中医踩跷法的三维腰椎CT微结构变化规律研究

侯 键,罗 建,罗才贵

(成都中医药大学附属医院CT室 610072)

医生应用自身的重力,双脚着力于施治部位的踩踏,称为踩跷法,可舒筋活血,疏经通络,常用于脊柱疾病的推拿治疗。本研究根据中医踩跷法名师力度数据制作加压装置,通过对实验对象的不同加压状态,实时行CT动态三维成像,观测CT三维图像的相关数据,分析踩跷治疗脊柱疾病的CT微结构变化规律,探讨踩跷法的治疗机制,为进一步对踩跷法的力学参数优化及规范化研究提供客观数据,有望为研究推拿手法开辟一条新途径。

1 资料与方法

1.1 实验对象 选择身体健康、自愿参加实验的志愿者10名,其中男6名,女4名;年龄20～32岁。

1.3 实验方法 受试者取俯卧位,根据测得踩跷力学参数制订模拟踩跷静态加压模式,使用自主开发的加压器,模拟踩跷在L4～5椎间隙体表部位加压,依据参数将加压过程分为五种状态,静息:加压器与体质量比的均值为 13.26%;初始压:压力及加压器与体质量比的均值为48.41%(下同);最高压为83.21%;返回初始压为48.58%;返回静息为13.46%。在各级进行CT扫描,使用SIEM ENS Sensation 16螺旋CT扫描仪,扫描参数:140 kV,180 mAs,最薄采集层厚0.5 mm,扫描范围从L1～S1。并进行CT三维重建进行相关数据测量,使用随机附带测量软件。

图1 应变测量原理图

1.4 统计学处理 利用SPSS13.0进行统计分析,对各部位的变化结合加压力量分级进行单因素方差分析,并结合Lsd多重比较,以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 腰椎曲度的变化 腰椎曲度值测量采用标准的Seze氏法[1],见图 3、表 1。

图2 模拟踩跷CT扫描图

图3 腰椎曲度测量图

表1 腰椎曲度比值(±s,%)

表1 腰椎曲度比值(±s,%)

*:压力大小对曲度比值的影响,P＜0.05,△:压力大小对曲度比值的影响,P＞0.05。

项目 n 曲度比值(%)初始加压/静息 10 102.27±0.98△最高压力/静息 10 105.10±4.95*回初压力/静息 10 102.21±1.08△回静息/静息 10 100.35±1.36*

表2 L4～5和 L5～S1椎间隙前缘高度比值( ±s%)

表2 L4～5和 L5～S1椎间隙前缘高度比值( ±s%)

*:压力大小对前缘高度比值的影响,P＜0.05。

项目 n L4～5 L5～ S1初始加压/静息 10 102.65±2.31* 101.36±4.02最高压力/静息 10 109.32±5.69* 103.22±6.12回初压力/静息 10 105.82±2.11* 102.32±4.48回静息/静息 10 101.15±1.12* 101.03±1.62

表3 L4～5和L5～S1椎间隙正中高度比值( ±s%)

表3 L4～5和L5～S1椎间隙正中高度比值( ±s%)

*:压力大小对正中高度比值的影响,P＜0.05。

项目 n L4～5(%)L5～ S1(%)初始加压/静息 10 102.32±3.56 101.85±4.13最高压力/静息 10 108.84±11.54* 108.64±6.08*回初压力/静息 10 102.89±4.32 101.65±3.52回静息/静息 10 101.67±1.03* 101.03±1.01*

2.2 椎间隙的变化 压力大小对 L4～5椎间隙前缘、正中和后缘高度及L5～S1正中高度变化影响差异有统计学意义(P＜0.05),对 L5～S1椎间隙前缘和后缘高度变化影响差异无统计学意义(P＞0.05)。相关分析结果表明,L4～5椎间隙前缘和L5～S1椎间隙正中高度比值分别与相对压力呈极显著正相关,相关系数分别为+0.668(P=0.000)和+0.524(P=0.001);L4～5椎间隙后缘高度与相对压力呈极显著负相关,相关系数为-0.578(P=0.000)。见表2～4。

表4 L4～5和 L5～S1椎间隙后缘高度比值(±s%)

表4 L4～5和 L5～S1椎间隙后缘高度比值(±s%)

*:压力大小对后缘高度比值的影响,P＜0.05。

项目 n L4～5 L5～ S1初始加压/静息 10 96.56±3.06* 97.65±5.51最高压力/静息 10 91.05±5.38* 95.05±7.17回初压力/静息 10 96.08±3.16 95.24±4.07回静息/静息 10 99.89±1.38* 98.25±1.89

2.3 椎间孔的变化 压力大小对L4～5左右侧椎间孔最大横径变化影响差异有统计学意义(P＜0.05),对侧面积和高度变化影响,差异无统计学意义(P＞0.05)。相关分析结果表明,L4～5右侧椎间孔最大横径比值与相对压力呈显著正相关,相关系数为+0.451(P=0.025)。见图4、5,表5～7。

表5 L4～5左右侧椎间孔最大横径比值（±s%)

表5 L4～5左右侧椎间孔最大横径比值（±s%)

*:压力大小对横径比值的影响,P＜0.05。

项目 n 左侧 右侧初始加压/静息 10 101.58±6.42 102.87±3.78最高压力/静息 10 105.07±8.64* 106.23±8.34*回初压力/静息 10 102.46±4.85* 103.23±4.56回静息/静息 10 101.64±3.64* 101.01±1.68*

表6 L4～5左右椎间孔侧面积比值( ±s,%)

表6 L4～5左右椎间孔侧面积比值( ±s,%)

项目 n 左侧 右侧初始加压/静息 10 101.56±3.46 99.64±5.45最高压力/静息 10 102.65±8.45 100.89±5.63回初压力/静息 10 98.99±3.65 99.55±4.54回静息/静息 10 99.01±3.25 100.02±5.21

表7 L4～5左右侧椎间孔高度比值(±s,%)

表7 L4～5左右侧椎间孔高度比值(±s,%)

项目 n 左侧 右侧初始加压/静息 10 101.28±4.65 100.85±1.55最高压力/静息 10 101.22±3.66 101.20±2.58回初压力/静息 10 105.55±9.26 99.21±6.51回静息/静息 10 101.53±3.58 101.55±8.54

图4 椎间孔的最大横径测量

图5 椎间孔的侧面积测量

3 讨 论

中医踩跷法为临床常用推拿手法之一,用于脊柱疾病的推拿治疗,特别是治疗腰椎间盘突出症(LDH)的临床疗效优异[2-3]。对于推拿手法的研究,近年来重在对于人体各解剖结构的具体作用,大多是应用尸体标本或动物模型,其研究与实际的差异较大,难以真实反映手法的生物力学效应。本实验观察模拟踩跷对人体解剖结构的活体动态变化影响是一次有益的尝试,将为今后进一步的指标研究提供参考。

3.1 腰椎曲度的变化 国外有研究认为,健康人和腰痛患者的腰椎曲度有明显区别,腰椎曲度改变与腰痛有关[4-5],从本研究结果来看,腰椎曲度在模拟踩跷静态加压过程中改变明显,随着压力的加大,其曲度逐渐加大,随压力减轻有回复趋势。其可能的机制从生物力学角度分析,模拟踩跷静态加压时加压用力垂直向下,脊柱受力后向正下方移位,移动范围最大部位在L4～5节段,导致椎间隙前缘逐渐增大,椎间隙角度加大,随之腰椎曲度加大,同时也说明 L4～5、L5～S1为椎间盘突出多发部位的原因,认为棘旁加压过程可加强牵引对间盘韧带影响,其效果与牵引效果相似。踩跷过程中腰椎的曲度不断地发生变化,这可能影响到神经根的移位,使其在神经根管的纵轴上移动,对于解除神经根袖部位的嵌顿有利。并且压力恢复至静息状态时,其曲度并未完全回复到起始大小,提示踩跷对于腰椎曲度的改善有一定作用,并且压力要达到一定的质量和作用时间才有临床意义。

3.2 椎间隙的变化 椎间隙的高度下降可以引起腰椎解剖学结构的改变,将导致椎间孔狭窄和关节突关节脱位增生以及椎管狭窄等。Cinotti等[6]通过在干燥和新鲜的腰椎标本上研究椎间孔的形态与椎间盘之间的关系,认为椎间孔狭窄与椎间盘高度丢失相关。椎间隙狭窄后,椎间盘周围的韧带和关节囊松弛,退变节段活动增加而加速关节突关节的关节面磨损;为适应新的椎间隙高度,上下关节突关节面发全错格,也可能增加关节面的局部应力而加速其磨损。Pollintine等[7]研究表明,直立时,椎间盘正常时脊柱前、中、后柱的受力分别为 44%、48%和8%,但在椎间盘退变、高度下降时,脊柱前、中、后柱的受力改变为19%、41%和40%,后柱受力明显增加,导致小关节退变滑膜炎症,小关节突增生,椎间孔狭窄。椎间隙高度下降将导致腰椎生物力学功能的紊乱。从稳定性来看,椎间隙变窄可使腰椎活动度减少及灵活性降低,但单个椎间盘退变和椎间隙狭窄则表现为腰椎的失稳[8]。从负荷分布来看,椎间隙变小后,可使腰椎前部的结构应力下降和后部的结构应力上升,就椎间盘本身而言,椎间隙高度下降虽然对椎间盘内压力和对终板压力的影响不大,但将增加椎间盘后外侧纤维环的膨出及外周纤维环的张应力,从而进一步加重退变[9]。

椎间隙狭窄是导致腰腿痛的重要原因,Frymoyer等[10]发现L3～4、L4～5椎间盘高度与腰腿痛有明显的相关性。椎间隙前缘高度的恢复,将导致腰椎前、后部的压力负荷分布发生变化。并将影响椎间盘内的压力变化,加上椎间隙后缘高度的减小促使椎间盘向椎体前缘移位,并随踩跷过程中压力不断的发生变化,椎间隙高度随之发生变化。由于实验条件的限制未能动态观察到椎间盘在腰部加压时的移位情况,因此,其实际的移位情况及椎间盘髓核内压力的变化尚需进一步研究。

总之,踩跷法对相应腰椎及附件的解剖结构能产生微小变化,从而引起相应的功能改善;同时,踩跷也是力的综合作用,此研究只能部分反映其生物力学效应,目前的CT各向同性也为这一研究提供了基础,但尚需进一步改进实验条件与实验装置,从而更接近临床取得更多数据,为这一传统有效推拿手法提供客观依据,以便更好提高疗效。

[1]Guo SF.To meet chance and challenge in new century[J].Zhonghua guke za zhi(China J Orthop),2001,20(10):583.

[2]李义凯,徐海涛,王国林.颈椎定点旋转手法所致咔哒声响与最大推扳力的量效关系研究[J].中国康复医学杂志,2004,19(9):644.

[3]李义凯,王国林,徐海涛.腰椎旋转手法所致咔哒声与拇指最大推扳力的量效关系研究[J].中国临床解剖学杂志,2004,22(6):658.

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[6]Cinotti G,De Santis P,Nofroni I,et a1.Stenosis of lumbar intervertebraframen:anatomic study on predisposing factors[J].Spine,2002,27(3):223.

[7]Pollintine P,Dolan P,Tobias JH,et al.Intervertebral disc degeneration can lead to“stress-shielding” of the anterior vertebral body:a cause of osteoporotic vertebral fracture[J].Spine,2004,29(7):774.

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[10]Frymoyer JW,Phillips RB,Newberg AH,et al.A comparative analysis of the interpretations of lumbar spinal radiographs by chiropractors and medical doctors[J].Spine,1986,11(10):1020.