Заболевания плечевой области являются распространенной проблемой как среди населения в целом, так и среди работающего населения. Около трети всех женщин и четверть всех мужчин ежедневно или через день испытывают боль в шее и плече. Подсчитано, что распространенность плечевого тендинита среди населения в целом составляет около 2%. Среди работающих мужчин и женщин в Соединенных Штатах распространенность плечевого тендинита, по оценкам, достигает 8% среди тех, кто подвергается часто повторяющимся или сильным движениям рук, по сравнению с примерно 1% среди тех, у кого нет этого типа опорно-двигательного аппарата. стресс.
Человеческое Тело
Кости плеча включают ключицу (ключицу), лопатку (лопатку) и (плечевой) плечелопаточный сустав, как показано на рисунке 1. Ключица соединяется с телом грудино-ключичным суставом и с лопатками. через акромиально-ключичный сустав. Грудино-ключичный сустав является единственным соединением между верхней конечностью и остальной частью тела. Лопатка сама по себе не имеет прямого соединения, и, таким образом, плечо зависит от мышц, которые прикрепляются к туловищу. Плечо соединяется с лопаткой плечевым суставом.
Рисунок 1. Схематическое изображение скелетных частей плечевого пояса.
Функция плеча состоит в обеспечении платформы для верхней конечности и некоторых ее мышц. Хотя плечевой сустав имеет больший диапазон движений, чем, например, нижняя конечность в тазобедренном суставе, эта гибкость развилась за счет стабильности. В то время как тазобедренный сустав имеет очень сильные связки, связки в плечевом суставе немногочисленны и слабы. Чтобы компенсировать эту относительную слабость, плечевой сустав окружен мышцами плеча в виде манжетки и называется ротаторной манжетой.
Биомеханика
На руку приходится около 5% от общей массы тела, а ее центр тяжести находится примерно посередине между плечевым суставом и запястьем. Когда рука поднимается и сгибается либо от туловища, либо к нему (отведение или сгибание), создается рычаг, при котором увеличивается расстояние от центра тяжести, а значит, скручивающая сила и момент нагрузки на плечелопаточный сустав. увеличивается. Однако скорость увеличения крутящего момента не просто прямо пропорциональна углу, на который согнута рука, потому что математическая функция, описывающая биомеханические силы, не является линейной, а представляет собой синусоидальную функцию угла отведения. Крутящий момент уменьшится только примерно на 10%, если угол сгибания или отведения уменьшится с 90 до 60 градусов. Однако если угол уменьшить с 60 до 30 градусов, крутящий момент уменьшится на целых 50%.
Сила сгибания в плечевом суставе составляет примерно 40–50 Н·м у женщин и примерно 80–100 Н·м у мужчин. Когда рука выпрямлена (согнута вперед на 90 градусов) и на руку не воздействует внешняя нагрузка, т. е. человек ничего не держит и не использует руку для приложения силы, статическая нагрузка по-прежнему составляет около 15 20% максимальной произвольной способности (MVC) для женщин и около 10-15% MVC для мужчин. Если инструмент массой 1 кг держать в руке с вытянутой рукой, соответствующая нагрузка на плечо будет составлять около 80% от MVC для женщин, как показано на рисунке 2.
Рисунок 2. Женская и мужская сила, показывающая результаты удержания 1-килограммового инструмента в руке с выпрямленной рукой под разными углами сгибания плеча.
Наиболее важными мышцами для отведения или поднятия руки от тела в сторону являются дельтовидная мышца, мышцы-вращатели манжеты плеча и длинная головка бицепса. Наиболее важными мышцами для сгибания вперед — подъема руки от тела вперед — являются передняя часть дельтовидной мышцы, мышцы-вращатели манжеты плеча, клювовидно-плечевая мышца и короткая головка двуглавой мышцы плеча. Вращение внутрь осуществляется большой грудной мышцей, подлопаточной мышцей, передней частью дельтовидной мышцы и широчайшей мышцей спины. Вращение наружу осуществляется задней частью дельтовидной мышцы, подостной мышцей, малой и большой круглыми мышцами.
Мышцы ротаторной манжеты участвуют в любом движении плечевого сустава, то есть в любом движении руки. Мышцы ротаторной манжеты берут начало от лопатки, а их сухожилия расположены вокруг плечевой кости в виде манжеты, от чего и произошло их название. К четырем вращательным мышцам плеча относятся надостная, подостная, малая круглая и подлопаточная мышцы. Эти мышцы функционируют как связки в плечевом суставе, а также удерживают головку плечевой кости прижатой к лопатке. Разрыв ротаторной манжеты плеча (например, сухожилия надостной мышцы) вызывает снижение силы отведения, особенно в тех положениях, где рука согнута в сторону от тела. При утрате функции дельтовидных мышц сила отведения может быть снижена на целых 50%, независимо от угла, под которым сгибается рука.
Каждый раз, когда происходит сгибание или отведение руки вперед, на систему будет воздействовать нагрузка. Многие движения также вызывают крутящую силу или крутящий момент. Поскольку рука соединена с лопаткой плечевым суставом, любая нагрузка, воздействующая на этот сустав, будет передаваться на лопатку. Нагрузка в плечевом суставе, измеренная в % MVC, почти прямо пропорциональна нагрузке на мышцу, которая фиксирует лопатку на месте, верхнюю трапециевидную мышцу.
Основные специфические профессиональные заболевания
Заболевания вращательной манжеты плеча и тендинит бицепса
Тендинит и теносиновит — воспаление сухожилия и синовиальной оболочки сухожильного влагалища. Сухожилия мышц-вращателей плеча (надостная, подостная, подлопаточная и малая круглая мышцы) и длинная головка двуглавой мышцы плеча являются частыми местами воспаления в плече. В этих местах задействованы большие движения сухожилий. Во время подъема, когда сухожилия проходят к плечевому суставу и под его костной структурой (клювовидно-акромиальная дуга), они могут сдавливаться, что может привести к воспалению. Эти расстройства иногда называют импинджмент-синдромами. Воспаление сухожилия может быть частью общего воспалительного заболевания, такого как ревматоидный артрит, но также может быть вызвано местным воспалением, возникающим в результате механического раздражения и трения.
Артроз плечевого сустава и акромиально-ключичного сустава
Остеоартроз плечевого и акромиально-ключичного суставов, ОА, представляет собой дегенеративные изменения хрящей и костей в суставах и межпозвонковых дисках.
эпидемиология
Тендинит плечевого сустава широко распространен среди сварщиков и сталеплавильщиков с показателями 18% и 16% соответственно. В одном исследовании, в котором сравнивали сварщиков и сталеваров с офисными работниками-мужчинами, сварщики и сталевары в 11–13 раз чаще страдали от расстройства, если судить по соотношению шансов. Аналогичное отношение шансов, равное 11, было обнаружено в исследовании методом «случай-контроль» промышленных рабочих-мужчин, которые работали, держа руки на уровне плеч или около него. Сборщикам автомобилей, которые страдали от острой боли в плече и тендините, приходилось поднимать руки чаще и дольше, чем рабочим, у которых не было таких требований к работе.
Исследования промышленных рабочих в Соединенных Штатах показали, что распространенность тендинита плечевого сустава и дегенеративного заболевания суставов (плечо) кумулятивных травм (CTD) составляет 7.8% среди рабочих, чьи задачи включали приложение силы или повторяющиеся движения, или и то, и другое, на запястье и руки. В одном исследовании у студенток, выполняющих повторяющиеся сгибания плеча, развился обратимый плечевой тендинит. У них развилось состояние, когда скорость сгибания в течение одного часа составляла 15 сгибаний вперед в минуту, а угол сгибания составлял от 0 до 90 градусов. Рабочие, работающие на посадку, складывание и шитье, страдали примерно в два раза чаще от плечевого тендинита, чем вязальщицы. Среди профессиональных бейсбольных питчеров примерно 10% страдали плечевым тендинитом. Опрос пловцов в канадских плавательных клубах показал, что 15% пловцов сообщили о значительной инвалидности плеча, в основном из-за удара. Проблема была особенно связана с ударами баттерфляем и вольным стилем. Тендинит двуглавой мышцы плеча был обнаружен у 11% из 84 лучших теннисистов мира.
Другое исследование показало, что остеоартроз плечевого сустава чаще встречается у стоматологов, чем среди фермеров, но эргономического воздействия, связанного с ОА плечевого сустава, не выявлено. Сообщалось о повышенном риске акромиально-ключичного ОА среди строительных рабочих. Поднятие тяжестей и обращение с тяжелыми инструментами с вибрацией руки-руки были предложены как воздействие, связанное с ОА акромиально-ключичного сустава.
Механизмы и факторы риска заболевания
Патофизиология плечевого тендинита
Дегенерация сухожилий часто является предрасполагающим фактором к развитию плечевого тендинита. Такая дегенерация сухожилия может быть вызвана нарушением кровообращения в сухожилии, что приводит к нарушению метаболизма. Механический стресс также может быть причиной. Гибель клеток в сухожилии, которая образует дебрис и в котором может откладываться кальций, может быть начальной формой дегенерации. Сухожилия надостной мышцы, двуглавой мышцы плеча (длинной головки) и верхних отделов подостных мышц имеют зону, в которой отсутствуют кровеносные сосуды (аваскулярность), и именно в этой области проявляются признаки дегенерации, в том числе гибель клеток. преимущественно располагаются кальциевые отложения и микроскопические разрывы. Когда кровообращение нарушено, например, из-за сжатия и статической нагрузки на плечевые сухожилия, дегенерация может ускориться, потому что нормальное поддержание тела не будет функционировать оптимально.
Сдавление сухожилий происходит при поднятии руки. Процесс, который часто называют импинджментом, включает проталкивание сухожилий через костные проходы плеча, как показано на рис. клювовидно-акромиальная дуга узкая. Люди, страдающие длительной инвалидностью из-за хронического бурсита или полных или частичных разрывов сухожилий вращательной манжеты плеча или двуглавой мышцы плеча, обычно также имеют импинджмент-синдром.
Рисунок 3. Столкновение
Приток крови к сухожилию также зависит от мышечного напряжения. В сухожилии кровообращение будет обратно пропорционально натяжению. При очень высоких уровнях напряжения циркуляция может полностью прекратиться. Недавние исследования показали, что внутримышечное давление в надостной мышце может превышать 30 мм рт. ст. при 30-градусном сгибании или отведении вперед в плечевом суставе, как показано на рис. 4. При таком уровне давления происходит нарушение кровообращения. Поскольку основной кровеносный сосуд, питающий надостное сухожилие, проходит через надостную мышцу, вполне вероятно, что кровообращение в сухожилии может нарушаться даже при 30-градусном сгибании или отведении вперед в плечевом суставе.
Рисунок 4. Подъем руки на разную высоту и под разными углами оказывает разное внутримышечное давление на надостную мышцу.
Из-за этих биомеханических эффектов неудивительно, что высокий риск повреждения плечевого сухожилия у тех, кто занимается деятельностью, требующей статических сокращений надостной мышцы или повторяющихся сгибаний или отведений плеча вперед. Сварщики, сталевары и швеи входят в число профессий, работа которых связана со статическим напряжением этих мышц. Работники сборочных конвейеров в автомобильной промышленности, маляры, плотники и спортсмены, такие как пловцы, — это другие профессиональные группы, в которых выполняются повторяющиеся движения в плечевых суставах.
В дегенерированном сухожилии нагрузка может вызвать воспалительную реакцию на остатки мертвых клеток, что приводит к активному тендиниту. Кроме того, инфекция (например, вирусная, урогенитальная) или системное воспаление могут предрасполагать человека к реактивному тендиниту в плече. Одна из гипотез состоит в том, что инфекция, активизирующая иммунную систему, увеличивает вероятность реакции инородного тела на дегенеративные структуры сухожилия.
Патогенез остеоартроза
Патогенез остеоартроза, ОА, неизвестен. Первичный (идиопатический) ОА является наиболее частым диагнозом при отсутствии предрасполагающих факторов, таких как предшествующие переломы. При наличии предрасполагающих факторов ОА называют вторичным. Существуют споры между теми, кто утверждает, что (первичный) ОА является метаболическим или генетическим заболеванием, и теми, кто утверждает, что кумулятивная механическая травма также может играть роль в патогенезе первичного ОА. Микропереломы вследствие внезапного удара или повторяющихся ударных нагрузок могут быть одним из патогенетических механизмов ОА, связанного с нагрузкой.
Управление и профилактика
В этом разделе рассматривается немедикаментозное лечение заболеваний плечевого сустава. Изменение дизайна рабочего места или изменение рабочего задания необходимо, если считается, что тендинит вызван высокой локальной нагрузкой на плечо. Тендинит плечевого сустава в анамнезе делает работника, выполняющего повторяющуюся работу или работу над головой, восприимчивой к рецидиву тендинита. Нагрузка на остеоартритный сустав должна быть минимизирована за счет эргономической оптимизации работы.
Первичная профилактика
Профилактика заболеваний опорно-двигательного аппарата плеча, связанных с работой, может быть достигнута за счет улучшения рабочих поз, движений, обращения с материалами и организации труда, а также за счет устранения внешних опасных факторов, таких как вибрация кистей рук или вибрация всего тела. Методология, которая может оказаться полезной для улучшения эргономических условий труда, — это эргономика участия, использующая макроэргономический подход.
- Рабочие позы: Поскольку компрессия плечевых сухожилий происходит при 30-градусном подъеме руки (отведение), работа должна быть разработана таким образом, чтобы плечо было близко к туловищу.
- Движения: Повторяющиеся подъемы рук могут спровоцировать тендинит плечевого сустава, поэтому работа должна быть построена таким образом, чтобы избегать часто повторяющихся движений рук.
- Обработка материалов: Работа с инструментами или предметами может вызвать сильную нагрузку на плечевые сухожилия и мышцы. Ручные инструменты и предметы должны иметь наименьший возможный вес и должны использоваться с опорами для облегчения подъема.
- Организация работы: Организация работы должна быть спроектирована так, чтобы допускать паузы и отдых. Каникулы, ротация и увеличение объема работы — все это методы, которые могут избежать повторной нагрузки на отдельные мышцы или структуры.
- Внешние факторы: Ударная вибрация и другие удары от электроинструментов могут вызывать растяжение как сухожилий, так и структур суставов, увеличивая риск остеоартроза. Уровни вибрации электроинструментов должны быть сведены к минимуму, а ударная вибрация и другие виды ударного воздействия должны быть предотвращены за счет использования различных типов опор или рычагов. Вибрации всего тела могут вызывать рефлекторные сокращения плечевых мышц и увеличивать нагрузку на плечо.
- Совместная эргономика: Этот метод вовлекает самих работников в определение проблем и решений, а также в оценку решений. Совместная эргономика начинается с макроэргономической точки зрения, включая анализ всей производственной системы. Результаты этого анализа могут привести к крупномасштабным изменениям в методах производства, которые могут улучшить здоровье и безопасность, а также прибыль и производительность. Анализ может также привести к изменениям меньшего масштаба, например, в конструкции рабочей станции.
- Предварительные экзамены: Текущая доступная информация не поддерживает идею о том, что скрининг перед трудоустройством эффективен для снижения частоты возникновения профессиональных заболеваний плечевого сустава.
- Медицинский контроль и наблюдение: Наблюдение за симптомами плечевого сустава легко осуществляется с помощью стандартизированных анкет и инспекционных обходов рабочих мест.