轮椅使用者日常活动中的肩关节负荷量化研究：从实验室数据到个性化干预策略

针对轮椅使用者高发肩痛问题，研究人员通过Delft肩肘模型(DSEM)量化10名健康受试者在推轮椅、斜坡移动、减压抬升(WRL)等日常活动中的肩关节接触力(GHCF)和肩袖肌群负荷，发现WRL产生最高平均GHCF(1363±1204 N)，为制定个性化肩关节保护方案提供数据基础。

　　

轮椅使用者长期依赖上肢活动导致39-44%人群出现肩痛，49%存在肩袖撕裂。这种机械负荷引发的病理变化严重影响生活质量，但现有研究多聚焦单一推轮椅动作，缺乏对日常复合活动的系统量化。瑞士苏黎世联邦理工学院团队在《Journal of Electromyography and Kinesiology》发表研究，首次建立涵盖10种轮椅相关日常活动(SL-ADL)的肩关节负荷数据库。

研究采用Delft肩肘模型(DSEM)这一包含17个自由度、139个肌肉单元的先进生物力学模型，结合运动捕捉系统(100Hz)和智能轮椅轮(SmartWheel)动力学数据，分析10名健康受试者完成不同坡度/速度轮椅推进、斜坡上下、减压抬升(WRL)、物料搬运等任务时的肩关节生物力学特征。

结果部分：

1. 肩关节接触力(GHCF)分析
   减压抬升(WRL)产生最高平均GHCF(1363±1204 N)，峰值达3984 N；下斜坡(997±1043 N)和快速推进(802±742 N)分列二三位。力值分布图显示WRL时>1000 N的高负荷占比显著高于其他活动。

2. 肩袖肌群力学特征
   Supraspinatus(冈上肌)在WRL中贡献最大肌力(327±490 N)，Infraspinatus(冈下肌)则在快速推进时激活最强(369±383 N)。值得注意的是，斜坡任务中Subscapularis(肩胛下肌)承担主要负荷(上升268 N，下降242 N)。

讨论指出三个关键发现：
首先，WRL作为预防压疮的必要动作，其单次负荷相当于体重的1.5倍，但现有数据显示使用者日均仅进行4次，提示需优化抬升技术或开发辅助设备。其次，6%坡度推进使GHCF激增3倍，但实际生活中>6°的斜坡仅占3%，说明环境改造可有效降低累积损伤风险。最后，桌边工作虽单次负荷最低(249 N)，但长时间办公可能通过累积效应加重肩部负担。

该研究创新性地将实验室精确测量与日常活动监测技术(如IMU传感器)衔接，为建立"活动-负荷"映射关系奠定基础。未来结合个体活动频率数据，可构建个性化肩关节负荷模型，指导临床制定精准化康复策略。团队特别指出，当前使用健康人群数据可能低估脊髓损伤患者的实际负荷，后续需纳入不同损伤程度患者验证。