Arbeitshaltung. arbeitsphysiologie 14 Arbeitshaltung April 2002.doc iha Ergonomie / Arbeit + Gesundheit

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2 H. Krueger 14. Im allgemeinen wird davon ausgegangen, dass eine sitzende Körperhaltung von unnötiger physischer Arbeit entlastet und deshalb, wenn immer möglich auch angestrebt werden sollte. Auf der andern Seite wissen wir, dass ein grosser Teil der Bevölkerung unter muskuloskelettalen Beschwerden des Bewegungs und Halteapparates leidet. So gibt es immer wieder Forderungen nach nicht rein sitzender Tätigkeit, sondern Abwechslung in der Körperhaltung während der Arbeitszeit. Ziel aller Überlegungen ist ein über ein Leben gesunder Rücken. Hierzu sollen in einem ersten Abschnitt einmal die Bedeutung des Problems Rückenschmerz und die physiologisch anatomischen Grundlagen zusammengestellt werden. Es folgt darauf eine Übersicht über Vor und Nachteile verschiedener en. Eine Zusammenstellung der Anforderungen an einen Stuhl, der ergonomisch richtiges Sitzen unterstützt folgt im nächsten Kapitel als Umsetzungsbeispiel anthropometrischer Daten und der Grundlagen des vorliegenden Kapitels. Häufigkeit [%] Frauen Männer objektiv subjektiv 14.1 Epidemiologie des Rückenschmerzes Die Epidemiologie ist die Wissenschaft von der Verbreitung von Erkrankungen und den Einflussfaktoren, die die Krankheit verursachen oder verschlimmern. Sie setzt statistische Instrumente ein, um Assoziationen zwischen äusseren und individuellen Faktoren und der untersuchten Erkrankung oder gesundheitlichen Beeinträchtigung aufzufinden. 0 Abb Alter [Jahre] 1972 Altersabhängige Veränderungen der Wirbelsäule (objektiv) und Beschwerdehäufigkeit (subjektiv) bei einem vorwiegend ländlichen Bevölkerungskollektiv Funktionelle Anatomie der Wirbelsäule Die Wirbelsäule ist sförmig gebogen und besteht aus 7 Halswirbeln, 12 Brustwirbeln und 5 Lendenwirbeln. Die sförmige Biegung gibt der ganzen Wirbelsäule eine Formelastizität. So werden Stösse nur in Grenzen von unten nach oben zum Kopf übertragen. iha Ergonomie / Arbeit + Gesundheit > Die Wirbelsäule ist in der frontalen Ansicht gerade (Abb. 2). In seitlicher Ansicht zeigt sie mit einer Lordose der Halswirbelsäule, einer Kyphose der Brustwirbelsäule und wieder einer Lordose der Lendenwirbelsäule mehrere Krümmungen nach vorn und hinten Die Dicke der Wirbelsäule nimmt von oben nach unten entsprechen der zu tragenden Last zu. Die Beweglichkeit der Wirbelsäule ist über einzelne Bewegungselemente über die gesamte Wirbelsäule verteilt. In den verschiedenen Bewegungselementen, die aus je zwei Wirbelkörpern bestehen gibt es je nach Lage sehr verschiedene Freiheiten der Bewegung. Die grösste Beweglichkeit weisen die Bewegungselemente der

3 Arbeitsphysiologie Abb. 2 Abb. 3 Wirbelkörper Bandscheibe Wirbelkörper vorderes Längsband vordere Ansicht C1 C7 Th1 Th12 L1 L5 S1 Hals seitliche Ansicht Anatomie der Wirbelsäule Wirbelkanal Brust Lende Kreuz 1649 Steiß 1649 Wirbelgelenk 1652 hinteres Längsband Dornfortsatz Wirbelbänder Gelenkkapsel Dornspitzen Längsband 1652 Bewegungselement der Lendenwirbelsäule Halswirbelsäule auf. Die geringste diejenigen der Brustwirbelsäule. Das Bewegungselement besteht aus den zwei aneinander grenzenden Wirbeln mit dem Wirbelkörper und den Wirbelbögen, die zwei seitlich Fortsätze und einen Dornfortsatz nach hinten tragen. An den Fortsätzen greift die tragende und stabilisierende Rückenmuskulatur an. Drei Längsbänder stabilisieren neben der aktiven Muskulatur passiv die Wirbelsäule. Rotationen um die Längsachse werden durch die kleinen Wirbelgelenke begrenzt. Die Gelenkflächen der kleinen Wirbelgelenke sind wie die aller anderen Gelenke mit einer Knorpelschicht überzogen, in die Schmerzrezeptoren eingelagert sind. Ein äusserer Faserring umgibt einen weichen inneren Kern. Der Faserring ist ein Schutzwall für den weichen Kern, der den Spalt zwischen den beiden Wirbelkörpern kraftschlüssig anpasst. Der weiche Kern vermittelt weiterhin die Biegsamkeit im Bewegungselement. Die Bandscheiben weisen eine Reihe von Schwachpunkten auf, die einen schonenden Umgang erfordern (Tab. 1). schonender Umgang mit den Ressourcen, d.h. die primäre Prävention spielt eine grosse Rolle. Statische Haltungen sind zu vermeiden so wie auch akute mechanische Lastspitzen oder chronische Überbelastungen. fester Ring faseriger Knorpel weicher Kern 1653 hyaliner Knorpel 1653 Abb. 4 Aufbau der Bandscheibe (Zwischenwirbelscheibe) Schwachstellen der Bandscheiben keine Durchblutung schwierige Ernährung durch Diffusion keine Schmerzrezeptoren (Nocisensoren) keine Regenerationsfähigkeit Tab. 1 Schwächen der Bandscheibe t iha Ergonomie / Arbeit + Gesundheit

4 H. Krueger Die Rückenform ist interindividuell unabhängig von der aktuellen Haltung recht verschieden (Abb. 5). Abb normal hohlrund total rund flach 1650 Rückenformen Damit hat jede Belastung eine individuelle Komponente, die aus der Grundhaltung resultiert. Die Beanspruchung ist bei gleicher Belastung verschieden Physiologie der Bandscheibe Bewegung mit einem Wechsel von Belastung und Entlastung der Bandscheiben kann nach heutiger Vorstellung als Unterstützung der Diffusion von Substanzen durch den Knorpel zu den Knorpelzellen angesehen werden. Abb. 6 2 Binnendruck der Bs L3/L4 [N/cm ] Abb Effekt der Bewegung auf die Versorgung der Bandscheibe bequem Stehen gerade, aufrecht Sitzen entspannt Sitzen Arme gestützt entspannt Sitzen Beine hängend entspannt Sitzen Sitzen mit Rundrücken S i t z h a l t u n g straff, vorgebeugt Sitzen locker, vorgebeugt Sitzen 1661 Der mittlere Druck im Kern der Bandscheibe bei verschiedenen Körperhaltungen K ö r p e r h a l t u n g Der mittlere Druck im weichen Kern ändert sich deutlich mit der Körperhaltung. Der niedrigste Druck wird bei einer Krümmung der Lendenwirbelsäule gemessen, die dem aufrechten Stehen entspricht. Bei aufgerichtetem Becken ist der Bandscheibendruck am kleinsten. Für Personen mit einem Schaden der Wirbelsäule ist daher die Zielvorstellung eine Haltung der Lendenwirbelsäule, die derjenigen im Stehen entspricht. Abhängig von der Körperhaltung und der Unterstützung des Rückens verlieren die Bandscheiben unterschiedlich viel Wasser. Die Abnahme der Körperlänge während einer halben Stunden fällt deutlich verschieden aus. Andauerndes Stehen belastet die Bandscheiben stark. Der Wasserverlust ist von allen andern Haltungen am grössten. Andauernde Steharbeit ist deshalb zu vermeiden. 0,0 Abb. 8 L ä n g e n a b n a h m e [mm/30min ] 1,0 2,0 3,0 4,0 5, Abnahme der Länge der Wirbelsäule bei verschiedenen Körperhaltungen 1665 iha Ergonomie / Arbeit + Gesundheit 143

5 Arbeitsphysiologie Abb. 9 Haut Venensystem + Klappen 1647 Knochen Haut Venensystem + Klappen 1647 Knochen 1647 Prinzip der Funktion der Muskelpumpe im venösen System. Stehen 220 ml 100 ml 30 ml ml 40 ml 10 ml 1648 Gehen 1648 Abb. 10 Auswirkung der Muskelpumpe auf das Blutvolumen in den Beinvenen. muskulärer Verletzungsschmerz Schmerz Einschränkung der Bewegung Verspannung der Muskeln Abb. 11 Circulus viciosus muskulärer Schmerzen Physiologie des Kreislaufes Das Herz ist als Pumpe zusammen mit den elastischen Fasern der Arterien der Motor für den Blutstrom im arteriellen System. Da im venösen System wegen der Verletzlichkeit der Lungenkapillaren im Vergleich zum arteriellen System nur ein geringer Druck vorliegen darf, kann das Blut im venösen System nur durch den Zustrom aus dem arteriellen System vorangetrieben werden (Kontinuität des Flusses inkompressibler Flüssigkeiten). Da das Blutvolumen im Vergleich zum Volumen der Venen zu gering ist, bedarf es einer zusätzlichen venösen Pumpleistung speziell in den unteren Extremitäten, den Beinen. Das Zusammenspiel von Venenklappen in den Venen und den Muskeln (Muskelpumpe) sorgt bei bewegtem Muskel für einen ausreichenden Rückstrom. Gefahr: Mangelnde Bewegung führt zur Volumenbelastung der Beinvenen (langes Stehen). Sie schädigt die Venen und ihre Klappen (Krampfadern, Varizen). Minderung des Rückstromes bei beschädigten Venenklappen oder auch mangelnde Bewegung fördert Venenentzündungen. Beim Stehen wirkt die Muskelpumpe der Beine praktisch nicht. Entsprechend dem hydrostatischen Druck verbleibt mehr Blut in den Beinen. Steharbeit führt zu dicken Füssen und Beinen. Natürliche Abhilfe ist eingeschobenes Gehen. Eine andere Möglichkeit ist das Tragen von Stützstrümpfen Psychophysiologie des Schmerzes Muskuloskelettale Schmerzen werden natürlicherweise mit Schonhaltung beantwortet. Das Gelenk wird weniger bewegt. Dadurch kommt es zu einer im Kreis zunehmenden schmerzhaften Einschränkung der Beweglichkeit. Muskuloskelettale Schmerzen haben die Tendenz, ohne Gegenmassnahmen zu chronifizieren. Sie haben eine organische und eine psychische Komponente, die einerseits einer physischen Therapie und andererseits einer kognitiven Therapie bedürfen. 144 iha Ergonomie / Arbeit + Gesundheit

6 H. Krueger 14.6 en im Vergleich Die oben angeführten Fakten und Arbeitshypothesen führen u.a. zu dem folgenden Beurteilungsschema für die verschiedenen Körperhaltungen. Nur die rechte Spalte ist eindeutig positiv zu beurteilen. Wirbelsäule Bandscheiben entlastet Sitzen Stehen Gehen Stehen Gehen überfordert gefördert gefördert durch statische Belastung durch dynamischen durch dynamischen Belastungswechsel Belastungswechsel Muskulatur entlastet überfordert gefördert gefördert kurzfristig durch statische Belastung durch dynamischen durch dynamischen Belastungswechsel Belastungswechsel langfristig unterfordert überfordert überfordert gefördert statische Belastung statische Belastung dynamische Belastung Kreislauf venöser Rückstrom behindert venöser Rückstrom behindert Muskelpumpe unterstützt Muskelpumpe unterstützt Venen (Hämorrhoiden) (Varizen) Haut geringer Gesäss normal Gesäss normal Gesäss normal Gesäss normal Fußsohlen geringer Fußsohlen normal Fußsohlen normal Fußsohlen Gelenke, untere Extremität entlastet statisch belastet entlastet entlastet Belastungswechsel Belastungswechsel Bauchraum erhöhter Druck (RömheldSyndrom) normaler Druck normaler Druck normaler Druck Atmung behindert normal normal normal Vigilanz keine Aktivierung unproduktive Aktivierung produktive Aktivierung produktive Aktivierung Sitzen t0283 Tab. 2 Physiologische Kosten und Vorteile für verschiedene en im Vergleich t0283 Über eine Beeinflussung des Verhaltens oder besser noch über die Arbeitsorganisation muss für einen häufigen Wechsel der Körperhaltung Sorge getragen werden. iha Ergonomie / Arbeit + Gesundheit 145

7 Arbeitsphysiologie Abb. 12 Der Körper braucht Bewegung! Deshalb gibt es nicht die ergonomische Sitzposition, sondern nur einen Wechsel zwischen verschiedenen Positionen, nämlich ergonomisches Sitzen! Ein ergonomischer Sitz muss verschiedene Sitzpositionen unterstützen iha Ergonomie / Arbeit + Gesundheit

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