頸椎疾患防治儀的設(shè)計(jì)與研究*

趙文峰 趙 峰 趙天舒 鄭珊紅

頸椎疾患防治儀的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)出頸椎疾患防治儀，研究仿生動(dòng)物頸椎保健扭擺拉伸運(yùn)動(dòng)提高預(yù)防頸椎病的有效性。方法：采用仿生學(xué)開發(fā)設(shè)計(jì)了一種集扭擺、拉伸運(yùn)動(dòng)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(jìn)頸部肌肉群束的發(fā)育，增強(qiáng)了扭轉(zhuǎn)擴(kuò)縮力量，承擔(dān)起對頸椎強(qiáng)有力的支撐保護(hù)作用，對預(yù)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。

頸椎病；防治儀；運(yùn)動(dòng)鍛煉；生活質(zhì)量

隨著社會(huì)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(fēng)寒濕邪的機(jī)會(huì)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]。“動(dòng)則不衰”，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(yùn)動(dòng)療法重要性認(rèn)識的逐步加深，關(guān)于頸椎病運(yùn)動(dòng)療法的研究日益增多。本研究依據(jù)仿生學(xué)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(shè)計(jì)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(guān)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(shí)，頸椎病的發(fā)生發(fā)展與頸椎的穩(wěn)定性改變有密切關(guān)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(diǎn)及生物力學(xué)有關(guān)。當(dāng)頸部肌肉發(fā)生勞損時(shí)可致肌張力不平衡，產(chǎn)生頸椎動(dòng)力及靜力平衡失調(diào)，進(jìn)而形成頸椎失穩(wěn)[4]。通過體療對頸背部的肌肉進(jìn)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(shè)計(jì)一種集扭擺、拉伸運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)使頸椎和頸部肌肉得到有效鍛煉，以增強(qiáng)肌力改善局部血液循環(huán)，促進(jìn)炎癥消退；②解除肌肉韌帶的過度緊張，恢復(fù)肌肉功能；③增強(qiáng)椎體間的活動(dòng)范圍，加大椎間隙，平衡頸肩部兩側(cè)的肌力；④加強(qiáng)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(fù)頸椎的動(dòng)力平衡，從而重建頸椎力學(xué)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(xué)

有資料顯示，采用頸椎枕頜牽引及定位旋轉(zhuǎn)復(fù)位法治療頸椎疾患，其結(jié)果頸椎牽引加定位旋轉(zhuǎn)復(fù)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(shí)研究發(fā)現(xiàn)，大象的頸部日常承擔(dān)著頭部重量，還經(jīng)常承擔(dān)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(dòng)物的頸部由于經(jīng)常進(jìn)行扭打、撕扯等動(dòng)作，頸部肌肉非常發(fā)達(dá)，足以保護(hù)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(lǐng)域中工作的各種習(xí)慣姿勢，久而久之，頸椎因疲勞不堪就會(huì)發(fā)生僵硬、彎曲變形，椎骨之間會(huì)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(dān)負(fù)著給大腦輸送血液及全部神經(jīng)傳導(dǎo)的作用，是非常關(guān)鍵的部位。依據(jù)仿生學(xué)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(gè)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(gè)板條能夠調(diào)整松緊程度，以適應(yīng)不同人頭形的大小，并設(shè)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(jī)械上常用的標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)，外圈和內(nèi)圈首先套在一起，外圈徑向設(shè)有滾珠進(jìn)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(yùn)動(dòng)，外圈的圓柱表面設(shè)有凹槽、上平面設(shè)有支耳，內(nèi)圈外表面設(shè)有固定板、圓柱銷軸，并安裝有背帶，底平面對應(yīng)于人體肩部位置設(shè)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(yīng)每個(gè)人不同的扭擺力量。

工作時(shí)，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(dòng)螺桿進(jìn)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(kuò)縮力量克服阻尼帶的阻力矩，實(shí)現(xiàn)對頸部肌肉的鍛煉。

3 頸椎疾患防治儀在應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

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

4 結(jié)語

研究證實(shí)，功能鍛煉既是預(yù)防頸椎病的重要方法，又是促使頸椎病患者臨床康復(fù)、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(yùn)動(dòng)，促進(jìn)了頸部肌肉群束的發(fā)育，增強(qiáng)了扭轉(zhuǎn)擴(kuò)縮力量，承擔(dān)起了對頸椎強(qiáng)有力的支撐保護(hù)作用；通過拉伸運(yùn)動(dòng)，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(yīng)用。

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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(jī)械科學(xué)研究所 山東 泰安 271000 ③青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院 山東 青島 266071

②肥城市畜豐農(nóng)牧機(jī)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(xué)歷，高級工程師。泰安市農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究所，從事環(huán)保及保健等儀器的設(shè)計(jì)研發(fā)工作。