背包对青少年学生身体健康的影响

任建厂，肖海莉

背包在学生生活中非常普遍，不合理的背包被认为与一些肌肉骨骼疾病发生发展密切相关。儿童非特异性颈、肩、腰疼以及姿势不良等问题在文献中的报道越来越多，有研究者认为这些问题与背包的重量过重有关。长时间承受较重的背包可能会影响肌肉骨骼的正常功能，导致颈、肩、腰部的疼痛的发生及发展，以及可能会导致背部不可逆的畸形。虽然儿童和青少年腰痛的患病率低于成年人，但是青少年时期的腰痛对成年后下背痛有很强的预测作用。大多数学者的研究关注于书包的重量、背包方式和时间以及年龄和性别对青少年颈部、肩部和胸腰部脊柱的影响。这些研究的结论并不一致，研究结果的不同可能与地区文化、背包质量、背包方式、时间、重量以及学生的身体素质有关。

1 研究方法

本文主要采用文献资料法进行相关分析。检索CNKI、PubMed、Science Direct等数据库、以及Google学术搜索等搜索相关文献，以“背包、书包、负重、青少年、背痛”为主要检索主题词，以“students、young、backpack、schoolbag、back pain”为主要英文检索主题词，检索时间为2000-2018年。对检索的文献进行分析，选取与本文研究密切的文献进行整理和分析。

2 背包与青少年脊柱生理

脊柱由33个椎体组成，从侧面看脊柱呈S型曲线。颈椎和腰椎有轻微的凹曲线，胸椎和骶部的曲线比较平缓的凸曲线，脊椎骨之间有椎间盘和韧带起到一定的缓冲作用。竖脊肌和腹直肌是抵抗背包重量的主要躯干肌肉。前锯肌、胸大肌、胸小肌 、上斜方肌、肩胛提肌和下斜方肌主要抵抗肩带的张力。人体最理想的姿势为“中立脊柱姿势”。从矢状面(侧面)看，重心线从乳突到颈椎后方、胸椎前部、肩关节、髋关节后方、膝关节和踝关节的前方(见图一)。

青少年在背包负重时，颈部和肩部的体位会产生显著性变化。这些变化可以通过测量姿势角度的变化来进行评估。颅骨倾斜角：通过耳屏与外眼睑的连线与水平线的夹角。此角可以评估头部与颈部的角度。颅骨与脊椎角，通过第7颈椎与耳屏的连线与水平线的夹角。这个角被认为可以评估颈部与上躯干之间的角度，评估头部的前倾度。第七颈椎的棘突与肱骨大结节的连线与水平线的夹角可以评估前肩部的位置。(见图二)

青少年的骨骼和软组织正处在快速生长和发育的时期。脊柱相关结构的发育时期要比其他骨骼组织更长。脊髓、韧带和肌肉要在16岁以后才会完全发育。反复的搬运、举起、背负重物可能会引起颈部、肩部和背部韧带和肌肉的拉伤，导致姿势异常，造成重心轴的偏离，如脊柱的前凸、后凸和侧凸。单侧背包或单侧提重物会导致肌肉活动的不对称，引起脊柱侧弯和肩关节畸形。比如肩部水平角度的变化。在两肩胛骨之间的背负重物都会使身体重心向后移动，身体会向前倾斜以保持重心在两脚之间，这样在脊柱上就会产生过度的异常的张力。身体踝关节或臀部前倾，或通过头部向前倾斜来完成。背负的重物越重，维持身体前倾的肌肉产生的张力越大。背负重物时头部的向前倾斜和背部的弯曲会增加颈椎后部的压力和胸腰椎的压力，也会增加肌肉的张力水平，增加肌肉萎缩、疲劳和僵硬的风险。负重过大也会拉长颈部肌肉，导致颈部疼痛和头痛。背部的自然曲线会发生扭曲，导致脊柱关节和肋骨变形，随着时间的推移，可能会增加脊柱出现异常的风险。

图一 人体正常站立姿势图

图二 头、颈、肩姿势角度图

3 背包重量与背包方式

一些研究报告了背包重量与不良疼痛之间存在正相关。背包重量通常以体重的百分比表示。文献中学生携带的书包的重量从占体重的8.84%到27.5%不等。以往的文献中并没有明确对身体不利的最大背负的负荷。德国学者Voll和Klimt在1977年提出背负重量不应超过身体重量的10%。背包在体重的15%-20%时，少年儿童并不能维持正常的颈部和肩部的姿态。长期会引起颈痛、肩痛、背痛、肺活量受限、心率变化以及行走时步态的变化和增加姿势变化时身体失衡的风险。有研究者提出背负重量超过体重的15%时，颅骨前倾角、头颈前倾角以及肩部的角度都会发生变化。也有学者提出10%体重的背包对10-15岁的少年儿童来说过重，无法保持颈部和肩部的正常姿势。

导致肌肉骨骼不适的另一个重要因素是背包的方式，比如不对称的负重，重量不能平均分配在身体两侧(见图四)。背包的方式包括双肩背包、单肩背包、单手提包、拉杆式背包。不对称的背负方式会导致肌肉不对称的发展，可能会导致脊柱侧弯，颈肩痛及下腰痛。也有学者发现背包方式与下腰痛之间没有显著的关系，可能与研究对象不同有关。

通常的背包方式为双肩背包，如果在髋部有固定背包的腰带，可减少肩部被拉伤的风险，背包的重量可分配到臀部(见图三)。但是当拉紧背包腰部的带子时，可能对下腹部产生一定的压力。有学者发现背包的重心在第三腰椎水平时，对身体姿势的影响最小。也有学者认为较高的背包位置，背包的肩部肩带拉紧有利于足部的重量分配，但是也有研究发现在行走过程中背包位置较高，会对身体造成更大的伤害。最理想的背包设计是把重量分布到臀部的上方。背包的重量、肩带、胸带和腰带的长度都会影响肩部的压力，过紧的肩带会影响人体正常的呼吸，进而影响人的呼吸功能。但是，很少有青少年使用有胸带和腰带的背包。选择具有多层分袋的书包可以防止背包内物品的移动，有利于负荷的分配，使重物紧贴背部。有学者建议使用拉杆式背包，但是在学校上下楼梯、上下公交车等并不方便，拉杆式背包也要比普通的背包重的多。

图三 双肩背包姿势(背包的重量可以通过腰带传递到腰椎区)

图四 单肩背包姿势(不对称背包会改变肩部正常姿势)

4 背包时间、年龄与性别

青少年学生背包的时间存在很大的差异，由家长接送的学生背包时间会远少于独自背包上学的学生。农村地区上学的距离往往会大于城市地区，背包的时间也会变长。大量的研究表明长时间的背包会对少年儿童的颈椎、肩部和腰椎的姿势产生影响，可能产生和发展为一些骨骼肌肉疾病。背包时间过长导致身体疲劳时，背部的痛疼会明显增加。有学者发现大约有85%的学生背包时间超过30分钟，有54%的学生感觉背包沉重，有51%的学生感觉到疲劳。研究发现每天采取不活动的背包方式(比如坐公交车)超过30分钟会增加颈背痛疼的几率。

儿童少年肌肉骨骼正处在发育期，过重的负重会对身体姿态产生比较深远的影响，可能会导致成年后的肌肉骨骼疾病。有研究显示10%的书包重量对于6-7岁的少年学生来说太重，不能维持其正常的身体姿态。骨骼肌肉疾病的发生与学生的年龄之间呈现负相关，尤其是在11-14之间的学生。他们的脊柱正处在关键的发育期。

许多研究发现同龄的女孩比男孩更容易出现背痛的现象，可能与两性之间生理和发育上的差异有关。但是调查很少发现女孩的背包重量会比男孩更重。有学者发现痛疼与“背包重量与体重比”在女孩中呈负相关，但是在男孩中呈正相关。有研究显示，长时间的背包可能会导致女生在行走时骨盆的倾斜角度改变。当女大学生背包重量超过体重的10%时，会引起颈、肩、背部疼痛率增多，并对身体动态姿势产生负面的影响。有研究者建议女性的背包重量在体重的5%以下。有证据表明，女孩比男孩更容易患上骨骼肌肉性疾病，研究人员发现同年龄段的女孩的体重要比男孩高，所以有研究者认为，体重越高越可能导致这种状况。但是这一发现需要以后更多的研究来证实。

5 结论

背包重量超过体重的10%时，可能会增加颈肩腰部的痛疼和一些骨骼肌肉疾病。最佳的背包方式是双肩背包具有多层分袋，并具有肩带和腰带可以实现最好的负荷分配。背包时间是影响颈部和肩部姿势的一个重要因素，可能会导致一些骨骼肌肉疾病的出现和发展。年龄与骨骼肌肉不适之间存在密切的联系，特别在11-14岁的年龄段。同年龄的女孩可能比男孩更容易出现相关症状。

6 建议

1.背包应舒服的贴在背部，不是单单挂在肩膀上。

2.调整肩部和腰部的带子，让背包的重量落在臀部的上方。

3.确保少年儿童了解单侧背包会引起背部痛疼和潜在的危险。

4.经常询问少年儿童背包时是否感到疲劳和背部痛疼，适当减轻和调整背包的重量。

5.加强对老师、家长、学生的健康教育。