Porovnání aktivity svalů horní končetiny při práci s klasickou a vertikální počítačovou myší

Overview

Práce se zabývá popisem postavení předloktí při manipulaci s různými typy počítačových myší během práce u počítače. Cílem studie bylo porovnat aktivitu vybraných svalů horní končetiny pomocí povrchové elektromyografie při práci u počítače vsedě s klasickou a vertikální počítačovou myší.

Do výzkumu bylo zahrnuto 8 probandů (věk 43,1 ± 7,8 let, práce u počítače 8,6 ± 1,4 hodin denně), kteří neměli dřívější zkušenost s vertikální počítačovou myší. Pro hodnocení svalové aktivity vybraných svalů horní končetiny byl využit přístroj pro povrchovou elektromyografii TeleMyo 2400T G2 s programem MyoResearch verze 3 (NORAXON, USA Inc., Scottsdale, Arizona). Měřeny byly tyto svaly (musculi): extenzor carpi radialis longus, flexor carpi radialis, triceps brachii – caput laterale a caput longum, biceps brachii – společné svalové bříško, deltoideus – pars anterior, pars acromialis a pars posterior, trapezius – pars superior, pars medialis, pars inferior. U všech probandů proběhla dvě měření se stejnými dopředu stanovenými úkony. První měření probíhalo za užití klasické myši. Poté byla probandům předána vertikální počítačová myš HE-Mouse (R-Go Tools B.V., Nizozemí) s instruktáži, jak s ní manipulovat. Po devíti měsících užívání vertikální počítačové myši následovalo druhé měření.

Použitím vertikální počítačové myši došlo k významnému snížení aktivity m. trapezius pars inferior a m. flexor carpi radialis v porovnání s klasickou počítačovou myší. Semipronační postavení předloktí podpořilo centraci ramenního kloubu a relaxaci ruky v porovnání s pronačním nastavením předloktí u klasické počítačové myši. Vertikální počítačová myš se u sledované skupiny probandů jeví jako vhodná volba pro eliminaci muskuloskeletálních potíží v oblasti pletence HK, předloktí a zápěstí.

Klíčová slova:

elektromyografie – ergonomie – pronace předloktí – ramenní kloub – sed

ÚVOD

Práci u počítače můžeme zahrnout do běžných denních činností. Setkáváme se s ní v administrativě, průmyslu, školství i v soukromí. Práce na počítači probíhá většinou vsedě, kdy dochází k částečnému vyloučení podpory dolních končetin a jejich funkci přebírá pánev. Sed je většinou doprovázen flekčním držení těla. To je charakteristické předsunem a mírným záklonem hlavy, protrakcí ramen, zvětšenou kyfózou v oblasti hrudní páteře, retroverzí pánve a oploštěním bederní lordózy. Dochází k tonické aktivitě posturálních svalů, které zabezpečují stabilitu těla, ale zároveň umožňují provedení cíleného pohybu [6]. Bez korekce dlouhodobého sedu nastávají potíže ve formě bolesti a ztuhlosti nejen v oblasti páteře, ale také na dolních a horních končetinách (HKK). Například v případě horní končetiny (HK) může decentrované postavení v ramenním kloubu vytvářet neadekvátní aktivitu svalů v oblasti krční páteře a žeber, což může mít následný vliv na dechové funkce [9]. Ovládání klávesnice a počítačové myši je charakteristické svou vysokou opakovatelností při použití malé svalové síly. Dochází tak k dlouhodobému mechanickému namáhání muskuloskeletálního aparátu, které může vést k jeho přetížení. Při činnostech spojených s klávesnicí jsou zapojeny obě HKK se značnou polohovou zátěží ve formě pronace předloktí, extenze a ulnární dukce v zápěstí. U počítačové myši se jedná o jednostranné polohové přetížení HK, která pracuje při flexi a abdukci v ramenním kloubu. Dále dochází k pronaci předloktí a extenzi s ulnární dukcí v zápěstí. V místě kontaktu volární plochy zápěstí s podložkou je vyvíjen tlak na měkké tkáně (obr. 1a). Tyto polohy segmentů HK mohou způsobovat bolestivost svalů v oblasti ramenního kloubu (např. hypertonus nebo reflexní změny v m. trapezius a m. levator scapulae, ve svalech rotátorové manžety) nebo potíže v oblasti lokte a zápěstí (tendovaginity, epikondylitidy, syndrom karpálního tunelu). V případě chybné volby velikosti, tvaru nebo silného stisku počítačové myši se tyto potíže mohou prohlubovat [1, 2, 5, 6, 8]. Dnes jsou dostupné počítačové myši s různými ergonomickými úpravami, které se odlišují svým uchopením a podmiňují tak semipronační pozici předloktí blízké neutrálnímu postavení. U vertikálních myší je tedy předloktí v mírném pronačním postavení s oporou o ulnární stranu, ruka spočívá na malíkové hraně a dlaň směřuje mediálně (obr. 1b). Při této pozici nedochází ke křížení ulny a radia jako v případě pronačního postavení předloktí u klasické počítačové myši a není vyvíjen tlak v oblasti karpálního tunelu [1, 12].

Z dostupných poznatků plyne, že úchop počítačové myši ovlivní postavení předloktí, nadloktí, případně i pletenec HK. Není však podrobněji zmapované, jak se změní aktivita svalů HK při činnostech s odlišnou počítačovou myší. Cílem předkládané práce proto bylo sledovat změny aktivity povrchových svalů v oblasti předloktí a pletence HK při práci u počítače vsedě s klasickou a vertikální počítačovou myší.

SOUBOR A METODIKA

Metodika výzkumu byla schválena Etickou komisí Lékařské fakulty Ostravské univerzity. Do studie bylo zahrnuto 8 probandů (věk 43,1 ± 7,8 let, práce u počítače 8,6 ± 1,4 hodin denně, pravostranná dominance). Kritéria pro nezařazení do studie byla dřívější zkušenost s používáním vertikální počítačové myši, neurologické onemocnění a strukturální poškození pohybového aparátu v oblasti horní končetiny a páteře. Před samotným měřením všichni probandi podepsali informovaný souhlas. Hodnocena byla práce s klasickou počítačovou myší, kterou měl proband k dispozici dlouhodobě pro vykonávání práce, a vertikální myší HE-Mouse (R-Go Tools B.V., Nizozemí).

Použité metody

K měření akčních potenciálů vybraných povrchových svalů horní končetiny byly použity bipolární elektrody o rozměrech 4 x 2,2 cm a přístroj TeleMyo 2400T G2 s programem MyoResearch verze 3 s modulem myo- Video (NORAXON, USA Inc., Scottsdale, Arizona). Tento modul umožňuje synchronní záznam pohybu horní končetiny na video a snímání akčních potenciálů. Pohyb byl zaznamenán dvěma kamerami NINOXTM 125 (NORAXON, USA Inc., Scottsdale, Arizona). Jedna kamera snímala pohyb ruky i předloktí a druhá pohyb v ramenním kloubu.

Průběh měření

Povrchová elektroda byla umístěna na pravé HK v místě svalového bříška, které se palpovalo při hlavní funkci daného svalu: m. extenzor carpi radialis longus (ECR), m. flexor carpi radialis (FCR), m. triceps brachii – caput laterale (TRILAT) a caput longum (TRILO), m. biceps brachii – společné svalové bříško (BIC), m. deltoideus – pars anterior (DELANT), pars acromialis (DELAC) a pars posterior (DELPOST), m. trapezius – pars superior (TRAPUP), pars medialis (TRAMED), pars inferior (TRAINF).

Probandi podstoupili celkem dvě měření, jedno s klasickou počítačovou myší (KPM) a druhé s vertikální počítačovou myší (VPM). Před každým měřením byla probandům změřena maximální volní kontrakce (MVC) měřených svalů. Po prvním měření s klasickou počítačovou myší byla každému probandovi předána vertikální počítačová myš spolu s instrukcemi, jak ji používat. Pracovali s ní po dobu devíti měsíců, klasickou myš po danou dobu již nepoužívali. Poté proběhlo druhé měření s vertikální myší. V průběhu obou měření se snímala svalová aktivita při stejných úkonech. Subjektům byl předložen soubor s označeným obdélníkem (obr. 2), ke kterému se vztahovaly zadané úkony slovně prezentované hodnotitelem. Každý pohyb začínal v bodě „T“ a končil v bodě podle zadaného pokynu: 

• kopírujte čáru, která vede z bodu T do A bodu a klikněte levým tlačítkem (A, L),
• kopírujte čáru, která vede z bodu T do A bodu a klikněte pravým tlačítkem (A, P),
• kopírujte čáru, která vede z bodu T do B bodu a klikněte levým tlačítkem (B, L),
• kopírujte čáru, která vede z bodu T do B bodu a klikněte pravým tlačítkem (B, P),
• kopírujte čáru, která vede z bodu T do C bodu a klikněte levým tlačítkem (C, L),
• kopírujte čáru, která vede z bodu T do C bodu a klikněte pravým tlačítkem (C, P),
• kopírujte čáru, která vede z bodu T do D bodu a klikněte levým tlačítkem (D, L),
• kopírujte čáru, která vede z bodu T do D bodu a klikněte pravým tlačítkem (D, P),
• kopírujte čáru, která vede z bodu T do Sab bodu a klikněte levým tlačítkem (Sab, L),
• kopírujte čáru, která vede z bodu T do Sab bodu a klikněte pravým tlačítkem (Sab, P),
• kopírujte čáru, která vede z bodu T do Scd bodu a klikněte levým tlačítkem (Scd, L),
• kopírujte čáru, která vede z bodu T do Scd bodu a klikněte pravým tlačítkem (Scd, P),
• dvojklik levým tlačítkem v bodě T (DC). Všechny úkony byly provedeny celkem třikrát.

Zpracování dat
Akční potenciál byl normalizován podle vzorce:

Pro každý akční potenciál vybraných svalů u jednotlivých úkonů byl vypočítán aritmetický průměr, směrodatná odchylka a medián. Statistická analýza dat byla provedena v programu PAST2.17c. Pro hodnocení rozdílů sledovaných parametrů v rámci dané skupiny probandů byl z důvodu malého počtu probandů využit neparametrický párový Wilcoxonův test. Za statisticky významné byly považovány rozdíly na hladině statistické významnosti α = 0,05.

VÝSLEDKY

Na obrázku 3 jsou uvedeny pouze statisticky významné rozdíly mediánů akčních potenciálů povrchových svalů při práci s klasickou počítačovou myší a vertikální.

V porovnání s klasickou počítačovou myší byly při práci s vertikální myší zjištěny statisticky významně nižší akční potenciály u m. trapezius pars inferior, m. flexor carpi radialis (oba p < 0,05) a statisticky významně vyšší akční potenciály u m. triceps brachii pars lateralis (p < 0,03).

DISKUSE

Práce s počítačem je v dnešní době klíčová pro dosažení stanovených pracovních, studijních a osobních cílů. Mnohdy se u počítačů zdržujeme déle, než bychom si přáli, a to i přes známá rizika možného poškození muskuloskeletálního aparátu. Snahou je daná rizika minimalizovat, případně zcela eliminovat. To lze snížením počtu hodin strávených u počítače nebo změnou ergonomie práce, nejčastěji změnou posedu nebo výměnou standardních nástrojů za ergonomické. Podle Radwan et al. je použití ergonomických myší jedním z řešení pro úlevu přetěžovaných měkkých tkání a kloubů HK při práci u počítače [11]. U námi hodnocené vertikální myši došlo u sledované skupiny probandů k opoře na ulnární straně předloktí, což zamezilo kontaktu volární plochy předloktí s podložkou a při manipulaci s myší nedocházelo k ulnární deviaci v zápěstí. Studie Conlona et al., Fagarasana a Kumara a Schmida et al. poukazují na to, že počítačová myš podporující neutrální postavení předloktí a limitující oporu o měkké tkáně v oblasti dlaně a volární plochy zápěstí může mít ochranný účinek na oblast karpálního tunelu [1, 4, 12]. Gustafsson a Hagberg ve své práci uvádějí, že neutrální postavení předloktí snižuje aktivitu svalů v oblasti zápěstí (především extenzorů) [7]. Popisují, že předloktí je při úchopu vertikální počítačové myši v relaxované pozici, která odpovídá poloze HK volně visící podél těla při stoji. Dále podle studie Cooka et al. může toto nastavení HK odlehčit svalům v oblasti šije a ramenního kloubu [2].

U sledované skupiny probandů došlo při používání vertikální počítačové myši k významnému snížení aktivity m. trapezius pars inferior v porovnání s klasickou myší. Důvodem může být lepší centrace lopatky vlivem vnější rotace humeru při manipulaci s vertikální počítačovou myší. Při semipronačním postavení předloktí dochází k addukčnímu a zevně rotačnímu postavení humeru. V porovnání s pronačním postavením předloktí se tak snižuje protrakce ramenního kloubu a anteverze lopatky.

Dále byla u probandů využívajících vertikální počítačovou myš naměřena významně vyšší aktivita m. triceps brachii pars lateralis v porovnání s klasickou počítačovou myší. Jednalo se o úkony především při pohybu kurzorů dolů v daném obrazci (body D a Scd). Důvodem vyšší aktivity tohoto svalu může být skutečnost, že opora předloktí o ulnární stranu byla u probandů větší v porovnání s oporou u klasické počítačové myši, a m. triceps brachii pars lateralis tak zajišťoval stabilizaci loketního kloubu.

Snížená svalová aktivita m. flexor carpi radialis u vertikální počítačové myši může souviset s odlišnou tuhostí tlačítek u sledovaných počítačových myši. V tomto případně je možné konstatovat, že během užívání klasické myši museli probandi vynaložit větší úsilí při kliknutí než u vertikální myši, podobně jako v případě studie Gustafssona a Hagberga [7].

Přechod z klasické počítačové myši na vertikální nemusí být pro všechny snadný. Quemelo a Vieira proto doporučují postupně si na vertikální myš zvykat a podle schopností uživatele navyšovat práci s ní, aby nedocházelo ke křečovitému uchopení myši [10]. Z tohoto důvodu byl v naší studii odstup mezi prvním a druhým měřením devět měsíců, abychom zajistili dostatečnou adaptaci uživatele na vertikální počítačovou myš. Práce probandů byla sledována v jejich pracovních podmínkách, které nebyly nijak standardizovány. Důvodem bylo zamezit vstup dalších proměnných, které by mohly ovlivnit výsledky studie. Nicméně jsme si vědomi, že ergonomie pracovního místa hraje velkou roli, a proto byli probandi po druhém měření instruováni, co by mohli na svém pracovním místě změnit. Jednalo se například o pozici nohou při sedu, typ sedu, ergonomické nastavení křesla, stolu nebo využití ergonomických pomůcek. Ekinci et al. ve své práci poukázali na to, že správným ergonomickým nastavením kancelářského prostoru, nábytku a edukací probandů i po delší době, byly sníženy jejich muskuloskeletální potíže nejen v oblasti horní končetiny, ale i v oblasti páteře a dolních končetin [3].

ZÁVĚR

Během devítiměsíčního užívání vertikální počítačové myši došlo u sledované skupiny probandů ke snížení aktivity m. flexor carpi radialis a m. trapezius pars inferior. Oba svaly se pojí k oblastem, které jsou spojovány s muskuloskeletálním poškozením pohybového aparátu při nadměrném užívání klasické počítačové myši. V porovnání s pronačním postavením předloktí u klasické počítačové myši je pozice předloktí u vertikální myši v semipronaci, díky níž se odlehčuje měkkým tkáním v oblasti volární plochy předloktí, a předchází se tak útlaku v oblasti karpálního tunelu. Dále semipronační postavení předloktí podmiňuje vnější rotaci humeru, která optimalizuje pozici lopatky, a snižuje se zatížení stabilizátorů dolního úhlu lopatky. Použití vertikální počítačové myši tak může snížit potíže nejen v oblasti často diskutovaného karpálního tunelu, ale také v oblasti šíjových svalů a stabilizátorů lopatek.

Studie byla realizována v rámci projektu Studentské grantové soutěže LFOU v Ostravě SGS05/LF/2020: Porovnání svalové aktivity vybraných svalů při používání klasické a vertikální myši.

Adresa pro korespondenci:
Ing. Bc. Lucie Honzíková, Ph.D.
Syllabova 19
703 00 Ostrava-Vítkovice
e-mail: lucie.honzikova@osu.cz