不同矯形器對神經根型頸椎病患者錐體生物力學的影響

江瀾，張晗，沈潔

近年來隨著人們生活習慣及工作方式的改變，頸椎病的發病率呈逐年遞增及年輕化的趨勢[1]。已有研究證實佩戴頸椎矯形器(cervical collar, CC)可以有效的緩解頸椎病患者的疼痛癥狀并降低患者由于椎體異常活動造成損傷的可能性[2-3]，有學者認為其治療機制可能與限制頸椎的運動關系密切[4]。然而由于構造及材質等因素的差異，不同類型的CC對頸椎活動的限制亦有所區別，因而其療效也有差異。本研究擬通過三維運動捕捉系統配合BTE多功能脊柱運動單元，研究神經根型頸椎病患者佩戴不同CC后頸椎的生物力學變化，該研究結果在為臨床提供精確可靠的生物力學參數的同時也可為選擇CC種類提供有價值的參數及理論依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年1月～2015年6月在我科門診就診的神經根型頸椎病患者20例，其中男11例，女9例；平均年齡(47.9±11.08)歲；身高(1.62±0.05)m；體重(63.6±7.96)kg。診斷符合第二屆頸椎病專題座談會紀要以及國家中醫藥管理局頒布的《中醫病癥診斷療效標準》[5]。排除合并有嚴重的心腦血管疾病、有腫瘤、結合、急性頸部外傷等、頸部皮膚有缺損或有相關皮膚病、有其他神經骨骼肌肉疾病及意識不清的患者。

1.2 方法 20名患者均進行脊柱運動學測試。在不佩戴任何矯形器，佩戴成品費城CC，佩戴定制低溫熱塑CC三種不同條件下進行生物力學測試。費城CC：依據受者頸圍的大小選擇相應的尺寸，尼龍帶的松緊程度以受測者舒適為宜。低溫熱塑CC：由矯形器師為受測者測量頸維并剪裁塑形，此外塑形過程中矯形師依照患者的情況將其頸椎固定于準確的生理弧度。見圖1，2。

圖1 費城CC 圖2 低溫熱塑CC

1.3 評定標準 ①運動學數據：用Vicon Nexus1.8.3三維運動采集系統進行采集，將反光marker球放置在患者的骨性標志上建立靜態模型。骨性標志點包括C7棘突，雙側股骨大轉子、股骨內外上髁、內外側踝、第1，2，5跖骨頭、足跟，髂前上棘，髂后上棘，尺骨莖突，橈骨莖突，橈骨頭，鷹嘴，肩峰，顴弓。10組組合光標分別置于顱骨，胸前，骨盆，雙側前臂，上臂，大腿外側及小腿外側。受測者依照指令在三種不同條件下頸部分別進行前屈、后伸、左側屈、右側屈、左旋及右旋活動。每組動作至少進行10次重復測試取平均值以減小誤差。②動力學數據：通過BTE頸椎多功能測試單元進行采集。患者在三種不同條件下進行前屈、后伸、左側屈、右側屈活動，通過BTE的Halo環上的壓力感受器采集患者在做以上動作時的力學參數，每個動作重復測試3次以上由電腦自動計算平均值。

2 結果

兩種不同的CC較未佩戴CC均能顯著地降低頸部的前屈、后伸、左右側屈及旋轉角度以及前屈、后伸、左右側屈時的應力大小(P<0.05)，且低溫熱塑CC在限制頸椎各個方向的活動更為顯著，各方向產生的應力更大(均P<0.05)。見表1，2。

頸部活動未佩戴CC佩戴費城CC佩戴低溫熱塑CC前屈 41.45±6.1011.30±2.32a7.95±2.11ab后伸 40.55±6.3012.50±2.78a9.65±3.30ab左側屈28.25±4.6921.60±3.02a14.45±2.87ab右側屈30.30±4.7324.20±4.53a16.05±4.51ab左旋 55.45±5.0725.35±4.31a11.55±3.47ab右旋 54.25±4.8523.50±3.86a12.95±4.27ab

與未佩戴CC比較，aP<0.05；與佩戴費城CC比較，bP<0.05

表2 患者在3種不同條件下頸椎活動時產生應力比較 磅，

與未佩戴CC比較，aP<0.05；與佩戴費城CC比較，bP<0.05

3 討論

本研究結果顯示兩種CC均能有效的限制患者頸椎在矢狀、冠狀及水平面的最大活動度，這與先前的研究結果類似[6-7]。然而，相較于前者，低溫熱塑CC能夠更大程度限制患者頸椎的屈、伸活動，這一情況的產生可能與定制CC能夠較大程度的限制頸椎左、右側屈、左旋及右旋活動有關。有研究證實[8]，頸椎在活動過程中冠狀面的側屈，水平面的旋轉與矢狀面的屈伸存在相應的耦合關系，因此大幅度的限制頸椎側屈及旋轉也會對前屈及后伸運動產生一定的影響。Johnson等[9]研究發現CC對頸部活動的限制除了與身體的貼合程度有關外，還與其本身的材料強度關系密切，相較于費城CC采用的泡沫塑料材質，低溫熱塑CC所使用板材剛度遠大于前者，因此能在患者頸部活動時起到更好的限制作用。本研究還發現相較于未佩戴頸托矯形器，佩戴兩種CC后患者在進行前屈、后伸、左右側屈運動時的所產生的應力均有明顯的降低，且兩種CC之間存在顯著差異。產生這一變化的原因可能與CC對頸部活動度限制的差異有著密切的關系。有研究表明[10]，頸椎在運動過程中所承受的應力大小與其運動角度的大小呈正相關。而相較于費城CC，定制CC由于其制作過程的特殊性，因此其能夠更好的將患者頸椎固定于合適的體位及生理弧度，進而進一步降低患者頸椎的活動，支撐頭部重量，藉此降低由于活動對椎體造成的壓力。相較于傳統費城CC，定制CC由于其固定作用較強還可以對頸椎起到更好的牽引作用，適當的頸部牽引可有效的牽拉頸部周圍筋膜，增加關節突關節間隙[11]，進而減輕患者局部炎癥及神經根的水腫，緩解臨床癥狀，并降低繼發性損傷的可能性[12]。

本研究發現，兩種不同的CC均能有效地限制頸部的活動進而減小椎體所承受的負荷并藉此達到治療效果。然而，相較于傳統費城CC，新型定制型CC無論在對頸部活動及受力程度的限制均顯著優于前者，因此值得進一步推廣。

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