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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃智明
研究生(外文):Chih-Ming Huang
論文名稱:坐姿擺位支撐對重度腦性麻痺患者肌肉張力之影響
論文名稱(外文):The effect of Seating and Positioning Support on Muscle Tone of the Severe Spastic Cerebral Palsy
指導教授:鍾高基鍾高基引用關係
指導教授(外文):Kao-Chi Chun
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:醫學工程研究所碩博士班
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:133
中文關鍵詞:適形坐墊肌電訊號腦性麻痺坐姿擺位
外文關鍵詞:cushionemgCerebral Palsypositionseating
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中文摘要

中重度腦性麻痺患者常因異常張力、反射和感覺系統障礙等問題造成發展遲緩、肢體變形和功能喪失而導致嚴重的功能性障礙。若早期提供他們適當的臨床治療和訓練、合宜的輔具及支撐器材,便能改善其不正常的動作及減少相關併發症,進而發揮最大的日常生活功能及接受教育訓練以培養獨立能力。特殊坐姿擺位支撐輔具有助於腦性麻痺患者紓解因重力誘發異常神經肌肉作用,增加身體穩定度,使患者處於一放鬆的姿勢下發展正常的肌肉張力與動作表現。
有鑑於目前對特殊坐姿擺位支撐系統之功能性療效評估,多以臨床觀察為主,雖然發現實際之顯著助益,但多為臨床人員之主觀評估或使用臨床上所設計之半量化評估表。根據多位學者研究結果指出,特殊坐姿擺位對腦性麻痺影響缺乏一致性,其理由可能因無法有效控制研究內部因子、個體間的變異性太大、樣本不足的影響,使得結果缺乏一致性。
故本研究之目:量化評估特殊坐姿擺位及適形坐墊對重度腦性麻痺患者肌肉張力的療效,特定目標包括下列兩點:(1)坐姿擺位系統及適形坐墊系統之設計與製造,(2)利用肌電訊號量測探討坐姿擺位與適形坐墊對於重度腦性麻痺患者肌肉張力之影響。第一階段:經由系統化的臨床評估,量取受試者在不同椅面(0o、8o、13o)與椅背角度(90o、95o、100o、105o、115o)組合下之肌電訊號以及臀形輪廓,以肌電訊號之全波整流積分值(IEMG)來探討肌肉張力的大小,以決定最適當的坐姿擺位,做為適形坐墊的製造依據。第二階段:紀錄坐姿擺位與適形坐墊對於受試者肌肉張力之肌電訊號,藉以與第一階段比較使用一般坐墊的肌電訊號之差異,以了解適形坐墊對於腦性麻痺患者降低肌肉張力、增強穩定性的效果。統計分析使用相依樣本變異量統計,對於椅面角度、椅背角度以及坐墊三個因子來探討不同坐姿擺位及適形坐墊對肱二頭肌、軀幹伸直肌、內收大肌、股直肌以及腓腸肌之肌肉張力變化程度。
本研究整合神經肌肉以及生物力學控制理論,設計製造坐姿擺位臨床評估系統,以多變量集群分析方式規劃成人與孩童兩套系統。依照個案尺寸與臨床需求以提供不同椅面角度、椅背角度、各肢段長度及關節角度和支撐輔具之配合。使用電腦輔助設計、製造方法完成臀型輪廓量測系統與泡棉坐墊切削系統,免除需要大量的倉儲空間,能夠快速且精確製造個人量身訂製的適型泡棉坐墊。可攜式的肌電訊號量測系統實現兼具機動性、方便性以及未來可擴充性的量測系統。到目前為止總共完成4位個案實驗,一位女性痙攣型腦性麻痺患者,三位男性正常人(研究生)做為控制組。實驗結果顯示,由於正常人具有完整且良好的神經肌肉控制系統,使用適形坐墊對於正常人肌肉張力的影響有進一步改善的效果產生,但是並沒有統計上顯著的差異。實驗結果證明坐姿擺位以及適形坐墊對於腦性麻痺患者肌肉張力的影響則有明顯的改善,其張力值皆比使用一般坐墊較低而且呈現穩定的情形。結果並指出適形坐墊在特定的坐姿擺位上才能發揮其最大效果,顯示其個人量身訂製的重要性。最佳化坐姿擺位以及適形坐墊的提供,可促進痙攣型腦性麻痺兒童及肌肉張力的降低,以及維持肌肉張力的穩定,以及身體協調與平衡功能的改善,減少病態反射及肢體變形的發生。誘發正常發展動作,維持坐姿直立功能,以提升日常生活之獨立性。
Abstract
Seating/positioning is very crucial for medical and rehabilitation treatments of the individuals with central nervous deficits, particularly for moderate or severe cerebral palsied (CP) children. Proper seating and body support devices could improve the normalized muscle tone and decrease the abnormal activities of pathological reflex to facilitate functional development and activities.. This takes advantages of improving body stability and movement for preventing deformities and minimizing functional disabilities. Recent researches in functional assessment mostly apply the observational approaches of subjective evaluation. This makes inconsistencies resulted from internal or external variations among the individuals or insufficient observations.
The purpose of this research was to investigate objectively the effect of proper seating and body support device on improvement of muscle tone of the severe CP. The specific aims were to: 1) design and develop a seating/positioning evaluation system with customized seat cushion device; and 2) quantitatively assess the effect of seating/positioning support on muscle tone of the severe spastic cerebral palsy by using electromyography. The experiment included two stages. In the first stage, the proper seating/positioning was determined through quantifying the EMG of muscle tone in 3 seat angles (0o, 8 o, 13 o) and 5 back angles (90 o, 95 o, 100 o, 105 o). The fabrication of customized cushion was dependent on the results of proper seat and back angles. In the second stage, the effects of 15 seating/positioning with customized cushion on muscle tone were compared to these with flat cushion on muscle tone. The effect of seat angle, back angle and cushion factors on the muscle tone was analyzed statistically by using two-way and three-way ANOVA with repeated measurement for the abled body control group.
Three normal subjects for the control group and one cerebral palsy subject were recruited to participate in the experiment. The results show that the muscle tone of the cerebral palsy with customized cushion is obviously lower than that with flat cushion. However, the muscle tone of normal subjects with customized cushion is not statistically significantly different from that with flat cushion. The future study is recommended to 1) improve the reliability of the study through increasing experimental subjects. 2) develop interface pressure measuring system for investigating the effect of seating and positioning with customized cushion on buttocks-cushion interface pressure.
目錄
授權書
中文摘要 I
英文摘要 III
誌謝 IV
目錄 V
表目錄 VIII
圖目錄 X

第一章 緒論 1
1.1 腦性麻痺 1
1.2 腦性麻痺之坐姿擺位及輔助科技 3
1.2.1 坐姿擺位之生物力學與神經肌肉控制理論 3
1.2.2 坐姿擺位文獻回顧 9
1.2.3 坐姿擺位量測評估科技 10
1.2.4 坐墊之生物力學與接觸應力分析 11
1.2.5 臀形輪廓量測及適型坐墊設計製造 14
1.3 肌電訊號於肌肉張力之量化評估 18
1.3.1 表面電極與針電極 18
1.3.2 肌電訊號分析 19
1.4 研究動機與目的 20
1.5 研究假說 21


第二章 材料與方法 22
2.1 系統設計理念及考量 23
2.2 系統設計及製造 24
2.2.1 坐姿擺位臨床評估系統 24
2.2.2 臀形輪廓量測系統 34
2.2.3 適形坐墊切削系統 42
2.2.4 肌電訊號量測系統 45
2.3 實驗設計 50
2.4 實驗對象 50
2.5 實驗步驟 50
2.6 電極擺放位置 52
2.7 肌電訊號處理 55
2.8 評估參數 57
2.9 資料分析 57

第三章 結果與討論 58
3.1 坐姿擺位評估及適形坐墊系統實現與功能 58
3.1.1 坐姿擺位臨床評估系統 58
3.1.2 臀形輪廓量測系統 70
3.1.3 適形坐墊切削系統 77
3.1.4 肌電訊號量測系統 81
3.2 坐姿擺位與支撐介面對於肌肉張力之影響 81
3.2.1 肌電訊號之選擇分析 82
3.2.2 坐姿擺位與一般坐墊對於肌肉張力之影響 85
3.2.3 坐姿擺位與適形坐墊對於肌肉張力之影響 109
3.2.4 適形坐墊與一般坐墊對於肌肉張力之比較 128
第四章 結論與未來展望 129
4.1 結論 129
4.2 未來展望 130

參考文獻 131
附錄A 肌電訊號處理程式 133
參考文獻
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[21] Christine M, Form and Function, Form function Finland,
ISSN 03588904
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