胸椎掌按法生物力學參數的研究進展

李俊樺,李義凱

(1.南方醫科大學中醫藥學院,廣東 廣州 510515;2.南方醫科大學第三附屬醫院,廣東 廣州 510630)

隨著生物力學測試技術的發展,生物力學參數被廣泛應用于中醫推拿手法的科研和臨床中。胸椎掌按法是臨床常用的一種脊柱推拿手法,主要用于治療上、中胸椎關節突關節病變[1-5]。目前,針對胸椎掌按法生物力學參數的研究主要集中在該手法生物力學參數的客觀檢測[6-7]和分析該手法生物力學參數與療效之間的量效關系[8-10]兩個方面。本文對胸椎掌按法生物力學參數的研究進展進行了綜述,現總結報告如下。

1 胸椎掌按法不同施力階段的生物力學參數

同其他整復類手法一樣,胸椎掌按法的實施也可以大致分為預載荷、發力和結束3個階段[11]。胸椎掌按法在不同施力階段具有不同的特點。預載荷是在發力階段前幾秒施加的初始力,該階段的目的是將患椎按至其被動活動范圍的極限。研究表明,預載荷為推力的9%～32%,持續時間為0.5～5 s[11]。Forand等[12]的研究表明,在上胸段操作時,男性施術者的預載荷為(137±58)N、女性施術者的預載荷為(138±63)N;在下胸段操作時,男性施術者的預載荷為(155±63)N、女性施術者的預載荷為(101±34)N。預載荷的大小還與手法實施的部位有關。研究表明,頸椎手法的預載荷為1.9～39 N,俯臥位胸椎手法的預載荷為23.8～310 N[11]。但目前尚無腰椎手法預載荷數據的報道。

在胸椎掌按法的發力階段,最常見的發力形式是高速(持續時間<150 ms)、低振幅(節段平移<2 mm,旋轉<4°,載荷220～889 N)的脈沖推力。載荷的大小和持續時間是目前被研究最多的手法生物力學參數,二者在不同施術者或患者之間可能存在差異。Descarreaux等[13]在一項研究中比較了專家和醫學生實施手法時的生物力學參數,結果顯示專家和醫學生實施手法的載荷峰值的差異有統計學意義,而達峰時間的差異則無統計學意義。Forand等[12]的研究顯示,不同性別施術者實施胸椎掌按法時的載荷峰值和達峰時間的差異均無統計學意義。目前針對手法結束階段生物力學參數及其對機體影響的研究較少。

2 胸椎掌按法成功的標志及其與手法生物力學參數之間的關系

一般認為,胸椎掌按法成功的標志是可聞及關節彈響聲。學術界對關節彈響聲的研究由來已久[14-15]。1947年,Roston等[16]提出了一種理論,認為關節面的迅速分離可能是關節彈響聲產生的原因。1971年,Unsworth等[17]基于“空化現象”提出了另一種觀點,認為關節腔滑液中釋放的氣泡崩塌才是產生關節彈響聲的原因。2015年,Kawchuk等[18]對掌指關節進行了實時磁共振成像研究,他們在研究中并未觀察到氣泡崩塌現象,而且氣泡始終持續存在于關節滑液中,因此他們提出“摩擦成核”作用可能是關節彈響聲產生的原因。2018年,一項基于數學模型的研究發現,只需要氣泡部分崩塌就可以產生可聞及的彈響聲,這意味著氣泡在關節彈響后可以持續存在[19]。然而,上述研究都是基于掌指關節進行的,尚不清楚是否可以直接將其用于解釋胸椎掌按法產生關節彈響聲的原因。

目前,胸椎掌按法所致關節彈響聲與該手法生物力學參數之間的定量關系備受關注[20]。查和萍等[21]的研究發現,關節彈響聲與胸椎掌按法按壓力的大小無直接關系。Williams等[22]的研究表明,關節彈響聲的發生頻率與手法沖擊時的加速度呈正相關。范志勇等[23]探討了手法整復胸椎關節突關節錯縫所致彈響聲與即時鎮痛療效之間的關系,發現彈響聲與即時鎮痛療效無關,但與棘突錯動感密切相關。雖然目前推拿領域約定俗成地將關節彈響聲視為胸椎掌按法成功的標志,但其可靠性和具體機制還有待進一步研究。

3 施力方向、按法形式、施力部位和應用位置對胸椎掌按法發力的影響

根據施力方向,胸椎掌按法可以分為從后向前(posterior to anterior,P-A)的手法和從前向后(anterior to posterior,A-P)的手法[24]。Joo等[25]對2種胸椎掌按法傳遞載荷的大小和方向進行了三維分析,結果顯示:在P-A手法中,被測量的T3、T7、T12節段上的載荷在x軸上沒有差異,在y軸上存在明顯差異,而在z軸上,T3和T12之間、T7和T12之間預載荷最大值、最小值及載荷峰值存在明顯差異,并且T7和T12之間的峰值基力也存在明顯差異;在A-P手法中,在不同軸上測得的T3、T7、T12節段上的載荷也存在明顯差異。

根據施術者使用單掌或雙掌按壓,胸椎掌按法可分為單掌按法、雙掌按法和雙掌疊按法[26-27];根據施術者的施力部位,胸椎掌按法也可分為掌心(全掌)按法、掌根按法、豌豆骨按法和(大、小)魚際按法[26]。施力部位不同會導致施術者與患者皮膚接觸面積不同,從而影響手法施力。張曉剛[28]對拇指指端按法、拇指指腹按法、單掌按法、雙掌疊按法和按揉法進行了比較,結果顯示雙掌疊按法和按揉法的最大壓強標準差最小、指腹按法的最大壓強標準差最大;在胸椎使用雙掌疊按法時,施術者使用豌豆骨按壓產生的作用力大于使用大魚際、小魚際和掌根處按壓產生的作用力;就舒適度而言,施術者使用大魚際按壓的舒適度最高,其次是小魚際,使用豌豆骨按壓的舒適度相對較差。胸椎掌按法的應用位置包括棘突和棘突旁,手法應用位置不同可能會影響施力效果,但目前尚無相關的量化研究。

4 床墊硬度和患者呼吸狀態對胸椎掌按法反作用力的影響

Heneghan等[29]分析了1013篇有關脊柱推拿手法的文獻,共有19篇文獻報道了21例胸部不良事件,其中包括13例脊髓組織損傷、3例氣胸或血胸、3例骨折、1例食管破裂、1例胸主動脈破裂、1例胰腺部分破裂。考慮到心肺復蘇胸外按壓所造成的肋骨和胸骨骨折也很常見。我們認為這些不良事件很可能是由于手法的作用力或反作用力過大所致。那么,影響胸椎掌按法反作用力的因素有哪些呢?

目前關于推拿手法反作用力的研究相對較少[30]。在施術者施力過程中,床墊厚度和床墊表面的附屬物性質等可影響施術者對患者軀干剛度的感知,進而影響發力。因此,床墊的硬度很可能會對胸椎掌按法的施力產生影響,但目前尚無定量的研究報道?；颊叩暮粑鼱顟B也會對胸椎掌按法的實施造成影響。手法操作時患者的呼吸狀態一般可分為深呼吸呼氣末、深呼吸吸氣末和平靜呼吸3種。呼氣和吸氣會導致胸廓周徑發生變化,從而影響胸廓剛度。吸氣末,胸廓剛度下降,彈性增加,呼氣末則相反。因此,在深呼吸呼氣末和吸氣末,胸廓的剛度分別達到最大和最小值,這必然會對胸椎掌按法的按壓力產生影響。劉小紅等[31]研究了呼吸對胸椎掌按法施力的影響,結果顯示深呼吸呼氣末的按壓力明顯大于吸氣末。

5 胸椎掌按法生物力學參數對推拿后生理學指標的影響

目前尚無探討胸椎掌按法預載荷對推拿后生理學指標影響的研究,但手法發力階段的相關研究較多,其中以針對動物的研究為主,臨床試驗較少[5,32]。相關的臨床試驗中,最常被檢測的生理學指標包括壓痛閾值、椎體位移和肌肉振幅反應[33]。目前尚無證據表明在脊柱推拿過程中調整載荷的大小和持續時間能夠改變壓痛閾值[34-35]。Pagé等[36]評估了推力持續時間對健康成年人胸椎旁肌的影響,結果顯示縮短推力脈沖的持續時間,肌電反應呈線性增加,但不同持續時間對椎體位移的影響較小。Nougarou等[8]評估了脊柱推拿手法的施力速度對健康受試者神經肌肉反應和椎體位移的影響,發現脊柱推拿后神經肌肉反應受施力速度的影響較大,而椎體位移則受推力大小的影響較大。總之,胸椎掌按法施力階段的生物力學參數能夠明顯影響脊柱推拿期間的短暫生理反應[9,37-38]。在一定閾值內,較高的載荷峰值和較短的持續時間會導致椎體位移、肌梭活性、肌電反應和神經元活動發生改變,但具體如何變化目前尚不完全明確[11]。對于胸椎掌按法結束階段的生物力學參數及其對機體的影響,目前相關的研究報道較少。

6 小 結

手法操作的量化和客觀化研究一直是推拿基礎研究領域的重點和難點。這些問題在胸椎掌按法的研究和應用中表現得尤為突出,主要表現在以下幾個方面:首先,在胸椎掌按法的力學參數量化方面,尚不清楚其載荷峰值受哪些因素的影響;第二,大多數施術者將關節彈響聲視為該手法成功的標志,但關節彈響聲與力學參數之間的定量關系及其發生機制尚需進一步闡明;第三,目前缺乏關于胸椎掌按法反作用力數值及其與床墊硬度、患者呼吸狀態之間定量關系的研究;第四,按法形式、施力部位、應用位置和患者呼吸狀態等因素對胸椎掌按法施力的影響也未明確;第五,在手法生物力學參數與推拿后生理學指標的量效關系方面,基于動物模型的研究可能無法完全反映人體的生理學變化和臨床療效,實驗中使用力學裝置施加推力也不能完全模擬施術者應用手法治療的真實情況;第六,臨床試驗中招募的受試者多為年輕人,仍缺乏針對年長或骨質疏松癥患者的手法生物力學參數研究。

總之,盡管目前對胸椎掌按法生物力學參數的研究已經取得了一些進展,但仍存在許多問題。因此,今后有必要對胸椎掌按法生物力學參數進行更深入的研究,以獲得科學的實驗數據,從而更準確地闡述其作用機制。