基于有限元分析观察易筋经托天桩对颈型颈椎病的临床效果

李智荣 ，陈丽云 ，黄宁颖 ，郭 海 ，邓丽红 ，张坤木 ，窦思东 *

（1.福建中医药大学针灸学院，福建 福州 350122；2.福建中医药大学附属第二人民医院，福建 福州 350003；3.福建中医药大学附属福州中医院，福建 福州 350001；4.福建省中医药重点研究室腰椎功能康复研究室，福建 福州 350001）

颈椎病是现今临床的常见疾病之一，其发病率在30%～50%［1］。颈部疼痛正在不断影响着人们的日常工作和生活，其复发率高，33%的人会患有慢性颈部疼痛［2］（定义为持续超过6个月的疼痛），而5%会导致残疾和降低生命质量［3］。在很多情况下关节不稳是导致慢性颈部疼痛的根本问题［4］，因此探讨颈椎不稳引起的慢性颈部疼痛的诊断尤其具有意义和挑战性。但目前，用于检测颈椎不稳的诊断工具普遍缺乏一致性的和特异性［5-6］。易筋经托天桩是南少林易筋经中的其中一个招式，常常练习托天桩，能起到稳固根基的作用，还能够舒展身体筋骨。有研究表明托天桩对于改善颈椎病的临床症状有显著效果但缺乏其机制机理研究［7］。

1 临床资料

1.1 诊断标准 参照《颈椎病诊治与康复指南—2010版》［8］中颈型颈椎病的诊断标准。症状：表现为颈项强直、颈部疼痛，可波及整个肩背疼痛、板硬；体格检査：颈椎旁、T1～T7椎旁或斜方肌、胸锁乳突肌、冈上肌、冈下肌有压痛；影像学检查有生理曲度改变。

1.2 纳入标准 ① 符合颈型颈椎病诊断标准同时伴随有颈椎生理曲度改变；② 病程 2年以下者；③年龄16～50岁；④ 有长期伏案工作或长时间使用手机、开车等个人史；⑤ 知情同意，并签署知情同意书。

1.3 排除标准 ① 合并有神经根、椎动脉、脊髓、交感型颈椎病症状者；② 妊娠期、哺乳期妇女及精神病患者；③ 合并有恶性肿瘤、心血管疾病、脊柱骨折6个月内、骨髓炎、脑血管病、严重肝、肾疾病等；④ 不能完成托天桩姿势者；⑤ 正在参加其他治疗手法及物理治疗、服用药物的临床对照试验患者。

1.4 终止标准 ① 出现严重不良事件；② 试验过程中出现严重合并疾病；③ 受试者依从性差，未能配合练习者；④ 试验中途发现不符合病例选择标准者；⑤ 患者自行退出研究者；⑥ 治疗过程中患者因不可控制因素（如严重疾病、死亡等）被迫中止治疗者。

1.5 一般资料 选取2019年1—11月于福建中医药大学附属第二人民医院推拿科就诊的颈型颈椎病患者62例。按年龄分为2组：16岁～30岁为青年组；31岁～50岁为中年组。2组性别、病程等一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，见表1。

表1 2组一般资料比较

表1 2组一般资料比较

组别中年组青年组n 男女31 31 17 15 14 16病程／年1.06±0.55 1.04±0.51

2 方 法

2.1 训练方法 授于患者托天式动作，主要分为3步，具体动作如下：① 练习人员两脚分开，左脚在前，右脚在后（男性步宽80 cm，女性步宽60 cm以上），维持好身体的重心，大约前四后六。保持好平衡，左右脚脚尖均朝前，足尖与身体正中轴夹角均为45°，呈八字形分开，左右脚可5 min交换一次；② 双手缓慢抬起，举于头上两侧，尽量张开，掌心朝上，手指斜向内，掌心内含，形如双手托球向天；③ 目视前上方，仰头约45°，沉下肩，放松肘，臂成弧形，舌抵上腭，略含胸，微收会阴，呼吸吐纳自然。练习强度：每日1次，每次 10 min，每周 5 d，12周为1个疗程。

2.2 观察指标及方法

2.2.1 视觉模拟疼痛评分 采取视觉模拟疼痛量表（VAS）对患者的疼痛程度进行计分［9］，根据疼痛程度记0～10分。在VAS卡尺上，取长度10 cm，最左端0 cm表示无痛，最右端10 cm表示极度的疼痛。患者目测后，通过移动评分尺上的游标，定点在卡尺的直线上，表示其疼痛程度，分值大小体现疼痛轻重。

2.2.2 生物力学评价 用mimics14.01软件建立3D几何模型，经过逆向工程软件rapidform光顺处理后，导入anays系统建立有限元模型。在枕骨模型上加载一个2.0 N／m的力矩，模拟出生理条件下颈椎的前屈、后伸、侧弯、旋转等运动，观察两个模型之间C4-7的椎间盘应力变化、关节突关节囊应力变化，并模拟生理曲度变形的患者颈椎。

2.3 统计学方法 采用SPSS 20.0软件对数据进行分析。计量资料以表示，符合正态分布采用配对t检验，不符合正态分布采用两相关样本非参数检验。

3 结 果

3.1 病例完成情况 在为期12周的练习中，脱落5例，其中青年组脱落3例、中年组脱落2例。

3.2 2组练习前后VAS评分比较 见表2。

表2 2组练习前后VAS评分比较分

表2 2组练习前后VAS评分比较分

注：与练习前比较，1） P＜0.05；与中年组比较，2） P＜0.05。

组别中年组青年组n 29 28练习前6.59±1.12 6.41±1.20练习后3.87±1.261）2.86±1.181）2）

3.3 2组颈椎C4-7各椎间盘应力比较 见表3。

表3 2组颈椎C4-7各椎间盘应力比较Mpa

表3 2组颈椎C4-7各椎间盘应力比较Mpa

注：与练习前比较，1） P＜0.05；与中年组比较，2） P＜0.05。

组别中年组青年组组别中年组青年组n 29 28 n 29 28时间练习前练习后练习前练习后时间练习前练习后练习前练习后C4-5 2.02±0.35 1.35±0.241）1.78±0.32 1.20±0.301）2）C4-5 1.68±0.49 1.25±0.251）1.61±0.59 0.91±0.401）2）前屈后伸C5-6C6-7C4-5C5-6 2.73±0.78 2.06±0.241）2.50±0.11 1.85±0.261）2）1.76±0.44 1.28±0.111）1.68±0.25 0.94±0.281）2）1.83±0.43 1.39±0.691）1.72±0.78 1.05±0.211）2）2.13±1.06 1.81±0.261）1.95±0.23 1.60±0.491）2）侧弯 旋转C5-6C6-7C4-5C5-6 2.05±0.51 1.69±0.491）2.00±0.15 1.23±0.391）2）1.49±0.78 1.17±0.521）1.33±0.38 0.73±0.291）2）1.53±0.74 1.37±0.271）1.50±0.41 1.23±0.301）2）2.70±0.23 1.93±0.731）2.62±0.12 1.23±0.391）2）C6-7 1.61±0.39 1.38±0.111）1.59±0.76 1.11±0.491）2）C6-7 1.46±0.72 1.21±0.361）1.40±0.46 1.00±0.381）2）

3.4 2组颈椎C4-7关节突关节囊应力比较 见表 4。

表4 2组颈椎C4-7关节突关节囊应力比较Mpa

表4 2组颈椎C4-7关节突关节囊应力比较Mpa

注：与练习前比较，1） P＜0.05；与中年组比较，2） P＜0.05。

组别中年组青年组n 29 28时间练习前练习后练习前练习后C4-5 1.61±0.35 1.00±0.331）1.55±0.11 0.70±0.491）2）前屈后伸C5-6C6-7C4-5C5-6 2.29±0.46 1.97±0.741）2.22±0.11 1.55±0.691）2）2.21±0.20 1.75±0.411）2.14±0.32 1.23±0.591）2）0.057±0.065 0.047±0.0391）0.053±0.033 0.031±0.0251）2）0.068±0.037 0.052±0.0371）0.062±0.011 0.042±0.0271）2）C6-7 0.081±0.043 0.069±0.0231）0.076±0.040 0.058±0.0221）2）组别中年组青年组n 29 28时间练习前练习后练习前练习后C4-5 0.88±0.24 0.59±0.261）0.84±0.23 0.42±0.201）2）侧弯旋转C5-6C6-7C4-5C5-6 0.94±0.34 0.64±0.221）0.91±0.32 0.39±0.311）2）1.13±0.14 0.89±0.371）1.05±0.27 0.66±0.221）2）5.01±0.53 4.38±0.131）4.95±0.45 3.45±0.301）2）6.05±0.47 4.83±0.291）5.90±0.37 3.88±0.491）2）C6-7 3.73±0.36 2.60±0.681）3.65±0.52 1.72±0.631）2）

4 讨 论

因现代生活与工作习惯的改变，慢性疲劳导致的颈椎病越来越影响着人们的健康和生活，发病率逐年上升且发病年龄越来越小［10-11］。颈椎病可表现为颈部疼痛、颈部酸胀、颈部发僵，临床大多给予保守治疗，其中运功、功法疗法是一种无副作用且长久有效的方法。虽然颈椎病是常见病，但其病因、病机尚未完全明确，缺乏具有客观依据的临床资料和疗效评价标准，对其生物力学机理的研究亦是不多。本研究中采用有限元分析，能很好的弥补这方面的空缺。

有限元分析在生物力学领域中也越来越经常地被使用，能较好地反映脊柱生物力学的改变［12］，可以直观地表达人体结构内部的压力，可根据需求灵活地调整各类参数，通过变量与定量的改变持续对课题进行重复研究。异常生物力学因素是促进颈椎间盘退变的主要因素之一，从而导致颈椎病的出现［13］，因此目前国内关于颈椎病的力学研究都有采用三维有限元的分析方法［14］。研究表明，颈椎病的病理改变中心在C4-6段节段，前期表现为颈椎间盘的病理改变［10］，故本研究主要是模拟C4-7椎体的等效应力分布。

南少林易筋经被誉为少林镇寺之宝之一，托天桩为南少林易筋经功法中的招式，能调摄心神，所谓外练筋骨，内修身心，对练习者带来的益处是从内而外的。本研究通过观察不同年龄组练习托天桩式后的前后变化，发现练习后VAS评分明显改善，可能练习托天桩具有通督强脊的作用，达到了激活脊柱多裂肌、回旋肌等肌群，使得脊柱稳定性变强，研究表明颈部疼痛的发生与脊柱稳定性丧失以及脊柱深层肌肉无力密切相关［15］，所以随着稳定性的改变，疼痛亦得到缓解。托天式在练习时候要求放松自然，均匀呼吸，可以促进局部气血循环，加快组织的代谢率，长时间坚持练习更可以增肌强身，增强对脊柱保护，增加颈椎稳定性，让练习者不易出现颈椎病的相应症状［16］。

本研究对有限元分析结果的观察发现，托天式可能是通过减少颈椎前屈、后伸、侧屈、旋转等动作的椎间盘应力、关节突关节囊应力来改善颈椎功能。其中无论处于前屈、后伸、旋转、侧弯何种转态下，练习前后椎间盘应力始终是C5-6＞C4-5＞C6-7，即C5-6节段椎间盘应力均大于邻近的椎间盘，结合临床报道显示C5-6节段为颈椎间盘突出好发的部位，推测可能是因为C5-6节段位于颈椎弓状结构的弧顶位置，将头颅的压力有效分散的枢纽，长时间的应力集中，导致该节段生物力学的失衡从而容易造成椎间盘压力增加椎间盘应力。总体来看，中年组无论是椎间盘应力还是关节突关节囊应力都高于青年组（P＜0.05），可能是因为随着年龄的增长，使得椎间盘变性，骨骼肌力量下降、韧带松弛导致压力更多的作用到上述的结构中。颈椎前屈时压力主要作用于关节突关节囊，所以三维有限元分析中发现其应力分布在前屈时明显高于椎间盘处的应力（P＜0.05），但后伸是关节突关节囊的应力值较小。

综上所述，通过南少林易筋经托天式的练习后发现颈型颈椎病患者不但可以取得较好的近期疗效，如缓解疼痛、增强颈椎功能；同时将有限元分析应用于颈型颈椎病的模型中验证设想，为探讨颈椎病的病因病机提供一种客观、有效的方法。