颈椎疾患防治仪的设计与研究*

赵文峰 赵 峰 赵天舒 郑珊红

颈椎疾患防治仪的设计与研究*

赵文峰①赵 峰②赵天舒③郑珊红④*

目的：针对人们因工作环境、疲劳等因素引起的颈椎疾患，设计出颈椎疾患防治仪，研究仿生动物颈椎保健扭摆拉伸运动提高预防颈椎病的有效性。方法：采用仿生学开发设计了一种集扭摆、拉伸运动于一体的颈椎疾患防治仪，以使颈椎和颈部肌肉得到锻炼，避免颈椎产生各种病变。结果：使用颈椎疾患防治仪治疗的总有效率为96.9%，高于传统单一牵引的治疗总有效率(为81.2%)，其效果显著。结论：颈椎疾患防治仪可促进颈部肌肉群束的发育，增强了扭转扩缩力量，承担起对颈椎强有力的支撑保护作用，对预防颈椎疾患有显著的效果，并可起到颈椎的保健作用，提高人们的生活质量。

颈椎病；防治仪；运动锻炼；生活质量

随着社会现代化发展，空调、冰箱、电脑等电器广泛用于人们的生活中，使人们遭受风寒湿邪的机会增多，现代生活节奏的加快及工作方式的变化，受各种疲劳等因素的影响，使得颈椎病的发病率不断提高[1]。对颈椎病的调治“防”比“治”更重要，唐代医家孙思邈提出“上医医未病之病”[2]。“动则不衰”，缺少颈部功能锻炼是颈椎病呈现普遍化发展趋势的重要原因[3]。颈椎病日渐成为影响人体健康的普遍问题，人们对运动疗法重要性认识的逐步加深，关于颈椎病运动疗法的研究日益增多。本研究依据仿生学原理研发一种颈椎疾患防治仪，防治颈椎疾患的发生，以提高人们的生活质量。

1 颈椎疾患防治仪设计总体构想

颈椎病是一种常见病，是颈椎退行性变化过程中因椎体间盘及后关节等处增生变形，刺激压迫颈椎周围组织而引起一系列症状的疾病。近年来大量的研究证实，颈椎病的发生发展与颈椎的稳定性改变有密切关系，而颈椎的稳定在结构与功能与颈部肌肉的解剖生理特点及生物力学有关。当颈部肌肉发生劳损时可致肌张力不平衡，产生颈椎动力及静力平衡失调，进而形成颈椎失稳[4]。通过体疗对颈背部的肌肉进行锻炼，增加肌肉力量，以保持颈椎的稳定性[5]。

1.1 颈椎疾患防治仪的功能

本研究为防治颈椎疾患的发生，开发设计一种集扭摆、拉伸运动于一体的颈椎疾患防治仪，其主要功能为：①通过有节律性的运动使颈椎和颈部肌肉得到有效锻炼，以增强肌力改善局部血液循环，促进炎症消退；②解除肌肉韧带的过度紧张，恢复肌肉功能；③增强椎体间的活动范围，加大椎间隙，平衡颈肩部两侧的肌力；④加强颈椎周围的控制度，提高颈椎的稳定性；⑤通过改善颈肌的肌力、肌张力状态，恢复颈椎的动力平衡，从而重建颈椎力学系统的平衡功能，防治各种颈椎病变的发生[6]。

1.2 颈椎疾患防治仪与仿生学

有资料显示，采用颈椎枕颌牵引及定位旋转复位法治疗颈椎疾患，其结果颈椎牵引加定位旋转复位法治疗颈椎病的总有效率为95.8%，优于单纯颈椎牵引治疗的81.6%[7]。同时研究发现，大象的颈部日常承担着头部重量，还经常承担着象鼻、象牙举起几吨的重物；长颈鹿、牛和羊颈部不仅举着头部采食高处的树叶、低头采食绿草，而且还是竞争打仗的战斗武器，这些动物的颈部由于经常进行扭打、撕扯等动作，颈部肌肉非常发达，足以保护其颈椎免受疲劳，避免发生弯曲变形或产生增生物。而人类在各领域中工作的各种习惯姿势，久而久之，颈椎因疲劳不堪就会发生僵硬、弯曲变形，椎骨之间会产生压迫、位移，从而产生增生物，压迫血管和神经，使人产生眩晕、肢体麻木疼痛等感觉，颈椎病在不知不觉中发生。颈部主要担负着给大脑输送血液及全部神经传导的作用，是非常关键的部位。依据仿生学原理研发的颈椎疾患防治仪，可防治颈椎疾患的发生，以期提高人们的生活质量。在临床上为期4个月的颈椎疾患防治仪治疗，与传统的牵引等治疗相比其效果显著，治疗的总有效率为96.9%，而传统单一牵引的治疗总有效率为81.2%。

2 颈椎疾患防治仪主要结构与工作步骤

颈椎疾患防治仪主要结构如图1所示。

图1 颈椎疾患防治仪主视图

颈椎疾患防治仪由头罩、拉伸调整部分、回转支承、扭摆阻尼部分和腋下背带等组成。

(1)头罩的各个板条能够调整松紧程度，以适应不同人头形的大小，并设有固定在头部下巴上的锁紧带，与拉伸调整部分用销轴连接。

(2)拉伸调整部分由轴套、螺杆、螺帽、压盖及支座组成，轴套固定在螺杆上成为一体，螺帽下端呈圆球形，通过压盖固定在支座上，支座是上端呈球面凹坑的中空式结构，铰接在回转支承的外圈的支耳上。

(3)回转支承由外圈、滚珠及内圈组成，回转支承是工程机械上常用的标准件结构，外圈和内圈首先套在一起，外圈径向设有滚珠进入的孔，装满滚珠后用螺塞堵牢，这样外圈和内圈通过滚珠和滚道连接在一起，只能作回转运动，外圈的圆柱表面设有凹槽、上平面设有支耳，内圈外表面设有固定板、圆柱销轴，并安装有背带，底平面对应于人体肩部位置设有定位用的凹弧。

(4)扭摆阻尼部分由挂套、阻尼带、张紧螺栓及螺母组成，挂套安在圆柱销轴上，并通过轴用挡圈定位，阻尼带两端分别铆接在挂套、张紧螺栓上，并套在外圈圆柱表面的凹槽内，张紧螺栓穿过固定板的孔，通过螺母调节阻尼带的张紧程度，以适应每个人不同的扭摆力量。

工作时，将本仪器放置在人体肩部，使凹弧与肩吻合，调整好头罩的头形大小，将头放入头罩内，扣牢锁紧带的带扣，将背带从两侧腋下穿过并锁紧带扣，这样就完成了和人体的安装固定，用手调整螺帽驱动螺杆进行颈部的拉伸到适宜程度为止，旋转螺母调整阻尼带与外圈的摩擦力到适宜程度，开始试着扭摆头部，靠颈部肌肉的扩缩力量克服阻尼带的阻力矩，实现对颈部肌肉的锻炼。

3 颈椎疾患防治仪在应用中的注意事项

在使用该仪器过程中应注意以下问题：①佩带前应做全身运动，特别是头颈部的全方位运动；②佩带时须固定并松紧适度；③扭转、拉伸的调节应循序渐进，不可一次调得太紧，否则会事与愿违，伤及到头颈部。

4 结语

研究证实，功能锻炼既是预防颈椎病的重要方法，又是促使颈椎病患者临床康复、防止病情发展的有效手段，甚至有着药物不可替代的作用[8-9]。颈椎疾患防治仪通过扭摆运动，促进了颈部肌肉群束的发育，增强了扭转扩缩力量，承担起了对颈椎强有力的支撑保护作用；通过拉伸运动，使颈部椎骨、血管和神经能保持正常位置，避免发生弯曲变形甚至产生增生物，能够有效防治颈椎退行性变化，使人们在纷杂繁忙的日常生活和工作中降低颈椎疾患的发病率，值得推广应用。

[1]黄满玉，施杞.论治颈椎病的学术思想[J].中医正骨，2012，24(1)：72.

[2]黄晖，徐克武.从治未病思想探讨青少年颈椎病的防治[J].中国社区医师，2011，13(7)：220.

[3]张军.如何规避颈椎手法风险[J].中国中医骨伤科杂志，2006，14(6)：77-78.

[4]张建波，张英俊.交感神经型颈椎病与颈肌劳损的生物力学关系[J].颈腰痛杂志，2010，31(5)：374-375.

[5]肖进文，蒋秀凤.颈椎病的体疗康复[J].青海医药杂志，1996，168(11)：40.

[6]何键铭.颈椎牵引加运动疗法治疗神经根型颈椎病疗效观察[J].中国康复理论与实践，2005，11(7)：575.

[7]漆晓波，米艳梅，黄辉贤.颈椎牵引加定位旋转复位法治疗神经根型颈椎病[J].按摩与导引，2008，24(11)：6-7.

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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

*专利：国家发明专利(ZL 2006 1 00420338)

①泰安市农业机械科学研究所 山东 泰安 271000 ③青岛大学医学院 山东 青岛 266071

②肥城市畜丰农牧机械有限公司 山东 泰安 271600 ④泰安市肿瘤防治医院 山东 泰安 271000

*通讯作者：ZSHNS@163.com

赵文峰，男，(1965- )，本科学历，高级工程师。泰安市农业机械科学研究所，从事环保及保健等仪器的设计研发工作。