1、脊柱生理曲線變化的生物力學(xué)基礎(chǔ)及臨床意義關(guān)鍵詞脊柱；生理曲線；生物力學(xué)；綜述脊柱生理曲線的變化特點(diǎn)，已被證實(shí)在一定程度上是脊柱失穩(wěn)的影像學(xué)征象，越來越引起人們的關(guān)注。胸段和骶尾部的曲度在胚胎時即已出現(xiàn)，為原發(fā)性曲度，一般保持不變；而繼發(fā)性曲度之頸、腰椎生理曲線的研究，對闡述頸、腰椎急慢性損傷的病因病理，提高臨床診治水平顯示出重大的意義。 1頸椎生理曲線的研究傳統(tǒng)認(rèn)為，頸椎生理曲線變化可能屬于正?，F(xiàn)象，與臨床無明顯確定關(guān)系，缺乏重要的臨床意義1。隨著生物力學(xué)的介入和研究方法不斷改善，越來越多的證據(jù)突出了頸曲在頸椎相關(guān)疾病中的重要地位。近年一些研究共同反映了某種趨勢：頸椎力學(xué)協(xié)調(diào)紊亂在退變性頸椎失

2、穩(wěn)中是較骨贅更為重要的發(fā)病因素。頸曲的測量方法頸曲測量方法很多。如王成林等2將C2椎體前上緣和C7椎體前下緣聯(lián)線，其與椎體前緣弧線的最深距離即為頸曲前凸值。張光等3在MRI上，以齒狀突頂點(diǎn)至C7椎體下緣為a，其與C4C5后緣中點(diǎn)距離為b，依據(jù)tg/42b/a公式，求出角度值作為頸曲角。角度量法在側(cè)位片測量由C2椎體后緣延長線與C7椎體后緣延長線相交所形成的角度，因不受放大的影響，較為可靠4。但臨床上更為常用的是Borden氏法，即在頸椎側(cè)位片上自C2齒狀突后上緣至C7椎體后下緣劃一直線，使椎體后緣連線成一個相應(yīng)的自然弧，弧的頂點(diǎn)在C5椎體后上緣，弧最大垂直深度為125mm；當(dāng)此數(shù)值17mm為曲

3、度增大，7mm為變直，0mm為后凹5。上述這些方法雖有差異，但其結(jié)果是一致的。以往線攝片表明頸曲變直、后凹及成角在頸部慢性軟組織損傷的患者中發(fā)生率較高。頸曲的改變因不同類型的頸椎病有明顯差異。神經(jīng)根型變化較大，幾乎均有變直或后突，而脊髓型變化則不甚明顯1。但頸曲異常變化也可見于正常人，約占20%30%6.頸曲的生物力學(xué)研究頭頸之間，如一個能動大球置于一根細(xì)柱之上的絞鏈關(guān)系，頸椎與周圍組織共同維持穩(wěn)定，它們易受到靜力性或動力性損害。頸曲的生物力學(xué)意義在于其增加對抗縱向壓力以支持頭部抬起的功能。頸曲異常變化與頸段脊柱正常生物力學(xué)平衡被破環(huán)有著十分密切的關(guān)系。頸曲的退變是以頸椎長期異常應(yīng)力為病理基礎(chǔ)

4、。它的發(fā)生發(fā)展，除了以往所認(rèn)為的椎間盤退變的原因外，當(dāng)前研究顯示頸椎關(guān)節(jié)突垂直性增生(先天或發(fā)育性)是頸曲后凹及變直原因7。三維光彈實(shí)驗(yàn)8和矢狀面生物力學(xué)模型9分析頸椎各部應(yīng)力分布反映出鉤突關(guān)節(jié)和后關(guān)節(jié)突應(yīng)力值最高或較高，這與骨贅好發(fā)部位相符合。日常工作中，頸部常處于屈曲位，后壁連接結(jié)構(gòu)被牽拉，承受更大張應(yīng)力，椎旁肌組織對于維持穩(wěn)定起了極大作用。通過切除兔頸椎棘上、棘間韌帶和分離椎旁兩側(cè)肌肉，建立頸椎病模型，經(jīng)過8個月階段的發(fā)展，從線片上可發(fā)現(xiàn)模型動物頸曲變直，椎間隙狹窄和椎體骨贅形成的頸椎病表現(xiàn)，證明了肌源性因素不可忽視10。椎間盤退變、關(guān)節(jié)突增生、肌組織破壞可能是頸椎生理彎曲變直的根本原因

5、。頸曲改變的臨床意義在青少年時期，頸椎曲線圓滑、柔順，以后隨著年齡增加而使間盤發(fā)生早期退變，影響頸椎曲線輪廓11。不良應(yīng)力刺激(如姿勢、外力)，加劇頸曲代償性力學(xué)反應(yīng)。頸曲代償性力學(xué)反應(yīng)具有雙重性，即穩(wěn)定性和壓迫性，主要通過頸椎曲線變化表現(xiàn)，它可以通過改變頸椎應(yīng)力狀態(tài)維系內(nèi)外平衡，同時在不穩(wěn)定過渡到穩(wěn)定過程中付出代價，更多可能刺激某一敏感結(jié)構(gòu)，當(dāng)損傷積累超過閾值時而產(chǎn)生相關(guān)癥狀。臨床上線觀察到低齡頸椎病(1519歲)主要是頸椎曲度值改變，而與骨質(zhì)增生關(guān)系很小6。即使在與退變相關(guān)的頸椎病中，頸曲也廣泛存在著變直、反張、S型、中斷等異常，約為52%97%1213，尤以頸曲變直為主。因此，恢復(fù)頸椎正

6、常曲線愈來愈成為頸椎病治療的共識1415。運(yùn)用生物力學(xué)理論建立一個上端自由下端固定的彈性頸椎模型，通過光彈性實(shí)驗(yàn)與應(yīng)力分析計(jì)算方法研究表明：當(dāng)頸椎曲線變化不大，患病部位在C5C6，C6C7，C7T1時，治療時牽引角度選擇2530；曲度稍直，椎間隙狹窄在C5C6時，牽引角度為1015；曲度消失，椎間隙狹窄在C5C6，C6C7時，則牽引角度宜為510，從量化角度深化了牽引角度與頸曲關(guān)系16。對脊髓型頸椎病頸曲的研究糾正了以往認(rèn)為占位因素導(dǎo)致脊髓型頸椎病的觀點(diǎn)，證實(shí)頸椎失穩(wěn)是脊髓型頸椎病另一重要發(fā)病因素，它的線側(cè)位片上主要表現(xiàn)為頸椎生理曲線折斷(約占病例人數(shù)69.9%)。頸椎生理曲線折斷標(biāo)志該椎間隙

7、超限屈或伸。頸椎活動度異常繼發(fā)引起連接結(jié)構(gòu)退變增厚，神經(jīng)通道狹窄17。2腰椎生理曲線的研究腰曲的測量方法在脊柱曲度中，腰椎前凸對于負(fù)重及維持腰部穩(wěn)定非常重要。對腰曲的研究無論在廣度和深度上，均比不上對頸曲的研究。腰椎生理彎曲常用的描述參數(shù)為腰椎曲度、前突指數(shù)和腰骶角。腰椎曲度的測量常用Seze法，即在線側(cè)位片上自T12椎體后下角至S1后上角做一連線，腰椎各椎體后緣的弧形連線與此線形成一弓，弓頂點(diǎn)正常在L312椎體下角向下引一重力線，由S118。腰骶角指沿L5椎體及骶骨前緣各作直線相交形成的鈍角。其中以腰椎曲度最為常用。腰曲的生物力學(xué)研究腰椎間盤與后方小關(guān)節(jié)構(gòu)成三關(guān)節(jié)復(fù)合體。腰曲退變將波及三關(guān)節(jié)

8、復(fù)合體，加速腰椎整體退化和失穩(wěn)。腰曲實(shí)際上參與腰痛病理過程，雖然在具體機(jī)制上尚未明了。腰曲改變直接影響到腰椎小關(guān)節(jié)應(yīng)力分布狀態(tài)。腰曲前凸增加時，重力后移，關(guān)節(jié)囊松弛，將使小關(guān)節(jié)剪切應(yīng)力增大，易致退變而失穩(wěn)19。腰椎生理曲線則可能在椎間盤與小關(guān)節(jié)中起調(diào)節(jié)作用，使關(guān)節(jié)復(fù)合體相互作用。流行病學(xué)資料證實(shí)：男性腰椎間盤退化始于1119歲，女性始于2129歲，椎間盤退變早于小關(guān)節(jié)20。小關(guān)節(jié)退變加速椎間盤退變過程，最終使髓核在疲勞或外傷下誘發(fā)突出。對于腰椎失穩(wěn)無癥狀患者，關(guān)節(jié)復(fù)合體在一方功能失衡情況下，通過腰曲調(diào)節(jié)，另一方同時進(jìn)行功能代償和退變儲蓄，雖然在短時間內(nèi)保持腰椎日常功能，但從長遠(yuǎn)來看則加劇腰椎整

9、體退變的循環(huán)21。不僅是腰椎，周圍組織也存在維持腰椎穩(wěn)定的內(nèi)在力學(xué)關(guān)系。腹肌收縮可升高腹壓，有助于穩(wěn)定腰椎，并使骨盆前傾角減??；因骶髂關(guān)節(jié)限制作用使骶骨傾斜角減小。在長期下腰痛的病人中，腰椎曲度與骶骨傾斜角呈正相關(guān)，前凸指數(shù)則與腰骶角負(fù)相關(guān)22。腰曲改變的臨床意義腰曲退變不僅是腰椎失穩(wěn)的誘發(fā)因素，而且是腰腿痛的直接致病原因?；谘嫡w退變的生理趨勢，在退變所致的下腰痛病人中，雖然腰椎前突指數(shù)保持相對穩(wěn)定，但是腰椎曲線在40歲以前是隨著年齡增加而減小，40歲以后則穩(wěn)定在一定水平，它較青年(26歲)腰曲明顯變小。40歲以后55%患者弓頂下移至L3以下22。從力學(xué)角度來看，腰曲變直是腰椎自身增加穩(wěn)

10、定而出現(xiàn)的代償性姿勢，但它也加重了小關(guān)節(jié)負(fù)擔(dān)。由于關(guān)節(jié)面壓力增高，繼而引起關(guān)節(jié)軟骨損傷23或腰神經(jīng)后支嵌頓24等，形成腰腿痛癥狀；同時腰腿痛癥狀因避痛反應(yīng)使患者處于被動體位，腰椎防衛(wèi)性反射以保護(hù)局部肌肉免受應(yīng)力繼續(xù)作用，促使腰椎前凸消失21。腰椎間盤突出癥X線平片觀察到腰曲變直或減小是其常見征象25。腰曲退變以某種形式介入腰椎間盤突出癥的產(chǎn)生及發(fā)展。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，腰椎間盤突出癥比較單純下腰痛，前者腰曲前凸指數(shù)減小更顯著，從而說明腰椎間盤突出癥比單純下腰痛存在著更大的腰椎不穩(wěn)22。脊柱的任何活動均受到生物力學(xué)關(guān)系的制約和協(xié)調(diào)。脊柱生理曲線變化研究反映它與脊柱損傷性疾病癥狀有關(guān)?？偟膩碚f，現(xiàn)有X

11、線閾值大于臨床癥狀閾值，出現(xiàn)脊柱生理曲線變化與癥狀表現(xiàn)不平行，但是脊柱生理曲線在一定程度上反映出脊柱內(nèi)部與周圍組織之間錯綜復(fù)雜的整體的力學(xué)關(guān)系，可作為評價、觀察、分析脊柱力學(xué)平衡的一個指標(biāo)。作者單位：韋堅(jiān)韋貴康廣西中醫(yī)學(xué)院530001南寧市明秀東路21號參考文獻(xiàn)1潘之清，李大年，吳承遠(yuǎn)，等.頸椎病.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，1980.19 4195.2王成林，王政民，龔小龍，等.頸椎生理曲度的X線測量.中華放射學(xué)雜志，199 1，25(2)：99.3張光，韓邕.頸椎間盤退變對生理曲度影響的MRI研究.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù) ，1996，12(3)：172.4Hayashi H, Okada K，Ha

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