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颈椎牵引的力学试验与临床应用研究 |
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谢财忠 纪树荣
摘要：颈椎牵引是治疗颈椎病的重要方法。近年来，由于运动学和力学的发展，人们对其作用机理有了更深入细致的认识。本文描述了脊柱颈段不稳的力学运动学特性、颈椎发病的力学因素及与颈椎牵引三要素(角度、时间、重量)有关的力学试验，以便为临床诊断和治疗颈椎病提供便利。
关键词：颈椎；力学；牵引
中图分类号：R49 文献标识码：A
文章编号：1006-9771(2000)04-0171-04
颈椎牵引是治疗颈椎病的重要方法之一。其中牵引的角度、时间、重量是影响颈椎牵引疗效的3个重要因素。为了阐明其治疗作用机理，进一步指导临床治疗，目前国内不少学者根据生物力学的观点，结合有关力学实验，在这方面进行了深入的研究和探讨。本文就脊柱颈段不稳的力学运动学特性、颈椎发病的力学因素、颈椎牵引的力学试验等3个方面的研究情况综述如下。
1 颈椎的力学运动学特性
维持颈椎稳定性的因素很多，一般分为内源性因素(椎体、椎间盘、韧带和小关节)和外源性因素(颈部肌肉)。脊柱生物力学不稳定的主要依据为内源性稳定系统，其中韧带的张力与椎间盘的内压力在内源性稳定系统中起重要作用。当人站立时，一个椎间盘承受的压力，比它上面的体重还要大。1960年Hachemson就指出：人在坐位时一个椎间盘所承受的压力比躯体重量大3倍，人跳跃时椎间盘所承受的压力比静止时大2倍(即体重的6倍)。实验还证实，脊柱屈曲加旋转时受力是椎间盘损伤的主要原因。颈屈曲侧弯时，椎间盘一部分受到牵拉，另一部分受到挤压；当旋转时，椎间盘还会受到剪力(shear force)。所以颈屈曲加旋转时，可使颈椎间盘同时受到张力、压力和剪力的作用。Ranfan发现，正常椎间盘扭转16°才会发生损伤，而退变的椎间盘扭转14.5°即可发生损伤。
对于脊柱不稳的诊断需要从解剖学、生物力学和临床体征等多种因素综合考虑，这样才能为治疗提供一个基本的、系统的和客观的依据。1985年Pope［1］和Panjabi提出了脊柱刚度的减小或柔度的增加是脊柱失稳的表现。1989年Panjabi［2］又提出了脊柱多向不稳的概念，即脊柱的不稳要与相应的运动方向结合起来。由于脊柱本身存在屈伸、侧弯和旋转3个方向的角度位移运动和上下、前后、左右3个方向的线位移位运动，如果在某一方面的角度位移运动过大则表现为脊柱在该方向的失稳。对颈椎来讲，第1、2颈椎骨特征属特殊型颈椎，其余5个属于普通型颈椎。枕颈屈伸范围共35°，后伸为25°，前屈为10°，并能轻度侧弯。寰枢椎的活动主要是旋转，是围绕齿状突进行的，其旋转度占整个颈椎旋转度的50%，愈靠下的颈椎活动节段，其旋转度愈小。如第6至第7颈椎节段的旋转度比第4至第5颈椎的为小。此外，寰枢椎间尚有5～15°的屈曲活动，10°的后伸活动。下颈椎活动度很大，前后屈伸或左右侧弯的中心线在椎体内，旋转的中轴线在椎间盘内。每节段活动时，椎间盘如球在两椎体间旋转，而小关节则以滑动来引导椎体间的伸屈或侧弯。了解上述颈椎的解剖学和运动学特性，便于临床诊断和治疗颈椎病。
2 颈椎发病的力学因素
颈椎病的病因有外伤、劳损及解剖变异等，劳损是其主要原因。劳损归根到底就是颈椎长时间的受力问题。占氏［3］、涂氏［4］等人的调查结果显示：屈颈工作或常向一侧转动者比正常人的颈椎病患病率高出3～5倍。这证实了长期慢性劳损在颈椎病发病中的重要性。
颈椎由椎体、椎间盘、小关节和韧带组成。任何部位的受力不均衡均会引起病理性改变，进而引发各种症状和体征。骨骼是一种反馈控制系统。头颅位置的改变对颈椎施以持续的应力作用。许氏的研究指出：颈部劳损后必然会引起椎体后(外)侧部、小关节、钩椎关节等部位的骨质增生，以扩大受力面积，使应力扩大到最佳应力值状态。杨氏［5］等通过观察颈椎骨骼标本后所发现的骨质增生部位与尹氏［6］等通过尸体解剖所发现的骨质增生部位均与许氏的结果相符。
小关节前方有椎间盘及颈神经根，后方是椎管与脊髓，它的应变增生必然会对这些部位的组织产生刺激或压迫，产生神经根型或脊髓型颈椎病。钩椎关节的应变、增生向外侧方可占据横突孔，压迫椎动脉；向后侧方可占据椎间盘，压迫神经根；向内后方可占据椎管，压迫脊髓；增生物还可刺激周围的交感神经纤维。因此，钩椎关节处应力应变的增生可引起各型颈椎病。祝氏［7］通过钩椎关节的形态与骨质性颈椎病的关系研究证实了这点。
椎体的后部紧邻椎管和脊髓，后外侧部为椎间管的内口，按照应变引起垂直应力方向增[1] [2] 下一页
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