坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法治療退行性腰椎滑脫癥的臨床與有限元研究.pdf

1、背景退行性腰椎滑脫癥是導(dǎo)致中老年人腰腿痛的常見臨床骨科疾病之一，隨著人們現(xiàn)代生活方式的改變，本病的發(fā)病人群有年輕化的趨勢(shì)。中醫(yī)正骨手法是非手術(shù)治療退行性腰椎滑脫癥的重要手段之一，其中坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法在臨床上應(yīng)用較為廣泛，因其顯著、穩(wěn)定的臨床療效得到了廣大醫(yī)者和患者的認(rèn)可。而功能鍛煉可以輔助手法治療，鞏固臨床療效，兩者協(xié)同作用，筋骨并重，對(duì)本病的治療具有積極作用。目前，坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法配合腰椎康復(fù)操已被確立為國家中醫(yī)藥管理局“中醫(yī)藥行業(yè)科

2、研專項(xiàng)”立項(xiàng)項(xiàng)目中的臨床治療方案。
　　然而，坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法的基礎(chǔ)研究相對(duì)滯后，手法的作用機(jī)制不明，安全性與合理性也受到質(zhì)疑，這在很大程度上制約著本手法的臨床應(yīng)用與發(fā)展。運(yùn)用有限元方法對(duì)腰椎手法進(jìn)行分析，具有其他傳統(tǒng)生物力學(xué)研究不可替代的優(yōu)勢(shì)。近年來，一些學(xué)者將坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法與有限元技術(shù)相結(jié)合，為探討本手法的作用機(jī)制及安全性提供了一條新的思路。但回顧文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，既往研究對(duì)坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法時(shí)正常與椎間盤退變后的腰椎節(jié)段的應(yīng)力和位移

3、進(jìn)行過有限元分析，但對(duì)手法作用時(shí)退行性腰椎滑脫節(jié)段的應(yīng)力和位移的分析尚處于空白，而退行性腰椎滑脫節(jié)段與正常腰椎節(jié)段及椎間盤退變后的腰椎節(jié)段在形態(tài)上存在著較大的差異，這種差異可能會(huì)引起腰椎節(jié)段的力學(xué)變化，因此進(jìn)一步研究坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法時(shí)退行性腰椎滑脫節(jié)段的應(yīng)力和位移變化是十分必要的，這對(duì)探討本手法治療退行性腰椎滑脫癥的作用機(jī)制及安全性具有重要意義。此外，目前尚缺乏退行性腰椎滑脫節(jié)段與正常腰椎節(jié)段力學(xué)分布的對(duì)比研究，利用有限元方法分析相同力

4、學(xué)條件下二者力學(xué)分布的異同對(duì)探討退行性腰椎滑脫發(fā)生后腰椎節(jié)段的力學(xué)變化并進(jìn)一步指導(dǎo)臨床防治具有很大的價(jià)值。
　　目的：
　　1.評(píng)價(jià)坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法配合腰椎康復(fù)操治療退行性腰椎滑脫癥的臨床療效。
　　2.通過對(duì)中立位自然負(fù)重下退行性腰椎滑脫節(jié)段與正常腰椎節(jié)段應(yīng)力分布的對(duì)比研究，初步探討退行性腰椎滑脫發(fā)生后腰椎節(jié)段的應(yīng)力分布變化。
　　3.分析坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法時(shí)退行性腰椎滑脫節(jié)段的應(yīng)力和位移分布，并與正常腰椎節(jié)段進(jìn)

5、行對(duì)比研究，初步探討本手法治療退行性腰椎滑脫癥的作用機(jī)制、安全性及合理性。
　　方法：
　　1.臨床研究
　　采用中央隨機(jī)系統(tǒng)將120例符合本研究入選標(biāo)準(zhǔn)的退行性腰椎滑脫癥患者隨機(jī)分為試驗(yàn)組與對(duì)照組，兩組各60例。試驗(yàn)組采用坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法配合腰椎康復(fù)操，對(duì)照組采用仰臥位腰椎牽引法配合腰圍制動(dòng)。兩組治療均持續(xù)3周，試驗(yàn)組手法隔日1次，每周3次，共9次;對(duì)照組腰椎牽引每日1次，每周5次，共15次。對(duì)病例篩選入組當(dāng)天及之后

6、第1、3、5、8、10、12、15、17、19天及療程結(jié)束后1個(gè)月、3個(gè)月、6個(gè)月隨訪訪視的13個(gè)時(shí)間點(diǎn)的總體癥狀體征積分（JOA積分）、臨床疼痛程度（VAS積分）進(jìn)行觀察記錄，采用JOA腰痛疾患療效評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行總體療效評(píng)價(jià)。所得數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件包分析處理，計(jì)數(shù)資料和等級(jí)資料采用例數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述，計(jì)數(shù)資料應(yīng)用x2檢驗(yàn)，等級(jí)資料應(yīng)用Wilcoxon秩和檢驗(yàn);計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（(x)±s）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述，組內(nèi)比較應(yīng)用配

7、對(duì)樣本t檢驗(yàn)，組間差值比較應(yīng)用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。P＜0.05被認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　2.基礎(chǔ)研究
　　2.1 中立位自然負(fù)重下退行性腰椎滑脫節(jié)段與正常腰椎節(jié)段應(yīng)力分布的對(duì)比研究采集正常志愿者與退行性腰椎滑脫患者L4-5 CT斷層圖片，應(yīng)用Mimics10.01軟件與Abaqus6.10軟件建立正常L4-5節(jié)段與退行性腰椎滑脫L4-5節(jié)段三維有限元模型。約束有限元模型L5椎體底面上所有節(jié)點(diǎn)平移和旋轉(zhuǎn)共6個(gè)自由度

8、，在L4上表而施以450N軸向壓縮載荷，模擬腰椎在中立位自然負(fù)重下的負(fù)載情況。分別對(duì)兩種有限元模型進(jìn)行上述條件的加載，利用Abaqus6.10軟件分析中立位自然負(fù)重下模型各結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布。
　　2.2 坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法時(shí)退行性腰椎滑脫節(jié)段應(yīng)力和位移的有限元分析采集正常志愿者與退行性腰椎滑脫患者L4-5 CT斷層圖片，應(yīng)用Mimics10.01軟件與Abaqus6.10軟件建立正常L4-5節(jié)段與退行性腰椎滑脫L4-5節(jié)段三維有限元模

9、型。模擬向右側(cè)進(jìn)行坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法，模型加載條件如下:①L5椎體下表面固定;②L4椎體上表面施以垂直壓縮載荷450 N;③將腰椎有限元模型模擬手法快速旋扳前的前屈、側(cè)屈、旋轉(zhuǎn)的準(zhǔn)備階段進(jìn)行彎曲:在Y-Z平面沿Y軸負(fù)方向彎曲6°（前屈）;在X-Z平面沿X軸負(fù)方向彎曲6°（向右側(cè)屈）;在X-Y平面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2°（向右旋轉(zhuǎn)）;④L4棘突施以50N向左偏前方30°的力;⑤L4椎體上表面施以15 Nm的向右旋轉(zhuǎn)力矩;⑥手法快速旋扳的作用時(shí)間為0.

10、25s。分別對(duì)兩種有限元模型進(jìn)行上述條件的加載，利用Abaqus6.10軟件分析坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法作用下模型各結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和位移分布。
　　結(jié)果：
　　1.臨床研究
　　1.1 兩組總體療效比較在療程結(jié)束時(shí)、1個(gè)月隨訪、3個(gè)月隨訪、6個(gè)月隨訪，試驗(yàn)組總有效率分另別為96.67％、96.67％、96.67％、95.00％，愈顯率分別為73.33％、68.33％、65.00％、61.67％;而對(duì)照組總有效率分別為90.00％、

11、83.33％、71.67％、63.33％，愈顯率分別為58.33％、45.00％、38.33％、20.00％,經(jīng)秩和檢驗(yàn)，兩組總體療效差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。
　　1.2 兩組各訪視點(diǎn)與入組時(shí)JOA積分的組內(nèi)比較經(jīng)配對(duì)t檢驗(yàn)，試驗(yàn)組從入組后第1天開始至隨訪結(jié)束的各訪視點(diǎn)JOA積分均高于入組時(shí)JOA積分，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.01);對(duì)照組入組后第1天JOA積分與入組時(shí)JOA積分相比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＞0.

12、05)，從入組后第3天開始至隨訪結(jié)束的各訪視點(diǎn)JOA積分均高于入組時(shí)JOA積分，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05或p＜0.01)。
　　1.3 兩組間各訪視點(diǎn)與入組時(shí)JOA積分差值的比較經(jīng)秩和檢驗(yàn)，試驗(yàn)組從入組后第1天至隨訪結(jié)束的各訪視點(diǎn)與入組時(shí)JOA積分差值均明顯大于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05或p＜0.01)。
　　1.4 兩組各訪視點(diǎn)與入組時(shí)VAS積分的組內(nèi)比較經(jīng)配對(duì)t檢驗(yàn)，試驗(yàn)組從入組后第1天開始至隨訪結(jié)

13、束的各訪視點(diǎn)VAS積分均低于入組時(shí)VAS積分，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05或p＜0.01);對(duì)照組入組后第1天及第3天VAS積分與入組時(shí)VAS積分相比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＞0.05)，從入組后第5天開始至隨訪結(jié)束的各訪視點(diǎn)VAS積分均低于入組時(shí)VAS積分，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.01)。
　　1.5 兩組間各訪視點(diǎn)與入組時(shí)VAS積分差值的比較經(jīng)秩和檢驗(yàn)，試驗(yàn)組從入組后第1天至隨訪結(jié)束的各訪視點(diǎn)與入組時(shí)VAS積分差值均明

14、顯大于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.05或p＜0.01）。
　　2.基礎(chǔ)研究
　　2.1中立位自然負(fù)重下退行性腰椎滑脫節(jié)段與正常腰椎節(jié)段應(yīng)力分布的對(duì)比研究
　　(1)L4椎體皮質(zhì)骨:正常腰椎節(jié)段L4椎體皮質(zhì)骨在兩側(cè)中央部位的環(huán)形區(qū)域應(yīng)力較集中。與正常腰椎節(jié)段相比，退行性腰椎滑脫節(jié)段L4椎體前方皮質(zhì)骨應(yīng)力減小，其他部位應(yīng)力分布基本一致。
　　(2)L4后部結(jié)構(gòu):正常腰椎節(jié)段L4后部結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中區(qū)域位于椎弓峽部

15、、下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面、椎弓根。與正常腰椎節(jié)段相比，退行性腰椎滑脫節(jié)段L4后部結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中區(qū)域明顯增大，除椎弓峽部、下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面、椎弓根出現(xiàn)應(yīng)力集中外，下關(guān)節(jié)突內(nèi)側(cè)椎板也出現(xiàn)了明顯的應(yīng)力集中，且下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面應(yīng)力集中區(qū)域擴(kuò)大。
　　(3)椎間盤:正常腰椎節(jié)段椎間盤的應(yīng)力主要分布于外周纖維環(huán)，髓核的應(yīng)力相對(duì)較小。與正常腰椎節(jié)段椎間盤相比，退行性腰椎滑脫椎間盤外周纖維環(huán)的應(yīng)力更為集中。
　　(4)L5椎體皮質(zhì)骨:正常腰椎節(jié)段L5椎體

16、皮質(zhì)骨應(yīng)力分布較均勻，未出現(xiàn)明顯應(yīng)力集中。與正常腰椎節(jié)段相比，退行性腰椎滑脫節(jié)段L5椎體皮質(zhì)骨在近椎弓根處出現(xiàn)了應(yīng)力集中。
　　(5)L5后部結(jié)構(gòu):正常腰椎節(jié)段L5后部結(jié)構(gòu)中上關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面出現(xiàn)了小區(qū)域的應(yīng)力集中，其他部位應(yīng)力分布較均勻。與正常腰椎節(jié)段相比，退行性腰椎滑脫節(jié)段L5后部結(jié)構(gòu)中上關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面應(yīng)力集中區(qū)域明顯擴(kuò)大，且椎弓根、椎弓峽部、上關(guān)節(jié)突外側(cè)根部也出現(xiàn)了明顯的應(yīng)力集中。
　　2.2 坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法時(shí)退行性腰椎滑

17、脫節(jié)段應(yīng)力和位移的有限元分析
　　2.2.1 應(yīng)力分布
　　(1)L4椎體皮質(zhì)骨:正常腰椎節(jié)段L4椎體皮質(zhì)骨應(yīng)力集中區(qū)域主要位于椎體左前側(cè)、右外側(cè)。與正常腰椎節(jié)段相比，退行性腰椎滑脫節(jié)段L4椎體皮質(zhì)骨的應(yīng)力集中區(qū)域出現(xiàn)了后移，椎體左前側(cè)的應(yīng)力集中區(qū)域減小，椎體左外側(cè)與兩側(cè)近椎弓根處出現(xiàn)了應(yīng)力集中。
　　(2)L4后部結(jié)構(gòu):正常腰椎節(jié)段L4后部結(jié)構(gòu)中左側(cè)椎弓峽部腹側(cè)、左側(cè)下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面的應(yīng)力集中最為明顯，右側(cè)椎弓峽部背側(cè)

18、與左側(cè)下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)背側(cè)的應(yīng)力較為集中。與正常腰椎節(jié)段相比，退行性腰椎滑脫節(jié)段L4后部結(jié)構(gòu)中左側(cè)椎弓峽部腹側(cè)、右側(cè)椎弓峽部背側(cè)、左側(cè)下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)背側(cè)的應(yīng)力更為集中，左側(cè)下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面的應(yīng)力集中區(qū)域明顯擴(kuò)大，椎弓根出現(xiàn)了應(yīng)力集中。
　　(3)椎間盤:正常腰椎節(jié)段椎間盤應(yīng)力主要集中在纖維環(huán)右后側(cè)并沿纖維環(huán)從右側(cè)向左側(cè)環(huán)形分布，呈遞減趨勢(shì)。與正常腰椎節(jié)段相比，退行性腰椎滑脫節(jié)段椎間盤纖維環(huán)的應(yīng)力集中更為明顯，其分布區(qū)域發(fā)生變化，纖維環(huán)左后

19、側(cè)及左后外側(cè)的應(yīng)力最為集中，前側(cè)、右外側(cè)及右后側(cè)的應(yīng)力較為集中。
　　(4)L5椎體皮質(zhì)骨:正常腰椎節(jié)段L5椎體皮質(zhì)骨在近左側(cè)椎弓根處的應(yīng)力最為集中，椎體前部、椎體左外側(cè)、近右側(cè)椎弓根處的應(yīng)力較集中。與正常腰椎節(jié)段相比，退行性腰椎滑脫節(jié)段L5椎體皮質(zhì)骨在椎體前部的應(yīng)力集中區(qū)域減小，其他部位應(yīng)力分布基本一致。
　　(5)L5后部結(jié)構(gòu):正常腰椎節(jié)段L5后部結(jié)構(gòu)中左側(cè)上關(guān)節(jié)突小關(guān)節(jié)面和上關(guān)節(jié)突外側(cè)根部出現(xiàn)了應(yīng)力集中。與正常腰椎節(jié)段

20、相比，退行性腰椎滑脫節(jié)段L5后部結(jié)構(gòu)中左側(cè)上關(guān)節(jié)突小關(guān)節(jié)面和上關(guān)節(jié)突外側(cè)根部的應(yīng)力更為集中，左側(cè)椎弓峽部和椎弓根出現(xiàn)了應(yīng)力集中。
　　2.2.2 位移分布
　　(1)L4的位移分布:正常腰椎節(jié)段L4的最大位移位于棘突，椎體右后上部與椎弓根結(jié)合處有一近圓形區(qū)域位移最小;退行性腰椎滑脫節(jié)段L4的最大位移也位于棘突，而最小位移位于椎體右后下部至右側(cè)椎弓根下部的弧形區(qū)域。正常腰椎節(jié)段和退行性腰椎滑脫節(jié)段L4都是以各自位移最小區(qū)域?yàn)橹?/p>

21、心的一個(gè)三維運(yùn)動(dòng)，越靠近位移最小區(qū)域的結(jié)構(gòu)位移越小。正常腰椎節(jié)段與退行性腰椎滑脫節(jié)段L4后部結(jié)構(gòu)位移相比，相同點(diǎn):最大位移位于棘突，左側(cè)位移大于右側(cè);不同點(diǎn):退行性腰椎滑脫節(jié)段L4左側(cè)上、下關(guān)節(jié)突及橫突的位移較大，右側(cè)橫突位移較小。
　　(2)椎間孔的變化:正常腰椎節(jié)段與退行性腰椎滑脫節(jié)段左側(cè)椎間孔均明顯增大，右側(cè)椎間孔均增大不明顯。
　　(3)椎間盤的位移:正常腰椎節(jié)段椎間盤中央偏左后部的橢圓形區(qū)域位移最小，位移從此區(qū)域向

22、四周呈層狀遞增，椎間盤右外側(cè)至左前外側(cè)的位移最大，左外側(cè)和后側(cè)的位移較大;退行性腰椎滑脫節(jié)段椎間盤右后外側(cè)部位移最小，位移從此區(qū)域向四周呈層狀遞增，椎間盤右前外側(cè)的位移最大，左后側(cè)的位移較大。正常腰椎節(jié)段椎間盤右后側(cè)向后內(nèi)方位移，隨著向左側(cè)的靠近，位移逐漸向上，左后側(cè)主要為向外上方位移;退行性腰椎滑脫節(jié)段椎間盤右后側(cè)位移很小，左后側(cè)主要為向前上方的拉伸位移。
　　結(jié)論：
　　1.臨床研究
　　(1)療程結(jié)束時(shí)與隨訪期間

23、，試驗(yàn)組（坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法+腰椎康復(fù)操）治療退行性腰椎滑脫癥的總體療效均優(yōu)于對(duì)照組（腰椎牽引+腰圍制動(dòng)），且隨訪期間試驗(yàn)組的總體療效更持久。
　　(2)治療及隨訪期間，試驗(yàn)組與對(duì)照組均可改善退行性腰椎滑脫癥患者的癥狀體征和臨床疼痛，且試驗(yàn)組起效時(shí)間早于對(duì)照組。
　　(3)治療及隨訪期間，試驗(yàn)組對(duì)退行性腰椎滑脫癥患者癥狀體征和臨床疼痛的改善均優(yōu)于對(duì)照組。
　　綜上所述，坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法配合腰椎康復(fù)操治療退行性腰椎滑脫癥起

24、效快、療效持久，無論近期還是中遠(yuǎn)期均取得了滿意的臨床療效。
　　2.基礎(chǔ)研究
　　(1)在模擬腰椎中立位自然負(fù)重下，與正常腰椎節(jié)段相比，退行性腰椎滑脫節(jié)段的應(yīng)力分布發(fā)生明顯改變，這種改變可能導(dǎo)致滑脫節(jié)段后部結(jié)構(gòu)中小關(guān)節(jié)、椎弓峽部、椎弓根等處以及椎間盤纖維環(huán)更易發(fā)生急慢性損傷。
　　(2)坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法時(shí)，退行性腰椎滑脫節(jié)段后部結(jié)構(gòu)中小關(guān)節(jié)、椎弓峽部、椎弓根等處及椎間盤纖維環(huán)出現(xiàn)了應(yīng)力集中，且較正常腰椎節(jié)段更為明顯，提

25、示手法操作時(shí)應(yīng)輕柔，切忌隨意加大操作力度，以免對(duì)上述部位造成損傷。
　　(3)坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法作用下，退行性腰椎滑脫節(jié)段的椎間盤后部與小關(guān)節(jié)均產(chǎn)生了相對(duì)位移，椎間孔也相應(yīng)增大，其可能與手法作用機(jī)制有關(guān)。
　　(4)坐位腰椎旋轉(zhuǎn)手法作用于退行性腰椎滑脫節(jié)段時(shí)，向兩側(cè)旋轉(zhuǎn)都是可行的，而旋轉(zhuǎn)向有癥狀的對(duì)側(cè)可能更為合理。
　　創(chuàng)新點(diǎn)
　　1.以正常志愿者與退行性腰椎滑脫患者L4-5 CT斷層圖片為影像學(xué)資料，建立正常腰椎