Relationship between head posture and lumbar curve in a sitting position: a biomechanical study / Relação entre a postura da cabeça e a curvatura lombar na posição sentada: um estudo biomecânico

ABSTRACT

Abstract Introduction: The sitting position routinely used for a wide variety of tasks increases the potential of developing forward head posture, which can seriously compromise the health of different systems in the human body. Objective: A static equilibrium analysis was conducted, comparing the position of the head with the lumbar curve in three different sitting positions. Methods: The approximate force and flexion moment of the head extensor muscles in static equilibrium was calculated in each of the following positions (A) without a backrest; (B) using a backrest with a 100° tilt angle; (C) using a 100° tilted backrest associated with a cylindrical lumbar support cushion at the level of the L3 vertebra. Results: The C7-tragus angles were 43°, 50° and 52°; Frankfort horizontal plane (FH) angles were 5°, 9° and 9°; force of the head extensor muscles was 53.0N, 59.7N and 43.5N and flexion moments were 2.60Nm, 2.05Nm and 1.78Nm, in positions A, B and C, respectively. Conclusion: The results revealed that the sitting position using a 100° tilted backrest and lumbar support with the smallest L3-tragus horizontal distance required less effort by the head and neck extensor muscles to retain the head in equilibrium. This study demonstrated the need to preserve the physiology of the lumbar spine, characterized by the position of the L3 vertebra, in order to ensure good head position.

RESUMO

Resumo Introdução: A postura do indivíduo sentado, utilizada rotineiramente na execução de grande variedade de tarefas, constitui-se num potencial aumentado para o desenvolvimento da postura de projeção da cabeça, a qual pode ocasionar sérios comprometimentos à saúde de vários sistemas no corpo humano. Objetivo: Um estudo do equilíbrio estático foi realizado, relacionando a posição da cabeça com a curvatura da coluna lombar em três diferentes posturas do indivíduo sentado. Métodos: Foi realizado o cálculo do valor aproximado de força e momento fletor dos músculos extensores da cabeça na manutenção do equilíbrio estático em cada uma das seguintes posturas (A) sem uso de encosto para as costas; (B) com uso de encosto de 100° de inclinação; (C) com uso de encosto de 100° associado a um suporte lombar cilíndrico em nível da vértebra L3. Resultados: Os ângulos tragus-C7 foram 43°, 50° e 52°; os ângulos de Frankfort foram 5°, 9° e 9°; as forças musculares extensoras da cabeça foram 53,0N, 59,7N e 43,5N e os momentos fletores foram 2,60N.m, 2,05N.m e 1,78N.m, nas posturas A, B e C, respectivamente. Conclusão: Os resultados revelaram que a postura sentada com encosto inclinado a 100° e calço lombar, onde houve a menor distância horizontal tragus-L3, apresentou menor esforço para a musculatura cervical extensora na manutenção do equilíbrio da cabeça. Este estudo demonstrou a necessidade da preservação do eixo lombar fisiológico, caracterizado pelo posicionamento da vértebra L3, para garantir o bom posicionamento da cabeça.