Оценка влияния конструкции школьных ранцев на показатели регуляции позы у детей с различным состоянием осанки

дигиена и санитария. 2016; 95

DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-652-655_

Оригинальная статья

0 КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016

УДК 613.955

Храмцов П.И.1, Курганский А.М.1, БарсуковаН.К.1, Седова А.С.1, Сотникова Е.Н.2

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКЦИИ ШКОЛЬНЫХ РАНЦЕВ НА ПОКАЗАТЕЛИ РЕГУЛЯЦИИ ПОЗЫ У ДЕТЕЙ С РАЗЛИЧНЫМ СОСТОЯНИЕМ ОСАНКИ

1 ФГБНУ «Научный центр здоровья детей», 119991, Москва;

2 ГБОУ ЦО № 1998 «Лукоморье», 115612, Москва

Проведено исследование особенностей регуляции вертикальной позы у 42 детей 8-10 лет при использовании школьных ранцев разной конструкции. По данным медицинского осмотра 25 детей имели нормальную осанку и 17 детей - кифотическую. Устойчивость позы оценивали по данным среднего разброса и средней скорости колебаний общего центра тяжести тела, площади эллипса и показателя качества функции равновесия с помощью компьютерной стабилографии. Использованы 3 модели школьного ранца с традиционной, эргономической и ортопедической спинкой. Установлено, что в исследованиях без ранца и с ранцами с традиционной и эргономической спинкой значения показателей устойчивости вертикальной позы у детей с нарушением осанки достоверно ниже, чем у детей с нормальной осанкой. В исследованиях с ранцем с ортопедической спинкой ухудшения показателей устойчивости вертикальной позы у детей с кифотической осанкой не отмечалось. Сделан вывод о том, что для профилактики деформации позвоночника у обучающихся с кифотическими нарушениями осанки следует использовать ортопедический школьный ранец.

Ключевые слова: школьные ранцы; нормальная и кифотическая осанка; компьютерная стабилография.

Для цитирования: Храмцов П.И., Курганский А.М., Барсукова Н.К., Седова А.С., Сотникова Е.Н. Оценка влияния конструкции школьных ранцев на показатели регуляции позы у детей с различным состоянием осанки. Гигиена и санитария. 2016; 95(7): 652-655. DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-652-655

Khramtsov P.I.1, KurganskyA.M.1, Barsukova N.K.1, Sedova A.C.1, Sotnikova E.N.2

ESTIMATION OF THE INFLUENCE OF THE DESIGN OF SCHOOL BACKPACKS TO POSTURE REGULATION IN CHILDREN WITH DIFFERENT POSTURE CONDITIONS

Scientific Center of Children s Health, Moscow, 119991, Russian Federation; 2Education Center No 1998 «Lukomorye», Moscow, 115612, Russian Federation

There was performed the study of the characteristics of the regulation of vertical posture in 42 children of 8-10 years old using school bags of different designs. According to medical examination 25 children have normal posture and 17 children had kyphotic one. The stability of the posture was estimated according to the average variance and the average velocity of the total center of gravity of the body, the area of the ellipse, and the quality of the equilibrium function with computer stabilography. Three models of school bags were used - with traditional, ergonomic and orthopedic back support. Vertical posture stability for children with impaired posture without school bag and when used with traditional and ergonomic back were significantly lower in comparison with children with normal posture. When the orthopedic back was used the stability impairment of the vertical posture in children with kyphotic posture was not observed. It is concluded that for the prevention of spinal deformity for students with kyphotic posture orthopedic school bags should be used.

Keywords: school bags; normal and kyphotic postures; computer posturegraphy.

For citation: Khramtsov P.I., Kurgansky A.M., Barsukova N.K., Sedova A.C., Sotnikova E.N. Estimation of the influence of the design of school backpacks to posture regulation in children with different posture conditions design to posture regulation factor for children with different posture conditions. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal) 2016; 95(7): 652-655. (In Russ.). DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-652-655

For correspondence: PetrI. Khramtsov, MD, PhD, DSci., professor, head of the Laboratory of new technologies in Hygiene of children and adolescents, Scientific Center of Children's Health, Moscow, 119991, Russian Federation. E-mail: pikhramtsov@ gmail.com.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Funding. The study had no sponsorship.

Received: 08 May 2015 Accepted: 17 November 2015

Введение

Нарушения осанки и деформации позвоночника постоянно занимают ведущие ранговые места в структуре заболеваемости детей и подростков [1]. Среди школьных факторов риска особое значение имеют ранцы, вес и конструкция которых оказывают ежедневное воздействие на организм ребенка в течение длительного периода обучения. Превышение допустимого веса ранца с ежедневными учебными комплектами, а также неоптимальная его

Для корреспонденции: Храмцов Петр Иванович, д-р мед. наук, проф., зав. лаб. новых технологий в гигиене детей и подростков, ФГБНУ «Научный центр здоровья детей», 119991, Москва. E-mail: pikhramtsov@gmail.com

конструкция способствуют формированию различных нарушений осанки [2-4]. Поиск эффективных способов профилактики этих нарушений обусловливает необходимость обоснования оптимальной конструкции школьных ранцев, в том числе с учетом особенностей состояния осанки школьников.

Научные исследования, посвященные гигиеническим аспектам школьных ранцев, направлены в основном на обоснование нормативов допустимого веса ранца с ежедневными учебными комплектами [5-7]. Исследований по оценке конструкции ранцев с учетом особенностей состояния осанки у школьников не проводили.

В связи с этим цель данной работы состояла в установлении особенностей влияния школьных ранцев разной

Hygiene & Sanitation

DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-652-655

конструкции на показатели регуляции позы у детей в зависимости от состояния их осанки.

В качестве исследовательской модели изучения влияния конструкции ранцев на показатели регуляции позы осанки у детей использовали функциональную систему обеспечения вертикальной позы на основе анализа результатов ста-билографии [8].

Материал и методы

По результатам медицинского осмотра были сформированы 2 группы детей 8-10 лет: 25 детей с нормальной осанкой и 17 детей с нарушениями осанки в сагиттальной плоскости в виде кифотической осанки.

Для исследования конструкции школьных ранцев были выбраны 3 модели, отличающихся конструкцией спинки. Модель ранца № 1 имела спинку традиционной конструкции с конструктивными элементами внутренней циркуляции воздуха; для модели ранца № 2 характерна эргономическая спинка с конструктивными элементами внутренней циркуляции воздуха; конструктивная особенность модели ранца № 3 состояла в наличии профилированной вогнутой ортопедической спинки с конструктивными элементами внутренней циркуляции воздуха. Ранцы всех 3 моделей имели дополнительные конструктивные элементы - 2 боковых кармана и 1 карман на передней стенке. Модельный вес ранцев превышал в 2 раза гигиенический регламент допустимого веса школьного ранца вместе с учебными комплектами и школьно-письменными принадлежностями [9]. Кратковременность каждого из 3 исследований в течение 20 с с таким весом ранца не оказывала негативного воздействия на организм ребенка. Вместе с тем такой модельный вес был адекватным для выявления особенностей влияния ранцев на показатели регуляции позы в зависимости от их конструкции.

Перед проведением исследований было получено от родителей информированное согласие на участие детей в стабилографическом исследовании. Условия исследования были безопасными для их здоровья.

Исследование включало регистрацию колебаний общего центра тяжести (ОЦТ) тела при выполнении 3 функциональных проб на устойчивость вертикальной позы с закрытыми глазами в течение 30 с последовательно без ранца и с ранцами моделей № 1, 2 и 3. Для того чтобы последующее исследование не оказывало влияние на результаты предыдущего, был предусмотрен отдых между функциональными пробами в течение 3 мин.

Во всех исследованиях проводили контроль за положением ранца на спине ребенка. С помощью изменения длины плечевых ремней достигалось соответствие положения ранца антропометрическим особенностям длины туловища обследуемого.

Для исследования особенностей устойчивости вертикальной позы со школьными ранцами разной конструкции использовали аппаратно-программный комплекс «Стаби-лан-01», состоящий из тензометрической платформы и персонального компьютера с программным обеспечением, позволяющим регистрировать статокинезиограмму, которая отражает траекторию проекции ОЦТ тела обследуемого на плоскость опоры во фронтальной и сагиттальной плоскостях.

Регистрировали и анализировали следующие показатели: 1) средний разброс амплитуды колебаний ОЦТ тела, мм;

Оriginal article

Показатели регуляции вертикальной позы у детей 8-10 лет с нормальной и кифотической осанкой в исследованиях с ранцами разной конструкции

Вариант исследования Показатель Нормальная осанка n = 25 Кифотическая осанка n = 17

Без ранца Средний разброс колебаний ОЦТ, мм 6,66 ± 0,67 9,18 ± 0,92*

Средняя скорость колебаний ОЦТ, мм/с 16,88 ± 1,36 22,19 ± 1,93*

Площадь эллипса, мм2 484,65 ± 100,25 751,32 ± 138,68*

КФР, % 58,31 ± 3,91 43,36 ± 4,25*

С ранцем модели № 1 Средний разброс колебаний ОЦТ, мм 7,66 ± 0,78 9,97 ± 0,80**

Средняя скорость колебаний ОЦТ, мм/с 16,82 ± 1,46 24,54 ± 1,91***

Площадь эллипса, мм2 593,96 ± 127,93 916,28 ± 155,35**

КФР, % 58,33 ± 3,90 39,32 ± 3,34***

С ранцем модели № 2 Средний разброс колебаний ОЦТ, мм 8,87 ± 0,97 11,27 ± 0,71*

Средняя скорость колебаний ОЦТ, мм/с 19,84 ± 1,88 23,78 ± 1,30*

Площадь эллипса, мм2 882,42 ± 235,90 1191,32 ± 176,79**

КФР, % 50,87 ± 4,36 38,73 ± 2,83*

С ранцем модели № 3 Средний разброс колебаний ОЦТ, мм 9,37 ± 0,97 9,86 ± 0,65

Средняя скорость колебаний ОЦТ, мм/с 19,26 ± 1,59 22,01 ± 1,24

Площадь эллипса, мм2 838,99 ± 158,73 918,71 ± 154,13

КФР, % 51,54 ± 3,99 42,90 ± 2,63

Примечание. *p < 0,05; **p < 0,01; ***p < 0,001

2) средняя скорость колебаний ОЦТ тела, мм/с; 3) площадь эллипса рассеивания (площадь статокинезиограммы), мм2; 4) показатель качества функции равновесия (КФР), %.

Для статистического анализа полученных данных использовали непараметрический критерий U Манна-Уит-ни для несвязанных выборок стандартного пакета прикладных программ SPSS. v. 19.

Результаты и обсуждение

Полученные результаты исследования представлены в таблице.

Их анализ позволил установить, что в исследовании без ранца наибольшая устойчивость вертикальной позы характерна для детей с нормальной осанкой по сравнению с детьми, имеющими нарушения осанки в сагиттальной плоскости в виде кифотической осанки. Достоверное снижение устойчивости вертикальной позы отмечалось по показателям среднего разброса (p = 0,018), средней скорости (p = 0,032) колебаний ОЦТ тела, площади эллипса (p = 0,027) и КФР (p = 0,018). Данные согласуются с результатами ранее проведенных стабилографических исследований по сравнительной оценке устойчивости вертикальной позы у детей с нормальной и нарушенной осанкой [10].

Выявленная закономерность ухудшения регуляции вертикальной позы у детей с нарушением осанки по сравнению с детьми с нормальной осанкой сохраняется также в исследованиях с ранцами моделей № 1 и 2, что обусловлено дополнительной статической нагрузкой и напряжением мышц плечевого пояса, туловища и ног при удержании обследуемым ранца на спине.

В исследовании с ранцем модели № 1 достоверное снижение устойчивости вертикальной позы у детей с

гиена и санитария. 2016; 95

РРк 10.18821/0016-9900-2016-95-7-652-655_

Оригинальная статья

нормальной и кифотической осанкой по сравнению с исследованием без ранца отмечалось по показателям среднего разброса (р = 0,008), средней скорости (р = 0,001) колебаний ОЦТ тела, площади эллипса (р = 0,008) и КФР (р = 0,001). Анализируя достоверность различия значений оцениваемых показателей, можно прийти к заключению, что степень достоверности при статистическом сравнении результатов исследования с ранцем модели № 1 у детей с нормальной и нарушенной осанкой более значима по сравнению с аналогичными показателями в исследовании без ранца.

Статическую нагрузку с удержанием ранца на спине можно рассматривать как своего рода функциональную пробу, позволяющую выявлять особенности регуляции вертикальной позы у детей.

В исследовании с ранцем модели № 2 также отмечалось достоверное снижение устойчивости вертикальной позы у детей с нормальной и кифотической осанкой по сравнению с исследованием без ранца по показателям среднего разброса (р = 0,008), средней скорости (р = 0,032) колебаний ОЦТ тела, площади эллипса (р = 0,005) и КФР (р = 0,029). Однако степень достоверности различий значений показателей менее значима по сравнению с аналогичными показателями при исследовании с ранцем модели № 1. Можно предположить, что конструкция ранца модели № 2 в наибольшей степени обеспечивает условия сохранения устойчивости вертикальной позы, чем конструкция ранца модели № 1. Особенно это важно для детей с кифотической осанкой, поскольку для них обеспечиваются более комфортные условия сохранения равновесия тела при удержании ранца на спине.

При сравнении значений оцениваемых показателей в исследованиях с ранцами моделей № 1 и 2 отдельно у детей с нормальной и кифотической осанкой установлено, что в исследовании с ранцем модели № 2 эти показатели имели значения, свидетельствующие о большей неустойчивости вертикальной позы. Данный эффект можно объяснить тем, что конструктивные элементы внутренней циркуляции воздуха удаляют ОЦТ ранца модели № 2 от ОЦТ тела ребенка, что создает вращательный момент и как следствие дополнительную нагрузку на мышцы спины, ухудшая устойчивость тела. Проблема может усугубляться еще и тем, что формоустойчивая спинка ранца не полностью повторяет рельеф спины, что также приводит к удалению ОЦТ ранца от ОЦТ ребенка. Неоспоримым является тот факт, что формоустойчивость ранца за счет жесткой спинки является одним из условий профилактики мышечного напряжения. Однако, исходя из биомеханических эффектов, толщина спинки ранца должна быть регламентирована.

Особый интерес представляют результаты сравнительного анализа данных исследований с ранцем модели № 3 у детей с нормальной и кифотической осанкой. Установлено, что достоверных различий значений показателей устойчивости вертикальной позы в этом исследовании не выявлено ни для одного из сравниваемых показателей: среднего разброса (р = 0,354), средней скорости (р = 0,321) колебаний ОЦТ тела, площади эллипса (р = 0,328) и КФР (р = 0,427). Отсутствие достоверных различий свидетельствует о том, что конструкция ранца обеспечивает наиболее благоприятные условия сохранения устойчивого состояния вертикальной позы у детей с кифотической осанкой за счет профилированной вогнутой спинки, соответствующей профилю спины при данном нарушении осанки. Благодаря соответствию про-

филей спины ребенка и спинки ранца достигалось минимальное расстояние между ОЦТ ранца и тела ребенка, что с биомеханической точки зрения является необходимым условием обеспечения устойчивости вертикальной позы при удержании ранца на спине. Исходя из этого, для детей с нормальной осанкой это условие нарушено, поскольку профили спины ребенка и спинки ранца не совпадают. Результатом данного несоответствия является ухудшение устойчивости вертикальной позы, что и установлено в данном исследовании. При сравнительном анализе стаби-лографических показателей у детей с нормальной и ки-фотической осанкой достоверных различий не выявлено.

При обсуждении биомеханических условий сохранения устойчивого положения тела необходимо обратить внимание на наличие дополнительных элементов конструкции, таких как боковые и передний карманы, а также объем ранца. Заполненные карманы создают условия возникновения вращательного момента, что приводит к напряжению мышц, противодействующих ему и обеспечивающих устойчивое равновесие тела. С нашей точки зрения, такие дополнительные элементы конструкции являются избыточными и биомеханически нецелесообразными. Для получения соответствующих научных данных необходимы дальнейшие исследования.

Необходимы также исследования по научному обоснованию объема ранца и конструкции его внутреннего пространства. Биомеханически обоснованным является расположение наиболее тяжелых предметов (учебников, пособий) ближе к спинке ранца в наиболее компактном виде, чтобы книги находились в фиксированном положении и не имели возможности смещения внутри данного пространства.

В рамках обсуждаемых задач биомеханической оптимизации конструкции школьных ранцев к перспективным направлениям исследований следует отнести обоснование оптимальной ориентации ранца (вертикальные или горизонтальные ранцы). Есть основания полагать, что классический вариант горизонтального ранца (школьные ранцы 50-60-х годов прошлого века) биомеханически более обоснован, чем вертикальные. Вместе с тем в настоящее время ассортимент школьных ранцев представлен в основном именно вертикальными ранцами, что с нашей точки зрения не является научно обоснованным.

Представленные перспективные направления исследований по научному обоснованию оптимальной конструкции школьных ранцев могут быть предметом дальнейших исследований.

Выводы

1. Использование стабилографического метода для оценки устойчивости вертикальной позы у детей позволяет выявлять достоверные различия значений показателей в исследованиях с ранцами разной конструкции, что дает основание для его применения при гигиенической оценке конструкции школьных ранцев, а также обосновывать предложения по оптимизации конструкции новых моделей ранцев, безопасных для здоровья детей.

2. Показатели регуляции вертикальной позы у детей с нормальной осанкой характеризуют более высокую степень устойчивости, чем у детей с нарушением осанки в сагиттальной плоскости в виде кифотической осанки.

3. Использование ранцев вне зависимости от особенностей их конструкции создает неблагоприятные условия для сохранения устойчивого положения тела у детей как с нормальной, так и с кифотической осанкой по сравнению с условиями без ранцев.

4. Для детей с кифотической осанкой биомеханически более оптимальным является ранец с профилированной вогнутой спинкой, обеспечивающей максимально устойчивое положение тела за счет минимизации расстояния между ОЦТ ранца и тела ребенка. Ранцы с такой конструкцией могут быть рекомендованы для профилактики утомления мышц плечевого пояса, туловища и нижних конечностей и предупреждения дальнейших нарушений осанки у детей.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература

1. Баранов А.А., Альбицкий В.Ю., Иванова А.А., Терлецкая Р.Н., Косова С.А. Тенденции заболеваемости и состояние здоровья детского населения Российской Федерации. Российский педиатрический журнал. 2012; (6): 4-9. 5. Храмцов П.И., Текшева Л.М. Гигиеническое обоснование допустимого веса ежедневных учебных комплектов для школьников. Гигиена и санитария. 1998; (3): 21-3.

8. Гурфинкель В.С., Коц Я.М., Шик М.Л. Регуляция позы человека. М.: Наука; 1965.

9. СанПиН 2.4.2.2821-10. Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях. М.; 2010.

10. Храмцов П.И. Методология изучения осанки в гигиене детей и подростков: Дисс. ... докт. мед. наук. М.; 1998.

О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016 УДК 613.955:612.12:577.118].064:614.7

ТусупкалиевБ.Т., Бермагамбетова С.К., Тусупкалиев А.Б.

Hygiene & Sanitation

_DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-655-658

Original article

References

1. Baranov A.A., Al'bitskiy V.Yu., Ivanova A.A., Terletskaya R.N., Kosova S.A. Trends in incidence and state of health of the child population of the Russian Federation. Rossiyskiy pediatricheskiy zhurnal. 2012;

2. Haselgrove C., Straker L., Smith A., O'Sullivan P., Perry M., Sloan N. Perceived school bag load, duration of carriage, and method of transport to school are associated with spinal pain in adolescents: an observational study. Aust. J. Physiother. 2008; 54(3): 193-200.

3. Hong Y.L., Li J.M. Influence of load and carrying methods on gait phase and ground reactions in children's stair walking. Gait Posture. 2005; 22(1): 63-8.

4. Jones G.T., Watson K.D., Silman A.J., Symmons D.P., Macfarlane G.J. Predictors of low back pain in British schoolchildren: A population-based prospective cohort study. Pediatrics. 2003; 111(4 Pt. 1): 822-8.

5. Khramtsov P.I., Teksheva L.M. Hygienic substantiation of permissible weight daily educational kits for school children. Gigiena i sanitariya. 1998;

6. Dockrell S., Simms C., Blake C. Schoolbag weight limit: can it be defined? J. Sch. Health. 2013; 83(5): 368-77.

7. Whittfield J.K., Legg S.J., Hedderley D.I. The weight and use of schoolbags in New Zealand secondary schools. Ergonomics. 2001; 44(9): 819-24.

8. Gurfinkel' V.S., Kots Ya.M., Shik M.L. Regulation of Human Posture [Regulyatsiyapozy cheloveka]. Moscow: Nauka; 1965.

9. SanPin 2.4.2.2821-10. Sanitary requirements for the organization and training in educational institutions. Moscow; 2010.

10. Khramtsov P.I. The Methodology of the Study of Posture Hygiene of Children and Adolescents: Diss. Moscow; 1998.

Поступила 08.05.15 Принята к печати 17.11.15

ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ И СОДЕРЖАНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В КРОВИ У ШКОЛЬНИКОВ, ПРОЖИВАЮЩИХ ВБЛИЗИ ХРОМОВЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Западно-Казахстанский государственный медицинский университет имени Марата Оспанова Министерства здравоохранения Республики Казахстан, 030019, Актобе, Казахстан

Впервые было изучено содержание некоторых микроэлементов в крови у детей школьного возраста г. Актобе (Казахстан), где функционируют мировые гиганты по добыче и переработке хромовой руды. Было определено в крови детей содержание хрома, никеля, свинца. Выявлена разница в содержании микроэлементов в крови у детей в зависимости от региона проживания и их корреляция с основными показателями заболеваемости.

Ключевые слова: микроэлементы; показатели заболеваемости; корреляция; дети школьного возраста.

Для цитирования: Тусупкалиев Б.Т., Бермагамбетова С.К., Тусупкалиев А.Б. Заболеваемость и содержание микроэлементов в крови у школьников, проживающих вблизи хромовых предприятий. Гигиена и санитария. 2016; 95(7): 655-658. DOI: 10.18821/0016-99002016-95-7-655-658

Tusupkaliev B.T., Bermagambetova S.K., Tusupkaliev А.В.

MORBIDITY AND CONTENT OF MICROELEMENTS IN THE BLOOD OF SCHOOL CHILDREN RESIDING NEAR CHROMIUM ENTERPRISES

West Kazakhstan Marat Ospanov State Medical University, 030019, Aktobe, Kazakhstan

For the first time there was investigated the content of certain microelements in the blood of children of school age residing in the city of Aktobe (Kazakhstan), where the global giants, mining and processing chrome ore productions are located. There were determined blood levels of chromium, nickel, lead in children. There was shown the difference in the blood content of microelements in children, depending on region of residence and their correlation with the core indices of health and disease.

Keywords: microelements; the core indices of health and disease; correlation; children of school age.

For citation: Tusupkaliev B.T., Bermagambetova S.K., Tusupkaliev А.В. M orbidity and content of microelements in the blood of school children residing near chromium enterprises. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal) 2016; 95(7): 655-658. (In Russ.). DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-7-655-658

For correspondence: Saule K. Bermagambetova, MD, PhD, associate professor, head of the Department of nutrition hygiene, hygiene of children and adolescents of the West Kazakhstan Marat Ospanov State Medical University, 030019, Aktobe, Kazakhstan. E-mail: b.saule74@mail.ru

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Funding. The study had no sponsorship.

Received: 20 May 2015 Accepted: 17 November 2015