В процессе поднятия и удержания тяжестей механические напряжения в элементах поясничного отдела позвоночного столба человека при некоторых условиях превышают критические значения, что неизбежно сопровождается повреждениями этих элементов. Данные перегрузки обусловлены сильной компрессией межпозвоночных дисков при чрезмерном сокращении волокон мышц, выпрямляющих позвоночник и стремящихся к сохранению естественного расположения позвонков. Наибольшие усилия при этом приходятся на поясничный отдел позвоночника. Давление внутри полости живота способно изменить картину нагружения позвоночного столба. Это объясняется тем, что в процессе удержания и поднятия тяжестей внутрибрюшное давление создаёт дополнительный разгибающий момент, действующий на позвоночник. В представленной работе на основе модели изгиба криволинейного стержня проводится поиск математических зависимостей, определяющих воздействие внутрибрюшного давления на нагружение позвоночника. Полученные аналитические соотношения показывают снижение компрессионных нагрузок между позвоночными сегментами при наличии внутрибрюшного давления.
During the lifting and retaining tasks the mechanical stresses in the elements of the lumbar vertebral column of human under certain conditions exceed the critical value that is inevitably accompanied by damage to these items. These overloads caused by strong compression of the intervertebral discs in the excessive reduction of muscle fibers, straightening the spine and seeking to preserve the natural location of the vertebrae. The greatest efforts in this arise in the lumbar spine. This applies particularly to the lumbar spine. The pressure inside the abdomen can change the loading of the spinal column. This is because in the process of retention and weight lifting intra-abdominal pressure creates additional extensor moment acting on the spine.In this work, based on the model of bending the curved beam are searched mathematical relationships that determine the impact of intra-abdominal pressure loading on the spine. The analytical relations show a decrease compression loads between the vertebral segments at presence of intra-abdominal pressure.
1. Синельников Р.Д. Атлас анатомии человека. В 3 т. Т. 1. – М.: Медгиз, 1963. – 477 с.
2. Туктамышев В.С., Кучумов А.Г., Няшин Ю.И., Самарцев В.А., Касатова Е.Ю. Внутрибрюшное давление человека // Российский журнал биомеханики. – 2013. – Т. 17, № 1. – C. 22–31.
3. Туктамышев В.С., Соломатина Н.В. Влияние внутрибрюшного давления на состояние поясничного отдела позвоночника // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 8. – С. 77–81.
4. Hoogendoorn W.E., Bongers P.M., de Vet H.C., Douwes M., Koes B.W., Miedema M.C., Ariëns G.A., Bouter L.M. Flexion and rotation of the trunk and lifting at work are risk factors for low back pain: results of a prospective cohort study // Spine. – 2000. – Vol. 25, № 23. – P. 3087–3092.
5. Keith A. Man's posture: its evolution and disorders. Lecture IV. The adaptation of abdomen and its viscera to the orthograde posture // British Medical Journal. – 1923. – Vol. 21, № 1. – P. 587–590.
6. Marras W.S., Davis K.G., Ferguson S.A., Lucas B.R., Gupta P. Spine loading characteristics of patients with low back pain compared with asymptomatic individuals // Spine. – 2001. – Vol. 26, № 23. – P. 2566–2574.
7. Marras W.S., Lavender S.A., Leugans S.E., Rajulu S.L., Allread W.G., Fathallah F.A. Ferguson S.A. The role of dynamic three-dimensional trunk motion in occupationally related low back disorders: the effects of work-place factors, trunk position, and trunk motion characteristics on risk of injury // Spine. – 1993. – Vol. 18, № 5. – P. 617–628.
8. Ortengren R., Andersson G.B., Nachemson A.L. Studies of relationships between lumbar disc pressure, myoelectric back muscle activity, and intra-abdominal (intragastric) pressure // Spine. – 1981. – Vol. 6, № 1. – P. 513–520.
9. Punnett L., Fine L.J., Keyserling W.M., Herrin G.D., Chaffin D.B. Back disorders and nonneutral trunk postures of automobile assembly workers // Scandinavian Journal of Work Environment and Health. – 1991. – Vol. 17, № 5. – P. 337–346.
10. Takahashi I., Kikuchi S., Sato K., Sato N. Mechanical load of the lumbar spine during forward bending motion of the trunk-a biomechanical study // Spine. – 2006. – Vol. 31, № 1. – P. 18–23.