鼠标使用对肩颈肌肉影响——台湾

FJPT 2010;35(4):300-307 滑鼠操作有無前臂支撐姿勢對於肩頸肌肉 活化程度之影響 侯易佑 1 ，3 楊志;有 2 何文獻3 吳汶蘭 l 張志仲 4 林中鬼庭 l 郭藍遠 1 * 目的:電腦操作者約有30-80% 時間使用電腦滑鼠;主要是因現今的軟體大多改為視窗化，不像 以前利用鍵盤式的文字輸入指令，改由圖像化的界面，並藉由滑鼠點還來執行。使用電腦滑鼠， 可能會需要上肢長時間維持在不自然的姿勢和肌肉的持續性活化，造成肩頸和手臂等部位疼痛。 另外，許多電腦遊戲玩家，常會為了提升表現，犧牲前臂支撐，保持在所謂機動姿勢下，也可 能更易造成肩頸和手臂等處肌肉的持續性活化。本研究之目的為比較不同姿勢下操作電腦滑鼠， 對於肩頸和手臂等特定肌群之肌電活化情形。方法:本研究以8位過去無嚴重上肢骨酪神經肌肉 疾病病史的受試者為研究對象，年齡介於 18至 28歲間，平均年齡為21.63歲。實驗中利用表面肌 電圖儀( Electromyograp旬， EMG) 來量測肩頸和手臂等處肌肉，包含上斜方肌、前三角肌、中三 角肌、眩撓肌及屈指肌'並紀錄其最大自主收縮下肌肉活化情形 (Maximum Voluntary Contraction, MVC%) 。受試者在標準坐姿下，以機動姿勢(前臂沒有支撐)與一般姿勢(前臂有支撐) ，執行相 同的電腦遊戲20秒鐘。並利用配對樣本t檢定，分析於機動姿勢與一般姿勢下其肌肉活化情形是否 有顯著差異。結果:機動姿勢下平均肌肉活化值分別為10 ， 82 、 5 ， 38 、 4.76 、 9.36及8 .45 ( MVC% ) , 一般姿勢下其平均肌肉活化值分別為 5.93 、 4.79 、 3.99 、 7.85 、 8.01 (MVC% ) ;而最大肌肉活化值 也有相似的情形。顯示機動姿勢下上斜方肌、前三角肌、中三角肌、眩撓肌及屈指肌的平均肌 肉活化值，都較一般姿勢下大。上斜方肌，不管是平均肌肉活化值與最大肌肉活化值於不同姿勢 下，皆達到顯著性差異 (p<0.05) ， 機動姿勢下其活化值在平均及最大值高於一般姿勢分別為4.89 和 7.57(MVC%) 。結論:由分析之結果可得知在機動姿勢容易造成肩頸肌肉持續活化，所以長時 間下來可能造成肌肉疲乏和酸痛等問題。臨床意義:本研究結果可以提供臨床人員，對於電腦遊 戲玩家較正確姿勢的建議，以降低肩頸疼痛等問題。(物理治療 2010;35(4):300-307 ) 關鏈詞:電腦滑鼠、表面肌電圖儀、肩頸肌肉、肌肉活化、最大自主收縮 1 高雄醫學大學醫學院運動醫學系 2 慈濟技術學院物理治療系 3 高雄醫學大學健康科學院醫療資訊管理學系 4 高雄醫學大學健康科學院職能治療學系 通訊作者:郭藍遠高雄醫學大學醫學院運動醫學系高雄市三民區十全一路 100號 電話: (07)3121101 轉 2737轉 11 電子郵件: yuen@kmu.edu.tw 收件日期: 99年 5 月 7 日 修訂日期: 99年 10 月 20 日 接受日期: 99年 10 月 27 日 300 Hou et al. FJPT 2010;35(4):300-307 前自 隨著時代的進步，電腦的操作已不復以往刻板式的文 字輸入，而改由圖像化的界面形式，並藉由滑鼠來點選與 執行。根據行政院主計處的最新調查， 1 2008年國內電腦 總數量超過一千萬台，其中家庭用戶佔六成，機關企業及 學校佔四成，可見電腦已成為生活中不可或缺的民生必須 晶。然而，現今的工作型態不斷改變，工作速度、工作量 與電腦使用量大增，都導致電腦工作者的上肢肌肉骨酪生 物力學之危險因子增加。 27骨鼠的使用者移動滑鼠需要長 時間維持在一種不自然的上肢姿勢， 3 造成肩頸和手臂等 處持續肌肉活化。勞委會勞工安全衛生研究所在2005年針 對 500名電腦科技公司的員工進行調查， 4 發現員工平均每 天使用電腦時數為4.5個小時，肩膀及頸部是疼痛最容易 發生的部位，其次為手臂及手腕。臨床症狀，包含肌肉擎 縮、頸椎排列不正和腕隘道症候群等，疼痛的情形也常會 愈來愈嚴重，甚至造成功能喪失近期研究指出約有一 半在電腦環境下工作的工作者皆有過骨酪肌不適的經驗， 是最常見的職業傷害之一。 6 ;骨鼠與身體的相對擺放位置，也會影響骨酪肌肉的活 化不同;有學者在人體的中心位置，使用軌跡球式滑鼠， 發現能夠降低肌肉的活化。 7 相同地，使用少了右邊數字 鍵的鍵盤，讓滑鼠更接近人體的中心位置時，也能夠降低 肩膳肌肉的活化。 8.10 並且中心位置下，身體也會降低前臂 的外旋角度，使之接近自然姿勢。在標準姿勢下，前臂肌 肉和前三角肌 (deltoid) 的活化狀態低於處於高滑鼠位置的 活化狀態，而中心位置的肌肉活化情形接近於標準姿勢。 II 另外，在近期的研究中，也有做出前臂的支撐裝置，它 可以減少靜態肌肉和前臂肌肉的負荷，但是在手內部的慣 性與摩擦卻限制了這種裝置的益處，特別是快速的前臂動 作。 12 Visser等人說明出增加速度及其心智需求於滑鼠任務 時，將會使得頸部及前臂肌肉活化程度(斜方肌、伸指肌 及屈指肌)增加。 13 Laursen等人結果發現在操作滑鼠按鍵 任務時，其對於伸指肌及屈指肌之肌肉活化中位值在5% 最大肌肉活化百分比 (Maximum MVC% )以下。 14 並且根 據 Dennerlein等人的先期研究發現，在 100位受測者中， 有 13%的人員傾向將滑鼠放置在高於鍵盤的位置。的因此 其在2006年， Dennerlein等人研究中也特別將高滑鼠位置 納入討論的範圍內，發現在高於鍵盤的滑鼠位置則是會造 成最大的手腕伸展，推測會對手腕產生造較高的壓力。以 肌肉活化而盲，斜方肌( trapezius )和中三角肌的活化一樣 是在標準位置最位，而高滑鼠位置最高。 II 根據以上研究 可以知道將滑鼠放置在中心位置使用能讓肌肉的活化也比 Hou et al. 較低，長時間使用下也比較不易產生肌肉酸痛的情形。在 文獻， 16 Cook等人分析使用鍵盤時，針對不同的上肢姿 勢，包括前臂支撐、腕關節支撐及未支撐三種作探討， 發現其在工作臺上，在前臂支撐較為舒適並且在肩頸部位 能有效減少肌肉的負擔。在文獻中 17 Nag等人利用三度 空間動作分析系統及肌電訊號作有無上臂支撐的探討，其 結果指出在電腦打字工作期間具上臂支撐，可以增加肘關 節伸直，降低前臂及上背的肌肉負荷。根據Straker等人研 究，針對24位健康小孩子在，年齡在1O~12歲間，使用電 腦期間上臂支撐對於肌肉活化的影響，結果得知在上臂或 腕關節支撐能有效降低肌肉的活化，並進一步在臨床上能 有效的降低肌肉與骨酪傷害。 18 隨著網路的發達，目前的青少年玩電腦遊戲的比率 和花費的時間都逐漸增加，而遊戲常常讓玩家的手臂在使 用滑鼠時呈現高機動性的位置。現在使用電腦滑鼠的頻率 遠比使用電腦鍵盤的頻率大的多，加上許多相關的危險因 子，像反覆的施力、不正確的姿勢、直接的壓力與震動都 會造成上肢的不適。先前的研究都著重於滑鼠位置的擺放 還有滑鼠本身傾斜或是角度設計，很少探討於現代人玩電 腦遊戲時的不正常姿勢可能造成的疾病和疼痛後遺症。因 為許多電腦遊戲玩家，常會為了提升遊戲成績表現，犧牲 前臂支撐，在所謂機動姿勢下，長時間操作滑鼠，但其可 能更易造成肩頸和手臂等處肌肉的長時間活化。本研究將 以機動姿勢(前臂沒有支撐)與一般姿勢(前臂有支撐) , 探討其間肌肉活化差異。進一步可以提供臨床人員，對於 長時間電腦遊戲玩家較正確姿勢的建議，以降低肩頸和前 臂疼痛等問題。 研究方法 受測者 本研究以8位沒有任何手部或是嚴重上肢骨酪神經肌 肉傷害病史，過去皆有使用電腦滑鼠經驗的受試者為對 象;男性5位與女性3位，年齡在 18至 28歲間，平均年齡 21.63歲。本實驗會先告知受試者實驗，並簽署同意書 後進行。 實驗儀器 肌電圖之電極選擇有6個頻道表面肌電圖儀( Elec- tromyography, EMG, MA300 , Motion Lab System, Inc. , LA, USA) 偵測，基本特性規格:共模訊號拒斥比 (C.M.R.R. ) >100dB 、頻寬( -3dB ) : 1O~20，000Hz '單元增益範圍( Unit 301 FJPT 2010;35(4):300-307 gain range) : 10-50 、輸入阻抗>100，000MO 、電極直徑: 38 mrn x 19 mm x 9 mrn 。其包含兩個裝置，為一輕量的背 包型裝置與桌上型電腦接收器裝置。而背包系統則為一集 線裝置，可讓受測者背在身上，避免復雜的電線干擾受測 者，導致實驗誤差。 實驗步驟 ;t研究於實驗室進行，首先請受測者以標準姿勢端坐 於個人電腦前並調整座椅高度使前臂平貼於桌面上(約前 臂前三分之一有桌面支撐)。擺放表面電極前需先以酒精棉 片擦拭受試者的皮膚，以降低皮膚上的物質對於肌電訊號 的干擾與阻抗;表面電極擺放在肩膀上的上斜方肌、前三 角肌、中三角肌、眩撓肌及屈指肌'和欲測定之肌肉走向 平行，及其參考電極擺放至鷹嘴突 (olecranon process) 部 位，並以取樣頻率 1000Hz收集肌電訊號。(圖1.)實驗分 成兩部份，第一部份為請受試者以機動姿勢(前臂沒有支 撐)與第二部份以 般姿勢(前臂有支撐)下， (圖 2. )執 行相同的電腦小遊戲(打地鼠) 20秒鐘(總共有六個地鼠洞 口、各洞口移動距離大約為使用 17吋螢幕之水平及垂直寬 度 113 '大約為 11 公分，遊戲總時間為20秒，並隨機出現 地鼠數目約為50隻) (圖 3. )。各受試者採隨機測試順序完 此兩部份後，再測量肌肉的最大自主收縮下肌肉活化情形 10秒鐘。測試姿勢為上斜方肌:受測者於坐姿下，雙手自 然擺放兩旁，施測者雙手置於受測者兩邊肩膀向下施力， 受測者做聳肩的動作。前三角肌:受測者於坐姿下，施測 者站立於受測者側邊，一手置於受測者的肩膀，一手置於 受測者眩骨連端，手臂向前伸起抵抗施測者的力量。中三 角肌﹒受測者於坐姿下，施測者站於受測者的慣用測，一 手置於受測者肩膀，另一手置於受測者的眩骨遠端，受測 者做外展的動作抵抗施測者的力量。眩撓肌:受測者於坐 姿下，慣用手放於桌上，並呈現旋前( pronation )姿勢， 施測者的手置於受測者手背，受測者做伸直的動作抵抗施 測者的力量。屈指肌:受測者於坐姿下，慣用手旋前姿勢 放於桌上，施測者的手置於受測的手指，受測者的手指做 向上作屈曲的動作抵抗施測者的力量。 19 肌電原始訊號先 探用低頻為40Hz' 高頻為400Hz的帶通濾波器( bandpass filter) ，將人為動作因素及其他高頻雜訊濾除;再使用 60Hz的帶拒濾波器 (notch filter) ，將家用電流造成的雜訊 濾除。;慮波過的肌電訊號也會進行全波整流翻正( rectifica- tion) ，並再採用 7Hz低頻濾波器進行平滑( smoothing ) ，得 到肌電圖的線性封包( linear Envelope, LE) ，並求得此線性 封包的平均值和最大值。計算其占最大自主收縮下肌肉活 化值的比例，以作為資料正規化( normalization )使用(動 302 Hou et al 圖1.電極擺放在肩膀上的上斜方肌、前三角肌及中三角 肌、眩撓肌及屈指肌 (A) (B) 圖 2. 一般姿勢(前臂有支撐)與機動姿勢(前臂沒有支撐) 圖 3. 打地鼠電腦小遊戲 Hou et al. 果結 FJPT 2010;35(4):300-307 作期間均方根肌電訊號振幅/最大自主收縮下肌肉活化均 方根肌電訊號振幅 )x1000/0 '以作為不同受測者平均和不 同位置的比較。 在機動姿勢下其上斜方肌、前三角肌、中三角肌、 眩撓肌及屈指肌之平均肌肉活化百分比 (mean MVC% ) , 都較一般姿勢下大，且在上斜方肌及眩撓肌皆具有顯著，性 差異 (p<0.05) ， 代表肌電圖訊號如圖 4.所示，其機動姿勢 下平均肌肉活化值分別為 10.82 、 5.38 、 4.76 、 9.36及 8 .45 (MVC O/O) ，一般姿勢下其平均肌肉活化值分別為 5.93 、 統計方法 在本研究中使用 SPSS統計軟體 (SPSS 12.0, SPSS Inc , USA) ，利用配對樣::<$:t檢定 (paired-t test) ，分析其在不同 姿勢下平均肌肉活化值與最大肌肉活化值是否達到顯著性 差異 (p<0.05 ) 0 20 |三刊讀| S '‘! '‘! I ' ,\, 、八九 JL、 j'、"仁， \J、"、'、、d 、， 一一 ‘, 上斜方肌 24 10 22 20 18 16 14 12 (訣。〉 2)封余個什嵩墅區 8 6 4 80 40 60 動作期問百分比 20 2 。 。 100 (A) |三晶磊| 眩撓肌 24 22 20 18 16 14 -1、 12 斗，、 10 8 6 4 2 0 。 {訣。〉 2) 封余個譜曲墅區 100 8日40 60 動作期間百分比 20 303 (B) 圖 4. 兩種姿勢下代表性的肌電圖訊號，他)上斜方肌及(B)眩撓肌;訊號已經處理為線 性封包，縱軸以最大肌肉活化百分比正規化，橫軸以動作期間百分比正規化 FJPT 2010;35(4):300-307 Hou et al. 表 1 在不同姿勢下其上斜方肌、前三角肌、中三角肌、眩撓肌及屈指肌之肌肉活化值 平均肌肉活化a 上斜方肌* 一般姿勢 5.93 (3.95 ) 機動姿勢 10.82 ( 8.96) 最大肌肉活化a 上斜方肌* 一般姿勢 17.59 ( 12.71 ) 機動姿勢 25.16 (5.69 ) a單位﹒最大肌肉活化百分比值 (MVC%) *p