Биомеханический принцип боли при наборе текста

Я потратил годы на изучение того, почему традиционные клавиатуры вызывают боль в запястьях, и ответ оказался на удивление простым:

Мы используем клавиатуры, которые практически не изменились с 1870-х годов и были разработаны для механических пишущих машинок, а не для устройств ввода данных компьютеров.

К сожалению, поскольку среднестатистический офисный работник ежедневно нажимает более 40 000 клавиш, наши руки выполняют работу, сравнимую с работой марафона, на клавиатурах, которые совершенно не предназначены для эффективности и комфорта.

Разрыв между нашей естественной биомеханикой и этими устаревшими конструкциями не просто создает дискомфорт , но и является основной причиной многих травм, вызванных повторяющимися перенапряжениями.

Давайте вместе изучим научные принципы, лежащие в основе боли от клавиатуры, и найдем правильное направление для разработки эргономичной клавиатуры.

Историческая случайность дизайна клавиатуры

Раскладка QWERTY не была результатом тщательного планирования эффективности и комфорта — это было быстрое решение. 

Он был разработан в 1870-х годах для предотвращения сбоев при быстром наборе текста, вызванных дребезжанием печатная панель механической пишущей машинки . Она располагала часто используемые комбинации букв далеко друг от друга и ставила функциональность машины выше удобства человека.

Смещенное расположение клавиш — те слегка смещенные ряды, на которых вы, вероятно, печатаете прямо сейчас, — было просто инженерной необходимостью для размещения рычагов клавиш механической пишущей машинки.

Поистине поразительно, что, несмотря на то, что компьютеры устранили эти механические ограничения десятилетия назад, конструкция клавиатуры застыла во времени. Это не намеренное решение; это мощная и ужасная инерция.

Создается впечатление, что производители клавиатур все еще обеспокоены частотой неисправностей, вызванных клавишной панелью и рычагами клавиш механических пишущих машинок , хотя в компьютерную эпоху их еще не было на клавиатурах.

Подведем итог: с 1940-х годов и по сей день используется раскладка QWERTY и ступенчатое расположение клавиш, которые возникли клавишная панель и рычажки механических пишущих машинок сохранились на клавиатурах без клавишной панели и рычажков.

Естественное положение против реальности клавиатуры

Остановитесь на минутку и сделайте кое-что для меня: полностью расслабьте руки, расположив их по бокам. Теперь поднимите их, как будто собираетесь печатать, но не кладите на клавиатуру — просто держите их естественно на столе перед собой.

Заметили что-нибудь? Ваши руки располагаются совсем не так, как при печати на традиционной клавиатуре.

Когда ваши руки расслаблены, они естественным образом принимают то, что эргономисты называют «нейтральным положением»:

• Ваши руки развернуты наружу

• Ваши запястья остаются прямыми, не согнутыми ни вверх, ни вниз.

• Ваши пальцы слегка сгибаются и разгибаются, следуя естественной структуре скелета.

А теперь сравните это с тем, как вам приходится располагать руки на традиционной клавиатуре:

• Запястья вытянуты вверх

• Руки сведены вовнутрь (создавая ульнарную девиацию)

• Пальцы неловко вытянулись, чтобы найти разбросанные клавиши.

Три болезненных механических стрессора

Изучив и проанализировав соответствующую медицинскую исследовательскую литературу, опубликованную за последние пятьдесят лет, я выделил три основных механических фактора, которые традиционные клавиатуры оказывают на наши руки и запястья. Я называю их «болезненным трио» недостатков конструкции клавиатуры.

1.   Разгибание запястья: напряжение вверх

Этот изгиб запястья вверх при печати? У этого есть название: разгибание запястья.

Исследования показывают нечто тревожное: углы разгибания более 15 градусов значительно увеличивают давление в запястном канале. Однако на традиционных клавиатурах пользователи обычно поддерживают разгиб на 20–30 градусов в течение всего рабочего дня. Только подумайте: долгие часы в положении, которое, как однозначно доказано исследованиями, вредно.

Они использовали датчики давления для измерения давления в запястном канале при различных положениях запястья. Показания резко колебались даже при небольшом разгибании. «Это как наступить на садовый шланг», — пояснил исследователь. «Чем сильнее сгибается запястье, тем сильнее сжимаются внутренние структуры».

Что происходит с точки зрения анатомии: когда вы разгибаете запястье, поперечная связка запястья (полоска ткани, пересекающая запястье) давит на запястный канал. Исследования зафиксировали увеличение давления до 63% в типичных положениях при печати.

2.   Локтевая девиация : боковой изгиб

Ульнарная девиация — это, пожалуй, самое опасное положение, создаваемое традиционными клавиатурами.

Наклон кистей рук наружу в сторону мизинцев. Это происходит потому, что при игре на стандартной клавиатуре руки сжимаются, а плечи остаются на ширине плеч. Простая геометрия клавиатуры делает этот изгиб неизбежным.

Этот боковой изгиб сжимает внешнюю часть запястья, одновременно растягивая внутреннюю. Это похоже на сгибание садового шланга: одна сторона сжимается, другая растягивается, и поток воды через середину затрудняется.

Анатомические последствия: даже 10–15 градусов локтевой девиации (меньше, чем в большинстве положений при наборе текста) сужают каналы, через которые проходят сухожилия и нервы. Частое локтевое отклонение создаёт трение между сухожилиями и их влагалищами, что приводит к воспалению. Со временем это может привести к тендиниту, теносиновиту и способствовать развитию синдрома запястного канала.

Один физиотерапевт, с которым я работаю, говорит об этом прямо: «Если бы я хотел разработать устройство, специально предназначенное для лечения запястья, я бы создал что-то, вызывающее устойчивое локтевое отклонение. Хотя нет, мы уже это сделали. Это называется традиционная клавиатура или стандартная клавиатура».

3.  Горизонтальный ряд шатается: реликвия пишущей машинки

Взгляните на свою клавиатуру. Заметили, как смещены клавиши по отношению к расположенным ниже рядам? Это горизонтальное смещение — пожалуй, самый очевидно устаревший элемент дизайна — прямое наследие ограничений механических пишущих машинок.

Такое положение дел создает существенную проблему:

Это заставляет пальцы двигаться по неестественным диагональным траекториям вместо естественного движения вперёд/назад, что приводит к ульнарному отклонению. Ваши пальцы не предназначены для таких боковых движений, особенно повторяющихся в течение нескольких часов.

Лично я не осознавал в полной мере, насколько это проблематично, пока не сопоставил движения пальцев на ортогональных раскладках клавиатуры.

Биомеханическое воздействие: смещенные ряды создают боковую нагрузку на сухожилия пальцев и требуют неуклюжего растяжения для выполнения определённых комбинаций клавиш. Это увеличивает нагрузку на мелкие, слабые мышцы и значительно способствует усталости пальцев и кисти, а также всем проблемам, связанным с ульнарным отклонением.

Наука ясна: измеримые эффекты традиционных клавиатур

Если вы сомневаетесь в важности дизайна клавиатуры, научные данные могут изменить ваше мнение. Исследователи зафиксировали несколько заметных физиологических изменений при использовании обычной клавиатуры:

Давление в запястном канале. Прямые измерения показывают, что давление в запястном канале резко возрастает во время печати. ​​В нейтральном положении это давление обычно составляет от 2 до 10 мм рт. ст. (миллиметров ртутного столба). При печати на обычной клавиатуре оно часто достигает 30 и более мм рт. ст. — значительно выше порогового значения, вызывающего нарушение функции нервов.

Изменения кровообращения. Допплеровские ультразвуковые исследования показывают, что неудобные позы при наборе текста могут уменьшить приток крови к тканям пальцев до 40%. Это снижение кровообращения означает меньшее поступление кислорода и более медленное выведение продуктов метаболизма — явный путь к повреждению тканей.

Дисбаланс мышечной активности. Вот что я узнал из исследований ЭМГ (электромиографии): при печати на обычной клавиатуре мышцы-разгибатели предплечья постоянно сокращаются на уровне 5–8% от максимального произвольного сокращения. Физиологи считают 4% порогом потенциальной усталости и травмы при длительном поддержании этого уровня, что означает, что обычный набор текста превышает безопасные пределы.

Изменения нервной функции. Возможно, самое тревожное, что измерения показывают замедление скорости проведения импульсов по срединному нерву после продолжительной печати на традиционных клавиатурах. Проще говоря, ваши нервы буквально функционируют хуже после продолжительной печати — это прямой физиологический эффект механических стрессоров, о которых мы говорили.

Это не субъективные жалобы — это измеримые биологические изменения, вызванные недостатками конструкции клавиатуры.

Как развивается боль от клавиатуры: это процесс, а не событие

Травмы, связанные с клавиатурой, редко случаются в одночасье. Они развиваются по предсказуемой схеме, которая может длиться годы или десятилетия. Понимание этой схемы поможет вам распознать ранние признаки, прежде чем возникнут серьёзные проблемы.

Подумайте об этом как о каскаде: каждая стадия плавно переходит в следующую, если не устранить основные факторы стресса:

1. Первоначальная адаптация . Ваше тело компенсирует неудобные положения за счет напряжения мышц.

2. Фаза утомления – Длительная статическая нагрузка приводит к мышечной усталости и ухудшению кровообращения.

3. Развитие микротравм – небольшие повреждения тканей возникают во время длительных сеансов печати.

4. Воспалительная реакция – естественный процесс восстановления организма приводит к возникновению локального отека.

5. Сдавление нервов – отекшие ткани начинают сдавливать близлежащие нервы.

6. Цикл хронической боли – паттерн травмы и воспаления становится самовоспроизводящимся.

Особую тревогу вызывает тот факт, что этот процесс может ускориться. Исследования Национального института охраны труда показывают, что сочетание неудобной позы с большим объёмом печати и ограниченным временем на восстановление создаёт идеальные условия для развития заболеваний опорно-двигательного аппарата.

Я регулярно наблюдал, как эта ситуация разыгрывается у клиентов, которые игнорировали ранние тревожные сигналы. Один программист прекрасно это описал: «Сначала это была просто усталость к концу дня, затем дискомфорт, затем боль, которая не проходила всю ночь, и, наконец, постоянная боль, которая влияла на всё, что я делал. Жаль, что я не отнёсся к этим первым сигналам серьёзно».

Кто наиболее уязвим к боли при наборе текста?

Хотя дискомфорт, связанный с набором текста, может возникнуть у любого человека, определённые факторы повышают его уязвимость. Понимание этих факторов риска поможет вам оценить свою ситуацию:

Профессиональные машинистки. Наибольшему риску подвержены те, кто печатает больше всего, особенно программисты, писатели, специалисты по вводу данных и административный персонал. Я работал с разработчиками программного обеспечения, которые регулярно набирают более 20 000 строк кода в неделю, и лично видел, насколько сильно правильная конструкция клавиатуры влияет на их комфорт и производительность.

Исследование непрерывного набора текста показывает, что продолжительный набор текста без перерывов значительно увеличивает риск. Ваши ткани нуждаются в регулярном движении и восстановлении, чего часто не хватает при работе в условиях сжатых сроков.

Из-за анатомических особенностей риск развития синдрома запястного канала выше у людей с более узким от природы запястным каналом (чаще у женщин). Это структурное различие отчасти объясняет, почему у женщин риск развития синдрома запястного канала в 3–5 раз выше, чем у мужчин.

Существующие проблемы со здоровьем. Такие заболевания, как диабет, ревматоидный артрит и другие воспалительные заболевания, могут усиливать стресс, связанный с работой на клавиатуре. Эти заболевания и без того влияют на кровообращение и здоровье тканей, делая дополнительную нагрузку, вызванную плохой эргономикой клавиатуры, особенно проблематичной.

Возрастные и гендерные факторы. Риск значительно возрастает после 30 лет, причём у женщин он значительно выше, чем у мужчин. Это гендерное неравенство обусловлено как гормональными факторами, так и, как правило, меньшим размером запястья.

Специалист по реабилитации, с которым я консультируюсь, говорит об этом так: «Ваша клавиатура не знает и не заботится о ваших факторах риска. Если вы уязвимы и используете плохо спроектированную клавиатуру, вы ведете тяжелую борьбу со своей собственной анатомией».

Будущее дизайна клавиатур на самом деле ориентировано на человека

Традиционная клавиатура представляет собой, пожалуй, самый распространённый пример инертности дизайна в современных технологиях — случай, когда историческая случайность более века брала верх над человеческим фактором. Понимание биомеханических факторов стресса, создаваемых традиционными клавиатурами, помогает объяснить распространённость боли, связанной с печатью, и указывает чёткое направление для значимых улучшений.

Приведя конструкцию клавиатуры в соответствие с естественной анатомией и биомеханикой человека, мы можем устранить основные факторы стресса и создать более устойчивый процесс печати в нашей все более цифровой жизни.

«Очень довольный обладатель трёх клавиатур.
Все мои остальные клавиатуры меркнут по сравнению с X-bow. У меня артрит запястий, и для писателя это состояние просто катастрофическое. Клавиатура X-bow, благодаря своей эргономичной конструкции, позволяет мне печатать без боли. Я могу печатать часами. — Джон Т. Роан

Ваши руки заслуживают клавиатуру, созданную специально для них, а не для призраков механических пишущих машинок.

Помните, что боль от набора текста не неизбежна — это результат дизайнерских решений, которые мы можем и должны оспаривать.

Решение начинается с понимания того, почему традиционные клавиатуры вызывают боль, и продолжается изучением клавиатур, разработанных для людей с учетом биомеханики.

посетите раздел «Наши исследования» .