Venyttelyn vaikutus tärinäaltistuksen ja kiertyneen ajoasennon aiheuttamaan selän ja niskan kuormitukseen

Abstract

Lamminen, Liisa 2016. Venyttelyn vaikutus tärinäaltistuksen ja kiertyneen ajoasennon aiheuttamaan selän ja niskan kuormitukseen. Biomekaniikan pro gradu -tutkielma, Liikuntabiologian laitos, Jyväskylän yliopisto, 56s.

Tärinälle altistutaan lähes kaikilla ajoneuvoilla ajettaessa, mutta erityisesti työkoneiden kuljettajiin kohdistuu kehotärinää ja samanaikaisesti ajoasento voi poiketa normaalista suorasta ajoasennosta. Pitkäaikaisen kehotärinäaltistuksen tiedetään aiheuttavan terveyshaittoja kuten alaselän ja niskan kiputiloja. Jatkuva altistus epänormaalissa ajoasennossa aiheuttaa myös lihasväsymystä ja keskittymiskyvyn heikkenemistä.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, aiheuttaako tärinäaltistus muutoksia isometriseen voimantuottoon. Lisäksi tutkittiin, miten tärinäaltistuksen keskeyttävä venyttely vaikuttaa kuljettajien toimintakykyyn, ja väheneekö kuormittuneisuuden tunne niskassa, hartioissa ja alaselässä, kun tärinäaltistuksen välillä on tehty venyttelyliikkeitä. Tutkimuksessa käytettiin liikelaitetta, jolla voidaan simuloida epätasaisella alustalla ajoneuvoon kohdistuvaa tärinää. Laitteeseen kiinnitettiin simuloitavan ajoneuvon istuin, ohjauspyörä sekä polkimet, jolloin altistus voitiin antaa autenttisessa ajoasennossa. Tärinän vaikutuksia kuljettajan väsymiseen ja voimantuottoon voitiin näin mitata laboratorio-olosuhteissa. Testattavina oli 10 tervettä miestä, iältään 29 ± 11 -vuotiaita, joilla ei ollut aiempia niskan, hartioiden tai alaselän vaivoja. Tärinäaltistus simuloi traktorilla tehtävää äestystä ja testattava oli kiertyneessä ajoasennossa 2 x 45 minuutin tärinäaltistuksen ajan, jonka aikana hän sai kääntyä suoraan ajoasentoon 15 sekunnin ajaksi 15 minuutin välein.

Testattavilta mitattiin tärinäaltistusta ennen ja sen jälkeen isometriset maksimivoimantuotot käsien pystypunnerruksessa ja selän ojennuksessa sekä lihasaktiivisuudet vasemmasta hartialihaksesta, epäkäslihaksista ja oikeanpuoleisesta selän ojentajalihaksesta 100 %, 75 %, 50 % ja 25 % voimantuoton aikana. Lisäksi mitattiin testattavien pituus sekä reaktioaika auditiiviseen ja visuaaliseen ärsykkeeseen. Tärinäaltistuksen aikana testattavilta kirjattiin kuormittuneisuuden tuntemus niskan, hartioiden ja alaselän alueelta 15 minuutin välein.

Voimantuottoon tärinäaltistuksella ei ollut vaikutusta. Kuormittuneisuuden tuntemus kasvoi 90 minuutin tauottoman altistuksen vaikutuksesta tilastollisesti merkitsevästi (p<0.05) sekä niskassa 130.73 ± 56.65 %, hartioissa 89.56 ± 61.39 % että alaselässä 57.62 ± 49.06 %. Kuormittuneisuuden tunne kasvoi tilastollisesti merkitsevästi niskassa ja hartioissa jo 15 minuutin kuluttua altistuksen alkamisesta. Niskan kuormittuneisuuden tunne kasvoi tällöin toisella testikerralla 59.50 ± 31.93 % (ei venyttelyä) ja toisella 54.10 ± 37.03 % (venyttely), ja hartioissa 40.63 ± 41.89 % (ei ven) ja 32.35 ± 33.64 % (ven). Venyttelytauko vähensi kuormittuneisuuden tuntemusta sekä niskan ja hartioiden että alaselän alueella tilastollisesti merkitsevästi (p<0.01); niskassa -29.11 ± 17.32 %, hartioissa -14.98 ± 12.86 % ja alaselässä -15.65 ± 19.27 %. Voimantuotoissa, reaktioajoissa ja pituuden muutoksissa ei havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja.

Tärinäaltistuksen jälkeisen MVC:n aikana mitattujen lihasaktiivisuuksien suhteellisissa muutoksissa ei havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja. Voidaan todeta, ettei tärinäaltistus eikä venyttely vaikuttaneet lihasaktiivisuuteen, mutta venyttelyllä oli positiivinen vaikutus kuormittuneisuuden tunteeseen, jonka perusteella voidaan suositella viiden minuutin venyttelytaukoa kerran tunnissa, kun altistutaan kokokehontärinälle ja ajoasento on samalla epänormaali.

Lamminen, Liisa 2016. The effects of stretching to the loading of back and neck muscles caused by whole body vibration and the rotated driving posture. Master’s Thesis of Biomechanics, Department of Biology of Physical Activity, University of Jyväskylä, 56 pg.

Especially professional drivers of industrial machines or vehicles are exposed to whole body vibration (WBV), and the driving posture can also differ from the normal neutral posture. Long term WBV is known to cause health problems, such as pain in lower back and shoulder areas. Continuous exposure at rotated posture leads to muscle fatigue and weakened concentration. The aim of this study was to find out if vibration exposure can cause changes in the isometric maximal voluntary contraction (MVC), and how stretching breaks that interrupt the exposure could impact the performance of drivers as compared to others undergoing exposure without a pause. Changes in the perceived exertion were also examined. An electric pneumatic motion platform to simulate driving on a rough platform was used. The test group consisted of ten healthy men aged 29±11. None of them had experienced any earlier trouble in the neck-shoulder area or in the lower back. The vibration exposure simulated harrowing with a tractor, and the test persons were in rotated posture during the 2 x 45 minutes of exposure. Every 15 minutes they were allowed to turn to the neutral posture for 15 seconds.

Both before and after the exposure the isometric MVC were measured with arm push-ups and spinal extensions. The muscle activity of the left deltoideus, both trapezius and the right erector spinae muscles were also measured during 100%, 75%, 50% and 25% of MVC. In addition, the height of the persons and their reaction time to auditory and visual stimuli were measured. During the exposure rated perceived exertion (RPE) in the neck, shoulders and lower back were asked from the subjects at 15 minute intervals.

The increase of RPE in the neck, shoulders and lower back was statistically significant (p<0.05) after a 90 minute exposure (neck 130.73 ± 56.65 %, shoulders 89.56 ± 61.39 % and lower back 57.62 ± 49.06 %). RPE increased already after a 15 minute exposure. Changes were in the neck: 59.50 ± 31.93 % (no stretch) and 54.10 ± 37.03 % (stretch) and in shoulders 40.63 ± 41.89 % (no stretch) and 32.35 ± 33.64 % (stretch). Stretching pauses had a statistically significant reducing effect (p<0.01) on the RPE in the neck (-29.11 ± 17.32 %), shoulders (-14.98 ± 12.86 %) and lower back (-15.65 ± 19.27 %). No statistically differences were detected in the MVC, reaction times and heights.

Changes in muscle activity measured during MVC after the exposure were not statistically significant. It can be discovered that the exposure and stretching did not affect to the muscle activity. But stretching had a positive effect on RPE and that is why it is recommended to keep a 5 minute pause of stretching once an hour, when exposed to WBV and the driving posture is rotated.