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论文共分为三部分,第Ⅰ部分为临床研究,第Ⅱ、Ⅲ部分为机制研究,旨在依据中医“筋骨理论”对腰椎间盘突出症的认识,研究推拿手法治疗腰椎间盘突出症“骨错缝”干预机制问题,以及推拿手法杠杆力加载与纠正“骨错缝”力学效应机制问题。 Ⅰ推拿手法治疗腰椎间盘突出症临床试验研究 目的:观察推拿手法对腰椎间盘突出症(简称腰突症)患者症状、功能障碍及腰背伸肌群生物力学性能的影响,探讨手法治疗腰突症“骨错缝”的干预机制问题。 方法:将65名腰突症患者随机分成为治疗组(推拿手法组)与对照组(牵引组),治疗组30例,对照组30例,脱落5例。比较推拿手法治疗后腰突症患者疼痛(VAS评分)及功能障碍(ODI指数);腰椎曲度、椎体椎间盘比值;以及腰背伸肌群生物力学特性变化情况。 结果: 1、治疗后,两组腰突症患者VAS评分、ODI指数均较治疗前降低,差异有统计学意义(P<0.05);但治疗组VAS评分、ODI指数低于对照组,VAS评分差值高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。 2、治疗后,治疗组的腰背伸肌群峰力矩(PT)、平均功率(AP)、屈伸肌比值(F/E)均有显著改善,差异有统计学意义(P<0.05);其中,治疗组PT(60°/s)、AP(120°/s)改善优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。 3、腰突症患者治疗前左右侧腰背伸肌群肌电信号指标平均功率MPF、积分肌电(IEMG)出现不对称现象,右侧较左侧低,差异有统计学意义(P<0.05),提示腰椎间盘突出症患者两侧背伸肌群收缩力量不对称。治疗后两组左右两侧腰背伸肌群MPF、IEMG均有不同程度提高,其中治疗组右侧腰背伸肌群MPF、IEMG与治疗前比较,差异有统计学意义(P<0.05)。 结论: 1、推拿手法治疗腰椎间盘突出症有效率、治愈率高于牵引疗法,比牵引疗法更能缓解腰椎间盘突出症患者的疼痛及功能障碍。 2、推拿手法可以改善腰突症患者腰背伸肌群收缩力量、做功效率,改善腰部屈、伸肌的协调性,提高腰背伸肌群的放电频率,缓解腰部肌群的疲劳程度,改善腰突症患者腰背伸肌群失衡状态,从而有利于恢复腰突症患者腰背伸肌的生物力学特性,可能是推拿手法治疗腰突症“骨错缝”干预机制之一。 Ⅱ推拿手法治疗腰椎间盘突出症腰椎结构三维运动有限元分析 目的:应用三维重建有限元技术,观察腰椎间盘突出症患者推拿手法治疗前后腰椎结构三维运动变化情况,进一步探讨推拿手法治疗腰椎间盘突出症“骨错缝”的干预机制问题。 方法:选取10名腰突症患者,分为理筋手法组5例(理筋组),理筋手法加调整手法5例(理调组);正常志愿者采用理筋手法5例(正常组)。利用Piliphs64排螺旋CT,扫描从L1-5椎椎体水平的长度范围,获得容积扫描数据,利用上海交通大学软件学院数字医疗实验室提供的软件,重建腰椎骨骼并进行有限元分析,比较三组手法干预前后腰椎结构三维空间运动变化情况。 结果:腰椎间盘突出症患者在理筋手法和调整手法治疗后L1-L5各椎体的空间位置发生了一定改变,观察指标包括三维角度变化和三维位移运动变化,其中L3、L4三维空间运动调整作用显著优于理筋组及正常组,差异有统计学意义(P<0.05),其它节段理调组有优于理筋组及正常组的趋势。同时,理筋手法对腰椎间盘突出症患者L1-L5各椎体的空间位置调整作用显示优于正常组的趋势。 结论:理筋手法加调整手法与单纯理筋手法相比,对腰椎间盘突出症患者失稳或退变节段的调整作用更加明显,有助于恢复腰椎结构静态平衡,对纠正腰椎“骨错缝”产生重要作用。推拿手法中的理筋手法对腰椎间盘突出症患者的腰椎结构有一定的调整作用,但不显著。 Ⅲ改良腰椎斜扳法杠杆力加载原理数值模拟 目的:运用机械振动力学数值计算方法,模拟改良腰椎斜扳法杠杆力加载过程,探讨推拿手法杠杆力加载与纠正“骨错缝”之间的关系问题,进一步说明改良腰椎斜扳法优化杠杆力力学效应机制问题。 方法:根据长杠杆手法通过多应力传递链节,实现关节整复的特点,把脊柱简化为若干个3点平面(椎体、两个关节突)所组成多链接的整体,以L4-5为手法调整的功能单位,建立L1-L5椎体结构简化模型,根据一位患者CT断层扫描图像建立模型数学结构和坐标计算环境。应用机械振动力学原理,模拟改良腰椎斜扳法杠杆力加载过程,并进行静力学和动力学模拟分析。 结果: 通过对L4-5节段模型几种运动情况的静力学分析,可以发现: 1、拉伸时,医师需要在Y、Z方向施力,同时还需施加X方向的力矩,但与Z方向力的大小相比可见,Y方向的力和X方向力矩并不是主要因素。 2、扭转时,医师所需施加的力、力矩在X、Y、Z方向均有分量,较为主要的因素是X、Y方向的力与Z方向的力矩。经过一定量的拉伸,除了Z方向的力增加明显外,X、Y方向的力保持基本不变,但可以达到的极限位旋转角度明显增大。 通过对L1-L5多节段数学模型进行动力学分析,可以发现: 1、根据位移-力曲线(取正弦力频率为0.5)发现,随着力的增大,L4-5节段之间的相对位移也线性增大,但同样大小的力的情况下,正弦作用力带来的相对位移远大于阶跃作用力产生的相对位移,前者大约为后者的三倍;同理,可推出若要带来同样大小的相对位移,正弦作用力的大小只需为阶跃力的三分之一左右即可。 2、根据位移-频率曲线发现,用正弦力进行手法操作过程中,存在一个或若干个频率段,在该频率段内使用正弦力明显比阶跃力省力。但在这些频率段之外,正弦作用力可能比阶跃力更加费力。 3、根据损伤比(即最大位移比)-频率曲线发现,用正弦力进行手法操作过程中,存在一个或若干个频率段,在该频率段内的使用正弦力明显比阶跃力安全,即当病变部位产生同样大小的相对位移时,使用一定频率的正弦力在其他部位所产生的最大相对位移明显小于阶跃力作用时其他部位产生的最大相对位移,这样就在调节病变部位的同时,极大的减少了其他部位遭受损伤的可能性。 4、综合分析损伤比(即最大位移比)-频率曲线、位移-频率曲线发现,相对位移-频率曲线中的最高点的频率并不对应损伤比.频率曲线中最低点的频率,即,最省力的正弦施力频率并不一定是最安全的施力频率。但是相较于f=0.5(在此次仿真运算结果中得到的最省力的频率),f=1(在此次仿真运算结果中得到的损伤比最低的频率)更加适用于临床治疗,因为后者在同样作用力下带来的最大相对位移只比前者少12.1%,但其损伤比下降76.5%,因而在不过于消耗施术者体力的同时,可以大幅提升安全系数。 结论: 1、依据静力学分析结果,提示改良腰椎斜扳法操作过程中,医生主动力分解为沿患者躯干纵轴方向的拔伸牵引力和沿横轴方向的扭转力,拔伸牵引可使调整节段的椎体、关节突关节产生分离作用,并且加大一定力量的拔伸牵引力更有助于扭转力发挥效力,使调整节段产生旋转移位。 2、依据动力学分析结果,提示改良腰椎斜扳法在发力环节上,相当于是一种正弦力的反复叠加作用,能够有效地减少完成调整手法所需的最大作用力,与传统斜扳法的阶跃力模式相比,有更大的可操作性和技巧性,即在手法操作中,寻找一个相对最优的施术频率,能够明显地减少施术者的体力消耗,大幅提高效率并省力;同时,提升安全性,减少对其他脊柱节段、肌肉或软组织的损伤。 3、本研究通过模拟改良腰椎斜扳法杠杆力加载过程,并进行静力学和动力学分析,初步说明手法杠杆力加载与纠正“骨错缝”之间的关系问题,并初步证实了改良腰椎斜扳法优化杠杆力力学效应的科学性。