手法治疗腰椎间盘突出症的基础研究进展

刘祯，吕立江，黄华枝，张潮，朱永涛，黄玉波，吴虹娇，史娇

(浙江中医药大学第三临床医学院，浙江 杭州 310053)

研究表明，临床上仅10%～20%的腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation，LDH)患者需要手术治疗[1]。手法治疗改善LDH腰腿痛症状的效果已被广泛认可[2]，而且已被多项高质量的研究所证实[3-5]。为明确手法治疗LDH的作用机制，临床医生和科研工作者开展了大量的基础研究。这些研究通过有限元模型、动物模型、尸体标本及在体测试，从不同角度探讨并解释了手法治疗LDH的作用机制。本文分别从基于有限元模型、动物模型、尸体标本及在体测试的LDH手法研究4个方面，综述了手法治疗LDH的基础研究进展，以期为临床和科研工作者提供参考。

1 基于有限元模型的LDH手法研究

基于有限元模型的LDH手法研究，需要通过CT扫描获取目标腰椎的断层图像，并在此基础上利用计算机辅助设计或逆向工程软件建立腰椎三维力学模型[6]。有研究者通过对L4～L5节段有限元模型进行研究，发现提拉旋转斜扳法的作用机制可能是恢复脊柱的顺应性和纠正关节突关节紊乱，具体体现为手法作用时椎间盘内聚集于后外侧纤维环的压力及主要分布在椎体后侧关节突关节的应力使得腰椎局部产生位移变化，达到骨正筋柔的目的[7]。Shu等[8]基于有限元模型，比较了斜扳手法与坐位直腰旋转手法治疗LDH的效果，发现斜扳手法在两步加载后会产生向前的传导力，并使目标椎体产生位移，能更好地缓解患者神经根的粘连和压迫症状，减轻水肿。这些研究对脊柱手法力学研究的发展起到了一定促进作用，但有限元研究只是计算机的数值仿真手段，而且大都采集健康志愿者的腰椎数据进行建模，不能对腰椎的病理状况进行实时动态模拟。更重要的是，目前缺乏规范统一的建模标准，模型中是否对肌肉进行实体建模会影响腰椎间盘内的力学传导，导致模型中各部位的负荷分布产生差异[9]，而且不同个体腰椎周围肌肉、神经、血管等组织的差异也可能会影响有限元研究的可重复性。

2 基于动物模型的LDH手法研究

基于动物模型的实验具有差异小、易重复的优点，而且能够获得干预后的动物模型甚至组织标本，便于采集相关指标进行分析。目前用于腰椎研究的模型动物有犬、羊、猪、大鼠、小鼠、兔等[10]。兔和大鼠解剖结构与人体相似，是腰椎实验的首选模型动物。大鼠常被用于制备腰痛模型，如慢性压迫背根神经节(chronic compression of the dorsal rootganglion，CCD)模型、脊神经根结扎(spinal nerve ligation，SNL)模型以及慢性压迫性损伤(chronic constriction injury，CCI)模型等[11]；兔则常被用于椎间盘退变模型的制备。CCD大鼠模型也称为LDH大鼠模型，该模型使用钢棒对大鼠背根神经节造成机械压迫，导致背根神经节神经元胞体受直接持续压迫并继发炎症，产生痛感，可较好地模拟人体LDH疼痛发作时的双重刺激。既往相关研究表明，推拿手法可通过降低LDH大鼠背根神经节中P2X3受体水平起到镇痛作用[12]。SNL模型可模拟腰椎神经根性疼痛症状，与LDH引发的神经根性疼痛类似，该模型通过5-0可吸收线缝合紧扎L5脊神经完成造模。研究表明，推拿手法可有效缓解SNL模型大鼠的神经根性疼痛，其机制可能与抑制Toll样受体4信号通路的激活并减少下游炎症因子的释放有关[13]。CCI模型也可模拟LDH，制备时需要使用4-0铬制羊肠线在保证坐骨神经血供的基础上结扎坐骨神经。国内学者为了探究推拿治疗LDH的可能作用机制，在CCI模型大鼠腓肠肌局部实施手法，认为手法可通过抑制大鼠神经激肽1受体表达，恢复脊髓背角场电位，从而发挥镇痛作用[14]。LDH的诱发因素较多，腰椎间盘的退变是其中的主要因素之一。既往有研究采用穿刺纤维环法进行兔腰椎间盘退变造模，进行6周的推拿干预，结果表明推拿手法可通过抑制白细胞介素-6、肿瘤坏死因子等炎性因子的表达而缓解椎间盘退变[15]。基于动物模型的手法研究有其独到之处，但在造模过程中出现关节损伤、神经损伤以及炎症反应等情况不可避免。同时，LDH的发病机制远比目前所了解的更为复杂，通过研究明确LDH的发病机制也是我们探寻更好的动物模型需要解决的重要问题。

3 基于尸体标本的LDH手法研究

基于尸体标本的LDH手法研究，是以观测椎间盘髓核内压变化为立足点，利用计算机以及压力传感器等测量分析手法的作用机制。毕胜等[16-17]基于腰椎标本的研究，解释了腰部手法的治疗机制可能是实施手法时椎间盘与相邻神经根产生了相对位移；同时该研究也推翻了之前的“手法治疗使髓核还纳复位”的观点。但尸体标本的研究有较大的局限性：首先，研究对象较为宏观，对于手法治疗机制的研究不够深入，神经压迫和炎症反应等内环境改变以及脊柱生物力学改变等因素无法被观测[18]；其次，尸体标本缺乏代表性，从不同尸体标本获取的数据可能存在差异，而获取身体解剖结构相似的标本难度极高；此外，标本的新鲜度同样会对实验结果产生影响。随着医学实验的严谨性日益提升，以充满不确定因素的尸体标本作为研究对象的实验将不断减少。

4 基于在体测试的LDH手法研究

在体手法研究能够获得较为直观的人体腰椎数据，为LDH手法的定量评价及规范化、标准化提供了有力的证据。国内已有研究者使用多关节等速测试系统与表面肌电图仪等，观察手法干预下腰背肌群的肌电信号变化，结果表明手法能够改善LDH患者的腰背肌群功能[19-20]。通过三维运动捕捉系统采集手法操作时的数据，也是现阶段在体手法研究的有力手段。王玮等[21]通过该系统采集受试者的运动数据，建立人体三维运动模型，得到了髋关节、膝关节和踝关节的运动角度和轨迹。吕立江等[22]应用三维运动解析系统和录像解析系统采集手法数据，获得了杠杆定位手法治疗LDH时手法起效的角度、位移和角速度。近年来，功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技术日趋成熟。已有研究者将该技术用于LDH患者手法治疗前后脑功能活动的观察，发现治疗有效患者抑制区域存在于小脑以及额叶[23]。fMRI技术还可动态观察手法推拿的脑响应机制，为手法治疗LDH的中枢镇痛机制研究提供新的思路与方向[24]。随着相关技术的进步，在体测试将会成为今后LDH手法研究的重要方向。

5 小 结

基于目前的研究情况，笔者认为未来LDH手法的基础研究可从脑功能机制研究与动物实验模拟研究两方面入手。LDH手法的脑功能机制研究需在规范掌握手法技巧的基础上，应用fMRI技术观测手法对疼痛刺激信号处理和认知能力的影响；LDH手法的动物实验应主要探讨手法的镇痛作用机制以及对实验动物情绪状态的影响。最终通过这些研究，进一步明确手法治疗LDH的作用机制，实现LDH手法的规范化、标准化，同时提高手法操作的安全性。