第十章中枢神经系统的变形

摘要：在过去的20 多年，研究人员对中枢神经的生物力学进行了许多深入细致的研究，其中最为突出的是Dr . Breig 所领导的研究小组。研究证实，头和眷柱的各种运动可造成中脑、后脑和整条脊徒的变形。这种中枢神经组织变形是通过神经组织对奋柱运动时推管长度、西度以及推管内壁坡度变化的可塑性适应而实现的。

第一节概述

在研究中枢神经系统的生物力学性质时，我们要从不同的角度和不同的学科来分析研究，而不仅仅是医学和力学。对颈部软组织疼痛的治疗仅缓解疼痛是不够的。目前，临床上存在这样一种现象：一旦患者的疼痛缓解，便宣告治疗结束。实际上，缓解患者的疼痛仅是治疗的开始，恢复颈椎的正常功能和解剖位置则是治疗的重点和最终目的。
脊柱是一立体的三维结构，由此构成了脊柱的功能运动。在研究脊柱时，除要强调脊柱骨性结构的生物力学性质的重要性外，也应注意到肌肉对正常和异常状态下脊柱动力学的影响。另外，也不可忽视脊柱运动过程中，中枢和周围神经系统的变化情况。由于X 线片仅能显示骨性结构，而无法显示神经组织，因而对脊柱运动过程中，神经变形的情况仅为推测。而稚管内外的神经，既是重要的组织结构，又是临床治疗的重点。
大脑、脊做、硬脊膜、神经根和血管都是可塑性的组织结构。它们与椎管以及自身组织结构之间都存在着作用力和反作用力的关系。神经系统各个部分的组织结构和具有在三维空间6 个自由度上运动的头、脊柱和骨盆等构成一个完整的生物力学载荷系统。当其正常有效地发挥其生物力学效能，完成生理功能时，人体就处于正常的健康状态，反之意昧着病变。研究证实，推管长度的改变总是伴有脊髓的相应变化，脊髓的皱褶和伸展机制可以满足从脊柱完全伸直到完全屈曲所需的70 ％一75 ％的长度变化。其余的，即生理活动的极限部分，由脊髓组织本身的弹性变形来完成。脊髓在长度改变的同时，同样伴有其截面积的变化，脊髓于受压时其截面积增大，而在拉伸时减小。当育髓由完全屈曲转为完全伸直时，其截面积从类圆形变为椭圆形。
一般认为头和脊柱的异常运动或椎管的骨性结构异常可引起神经组织的损伤，但对损伤机制仍不清楚。对一些临床常见的症状与影像学改变不相符这一事实，仍无法作出令人信服的解释。如患者有严重的颈髓或颈神经根受损征象，但患者的颈椎X 线片却无明显的退行性改变；而另一部分患者虽然有明显的颈椎退行性改变，但患者却无神经根或脊髓受损的征象。中枢神经组织运动的生理和病理生理学是本文讨论的重点。Breig 在对中枢神经系统的生物力学性质研究后发现：从最大后伸位到最大前屈位时，脊髓的平均移动幅度为4 . scrn 一7 , 5 呱。脊髓各部分的活动幅度有很大的差异，后脑和延髓为o . scm 一1 . 4 二，颈髓为1 . 8 一2 , 8 咖，胸髓为o . gc 。一1 . 3 二，而腰髓段为1 , OcTn 一2 . ocm 。从上可以看出，活动度最大的一2 双一

节段是颈髓，其次是腰骸段。颈段和腰段脊柱具有较大的活动度，这就要求相应节段的脊髓需要有与脊柱同样的生物力学性质，以适应较大的变形。研究中最重要的发现是：几英寸（1 英寸二2 . 54 厘米）长的后脑和延髓，其变形能力大于30 . 48cln 多长的胸髓，这就说明延髓的活动度大于胸髓。体位的变化、脊柱屈伸的幅度以及反射活动等均可影响到后脑和延髓的功能。任何突人椎管内的凸出物都可造成严重的神经损害。
神经组织本身就具有变形能力，主要表现在神经组织能够形成皱褶并能够展平。必须认识到这是中枢神经系统正常功能之一，属于中枢神经系统的基本变化。目前，这个概念已被普遍接受。
以往有关推管内脊髓运动的概念即陈旧又片面。早期的看法是脊髓在椎管内上下滑动时，伴随着脊髓的弹性伸展性运动。当膨出的椎间盘或椎体后缘增生的骨赞突人到椎管内时，脊髓由此形成了病理动力学。在这种情况下，脊翅就象一根在峭壁边缘被磨损的绳索（图10 一l ）。
1956 年Sn 五th 提出，颈髓变形区主要集中在

中颈段，它是以Q 为中心呈轴向上下伸缩运动。虽然以后的研究证实此观点并不确切，但他提出了中枢神经组织的变形是一种正常运动。虽然脊髓位于椎管内，受到骨性结构的保护，但脊髓仍受到体位变化时所产生的应力的影响。躯干和四肢的活动也可对脊诫产生牵拉作用，在剧烈活动时脊健的长度可发生持续性的变化。这种仅在长度上发生变化，又不影响脊髓的正常生理功能的性质，具有非常重要的临床意义。
Taylor 在Srnith 之前（1 953 年）发表了一些重要的研究论文。他在尸体上进行了颈椎各种体位，如过伸位和前屈位的脊髓造影研究。研究目的是想揭示颈椎病患者的颈髓在颈椎后伸时，不仅受到突出椎间盘的压迫，而且还受到黄韧带的挤压（图10 一2 ）。颈推在后伸时，邻近两个椎板间的黄韧带受到挤压形成凸起，向前突人椎管内。如果此时椎管前壁上的椎间盘有突出，当颈椎过度后伸时，位于突出椎间盘和凸起黄韧带这两个

圈10 一1 于压迫和牟披所致的脊位扭害前者是由于颐推椎体后缘增生的骨赘或突出的预椎间盘所致，而后者是由于项脊谈抵在这些儿起物上下移动所造成的

凸起物之间的颈髓将受到压迫。这表明，颈椎过度后伸可使黄韧带受到挤压，而形成凸向椎管内的凸起。这样在颈椎屈伸活动时，颈髓可受到间歇性的压迫，造成颈髓及其血管的渐行性改变，但确切的病理性变化尚不清楚。根据观察结果，作者得出如下结论：在使用脊柱推拿手法治疗颈椎病时，必须限制或避免患者的颈椎后伸活动，这样可以预防黄韧带对颈髓的反复损伤。这就需要长期或永久性地限制患者的后伸活动，而且制动的效果必须确切。然而，治疗这种病变的根本治疗方法是切除椎板及其间的黄韧带（图10 一3 ）。
Taylor 认为在颈椎过伸位脊髓造影中所发现的明显折人椎管内的阴影是黄韧带。B 。论为了明确是何种组织结构凸入椎管内，重复了TayI0r 在尸体颈推上所做的实验。B 诫g 在钝- 223 一

口10 一2 在尸体上进行的甄资．造影头颐部后伸时．几一q 以及q 一公节段突出的帷间盘和向前凸起的黄韧带对玖资健的压迫悄说

圈10 一3 颐后伸时的颐帷管狭窄倪况

当颐椎后伸时，颐稚管的宽度可能因黄韧带的姐裕而变

圈1o 一4 颐稚完全后伸时盆韧带和硬琪形状的示愈圈
在尸体标本上，从颅底到脚稚段的椎管用硫酸钗充填，拍摄X 线片。然后，从枕骨大孔处切除硬腆，饨性剥离砚膜并在q 水平处切除。而后用硫酸钡再次充演椎管，在相同的体位下〔 前屈和完全后伸）拍片。比较两种体位下的X 线片．发现仅有轻徽的黄韧带凸向椎管内

性切除了脊健和硬脊膜后，再次行脊髓造影进行观察。如果突人椎管内的阴影是由凸起黄韧带引起的话，那么在切除脊髓和硬脊膜后，突人椎管内的阴影不会发生变化。然而，事实上在切除脊髓和硬脊膜后的造影发现，推管的轮廓形状发生了改变。只有轻度的黄韧带凸向椎管内，个别标本的凸起较为明显，但凸出物的直径一般不超过2 月皿n 。很据实验观察可以得出如下结论：1 ．颈推后伸时，在椎管后壁所形成的皱褶是硬脊膜向内凸起所致，而不是凸起的黄韧带；2 ．硬脊膜所产生的皱褶是自身应力集中造成的，而不是黄韧带向内凸起引起的。很显然从上述实验观察可以发现：以往有关凸起的黄韧带随着脊柱的运动可以呈间歇性地压迫脊髓的概念是不正确的。随着研究的深人，逐渐发现由于黄韧带的体积较小，一般不足以产生凸向椎管内的隆起．形成脊髓造影时可见的缺损。实际上凸向椎管内的组织结构一般是硬脊膜所形成的横行皱褶（图10 一4 ）。
在解剖形态学上，脑桥一脊髓束为一连续的整体。它上起中脑，下至马尾。在生物力学上，它又具有适应人体各种生理活动姿势的变形能力。一224 一

对脊柱推拿专业人员来讲，了解和掌握脊催束具有变形运动这一重要生理功能是非常重要。这将有助于恢复患者的正常运动功能，并使其维持在正常的解剖位置上（图10 一5 ）。在一般的解剖教科书上所介绍的脊髓组织

是非常固定化和模式化的，使人容易误解脊住组织较为坚韧不易移动。然而，在解剖图谱上所描述的静态圆锥状的脊髓，并未表现出脊髓的动力学特点。研究证实，脊髓组织随体位变化会产生一些特有的改变，即脊髓组织本身具有形成皱摺和伸展的能力。脊髓组织的这种变化不仅肉眼能观察到，而且利用显微镜可以观察细胞水平上的变化。这种运动变化是脊髓节段和椎体运动单位相互协调一致的结果。每个脊柱运动单位构成了正常脊髓节段的皱褶和伸展。当脊柱功能单位运动发生障碍时．如脊柱的活动度增大或减小，相应的脊髓节段也会出现相应的应力增加和应力减小。最新研究证实，以往认为脊班作为一个整体在椎管内上下移动的概念是错误的。颈椎在作轴转动和水平移位时，椎管内的有效截面积也在不断地变化。
齿状韧带将脊储固定在相应的椎体上，在脊髓运动出现生理变形时，脊髓会发生皱褶和伸展。脊柱的前屈和后伸对脊髓的变形有很大的影响。脊髓的矢状和额状面显微解剖显示，在后伸位脊髓圆柱状的轴形体呈波浪状，而灰质呈不规则状。脊髓皱褶发生最多的是在下颈段的背面。脊髓各部位的变形能力有很大的不同，在脊髓的每个矢状面上，完全后伸时的脊赞圆柱状体可形成明显的皱褶区，皱褶呈水平状，但这并不影响脊髓的运动功能。颈椎在前届至最大限度时，脊徽的组织结构被拉长，以使整条脊健中呈

心口口J 口口日口口翻口月口口口口目口口口口

，脚恻雏1

蕊10 一5 头和有柱的运动对后脑，延．、资口和伴随的神经以及硬腆整体给构的形晌在头颈部后伸时，整条中枢神经束及脊神经松弛（形成皱褶），漪头表示作用力的方向．而在前屈时整条神经束和脊神经又被泣直（轮哪变平），在神经束的不同部位，在后脑和脊妞内娜以及表面产生轻徽的弹性牵拉力。由此可能造成病理性的轴向牵拉力。在这种情况下，细小的脊神经可能较祖大的脑干和脊恤更容易受到损伤，而出现临床征象

波浪状屈曲的部分完全伸展变直。由此看来脊髓在椎管内随脊柱活动而上下移动的概念是错误的。脊髓在椎管内的运动并不一定全是轴向位移。脊髓在后伸位时，部分组织结构被压缩变短。由于在后伸位时脊随变短，因而前屈位时脊翻被伸展拉长。
椎管内软组织随着体位的改变会出现相应的生物力