趙文峰 趙 峰 趙天舒 鄭珊紅

頸椎疾患防治儀的設計與研究*

趙文峰①趙 峰②趙天舒③鄭珊紅④*

目的：針對人們因工作環(huán)境、疲勞等因素引起的頸椎疾患，設計出頸椎疾患防治儀，研究仿生動物頸椎保健扭擺拉伸運動提高預防頸椎病的有效性。方法：采用仿生學開發(fā)設計了一種集扭擺、拉伸運動于一體的頸椎疾患防治儀，以使頸椎和頸部肌肉得到鍛煉，避免頸椎產(chǎn)生各種病變。結(jié)果：使用頸椎疾患防治儀治療的總有效率為96.9%，高于傳統(tǒng)單一牽引的治療總有效率(為81.2%)，其效果顯著。結(jié)論：頸椎疾患防治儀可促進頸部肌肉群束的發(fā)育，增強了扭轉(zhuǎn)擴縮力量，承擔起對頸椎強有力的支撐保護作用，對預防頸椎疾患有顯著的效果，并可起到頸椎的保健作用，提高人們的生活質(zhì)量。

頸椎??；防治儀；運動鍛煉；生活質(zhì)量

隨著社會現(xiàn)代化發(fā)展，空調(diào)、冰箱、電腦等電器廣泛用于人們的生活中，使人們遭受風寒濕邪的機會增多，現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快及工作方式的變化，受各種疲勞等因素的影響，使得頸椎病的發(fā)病率不斷提高[1]。對頸椎病的調(diào)治“防”比“治”更重要，唐代醫(yī)家孫思邈提出“上醫(yī)醫(yī)未病之病”[2]?！皠觿t不衰”，缺少頸部功能鍛煉是頸椎病呈現(xiàn)普遍化發(fā)展趨勢的重要原因[3]。頸椎病日漸成為影響人體健康的普遍問題，人們對運動療法重要性認識的逐步加深，關于頸椎病運動療法的研究日益增多。本研究依據(jù)仿生學原理研發(fā)一種頸椎疾患防治儀，防治頸椎疾患的發(fā)生，以提高人們的生活質(zhì)量。

1 頸椎疾患防治儀設計總體構(gòu)想

頸椎病是一種常見病，是頸椎退行性變化過程中因椎體間盤及后關節(jié)等處增生變形，刺激壓迫頸椎周圍組織而引起一系列癥狀的疾病。近年來大量的研究證實，頸椎病的發(fā)生發(fā)展與頸椎的穩(wěn)定性改變有密切關系，而頸椎的穩(wěn)定在結(jié)構(gòu)與功能與頸部肌肉的解剖生理特點及生物力學有關。當頸部肌肉發(fā)生勞損時可致肌張力不平衡，產(chǎn)生頸椎動力及靜力平衡失調(diào)，進而形成頸椎失穩(wěn)[4]。通過體療對頸背部的肌肉進行鍛煉，增加肌肉力量，以保持頸椎的穩(wěn)定性[5]。

1.1 頸椎疾患防治儀的功能

本研究為防治頸椎疾患的發(fā)生，開發(fā)設計一種集扭擺、拉伸運動于一體的頸椎疾患防治儀，其主要功能為：①通過有節(jié)律性的運動使頸椎和頸部肌肉得到有效鍛煉，以增強肌力改善局部血液循環(huán)，促進炎癥消退；②解除肌肉韌帶的過度緊張，恢復肌肉功能；③增強椎體間的活動范圍，加大椎間隙，平衡頸肩部兩側(cè)的肌力；④加強頸椎周圍的控制度，提高頸椎的穩(wěn)定性；⑤通過改善頸肌的肌力、肌張力狀態(tài)，恢復頸椎的動力平衡，從而重建頸椎力學系統(tǒng)的平衡功能，防治各種頸椎病變的發(fā)生[6]。

1.2 頸椎疾患防治儀與仿生學

有資料顯示，采用頸椎枕頜牽引及定位旋轉(zhuǎn)復位法治療頸椎疾患，其結(jié)果頸椎牽引加定位旋轉(zhuǎn)復位法治療頸椎病的總有效率為95.8%，優(yōu)于單純頸椎牽引治療的81.6%[7]。同時研究發(fā)現(xiàn)，大象的頸部日常承擔著頭部重量，還經(jīng)常承擔著象鼻、象牙舉起幾噸的重物；長頸鹿、牛和羊頸部不僅舉著頭部采食高處的樹葉、低頭采食綠草，而且還是競爭打仗的戰(zhàn)斗武器，這些動物的頸部由于經(jīng)常進行扭打、撕扯等動作，頸部肌肉非常發(fā)達，足以保護其頸椎免受疲勞，避免發(fā)生彎曲變形或產(chǎn)生增生物。而人類在各領域中工作的各種習慣姿勢，久而久之，頸椎因疲勞不堪就會發(fā)生僵硬、彎曲變形，椎骨之間會產(chǎn)生壓迫、位移，從而產(chǎn)生增生物，壓迫血管和神經(jīng)，使人產(chǎn)生眩暈、肢體麻木疼痛等感覺，頸椎病在不知不覺中發(fā)生。頸部主要擔負著給大腦輸送血液及全部神經(jīng)傳導的作用，是非常關鍵的部位。依據(jù)仿生學原理研發(fā)的頸椎疾患防治儀，可防治頸椎疾患的發(fā)生，以期提高人們的生活質(zhì)量。在臨床上為期4個月的頸椎疾患防治儀治療，與傳統(tǒng)的牽引等治療相比其效果顯著，治療的總有效率為96.9%，而傳統(tǒng)單一牽引的治療總有效率為81.2%。

2 頸椎疾患防治儀主要結(jié)構(gòu)與工作步驟

頸椎疾患防治儀主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 頸椎疾患防治儀主視圖

頸椎疾患防治儀由頭罩、拉伸調(diào)整部分、回轉(zhuǎn)支承、扭擺阻尼部分和腋下背帶等組成。

(1)頭罩的各個板條能夠調(diào)整松緊程度，以適應不同人頭形的大小，并設有固定在頭部下巴上的鎖緊帶，與拉伸調(diào)整部分用銷軸連接。

(2)拉伸調(diào)整部分由軸套、螺桿、螺帽、壓蓋及支座組成，軸套固定在螺桿上成為一體，螺帽下端呈圓球形，通過壓蓋固定在支座上，支座是上端呈球面凹坑的中空式結(jié)構(gòu)，鉸接在回轉(zhuǎn)支承的外圈的支耳上。

(3)回轉(zhuǎn)支承由外圈、滾珠及內(nèi)圈組成，回轉(zhuǎn)支承是工程機械上常用的標準件結(jié)構(gòu)，外圈和內(nèi)圈首先套在一起，外圈徑向設有滾珠進入的孔，裝滿滾珠后用螺塞堵牢，這樣外圈和內(nèi)圈通過滾珠和滾道連接在一起，只能作回轉(zhuǎn)運動，外圈的圓柱表面設有凹槽、上平面設有支耳，內(nèi)圈外表面設有固定板、圓柱銷軸，并安裝有背帶，底平面對應于人體肩部位置設有定位用的凹弧。

(4)扭擺阻尼部分由掛套、阻尼帶、張緊螺栓及螺母組成，掛套安在圓柱銷軸上，并通過軸用擋圈定位，阻尼帶兩端分別鉚接在掛套、張緊螺栓上，并套在外圈圓柱表面的凹槽內(nèi)，張緊螺栓穿過固定板的孔，通過螺母調(diào)節(jié)阻尼帶的張緊程度，以適應每個人不同的扭擺力量。

工作時，將本儀器放置在人體肩部，使凹弧與肩吻合，調(diào)整好頭罩的頭形大小，將頭放入頭罩內(nèi)，扣牢鎖緊帶的帶扣，將背帶從兩側(cè)腋下穿過并鎖緊帶扣，這樣就完成了和人體的安裝固定，用手調(diào)整螺帽驅(qū)動螺桿進行頸部的拉伸到適宜程度為止，旋轉(zhuǎn)螺母調(diào)整阻尼帶與外圈的摩擦力到適宜程度，開始試著扭擺頭部，靠頸部肌肉的擴縮力量克服阻尼帶的阻力矩，實現(xiàn)對頸部肌肉的鍛煉。

3 頸椎疾患防治儀在應用中的注意事項

在使用該儀器過程中應注意以下問題：①佩帶前應做全身運動，特別是頭頸部的全方位運動；②佩帶時須固定并松緊適度；③扭轉(zhuǎn)、拉伸的調(diào)節(jié)應循序漸進，不可一次調(diào)得太緊，否則會事與愿違，傷及到頭頸部。

4 結(jié)語

研究證實，功能鍛煉既是預防頸椎病的重要方法，又是促使頸椎病患者臨床康復、防止病情發(fā)展的有效手段，甚至有著藥物不可替代的作用[8-9]。頸椎疾患防治儀通過扭擺運動，促進了頸部肌肉群束的發(fā)育，增強了扭轉(zhuǎn)擴縮力量，承擔起了對頸椎強有力的支撐保護作用；通過拉伸運動，使頸部椎骨、血管和神經(jīng)能保持正常位置，避免發(fā)生彎曲變形甚至產(chǎn)生增生物，能夠有效防治頸椎退行性變化，使人們在紛雜繁忙的日常生活和工作中降低頸椎疾患的發(fā)病率，值得推廣應用。

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[2]黃暉，徐克武.從治未病思想探討青少年頸椎病的防治[J].中國社區(qū)醫(yī)師，2011，13(7)：220.

[3]張軍.如何規(guī)避頸椎手法風險[J].中國中醫(yī)骨傷科雜志，2006，14(6)：77-78.

[4]張建波，張英俊.交感神經(jīng)型頸椎病與頸肌勞損的生物力學關系[J].頸腰痛雜志，2010，31(5)：374-375.

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Objective: Through the analysis of the working environment, due to fatigue caused by factors such as pathological causes people to cervical disease, clinical on can through the health movement, combined with the change of electrocardiogram, found the existence of reversible turn for the better, and reveals the effectiveness of preventing cervical spondylosis animal health cervical torsion pendulum daily stretching, a torsion pendulum method. Methods: Stretching exercise in one of the cervical diseases prevention and cure instrument designed by bionic development, so that the cervical spine and neck muscles get exercise. Results: Avoid the cervical vertebra to produce all kinds of diseases, treatment of cervical vertebra disease prevention and health care use the instrument of the effective rate was 96.9%, and the treatment of the traditional single traction of the total efficiency of 81.2%, obvious effect. Conclusion: The torsion pendulum stretching exercise. Promote the neck muscle support of cervical vertebra protective effect of bear, have significant effects on health and prevention of cervical disease, improve people's quality of life.

Rvicecal spondylosis; Harmfulness; Prevention and cure instrument; Quality of life

[First-author’s address] Taian City Agricultural Machinery Research Institute, Taian 271000, China.

Design and research on cervical diseases prevention and control instrument

/ZHAO Wen-feng, ZHAO Feng, ZHAO Tian-shu, et al// China Medical Equipment,2014,11(8):32-34.

1672-8270(2014)08-0032-03

R197.39

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.08.010

2013-06-17

*專利：國家發(fā)明專利(ZL 2006 1 00420338)

①泰安市農(nóng)業(yè)機械科學研究所 山東 泰安 271000 ③青島大學醫(yī)學院 山東 青島 266071

②肥城市畜豐農(nóng)牧機械有限公司 山東 泰安 271600 ④泰安市腫瘤防治醫(yī)院 山東 泰安 271000

*通訊作者：ZSHNS@163.com

趙文峰，男，(1965- )，本科學歷，高級工程師。泰安市農(nóng)業(yè)機械科學研究所，從事環(huán)保及保健等儀器的設計研發(fā)工作。