針對(duì)伏案人群的主動(dòng)式頸椎保健產(chǎn)品研究

趙博 張屹淙 韓越

摘要：頸椎病在當(dāng)前社會(huì)已經(jīng)成為一種常見疾病，且患者年齡呈現(xiàn)低齡化的趨勢(shì)，他們的共性問題為伏案使用電腦工作或看書學(xué)習(xí)，長(zhǎng)時(shí)間保持一種姿勢(shì)，嚴(yán)重缺乏運(yùn)動(dòng)。日常進(jìn)行緩解治療的方法可大致分為內(nèi)服及外用活血化瘀、肌肉松弛類藥物，和牽引及推拿等理療方法兩大類。目前市面上絕大多數(shù)為通過產(chǎn)品本身的機(jī)電器件讓患者進(jìn)行被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，缺少調(diào)動(dòng)患者通過主動(dòng)運(yùn)動(dòng)來(lái)配合產(chǎn)品來(lái)達(dá)到更好的緩解效果的特性。本文將從人體頸部尺寸、頸椎曲度等人機(jī)工程學(xué)數(shù)據(jù)與頸椎牽引治療原理結(jié)合，來(lái)對(duì)適用于家用或辦公室用的主動(dòng)式頸椎保健產(chǎn)品進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：頸椎病，保健產(chǎn)品，主動(dòng)式，人機(jī)工程

頸椎病的普遍病因及表現(xiàn)

病因是由于患者長(zhǎng)時(shí)間工作，導(dǎo)致的頸部肌肉及韌帶勞損，且頸椎曲度變直對(duì)頸動(dòng)脈和脊神經(jīng)的出現(xiàn)壓迫，使患者表現(xiàn)出頸部及肩部肌肉酸脹、麻木的癥狀，同時(shí)因血液循環(huán)不暢且脊神經(jīng)受壓而伴有頭痛、眼花、甚至嘔吐癥狀。病情加重后的頸椎功能障礙出現(xiàn)的上肢麻木、行走時(shí)站立不穩(wěn)則會(huì)對(duì)患者的部分肢體活動(dòng)造成限制，對(duì)日常生活有較為嚴(yán)重的影響。

頸椎病相關(guān)的骨骼關(guān)節(jié)及肌肉群分析

頸椎位于顱骨與胸椎之間，由七節(jié)椎骨組成，還可細(xì)分為上頸椎（第一、二節(jié)椎骨）和下頸椎（第三至第七節(jié)椎骨），由椎間盤來(lái)連接及穩(wěn)定，正常情況下頸椎脊柱存在生理性前凸。發(fā)生病變后前凸曲度消失變直，甚至變?yōu)楹笸梗瑢?dǎo)致椎間隙變窄，對(duì)椎動(dòng)脈和脊神經(jīng)存在壓迫。

頸部后方肌肉，被稱為項(xiàng)部肌群，其中的斜角肌和斜方肌在患者長(zhǎng)期工作中導(dǎo)致的肌肉緊張、勞損后，肌肉與骨骼間靜力平衡受到破壞，與頸椎病的發(fā)作也存在較為密切的關(guān)系，在進(jìn)行頸椎保健操與自己對(duì)頸部肌肉的揉捏過程中，對(duì)斜角肌和斜方肌的舒緩對(duì)于緩解頸椎病癥狀有較良好的作用。

主動(dòng)式頸椎保健產(chǎn)品研究

3.1頸、肩部的人機(jī)工程學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)分析

本文主要應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)人體測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)中，關(guān)于人體頸部、肩部、臂部的局部測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行研究，且考慮人體靜態(tài)和動(dòng)態(tài)尺寸變化，保證產(chǎn)品使用過程中達(dá)到較好的舒適度和對(duì)頸椎保健效益的最大化。

頸寬、頸圍，頸圍為經(jīng)喉結(jié)節(jié)點(diǎn)的頸部水平圍長(zhǎng)，每人頸圍大小不一致且變化比例較大，瘦者約300mm左右，胖者可達(dá)450mm以上。就正常體型人群而言，頸部寬度一般在100-140mm范圍內(nèi)。

頸長(zhǎng)，從解剖學(xué)角度在講，為第一頸椎至第七頸椎的距離，成年人頸長(zhǎng)在100-180mm范圍內(nèi)，且未成年人頸長(zhǎng)會(huì)小于一般值。

頸椎曲度，按照Boeden氏測(cè)量法，樞椎齒突后緣至第七錐體所在直線與頸椎弓形最深處的距離為弓深，健康的頸椎曲度弓深為（12±5）mm。

3.2伏案人群的頸椎保健的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式研究

伏案人群每天有8個(gè)小時(shí)或以上的工作或?qū)W習(xí)時(shí)間。此類人群所處的工作或?qū)W習(xí)場(chǎng)所的主要特點(diǎn)為：人員密集，人均所占空間較小，人體處于較為擁擠的空間，無(wú)進(jìn)行較大幅度身體活動(dòng)的區(qū)域，僅可進(jìn)行較為簡(jiǎn)單的頭部、上肢運(yùn)動(dòng)。這種方式可獲得暫時(shí)性的緩解效果，每天長(zhǎng)時(shí)間工作后上述方式的緩解效果逐漸減弱，并且出現(xiàn)眩暈頭痛。原因椎間壓迫及肌肉緊張并沒有得到根本緩解。

進(jìn)行如下運(yùn)動(dòng)方式，在手臂前伸運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)手臂及肩肌肉群的聯(lián)合舒展，對(duì)斜方肌的放松有較好作用，前伸過程中肩部及手臂關(guān)節(jié)也獲得屈伸、旋轉(zhuǎn)的活動(dòng)效果，頭部后仰的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)后頸部肌肉群進(jìn)行舒展，七段頸椎獲得前后方向上較為充分的屈伸，來(lái)減輕長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)導(dǎo)致的椎間壓力，來(lái)達(dá)到對(duì)頸椎病癥狀的緩解。

3.3主動(dòng)式頸椎保健產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及使用方式研究

產(chǎn)品尺寸及結(jié)構(gòu)研究

按摩器部分豎直方向上呈現(xiàn)寬窄變化，在患者頭部后仰時(shí)，可對(duì)斜方肌兩側(cè)及風(fēng)池穴部分起到擠壓按摩作用。兩側(cè)最寬的部分，根據(jù)頸長(zhǎng)及后仰程度推算，可限制后仰程度不至于過大；中間最窄的部分，與貼合頸部一側(cè)為圓型曲面，共同形成產(chǎn)品使用過程中對(duì)頸椎施加外力且符合頸椎度曲的主要部分，鍥和后仰使減小弓深的變化，對(duì)曲度變直后受壓最嚴(yán)重的第四、五關(guān)節(jié)起緩解作用。

從水平方向來(lái)看貼合頸部的為弧形。內(nèi)側(cè)與頸椎貼合曲面可增添按摩球和脈沖發(fā)熱功能，在保證產(chǎn)品本身不產(chǎn)生外力對(duì)頸部按摩的同時(shí)提升產(chǎn)品的緩解效果。中間部分為柔性材質(zhì)，向外一側(cè)有褶皺，頸部貼合一側(cè)平滑，可在使用產(chǎn)品向前抻拉的過程中彎曲變形，使得產(chǎn)品兩側(cè)部分可對(duì)兩側(cè)斜角肌起按摩作用。

臂帶部分需實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度可調(diào)，滿足伏案工作人群所需。臂帶需采用有較高勁度系數(shù)的彈性材質(zhì)，用以保證手臂完全伸展時(shí)需要輕度發(fā)力，并且臂帶的彈性形變也將頸部的受力平衡至適當(dāng)大小，對(duì)頸部的按摩效果進(jìn)一步提升并保證使用過程的安全性。

（2）使用方式研究

產(chǎn)品可在患者進(jìn)行上文所述的手臂前伸及頭部后仰運(yùn)動(dòng)時(shí)，結(jié)合產(chǎn)品的輔助作用進(jìn)行如下動(dòng)作。第一步：拉伸臂帶，使手臂基本伸平獲得舒張，帶動(dòng)按摩器部分與后頸部貼合，并對(duì)頸椎從后方施力。第二步：頭部后仰，后仰過程中頸椎曲度、后腦與肩部距離發(fā)生變化，與產(chǎn)品整體輪廓達(dá)到鍥和。第三步：調(diào)整手臂的發(fā)力位置，來(lái)達(dá)到最佳的舒適度和緩解效果。配合產(chǎn)品的相關(guān)功能，模仿傳統(tǒng)牽引治療的方式來(lái)緩解頸椎曲度的變直，使得椎柱對(duì)椎間盤的壓力減輕。同時(shí)往復(fù)拉伸的過程中，按摩器對(duì)后頸部肌肉群揉捏，在肌肉自身活動(dòng)外獲得了額外的舒張放松。

結(jié)語(yǔ)

本次研究的主動(dòng)型頸椎保健產(chǎn)品，從頸椎病的病理和現(xiàn)有康復(fù)療法入手，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)數(shù)據(jù)和方法進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。其核心理念為讓頸椎病患者自身運(yùn)動(dòng)起來(lái)，外部產(chǎn)品僅起輔助作用，頸后部肌肉緊張和椎間壓力可獲得比單純的舒展運(yùn)動(dòng)更好的放松和緩解效果。此外，這種類型的頸椎保健產(chǎn)品也突破了傳統(tǒng)頸椎治療設(shè)備對(duì)空間和環(huán)境的限制，可在工作或?qū)W習(xí)區(qū)的座位上獨(dú)立完成。

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