下腰痛防治康復座椅的研制與應用

【作 者】王紅

上海健康職業(yè)技術學院，上海市，200237

下腰痛(Low Back Pain，簡稱LBP)是一組以下背、腰、骶、臀部疼痛為主要癥狀的綜合征[1]。是骨科及康復門診最常見的疾病之一，流行病學調查表明，下腰痛發(fā)病率僅次于上呼吸道疾患而就診的第二位常見的臨床癥狀。雖然導致下腰痛的病因復雜，機制不清，但腰骶椎生物力學的改變始終是重要原因之一[2]。腰椎的穩(wěn)定依靠脊柱本身的骨性結構和與之相關聯(lián)的肌肉、韌帶系統(tǒng)來維持。生活中不正確的坐姿是形成下腰痛的主要原因之一，長時間的久坐會加重危險。分析目前人們的坐姿狀態(tài)，普通座椅在維持腰椎的正常生理彎曲方面存在不足之處。

1 康復座椅設計思路

1.1 座椅與坐姿的關系

坐姿與坐具緊密聯(lián)系，很多時候人的坐姿并不完全取決于人的本身，而是取決于選擇什么樣的坐具。坐具不合適，同樣也可引起下腰痛。欲改進普通座椅，先分析一下座椅與坐姿的關系：當人坐在座椅上時，支撐人體處于相對穩(wěn)定形式的主要結構是脊柱、骨盆、雙腿和足。由于腰椎和骶椎承受著坐姿時人體的大部分體重負荷，從座椅的設計思路而言，座椅的首要條件是維持脊柱的正常生理彎曲，使壓力均勻地分布在腰、骶椎的椎間盤上；其次是使腰部肌肉左右對稱，處于自然放松狀態(tài)。日常生活中，我們常用的坐具有凳子和座椅。凳子因無靠背，人們自然彎腰或直腰坐著。彎腰坐時腰椎保持自然屈曲狀態(tài)，腰肌相對松弛，此時腰椎的穩(wěn)定由腰椎周圍的韌帶維持，久坐后腰椎周圍韌帶易發(fā)生勞損；直腰坐時，腰肌處于收縮狀態(tài)，久坐后腰背肌持續(xù)收縮，也易發(fā)生勞損，以上兩種情況都可產(chǎn)生下腰痛。老年人和下腰痛者背部肌肉的韌帶彈性及耐力較差，有不同程度的退變或損傷，不適合坐凳子，尤其太低的凳子；而座椅由于有靠背，可以承擔軀體的部分重力，使腰背肌肉處于相對松弛的狀態(tài)，同時也不加重腰椎周圍韌帶的負擔，可減少勞損機會。因此，座椅的靠背對長期伏案工作人士很重要。骨盆和腿的姿勢同樣非常重要，因這兩個部位在穩(wěn)定人體的功能上，可被看作是簡易的杠桿支撐系統(tǒng)。 人體大部分重量是由兩個坐骨結節(jié)來承擔，這種系統(tǒng)在力學上很不穩(wěn)定，需增加雙腿所提供的杠桿作用，另通過雙足增加支撐面積來維持身體的穩(wěn)定。大腿后部有大量的血管和神經(jīng)，壓力過大會影響血液循環(huán)和神經(jīng)傳導而感到不適。因此，座椅的設計要符合人體解剖生理學和腰椎的生物力學，座椅上的壓力應圍繞坐骨結節(jié)向外呈梯度遞減，這是座椅設計的壓力分布不均勻原則。體壓[3]分布各條曲線為等壓力線，是最為理想的壓力分布狀態(tài)。由此可見，座椅的設計是非常復雜的課題，該研究主要為長期伏案工作的辦公人士設計具有防治下腰痛功能的康復座椅。

1.2 座椅的改革方案

1.2.1 座面的角度和舒適的靠背是維持脊柱生理彎曲的充分必要條件

Mandal[4]2001年提出骨盆前傾增大了腰椎前凸的可能性，身體大角度前傾的坐姿比較接近站立姿勢。Bendix[5]1985年建議增加座椅高度，且座面前傾，他認為這樣能減少腰椎勞損的可能性，并且有益于椎間盤的解剖結構。Veli-Jussi Jalkanen 設計的馬鞍座椅獨特之處是座面接近于馬鞍，使人上身高昂地挺立在馬上，此坐姿迫使身體挺立起來，脊柱呈自然生理彎曲狀態(tài)。但由于馬鞍座椅沒有靠背，并且前傾的椅面容易使人產(chǎn)生下滑感。而該研究設計的椅面是利用球面的傾斜度，軀干與大腿之間的夾角在100o～120o之間，通過座椅座面的高度來調節(jié)?？勘车脑O計是是座椅的重要組成部分，合理的腰部靠背應該是支撐腰部，維持腰部的生理前凸和減輕肌肉張力。該研究設計的靠背為弧形的圓柱體，下與座椅腿相連。

1.2.2 座面的材質和外形是緩解臀部和大腿壓力的充分必要條件

目前國內外對壓力分布的合理性有兩種解釋：一是圍繞坐骨結節(jié)向外呈梯度遞減的狀態(tài)；二是使臀部各部位壓力平均分布[6]。試驗得知充氣防滑球壓力呈平均分布，因此，座面由以往的木質、皮質等改為充氣防滑球設計。這樣不僅提供臀部均勻受壓來緩解臀部及大腿的血液循環(huán)，而且由于放在球上的雙腿會自然分開、雙腿隨著球的坡度自然伸髖，提高脊柱自主直立；同時使座面的傾斜度和下滑問題迎刃而解。充氣防滑球具有很好的均壓性、散熱性，有助于穩(wěn)定坐姿，防止臀部下滑，長時間使用還可改善或修正不正確的坐姿，提醒使用者改變體位或站起活動等，見圖1、圖2。

圖1 座椅正面圖Fig.1 Front view of chair

圖2 座椅俯視圖Fig.2 Top view of chair

2 康復座椅的應用

2.1 對象

在本校隨機選擇長期伏案工作的教師16人，年齡（28～45）歲，納入標準：每天座椅工作6 h以上者，曾有過下腰痛病史者，VAS (visual analogue scales)視覺類比疼痛評分在5分以下，符合李華貴等[7]提出下腰痛的診斷標準。下腰痛的主要依據(jù)為：(1)癥狀 疼痛可以是單純局限于腰部，也可以向臀部或下肢放射。其性質為酸痛、脹痛、鈍痛或刺痛?；颊叱２荒芫米玖⑸孕谢顒雍筇弁捶炊鴾p輕，然行走較多或站立久后疼痛又加重。(2)體格檢查 下腰痛病人的體征差異和變化較大，輕者腰部活動不受限或輕度受限，在許多特定部位可以找到壓痛點,部分患者直腿抬高試驗可為陽性。(3)X線檢查 大都無特殊病變發(fā)現(xiàn)。而在臨床上，下腰痛患者往往表現(xiàn)為腰椎生理曲度變直，同時伴有腰椎穩(wěn)定性下降[8-11]。(4)排除標準坐骨神經(jīng)綜合癥和強直性脊椎炎患者、孕婦、癌癥患者、有腰椎管狹窄者和腰椎骨折史患者以及有泌尿、消化道疾病的患者。

2.2 方法

16例下腰痛者隨機分為研究組和對照組，對照組繼續(xù)使用原先的座椅，研究組使用該研究設計的康復座椅每天使用時間在6 h以上，共進行6個月的觀察研究。均在試驗前后采用JOA score-日本骨科協(xié)會的下腰痛評價表進行評估。JOA score評分： 滿分29分，治療改善率＝[（治療后評分－治療前評分）÷（滿分29－治療前評分)]×100%，改善率100%為治愈、大于60%為顯效、25%～60%為有效，低于25%為無效。采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料兩組之間療效比較用成組t檢驗，治療前后評分比較應用配對t檢驗。

2.3 結果

采用日本骨科學會創(chuàng)立的JOA score評定量表分別對研究組和對照組進行使用前后的評定，評定結果見表1和表2。

表1 兩組患者治療前后JOA score評分Tab.1 The JOA score of two groups before and after the experiment

試驗前研究組與對照組比較：t =-0.2931，P = 0.7738，無統(tǒng)計學差異，說明兩組有可比性；試驗后研究組與對照組比較：t = 3.7165，P = 0.0023，有統(tǒng)計學差異。對照組試驗前后比較 t = 1.9856，P = 0.088，無差異；研究組試驗前后比較，t = -10.1671， P ＜ 0.001，有統(tǒng)計學差異。

另根據(jù)JOA score下腰痛的評分結果對研究組進行改善率計算：改善率＝[（治療后評分－治療前評分）÷（滿分29－治療前評分)]×100%得出治療改善率，治療改善率結果統(tǒng)計均在25%～60%之間，為有效，詳見表2。

表2 兩組患者試驗后JOA 評分的改善率Tab.2 JOA score improvement rate of two groups after the experiment

3 結論

研究顯示，應用該課題組研制的康復座椅與普通座椅6個月試驗后相比，兩組組間比較有差異（P＜ 0.005）；且應用康復座椅組前、后自身比較也有差異（P ＜ 0.001）；另通過JOA score-日本骨科協(xié)會的下腰痛評價表評估結果顯示，治療改善率均在25%～60%范圍，為有效。提示該康復座椅對防治下腰痛有應用意義。該研究大膽采用充氣防滑球不僅改變了以往座椅的質地硬和易下滑的缺點，更重要的利用球的坡度改變坐姿，通過改善座面與靠背的角度來維持腰骶椎生物力學的穩(wěn)定機制，以達到減輕和緩解下腰痛，從而保持脊柱的正常自然形態(tài)和增加舒適感。隨著人類工作環(huán)境的進化，座椅已成為人類生活的必需品，開發(fā)研制出實用、經(jīng)濟，具有可靠性和安全性的康復座椅勢在必行?？茖W合理的座椅應遵循人體工程學原理，減少疲勞、減少由于長期坐姿所引起的疾病，有效提高工作效率。據(jù)調查，由于不正確的坐姿，青少年的脊柱側彎和脊柱后突現(xiàn)象明顯，在歐洲50%的成年人遭受外生殖器周期性疾患的困擾，一個主要的原因就是血液循環(huán)不暢?？祻妥螌⒏纳崎L期辦公室工作人員的腰部疲勞和緩解疼痛，減少醫(yī)療費用和家庭負擔，提高國民的生活質量。

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