揮鞭樣損傷的研究進展

蔡亞飛，洪毅,2，王方永,2，任偉靖，宋明潔

1.首都醫科大學康復醫學院，北京市100068；2.中國康復研究中心北京博愛醫院脊柱外科，北京市100068通訊作者：洪毅，E-mail：hongyihhyy@163.com；王方永，E-mail：wfybeijing@163.com基金項目：中國康復研究中心項目(No.2017ZX-23;No.2017ZX-02;No.2015ZX-1)

揮鞭樣損傷(whiplash-associated disorders,WAD)最初以一種損傷機制提出。之后，魁北克WAD學組定義其為一種突然的加速-減速機制傳導至頸部造成的損傷[1]，損傷機制復雜，可包括頸椎關節面、相關韌帶、肌肉和神經等。最近發現，還可能與腦脊液低容量、纖維肌痛以及中樞神經系統上行網狀系統損傷有關系。青少年和成人的WAD年發病率為3%～6%[2]，50%患者一年后仍會出現持續的癥狀[3]，這意味著慢性WAD年患病率在增加。

頸椎高度依賴肌肉支持[4-5]。頸部肌肉和肌腱通過肌肉的募集收縮和神經系統反射反應產生足夠的穩定性。特別是頸深肌對頸部的穩定性至關重要，WAD會損傷小關節、韌帶、肌肉和/或神經，雖然在X光或MRⅠ上沒有可見損傷。這種損傷可能降低脊柱的穩定性，導致頸部肌肉活動的代償性重組。雖然一致認為盡快恢復日常生活對患者有益，對WAD分級Ⅰ級和Ⅱ級患者建議進行運動訓練，但是目前尚無針對WAD的訓練方式。

目前臨床上研究和診治WAD的方式眾多。既往常常使用放射線、CT、MRⅠ等檢查，容易出現假陰性。另一方面，WAD急慢性疼痛的運動訓練方式和效果，除了主觀疼痛改善，尚無客觀檢測手段。最近開始廣泛研究fMRⅠ和超聲檢查在WAD中的應用。而超聲作為一種經濟有效的方式，有希望應用于WAD臨床診斷以及運動訓練后療效的檢測。

本文對WAD的臨床表現、損傷機理和干預措施進行綜述。

1 臨床表現

常見癥狀為頸痛、頭痛及頸椎活動受限。其他有感覺異常、顳下頜關節疼痛、頭暈、走路不穩、惡心嘔吐、耳鳴、吞咽困難、睡眠障礙、認知功能障礙(記憶力和注意力)、視力問題、腰痛和肩痛等。

1.1 頸痛

盡管WAD癥狀多樣，頸痛和頸部不適仍然是典型癥狀。Deans等[6]報道6 h內有65%患者出現頸痛，24 h內93%，72 h內100%頸痛。

很多因素都會影響到癥狀，比如交通事故的細節(速度、方向和安全設備)和受害者的頸椎狀態。除了頸椎的一些元素如肌肉、脊椎椎間盤和上下突關節面，損傷可能是由包括脊椎背根神經節、脊椎動脈和交感神經系統神經引起的。

典型的臨床受傷特征包括患者在事故發生后沒有馬上出現頸部疼痛，但是幾小時后或第二天主訴頸疼。這個時間延遲可以用關節面的滑膜來解釋，在關節面處的滑膜組織已經在碰撞中被非生理行為所破壞，這可能會導致幾個小時后出現關節面的滑膜炎，導致頸部疼痛和運動范圍受限。一般來說癥狀不是長期的，很多患者一個星期后恢復。然而，一些報道稱在20%～40%的患者中，頸部疼痛和頭痛可持續幾年，3%～4%的患者不能返回工作[7]。

Radanov等[8]報道，97%慢性WAD患者有頸部疼痛。當疼痛慢性化后，臨床條件通常是復雜的，可能由于潛在的長時間滑膜異常引起的關節炎，頸后分支的頸神經根刺激前庭神經引起的前庭反射異常，頸部肌肉張力變化，或是由于肌肉痛，但目前還不清楚病理變化細節。

1.2 頭痛

70%的患者頭痛會慢性化[7]。根據國際頭痛學會(第2版)[9]分類定義，頸性頭痛是由頸椎紊亂引起的頭痛。診斷標準包括頸源性頭部和/或臉部疼痛，以及頸椎或頸部軟組織的損傷的證據。頸部觸發頭痛的機制是C2神經根的壓迫或神經根炎癥，三叉神經的第一個分支與C2神經根吻合；由刺激引起的三叉神經區域的疼痛，從解剖學上是因為上頸椎背側脊神經根與三叉神經在C2-3脊髓水平連接。

精神緊張引起的頭痛是由于顱內神經支配的肌肉收縮、肌肉拉傷或痙攣頸椎運動引起的頭痛，疼痛通常位于枕骨區域，疼痛持續且逐漸增加。據報道，心理因素(如疲勞、睡眠不足、壓力和抑郁)也會影響頸性頭痛。臨床特征如頸部疼痛，頸部觸痛，頸部創傷史，疼痛的機械加劇，單邊性，共存的肩痛，頸部的運動范圍減少，惡心，嘔吐和畏光，并不是頸性頭痛特異性存在的。在診斷后對頸部結構或神經使用安慰劑、封閉治療或其他適當的控制可消除頭痛。在病因明確后，一般治療3個月疼痛可消退。

1.3 眩暈

醫生在診斷時應該小心謹慎兩種類型的暈(眩暈和頭暈)。因為腦干出血表現為眩暈，而實際上它主要是一種內耳疾病。頭暈是由顱腦障礙(Chiari畸形、脊髓腫瘤等)或脊髓輸入系統的障礙。來自頸椎的眩暈被統稱為頸性眩暈，可能是由于椎動脈的循環衰竭，頸椎本體感受器功能障礙(C1-3神經根或脊髓的紊亂)，或頸交感神經系統障礙(Barr "e-Lieou綜合征)。WAD患者的自主反應不只是由于過度興奮頸交感神經，也由于頸部和腰上的本體感覺產生眩暈。

1.4 Barr "e-Lieou綜合征

Barr "e-Lieou綜合征包括頭痛、眩暈和其他頸椎交感神經系統紊亂，其中一些可歸類為創傷。頸交感神經高壓和脊椎動脈循環紊亂，神經干的損傷，周圍前庭神經紊亂，以及主要是由壓力引起的精神疾病問題。這些癥狀即所謂的后頸交感神經綜合征，被認為是與慢性疾病相關的頸椎綜合征。

1.5 頭和臉麻木

傳導C2-3脊髓水平面部知覺的三叉脊髓束中斷，可以導致臉上皮膚“洋蔥”樣分布區的麻木或失去知覺[6]。

1.6 眼部癥狀

有報道說35%的患者出現眼睛癥狀。表現為三叉神經刺激引起眼痛，眼球運動神經引起的眼球運動紊亂(復視)，視覺神經受損引起視覺障礙，以及因交感神經系統紊亂而引起的眼瞼下垂[10]。

1.7 惡心和嘔吐

在17%～29%的患者中出現惡心和嘔吐。幾乎所有情況下均有頸部疼痛并發癥。33%的患者中癥狀持續超過6個月。

1.8 肢體癥狀

盡管影像學上可能未發現頸椎創傷，仍可能表現為上肢麻木或肌肉無力等神經根或脊髓損傷癥狀。對于這些患者的病理生理學研究的實驗室程序很難管理。De Reuck[11]報道頸部疼痛超過6個月的WAD分級Ⅱ級患者運動誘發電位(motor evoked potential,MEPs)的有效性。他發現有13例患者中心運動傳導時間(central motor conduction time,CMCT)和/或外圍運動傳導時間(peripheral motor conduction time,PMCT)相對于正常值延長。

1.9 其他癥狀

如耳鳴、聽力損失、失眠、注意力低下、疲勞、發熱、記憶喪失、顳下頜關節痛和類似于心絞痛的胸痛等癥狀的機制不清。

2 相關機制研究

2.1 頸椎周圍組織損傷

在一項前瞻性多中心控制的研究中[12]，100例患者在一次車禍后48 h內接受1.5 T MRⅠ檢查。與WAD明顯相關(P＜0.01)的影像表現為隱匿性骨折、椎體骨髓挫傷、肌肉拉傷或撕裂以及肌周液的存在。雖然認為這些癥狀對WAD有特異性(P＜0.01)(507例觀察)，但在健康對照組中也經常發現(237例觀察)。只有有限的證據顯示急性癥狀性WAD患者的頸椎和周圍組織發生了特殊變化。

Lummel等[13]采用MRⅠ評估健康志愿者在顱頸交界處的旋轉活動性和蛛網膜下腔空間寬度的變化。在無癥狀人群中，顱頸交界處的高轉動活動性和頭旋轉時蛛網膜下腔空間寬度的衰減也是常見的現象。結果表明，這些參數的評估對WAD的診斷價值有限。

Chen等[14]觀察134例老年慢性WAD翼韌帶損傷的影像學特征，慢性WAD翼韌帶損傷被證實是15.7%患者長期頸部疼痛和頭痛的原因。

Zhang等[15]研究建立中國人頸的三維有限元模型，用于碰撞條件下的動態響應。利用CT掃描技術獲取DⅠCOM格式的數據，利用軟件材料學模擬Pro-E實現三維重構，使用TrueGrid軟件進行網格劃分，構建C1至T1三維有限元模型。模型由頸椎、椎間盤、小面關節、韌帶和肌肉組成，由24 916個節點和15 023個單元組成，其中14 626個8節點實體單元、19個2節點連接單元和378個2節點電纜單元。在動力分析程序LS-DYNA中，研究人頸部在正面沖擊下的動態響應，將所建立的三維有限元模型應用于沖擊條件下的動態響應，對我國人體頸部損傷的研究具有一定的參考價值。

2.2 炎癥反應

Linnman等[16]試圖利用示蹤劑C-D-丙炔苯丙胺作為一種潛在的炎癥標志物，通過正電子發射層析成像來觀察頸部區域的炎癥過程。研究22例汽車后部碰撞事故后疼痛的患者和14例健康對照。患者頸部存在明顯的示蹤劑攝取增高，特別是在C2周圍。這表明WAD患者有局部持續性周圍組織炎癥的跡象，可能是一種潛在的生物診斷標志物。超聲下可見觸痛點血管流速增加，也提示炎癥反應和交感神經增生[17]。

2.3 與中樞神經系統關系

利用MRⅠ彌散張量成像，Don等[18]檢測到白天過度嗜睡的脊髓銳器傷患者上行網狀系統激活受損。既往認為感覺運動不一致(sensory and movement inconsistent,SMⅠ)，即大腦中的傳出拷貝與身體傳入感覺反饋之間的失配，是慢性疼痛的潛在根本原因。慢性WAD患者由于SMⅠ而更易發生感覺障礙，這種影響與疼痛影響的區域有關。此研究的結果并未證實SMⅠ導致疼痛的假說。

2.4 腦脊液容量減少

在日本，一些醫生堅持認為外傷性腦脊液容量減少[19]會造成一系列癥狀，如頸部疼痛、視覺缺陷、復視、頭暈、惡心、嘔吐、耳鳴、聽力損失和頭痛。這些癥狀類似于WAD，還有一些偶爾發生創傷性頸部綜合征[20-21]。

對創傷性腦脊液滲漏的診斷標準定義如下：①早期泡狀放射性同位素積累；②從脊髓中清除放射性同位素加速；③異常部位存在同位素[19]。

2.5 肌肉相關機制

纖維肌痛癥被定義為一種由于肌肉疼痛、關節僵硬以及疲勞引起的神經感覺障礙，而幾乎沒有發現炎癥。其他常見的肌痛癥狀表現為主要發生在女性身上的心身性特征，比如易怒、睡眠障礙、焦慮和抑郁。Ferrari[22]前瞻性檢查268例肌痛病患者，發現2例(0.8%)發生在急性WAD后。雖然病因發展過程可能與精神疲勞有關，或者是基于遺傳易感性，脊柱損傷和肌痛的關系仍然不清楚。

Peolsson等[17]研究9例慢性WAD患者的多層頸部背側肌肉行為，采用主成分分析和正交偏最小二乘法對肌肉機械張力(伸長和縮短形變)進行分析。WAD組在頸部伸展期斜方肌縮短更多，并且其多裂肌在頸部伸展期以及復位期表現出更多的縮短。首次提出實時動態超聲可作為一種新的非侵入性方法，能夠在整個運動序列中檢測到WAD患者肌肉勞損的變化。

Peterson等[23]采用散斑跟蹤分析的方法，對5塊背側頸肌在10個抬臂時的形變和形變速率進行研究。WAD患者多裂肌的形變速率高于對照組。在對照組頸部深層肌肉形變速率之間的線性關系強于的WAD組，表明在慢性WAD時有背頸部肌肉相互作用的改變。

Ludvigsson等[24]的研究采用實時超聲技術，對胸鎖乳突肌(sternocleidomastoid,SCM)、長冠狀肌(long coronary muscle,Lcap)和頸長肌(longus collis muscle,Lco)的形變和形變速率進行研究。26例WAD患者與26例對照組進行比較，WAD組與對照組之間的SCM、Lcap和Lco形變和形變速率沒有顯著差異。在對照組中，形變和形變速率在SCM/Lcap、SCM/Lco和Lcap/Lco之間呈線性正相關關系，且自抬高第一臂至第十臂依次增高；而WAD組的線性關系不明顯。結果表明，對照組頸部深層肌肉的形變和形變速率與頸部淺層肌肉相互協調作用，而WAD組則沒有這種肌肉間的相互作用。

Landén Ludvigsson等[25]報道，大約50%的WAD患者有長期癥狀，上斜方肌通常疼痛，但其力學性能尚未完全了解。研究通過測量肩胛上斜方肌在仰臥起坐過程中的力學形變，發現肩胛上斜方肌在與肌肉接觸過程中可能表現出與對照組不同的形態。需要進一步的研究來復制和理解上斜方肌運動策略改變的原因和影響。

Kalawy等[26]用彩色多普勒檢測20例慢性頸部疼痛患者(WAD)和20例無疼痛對照組，發現椎旁肌肉中疼痛、脆弱部位血流量增加，表明頸部肌肉的損傷增加了血流/新血管生成。這可能表明有病理的新血管和交感神經生成，產生疼痛，類似于肌腱損傷。預示著類似肌腱損傷的治療方法可能在頸部的肌肉有效。

3 分級與治療

3.1 WAD分級

目前常采用魁北克5級分級法[1]。有學者認為應將WAD的Ⅲ級和Ⅳ級劃分為頸椎損傷綜合征[27]。

3.2 藥物

3日內急性炎癥期，疼痛劇烈者可采用非甾體抗炎藥，但是不可過分依賴藥物[26]。正電子發射斷層掃描顯示WAD患者炎癥的跡象，但臨床意義需要進一步研究。一般來說，有疼痛的WAD患者顯示對中樞疼痛過程的促進作用。這可能解釋在有限的組織損傷后的過度疼痛。心理社會因素與中樞系統超敏性也相關，并可影響WAD預后。

Persson等[28]分析靜脈注射嗎啡、氯胺酮和活性安慰劑(咪達唑侖)對WAD引起的慢性疼痛患者的反應。在94例患者中47%是嗎啡應答者，41%是氯胺酮，25%對兩種藥物都有反應，37%對兩種藥物都沒有反應。提示這種疼痛狀態可能被阿片類以及部分患者的門冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受體拮抗劑藥物調節。對嗎啡或氯胺酮沒有反應的患者預后更差。

3.3 運動與疼痛的關系

WAD患者運動訓練是否有效仍存在爭議，高質量隨機對照研究仍較少[29-33]。一般訓練較少針對深層肌肉，對患者作用較小[29-30,33]。盡管大部分WAD患者肌肉功能有所改變[34]，但仍有5/23患者與健康對照組肌肉作用模式相同。

在一項研究[35]中，3個月的頸部特殊運動(neck specific exercises,NSE)提高了癥狀持續患者(WAD后持續6個月至1年疼痛的患者)頸部深層和淺層肌肉間互相作用。超聲散點追蹤顯示，WAD后慢性殘疾和疼痛患者可以通過頸部特殊運動使肌肉損傷正常化。在NSE組，經過3個月訓練7例患者顯示出與健康對照組同樣的運動模式。NSE[36]旨在激活深層肌肉，主要提高屈肌(頭長肌、頸長肌)、伸肌(多裂肌、半棘肌)和旋轉肌(回旋肌)控制力。另外可以增加包括淺層肌肉(伸肌的頭半棘肌、伸展加旋轉的斜方肌和屈曲旋轉的SCM)在內的所有肌肉的耐力。NSE可以改善半數患者臨床癥狀(包括功能障礙和疼痛)，其他患者無改善或改善不持久。

檢測到損傷后，建議選擇運動訓練[37]。但是對于訓練前后深層肌肉損傷改善研究很少。在一項隊列研究中，O "Leary等[38]發現，在10周運動訓練后，WAD分級Ⅱ級患者脂肪浸潤好轉，其運動訓練主要針對上部和后方頸伸肌和屈肌，先從等長收縮開始，隨后是等速、耐力和力量練習(50%～80%的最大自主收縮開始練習)。此外，在10周的運動鍛煉之后，頸部殘疾減輕，深層肌肉損傷頭長肌和頸長肌可以通過訓練改變。但是該研究只有5例患者，沒有對照組。因此，需要更多的研究來調查和改進運動干預措施，目的是修復頸部肌肉損傷。

一般來說，NSE可改善頸部疼痛患者深層和淺表頸肌的損傷，但用于測量深層肌肉的肌電圖法具有侵入性，令人不舒服，不適用于臨床實踐。頸椎的穩定很大程度上依賴于周圍頸部肌肉的支持，其中70%的穩定性來自于肌肉，尤其是深層肌肉。如果運動干預的目的是改善深層和淺層肌肉，則當運動干預有爭議時，診斷肌肉損傷的方式很重要。

對頸部疼痛的研究表明，頸部腹側和背側肌肉之間的相互激活也與疼痛增加有關聯[39]。Falla等[40]的研究顯示，較高的疼痛水平與顱頸彎曲收縮時腹部深層肌肉的延遲激活和較低的肌電圖振幅有關。頸部肌肉力量(最大自主收縮百分比)與頸部疼痛水平中度相關[41]，這一策略可以保護脊柱免受進一步傷害和疼痛[42]。然而，頸部疼痛患者和健康對照組均可有腹側頸肌耐力與頭長肌大小之間的相關性[43]。但是在疼痛強度和頸部肌肉功能(肌肉大小和本體感受)之間沒有相關性。

近年來，有研究表明[44-45]，對疼痛的反應更加個體化。據報道，頸部肌肉在某些個體特定肌肉的激活程度有所提高，其他個體相同肌肉的活動減少[46]。目前研究結果表明，在疼痛的情況下，深層和淺頸部肌肉之間的相互作用可能會發生改善；或者盡管疼痛強度有所降低，但腹側肌肉的相互作用并沒有得到改善。然而，研究樣本規模很小，研究結果需要在更大的隨機研究中得到證實。

表1 WAD分級

這些研究有一些局限性。首先，樣本的大小可能導致頸椎功能障礙指數量表(Neck DisabilityⅠndex,NDⅠ)評分無統計學差異，因此不可能進行進一步的分組分析。其次，慢性疼痛的病因學方面，持續時間從6個月至3年不等有異質性，可能影響結果。

然而，小組結果顯示，NSE組對于頸部殘疾和頸部肌肉耐力有顯著的效果，可以作為WAD分級Ⅰ和Ⅱ級的頸部肌肉損傷和運動干預措施的起點。進一步的研究需要擴大樣本量來確認結果。

3.4 社會心理學與患者教育

WAD患者臨床表現多種多樣，機制復雜，應歸于生物-心理-社會疾病模式，告知與解釋應貫穿患者康復全程[26]。

4 小結

WAD臨床表現多種多樣，常見癥狀為頸痛、頭痛和頸椎活動受限。其他有感覺異常、顳下頜關節疼痛、頭暈、走路不穩、惡心嘔吐、耳鳴、吞咽困難、睡眠障礙、認知功能障礙(記憶力和注意力)、視力問題、腰痛和肩痛。

其機制復雜，突然的加速-減速機制傳導至頸部，造成頸椎關節面、相關韌帶、肌肉和神經等損傷，可引起一系列持續癥狀。最近發現，可能與腦脊液低容量、纖維肌痛以及中樞神經系統上行網狀系統損傷有關系。

影像學上可能沒有特異性改變，而病理形態學上可表現為肌肉脂肪浸潤。頸部深層與淺層肌肉的相互募集活化過程異常可能造成患者持續疼痛以及頸部活動障礙。

對WAD分級Ⅰ級和Ⅱ級患者進行針對頸部腹側深層肌肉的等長收縮和耐力運動訓練可顯著改善患者癥狀，同時修復受損的頸部肌肉。告知與解釋在患者康復進程中也很重要。