基于有限元分析觀察易筋經托天樁對頸型頸椎病的臨床效果

李智榮 ，陳麗云 ，黃寧穎 ，郭 海 ，鄧麗紅 ，張坤木 ，竇思東 *

（1.福建中醫藥大學針灸學院，福建 福州 350122；2.福建中醫藥大學附屬第二人民醫院，福建 福州 350003；3.福建中醫藥大學附屬福州中醫院，福建 福州 350001；4.福建省中醫藥重點研究室腰椎功能康復研究室，福建 福州 350001）

頸椎病是現今臨床的常見疾病之一，其發病率在30%～50%［1］。頸部疼痛正在不斷影響著人們的日常工作和生活，其復發率高，33%的人會患有慢性頸部疼痛［2］（定義為持續超過6個月的疼痛），而5%會導致殘疾和降低生命質量［3］。在很多情況下關節不穩是導致慢性頸部疼痛的根本問題［4］，因此探討頸椎不穩引起的慢性頸部疼痛的診斷尤其具有意義和挑戰性。但目前，用于檢測頸椎不穩的診斷工具普遍缺乏一致性的和特異性［5-6］。易筋經托天樁是南少林易筋經中的其中一個招式，常常練習托天樁，能起到穩固根基的作用，還能夠舒展身體筋骨。有研究表明托天樁對于改善頸椎病的臨床癥狀有顯著效果但缺乏其機制機理研究［7］。

1 臨床資料

1.1 診斷標準 參照《頸椎病診治與康復指南—2010版》［8］中頸型頸椎病的診斷標準。癥狀：表現為頸項強直、頸部疼痛，可波及整個肩背疼痛、板硬；體格檢査：頸椎旁、T1～T7椎旁或斜方肌、胸鎖乳突肌、岡上肌、岡下肌有壓痛；影像學檢查有生理曲度改變。

1.2 納入標準 ① 符合頸型頸椎病診斷標準同時伴隨有頸椎生理曲度改變；② 病程 2年以下者；③年齡16～50歲；④ 有長期伏案工作或長時間使用手機、開車等個人史；⑤ 知情同意，并簽署知情同意書。

1.3 排除標準 ① 合并有神經根、椎動脈、脊髓、交感型頸椎病癥狀者；② 妊娠期、哺乳期婦女及精神病患者；③ 合并有惡性腫瘤、心血管疾病、脊柱骨折6個月內、骨髓炎、腦血管病、嚴重肝、腎疾病等；④ 不能完成托天樁姿勢者；⑤ 正在參加其他治療手法及物理治療、服用藥物的臨床對照試驗患者。

1.4 終止標準 ① 出現嚴重不良事件；② 試驗過程中出現嚴重合并疾??；③ 受試者依從性差，未能配合練習者；④ 試驗中途發現不符合病例選擇標準者；⑤ 患者自行退出研究者；⑥ 治療過程中患者因不可控制因素（如嚴重疾病、死亡等）被迫中止治療者。

1.5 一般資料 選取2019年1—11月于福建中醫藥大學附屬第二人民醫院推拿科就診的頸型頸椎病患者62例。按年齡分為2組：16歲～30歲為青年組；31歲～50歲為中年組。2組性別、病程等一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。

表1 2組一般資料比較

表1 2組一般資料比較

組別中年組青年組n 男女31 31 17 15 14 16病程／年1.06±0.55 1.04±0.51

2 方 法

2.1 訓練方法 授于患者托天式動作，主要分為3步，具體動作如下：① 練習人員兩腳分開，左腳在前，右腳在后（男性步寬80 cm，女性步寬60 cm以上），維持好身體的重心，大約前四后六。保持好平衡，左右腳腳尖均朝前，足尖與身體正中軸夾角均為45°，呈八字形分開，左右腳可5 min交換一次；② 雙手緩慢抬起，舉于頭上兩側，盡量張開，掌心朝上，手指斜向內，掌心內含，形如雙手托球向天；③ 目視前上方，仰頭約45°，沉下肩，放松肘，臂成弧形，舌抵上腭，略含胸，微收會陰，呼吸吐納自然。練習強度：每日1次，每次 10 min，每周 5 d，12周為1個療程。

2.2 觀察指標及方法

2.2.1 視覺模擬疼痛評分 采取視覺模擬疼痛量表（VAS）對患者的疼痛程度進行計分［9］，根據疼痛程度記0～10分。在VAS卡尺上，取長度10 cm，最左端0 cm表示無痛，最右端10 cm表示極度的疼痛。患者目測后，通過移動評分尺上的游標，定點在卡尺的直線上，表示其疼痛程度，分值大小體現疼痛輕重。

2.2.2 生物力學評價 用mimics14.01軟件建立3D幾何模型，經過逆向工程軟件rapidform光順處理后，導入anays系統建立有限元模型。在枕骨模型上加載一個2.0 N／m的力矩，模擬出生理條件下頸椎的前屈、后伸、側彎、旋轉等運動，觀察兩個模型之間C4-7的椎間盤應力變化、關節突關節囊應力變化，并模擬生理曲度變形的患者頸椎。

2.3 統計學方法 采用SPSS 20.0軟件對數據進行分析。計量資料以表示，符合正態分布采用配對t檢驗，不符合正態分布采用兩相關樣本非參數檢驗。

3 結 果

3.1 病例完成情況 在為期12周的練習中，脫落5例，其中青年組脫落3例、中年組脫落2例。

3.2 2組練習前后VAS評分比較 見表2。

表2 2組練習前后VAS評分比較分

表2 2組練習前后VAS評分比較分

注：與練習前比較，1） P＜0.05；與中年組比較，2） P＜0.05。

組別中年組青年組n 29 28練習前6.59±1.12 6.41±1.20練習后3.87±1.261）2.86±1.181）2）

3.3 2組頸椎C4-7各椎間盤應力比較 見表3。

表3 2組頸椎C4-7各椎間盤應力比較Mpa

表3 2組頸椎C4-7各椎間盤應力比較Mpa

注：與練習前比較，1） P＜0.05；與中年組比較，2） P＜0.05。

組別中年組青年組組別中年組青年組n 29 28 n 29 28時間練習前練習后練習前練習后時間練習前練習后練習前練習后C4-5 2.02±0.35 1.35±0.241）1.78±0.32 1.20±0.301）2）C4-5 1.68±0.49 1.25±0.251）1.61±0.59 0.91±0.401）2）前屈后伸C5-6C6-7C4-5C5-6 2.73±0.78 2.06±0.241）2.50±0.11 1.85±0.261）2）1.76±0.44 1.28±0.111）1.68±0.25 0.94±0.281）2）1.83±0.43 1.39±0.691）1.72±0.78 1.05±0.211）2）2.13±1.06 1.81±0.261）1.95±0.23 1.60±0.491）2）側彎 旋轉C5-6C6-7C4-5C5-6 2.05±0.51 1.69±0.491）2.00±0.15 1.23±0.391）2）1.49±0.78 1.17±0.521）1.33±0.38 0.73±0.291）2）1.53±0.74 1.37±0.271）1.50±0.41 1.23±0.301）2）2.70±0.23 1.93±0.731）2.62±0.12 1.23±0.391）2）C6-7 1.61±0.39 1.38±0.111）1.59±0.76 1.11±0.491）2）C6-7 1.46±0.72 1.21±0.361）1.40±0.46 1.00±0.381）2）

3.4 2組頸椎C4-7關節突關節囊應力比較 見表 4。

表4 2組頸椎C4-7關節突關節囊應力比較Mpa

表4 2組頸椎C4-7關節突關節囊應力比較Mpa

注：與練習前比較，1） P＜0.05；與中年組比較，2） P＜0.05。

組別中年組青年組n 29 28時間練習前練習后練習前練習后C4-5 1.61±0.35 1.00±0.331）1.55±0.11 0.70±0.491）2）前屈后伸C5-6C6-7C4-5C5-6 2.29±0.46 1.97±0.741）2.22±0.11 1.55±0.691）2）2.21±0.20 1.75±0.411）2.14±0.32 1.23±0.591）2）0.057±0.065 0.047±0.0391）0.053±0.033 0.031±0.0251）2）0.068±0.037 0.052±0.0371）0.062±0.011 0.042±0.0271）2）C6-7 0.081±0.043 0.069±0.0231）0.076±0.040 0.058±0.0221）2）組別中年組青年組n 29 28時間練習前練習后練習前練習后C4-5 0.88±0.24 0.59±0.261）0.84±0.23 0.42±0.201）2）側彎旋轉C5-6C6-7C4-5C5-6 0.94±0.34 0.64±0.221）0.91±0.32 0.39±0.311）2）1.13±0.14 0.89±0.371）1.05±0.27 0.66±0.221）2）5.01±0.53 4.38±0.131）4.95±0.45 3.45±0.301）2）6.05±0.47 4.83±0.291）5.90±0.37 3.88±0.491）2）C6-7 3.73±0.36 2.60±0.681）3.65±0.52 1.72±0.631）2）

4 討 論

因現代生活與工作習慣的改變，慢性疲勞導致的頸椎病越來越影響著人們的健康和生活，發病率逐年上升且發病年齡越來越?。?0-11］。頸椎病可表現為頸部疼痛、頸部酸脹、頸部發僵，臨床大多給予保守治療，其中運功、功法療法是一種無副作用且長久有效的方法。雖然頸椎病是常見病，但其病因、病機尚未完全明確，缺乏具有客觀依據的臨床資料和療效評價標準，對其生物力學機理的研究亦是不多。本研究中采用有限元分析，能很好的彌補這方面的空缺。

有限元分析在生物力學領域中也越來越經常地被使用，能較好地反映脊柱生物力學的改變［12］，可以直觀地表達人體結構內部的壓力，可根據需求靈活地調整各類參數，通過變量與定量的改變持續對課題進行重復研究。異常生物力學因素是促進頸椎間盤退變的主要因素之一，從而導致頸椎病的出現［13］，因此目前國內關于頸椎病的力學研究都有采用三維有限元的分析方法［14］。研究表明，頸椎病的病理改變中心在C4-6段節段，前期表現為頸椎間盤的病理改變［10］，故本研究主要是模擬C4-7椎體的等效應力分布。

南少林易筋經被譽為少林鎮寺之寶之一，托天樁為南少林易筋經功法中的招式，能調攝心神，所謂外練筋骨，內修身心，對練習者帶來的益處是從內而外的。本研究通過觀察不同年齡組練習托天樁式后的前后變化，發現練習后VAS評分明顯改善，可能練習托天樁具有通督強脊的作用，達到了激活脊柱多裂肌、回旋肌等肌群，使得脊柱穩定性變強，研究表明頸部疼痛的發生與脊柱穩定性喪失以及脊柱深層肌肉無力密切相關［15］，所以隨著穩定性的改變，疼痛亦得到緩解。托天式在練習時候要求放松自然，均勻呼吸，可以促進局部氣血循環，加快組織的代謝率，長時間堅持練習更可以增肌強身，增強對脊柱保護，增加頸椎穩定性，讓練習者不易出現頸椎病的相應癥狀［16］。

本研究對有限元分析結果的觀察發現，托天式可能是通過減少頸椎前屈、后伸、側屈、旋轉等動作的椎間盤應力、關節突關節囊應力來改善頸椎功能。其中無論處于前屈、后伸、旋轉、側彎何種轉態下，練習前后椎間盤應力始終是C5-6＞C4-5＞C6-7，即C5-6節段椎間盤應力均大于鄰近的椎間盤，結合臨床報道顯示C5-6節段為頸椎間盤突出好發的部位，推測可能是因為C5-6節段位于頸椎弓狀結構的弧頂位置，將頭顱的壓力有效分散的樞紐，長時間的應力集中，導致該節段生物力學的失衡從而容易造成椎間盤壓力增加椎間盤應力?？傮w來看，中年組無論是椎間盤應力還是關節突關節囊應力都高于青年組（P＜0.05），可能是因為隨著年齡的增長，使得椎間盤變性，骨骼肌力量下降、韌帶松弛導致壓力更多的作用到上述的結構中。頸椎前屈時壓力主要作用于關節突關節囊，所以三維有限元分析中發現其應力分布在前屈時明顯高于椎間盤處的應力（P＜0.05），但后伸是關節突關節囊的應力值較小。

綜上所述，通過南少林易筋經托天式的練習后發現頸型頸椎病患者不但可以取得較好的近期療效，如緩解疼痛、增強頸椎功能；同時將有限元分析應用于頸型頸椎病的模型中驗證設想，為探討頸椎病的病因病機提供一種客觀、有效的方法。