脊髓损伤患者轮椅的选择①

庄建龙，王玉明，胡中华

脊髓损伤患者轮椅的选择①

庄建龙1a，王玉明1b，胡中华1a

轮椅是脊髓损伤患者主要使用的辅助器具之一。随着新材料和新技术的发展，选择合适轮椅和轮椅座位设备的过程更为复杂。近年来，相关研究涉及轮椅的零部件、轮椅的座垫、轮椅的结构等。本文综述脊髓损伤患者使用轮椅方面的研究，为临床合理地选配轮椅提供决策参考。

脊髓损伤；康复；轮椅；综述

[本文著录格式]庄建龙，王玉明，胡中华.脊髓损伤患者轮椅的选择[J].中国康复理论与实践,2015,21(4):449-452.

CITED AS:Zhuang JL,Wang YM,Hu ZH.Application of wheelchair for spinal cord injury(review)[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(4):449-452.

轮椅是脊髓损伤患者最重要的辅助器具之一，能使脊髓损伤患者进行有效的移动，实现活动和参与[1]。轮椅及其设备为脊髓损伤患者乘坐时提供舒适、稳定和安全，在参与动态活动时也能影响活动的程度和质量。

1 轮椅处方

脊髓损伤患者个性化选择轮椅有多方面考虑，但缺乏高质量的科学证据指导。轮椅要能满足患者管理异常张力、适应或预防患者畸形、改善或维持患者现有功能和技巧、适应受损的感觉和保持乘坐的舒适性[2]。合适的轮椅还必须解决和预防由于推动轮椅的机械应力造成的继发性并发症，如压力性溃疡、脊柱畸形、上肢和背部疼痛。随着新材料和新技术的发展，轮椅可以有许多选择，也可以针对个人需求进行定制。这使得选择合适轮椅和轮椅座位设备的过程更加复杂[3]。轮椅座位设备、轮椅驱动方式、乘坐位置和保持乘坐姿势等因素都影响轮椅用户的舒适度和皮肤完整性，最终影响使用者的功能发挥。没有一个轮椅或座椅系统是完美的，医生必须考虑许多因素以获得最佳轮椅。

2 手动和动力辅助轮椅

传统的轮椅设计由管状结构组成。随着新材料和新技术的发展，实现了可调整后轮轴、减轻轮椅重量、缩小轮椅尺寸、使用轮圈技术减少振动传导，改进了推进方法和可运输性[4]。

2.1 轮椅推进

截瘫和四肢瘫患者往往依靠手动轮椅推进作为其独立移动的主要手段，常发生使用轮椅困难，并发腕、肘和肩伤。轮椅推环的生物力学与上肢损伤有关，可通过改善框架特点提高轮椅推进效率。

2.2 轮轴位置

手动轻轮椅和超轻轮椅轮轴位置可调，允许使用者适当调整重心，减少推动轮椅所需的力量。轮轴位置可调轮椅和满足用户需求的座椅可以改进推进生物力学，并减少使用者由于轮椅推进的继发性损伤风险。座位位置靠后致肩关节峰值应力在无推进、快速推进、斜坡推进中显著减少，可以减少肩袖肌腱病损风险[5]。后轮的位置靠前，对划动频率和划动推角有影响，能改善推环生物力学、肩关节力量、推动频率和划动角度[1]。轮轴位置向上和向前能使速度和加速度增加，划动频率

更高，肩部运动范围减少[6]。

2.3 轮椅的重量和使用者的体重

轮椅重量和使用者体重影响轮椅推动。轮椅根据重量可分为3类：标准轮椅(standard wheelchair,SWC)、轻轮椅和超轻轮椅(ultralight wheelchair,UWC)。使用者或轮椅的系统重量变化5～10 kg，不会影响低转速条件下的转运方式。截瘫患者使用超轻轮椅比标准轮椅可增加速度、距离，降低氧消耗。使用者体重、推环生物力学、快速推进与正中神经损伤和肩关节疼痛有关，管理体重结合低冲击划动可以减少损伤。肩部疼痛不影响推进模式，受试者体重较大可增加负荷和更大合力。手动轮椅使用者要保持健康体重，如果不可能，要指定轻型轮轴可调式轮椅。轻型轮轴可调式轮椅可提高脊髓损伤患者的推进效率[7]。

2.4 划动模式

划动模式是指在推进中手的运动轨迹。手动轮椅使用者有4种划动模式：①半环形(semicircular,SC)，手在恢复期低于手环；②单循环全程推进(single looping over propulsion,SLOP)，手在恢复期上升高于手环；③双循环全程推进(double looping over propulsion,DLOP)，手上升高于手环，然后在恢复期越过并降落低于手环；④弧弓形推进(arcing,ARC)，第三掌指在恢复期沿手环路径弧弓形而行。

脑卒中瘫痪患者在平板上以稳定速度推进，半环形和双循环全程推进模式在每个阶段的推进节奏和花费时间较低；半环形和弧弓形推进模式在推进阶段时间较长。推进节奏与正中神经损伤有关，最小节奏可能会减少脑卒中瘫痪患者的正中神经损伤。研究中，脑卒中患者在3º和6º平板上，以自选速度推进，都不使用半环形推进模式；水平推进时，使用单循环全程推进、双循环全程推进、弧弓形推进3种模式的人数相当；一旦开始爬坡，73%使用弧弓形推进模式。在不同划动模式之间，轮圈生物力学没有显著性差异，无法确定划动模式中一种模式是否优于另一种模式，应提醒训练轮椅使用者不要采取固定模式[8]。研究认为，半环形和弧弓形推进模式减少推进节奏和时间，使用这种模式减少正中神经损伤的风险。

2.5 使用者的身体条件

身体功能和上肢肌力影响脊髓损伤患者的轮椅技能表现[9]。提高操纵轮椅技能，使患者回归社会的信心增强、精神状态得到改善、身体各项机能得到提高。

2.6 环境障碍

手动轮椅使用者面临许多环境障碍。斜坡对轮椅推进的节律和力量有影响，距离相同时，斜坡增加使用者上臂负荷，并可导致使用者过度损伤[10-11]。

2.7 轮椅的轮子

选择轮椅的轮子很重要。在管理痉挛和当脊髓损伤患者穿越粗糙表面时，降低振动量能使患者感觉舒适[12]。目前没有足够证据确定哪种车轮转运时能更有效地吸收振动力量、降低痉挛。

2.8 轮胎压力

轮胎包括充气和实心轮胎。轮胎压力影响推进轮椅的能量消耗，轮胎充气小于50%导致能量消耗增加，充气不足会影响轮椅推进[13]。

2.9 轮椅扶手

最新的可调节扶手由高摩擦聚氨酯包裹构成，符合手的夹持形状。使用摩擦聚氨酯柔性扶手能明显减少使用者手腕和手指的屈肌活动，减少轮椅推进时的扭伤，是保持上肢健康的因素[14]。

2.10 推动边框激活动力辅助轮椅

残疾人使用的轮椅有3种类型：手动轮椅、残疾人摩托车和电动轮椅。推动边框动力激活辅助轮椅(pushrim-activated power-assist wheelchair,PAPAW)是手动、电动轮椅的组合，推动边框与电机连接。缺点是系统重量大，可运输性差。

使用动力辅助轮椅更耐久、安全、有效、方便。进行户外活动首选社区活动电动轮椅(power wheelchair,PWC)，在受限空间内执行任务首选动力辅助轮椅(power assisted wheelchair, PPW)[15]。使用PAPAW时，上肢活动度显著减少，可以降低上肢损伤率，使用轮椅时间更长。使用PAPAW过障碍物更容易推进[16]。动力辅助轮椅比手动轮椅氧消耗低、上肢关节活动度显著降低、工效学评价较高；使用PAPAW时间更快，全速发力困难较少，但携带不方便。目前认为，截瘫和四肢瘫患者使用PAPAW，移动容易，功能改善，上肢损伤风险降低。

3 电动轮椅

电动轮椅提供或加强独立移动性，提高日常生活中的参与。移动性和独立性与脊髓损伤患者整体生活质量有关[17]。脊髓损伤患者使用电动轮椅的研究很少。

3.1 使用电动轮椅的特点

残疾运动员使用电动轮椅能行进更长距离，有更快速度。轮椅寿命基于运行时间、距离、行进表面的类型，包括启动和停止的频率。要每天充电。驱动轮椅速度多比最大速度要小，只偶尔短距离全速驾驶。室内使用电动轮椅比户外移动的速度慢、距离短，没有典型的使用模式[17]。

一项研究调查每周使用轮椅40 h以上的脊髓损伤患者，包括97%手动轮椅和54%电动轮椅使用者。首先确定轮椅的适配标准：给使用手动轮椅脊髓损伤患者提供超轻型可定制轮椅，给电动轮椅使用者提供可编程控制和可定制功能轮椅。调查发现，未达到这一标准的患者更有可能是少数民族、低社会经济地位、受教育程度较低、低收入、低公共医疗保险者。电动轮椅使用者往往是老年人和截瘫患者。40%的手动轮椅用户有不止一辆轮椅，73%有手动轮椅，27%有电动轮椅。57%的电动轮椅用户有不止一辆轮椅，84%是手动轮椅，16%为电动轮椅[18]。慢性损伤患者85%使用手动轮椅，27%使用电动轮椅，大多是ASIAA～C级的四肢瘫患者，许多人有多种轮椅[19]。

3.2 动力定位技术

转移身体重量和重新固定身体的能力可影响乘坐轮椅的舒适度、坐姿的维持、压力敏感部位的管理和功能发挥。如果个

体无法独立完成这些动作，使用力量倾斜、斜倚和站立定位技术可以促进重量转移或重新定位。大多数研究探讨定位技术的影响及其与有效力管理压力的关系。因为舒适、休息、放松，减轻感觉不适、疼痛常使用倾斜技术。倾斜角度变化很大，倾斜位置频繁改变。观察使用电动轮椅移动的脊髓损伤患者，发现120º斜倚组合15º、25º和30º倾斜产生血流量显著变化，在120º斜倚和15º倾斜、120º斜倚和35º倾斜组合时，血流量显著增加；在25º和35º倾斜中发现，从100º到120º斜倚改变，血流量显著增加[20]。使用界面压力映射图和激光多普勒血流仪测定不同程度倾斜时坐骨结节压力和血流量的变化，发现从直立到所有的倾斜程度都有血流量变化，同时要考虑坐垫的影响。坐垫类型可影响与座椅接触面的臀部血流量和压力负荷[21]。研究结果变异较大，目前不能通过倾斜、斜倚来改变界面压力和增加坐骨结节血流量，这需要个体化。

4 轮椅移动的替代形式

科技进步提高了残疾人移动的选择。新产品如Independence IBOT 4000 Mobility System和Segway。Segway个人运输车比传统轮椅速度更快、更小、更具有可操作性，有电动移动形式，是一个合理辅助移动的形式，对移动受限个体有益。使用者有更好的自我展示和更好的移动性，简单易学；不足是经济成本和上下车有难度，是脊髓损伤患者能站立和短距离行走的移动替代形式[22]。患者使用Segway进行社区活动时比自己平常的移动设备更满意，通过不同障碍时更快[23]。

5 轮椅座位

临床医生和用户也要考虑使用座椅设备，包括背部支持、轮椅坐垫、脚蹬和座位设备，这些都影响使用者的坐姿对线、功能发挥和皮肤完整性，能降低体表骨突起的压力和剪切力。

5.1 轮椅姿势的影响

轮椅结构提供的躯干稳定性和姿势，在损失后会导致脊髓损伤患者脊柱畸形和坐姿异常，引起胸腰段脊柱后凸、颈椎延长、腰椎变平和骨盆后倾。久坐导致负重骨突发生压疮。使用不同的腰部支撑并不能有效降低慢性脊髓损伤患者的臀部坐位压力。脊髓损伤患者有异常脊柱-骨盆对线，影响轮椅坐姿。脊髓损伤患者中立姿势坐位有骨盆后倾。躯干从中立性姿势向前屈曲，会导致骨盆向前旋转。在中立位坐姿，骨盆后倾引起脊髓损伤患者坐骨结节向前方移位。骨盆角度和旋转、坐骨结节位置和滑移对组织变形和臀部组织机械磨损有一定影响。躯干侧方支撑明显改善脊柱额状面和矢状面对线，通过减少腰椎矢状面的角度也导致坐姿更直。躯干侧方支持也减少肌肉用力、改善头和躯干的对线。

脊髓损伤患者各种坐姿的界面最大压力和剪切力均比正常高，体位变化时最大压力可减少。标准轮椅坐垫产生的座椅10º前倾对骨盆倾斜没有影响。标准座椅和前倾座椅状态对高位脊髓、低位胸脊髓、腰椎损伤患者和健全人的压力位移中心没有显著改变。增加座椅后倾斜不增加坐骨结节和骶尾区的坐位压力[24]。对脊髓损伤患者，合适的轮椅处方和设置必须注意到脊柱骨盆定位。专业座椅使用躯干侧向支撑可改善脊髓对线并减少腰椎成角。

5.2 轮椅设备对功能性任务的影响

脊髓损伤患者需要轮椅和座椅设备帮助，包括轮椅架和专门的座椅部件，如背部支持、座垫、扶手、脚凳。选择这些设备能改善坐位平衡、手臂和躯干位移控制能力，尤其是伸够和控制扰动能力。有背部支持的伸够能力较高[2]。使用不同座椅配置操作倾斜角度和坐椅靠背的倾斜角度，对低位脊髓损伤患者的伸够无显著影响。高位脊髓损伤四肢瘫患者由于无法控制身体移动，坐姿平衡没有改善。活动中的坐位平衡、手臂和躯干位移控制能力有改善。

搁置坚实脚凳有助于腰脊髓损伤患者的坐位平衡，但对胸髓损伤患者无帮助。胸髓损伤患者进行日常活动可从弹性脚凳获益，但无肌肉变化，不影响活动范围[25]。

在活动时，由于无法防止骨盆和下半身旋转，脊髓损伤患者侧向姿势不稳定。所有脊髓损伤患者可能会受益于横向支撑。轮椅使用者的上肢功能受坐姿和躯干控制。在适当的躯干支撑和躯干移动性之间进行平衡，可能会影响运动功能范围和上肢功能。

轮椅使用者上肢伸够受体位影响，而不受坐垫类型或靠背高度影响。轮椅使用者的姿势比坐垫和靠背高度等支持设备更重要。躯干角度影响双侧伸够，不影响单侧伸够。

评估轮椅使用者的座位和功能时，监测姿势是一个重要因素[26]。研究发现，C6～T10水平脊髓损伤患者坐在正14º座椅和垂直于地面低靠背椅上时，受试者的垂直姿势调整比标准座椅有改善。备用座椅配置也产生更大的伸够能力[27]。轮椅使用者的脊髓损伤水平和姿势对轮椅和座椅设备选择的影响最大。

5.3 定制坐垫

脊髓损伤患者每天坐在轮椅上时间较长，对承重组织有压力，易引起组织损伤和压疮。每位轮椅使用者都应该使用坐垫[28]。泡沫、充气、凝胶坐垫是常见的轮椅坐垫。定制坐垫可以改善压力分布、减少组织扭转，使坐位表面更安全。在临床实践中，对特定患者或有压疮风险的患者配置轮椅坐垫。

定制轮廓泡沫垫的界面压力对软组织破坏小，同时减少外载荷的破坏作用、减小偏离和降低压力分布。定制轮廓泡沫垫比相同密度的平坦泡沫垫对界面压力有更积极影响。定制轮廓泡沫垫的重要属性是增加接触面积，提供更均衡的压力分布、坐位表面稳定、降低泡沫压缩；可改善姿态和平衡，不妨碍用户的功能。定制轮廓泡沫垫对界面压力有影响，能降低外部负载和组织损伤的破坏性。缺点是初次使用时需要安装监控，在持续使用中要训练，必须放置在坐垫上的同一位置、必须确认在轮廓垫内定位适当，保护泡沫避免受潮，并监控泡沫随时间而产生的疲劳。

轮椅和座椅产品方面的知识对临床医生协助患者根据需要选择最合适的设备至关重要，指导临床判断仍然缺乏科学证据。脊髓损伤患者必须在坐位完成日常生活活动，轮椅和座椅设备需求应以患者个体为基础来确定和修改，满足用户的具体需求。临床医生在轮椅处方方面，应充分利用客观评价、临床

判断和主观反馈，为患者选择最合适轮椅[27-29]。

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Application of Wheelchair for Spinal Cord Injury(review)

ZHUANG Jian-long1a,WANG Yu-ming1b,HU Zhong-hua1a
1.a.Rehabilitation Engineering Research Institute;b.Department of Spinal and Neural Functional Reconstruction, China Rehabilitation Research Center,Beijing 100068,China

The wheelchair is one of the main assistive appliance for patients with spinal cord injury.With the improvement of material and technique,it is more complicated to select the wheelchair and wheelchair seat equipment.The researches in recent years involved application of wheelchair for patients with spinal cord injury,including the cushions and other structures,which were reviewed in this article.

spinal cord injury;rehabilitation;wheelchair;review

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.04.018

R651.2

A

1006-9771(2015)04-0449-04

2014-11-20

2015-03-18)

1.中国康复研究中心北京博爱医院，a.康复工程研究所；b.脊柱脊髓功能重建科，北京市100068。作者简介：庄建龙(1982-)，男，山西大同市人，助理工程师，主要从事假肢、矫形器、辅助器具适配工作。通讯作者：王玉明。E-mail:wym.sq@163.com。