杨钦,周红海,胡梦婷,钟仲,徐毅高
(广西中医药大学骨伤学院,广西南宁 530001)
当前,颈椎病发病率正在不断升高[1],除了颈部的过度活动以及不良的生活习惯是其诱因外,颈椎病的发展、预后也与颈椎内、外源性结构的生物力学息息相关,但目前,关于此方面的理论和研究报道较少。颈椎的动力平衡与静力平衡是相辅相成的关系,能够保持颈椎正常的稳定性。其中,颈肌是颈椎活动的原始动力,以颈肌损伤或退变为主的动力平衡系统失调是颈椎力学改变的前提,也是后期颈椎椎体、椎间盘、小关节及周围韧带等结构退变的诱发因素。简而言之,即“动力性平衡失调为先、静力性平衡失调为主”。临床治疗上,通过有效的中医正骨手法以调整颈椎动静力学平衡,可缓解颈椎病的相关症状,甚至治愈颈椎病。本文将综合相关文献,针对颈椎动静力平衡失调与颈椎病发病的相关性展开探讨。
人体颈段脊柱是可进行前屈、后伸、侧屈、旋转等单一方向活动以及藕合运动的三维立体柱状结构。颈部的活动是在神经支配下由颈肌发力产生。从肌肉解剖位置上,将颈部肌群分为颈浅肌群、颈中肌群和颈深肌群。颈浅肌群主要是胸锁乳突肌,负责颈部的“no”式动作,当两侧胸锁乳突肌同时收缩时,头部后仰;颈中肌群包括了舌骨上肌和舌骨下肌,二者负责舌骨的上提和下降;颈深肌群以前、中、后斜角肌为主,主要负责颈部的侧屈活动。颈部的的稳定性依赖于颈椎动力性平衡系统,主要表现为颈肌主动肌和拮抗肌的协调作用,由前者发起主动动作,后者在反作用力的同时进行调节修正。在头长肌和颈长肌收缩时,产生了头部前屈动作,此时颈后的斜方肌上束和头夹肌、颈夹肌、半棘肌与竖脊肌进行了拮抗;同理,当头部后仰时,促使头部前屈的头长肌和颈长肌转变为拮抗肌;当斜角肌、斜方肌上束、同侧的胸锁乳突肌和肩胛提肌收缩时,头部产生侧屈动作,对侧肌肉进行拮抗;头部旋转动作较为特殊,由两侧肌肉共同参与,由同侧的肩胛提肌、夹肌、半棘肌、多裂肌和对侧的胸锁乳突肌和肩胛提肌收缩产生,与其相对应的有关肌肉进行拮抗。
颈椎的内在稳定代表了颈椎正处于一个静态稳定的状态。颈椎的静力平衡系统由椎骨、椎间盘、小关节和周边韧带构成。颈椎椎骨是颈段脊柱的中心结构,在对抗压应力、剪切力和扭转力方面发挥了重要作用。研究发现,无论是在前屈位或后伸位时,下段颈椎的椎体前柱应力是最大的[2]。为适应功能性压力的增加,颈椎椎骨的成分与形态可发生改变,以椎体前缘骨质增生为多见。颈椎椎间盘在颈椎静态稳定下发挥了关键的作用力,组织学结构决定了椎间盘既有柔韧性也有自身的刚度。除了维持生物结构的活动度、高度外,还能够吸收脊柱震荡、分解椎体表面压力,也为椎体及周边结构的生长发育创造了条件。椎间盘高度与髓核的弹性、纤维环的胶原纤维、基质等息息相关[3]。在承受扭转载荷的过程中,椎间盘的纤维环起到了关键作用[4]。关节突关节在力学上与椎间盘一起承载了脊柱屈伸、侧屈、压缩、扭转、剪切等负荷。研究发现,随着关节突关节切除范围的增加,椎间盘的应力和颈椎旋转的角度也有所增加[5]。关节突关节对于改善脊柱的应力分布和调控相关脊柱活动具有积极意义[6]。钩椎关节是颈椎特有的小关节,主要增加了上下椎体间的稳定性,并能够减少颈椎的部分藕合运动,例如侧屈和旋转等[7],防止过度运动。颈椎前纵韧带、后纵韧带限制了颈椎的过伸和过屈;有实验发现,前纵韧带在38.59 N的拉力作用下仍不会断裂[8],韧带的强度与其胶原蛋白的含量有关,不同解剖位置的抗拉强度不同[9]。黄韧带位于上下椎板之间,其作用主要是维持颈椎的正常排列,限制其过度前屈。正常的机械应力下,黄韧带结构稳定,可保证椎管的容积。
颈段脊柱承载着头部重量以及外来负荷,为保证颈部正常的活动,颈肌优先保持着长期的收缩与拮抗状态,导致了颈肌肌浆网的钙离子释放减少、颈肌的耐力和收缩力减弱[10]。当负荷超过颈肌所能承受极限时,颈肌将部分载荷转移至颈椎的关节突关节、椎间盘等静力平衡结构,加快了病情的进展。颈型颈椎病患者的症状体征属于颈椎病发病的早期,赵忠民[1]的研究发现,颈型颈椎病患者与正常人的颈肌表面肌电指标与正常人有差异,患者颈肌张力较高,肌电活动稳定性和可重复性较低;通过骨伤手法、功能锻炼及药物等治疗后,软组织的弹性明显提高,各项指标显著改善,且患者症状也得到明显缓解。马鸣等[12]在青年颈椎病患者的发病研究中发现,该类患者的颈椎生理曲度改变和颈椎不稳与颈肌的不平衡有着密切关系,青年人的颈椎椎间盘、关节突关节、钩椎关节以及韧带等解剖结构尚处于一个稳定且应力较均衡的状态,而长期的不适当活动和姿势则对颈肌产生了较大影响,颈肌在失衡中易于退变。张恩铭等[13]的观察则发现,与正常人相比,颈痛患者的颈深屈肌的体积开始缩小,症状较重的一侧更加明显。于栋等[14]发现,在颈肌发生退变时除了颈肌形态上的缩小以外,还出现了相关肌肉的纤维性萎缩,运动功能的降低。此外,当颈肌长期处于收缩状态时,肌浆网钙离子的释放力下降、颈肌出现缺血、氧自由基和脂质过氧化物等代谢产物的累积均加重了颈肌的退化。颈肌的渐进性退化最终会降低颈椎活动效率,影响颈椎活动度,甚至引起活动受限,同时颈痛症状也可能更加频繁和加重。生物力学上,颈椎主动肌和拮抗肌的协调性将受影响,主动肌可能因长期做功出现废用,拮抗肌亢进,从而导致颈椎的失稳。颈肌退变除了直接造成颈椎静力平衡系统的影响,在病理生理学方面还可出现颈肌的脂肪浸润,严重时造成部分患者的脊髓损伤,主要表现为感觉、运动功能的减退[15],临床诊疗应予以鉴别。
研究发现[16],椎体内部的松质骨是由无数骨小梁交错构成,绝大多数的老年患者因雌激素下降、维生素D生成减少,而出现了骨含量的丢失以及骨小梁刚度下降,并出现意外或骨质疏松性骨折,颈椎的静态平衡状态最终会被打破。椎间盘对椎体上的不同方向力的缓冲,增加了椎体的负荷耐受。但长期且反复的异常载荷,则促使了椎间盘的退化。宋西正等[17]发现,椎间盘在直立位、屈曲位、环绕式、外固定机械式等4种方式下,均发生了不同的退变,包括椎间盘纤维环裂纹出现、髓核突出、髓核纤维化等。椎间盘的损伤将极大程度地影响颈椎的稳定性。
郭晓峰等[18]指出,关节突关节在长期的应力过程中,关节支持组织经过早、中、后期的化学炎症反应,使椎间孔的高度丢失,导致椎间隙狭窄。颈椎关节突关节在解剖上同腰椎大体一致,均由软骨、软骨下骨、滑膜、纤维关节囊等构成。通过CT、MRI、超声等影像学技术可观察到,关节突关节在退变后出现了关节面粗糙、软骨破坏、边缘骨质增生、关节囊钙化等改变[19]。一旦关节突关节发生退变,严重者则导致骨关节炎。钩椎关节外前方是椎动脉和椎静脉,钩突距横突孔不足1 mm,当钩突后缘骨质增生并突入椎间孔时,将压迫神经根和椎动脉并引起一系列症状[20]。王星等[21]分析了66例青少年颈椎钩突与横突孔的关联性时发现,钩突关节的增生或骨折对椎动脉形成了一定压迫,并导致了椎动脉型颈椎病。但是,有学者通过多层螺旋CT血管成像技术的应用否定了这一观点,认为钩椎关节的增生并不会对椎-基底动脉的血流形成影响,部分颈性眩晕患者在钩椎关节发生增生病变前即有症状[22]。颈椎钩椎关节增生能否导致椎动脉型颈椎病,还有待商榷。
颈椎前纵韧带是人体最长的韧带,主要功能是限制脊柱过伸。颈椎退行性改变造成椎间隙变窄时,可见前纵韧带松弛,出现颈椎失稳,临床以颈部不适、活动度下降为主。颈椎前纵韧带钙化以老年人多见,可伴相应节段的颈椎椎体前缘骨质增生。颜华东[23]在诊断颈椎过伸伤性患者时发现,前纵韧带损伤以C5、C6为主。颈椎后纵韧带起自枢椎并与覆膜相续,止于骶骨,功能上以限制脊柱前屈及防止椎间盘后突为主。后纵韧带骨化症是一种常见的颈椎退行性疾病,以亚洲人多见,当压迫椎管内的脊髓或神经根时,会引起肢体运动或感觉障碍[24]。临床治疗以扩大椎管容积和解除脊髓、神经压迫为目的,包括直接减压、间接减压和混合型减压等常见术式[25]。黄韧带不仅薄而宽,且富于弹性而不易变形。如发生变性、纤维化或增厚等退行性改变,其弹性会减小,且随着颈椎向后延伸形成褶皱突向椎管,严重时可造成对脊髓 (膜)的压迫,引起相应的症状。项韧带是存在于颈后两侧肌群的弹性膜层,其主要作用是维持颈椎曲度和保护旋转后的稳定性。在早期,王利等[26]在建立相关生物力学模型过程中,将新鲜颈椎尸体的项韧带与棘间韧带切除,发现颈椎的稳定性受到明显影响,证实了项韧带对维持颈椎生物力学的重要性。资料显示,项韧带退变与颈椎病发生关系密切,当其退化至一定程度,最终会出现项韧带的钙化[27]。
中医正骨手法是一种以“筋骨并重”、“动静结合”、“整体观念”等为理论指导,对一系列骨伤科常见病治疗的传统医疗手段[28]。《医宗金鉴·正骨心法要旨》中记载: “手法者,诚正骨之首务哉”,正骨手法不仅可以调节脊柱结构的平衡,还能使筋骨关系得到调整,使得筋柔骨正、骨正筋柔,二者协调作用,最后使机体达到自然康复[29]。中医的“筋骨关系”概括甚广,其“筋”也不仅涵盖了肌肉、筋膜等解剖组织,还包括韧带、血管、神经等;其“骨”既代表了椎体,从中医的理论意义上也属于奇恒之腑,“人骨”除了构成骨架和肢体形态,还能保护内脏组织。人体“筋骨”关系如同颈椎动静力学平衡系统的比喻,只有颈椎的动静力平衡恢复协调,颈椎的生物力学状态方可稳定。
神经根型颈椎病的发病主要与椎间盘退变、椎间孔的继发性狭窄有关,如何有效减轻病变结构对神经根的压迫是中医正骨手法的关键。张其云[30]、周红海[31]、钟涔[32]等人分别应用罗氏正骨、韦氏颈椎旋转复位、美式整脊等手法治疗,均能够达到良好的临床疗效,对于改善颈椎序列结构、调节椎间盘应力分布、恢复颈椎动静力学平衡具有重要的意义。三维正骨手法是作用于神经根型颈椎病患者的特色疗法,蒋学余等[33]以颈椎病变节段的冠状位、矢状位、横断轴位三个轴面为操作面,先进行肌肉放松和局部点穴,最后进行不同轴面的颈椎整复操作,治疗后经过彩超多普勒观察,发现原先受激惹增粗的神经根内径明显减小。松解局部肌肉与点穴能够改善肌肉组织的血运,阻断相关免疫炎症反应的介导[34],在镇痛的同时使颈部肌肉得以放松,使颈椎动力保护机制处于松弛状态,随后在牵引力和旋扳力的作用下使失稳的颈椎复正,调整了椎体结构和神经根的关系。三维正骨手法的疗效通过研究数据可以确认,但其实用性有待商榷。主要原因在于,当前的颈椎正骨手法多为旋转复位,而人工复位即是外力作用条件下的三维多角度耦合运动方式,多次整复对颈椎稳定性的利弊暂无法评估。
椎动脉型颈椎病是由于颈椎退变导致椎动脉受到刺激或压迫,使动脉发生折曲、血管变窄而引起脑供血不足的一系列临床综合症状。其发病因素较为复杂,针对骨性因素(钩椎关节、关节突关节增生退变对动脉的压迫)引起的颈椎病症状,正骨手法疗效尤为明显[35]。韦贵康教授通过钩椎关节整复手法治疗因钩椎关节增生引起的椎动脉型颈椎病眩晕症状,疗效明显,治疗过程中先予疏筋理筋,继而在牵引颈部的同时,对钩椎关节方向进行推按,产生一种剪力,直接调整紊乱的钩椎关节,解除对椎动脉的压迫,同时调节关节突关节的紊乱,最终恢复了颈椎的平衡[36]。王和鸣教授基于“筋出槽、骨错缝”理论,运用整脊正骨手法治疗椎动脉型颈椎病时,先予理筋和腧穴点按,以解除颈部肌群的痉挛,改善血液微循环;再予旋转整脊复位,从而纠正颈椎的整体力线、调节部分关节紊乱,改善应力分布,达到颈椎动、静力学平衡的目的,从而缓解临床症状[37]。但椎动脉型颈椎病的致病因素复杂,盲目应用手法治疗具有较大的风险性,因此临床医师需结合相关影像学检查结果谨慎操作,而按摩推拿在很大程度上能够缓解颈部症状,可根据情况实施。中医药综合疗法在椎动脉型颈椎病的疗效明显[38],运用正骨手法结合其他中医治疗手段应能够更好地解决患者的问题,医者可酌情积极治疗。
颈椎病的发生发展与现代人的生活方式有很大关系,长期不良的生活习惯导致了颈椎内外力平衡失调并造成颈椎病的产生或加重。中医正骨手法结合汤药、针灸、小针刀以及功能锻炼,能够达到良好的临床疗效。目前,颈椎的生物力学平衡理论未有相关的衡量标准,缺乏实质性的物理、生化层面研究,如何尽早地发现和有效干预是当前需解决的问题。当前形势下,应加强宣传和鼓励功能锻炼,提倡定期体检,未病先防;同时应进行跨学科协作,对颈椎的生物力学平衡问题进行深层次的实验研究。