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文章标题:第二十五章 颈部软组织的生物力学特性研究
内容开始
3 %的载荷,当然这些认识也是在离体状态下取得的。
所有这些认识,基本上都排除了颈肌的主动动力作用,在对颈推的椎体、椎间盘、小关节等内源性稳定结构的研究中,都是以局部的、离体的、具体结构为对象的研究,要知道,剥去肌肉的脊柱本身就为一极不稳定的结构,我们在实验中也已明确观察到,在此基础上的研究结果客观地说是不完善的。
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.外源性穗定结构在颈推平衡中的作用颈肌是颈椎外源性稳定结构中的重要组成部分。颈肌的主动动力作用是保持头颈姿势的必需条件,在神经和肌肉的协同作用下.才使内源性稳定结构中的各组成部分发生应力应变、位移和角度的变化,离体状态的脊柱本身即不稳定,所以研究脊柱的生物力学特性就必须了解肌肉的动力作用。
颈部的40 余条肌肉构成了颈椎外源性稳定结构,以维持颈推的动力平衡,而肌肉是脊往产生动力的根源,头颈任何方位的活动,都是颈肌在神经支配下主动作用的结果,不考虑颈肌等颈部软组织的作用,仅仅使用离体状态的屈曲损伤、伸直位损伤等观念来阐述脊柱损伤机制,未免过于简单化,虽然至今尚无客观指标来反映颈肌在颈脊柱稳定性中所起的作用,但不能因此而忽视颈肌作用的存在,限于观察测试手段的滞后,对颈椎展开离体状态的生物力学研究,可在一定程度上了解其固有结构在颈椎生理活动的稳定状态中所起的作用,但是如果同时考虑进去颈肌的作用,可能不少结果都会改变。
就脊柱的生物力学特性而言,颈椎的动力性平衡稳定较之静力性平衡稳定意义更大,试想在活体状态下,如果没有颈肌原始动力的启动作用,使头颈作三维六自由度的运动,颈椎内源性稳定结构中各组成的力学特性变化又从何谈起。当然,有了颈椎固有骨性结构椎间盘、小关节和韧带等结构失常致静力失平衡,反过来也可进一步影响致使动力失平衡。因此,从某种意义而言,颈脊柱的动力平衡是静力平衡的前提,静力平衡是动力平衡的基础。失去静力平衡,颈推的变化比较缓慢,而失去动力平衡,颈椎当即不能维持其正常功能,并且颈椎的动力平衡系统可在一定程度上对静力平衡予以代偿。临床上相当一部分患者虽有椎体间的异常活动,或存在内源性稳定结构异常,但并不产生症状,尚能维持正常的生活和工作,可能是得益于颈肌肌群良好的力学性能和强大的代偿作用。外源性稳定结构产生的动力平衡与否,是衡量颈段脊柱是否具备正常生理功能的前提条件,取决于附丽其上不同层次肌群结构与力学性

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能的完整、统一及协调。
(二〕 选择颈伸肌群研究的依据
人类进化发展的结果,产生了脊柱的四个弯曲,其中,最先出现的前凸曲线发生在出生后

6 8 周,此时婴儿在俯卧位伸颈、抬头,由于对扰重力的肌肉活动而形成颈推前凸。头颅的

重力线,位于颈椎前柱的前方,即便是头颈处于自然中立位时,由于重力的作用

群保持一定的前载荷,以维持平衡。颈部肌肉就其功能而言,主要分为二种

,需使颈伸肌

(所谓头动肌)和屈伸颈推的肌肉,在活体状态下

,即屈伸头颅的

态下的研究,便将颈肌近似看作头颈屈

,由于目前暂时无法用仪器区分两者,在体状

、伸两块肌群,就临床意义而言,颈伸肌群的力学作用意一459

义更大。头颈的曲伸活动是由颈伸肌群作用力与重力、部分屈肌作用相拮抗完成的,近似为G · x = F . Y ,这便可以解释当人们坐着打磕睡时因颈后肌力减弱,头颅便垂向胸前,当垂头时必然屈颈,使头部前移,头颅重心前移,虽然头部重量G 维持不变,但由于颈伸肌群距重心点的距离加大(x 增大,y 减小)而使得头颈矢状面上的力矩加大,为维持姿势便需要产生更大的力(F )相抗衡,增加了颈伸肌群的负担,反之,亦说明颈伸肌群在头颈屈伸活动中的主导地位,这种力的增大,不仅会使颈伸肌群疲劳,也是施加于软组织包括椎间盘的一种压力。由于颈伸肌群位于颈椎的后部,收缩时,稚体后部应力大于前部,后部附件相互靠拢,是颈椎继发性前凸的力学基础,从而保证颈椎得以完成运动和负重的功能。退变或是各种急慢性损伤等因素可造成颈部肌力减弱,其中颈伸肌群肌力减弱直接致使静力平衡的破坏或力学性能的降低,这个我们在实验中,通过对正常组的不同年龄段的受试者测试,随着年龄增长,颈伸肌群的肌力开始减弱,反映肌肉力学性能的柔性系数也开始降低,而在模拟半在体实验中,椎间盘和小关节相应变化的趋势也予以证实。随着科学技术不断进步,人们的工作和生活方式也发生较大的改变,屈颈几率大为增加,作为屈颈活动的支配肌― 颈伸肌群在体位与不良姿势,精神过度紧张等因素影响下,颈伸肌群较屈肌群更为紧张,如果长时间保持低头等固定姿势,颈伸肌群由于对抗因重力而产生的前载荷,呈离心性收缩,可引起肌纤维损伤,负担加重,其劳损病变直接结果便是临床上颈椎病患者的发病率日趋增高,有取代以体力劳动为特征的腰推病变的趋势,且向年轻化发展。有研究证实,随年龄增加,正常者颈伸肌群肌力下降较屈肌群更为明显,而且随着肌力尤其是后伸肌力下降,会对颈椎发病产生较大的影响,这个结论与我们对颈椎发病的研究结果不谋而合。
由于肌肉的形态学改变,其力学性质与生化性质的改变呈连锁反应,从生物力学角度而言,由于力学性能的改变使材料性质发生变化,致使反映其特征的体表伸展位移、肌载荷、柔性系数等参数发生改变,而从临床角度而言,提示颈伸肌群由于存在受损、变性,如肌纤维断裂、结缔组织增生、枯连、粘液样变、肌纤维萎缩、脂肪组织浸润等病理改变,从而使得颈伸肌群不能发挥正常的力学功能,对颈椎发病产生重要影响,提示我们对颈伸肌群的研究是非常必要的。
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三)颈伸肌群损宫与颈椎发病的关系
颈椎病是一现代术语,但对于颈稚病表现出的一系列症状,祖国传统医学早有自己的认识,认为颈椎病从属于“痹证”范畴,对于项背部肌肉,特别是现代解剖学结构― 颈伸肌群在颈椎发病(痹证)中的作用有独到见解。王肯堂在《 证治准绳》 中指出“颈项强急之证,多由邪客阳经也,寒搏则筋急,风搏则筋驰”,《 金匾要略方论》 中有“人年五六十,其病脉大者,痹狭背行”的论述,《灵枢· 王变》 篇说道’‘粗理而肉不坚者,善病痹”,虽然观点近乎朴素,在今天看来却有一定的道理。我们通过对颈伸肌群力学特性研究表明,患者组与正常对照组之间,颈伸肌群的体表伸展位移、肌载荷与柔性系数等力学参数比较有显著的差异,证实了颈伸肌群的力学性质改变与颈推发病密切相关,可以肯定颈伸肌群病变是颈椎发病机制中的重要因素。推间盘退变是颈椎发病的基础,扭转为椎间盘损伤的主要原因,而扭转剪切应力是颈伸肌群作用的结果之一。颈伸肌群正常的力学功能是维持颈椎动力平衡、保持姿势的必需条件,而肌群力变化的直接体现就是头颈姿势的改变。长期低头工作是引起颈伸肌群慢性损伤最直接的病因,缘于低头过久,使颈肌过劳,久之颈伸肌群肌力减弱,使动静力平衡失调致颈椎发病。针对颈伸肌群等软组织病变影响颈椎的动力平衡,损伤动物颈部软组织的退变造模实验一4 印一

发现,颈椎动力性平衡在颈椎退变或颈椎发病中具有重要的临床意义,颈项背浅、深肌群的损伤,可加速椎间盘退变,主要是由于肌肉力学性能发生改变,可影响颈椎间盘的“海绵样”吸液功能,使其营养供给障碍,病变而继发其他病理性改变。颈椎病患者颈伸肌群载荷多有减弱,病程越长肌力改变愈为明显,因此颈伸肌群致动力性平衡失调可致颈椎病,而颈椎病本身又可加重动力平衡的破坏,即向心性发病机制〔动力平衡失调一静力平衡失调)与离心性发病机制(静力平衡失调一动力平衡失调)互为因果。
附丽于颈椎椎体及附件的颈神肌群,其结构与功能的完整是颈推内源性稳定的基础,当颈部肌群损害及痉挛可致相应颈椎节段失稳,活动受限,或异常活动,在临床影像学检查中,可有颈椎失稳,颈曲异常及颈椎的“逆向运动”,在临床检查中,可表现为棘突偏歪,小关节紊乱及颈部活动受限,本研究中患者颈伸肌群柔性系数与头颈屈伸范围呈正相关,也为颈伸肌群病变影响颈椎节段失稳,给予实验支持。这种由颈肌特别是颈伸肌群损害而促使内源性稳定结构受损加速的“向心性损害机制”更应受到重视。尽管颈肌尤其伸肌群病变可能为继发性改变,若不能及时纠正,结果显而易见。毋庸置疑,凡能增加颈椎动力性平衡的各种措施,均可延缓或减轻颐椎病的发生和发展,我们在实验中,仅给予患者组颈部肌肉层次的放松手法治疗,即刻显现的颈伸肌群体表伸展位移、载荷、柔性系数以及患者临床主诉的显著性改善,证明推拿疗法治疗颈椎病疗效显著是有其科学依据的。
(四)实验中选择肌松类手法按揉法进行治疗的依据
按揉手法是拇指按法与揉法相结合的复合性手法,作用于肌肉层,是肌松类的代表性手法之一。临床上单纯运用按揉法治疗颈椎病取得了较好的疗效,一般认为是通过分解肌粘连,改善血供,改善肌肉组织的营养代谢达到治疗目的的。本研究中采用颈项部按揉手法治疗10 分钟后,患者的主诉症状明显改善,头颈活动度增加,颈伸肌群的力学参数与治疗前相比有显著统计学差异,表明单纯以按揉手法治疗颈椎病并有较好疗效是有依据的。
颈伸肌群病变对颈椎发病的影响是通过动力失衡导致静力失衡这一“向心性损害”途径实现的,调整颈伸肌群性能可有效阻断这一发病途径,实验结果也证实了按揉手法能够改善颈伸肌群的生物力学性能,并通过对颈脊柱稳定系统中神经子系统的刺激,反射性地调节伸肌群的收缩与舒张,使肌张力降低,三个稳定子系统的协调性得以加强。
按揉手法有力又不失柔和,无特殊禁忌证,操作相对简单,危险性小,从安全性角度考虑,为防止推拿意外提供了最大保证。

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