颈椎手法的生物力学研究与探索.doc

颈椎手法的生物力学研究与探索手法在颈椎病的非手术疗法中占具重要的地位。本文以颈椎手法的临床与实验研究进展为线索，并结合笔者开展的一些研究，对颈椎手法的生物力学问题及临床应用作一探索，以饷读者。1、颈椎手法的分类与生物力学特征 关于颈椎手法的分类，根据形态与力度大致可分为整骨手法（如定点旋转手法、侧搬手法）和理筋手法（如揉法、推法、拿法）二大类。临床上一般多以整骨手法作为颈椎病手法的核心步骤。中国接骨图说记载了颈椎手法治疗的熊顾法，其母法乃先端提，子法一是牵引兼旋转、二是轻旋、三是牵、旋整理舒筋。颈椎病的澳式手法主要分五个步骤进行： 拔伸牵引 旋转颈椎 松动棘突 松动横突松动椎间关节。1将脊柱手法主要分成七类：非特定的长杠杆手法；特定的短杠杆高速脊柱调整手法；主动或功能手法； 手工牵引； 活动手法； 软组织按摩； 穴位按压手法。 将颈椎手法主要分为旋转、侧搬、揉压等五种手法，并观察到，颈椎按脊疗法时，作用于颈椎的平均力为117N，力的平均持续时间（始终)为10171msec。的研究报告了手法作用于颈椎的外负荷（力和力矩），X轴27磅、Y轴29磅、Z轴18磅。尽管颈椎的手法流派纷呈，其技巧形态、作用力及着力点、线、面不尽相同，然从生物力学角度分析，无论何种流派，哪种单一或复合手法，其效应途径与作用环节主要通过手法时运动-力学的动态变化，以一定量的力学刺激作用（压、张、磨擦、振动、旋转及其复合力)，刺激的转换（热与生物电效应、生化效应、生物力学效应）及其时空变化作用于颈椎，并依赖其结构（空间序列）和功能（运动序列）的高度统一，产生颈椎病的防治效应。具体分析，其产生的力不外乎使颈椎发生伸屈、侧屈、旋转或它们的组合变形。认为手法的共同特征在于：给脊柱和它周围组织施加外部负荷以影响脊柱及其周围组织。我们通过颈椎手法的动压力测试显示，旋转手法时颈椎受力49kg，平均压强0.40018N/cm2，屈伸手法23kg，平均压强0.19005N/cm2，侧搬手法24kg，压强0210.05N/cm2，摇颈手法48kg，压强037010N/cm2。对照张长江10的研究报告，其测得定点旋转复位力为19kg范围，其中50的复位力在24kg之间。我们的研究结果与其相近。 颈椎半脱位（关节微小移位，颈椎失稳，椎间关节紊乱）是颈椎病的病因病理环节之一，也是施行旋转手法等整骨手法的解剖学、生理学及其生物力学的依据。颈椎半脱位的发生率约占颈椎病患者的14820%。手法治疗颈椎病多应用于颈型、神经根型、混合型，其显效率约为60，总有效率约为90。目前，在临床上仍难以定量施行手法操作。对于手法力量的运用，大体上只能根据个人的经验粗略分成轻、中、重三个等级。过轻达不到治疗效应，过重则易导致副作用甚至医源性损伤。我们在实验中也观察到，与正常颈椎相比较，损伤颈椎在手法后的应变、位移变化明显大于前者，故颈椎退行性改变较重时，手法中应注意施力的轻重缓急。根据生物力学的观点，手法的轻重与其形式、压力大小、运动速度、作用点、作用方向及时间等因素有关。其中力是最主要的因素。如何根据辨病辨证对手法进行定量操作（角度、速度、力度、时间），使其达到有力、持久、深透的效果，尚有待人们深入研究。2手法治疗颈椎病的生物力学机制探讨2.1手法对颈椎动静力学平衡(内外稳定)的调整作用以往不少学者基于临床研究认为，手法治疗颈椎病的作用机制有：镇痛止麻，加宽椎间隙，扩大椎间孔，整复椎体滑脱，解除神经受压，松介神经根及软组织粘连，缓介肌紧张与痉挛，消除半脱位。关于手法对颈椎生物力学的影响以往报道不多，国内虽有学者运用电-机械测量方法观察斜搬、旋转手法对腰椎生物力学的影响，但其未能拓展至对颈椎的研究。目前认为颈椎病的病理变化与祖国医学描述的“骨错缝，筋出槽”有关。有学者认为骨错缝，筋出槽是颈椎病的早期病理改变，其现代医学解释包括以下三个特征: 颈部肌肉痉挛， 小关节紊乱, 韧带松弛，部分发生剥离。 其中退行性改变后的一系列变化可视为“骨错缝”(如椎节松动、错位与不稳），继发性滑膜嵌顿、韧带剥离可称作“筋出槽”，二者又常互为因果，由此加重颈椎生物力学平衡的破坏。也认为长期反复半脱位，可引起肌肉痉挛，平衡失调，产生慢性创伤性炎症并出现相应的临床症状。我们认为，骨错缝、筋出槽在生物力学方面的改变在于： 颈椎载荷-应变（应力）与位移的异常增加颈椎刚度下降，处于不稳定状态。在实验中我们观察到，多数手法均可不同程度地降低椎体、椎间盘、小关节与韧带的应变（应力）与位移，提高其刚度，从而调整了颈椎的静力性平衡，增强了颈部的稳定性。 实验结果还显示，损伤颈椎应变（应力）与位移均较正常颈椎有异常增加。其中，轴向载荷下，椎体应变较正常平均增加70，总体位移平均增加27，颈椎出现刚度下降而于放失稳状态。手法治疗可逆向改变这种状况，其中椎体应变平均下降64，提示稳定性得到加强，从而可能减轻血管神经所受的病理性刺激。手法后颈椎上述生物力学的调整与改变，又可视为骨错缝、筋出槽得以纠正的前因后果。适宜的手法虽可不断调整颈椎病患者所受的异常力学环境，但值得注意的是，对脊髓型颈椎病患者或霍夫曼氏征阳性患者，如需手法，临床上应仅作理筋手法，不作整骨手法。2.2手法对颈椎椎间盘粘弹性与应力分布的调整作用 椎间盘是颈椎承载系统中最为关键的部分。椎间盘的宏观力学行为具有粘弹性。研究进展表明，椎间盘的蠕变和髓核与纤维环所受应力的重新分布有关，其过程不仅包含着结构的变形，而且也包含了液体的自由交换。其中，水分子向髓核中运动对椎间盘粘弹性的维持具有重要意义。人体椎间盘的蠕变特性，在很大程度上和椎间盘的含水量有关。，即髓核含水率越多，蠕变速率越小；含水越少，蠕变速率越大。由于椎间盘含水量和年龄相关，因此，中老年及退行性病变严重者，其椎间盘蠕变速率大，缓冲时间短，冲击响应强，故易导致颈部急慢性损伤。此外，松弛、蠕变幅度越大，颈椎保持生理平衡的稳定性能越差。迄今为止，有关手法对颈椎间盘蠕变、松弛影响的实验国内外未见报告。我们在研究中发现,旋转手法可使椎间盘蠕变速率降低713，平衡时间延长5分钟，应力松弛率降低10，载荷平均下降57，即产生与椎间盘退变逆向变化的蠕变松弛特性。此表明旋转手法对颈椎间盘的流变学特性具有一定的调整作用-改善颈椎间盘的粘弹性与应力分布。当然，椎间盘是粘弹性组织，在生理状态下可受手法挤压而变化，去除手法恢复至原形状，属于弹性变化而呈线性变化，一旦受压或受拉过度即呈非线性阶段，属于塑性阶段，此时椎间盘又易发生损伤。大岛博的研究显示，长时间或反复过度的应力作用，如压缩应力、振动载荷因抑制椎间盘基质合成，并使其含量下降，故有可能导致椎间盘变性。适度的应力对维持椎间盘正常营养是必不可少的，但异常高应力环境却是导致椎间盘退变的重要因素，其可以改变椎间盘软骨细胞的周围环境。我们通过研究也发现，损伤颈椎椎间盘在手法中所承受的应变变化幅度与载荷远远大于正常颈椎，由此可见，力学上异常受载是椎间盘退变的重要原因。对此，临床上要恰当地掌握手法的力度，避免粗暴手法、重手法或长期反复手法。我们的实验结果还表明,椎间盘蠕变趋向平衡的时间一般为1015分钟左右，并达到饱和。嗣后即使时间再增加很多，应变也不会再增大。对此，为适应椎间盘的这种粘弹性规律，临床上理筋手法时间亦可掌握在15分钟左右，此有待深入研究。3展望 推拿、按摩、正骨疗法正成为我国医学科学技术对外输出的内容之一。对手法的生物力学机制研究以及手法的改进、提高不仅有待深入开展，同时也有着国际间广泛合作的良好前景。手法治疗颈椎病的效应环节，一方面和针刺、理疗及其他物理疗法有类似之处，但另一方面，正骨、矫正与运动关节类手法又具备纠正关节微小移位或半脱位、松介粘连、调整动静平衡、回纳位移某些组织等独特效应，因而具有积极的病因病理上的治疗作用。 当然，目前人们对颈椎手法的科学认识，问题仍究多于答案，基础研究落后于临床治疗，此有待今后不断深入探索。中医对颈椎病的认识 在中国医学中并无“颈椎病”的病名，但其症状近似于中医的“痹症”、“痿症”、“头痛”、“眩晕”、“项强”等。中医书籍也有所谓“骨错缝，筋出槽”等描述。早在两千年前的医书黄帝内经素问中，对痹症就做过如下描述：“风寒湿三气杂至，合而为痹也。其风气胜者为行痹，寒气胜者为痛痹，湿气胜者为著痹也。”还根据症状和部位，将痹症分为筋痹、骨痹、脉痹、肌痹和皮痹。这些描述中可能包括了对颈椎病的描述。这样看来颈椎病多见于外感风寒湿邪伤及经络，或长期劳损，肝肾亏虚，或痰瘀交阻，气滞血瘀等原因引起。杂病源流犀烛中：“凡颈项强痛，肝肾膀胱病也，三经受风寒湿邪。”1、太阳经输不利： 风寒湿邪或暑湿之邪客于太阳经脉，或津失血耗，气滞血瘀，致使经气不利，太阳经络循行部位气血不通，不通则痛，头项，颈背，肢体痛疼，活动不利，拘紧麻木，屈伸不便等症状。治则：解表祛风，除湿止痛方药：羌活胜湿汤2、经络痹阻： 风寒湿邪客阻经络，长期劳损血行不畅等可致肌体气血运行失调，经气不和，脉络痹阻，气血淤滞不通则全身疼痛。因其主要伤及太阳经气故而以上肢为著。气血运行不畅，机体失养故而出现麻木，萎缩，僵硬等症。虚，寒之邪痹阻经络，阳气受损，清阳不升则头重。治则：祛风散寒，通经除痹 方药：程氏蠲痹汤3、气滞血瘀： 外邪侵袭，停滞经络，或肝肾不足，气血运行无力，或劳损外伤，气血郁滞，或病久邪客经络等均可致机体气血运行不畅，而气滞血瘀。血瘀于经络则不通，不通则痛且固定不依，拒按。气滞血瘀日久，累及肝肾，肝血肾精亏虚，不能荣养清窍则头晕，眼花，视物模糊。心神失养则失眠，健忘，惊惕。舌质紫暗或有瘀斑，脉弦细涩乃气滞血瘀之症。治则：活血化淤，疏通经络 方药：身痛逐瘀汤4、痰瘀交阻： 风寒湿邪停滞经络，凝聚为痰，或经络痹阻，气滞血瘀，致使血津不布而为痰瘀交阻，血瘀则疼痛，痰阻则头重，眩晕，恶心，咽喉不利。痰属阴邪与湿同类，阻滞经络气机，故肢体沉重，厥冷，麻木，肿胀。痰盂交阻，碍于气机则全身倦怠困弱，痰蒙清窍可见神昏，猝到。治则：祛湿化痰，散瘀通络 方药：导痰丸加味5、肝肾不足： 因经络，气血长期痹阻不通，日久伤及肝肾，或长期过劳，肝肾亏虚。肝肾不足，精血亏虚，清窍失养则头晕眼花，耳鸣耳聋。阴血不足，阳气偏亢，虚阳上越则头脑胀痛，面部烘热，口干咽干。肾精亏耗则腰膝酸软，抬举无力，活动牵强。肝血不足，筋失所养则拒挛，震颤，行动艰难