淺析頸椎病相關動靜力學平衡

楊欽，周紅海，胡夢婷，鐘仲，徐毅高

(廣西中醫藥大學骨傷學院，廣西南寧 530001)

當前，頸椎病發病率正在不斷升高[1]，除了頸部的過度活動以及不良的生活習慣是其誘因外，頸椎病的發展、預后也與頸椎內、外源性結構的生物力學息息相關，但目前，關于此方面的理論和研究報道較少。頸椎的動力平衡與靜力平衡是相輔相成的關系，能夠保持頸椎正常的穩定性。其中，頸肌是頸椎活動的原始動力，以頸肌損傷或退變為主的動力平衡系統失調是頸椎力學改變的前提，也是后期頸椎椎體、椎間盤、小關節及周圍韌帶等結構退變的誘發因素。簡而言之，即“動力性平衡失調為先、靜力性平衡失調為主”。臨床治療上，通過有效的中醫正骨手法以調整頸椎動靜力學平衡，可緩解頸椎病的相關癥狀，甚至治愈頸椎病。本文將綜合相關文獻,針對頸椎動靜力平衡失調與頸椎病發病的相關性展開探討。

1 頸椎的動靜力平衡結構

1.1 常態下的頸椎動力性平衡和頸部活動

人體頸段脊柱是可進行前屈、后伸、側屈、旋轉等單一方向活動以及藕合運動的三維立體柱狀結構。頸部的活動是在神經支配下由頸肌發力產生。從肌肉解剖位置上，將頸部肌群分為頸淺肌群、頸中肌群和頸深肌群。頸淺肌群主要是胸鎖乳突肌，負責頸部的“no”式動作，當兩側胸鎖乳突肌同時收縮時，頭部后仰；頸中肌群包括了舌骨上肌和舌骨下肌，二者負責舌骨的上提和下降；頸深肌群以前、中、后斜角肌為主，主要負責頸部的側屈活動。頸部的的穩定性依賴于頸椎動力性平衡系統，主要表現為頸肌主動肌和拮抗肌的協調作用，由前者發起主動動作，后者在反作用力的同時進行調節修正。在頭長肌和頸長肌收縮時，產生了頭部前屈動作，此時頸后的斜方肌上束和頭夾肌、頸夾肌、半棘肌與豎脊肌進行了拮抗；同理，當頭部后仰時，促使頭部前屈的頭長肌和頸長肌轉變為拮抗肌；當斜角肌、斜方肌上束、同側的胸鎖乳突肌和肩胛提肌收縮時，頭部產生側屈動作，對側肌肉進行拮抗；頭部旋轉動作較為特殊，由兩側肌肉共同參與，由同側的肩胛提肌、夾肌、半棘肌、多裂肌和對側的胸鎖乳突肌和肩胛提肌收縮產生，與其相對應的有關肌肉進行拮抗。

1.2 常態下的靜力平衡系統和頸椎穩定性

頸椎的內在穩定代表了頸椎正處于一個靜態穩定的狀態。頸椎的靜力平衡系統由椎骨、椎間盤、小關節和周邊韌帶構成。頸椎椎骨是頸段脊柱的中心結構，在對抗壓應力、剪切力和扭轉力方面發揮了重要作用。研究發現，無論是在前屈位或后伸位時，下段頸椎的椎體前柱應力是最大的[2]。為適應功能性壓力的增加，頸椎椎骨的成分與形態可發生改變，以椎體前緣骨質增生為多見。頸椎椎間盤在頸椎靜態穩定下發揮了關鍵的作用力，組織學結構決定了椎間盤既有柔韌性也有自身的剛度。除了維持生物結構的活動度、高度外，還能夠吸收脊柱震蕩、分解椎體表面壓力，也為椎體及周邊結構的生長發育創造了條件。椎間盤高度與髓核的彈性、纖維環的膠原纖維、基質等息息相關[3]。在承受扭轉載荷的過程中，椎間盤的纖維環起到了關鍵作用[4]。關節突關節在力學上與椎間盤一起承載了脊柱屈伸、側屈、壓縮、扭轉、剪切等負荷。研究發現，隨著關節突關節切除范圍的增加，椎間盤的應力和頸椎旋轉的角度也有所增加[5]。關節突關節對于改善脊柱的應力分布和調控相關脊柱活動具有積極意義[6]。鉤椎關節是頸椎特有的小關節，主要增加了上下椎體間的穩定性，并能夠減少頸椎的部分藕合運動，例如側屈和旋轉等[7]，防止過度運動。頸椎前縱韌帶、后縱韌帶限制了頸椎的過伸和過屈；有實驗發現，前縱韌帶在38.59 N的拉力作用下仍不會斷裂[8]，韌帶的強度與其膠原蛋白的含量有關，不同解剖位置的抗拉強度不同[9]。黃韌帶位于上下椎板之間，其作用主要是維持頸椎的正常排列，限制其過度前屈。正常的機械應力下，黃韌帶結構穩定，可保證椎管的容積。

2 動力失衡在先

頸段脊柱承載著頭部重量以及外來負荷，為保證頸部正常的活動，頸肌優先保持著長期的收縮與拮抗狀態，導致了頸肌肌漿網的鈣離子釋放減少、頸肌的耐力和收縮力減弱[10]。當負荷超過頸肌所能承受極限時，頸肌將部分載荷轉移至頸椎的關節突關節、椎間盤等靜力平衡結構，加快了病情的進展。頸型頸椎病患者的癥狀體征屬于頸椎病發病的早期，趙忠民[1]的研究發現，頸型頸椎病患者與正常人的頸肌表面肌電指標與正常人有差異，患者頸肌張力較高，肌電活動穩定性和可重復性較低；通過骨傷手法、功能鍛煉及藥物等治療后，軟組織的彈性明顯提高，各項指標顯著改善，且患者癥狀也得到明顯緩解。馬鳴等[12]在青年頸椎病患者的發病研究中發現，該類患者的頸椎生理曲度改變和頸椎不穩與頸肌的不平衡有著密切關系，青年人的頸椎椎間盤、關節突關節、鉤椎關節以及韌帶等解剖結構尚處于一個穩定且應力較均衡的狀態，而長期的不適當活動和姿勢則對頸肌產生了較大影響，頸肌在失衡中易于退變。張恩銘等[13]的觀察則發現，與正常人相比，頸痛患者的頸深屈肌的體積開始縮小，癥狀較重的一側更加明顯。于棟等[14]發現，在頸肌發生退變時除了頸肌形態上的縮小以外，還出現了相關肌肉的纖維性萎縮，運動功能的降低。此外，當頸肌長期處于收縮狀態時，肌漿網鈣離子的釋放力下降、頸肌出現缺血、氧自由基和脂質過氧化物等代謝產物的累積均加重了頸肌的退化。頸肌的漸進性退化最終會降低頸椎活動效率，影響頸椎活動度，甚至引起活動受限，同時頸痛癥狀也可能更加頻繁和加重。生物力學上，頸椎主動肌和拮抗肌的協調性將受影響，主動肌可能因長期做功出現廢用，拮抗肌亢進，從而導致頸椎的失穩。頸肌退變除了直接造成頸椎靜力平衡系統的影響，在病理生理學方面還可出現頸肌的脂肪浸潤，嚴重時造成部分患者的脊髓損傷，主要表現為感覺、運動功能的減退[15]，臨床診療應予以鑒別。

3 靜力性失衡為主

3.1 頸椎椎體、椎間盤退變

研究發現[16]，椎體內部的松質骨是由無數骨小梁交錯構成，絕大多數的老年患者因雌激素下降、維生素D生成減少，而出現了骨含量的丟失以及骨小梁剛度下降，并出現意外或骨質疏松性骨折，頸椎的靜態平衡狀態最終會被打破。椎間盤對椎體上的不同方向力的緩沖，增加了椎體的負荷耐受。但長期且反復的異常載荷，則促使了椎間盤的退化。宋西正等[17]發現，椎間盤在直立位、屈曲位、環繞式、外固定機械式等4種方式下，均發生了不同的退變，包括椎間盤纖維環裂紋出現、髓核突出、髓核纖維化等。椎間盤的損傷將極大程度地影響頸椎的穩定性。

3.2 頸椎關節突關節與鉤椎關節退變

郭曉峰等[18]指出，關節突關節在長期的應力過程中，關節支持組織經過早、中、后期的化學炎癥反應，使椎間孔的高度丟失，導致椎間隙狹窄。頸椎關節突關節在解剖上同腰椎大體一致，均由軟骨、軟骨下骨、滑膜、纖維關節囊等構成。通過CT、MRI、超聲等影像學技術可觀察到，關節突關節在退變后出現了關節面粗糙、軟骨破壞、邊緣骨質增生、關節囊鈣化等改變[19]。一旦關節突關節發生退變，嚴重者則導致骨關節炎。鉤椎關節外前方是椎動脈和椎靜脈，鉤突距橫突孔不足1 mm，當鉤突后緣骨質增生并突入椎間孔時，將壓迫神經根和椎動脈并引起一系列癥狀[20]。王星等[21]分析了66例青少年頸椎鉤突與橫突孔的關聯性時發現，鉤突關節的增生或骨折對椎動脈形成了一定壓迫，并導致了椎動脈型頸椎病。但是，有學者通過多層螺旋CT血管成像技術的應用否定了這一觀點，認為鉤椎關節的增生并不會對椎-基底動脈的血流形成影響，部分頸性眩暈患者在鉤椎關節發生增生病變前即有癥狀[22]。頸椎鉤椎關節增生能否導致椎動脈型頸椎病，還有待商榷。

3.3 頸椎韌帶退變

頸椎前縱韌帶是人體最長的韌帶，主要功能是限制脊柱過伸。頸椎退行性改變造成椎間隙變窄時，可見前縱韌帶松弛，出現頸椎失穩，臨床以頸部不適、活動度下降為主。頸椎前縱韌帶鈣化以老年人多見，可伴相應節段的頸椎椎體前緣骨質增生。顏華東[23]在診斷頸椎過伸傷性患者時發現，前縱韌帶損傷以C5、C6為主。頸椎后縱韌帶起自樞椎并與覆膜相續，止于骶骨，功能上以限制脊柱前屈及防止椎間盤后突為主。后縱韌帶骨化癥是一種常見的頸椎退行性疾病，以亞洲人多見，當壓迫椎管內的脊髓或神經根時，會引起肢體運動或感覺障礙[24]。臨床治療以擴大椎管容積和解除脊髓、神經壓迫為目的，包括直接減壓、間接減壓和混合型減壓等常見術式[25]。黃韌帶不僅薄而寬，且富于彈性而不易變形。如發生變性、纖維化或增厚等退行性改變，其彈性會減小，且隨著頸椎向后延伸形成褶皺突向椎管，嚴重時可造成對脊髓 (膜)的壓迫，引起相應的癥狀。項韌帶是存在于頸后兩側肌群的彈性膜層，其主要作用是維持頸椎曲度和保護旋轉后的穩定性。在早期，王利等[26]在建立相關生物力學模型過程中，將新鮮頸椎尸體的項韌帶與棘間韌帶切除，發現頸椎的穩定性受到明顯影響，證實了項韌帶對維持頸椎生物力學的重要性。資料顯示，項韌帶退變與頸椎病發生關系密切，當其退化至一定程度，最終會出現項韌帶的鈣化[27]。

4 中醫正骨手法與常見頸椎病類型

中醫正骨手法是一種以“筋骨并重”、“動靜結合”、“整體觀念”等為理論指導，對一系列骨傷科常見病治療的傳統醫療手段[28]。《醫宗金鑒·正骨心法要旨》中記載: “手法者，誠正骨之首務哉”，正骨手法不僅可以調節脊柱結構的平衡，還能使筋骨關系得到調整，使得筋柔骨正、骨正筋柔，二者協調作用，最后使機體達到自然康復[29]。中醫的“筋骨關系”概括甚廣，其“筋”也不僅涵蓋了肌肉、筋膜等解剖組織，還包括韌帶、血管、神經等；其“骨”既代表了椎體，從中醫的理論意義上也屬于奇恒之腑，“人骨”除了構成骨架和肢體形態，還能保護內臟組織。人體“筋骨”關系如同頸椎動靜力學平衡系統的比喻，只有頸椎的動靜力平衡恢復協調，頸椎的生物力學狀態方可穩定。

4.1 正骨手法與神經根型頸椎病

神經根型頸椎病的發病主要與椎間盤退變、椎間孔的繼發性狹窄有關，如何有效減輕病變結構對神經根的壓迫是中醫正骨手法的關鍵。張其云[30]、周紅海[31]、鐘涔[32]等人分別應用羅氏正骨、韋氏頸椎旋轉復位、美式整脊等手法治療，均能夠達到良好的臨床療效，對于改善頸椎序列結構、調節椎間盤應力分布、恢復頸椎動靜力學平衡具有重要的意義。三維正骨手法是作用于神經根型頸椎病患者的特色療法，蔣學余等[33]以頸椎病變節段的冠狀位、矢狀位、橫斷軸位三個軸面為操作面，先進行肌肉放松和局部點穴，最后進行不同軸面的頸椎整復操作，治療后經過彩超多普勒觀察，發現原先受激惹增粗的神經根內徑明顯減小。松解局部肌肉與點穴能夠改善肌肉組織的血運，阻斷相關免疫炎癥反應的介導[34]，在鎮痛的同時使頸部肌肉得以放松，使頸椎動力保護機制處于松弛狀態，隨后在牽引力和旋扳力的作用下使失穩的頸椎復正，調整了椎體結構和神經根的關系。三維正骨手法的療效通過研究數據可以確認，但其實用性有待商榷。主要原因在于，當前的頸椎正骨手法多為旋轉復位，而人工復位即是外力作用條件下的三維多角度耦合運動方式，多次整復對頸椎穩定性的利弊暫無法評估。

4.2 正骨手法與椎動脈型頸椎病

椎動脈型頸椎病是由于頸椎退變導致椎動脈受到刺激或壓迫，使動脈發生折曲、血管變窄而引起腦供血不足的一系列臨床綜合癥狀。其發病因素較為復雜，針對骨性因素(鉤椎關節、關節突關節增生退變對動脈的壓迫)引起的頸椎病癥狀，正骨手法療效尤為明顯[35]。韋貴康教授通過鉤椎關節整復手法治療因鉤椎關節增生引起的椎動脈型頸椎病眩暈癥狀，療效明顯，治療過程中先予疏筋理筋，繼而在牽引頸部的同時，對鉤椎關節方向進行推按，產生一種剪力，直接調整紊亂的鉤椎關節，解除對椎動脈的壓迫，同時調節關節突關節的紊亂，最終恢復了頸椎的平衡[36]。王和鳴教授基于“筋出槽、骨錯縫”理論，運用整脊正骨手法治療椎動脈型頸椎病時，先予理筋和腧穴點按，以解除頸部肌群的痙攣，改善血液微循環；再予旋轉整脊復位，從而糾正頸椎的整體力線、調節部分關節紊亂，改善應力分布，達到頸椎動、靜力學平衡的目的，從而緩解臨床癥狀[37]。但椎動脈型頸椎病的致病因素復雜，盲目應用手法治療具有較大的風險性，因此臨床醫師需結合相關影像學檢查結果謹慎操作，而按摩推拿在很大程度上能夠緩解頸部癥狀，可根據情況實施。中醫藥綜合療法在椎動脈型頸椎病的療效明顯[38]，運用正骨手法結合其他中醫治療手段應能夠更好地解決患者的問題，醫者可酌情積極治療。

5 總結

頸椎病的發生發展與現代人的生活方式有很大關系，長期不良的生活習慣導致了頸椎內外力平衡失調并造成頸椎病的產生或加重。中醫正骨手法結合湯藥、針灸、小針刀以及功能鍛煉，能夠達到良好的臨床療效。目前，頸椎的生物力學平衡理論未有相關的衡量標準，缺乏實質性的物理、生化層面研究，如何盡早地發現和有效干預是當前需解決的問題。當前形勢下，應加強宣傳和鼓勵功能鍛煉，提倡定期體檢，未病先防；同時應進行跨學科協作，對頸椎的生物力學平衡問題進行深層次的實驗研究。