颈部缓解装置及用于颈部缓解装置的帽子

摘要

本发明涉及一种包括弹性连接装置（3）的颈部缓解装置（1）及用于所述颈部缓解装置的帽子（20、21），所述连接装置（3）沿脊柱颈椎(3A)上方的上固定点(3')和脊柱颈椎(3A)下方的下固定点（3D）之间的脊柱延伸。

说明书

技术领域

本发明涉及一种颈部缓解装置及用于此颈部缓解装置的帽子。

背景技术

在当今充满大量久坐不动的工作和重复性静态任务的社会中，运动器官问题，尤其是肩 颈问题非常稀松平常。职业人群，如焊工、医护人员、牙医、计算机使用人员及实验室人员 的许多工作需要低头，导致颈部出现严重的应变。因运动器官问题引起的直接费用和间接费 用非常巨大。

US 5199940提到一种用于训练和纠正姿势的装置，所述装置通过在头和腰之间的背部置 放一根杆子，促使装置佩戴者收紧腹部肌肉，使背部和头部紧靠杆子。

CN 2642268中也公开了一种类似的装置，用于防止坐下时背部弯曲和头部向前弯曲。所 述装置包括沿背部放置的可垂直调节杆、固定调节杆的腰带、肩带及与所述杆连接、绕头部 固定的头带。

文件GB 2465424公开了另一种身姿辅助装置。一根带子环下背部固定。沿脊柱一直延伸 到头部的可垂直调节棍被固定到所述带的背面，帮助使用者牢记背上的某些部位应与棍接触， 通过这种方式来采用更好的姿势。

文件WO 2010/058046公开了一种用于防止下背部疼痛的挽具。所述围绕腿的挽具部分通 过弹性带与肩连接，使装置像弹簧一样作用。

发明内容

本发明的一个目的是通过包括弹性连接装置的颈部缓解装置消除，或者至少是最大程度 地减少上述问题。所述弹性连接装置沿脊柱颈椎上方的上固定点和脊柱颈椎下方的下固定点 之间的脊柱延伸。利用本发明，可以提供一种符合人体工程学的辅助装置/训练工具，降低因 头部重心引起的扭矩，放松颈部肌肉。

由于颈部缓解装置包括一个至少部分具有弹性的连接装置，获得一种作用力，重新分配 激活喉部肌肉的模式，提高深颈屈的耐受性。

由于所述连接装置，或其弹性部分，可以替换地放置在上下固定点之间，获得了另一个 好处，即颈部缓解装置的弹性可以适应不同人员的需求。一个实施例也实现了这种好处，在 此实施例中，具有第一长度的连接装置的非弹性部分可以用另一个具有第二长度的非弹性部 分代替，和/或可以用另一弹性部分代替。

根据本发明的一个方面，如果颈部缓解装置包括一个上固定装置，所述上固定装置包括 一顶帽子，所述帽子有一个用于所述连接装置的上附件，其中所述上附件的位置与枕外隆凸 处于一致水平或在其上方，则可以获得最佳生物力学效果。枕外隆凸是颅底附近枕骨（颅底） 上的骨隆凸。

由于上固定装置包括围绕头部且包括所述附件的额带，其中所述额带是弹性的，或者周 长是可调的，因此，提供了一种非常简单但结实的设计，此外，它还很容易拆除和放在颈部 缓解装置上。

如果颈部缓解装置包括一个下固定装置，所述固定装置包括腰带或带，配备用于下固定 点附近的连接装置的下附件，在使用期间，下固定点装置与邻近骶骨的腰部在同一水平上， 则可以实现进一步的好处。

由于腰带/带包括至少一个固定装置，如带，通过胯部在带/腰带的前面和后面延伸，可 以实现腰带/带可以垂直固定的好处。

连接装置包括与所述附件相互作用的成对固定工具，例如，钮扣和钮孔，按扣、孔和钩、 钩和环、尼龙搭扣带，实现简单灵活的固定。

根据本发明的一个方面，所述颈部缓解装置包括一个沿脊柱整个长度延伸的连接装置， 所述连接装置还提供一种刺激，以保持脊柱的自然结构。

附图说明

下面，将参考附图对本发明进行更详细的描述：

图1是从使用本发明一个优选实施例中的颈部缓解装置的人背后看到的图；

图2是从使用所述颈部缓解装置的人的侧面看到的情形；

图3是本发明所述颈部缓解装置的一个替代实施例从后面和从侧面看到的情形；

图4是本发明所述颈部缓解装置另一个替代实施例从后面和从侧面看到的情形；

图5是使用所述颈部缓解装置的人的骨架示意侧视图；

图6通过力的箭头示意性地画出了直立位置时头部和颈部肌肉的重心是如何作用的；

图7通过力的箭头示意性地画出了向前弯屈时头部和颈部肌肉的重心是如何作用的；

图8通过力的箭头示意性地画出了向前弯曲时头部、颈部肌肉和喉部肌肉的重心及颈部 缓解装置是如何作用的。

具体实施方式

图1是本发明所述颈部缓解装置1优选实施例在使用期间的情况，也就是说，沿头部上 固定点3'和后背部水平上的下固定点3D之间的人的背部固定。

所述颈部缓解装置1包括上固定装置2、下固定装置4及在它们之间延伸的连接装置3。

所述颈部缓解装置最简单的形式是，包括帽子形式的上固定装置2，所述上固定装置2 由额带20组成，所述额带在与枕外隆凸在同一水平或在枕外隆凸上方环绕头部。枕外隆凸是 枕骨（颅底）上的骨隆凸。下固定装置4包括一根带4，在与骶骨3D同一水平处环绕躯干。 最简单的情况是，所述连接装置3包括连接这两部分的弹性带。在下固定装置4的优选实施 例的后续描述中，所述弹性带被称为带，但是应该理解的是，还包括其它适合此用途的装置， 如腰带或挽具。

在优选的实施例中，帽子还包括冠部21（参见图2），从两耳横跨头部，并连接额带的脸 颊部件。额带20和冠部21因此是连续的，形成类似帽子的结构。上固定装置2优选采用柔 软、略有弹性的材料制造，并且可以提供各种不同的设计，适合不同的头型。在上固定装置 2的背面，有上附件30、31，优选其形式是一个或两个钮扣，用于将弹性带3与上固定装置 2连接。如果固定装置包括一个钮扣，它适合固定在帽子背后中心颈部伸长处。如果固定装 置包括两个钮扣，钮扣30、31的间隔距离X是3-22cm，优选是5-15cm。这些钮扣30、31 使弹性带3很容易连接和解开。

在优选的实施例中，带4优选适合通过尼龙搭扣带闭合，从而使带4很容易绕身体固定。 在带4的背面，有下附件32、33，优选其形式是两个钮扣，两个钮扣之间的距离Y是5-40cm， 优选是10-20cm。带4采用有一些弹性的材料制造，从而带4能够适当地绕与下固定点3D 在同一水平的腰部曲线区域固定（参见图5）。

连接装置3包括弹性带，最简单的形式是在其两端切开，从而使两端呈V形。带3因此 包括两个上固定部分36、37和两个下固定部分38、39。固定装置位于所述上固定部分36、 37和下固定部分38、39上面，在这种情况下，扣眼用于将带3分别与上固定装置2和下固 定装置4的钮扣30、31、32、33连接。

弹性带3的长度L是20-150cm，更优选是60-120cm。

图2是本发明所述颈部缓解装置1的侧视图，其中可以看到带3是怎样在脊柱3A、3B、 3C、3D、3E整个长度后面延伸的（参见图5）。当使用颈部缓解装置1时，上固定装置2放在 人的头上，下固定装置4紧绕人的躯体固定，优选与下背部3D处于同一水平。弹性带3在这 些固定装置2、4之间延伸。

在完全直立的站姿或坐姿时，头部重心H在运动额轴前面几厘米，总体上来说，可以视 为穿过耳道，参见图6。运动轴前面重心H的位置导致自然向前的扭矩，使头向前弯曲。这 意味着为了防止头部向前弯曲，姿势性颈部肌肉F，特别是斜方肌和下面更短的颈肌必须连 续被激活。由表达式可以知道，自然向前扭矩指的是直立位置头部重量引起的前倾扭矩。在 从事要求颈部前弯的任务时，由于重心H进一步前移（进一步远离运动轴），前倾扭矩增加， 参见图7。当戴工作帽，如安全帽和遮光板工作时，造成的扭矩甚至增加更多。因此，参见 图6，颈部肌肉F必须更大程度地被激活，造成疲劳、超负荷症状、疼痛及工伤风险。

本发明所述的颈部缓解装置1通过与颈部肌肉F4作用力平行作用、与运动轴方向相反的 反向力S降低了导致的扭矩，参见图8。通过这种方式，颈部肌肉F被激活的程度更小。在 优选的实施例中，颈部缓解装置1还通过在颈部缓解装置1中施加超过直立位置头部自然向 前扭矩的拉/扭矩S（向后），重新分配颈部周围的激活模式，因此，为了平衡头部，喉部的 点头肌R，主要是胸锁乳突肌被激活，而不是颈肌F被激活。在向前弯曲位置时，颈部缓解 装置1进一步被安排施加优选超过向前弯曲姿势所引发扭矩的拉/扭矩S，如图4所示。

通过这种方式，肌肉激活被重新分配，并可以降低后颈的紧张程度和疼痛。通过激活点 头肌，还可以实现另一种称为“对抗抑制/交互抑制”的生理效应。这意味着通过激活颈关节 相对侧的肌肉，在这里即喉部肌肉R，可以获得颈部肌肉F激活程度的直接反射性抑制，因 为它们无法同时被激活。结果，颈部肌肉的神经冲动被使头部向前的点头肌的活动阻断，颈 部肌肉得到完全放松。近来针对颈部疼痛的研究已经发现了高水平的证据，证明了深颈屈的 耐力训练可以实现诸多效果，例如，特别是，增加肌肉强度、减轻疼痛和减轻头痛。采用本 发明的颈部缓解装置1，可以减轻颈部肌肉F上的负荷，可以预防颈部区域的问题，并且可 以用于颈部问题患者的康复。因此，在一优选实施例中，改变弹性，可一直实现“对抗抑制/ 交互抑制”效应。

在上颈部关节的静态平衡中，适用下述：

在支点M处，正向扭矩（头部重量）应等于向后弯曲力矩（肌肉的活动）。

示意为：F3×L3=F4×L4

F3=头部重量

L3=头部在运动轴前面作用的力矩臂的长度

F4=颈部肌肉力

L4=肌肉在运动轴后面作用的力矩臂的长度

在图8中，正向扭矩是因运动轴前面以某一长度（L3）作用的头部重量（H）引起的。向 前弯曲力矩（没有帽子）是H×L3，其中H是头部的质量，等于体重的5%×重力。向后弯曲 力矩是F4×L4，其中F4表示导致的肌肉力，这是颈部缓解装置（S）努力降低/消除的力。

因此：H×L3=F4×L4->F4=(H×L3)/L4

计算实例，肌肉活动F4的计算：

((0.05×体重（kg）×9.82)×0.02m)/0.04m

如果人的体重是80kg，则上述例子中肌肉活动是

((0.05×80×9.82)×0.02)/0.04=19.64N

随帽子的使用（附加重量）及向前弯曲角度的增大，这种活动迅速增加。颈部缓解装置 努力代替这种引发的肌肉力，或者甚至超过这种力，从而为了保持静态平衡，喉部肌肉（R） 活动，导致颈部肌肉的交互抑制。

到目前为止，只描述了上颈关节周围的生物机械力。如果假设在第7根颈椎周围有一根 运动轴，则可以对整个颈部开展相应的计算。在这种情况下，颈椎区的重量（大约是体重的 2%）也必须包括在内。此时，颈部/肩部肌肉上的力将变得甚至更大。

在优选的实施例中，颈部缓解装置1还提供了一种刺激，以保持背部的自然结构，假设 背部的自然结构从侧面看呈S形。背脊曲线是向前凸，胸椎是向后凸，颈椎是向前凸，参见 图5。如果保持S形，脊柱在承载负荷方面是最有效的。颈部缓解装置1向脑部提供传入冲 动，刺激更笔挺的姿势，从而保持自然曲率。如果保持S形，最大程度地减轻了椎骨之间的 剪切力，这些剪切力否则会造成超负荷受伤。

图3是下固定装置4的一个替代实施例，其形式是挽具，包括带41和至少一个第三固定 装置，在此实施例中，第三固定装置的形式是一对扣带(straps)。扣带40固定在带子41的前 侧，并朝腹股沟向内/向下延伸，通过胯部进一步环绕大腿，再一次在大腿外面朝带子41后 面下方和向上延伸。带41和扣带40优选采用弹性材料制造，这样，可以卡进挽具内，并拉 到适当位置，从而带41绕下背固定，扣带绕大腿和臀部下面固定。此实施例的一个优点是背 脊曲线区域的固定点紧靠腰椎曲线下面骶骨上部保持不动。为了使颈部缓解装置1尽可能实 现最好的效果，两个固定点3'、3D都应固定好。上固定点3'应与枕骨（颅底）上的外部枕 外隆凸（骨隆凸）处于同一水平或在其上方，与/或在上项线上方。固定点3'位于这些区域 上方的优点是，颈部缓解装置1从而可以获得可能最长的力矩臂，使颈部缓解装置1的效果 最好。可以设想布置，例如在其远端有固定工具的针，将固定点3'安排在距颅外较短距离的 地方，一般是2-5cm，可进一步加长力矩长度。如果固定点3'位于这些区域下方，力矩臂缩 短，颈部缓解装置1的效果降低，但是，经验表明，仍然可以实现一些效果，这也是为什么 应该理解，由于帽子的设计或由于使用期间允许帽子在头部有一定的移动性，因而固定点3' 允许有一定位移的实施例仍然可以实现本发明目的的原因。弹性带3从与正中项线平行的固 定点3'向下朝脊柱延伸，下固定点3D应相对骶骨3D固定，以在腰椎前凸（背脊曲线）上产 生正确的效果。带3的弹性应是可以调节的，例如，具有不同强弹性的不同带3，以实现最 大的张力消除感。当颈部缓解装置1作为要求可调负荷水平的训练工具使用时，可调节性也 是非常重要的。

图4是本发明颈部缓解装置1的另一个替代实施例。在此实施例中，上固定装置2包括 帽子200。下固定装置4包括上面所述带4。在此实施例中，弹性带3包括直带，所述直带有 一个位于其上端的固定装置34，优选是一个钮孔34，用于连接到帽子200。

本发明所述颈部缓解装置1还用于佩戴某种帽子，如焊工帽的职业人群。则颈部缓解装 置1优选通过其上端中的钮孔34连接，所述上端滑过帽子下边缘后面的附件，如焊工帽后面 通常有的用于调节帽子周长的现有螺钉头。当与焊工帽连接时，下固定装置4可以由上述实 施例中的一个组成，或者弹性带3可以通过位于防护服背后的钮扣与防护服连接。

图5表明了一个优选实施例中的颈部缓解装置1是怎样在上固定点3'和下固定点3D之 间延伸的。

图6示意性地表明了头部和颈部肌肉F的重心H是如何在直立位置作用的。如果颈部肌 肉F未被激活以抵抗因重心H引起的自然向前扭矩，头部将向向前弯曲。虚线A示意地表明 了运动轴。

图7示意性地表明了在向前弯曲期间头部重心H是怎样进一步远离运动轴，导致颈部肌 肉F必须抵抗更大的扭矩。

图8示意性地表明了颈部缓解装置1的作用/拉/力S如何与颈部肌肉作用力F4平行作用， 从而缓解颈部肌肉F。如果颈部缓解装置1中的弹性力超过头部前倾扭矩F，则为了平衡头部， 前面喉部肌肉R被激活。这导致重负荷颈部肌肉F的交互抑制（抑制、张力消除）。

本发明所述颈部缓解装置1有如下几个应用领域：

-用于从事许多低头工作的职业人群的工作生活，如焊工、牙医、计算机使用人员等。

-用于体育健身活动，其中颈部缓解装置1与园艺、散步和北欧式健走完美结合，用于优 化训练效果和刺激姿势。

-作为训练工具用于康复活动，如理疗医师、按摩师和推拿治疗患者，用于颈部耐力训练 和深颈屈的特殊训练。

替代实施例

本发明并不限于上文所述，而是可以在下述权利要求书的范围内变化。例如，应该理解 的是，连接装置可能有不同的实施例，如宽度比厚度大很多，或具有圆形截面。

并非采用具有不同弹性的不同带进行更换，而是带的弹性是可以调节的，连接装置有几 个固定装置，这些固定装置按离连接装置末端距离逐渐增加的方式布置，如一排的几个钮孔， 从而可以根据要求的弹性选择固定装置。

连接装置还可以包括几个部分，其中如与上固定装置和下固定装置连接的部分由非弹性 部分组成，弹性部分位于非弹性部分之间。当然，除上面提到的以外，连接装置包括其它弹 性部分和非弹性部分的组合，这些部分可以互相代替，从而产生多种不同弹性、不同长度等 的不同组合。连接装置具有第一长度（L1）的非弹性部分，例如，能够用另一个具有第二长 度（L2）的非弹性部分代替，和/或用另一个弹性部分代替。所述连接装置还包括不止一根弹 性带，例如，可以是位于脊柱两侧、具有不同弹性的两根带子，用于训练因不均匀负荷造成 脊柱扭曲的人体一侧的肌肉。

在本发明的范围之内，应该理解的是，期望从连接装置获得的力的作用还可以通过不同 弹簧装置实现。

还可以设想一种不围绕整个背部的实施例。连接装置可以从颅底沿脊柱延伸到颈椎下面， 并在此连接至，例如，绕腋窝下面胸部固定的弹性带，另一种替代方案是配备一个挽具，胳 臂滑到挽具内，从而将带沿脊柱保持在合适位置。

在此处所述实施例中，连接装置采用互相配合的钮扣和钮孔与固定装置连接，但是，连 接装置可以采用与此处所述实施例不同的方式与固定装置连接。当然也可以设想其它相互作 用的、成对的固定工具，如按扣、孔和钩、钩和环、尼龙搭扣带，以及吊带紧固件或其它夹 子附件。另一种替代方案是在安装颈部缓解装置时将带子缝、胶或铆到固定装置上。

在本发明的范围内，应该理解的是，帽子并非必须采用弹性材料制造。例如，可以采用 与图2实施例大致相似，但是用塑料制造的施工/焊工帽的内衬。内衬有一种可以调节从而适 应不同尺寸的脑袋的调节工具，其形式是位于内衬颈部上面的调节装置。此外，还可以使用 调节螺钉，调节装置包括一个用于连接装置的附件。当然，还可以设想一种独立的附件，从 结构观点看，所述附件可位于合适的位置，以方便连接装置的连接，允许将内衬集成到帽子 内。该附件可以放在脑后到冠顶的区域，并且例如，在槽内或通道内向后、向下滑动。所述 附件优选很容易在帽子外，或在其内部接近，如前文所述，所述附件，例如，由用于钩或螺 钉的一个或几个钮扣、环或孔组成。连接装置优选自由地从一个点延伸，该点与枕骨（颅底） 上的外部枕外隆凸（骨隆凸）处于同一水平或在其上方，和/或在上项线上方。

其中带的固定装置在后面的传统的帽子，可以用作上固定装置。还应该理解的是，所述 连接装置可以在其两端配备，例如，可以打开的钩子，简单地钩到一条裤子上的环内，或钩 到另一种合适的固定装置内。

熟悉本领域的技术人员还应该理解的是，当颈部缓解装置在某些使用不同防护设备的职 业类别中使用时，所述颈部缓解装置可以集成到工作服上。例如，如果使用帽子，连接装置 可以在背后连接到现有螺钉/钮扣，或者生产商可以为颈部缓解装置使用者改造帽子。

这同样适应于，如工作服/工作裤，其中通过合作，生产商可以在背后提供固定装置，或 者，提供一根带子，适合用于从这里连接连接装置。

不同固定装置的材料当然可以不同，而并不背离将带子保持在适当位置的用途。

此外，应该理解的是，装置中包括的部件并不仅仅是彼此一起使用，如描述中示范的那 样。应该理解的是，它们在适合它们的应用中可以单独使用，除此处给出的有形的实例外， 本发明所述装置的其它方面可以构成与独立装置有关的独立权利要求书的基础，或与任何或 任何其它所述装置一起使用。

例如，应该理解的是，设计用于方便本发明所述连接装置使用的适用于特定职业类别的 不同类型的帽子或下固定装置应包括在本发明的概念范围之内。