脑瘫儿坐姿保持能力康复辅助设备开发研究

张晓霞，陈卓颐，孙 锋

（长沙民政职业技术学院，湖南 长沙 410004）

脑性瘫痪 (简称脑瘫)是导致我国儿童残疾的主要疾病之一，主要表现为运动障碍和姿势异常，全球平均发病率约为2‰，我国发病率为1.8‰～4.0‰。目前国内已有500万以上的脑瘫儿[1]，且发病率呈上升趋势。该病的防治、康复关系到民族素质，涉及患儿生活质量、家庭幸福及社会和谐发展，已引起多学科的高度关注。

1 问题的提出

1.1 坐姿功能异常是脑瘫儿常见的临床表现

脑瘫儿运动障碍的一个关键问题为姿势控制异常[2]。由于肌张力、肌力、肢体控制能力和运动模式等方面的异常，患儿不能连续适应坐位姿势，常造成坐姿功能异常，进而影响其他运动功能及言语能力；且长时间坐姿异常，还会给患儿造成永久性二次损害。患儿坐姿异常包括坐位能力落后、不能独坐、坐姿不正确、坐姿不稳或不能持久等，这些异常坐姿如果不给予及时矫正，会严重影响脑瘫儿生存和生活质量，给患儿家长带来极大痛苦和不安。

1.2 坐位姿势是婴幼儿运动能力发展过程中的重要阶段

坐姿不仅是人们日常生活中的一种基本姿势，而且也是一个动态过程。坐位平衡的恢复是其他姿势和活动时平衡恢复的先决条件，坐位姿势控制能力发育程度在小儿整体运动发育及日常生活动作等高级运动功能发育中起重要作用。因此，坐姿训练在脑瘫康复治疗中占有重要地位。坐位姿势把患儿在卧位时视觉感觉的二维空间上升到视觉感觉的三维空间，不仅为患儿认识更多周围事物、开阔眼界、解放双手提供帮助，更为患儿今后独立进餐、穿衣、洗漱等生活自理能力训练奠定基础。

1.3 研究坐姿保持能力康复辅助设备对脑瘫儿康复治疗具有重要意义

1.3.1 满足家庭康复训练要求 脑瘫康复治疗是一个漫长的过程，除了依靠康复治疗师和康复护士的康复训练外，还应将康复治疗贯穿于患儿日常生活中，争取家长密切配合，让家长使患儿时刻保持躯体、肢体的良好姿位，这对脑瘫儿康复具有不可忽视的作用[3]。同时，对脑瘫儿开展家庭康复支持治疗也符合我国政府和世界卫生组织倡导的积极推进社区康复，把康复服务引入家庭的政策要求[4]。

1.3.2 配合治疗师对患儿进行康复训练 目前，我国康复医疗设施和资源相对缺乏，不可能使每个患儿时刻都能得到治疗师的指导和治疗，而且治疗师进行的训练是在抑制异常姿势和运动模式的同时对患儿正常运动模式的强化和感觉上的再教育，如果日常生活中不注意纠正异常运动模式，治疗师的训练就失去了意义。

1.3.3 适合福利机构患儿使用 对于生活在福利院的脑瘫儿而言，改善坐姿，促进头部、躯干控制能力，解放双手，能提高其运动功能和生活自理能力，从而降低护理人员训练和护理的难度和强度。

2 国内外研究现状

麦坚凝、徐开寿等[5，6]研究了调节性强的坐姿矫正系统，并证实配备坐姿矫正系统辅以Bobath 等神经生理学疗法能提高脑瘫儿的运动能力和言语能力，促进其心理放松，提高社交能力。Al—Turaikil[7]对应用坐姿矫正系统的177例脑瘫患儿进行观察，认为81%的患儿都需要配备坐姿矫正系统，且是患儿康复中的重要辅助设备。国外文献[8，9]表明，坐姿矫正系统可矫正异常姿势，维持患儿良好坐姿，改善患儿卧位和翻身功能，增加活动范围，提高重度脑瘫儿的心肺、进食和吞咽功能。但这种坐姿矫正系统操作复杂、价格昂贵，仅局限于康复医疗机构内使用，难以推广到家庭，其长期疗效也有待进一步研究。临床上，有偏瘫患者使用坐姿保护带从平卧位到坐位转移的报道[10]，证明其制作简易，临床应用效果较好，但也仅适用于成人偏瘫患者。在日本，有关于研制保持脑瘫儿坐姿椅子的报道[11]，但这些椅子需要专业公司个别定做，价格昂贵，而且随着患儿成长改换制作的费用也会造成沉重的经济负担。此外，通过文献检索，发现国内外鲜有研制脑瘫儿坐姿保持能力康复辅助设备的报道。

鉴于目前坐姿功能康复辅助设备研究状况，针对不能坐或坐姿异常的脑瘫儿，研制安全且能舒适地保持坐姿、改善坐位平衡能力的康复设备有重要的现实意义。康复训练辅助设备不仅适合医院、家庭康复训练，而且更适合儿童福利院的康复训练与护理，其社会意义和经济意义十分深远。

3 研究目的

本研究针对8个月到3岁坐姿功能异常的脑瘫儿，目的是为他们研制一种不仅能舒适维持良好坐姿、稳定坐位，合理分布上身压力，而且可以明显改变患儿生活环境，促进心理发育，提高康复训练效果的康复辅助设备。

4 研究理论基础

4.1 基于人机工程学原理进行设计

在设计和制作时应充分考虑人机工程学因素，如是否与人体尺寸、形状及用力配合，外形及材料是否会顺手和方便使用等。为此，笔者从实际角度出发，首先，分别对各年龄段健康儿童和脑瘫儿进行坐姿拍摄、测量，建立标准儿童人体尺寸数据库，观察各年龄段脑瘫儿坐姿异常，记录患儿坐高、胸围、腰围、脊柱不同节段运动范围及负荷等基础数据，并分析坐姿异常产生原因；其次，根据人机工程学原理和人体测量标准，并通过查阅文献、临床调查等方法调研康复相关领域对改善脑瘫儿坐姿功能康复辅助设备及技术的研究情况，构思维持脑瘫儿正常坐姿康复辅具的造型及其主要参数、结构（可调节等）、材质、功能以及对患儿的影响。

4.2 基于生物力学原理进行设计

一个良好的坐姿行为与人体骨盆、脊柱、腰部肌肉有密切联系，坐姿功能异常是脊柱力学平衡的失稳。故本设计还要以人体解剖学、脊柱生物力学为理论依据，对腰椎、骨盆、坐骨等进行生理学结构分析，并从受力角度进行生物力学分析。脊柱结构复杂，协调着2个相互矛盾的力学要求：稳定性和可动性。每块椎体的结合是可动性的基础，使脊椎能在3个平面上运动，脊柱的运动是由神经和肌肉的协调动作产生的。稳定性由韧带、椎间盘、肌肉共同协调维持。欲达到研究目的，必须分析脑瘫儿异常坐姿存在原因，了解维持正常坐姿脊椎需要的保护因素。保证腰椎曲线的正常状态是获得良好坐姿的关键，周围组织也存在维持腰椎稳定的内在力学关系。而稳定的坐姿是基于端正的骨盆，良好坐姿维持的必要条件是将最适当的压力分布于脊椎骨之间的椎间盘上，并将最适当、最均匀的静负荷量分布于所附着的肌肉组织上[12]。所以，该康复要从能保持脑瘫儿腰椎的正常生理弯曲，稳定骨盆，提供腰椎间盘比较合理的压力分布出发进行设计。

4.3 基于康复工程学原理进行加工制作

坐姿功能异常是脊柱腰椎功能障碍，对于坐姿功能异常的脑瘫儿，康复辅助设备使用的目的是支撑变弱或麻痹的腰腹肌和不稳定的腰椎关节以维持正常坐姿，促进头部、躯干控制能力发育；固定脊柱形态，限制腰椎屈伸、侧曲、旋转运动，防止因肌力不均衡、重力或引起组织挛缩变形的异常力所导致的二次损伤。为了达到上述目的，制作时应特别注意材料的选择及设备整体的支持、固定及矫形作用。所以，我们利用骨盆箍使辅助设备稳定地固定在骨盆上，在脊柱两旁骨盆箍中央纵向安装支条固定脊柱形态，利用条带收缩使肩胛带后退，使全身以伸展，再采用一些条带将各部件连接起来。在材料的选择上，选取低温热塑板材制作骨盆箍，铝合金制作支条，棉毡制作腹托，针织布、弹力布、帆布、松紧带、粘扣带等制作条带。

4.4 基于临床治疗学原理进行疗效观察与修正

对于研制成功的设备样品，我们将抽取年龄为8个月至3岁的符合小儿脑瘫诊断标准[13]且有坐姿功能异常，适合坐位功能训练的患儿为研究对象，并进行小样本的设备疗效观察。通过临床实验分析，从精神运动发育和坐位功能评定实验数据和被试者主观感受度进行疗效验证，对比传统运动疗法和传统运动疗法配合使用本设备对患儿坐姿保持能力康复的效果，以此来肯定设计的合理性及存在的不足，并提出改进建议，进一步研制及临床疗效验证。

5 研究技术路线（见图1）

图1 研究技术路线

6 拟解决问题及展望

重症患儿躯干重心如何控制等需要课题组成员对此康复辅助设备的设计和制作进行不断探索，在临床上进行反复实验和实用验证；也希望相关康复领域专家提出宝贵意见和建议，为设计出更加经济、实用、安全、可靠且能有效提高脑瘫儿坐姿保持能力的康复辅助设备贡献力量。

[1]卢亦鲁.脑瘫儿童康复保育讲座（一）脑瘫康复要做到三早[J].健康博览，2010（8）：22.

[2]Vander Heide J C，Begeer C，Fock J M，et al.Postural control during reaching in preterm children with cerebral palsy[J].Dev Med Child Neurol，2004（46）：253～266.

[3]李小莉.脑瘫儿家庭康复护理效果评价[J].护理学报，2006，13（5）：62～63.

[4]卫生部，民政部，财政部，等.关于进一步加强残疾人康复工作的意见[EB/OL].http//www.sdpc.gov.cn/shfz/t20070620-143353.htm，2008-08-12.

[5]麦坚凝，徐开寿，何璐，等.坐姿矫正系统对脑瘫儿坐姿功能异常康复效果的影响[J].中国康复医学杂志，2007，22（3）：254～255

[6]徐开寿，麦坚凝，何璐，等.坐姿矫正系统对脑瘫儿卧位与坐位功能的影响[J].中国康复，2005（20）：222～223.

[7]A1—Turaikil M H.Seating orthotics for young cerebral palsy patiants：a report on practice in Saudi Arabia[J].Disabil Rehabil，1996（18）：335～340.

[8]Leopando M T，Moussavi Z，Holbrow J，et a1.Effect of a Soft Boston Orthosis on pulmonary mechanics in severe cerebral palsy[J].Pediatr Pulmonol，1999（28）：53～58.

[9]Kramer J F，Ashton B，Brander R.Training of head Conttol inthe sitting and semi-prone positions[J].Child Care Health Dev，1992（18）：365～376.

[10]蒋丽君，张敏.偏瘫病人简易坐姿保护带的制作[J].护理研究，2003，17（5）：551.

[11]石井博之.脑瘫坐位保持装置的适应[D].日本：日本国际医疗福社大学保健学部，2005.

[12]陆剑雄，张福昌，申利民.坐姿理论与座椅设计原则及其应用[J].江南大学学报（自然科学版），2005，4（6）：620～625.

[13]《中华儿科杂志》编辑委员会，中华医学会儿科学分会神经学组.小儿脑性瘫痪的定义、诊断条件及分型[J].中华儿科杂志，2005，43（4）：262.