背包對(duì)青少年學(xué)生身體健康的影響

任建廠，肖海莉

背包在學(xué)生生活中非常普遍，不合理的背包被認(rèn)為與一些肌肉骨骼疾病發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。兒童非特異性頸、肩、腰疼以及姿勢(shì)不良等問(wèn)題在文獻(xiàn)中的報(bào)道越來(lái)越多，有研究者認(rèn)為這些問(wèn)題與背包的重量過(guò)重有關(guān)。長(zhǎng)時(shí)間承受較重的背包可能會(huì)影響肌肉骨骼的正常功能，導(dǎo)致頸、肩、腰部的疼痛的發(fā)生及發(fā)展，以及可能會(huì)導(dǎo)致背部不可逆的畸形。雖然兒童和青少年腰痛的患病率低于成年人，但是青少年時(shí)期的腰痛對(duì)成年后下背痛有很強(qiáng)的預(yù)測(cè)作用。大多數(shù)學(xué)者的研究關(guān)注于書(shū)包的重量、背包方式和時(shí)間以及年齡和性別對(duì)青少年頸部、肩部和胸腰部脊柱的影響。這些研究的結(jié)論并不一致，研究結(jié)果的不同可能與地區(qū)文化、背包質(zhì)量、背包方式、時(shí)間、重量以及學(xué)生的身體素質(zhì)有關(guān)。

1 研究方法

本文主要采用文獻(xiàn)資料法進(jìn)行相關(guān)分析。檢索CNKI、PubMed、Science Direct等數(shù)據(jù)庫(kù)、以及Google學(xué)術(shù)搜索等搜索相關(guān)文獻(xiàn)，以“背包、書(shū)包、負(fù)重、青少年、背痛”為主要檢索主題詞，以“students、young、backpack、schoolbag、back pain”為主要英文檢索主題詞，檢索時(shí)間為2000-2018年。對(duì)檢索的文獻(xiàn)進(jìn)行分析，選取與本文研究密切的文獻(xiàn)進(jìn)行整理和分析。

2 背包與青少年脊柱生理

脊柱由33個(gè)椎體組成，從側(cè)面看脊柱呈S型曲線。頸椎和腰椎有輕微的凹曲線，胸椎和骶部的曲線比較平緩的凸曲線，脊椎骨之間有椎間盤和韌帶起到一定的緩沖作用。豎脊肌和腹直肌是抵抗背包重量的主要軀干肌肉。前鋸肌、胸大肌、胸小肌 、上斜方肌、肩胛提肌和下斜方肌主要抵抗肩帶的張力。人體最理想的姿勢(shì)為“中立脊柱姿勢(shì)”。從矢狀面(側(cè)面)看，重心線從乳突到頸椎后方、胸椎前部、肩關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)后方、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的前方(見(jiàn)圖一)。

青少年在背包負(fù)重時(shí)，頸部和肩部的體位會(huì)產(chǎn)生顯著性變化。這些變化可以通過(guò)測(cè)量姿勢(shì)角度的變化來(lái)進(jìn)行評(píng)估。顱骨傾斜角：通過(guò)耳屏與外眼瞼的連線與水平線的夾角。此角可以評(píng)估頭部與頸部的角度。顱骨與脊椎角，通過(guò)第7頸椎與耳屏的連線與水平線的夾角。這個(gè)角被認(rèn)為可以評(píng)估頸部與上軀干之間的角度，評(píng)估頭部的前傾度。第七頸椎的棘突與肱骨大結(jié)節(jié)的連線與水平線的夾角可以評(píng)估前肩部的位置。(見(jiàn)圖二)

青少年的骨骼和軟組織正處在快速生長(zhǎng)和發(fā)育的時(shí)期。脊柱相關(guān)結(jié)構(gòu)的發(fā)育時(shí)期要比其他骨骼組織更長(zhǎng)。脊髓、韌帶和肌肉要在16歲以后才會(huì)完全發(fā)育。反復(fù)的搬運(yùn)、舉起、背負(fù)重物可能會(huì)引起頸部、肩部和背部韌帶和肌肉的拉傷，導(dǎo)致姿勢(shì)異常，造成重心軸的偏離，如脊柱的前凸、后凸和側(cè)凸。單側(cè)背包或單側(cè)提重物會(huì)導(dǎo)致肌肉活動(dòng)的不對(duì)稱，引起脊柱側(cè)彎和肩關(guān)節(jié)畸形。比如肩部水平角度的變化。在兩肩胛骨之間的背負(fù)重物都會(huì)使身體重心向后移動(dòng)，身體會(huì)向前傾斜以保持重心在兩腳之間，這樣在脊柱上就會(huì)產(chǎn)生過(guò)度的異常的張力。身體踝關(guān)節(jié)或臀部前傾，或通過(guò)頭部向前傾斜來(lái)完成。背負(fù)的重物越重，維持身體前傾的肌肉產(chǎn)生的張力越大。背負(fù)重物時(shí)頭部的向前傾斜和背部的彎曲會(huì)增加頸椎后部的壓力和胸腰椎的壓力，也會(huì)增加肌肉的張力水平，增加肌肉萎縮、疲勞和僵硬的風(fēng)險(xiǎn)。負(fù)重過(guò)大也會(huì)拉長(zhǎng)頸部肌肉，導(dǎo)致頸部疼痛和頭痛。背部的自然曲線會(huì)發(fā)生扭曲，導(dǎo)致脊柱關(guān)節(jié)和肋骨變形，隨著時(shí)間的推移，可能會(huì)增加脊柱出現(xiàn)異常的風(fēng)險(xiǎn)。

圖一 人體正常站立姿勢(shì)圖

圖二 頭、頸、肩姿勢(shì)角度圖

3 背包重量與背包方式

一些研究報(bào)告了背包重量與不良疼痛之間存在正相關(guān)。背包重量通常以體重的百分比表示。文獻(xiàn)中學(xué)生攜帶的書(shū)包的重量從占體重的8.84%到27.5%不等。以往的文獻(xiàn)中并沒(méi)有明確對(duì)身體不利的最大背負(fù)的負(fù)荷。德國(guó)學(xué)者Voll和Klimt在1977年提出背負(fù)重量不應(yīng)超過(guò)身體重量的10%。背包在體重的15%-20%時(shí)，少年兒童并不能維持正常的頸部和肩部的姿態(tài)。長(zhǎng)期會(huì)引起頸痛、肩痛、背痛、肺活量受限、心率變化以及行走時(shí)步態(tài)的變化和增加姿勢(shì)變化時(shí)身體失衡的風(fēng)險(xiǎn)。有研究者提出背負(fù)重量超過(guò)體重的15%時(shí)，顱骨前傾角、頭頸前傾角以及肩部的角度都會(huì)發(fā)生變化。也有學(xué)者提出10%體重的背包對(duì)10-15歲的少年兒童來(lái)說(shuō)過(guò)重，無(wú)法保持頸部和肩部的正常姿勢(shì)。

導(dǎo)致肌肉骨骼不適的另一個(gè)重要因素是背包的方式，比如不對(duì)稱的負(fù)重，重量不能平均分配在身體兩側(cè)(見(jiàn)圖四)。背包的方式包括雙肩背包、單肩背包、單手提包、拉桿式背包。不對(duì)稱的背負(fù)方式會(huì)導(dǎo)致肌肉不對(duì)稱的發(fā)展，可能會(huì)導(dǎo)致脊柱側(cè)彎，頸肩痛及下腰痛。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)背包方式與下腰痛之間沒(méi)有顯著的關(guān)系，可能與研究對(duì)象不同有關(guān)。

通常的背包方式為雙肩背包，如果在髖部有固定背包的腰帶，可減少肩部被拉傷的風(fēng)險(xiǎn)，背包的重量可分配到臀部(見(jiàn)圖三)。但是當(dāng)拉緊背包腰部的帶子時(shí)，可能對(duì)下腹部產(chǎn)生一定的壓力。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)背包的重心在第三腰椎水平時(shí)，對(duì)身體姿勢(shì)的影響最小。也有學(xué)者認(rèn)為較高的背包位置，背包的肩部肩帶拉緊有利于足部的重量分配，但是也有研究發(fā)現(xiàn)在行走過(guò)程中背包位置較高，會(huì)對(duì)身體造成更大的傷害。最理想的背包設(shè)計(jì)是把重量分布到臀部的上方。背包的重量、肩帶、胸帶和腰帶的長(zhǎng)度都會(huì)影響肩部的壓力，過(guò)緊的肩帶會(huì)影響人體正常的呼吸，進(jìn)而影響人的呼吸功能。但是，很少有青少年使用有胸帶和腰帶的背包。選擇具有多層分袋的書(shū)包可以防止背包內(nèi)物品的移動(dòng)，有利于負(fù)荷的分配，使重物緊貼背部。有學(xué)者建議使用拉桿式背包，但是在學(xué)校上下樓梯、上下公交車等并不方便，拉桿式背包也要比普通的背包重的多。

圖三 雙肩背包姿勢(shì)(背包的重量可以通過(guò)腰帶傳遞到腰椎區(qū))

圖四 單肩背包姿勢(shì)(不對(duì)稱背包會(huì)改變肩部正常姿勢(shì))

4 背包時(shí)間、年齡與性別

青少年學(xué)生背包的時(shí)間存在很大的差異，由家長(zhǎng)接送的學(xué)生背包時(shí)間會(huì)遠(yuǎn)少于獨(dú)自背包上學(xué)的學(xué)生。農(nóng)村地區(qū)上學(xué)的距離往往會(huì)大于城市地區(qū)，背包的時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)。大量的研究表明長(zhǎng)時(shí)間的背包會(huì)對(duì)少年兒童的頸椎、肩部和腰椎的姿勢(shì)產(chǎn)生影響，可能產(chǎn)生和發(fā)展為一些骨骼肌肉疾病。背包時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致身體疲勞時(shí)，背部的痛疼會(huì)明顯增加。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)大約有85%的學(xué)生背包時(shí)間超過(guò)30分鐘，有54%的學(xué)生感覺(jué)背包沉重，有51%的學(xué)生感覺(jué)到疲勞。研究發(fā)現(xiàn)每天采取不活動(dòng)的背包方式(比如坐公交車)超過(guò)30分鐘會(huì)增加頸背痛疼的幾率。

兒童少年肌肉骨骼正處在發(fā)育期，過(guò)重的負(fù)重會(huì)對(duì)身體姿態(tài)產(chǎn)生比較深遠(yuǎn)的影響，可能會(huì)導(dǎo)致成年后的肌肉骨骼疾病。有研究顯示10%的書(shū)包重量對(duì)于6-7歲的少年學(xué)生來(lái)說(shuō)太重，不能維持其正常的身體姿態(tài)。骨骼肌肉疾病的發(fā)生與學(xué)生的年齡之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，尤其是在11-14之間的學(xué)生。他們的脊柱正處在關(guān)鍵的發(fā)育期。

許多研究發(fā)現(xiàn)同齡的女孩比男孩更容易出現(xiàn)背痛的現(xiàn)象，可能與兩性之間生理和發(fā)育上的差異有關(guān)。但是調(diào)查很少發(fā)現(xiàn)女孩的背包重量會(huì)比男孩更重。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)痛疼與“背包重量與體重比”在女孩中呈負(fù)相關(guān)，但是在男孩中呈正相關(guān)。有研究顯示，長(zhǎng)時(shí)間的背包可能會(huì)導(dǎo)致女生在行走時(shí)骨盆的傾斜角度改變。當(dāng)女大學(xué)生背包重量超過(guò)體重的10%時(shí)，會(huì)引起頸、肩、背部疼痛率增多，并對(duì)身體動(dòng)態(tài)姿勢(shì)產(chǎn)生負(fù)面的影響。有研究者建議女性的背包重量在體重的5%以下。有證據(jù)表明，女孩比男孩更容易患上骨骼肌肉性疾病，研究人員發(fā)現(xiàn)同年齡段的女孩的體重要比男孩高，所以有研究者認(rèn)為，體重越高越可能導(dǎo)致這種狀況。但是這一發(fā)現(xiàn)需要以后更多的研究來(lái)證實(shí)。

5 結(jié)論

背包重量超過(guò)體重的10%時(shí)，可能會(huì)增加頸肩腰部的痛疼和一些骨骼肌肉疾病。最佳的背包方式是雙肩背包具有多層分袋，并具有肩帶和腰帶可以實(shí)現(xiàn)最好的負(fù)荷分配。背包時(shí)間是影響頸部和肩部姿勢(shì)的一個(gè)重要因素，可能會(huì)導(dǎo)致一些骨骼肌肉疾病的出現(xiàn)和發(fā)展。年齡與骨骼肌肉不適之間存在密切的聯(lián)系，特別在11-14歲的年齡段。同年齡的女孩可能比男孩更容易出現(xiàn)相關(guān)癥狀。

6 建議

1.背包應(yīng)舒服的貼在背部，不是單單掛在肩膀上。

2.調(diào)整肩部和腰部的帶子，讓背包的重量落在臀部的上方。

3.確保少年兒童了解單側(cè)背包會(huì)引起背部痛疼和潛在的危險(xiǎn)。

4.經(jīng)常詢問(wèn)少年兒童背包時(shí)是否感到疲勞和背部痛疼，適當(dāng)減輕和調(diào)整背包的重量。

5.加強(qiáng)對(duì)老師、家長(zhǎng)、學(xué)生的健康教育。