человек вынужден перемещать корпус вперед, сближая линии действия результирующей силы тяжести верхней части тела и результирующей силы реакции опоры (поверхность сиденья). Это можно сделать двумя способами. В первом случае он сидит выпрямленно, поясничный лордоз сохраняется, плоскость входа в малый таз образует определенный угол, давление в дисках относительно небольшое. Однако человек не может долго произвольно сохранять такую позу. Необходимы искусственно созданные поддержки. В другом случае работающий наклоняется вперед, располагая центр тяжести верхней части тела примерно над седалищными буграми или спереди от них, приближая глаза к рабочей поверхности. При этом активность мышц спины и живота снижается, увеличивается нагрузка на межпозвоночные диски и связки.

Сравнивая позы в положении сидя европейцев и восточных народов, исследователи пришли к выводу, что позы в положении сидя у йогов, по-турецки, по-японски более благоприятны для тела человека, чем при сидении на европейских стульях (рис. 10.1). Хотя эти позы требуют навыка, они препятствуют искривлению позвоночника, стабилизируют таз, не вызывают большого мышечного напряжения.

Из краткого анализа анатомических и биомеханических особенностей тела человека, проявляющихся в положении сидя, следует, что это положение небезразлично для здоровья человека и длительное пребывание в нем способствует возникновению ряда заболеваний как опорно-двигательного аппарата, так и других систем организма.