劉禎,呂立江,黃華枝,張潮,朱永濤,黃玉波,吳虹嬌,史嬌
(浙江中醫(yī)藥大學(xué)第三臨床醫(yī)學(xué)院,浙江 杭州 310053)
研究表明,臨床上僅10%~20%的腰椎間盤突出癥(lumbar disc herniation,LDH)患者需要手術(shù)治療[1]。手法治療改善LDH腰腿痛癥狀的效果已被廣泛認(rèn)可[2],而且已被多項高質(zhì)量的研究所證實[3-5]。為明確手法治療LDH的作用機制,臨床醫(yī)生和科研工作者開展了大量的基礎(chǔ)研究。這些研究通過有限元模型、動物模型、尸體標(biāo)本及在體測試,從不同角度探討并解釋了手法治療LDH的作用機制。本文分別從基于有限元模型、動物模型、尸體標(biāo)本及在體測試的LDH手法研究4個方面,綜述了手法治療LDH的基礎(chǔ)研究進展,以期為臨床和科研工作者提供參考。
基于有限元模型的LDH手法研究,需要通過CT掃描獲取目標(biāo)腰椎的斷層圖像,并在此基礎(chǔ)上利用計算機輔助設(shè)計或逆向工程軟件建立腰椎三維力學(xué)模型[6]。有研究者通過對L4~L5節(jié)段有限元模型進行研究,發(fā)現(xiàn)提拉旋轉(zhuǎn)斜扳法的作用機制可能是恢復(fù)脊柱的順應(yīng)性和糾正關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)紊亂,具體體現(xiàn)為手法作用時椎間盤內(nèi)聚集于后外側(cè)纖維環(huán)的壓力及主要分布在椎體后側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的應(yīng)力使得腰椎局部產(chǎn)生位移變化,達到骨正筋柔的目的[7]。Shu等[8]基于有限元模型,比較了斜扳手法與坐位直腰旋轉(zhuǎn)手法治療LDH的效果,發(fā)現(xiàn)斜扳手法在兩步加載后會產(chǎn)生向前的傳導(dǎo)力,并使目標(biāo)椎體產(chǎn)生位移,能更好地緩解患者神經(jīng)根的粘連和壓迫癥狀,減輕水腫。這些研究對脊柱手法力學(xué)研究的發(fā)展起到了一定促進作用,但有限元研究只是計算機的數(shù)值仿真手段,而且大都采集健康志愿者的腰椎數(shù)據(jù)進行建模,不能對腰椎的病理狀況進行實時動態(tài)模擬。更重要的是,目前缺乏規(guī)范統(tǒng)一的建模標(biāo)準(zhǔn),模型中是否對肌肉進行實體建模會影響腰椎間盤內(nèi)的力學(xué)傳導(dǎo),導(dǎo)致模型中各部位的負(fù)荷分布產(chǎn)生差異[9],而且不同個體腰椎周圍肌肉、神經(jīng)、血管等組織的差異也可能會影響有限元研究的可重復(fù)性。
基于動物模型的實驗具有差異小、易重復(fù)的優(yōu)點,而且能夠獲得干預(yù)后的動物模型甚至組織標(biāo)本,便于采集相關(guān)指標(biāo)進行分析。目前用于腰椎研究的模型動物有犬、羊、豬、大鼠、小鼠、兔等[10]。兔和大鼠解剖結(jié)構(gòu)與人體相似,是腰椎實驗的首選模型動物。大鼠常被用于制備腰痛模型,如慢性壓迫背根神經(jīng)節(jié)(chronic compression of the dorsal rootganglion,CCD)模型、脊神經(jīng)根結(jié)扎(spinal nerve ligation,SNL)模型以及慢性壓迫性損傷(chronic constriction injury,CCI)模型等[11];兔則常被用于椎間盤退變模型的制備。CCD大鼠模型也稱為LDH大鼠模型,該模型使用鋼棒對大鼠背根神經(jīng)節(jié)造成機械壓迫,導(dǎo)致背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元胞體受直接持續(xù)壓迫并繼發(fā)炎癥,產(chǎn)生痛感,可較好地模擬人體LDH疼痛發(fā)作時的雙重刺激。既往相關(guān)研究表明,推拿手法可通過降低LDH大鼠背根神經(jīng)節(jié)中P2X3受體水平起到鎮(zhèn)痛作用[12]。SNL模型可模擬腰椎神經(jīng)根性疼痛癥狀,與LDH引發(fā)的神經(jīng)根性疼痛類似,該模型通過5-0可吸收線縫合緊扎L5脊神經(jīng)完成造模。研究表明,推拿手法可有效緩解SNL模型大鼠的神經(jīng)根性疼痛,其機制可能與抑制Toll樣受體4信號通路的激活并減少下游炎癥因子的釋放有關(guān)[13]。CCI模型也可模擬LDH,制備時需要使用4-0鉻制羊腸線在保證坐骨神經(jīng)血供的基礎(chǔ)上結(jié)扎坐骨神經(jīng)。國內(nèi)學(xué)者為了探究推拿治療LDH的可能作用機制,在CCI模型大鼠腓腸肌局部實施手法,認(rèn)為手法可通過抑制大鼠神經(jīng)激肽1受體表達,恢復(fù)脊髓背角場電位,從而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用[14]。LDH的誘發(fā)因素較多,腰椎間盤的退變是其中的主要因素之一。既往有研究采用穿刺纖維環(huán)法進行兔腰椎間盤退變造模,進行6周的推拿干預(yù),結(jié)果表明推拿手法可通過抑制白細胞介素-6、腫瘤壞死因子等炎性因子的表達而緩解椎間盤退變[15]?;趧游锬P偷氖址ㄑ芯坑衅洫毜街?,但在造模過程中出現(xiàn)關(guān)節(jié)損傷、神經(jīng)損傷以及炎癥反應(yīng)等情況不可避免。同時,LDH的發(fā)病機制遠比目前所了解的更為復(fù)雜,通過研究明確LDH的發(fā)病機制也是我們探尋更好的動物模型需要解決的重要問題。
基于尸體標(biāo)本的LDH手法研究,是以觀測椎間盤髓核內(nèi)壓變化為立足點,利用計算機以及壓力傳感器等測量分析手法的作用機制。畢勝等[16-17]基于腰椎標(biāo)本的研究,解釋了腰部手法的治療機制可能是實施手法時椎間盤與相鄰神經(jīng)根產(chǎn)生了相對位移;同時該研究也推翻了之前的“手法治療使髓核還納復(fù)位”的觀點。但尸體標(biāo)本的研究有較大的局限性:首先,研究對象較為宏觀,對于手法治療機制的研究不夠深入,神經(jīng)壓迫和炎癥反應(yīng)等內(nèi)環(huán)境改變以及脊柱生物力學(xué)改變等因素?zé)o法被觀測[18];其次,尸體標(biāo)本缺乏代表性,從不同尸體標(biāo)本獲取的數(shù)據(jù)可能存在差異,而獲取身體解剖結(jié)構(gòu)相似的標(biāo)本難度極高;此外,標(biāo)本的新鮮度同樣會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。隨著醫(yī)學(xué)實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性日益提升,以充滿不確定因素的尸體標(biāo)本作為研究對象的實驗將不斷減少。
在體手法研究能夠獲得較為直觀的人體腰椎數(shù)據(jù),為LDH手法的定量評價及規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化提供了有力的證據(jù)。國內(nèi)已有研究者使用多關(guān)節(jié)等速測試系統(tǒng)與表面肌電圖儀等,觀察手法干預(yù)下腰背肌群的肌電信號變化,結(jié)果表明手法能夠改善LDH患者的腰背肌群功能[19-20]。通過三維運動捕捉系統(tǒng)采集手法操作時的數(shù)據(jù),也是現(xiàn)階段在體手法研究的有力手段。王瑋等[21]通過該系統(tǒng)采集受試者的運動數(shù)據(jù),建立人體三維運動模型,得到了髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的運動角度和軌跡。呂立江等[22]應(yīng)用三維運動解析系統(tǒng)和錄像解析系統(tǒng)采集手法數(shù)據(jù),獲得了杠桿定位手法治療LDH時手法起效的角度、位移和角速度。近年來,功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技術(shù)日趨成熟。已有研究者將該技術(shù)用于LDH患者手法治療前后腦功能活動的觀察,發(fā)現(xiàn)治療有效患者抑制區(qū)域存在于小腦以及額葉[23]。fMRI技術(shù)還可動態(tài)觀察手法推拿的腦響應(yīng)機制,為手法治療LDH的中樞鎮(zhèn)痛機制研究提供新的思路與方向[24]。隨著相關(guān)技術(shù)的進步,在體測試將會成為今后LDH手法研究的重要方向。
基于目前的研究情況,筆者認(rèn)為未來LDH手法的基礎(chǔ)研究可從腦功能機制研究與動物實驗?zāi)M研究兩方面入手。LDH手法的腦功能機制研究需在規(guī)范掌握手法技巧的基礎(chǔ)上,應(yīng)用fMRI技術(shù)觀測手法對疼痛刺激信號處理和認(rèn)知能力的影響;LDH手法的動物實驗應(yīng)主要探討手法的鎮(zhèn)痛作用機制以及對實驗動物情緒狀態(tài)的影響。最終通過這些研究,進一步明確手法治療LDH的作用機制,實現(xiàn)LDH手法的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,同時提高手法操作的安全性。