2. Принципи вимірювання антропометричних ознак

Суттєва методична особливість антропометричних досліджень в ергономіці полягає у використанні поряд із загальноприйнятими в класичній антропометрії точками і базами відліку додаткових, таких, що вводяться спеціально для вирішення ергономічних задач. Досліджуються також і особливі пози та положення тіла людини. Застосовуються, поряд з традиційними, нові інструменти і пристосування.

Орієнтирами визначення антропометричних ознак виступають антропометричні точки, лінії і площини.

Точки. Антропометричні виміри проводяться між антропометричними точками. Класична антропометрія оперує точками, що мають точну локалізацію на кісткових утвореннях або м'яких тканинах. У ергономічних дослідженнях використовуються також і так звані „найбільш виступаючі точки", що розміщені на м'яких тканинах тулуба, плеча, передпліччя, кисті, стегна, гомілки, стопи. Положення цих точок залежить від індивідуальних особливостей пози вимірюваного. При їх визначенні використовують різні обмежувальні площини – стінки стенда, спинку сидіння і ін.

Лінії. Локалізація точок здійснюється за допомогою антропометричних ліній. Лінії проводять (подумки або дермографічним олівцем) в системі двох взаємно перпендикулярних осей – вертикальної і горизонтальної. Найбільш вживані вертикальні лінії на тулубі: передня серединна, соскова (або средньоключична), середньопідпахвенна, задня серединна, а також горизонтальні лінії, що проходять через центри обертання основних суглобів чи на рівні тих орієнтирів на тілі людини, які необхідні для визначення конкретних розмірів.

Площини. Для визначення антропометричних ознак необхідна просторова орієнтація тіла і його частин. Орієнтація здійснюється в системі трьох взаємно перпендикулярних осей: горизонтальної і двох вертикальних – передньо-задньої і поперечної. Відповідно до цих осей розрізняються і три основні площини:

– горизонтальна (plamun horisontalis) – площина, що проходить паралельно до лінії горизонту. Ділить тулуб на верхню і нижню частини або на горизонтальні сегменти;

– фронтальна (planum frontalis) – вертикальна площина, перпендикулярна до горизонтальної, проходить в площині чола (назва від „frons" – „чоло"). Ділить тіло на передній і задній відділи. Передній відділ називається черевним або „вентральним" (від „venter" – „черево"), задній – „спинним" або „дорсальним" (від „dorsum" – „спина"). Відповідно розрізняють передню (вентральну) і задню (дорсальну) поверхні тіла;

Рис.1. Основні площини і осі людського тіла: І – горизонтальна площина; ІІ – фронтальна площина; ІІІ – сагітальна площина; ОХ – фронтальна вісь; OY – сагітальна вісь; OZ – поздовжня вісь.

– медіальна, або сагітальна (planum medialis, planum sagittalis) – вертикальна площина, що проходить строго посередині тіла через передню і задню серединні лінії. Ця площина ділить його на праву і ліву половини. Серед безлічі сагітальних площин (назва від „sagitta" – „стріла"), орієнтованих в передньо-задньому напрямі, медіальна площина одна. Поверхня якої-небудь частини тіла, повернена до медіальної площини, називається „медіальною" або „внутрішньою", а протилежна їй – „латеральною" або „зовнішньою". Для положення частин кінцівок застосовуються терміни „проксимальне" і „дистальне", що означає, відповідно, ближче і віддаленіше їх положення по відношенню до медіальної площини. Ці ж терміни застосовуються і для позначення напряму.

При проведенні антропометричних досліджень на голові найбільше значення має очно-ямково-вушна горизонтальна площина, що дозволяє контролювати стабільне положення голови при вимірюванні. Орієнтація голови по очно-ямково-вушній горизонталі проводиться так, щоб на одній лінії знаходилися ліва нижньоочноямкова, права і ліва козелковa точки.

Разом з вказаними основними площинами в ергономічних дослідженнях як бази відліку використовуються наступні додаткові площини:

1) при вимірюванні людини в положенні стоячи:

– горизонтальна площина або опора для ніг (basis, В) – при визначенні висот точок над підлогою;

– вертикальна площина (стінка стенду), дотична до спини (basis dorsalis, Bd), – при визначенні передньо-задніх розмірів;

– вертикальна площина, дотична до передньої поверхні тіла (basis frontalis, Bf), – при визначенні передньо-задніх розмірів;

– вертикальні площини, дотичні до правої і лівої бічних поверхонь тіла (basis lateralis, dextra et sinistra, Bl d. et s.) – при визначенні поперечних розмірів;

2) при вимірюванні людини в положенні сидячи:

– горизонтальна площина сидіння (basis sedens, Bs) – при визначенні подовжніх розмірів (висот точок над сидінням);

– вертикальна площина, дотична до найбільш виступаючих назад точок тіла (basis dorsalis sedens, Bds), – при визначенні передньо-задніх розмірів;

– горизонтальна площина підлоги (Basis plantaris, Bpl) – при визначенні висот точок над підлогою.

З біомеханічної точки зору всі бази відліку розділяються на зовнішні і внутрішні. Зовнішні характеризуються тим, що нульова точка встановлюється поза тілом. До ним відносяться площини підлоги, сидіння, стінки стенду, поверхні педалей і т.д. Внутрішні характеризуються тим, що нульова точка встановлюється на тілі людини. Отже, вони залежать від зростання, ваги, особливостей статури. Сюди відносяться центри плечового і тазостегнового суглобів, опорна точка стопи і т.д. Зазначимо, що внутрішні бази відліку важчі для визначення розмірів і фіксації положень тіла, ніж зовнішні.

Положення і пози. Отримання точних і порівняльних результатів в антропометричних дослідженнях залежить також від дотримання певних початкових положень тіла і урахування особливостей робочих поз. У ергономічній практиці поряд з основними положеннями тіла – стоячи, сидячи, лежачи – досліджуються їх модифікації, зокрема при вимірюванні вертикальної і горизонтальної досяжності рук та деяких інших ознак.

Основні положення тіла характеризуються наступним:

• стоячи: ланки тіла випрямлені без напруження, голова орієнтована в очноямково-вушній горизонталі, руки опущені вздовж тулуба, пальці випрямлені, ноги прямі, п'яти разом, носки розведені під кутом 45⁰;

• сидячи: корпус випрямлений, голова орієнтована в очноямково-вушній горизонталі, руки лежать на стегнах, ноги зігнуті в колінних суглобах під прямим кутом;

• лежачи (на спині): тіло випрямлене, руки лежать вздовж, тулуба, долонями до середини, стопи розташовані перпендикулярно опорной поверхні.

Поза стоячи характеризується вертикальним положенням тіла з рівномірною опорою на обидві стопи. У виконанні роботи беруть участь обидві руки. Поза стоячи використовується при роботах, що вимагають пересування і застосування значних фізичних зусиль. У цій позі людина володіє максимальними можливостями для огляду і пересування, може здійснювати робочі рухи з великою амплітудою, розвивати значні за величиною зусилля.

Поза сидячи характеризується вертикальним положенням тулуба із збереженням природних вигинів хребта і кута нахилу тазу. Вага тіла припадає, в основному, на площину сидіння (при відповідності висоти сидіння висоті підколінного кута над підлогою). Між стегном і тулубом, стегном та гомілкою зберігається прямий кут. Тулуб спирається на спинку стільця. Робота виконується обома руками, а у разі потреби – і ногами.

Поза сидячи менш втомлююча, в порівнянні з позою стоячи, забезпечує велику точність робочих рухів. Внаслідок зменшення висоти центру тяжіння над площиною опори підвищується стійкість тіла. В результаті знижується напруження м'язів, зменшується гідростатичний тиск на стінки судин, навантаження на серцево-судинну систему, енерговитрати.

Умовою для підтримки оптимальної робочої пози є забезпечення можливості її зміни, а також відповідності антропометричних характеристик розмірам моторного простору. При роботі стоячи повинна бути забезпечена можливість короткочасного відпочинку в положенні сидячи. Для роботи сидячи важливо дотримати оптимальні форму і розміри сидіння, оптимальне співвідношення висоти сидіння і висоти робочої поверхні, передбачити опору для спини, підлокітники, забезпечити можливість відкинутися для відпочинку. Різноманітні робочі пози стоячи і сидячи є похідними двох основних поз. Зміни основних поз пов'язані з робочими рухами. Як правило, зміна поз обумовлена нахилами тулуба вперед, згинанням грудного відділу хребта, зміною кута в тазостегнових суглобах. Зміна пози вносить різноманітність у виконання монотонних робіт.