课件：生物力学疗法在康复中的应用.ppt

生物力学疗法 在脊源性疾病中的应用,海口市人民医院康复医学科 宋振华 ,Contents,科室简介,1,生物力学疗法背景,2,脊柱生物力学,3,生物力学疗法临床应用,4,一、海口市人民医院康复医学科简介,人员构成,1、我科现有病床25张 2、在保持原小儿脑瘫康复和理疗等特色治疗基础上采用脊柱微调手法、神经肌肉深层按摩、肌筋膜松动、日式整脊疗法、密质银质针导热疗法、神经阻滞术等综合措施治疗颈肩腰腿痛，取得了较好的疗效。,3、我科系统提出了脑卒中规范化临床治疗路径，强调了脑卒中的三级预防措施，通过康复训练改善运动功能、感觉功能、协调平衡功能、言语吞咽功能、认知功能和日常生活活动能力以及继发性功能障碍，如：肩部功能障碍、关节活动障碍、心理障碍、深静脉血栓形成、骨质疏松、废用综合征和误用综合征等，减少了发病率和致残率。治疗从临床医疗和康复训练两方面入手，开展四步骤疗法（临床医疗：消除危险因素，控制基础疾病，治疗原发病，防止并发症；康复训练则借助神经生理学方法，运动再学习、功能性电刺激、神经干电刺激、运动控制等综合治疗措施，通过分析患者功能，练习患者丧失的功能活动，整体地练习运动作业，将训练转移到日常生活活动环境中四个步骤），减少了脑卒中复发率，降低了患者的致残率，取得了较好的疗效。,二、生物力学疗法应用背景,生物力学是研究生物体或生物材料在机械运动过程中，力和力的作用规律及其应用的科学。进而从功能变化推知其生理、病理含义，为预防和治疗提供依据。,2O世纪80年代以来，我国一批力学、物理学、医学以及生物学工作者加入到生物力学研究行列中，建立了我国的生物力学基地和研究团队。研究领域主要有：生物流变学、心血管生物力学与血液动力学、骨关节和口腔生物力学等。此外，还进行了呼吸力学、软组织力学、药代动力学等方面的研究。这些工作的开展、积累和成果为我国生物力学学科的发展做出了重要贡献。,（1）脊椎病的预防和保健,（2）牵引治疗,研究证明力学负荷有益于腰部的健康。脊柱的骨骼、肌肉、韧带以及腰椎间盘都可以通过体育锻炼而变得更加坚强，从而使之更不易于损伤。过去的观点是利用卧床休息来治疗腰痛，并认为体育锻炼有损于腰痛的治疗，但是这种观点已经逐渐引起人们的怀疑。相反，现在的研究更强调锻炼在维持骨骼肌肉系统健康中的重要性。遗传被认为是脊柱健康的新的“敌人”，它在椎间盘退变中起决定性的作用。,然而，那种认为遗传对脊柱病理的影响可以以某种方式降低力学或生物化学因素重要性的观点是错误的；相反，基因恰恰是通过影响脊柱组织的力学、生物化学以及代谢的特性而发挥作用的。同理，那种认为社会心理因素如抑郁倾向和工作不满意也是腰痛重要原因的观点也是不正确的；事实上在解释初次的腰痛时，某些身体的和代谢的因素解释人们对疼痛的反映而不是疼痛的本身。近来点疼痛诱发试验不仅确定了严重腰痛的解剖学根源，而且也确定了当受影响的组织收到机械刺激时，病人的特征性的腰痛是可以复制的。这些观点以前就得到承认；只不过是近来腰痛研究的天平过度的倾向了社会心理因素的研究，而忽略了身体的因素，故有希望的是，未来十年里，腰痛研究的钟摆会重新摆回身体的研究上来。,腰痛的生物力学并不意味着单单是力学性的解释，它仅仅反映了一个事实：在牵涉生物学、心理学和力学（也即生物力学）的复杂腰痛自然史过程中，力学因素是最明显的和最可以预防的影响力。 摘自英国著名脊柱科学家 Michael.A.Adams,三、脊柱生物力学,脊柱具有内源性稳定和外源性稳定，前者靠椎间盘，小关节及周围韧带，后者靠脊柱周围的肌肉，特别是胸腹机。内源性稳定是：椎间盘髓核内的压应力使相邻椎体分开，而纤维环及其周围韧带在抵抗髓核分离压力情况下，使椎体靠拢，这两种不同方向的作用力，使脊柱得到较大的稳定性。一般认为，脊柱外源性稳定较内源性重要。失去内源性稳定，脊柱变化较缓慢，而失去外源性稳定，则脊柱不能维持其正常功能。总之，以上任何结构破坏均可造成脊柱的不稳。下面简要讨论，脊柱的稳定因素及原理。,（一）脊柱的生理曲度 脊柱是由椎骨、椎间盘和韧带连接在一起。从正面看，它是直立的，对称的，个别人有轻度的向右侧弯，这是由于主动脉的位置或右手活动过多所导致，从侧方看，有四个生理性弯曲，即颈曲，腰曲向前，胸曲和骶曲向后。这样脊椎就像一根能调节弹性曲杆。其四生理曲度有利于维持椎间关节的的强度和稳定性，增加了脊柱的适应性和吸收冲击的能力。,从而减轻走路，跳跃时从下方传来的震荡，缓和脑和脊髓受到的冲击。这是保证脊柱三个基本生物力学功能的基础，即保证将头和躯干的载荷传递到骨盆，保证机体头、躯干骨盆间充分的生理活动和保护脊髓。 维持脊柱生理弯曲，是保持脊柱稳定性的基础。脊柱生理性变曲易受到椎间盘形状，椎体形状，脊柱周围肌肉，人体姿势，骨盆倾斜度以及病理因素的影响。,1.人体的姿势：人体正确的姿势，可以保证人体正常的重心，维持正常重心是保持脊柱生理曲度的基础。当人体站立时，脊柱生理曲度正常者，其重心线沿乳突向下经髋关节的中心横轴，第2骶椎，膝和踝的前面，落在负重足上。此重力垂线通过了颈、胸、腰三个变曲的交界处，即使各部曲度有所改变，重力线位置也不会发生改变。根据生物力学特点坐下时采取略后靠，微伸展的姿势，这样能减小椎间盘的压力。所以，保持正确的姿势，可以维持脊柱正常生理曲度，继而增加脊柱抵抗纵向压缩栽荷的能力。故生理曲度明显的脊柱是动力型的，而较直的脊柱是静力型的。,脊柱前屈时，椎间隙前方变窄，髓核向后移动，后方纤维环随压力增加；,脊柱后伸时，后方椎间隙减小，髓核向前移位，前方纤维环压力增加；,当脊柱生理曲度不正常时，躯干重力的传导将失去平衡，例如腰段脊柱的前凸消失时，重心前移，椎体载荷增加，所以会导致椎间盘向后偏移，纤维环后部受到应力加剧，甚至会引起椎间盘向后膨出或突出，关节突关节面的分离、错位，降低脊柱的稳定性。同时腰背部肌肉会代偿性增粗，而出现腰背痛。,2.骨盆倾斜度：脊柱的许多肌肉对称地止于骨盆或起于骨盆，骨盆犹如基石，起着支持脊柱、维持脊柱稳定和平衡的作用。在正常情况下，这些肌肉的平衡收缩，将骨盆倾斜角度维持在30度左右，若骨盆前倾角度增大，将使腰曲前凸增大，甚至导致病理性凹背。,这项名为鞋跟高度对青年女性脊柱影响的研究，通过红外线三维摄像系统，对青年女性穿不同跟高皮鞋时的自然站立姿态进行定量研究。课题负责人邓雪选了6名穿37码鞋的青年女性为实验对象，让受试者赤足分别穿2.5厘米、5厘米、7厘米、9.5厘米跟高的皮鞋，自然站立于测力台上，受试者身体骨骼相应部位贴上红外线反光标示球，由三维摄像系统进行数据捕捉采集。 研究表明，底椎-耻骨联合连线与水平面所形成的骨盆角，随着鞋跟高度增加而减小;第一、第三、第五腰椎三点之间的夹角，随着跟高增加而逐渐增大。,脊柱滑脱症可引起同样的畸形。腰段脊柱前凸，胸段脊柱呈现代偿性后凸。患者腰部凹陷，骶骨向前倾斜，臀部明显后凸。若骨盆有额状位不正，可导致脊柱诸肌失衡和不稳，形成脊柱侧凸，是脊柱的不稳定状态，在脊柱侧凸未被完全代偿情况下，会导致脊柱侧凸畸形进行性加重，久之会引起椎间盘应力改变，出现向侧方膨出或突出。因此 ，在临床整脊治疗过程中，必段首先整髋、整骶，保证骨盆在额状位和矢状位的倾斜角度，使脊柱达到新的平衡状态。,(二)椎间盘 椎间盘在相邻椎体间起着缓冲垫的作用在各种不同载荷下，它产生相应的变形来吸收冲击，稳定脊柱。椎间盘的解剖结构决定了椎间盘有利于对抗压缩力。,椎间盘退变 年龄,挤压,牵拉,扭转应力,2019/9/1,37,可编辑,在椎间盘垂直受压时，主要表现为纤维环向四周膨出，去除载荷，由于其弹性基质作用恢复原形，即使在很高的载荷下，去除载荷后产生永久变形时，也没有出现哪一个方向的纤维环破裂，这是因为载荷能够均匀分布到椎体的上下面和周围的纤维环上，这一点符合帕斯卡定律的特点。由于椎间盘的弹性模量远远小于椎体。易发生变形，当载荷增加到一定程度时，首先破坏的是椎体而不是椎间盘，这说明，临床上椎间盘突出不只是由于受压，更主要的原因是椎间盘内的应力分布不均匀。,随着年龄的增加，椎间盘对抗压缩能力逐渐降低，髓核由于脱水变得不饱满，将轴向压力分布到内层纤维环的能力下降，使大部分载荷由纤维环直接承担，可引起纤维环膨出，使椎间盘高度减小，韧带松弛，从而影响脊柱的内源性稳定。脊柱的运动方向主要靠椎间盘和椎间韧带的支持，其伸屈范围则取决于椎间盘的大小、形态和生化特性。有人证实，脊柱在各方面的运动幅度不超过6度8度时并不发生椎间盘破坏，也就是说扭转暴力和过度弯曲是椎间盘受损伤的主要原因。也有人证实，脊柱轻度曲伸活动中，髓核并不改变其形状和位置，这或许是解释卧平板床或轻度屈曲脊柱做为治疗和预防腰痛的机理。,椎间盘突出的病理分型： 凸起型 破裂型 游离型,椎间盘由粘弹性材料构成，在退变过程中弹性功能逐渐减退，逐步丧失能量贮存，传递和扩散应力的能力，对抗冲击和吸收震荡能力减弱。其蠕变，松弛、滞后等粘弹性质也会发生改变，退变的椎间盘，蠕变变形相对较快，在很短时间达到最大变形，这说明吸收震荡及冲击力能力减退；椎间盘的滞后性与人的年龄有关，年轻人的滞后性较好，中年以后的滞后性小，同一椎间盘在第二次加载后的滞后性比第一次加载时下降，这表明，反复冲击对椎间盘有损害。汽车驾驶员的腰椎间盘脱出发病率高，可能由于反复承受轴向震动的原因。,(三)关节突关节： 脊柱对重量或载荷的运动和传递中，椎体和椎间盘承受了大部分重量或载荷，而关节突关节仅承受0%-33%的重量或载荷。过伸位时，小关节承担的压缩载荷最大达33%，在最大前屈时，其压缩载荷最小降至零。因此，脊柱从前曲到后伸，小关节的承载在0%-33%之间变化，在中立位时小关节约承担18%的载荷。在扭转试验中，椎间盘、前后纵韧带与关节突关节、韧带各承担45%的扭转载荷，余10%则由椎间韧带承担当椎间盘退变后，粘弹性能发生改变，大部分载荷是由关节突关节承担，使关节突关节活动被动增加，继而出现小关节错位或半脱位，造成关节囊及周围软组织损伤，使椎体间出现不稳定。,(四)韧带： 脊柱周围有坚韧的韧带，承担脊柱大部分的张力载荷。除黄韧带外，可与椎间盘一同提供脊柱内源性稳定。它们之间的协同作用既能保证准确的生理功能，又保持相邻椎骨之间的正常位置，限制脊柱的过度活动，且能在快速高载荷的创伤环境中，吸收突然施加的大量能量，保护脊髓不受损伤。 1.前、后纵韧带：是人体内两条最长的韧带，对稳定椎体起着重要作用。单纯的屈伸运动不能撕裂它们，其力学强度随年龄增长而降低，吸收能量能力也下降。前纵韧带强度是后纵韧带的2倍。但二者的材料性质是相同的，可有效防止脊柱过度屈伸运动。,2.黄韧带：主要由弹性纤维构成，可以允许在较大范围活动而不发生永久变形。当脊柱前屈时，黄韧带处于拉紧状态而变薄，此时应变最大；当侧弯和扭转时，黄韧带变化最大，此时应变最小；后伸时黄韧带缩短，这种性能，限制脊柱过度前屈，并使其在脊柱运动过程中能保持恒定的张力，该张力可使椎间盘内出现持续的预应力，是使早晚人体身高改变的主要因素；由于受失重的影响，该预应力使宇航员从太空返回地球后，身高可增高5cm。在有慢性连续性损伤时，黄韧带会发生肥厚，正常弹性也会降低，并向椎管内突出，压迫椎管内容物。黄韧带肥厚多发生于L4L5之间因此常压迫马尾神经和神经根而出现类似腰间盘脱出的临床症状。,四、生物力学疗法临床应用,脊源性疾病不良姿势矫正,牵引,脊源性疾病生物力学治疗,脊源性疾病分为姿势异常、功能不良、间盘移位3个综合征。姿势异常综合征：长期处于某一个体位，使某些组织过久受牵拉引起。患者自身治疗非常重要，其他治疗方法都不能彻底解决问题，告诉患者不良姿势与疼痛相关，教患者矫正到正确姿势；功能不良综合征患者的疼痛是由于脊柱受累节段及其邻近软组织结构挛缩，进而产生局部力学变形所致，通常在试图达到活动范围终点时出现疼痛。可采用姿势矫正并挛缩组织牵拉技术治疗。间盘移位综合征：两个椎体间的结构变形或移动，椎间盘移位刺激疼痛感受器造成疼痛。经过体位调整和手法治疗，可减轻疼痛并趋向于脊柱中线的近端。,姿势异常综合征,姿势矫正，使患者避免产生姿势性疼痛的应力 ，如避免头颈及腰椎前屈，并且经常做颈部的回缩练习和腰椎的后伸练习，可有效预防脊源性疼痛的复发。,正确1：将靠垫或枕头垫在腰背部完全靠墙坐,正确2：靠墙坐后一侧膝部屈曲,错误：上身弯腰坐,地上坐姿,坐在地上或坑席上时，人们习惯上身向前屈，两手和肘部放在大腿上，这种姿势对腰椎压力较大，最为不利，应该避免。应采取腰背部垫靠背垫后靠墙正坐，或腰背部靠墙正坐后一侧腿屈膝位（如下图），这种姿势有利于减轻腰椎的负荷。,49,正确：取坐姿时，上身直立坐着，腰背和臀部完全靠在椅背板上,错误1：没有靠背板的凳子或两脚不能落地的过高的凳子对腰椎不好,错误2：臀部靠在凳子前方坐的习惯不好,错误3：臀部靠前，腰背向后躺的姿势不好,坐姿图片讲解,50,对长时间坐在椅子上工作或学习的白领或学生来说，采取正确的坐姿显得更为重要。有时人们会在开始时选择正确的姿势，但是看书、写字、整理材料时不知不觉的上身向前倾并弯腰，这种姿势对腰椎很不利。为了避免上身向前弯，尽量把椅子靠向书桌前面。,正确：椅子尽量向前靠在书桌前，上身要直立坐,不要将上身或前臂靠在书桌上,书桌的高度也重要，书桌高度过低，即使椅子尽量向前靠，上身还是向前弯；书桌高度过高，胸腰背部不会向前倾，但上肢抬得太高也不舒服。,51,不要臀部靠椅子前面坐,不要为了看电脑上身前靠,操作电脑也一样，通过调整椅子和书桌的高度使键盘放在最合适的位置，腰背挺直，这样才能避免手腕疼痛和疲劳。椅子太高的话，臀部不得不靠在椅子的前面，此时应该在脚下垫脚凳，并将臀部尽量向后靠在椅背板上。,52,正确的坐姿及工作姿势,正确的站立姿势应该是侧面看的时候耳朵、第四腰椎中央、踝关节及外踝成一条直线。,不能腹部向前挺或者弯腰站立。,站立的时候尽量不要驼背或上身向一侧倾斜。腹部向前挺或者臀部向后翘时下腰部弯曲度增加，同时对腰椎的负担也增加。,站立的时候,54,完全仰卧时腰椎管相对狭窄，所以可以诱发腰痛，完全仰卧时膝下垫一个软垫，可以恢复腰椎的生理曲线且椎管也相对扩大，感觉舒适。,仰卧时双膝底下垫一个枕头或软垫。,仰卧时，两腿可以放在高度合适的椅子上的同时膝关节轻度屈曲位休息，但不能伸腿后只把脚放在椅子上。,侧卧位也是一个很好的姿势，这时膝关节屈曲并两腿之间夹一个薄的软垫。,俯卧位(趴着)的时候腰椎生理曲线消失，对腰推产生较大的负担，因此应该绝对避免趴着看书或睡觉。,55,躺着时的姿势,不要弯腰低头双腿伸直抬重物。,尽量不要把重物抬高至腰椎水平以上。,不要双手伸直位抬重物。,将重物抬高至头部以上位置时腰椎受到弓弦状张力，对腰椎造成较大的负担。,抬重物时的错误姿势,56,抬重物时不要弯腰而应该屈膝关节，走的时候腰部挺直。,抬重物的姿势,屈曲膝关节，腰部挺直，抓住重物双臂紧贴胸前并逐渐站立。,一侧膝部跪在地上，另一侧膝屈曲后紧握重物逐渐站立。,57,有时，一夜睡得很好，但早晨起来时不知为什么腰部突然疼痛，其原因是腰部的肌肉还没有做好充分准备，上身突然起来对肌肉或小关节的损伤所造成。为了防止出现上述情况，上床躺下或起床时应该小心。起床时先侧卧位，然后屈曲膝关节，或者先屈曲膝关节再侧卧也可以，然后用一侧胳膊和手支撑床的同时逐渐起身，当然这时也不能弯腰。上床躺下的时候接与之相反的顺序，先在床旁坐下并侧身躺下，同时把腿抬上床，在膝关节仍然屈曲的状态下逐渐完全仰卧平躺。,一 侧身躺,二 逐渐屈 曲膝关节,三 一侧胳膊和手支撑床的同时逐渐起身,仰卧平躺的情况下不能直接直起上身,上床躺下或起床的时候,58,开车时的姿势与椅子上坐的姿势基本相同，驾车座位的靠背椅向后倾斜约110，臀部尽量靠后坐，后背完全靠在后背椅上。膝盖部比臀部稍高一点。上身向前弯或后背离开后背椅，则对腰椎产生负荷，驾车座位和方向盘的间隔距离不要太大，避免因间隔距离大后两臂和两腿以伸直位开车。,59,长时间开车对腰椎是致命的打击，即使坐姿正确，长时间坐位也会对腰椎产生负荷。即使再忙，为了腰椎，也应该每隔1小时休息10分钟。停车并下车进行腰部的简单活动。,不能向前“猫腰”或胸腰背部离开靠背倚板,避免驾驶座和方向盘间隔距离太大而两臂和两腿完全伸开位开车,60,尽管睡觉时采取正确的姿势，但枕头或席梦思床垫不合适的话会加重腰痛。枕头太高，增加颈部和肩部的负担。首先使用的枕头应该有塑形功能，软硬适中;在个人平躺时枕头压下去的高度和个人握拳立的高度相近，侧卧时和肩膀的高度接近。枕头放置的正确位置应当是脖子后面，而不是枕在后脑勺。只有以此为支点，才有可能使颈部处于轻度后仰位，有利于颈后部肌肉、韧带的放松，消除疲劳。梦思床垫太软，强化腰椎的生理曲线，增加腰椎的负担，所以应该选择稍微硬一点的床垫。,61,牵引,1、患者的体位（仰卧位或俯卧位）和腰椎屈曲/伸展的程度有助于改良牵引治疗的条件和患者舒适的程度。研究表明小关节活动减退和退行性椎间盘病变的患者通常在仰卧位和腰椎生理曲度展平的条件下牵引更为有效。仰卧位腰椎牵引时，患者髋关节的位置十分重要。研究结果表明，随着髋关节屈曲角度从00逐渐增大到900的过程中，椎间隙后部的分离程度逐渐增大，尤以L4-5 L5-S1最为明显，而椎间隙前部则没有同步的改变，从而认为欲达到最大程度的椎间隙后部分离，须使双髋关节在牵引时屈曲900。此外，当应用一小凳置于双膝下时，不仅改变了双髋关节屈曲的角度，同时也使腰大肌放松，腰椎变平，故将此称为腰大肌姿势体位。双髋屈曲可对腰椎前凸起作用，同样地，牵引绳与牵引床之间的角度也在一定程度上控制腰椎屈曲的大小。而且，骨盆牵引带的选择可能是获得腰椎屈曲的一个相当重要的因素。如果骨盆牵引带从两侧予以牵拉，则可能保持较大的腰椎前凸曲度；而骨盆牵引带从臀下牵拉则可使骨盆发生倾角而降低腰椎的前凸曲度。,2、颈椎屈曲位时的牵引可以使椎间隙和椎间孔增大，后部软组织伸展。屈曲240是保持牵引时颈椎生理曲度变直而不出现反弓的最大角度。一般不提倡后伸拉颈椎牵引，因为这种情况不仅不产生椎间隙增大，而且还使椎间关节面间隙增大而椎间隙减少，这极可能增加有椎节不稳或椎基底动脉供血不足患者发生意外的危险性。但屈曲位颈椎牵引不适用寰枕关节和寰枢关节，欲在这一水平获得分离的最佳角度是使正常颈椎前凸保留的中立位或00位。在治疗小关节面功能障碍时，颈椎应处于屈曲位，目的是使受累的小关节囊处于最大的松弛状态。,一般认为采用颈椎前屈1030可使颈椎间隙显著扩大。垂直（0）牵引时最大应力作用于颈椎上段。前屈2030时牵引可使第6,7颈稚间隙增大最明显。即关节面水平越高，屈曲程度则越小。通常c1-2为0-50，中颈段（C2-5）为10-200，下颈段（C5-7）为25-300。在这些位置，相应的小关节囊处于一相对松弛位置，可使关节面获得较好的分离。 椎动脉型前屈小于5度；神经根型颈椎病采用前屈2030度；脊髓型后伸10 15度;颈型前屈小于20度；X线片显示颈椎曲度消失时采用垂直或略前倾牵引；颈椎呈反弓状态时，采用垂直或后伸位牵引；颈椎反弓且成角时，可采用垂直牵引，辅以按摩或进行间歇牵引。牵引角度还应根据患者牵引后的反应及时进行调整。