《Journal of Manipulative and Physiological Therapeutics》：Comparison of the Biomechanical Effects of Cervical Localized and Nonlocalized Rotation Manipulations on Cervical Spondylotic Radiculopathy: A Finite Element Study
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本研究利用有限元模型，比较局部与非局部旋转手法对颈椎病根性神经痛的生物力学效应，发现局部手法在相同退变程度下效果更佳，但退变严重时均效果下降。
Kuokchon Pou|Qiuhong Zeng|Qian Chen|Yixuan Li|Lulu Cai|Zhen Huang|Yi Liao|Shujie Tang
中国广东省广州市济南大学中医学院
摘要
目的
本研究旨在比较局部化与非局部化旋转手法对颈椎椎管狭窄性神经根病的治疗效果，并利用有限元模型探讨颈椎间盘退变对这些手法的影响。
方法
本研究建立了4个逐渐退化的C3至C7节段有限元模型，用于模拟颈椎的局部化与非局部化旋转手法。在每个模型中，C5至C6节段模拟了间盘退变情况，并假设C5至C6节段左侧后外侧存在间盘突出，然后在右侧进行两次旋转操作。选取了C5至C6节段左侧后外侧的30个节点，计算并比较了这些节点的位移和应力以及C5至C6节段小关节的应力。
结果
与非局部化旋转手法相比，局部化旋转手法导致C5至C6节段左侧后外侧的位移和应力以及小关节应力显著增加（P<0.05）。此外，随着间盘退变的加重，该区域的位移和应力也有所下降（P<0.05）。
结论
有限元研究结果表明，颈椎退变会不利地影响旋转手法的生物力学效果，即更严重的间盘退变可能导致更差的治疗效果。然而，在相同的退变程度上，局部化旋转手法可能比非局部化旋转手法更具针对性。
引言
颈椎椎管狭窄性神经根病（CSR）是最常见的颈椎疾病类型，表现为颈部、肩部和手臂的麻木与疼痛，以及颈椎活动受限。1, 2其主要原因是间盘疝出，3其他因素如小关节骨赘、椎间关节增生和韧带肥大也可能导致CSR的发生。4CSR占颈椎疾病的60%至70%。5根据现有文献，CSR的发病率约为每千人1.2至5.8例。6该疾病不仅影响患者的生活质量，还会导致缺勤率上升、生产力下降和保险费用增加，7给社会卫生系统带来沉重经济负担。8近年来，CSR的治疗受到了广泛关注。
CSR的治疗方法包括手术治疗和保守治疗。9手术治疗可快速缓解疼痛，但一些回顾性研究指出术后可能出现神经功能恶化及骨化病灶进展等严重问题。10这些问题同样会影响患者的生活和工作。相比之下，保守治疗可为CSR患者带来长期益处并降低手术风险。2因此，在临床实践中更倾向于采用保守治疗。11在中国，传统中医手法是常用的保守治疗方法之一，其疗效已得到证实。12, 13局部化与非局部化旋转手法常用于治疗CSR。补充图1和图2以及先前的研究表明这两种手法均具有良好的疗效。14, 15, 16在一项针对96名CSR患者的临床研究中，Qiu16发现非局部化旋转手法的效果优于颈椎牵引。16另一项针对60名患者的临床研究中，Liu14报告称局部化旋转手法可显著减轻疼痛并改善患者的日本骨科协会评分。14此外，在颈椎间盘退变过程中，髓核会脱水，从液态转变为固态，导致间盘高度降低、弹性减弱和硬度增加，从而不可避免地影响颈椎的生物力学特性。17由于旋转手法的效果与操作过程中产生的位移和应力密切相关，18我们推测颈椎间盘退变可能会影响操作过程中的应力分布和位移情况，进而影响这些手法对CSR的治疗效果。
开展大规模临床试验是解决这些问题的有效途径。然而，在临床研究中，病例和对照组的选取较为困难，且医师的操作熟练程度等众多因素可能影响最终结果。相比之下，有限元（FE）技术无需使用人类受试者即可研究颈椎的生物力学特性。FE技术的最大优势在于其可重复性和可靠性，可通过调整计算机模型中的材料属性、边界和加载条件来开展不同研究。19, 20
因此，本研究建立了4个逐渐退化的FE模型，以模拟局部化与非局部化旋转手法。研究目的是比较这两种手法对CSR的治疗效果，并探讨颈椎间盘退变对这些手法的影响。
模型构建
模型建立
本研究基于一名23岁健康男性（体重64公斤，身高175厘米）的CT图像，构建了1个C3至C7节段的正常FE模型。模型包括椎体、椎间盘、终板、后结构、上下小关节面及韧带（图1）。椎体包含皮质骨和松质骨，椎间盘由纤维环和髓核组成。
模型验证
在1 Nm的力矩和73.6 N的预载条件下，正常模型中除C3至C4节段的轴向旋转外，所有节段的关节活动范围（RoM）与Manohar的研究结果一致（图3）。23
节点位移
图4A显示，在局部化与非局部化旋转操作过程中，C5至C6节段间盘退变程度与节点位移之间存在明显关系。随着间盘退变的加重，节点位移逐渐减小。
讨论
本研究基于C3至C7节段的正常模型建立了4个逐渐退化的模型进行分析。模型验证过程中，正常模型中C3至C4节段的轴向旋转关节活动范围略大于之前的体外实验结果，我们认为这可能是个体差异所致。不过其他所有关节活动范围均在相同的标准差范围内，因此认为模型可用于分析。多数学者支持这一观点。
结论
有限元研究表明，颈椎退变会不利地影响旋转手法的生物力学效果，即更严重的间盘退变可能导致更差的治疗效果。然而，在相同的退变程度上，局部化旋转手法可能比非局部化旋转手法更具针对性。
