針對伏案人群的主動式頸椎保健產品研究

趙博 張屹淙 韓越

摘要：頸椎病在當前社會已經成為一種常見疾病，且患者年齡呈現低齡化的趨勢，他們的共性問題為伏案使用電腦工作或看書學習，長時間保持一種姿勢，嚴重缺乏運動。日常進行緩解治療的方法可大致分為內服及外用活血化瘀、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為通過產品本身的機電器件讓患者進行被動運動，缺少調動患者通過主動運動來配合產品來達到更好的緩解效果的特性。本文將從人體頸部尺寸、頸椎曲度等人機工程學數據與頸椎牽引治療原理結合，來對適用于家用或辦公室用的主動式頸椎保健產品進行研究。

關鍵詞：頸椎病，保健產品，主動式，人機工程

頸椎病的普遍病因及表現

病因是由于患者長時間工作，導致的頸部肌肉及韌帶勞損，且頸椎曲度變直對頸動脈和脊神經的出現壓迫，使患者表現出頸部及肩部肌肉酸脹、麻木的癥狀，同時因血液循環不暢且脊神經受壓而伴有頭痛、眼花、甚至嘔吐癥狀。病情加重后的頸椎功能障礙出現的上肢麻木、行走時站立不穩則會對患者的部分肢體活動造成限制，對日常生活有較為嚴重的影響。

頸椎病相關的骨骼關節及肌肉群分析

頸椎位于顱骨與胸椎之間，由七節椎骨組成，還可細分為上頸椎（第一、二節椎骨）和下頸椎（第三至第七節椎骨），由椎間盤來連接及穩定，正常情況下頸椎脊柱存在生理性前凸。發生病變后前凸曲度消失變直，甚至變為后凸，導致椎間隙變窄，對椎動脈和脊神經存在壓迫。

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

主動式頸椎保健產品研究

3.1頸、肩部的人機工程學相關數據分析

本文主要應用人機工程學人體測量的相關數據中，關于人體頸部、肩部、臂部的局部測量數據來進行研究，且考慮人體靜態和動態尺寸變化，保證產品使用過程中達到較好的舒適度和對頸椎保健效益的最大化。

頸寬、頸圍，頸圍為經喉結節點的頸部水平圍長，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450mm以上。就正常體型人群而言，頸部寬度一般在100-140mm范圍內。

頸長，從解剖學角度在講，為第一頸椎至第七頸椎的距離，成年人頸長在100-180mm范圍內，且未成年人頸長會小于一般值。

頸椎曲度，按照Boeden氏測量法，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運動方式研究

伏案人群每天有8個小時或以上的工作或學習時間。此類人群所處的工作或學習場所的主要特點為：人員密集，人均所占空間較小，人體處于較為擁擠的空間，無進行較大幅度身體活動的區域，僅可進行較為簡單的頭部、上肢運動。這種方式可獲得暫時性的緩解效果，每天長時間工作后上述方式的緩解效果逐漸減弱，并且出現眩暈頭痛。原因椎間壓迫及肌肉緊張并沒有得到根本緩解。

進行如下運動方式，在手臂前伸運動的同時，帶動手臂及肩肌肉群的聯合舒展，對斜方肌的放松有較好作用，前伸過程中肩部及手臂關節也獲得屈伸、旋轉的活動效果，頭部后仰的往復運動，對后頸部肌肉群進行舒展，七段頸椎獲得前后方向上較為充分的屈伸，來減輕長時間不動導致的椎間壓力，來達到對頸椎病癥狀的緩解。

3.3主動式頸椎保健產品的設計及使用方式研究

產品尺寸及結構研究

按摩器部分豎直方向上呈現寬窄變化，在患者頭部后仰時，可對斜方肌兩側及風池穴部分起到擠壓按摩作用。兩側最寬的部分，根據頸長及后仰程度推算，可限制后仰程度不至于過大；中間最窄的部分，與貼合頸部一側為圓型曲面，共同形成產品使用過程中對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，對曲度變直后受壓最嚴重的第四、五關節起緩解作用。

從水平方向來看貼合頸部的為弧形。內側與頸椎貼合曲面可增添按摩球和脈沖發熱功能，在保證產品本身不產生外力對頸部按摩的同時提升產品的緩解效果。中間部分為柔性材質，向外一側有褶皺，頸部貼合一側平滑，可在使用產品向前抻拉的過程中彎曲變形，使得產品兩側部分可對兩側斜角肌起按摩作用。

臂帶部分需實現長度可調，滿足伏案工作人群所需。臂帶需采用有較高勁度系數的彈性材質，用以保證手臂完全伸展時需要輕度發力，并且臂帶的彈性形變也將頸部的受力平衡至適當大小，對頸部的按摩效果進一步提升并保證使用過程的安全性。

（2）使用方式研究

產品可在患者進行上文所述的手臂前伸及頭部后仰運動時，結合產品的輔助作用進行如下動作。第一步：拉伸臂帶，使手臂基本伸平獲得舒張，帶動按摩器部分與后頸部貼合，并對頸椎從后方施力。第二步：頭部后仰，后仰過程中頸椎曲度、后腦與肩部距離發生變化，與產品整體輪廓達到鍥和。第三步：調整手臂的發力位置，來達到最佳的舒適度和緩解效果。配合產品的相關功能，模仿傳統牽引治療的方式來緩解頸椎曲度的變直，使得椎柱對椎間盤的壓力減輕。同時往復拉伸的過程中，按摩器對后頸部肌肉群揉捏，在肌肉自身活動外獲得了額外的舒張放松。

結語

本次研究的主動型頸椎保健產品，從頸椎病的病理和現有康復療法入手，運用人機工程學的相關數據和方法進行研究和設計。其核心理念為讓頸椎病患者自身運動起來，外部產品僅起輔助作用，頸后部肌肉緊張和椎間壓力可獲得比單純的舒展運動更好的放松和緩解效果。此外，這種類型的頸椎保健產品也突破了傳統頸椎治療設備對空間和環境的限制，可在工作或學習區的座位上獨立完成。

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