针对伏案人群的主动式颈椎保健产品研究

赵博 张屹淙 韩越

摘要：颈椎病在当前社会已经成为一种常见疾病，且患者年龄呈现低龄化的趋势，他们的共性问题为伏案使用电脑工作或看书学习，长时间保持一种姿势，严重缺乏运动。日常进行缓解治疗的方法可大致分为内服及外用活血化瘀、肌肉松弛类药物，和牵引及推拿等理疗方法两大类。目前市面上绝大多数为通过产品本身的机电器件让患者进行被动运动，缺少调动患者通过主动运动来配合产品来达到更好的缓解效果的特性。本文将从人体颈部尺寸、颈椎曲度等人机工程学数据与颈椎牵引治疗原理结合，来对适用于家用或办公室用的主动式颈椎保健产品进行研究。

关键词：颈椎病，保健产品，主动式，人机工程

颈椎病的普遍病因及表现

病因是由于患者长时间工作，导致的颈部肌肉及韧带劳损，且颈椎曲度变直对颈动脉和脊神经的出现压迫，使患者表现出颈部及肩部肌肉酸胀、麻木的症状，同时因血液循环不畅且脊神经受压而伴有头痛、眼花、甚至呕吐症状。病情加重后的颈椎功能障碍出现的上肢麻木、行走时站立不稳则会对患者的部分肢体活动造成限制，对日常生活有较为严重的影响。

颈椎病相关的骨骼关节及肌肉群分析

颈椎位于颅骨与胸椎之间，由七节椎骨组成，还可细分为上颈椎（第一、二节椎骨）和下颈椎（第三至第七节椎骨），由椎间盘来连接及稳定，正常情况下颈椎脊柱存在生理性前凸。发生病变后前凸曲度消失变直，甚至变为后凸，导致椎间隙变窄，对椎动脉和脊神经存在压迫。

颈部后方肌肉，被称为项部肌群，其中的斜角肌和斜方肌在患者长期工作中导致的肌肉紧张、劳损后，肌肉与骨骼间静力平衡受到破坏，与颈椎病的发作也存在较为密切的关系，在进行颈椎保健操与自己对颈部肌肉的揉捏过程中，对斜角肌和斜方肌的舒缓对于缓解颈椎病症状有较良好的作用。

主动式颈椎保健产品研究

3.1颈、肩部的人机工程学相关数据分析

本文主要应用人机工程学人体测量的相关数据中，关于人体颈部、肩部、臂部的局部测量数据来进行研究，且考虑人体静态和动态尺寸变化，保证产品使用过程中达到较好的舒适度和对颈椎保健效益的最大化。

颈宽、颈围，颈围为经喉结节点的颈部水平围长，每人颈围大小不一致且变化比例较大，瘦者约300mm左右，胖者可达450mm以上。就正常体型人群而言，颈部宽度一般在100-140mm范围内。

颈长，从解剖学角度在讲，为第一颈椎至第七颈椎的距离，成年人颈长在100-180mm范围内，且未成年人颈长会小于一般值。

颈椎曲度，按照Boeden氏测量法，枢椎齿突后缘至第七锥体所在直线与颈椎弓形最深处的距离为弓深，健康的颈椎曲度弓深为（12±5）mm。

3.2伏案人群的颈椎保健的主动运动方式研究

伏案人群每天有8个小时或以上的工作或学习时间。此类人群所处的工作或学习场所的主要特点为：人员密集，人均所占空间较小，人体处于较为拥挤的空间，无进行较大幅度身体活动的区域，仅可进行较为简单的头部、上肢运动。这种方式可获得暂时性的缓解效果，每天长时间工作后上述方式的缓解效果逐渐减弱，并且出现眩晕头痛。原因椎间压迫及肌肉紧张并没有得到根本缓解。

进行如下运动方式，在手臂前伸运动的同时，带动手臂及肩肌肉群的联合舒展，对斜方肌的放松有较好作用，前伸过程中肩部及手臂关节也获得屈伸、旋转的活动效果，头部后仰的往复运动，对后颈部肌肉群進行舒展，七段颈椎获得前后方向上较为充分的屈伸，来减轻长时间不动导致的椎间压力，来达到对颈椎病症状的缓解。

3.3主动式颈椎保健产品的设计及使用方式研究

产品尺寸及结构研究

按摩器部分竖直方向上呈现宽窄变化，在患者头部后仰时，可对斜方肌两侧及风池穴部分起到挤压按摩作用。两侧最宽的部分，根据颈长及后仰程度推算，可限制后仰程度不至于过大；中间最窄的部分，与贴合颈部一侧为圆型曲面，共同形成产品使用过程中对颈椎施加外力且符合颈椎度曲的主要部分，锲和后仰使减小弓深的变化，对曲度变直后受压最严重的第四、五关节起缓解作用。

从水平方向来看贴合颈部的为弧形。内侧与颈椎贴合曲面可增添按摩球和脉冲发热功能，在保证产品本身不产生外力对颈部按摩的同时提升产品的缓解效果。中间部分为柔性材质，向外一侧有褶皱，颈部贴合一侧平滑，可在使用产品向前抻拉的过程中弯曲变形，使得产品两侧部分可对两侧斜角肌起按摩作用。

臂带部分需实现长度可调，满足伏案工作人群所需。臂带需采用有较高劲度系数的弹性材质，用以保证手臂完全伸展时需要轻度发力，并且臂带的弹性形变也将颈部的受力平衡至适当大小，对颈部的按摩效果进一步提升并保证使用过程的安全性。

（2）使用方式研究

产品可在患者进行上文所述的手臂前伸及头部后仰运动时，结合产品的辅助作用进行如下动作。第一步：拉伸臂带，使手臂基本伸平获得舒张，带动按摩器部分与后颈部贴合，并对颈椎从后方施力。第二步：头部后仰，后仰过程中颈椎曲度、后脑与肩部距离发生变化，与产品整体轮廓达到锲和。第三步：调整手臂的发力位置，来达到最佳的舒适度和缓解效果。配合产品的相关功能，模仿传统牵引治疗的方式来缓解颈椎曲度的变直，使得椎柱对椎间盘的压力减轻。同时往复拉伸的过程中，按摩器对后颈部肌肉群揉捏，在肌肉自身活动外获得了额外的舒张放松。

结语

本次研究的主动型颈椎保健产品，从颈椎病的病理和现有康复疗法入手，运用人机工程学的相关数据和方法进行研究和设计。其核心理念为让颈椎病患者自身运动起来，外部产品仅起辅助作用，颈后部肌肉紧张和椎间压力可获得比单纯的舒展运动更好的放松和缓解效果。此外，这种类型的颈椎保健产品也突破了传统颈椎治疗设备对空间和环境的限制，可在工作或学习区的座位上独立完成。

参考文献

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