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【摘要】 颈椎病是指颈椎椎间盘退变本身及其继发性改变刺激或压迫临近组织而引起的一系列症状和体征，手术治疗作为一种有创手段，有严格的适应证。非手术治疗中，颈椎牵引是运用生物力学原理，通过力的作用改变颈椎受力情况，维持颈椎力学稳定性，恢复或重建颈椎内外平衡。本文就颈椎牵引的作用及生物力学机制，生物力学原则（即最佳牵引力值、牵引时间、牵引角度等）收集有关文献资料综述如下。
【关键词】 颈椎； 颈椎病； 牵引治疗； 生物力学
颈椎病指因颈椎椎间盘退变本身及其继发性改变刺激或压迫邻近组织而引起的一系列症状和体征，如头晕颈痛、肢麻手胀等。治疗方面，手术作为一种有创手段，有严格的适应证，不做首选，更多的是选择非手术疗法，如针灸、理疗、按摩、牵引等，这些方法都有较宽适应范围，在不同程度上均可缓解症状。颈椎牵引作为一种颈椎疾患主要的非手术治疗手段之一［1］，有着悠久的历史，自1929年Taylor率先应用控制性颈椎牵引装置对损伤颈椎进行制动以减轻病情的加重以来，这种控制性轴向牵引的方法成为了现代脊柱牵引技术的基石。颈椎牵引可以改善颈椎曲度，增宽椎间隙，扩大椎间孔，减少椎间盘压力，解除嵌压，使神经根所受刺激和压迫得到缓和，使扭曲的椎动脉得到伸张。本文兹根据有关文献对颈椎病的牵引治疗研究做一概述。
1 颈椎牵引的作用及生物力学机制
颈椎牵引的作用有：（1）调节和恢复已破坏的颈椎平衡，增大椎间隙和椎间孔牵开嵌顿的小关节滑囊；（2）缓解因椎间隙和椎间孔变窄、椎间盘突出或小关节功能紊乱所造成的神经根、椎动脉和脊髓受压，促使拉长、迂曲的椎动脉变直，增加有效血流量；（3）缓冲椎间盘组织周缘的压力，有利于突出物回纳复位等［2］。从生物学观点来看，颈椎牵引就是给脊柱加载（施加应力），使其发生应变（相对伸长），拉开椎体间距离，以减轻椎间盘压力，缓解神经根、血管和肌肉间的关系［3］。
关于颈椎牵引的生物力学机制的研究，李雪迎等［4］通过建立颈椎（C1～T1）三维有限元模型，比较不同力学条件下颈椎牵引的生物学过程，从而得出最为有效的牵引条件。实验仅对颈椎的主要承载部分（椎体、终板、纤维环、髓核、前纵韧带和后纵韧带）进行分析。将椎体视为多椎圆柱体，并通过对应连接相邻椎体上下表面的节点，构造椎间盘。结果显示，在不同牵引力的作用下，颈椎均出现一定的位移，诸椎间隙后缘均有一定增宽，前缘则大多缩窄，最大应力位置均出现在颈椎后缘椎体上。当牵引角度不变时，随牵引力的增大，颈椎的位移及各点的应力均增大，椎间隙的形变更明显。当牵引力不变，随牵引角度的增大颈椎的位移增大，颈椎最大应力的位置下移，各椎间隙的形变增大。杨建伟等［5］运用牛顿力学法则和能量守恒定律来分析颈椎牵引的生物力学机制，认为颈椎牵引是运用足够的牵引力和足够长的牵引时间，产生足够大的机械力使椎间隙拉长，即通过缓慢渐增及持续的牵引来诱导惰性规律，使病变周围软组织的张力明显下降，从而发挥最大牵引效果。并且结合神经生物学中牵张反射理论，认为只有用非常缓慢的牵引速度并维持一定长的时间，才能通过惰性规律脱敏肌梭内的牵张感受器（机械诱导性疲劳），从而降低肌群张力，达到治疗效果。祁兆建等［6］认为，在牵引作用下，椎间隙拉伸，椎间盘及周边组织受压减轻，紊乱的椎间关节得到改善，恢复或重建了颈椎生物力学关系，从而起到治疗作用。姜宏等［7］研究的应变与位移电测技术观察不同牵引方法对颈椎生物力学的影响实验结论相似。因此，在临床上，牵引角度与重量宜选择一个适宜的范围，以便产生对颈椎有益的应变与位移的变化。
2 颈椎牵引的生物力学原则
2.1 最佳牵引力值 由于实际颈椎牵引的力量可受体位、头颈部的重量、应用的牵引方法、牵引时摩擦力的大小和牵引装置等因素的影响［8］，因此颈椎牵引究竟该用多大力量，各家看法不一。文献报道有的高达14.6kg,有的仅为4.5kg。姜宏等［7］采用新鲜尸体制成颈椎生物力学模型，运用生物力学电测技术观察不同牵引力量对颈椎稳定时的总体位移和椎间盘位移的影响，得出牵引后颈椎位移的变化，过小则达不到生物力学的治疗效应，而过大又易引起颈椎大位移导致或加重颈椎失稳，甚至微细损伤。因此需要选择一个合适的参数，对颈椎产生适度有益的位移变化而达到牵引的治疗效应。该研究认为对部分患者采用轻度前曲位4～6kg的牵引方法，符合颈椎的生物力学原理。孙永等［9］通过临床观察提出，牵引重量应为体重的15%～20%。姜瑛等［10］通过临床病例观察按体重不同给予不同重量牵引后进行X线研究证明，牵引力为体重的15%～20%左右为佳，因为在此范围内颈椎拉伸的长度最大，平均为0.56cm。该实验中当牵引力为体重的5%、10%时，拉伸长度未到最大限度，而当牵引力为体重的15%、20%时，有90%的患者颈椎拉伸了的长度为最大长度的70%～100%。但当牵引力为体重的25%以上时，拉伸长度不再随牵引力的增加而增加。徐军［11］认为在坐位牵引时9.08～13.62kg的牵引力量就可基本达到增大颈椎椎间隙的作用，这也是牵拉头部的重量和抵抗肌肉张力产生的阻力所需的最小牵引力量。谢财忠等［12］则从牵引对颈椎稳定性的影响上出发，采用力学试验观察和研究了不同牵引重量对颈椎稳定性的影响，指出椎间盘急慢性损伤后，颈椎稳定性下降，对部分颈椎病患者（神经根型、颈型颈椎病）采用轻度前屈位4～6kg的牵引方法，更符合颈椎的生物力学原理。对于年老体弱、骨质疏松、椎间盘退变、脊髓型或日后需要手术治疗者，牵引力量宜4kg以下，以免造成颈椎拉伸位移大而导致或加重颈椎不稳。
2.2 颈椎牵引时间 牵引时间是颈椎牵引中又一重要因素。牵引时间与牵引力量之间存在着密切的关系，即牵引力量较大时则牵引时间稍短，反之，则稍长一些。但是并非牵引时间越长，所产生的机械效应就越大。因为颈椎牵引时椎体分离达最大限度的时间发生在给定牵引力量的最初几分钟［1］。但是各家报道的牵引时间也是长短不一。短则5～10min，长则50～60min，还有的主张超大重量牵引几秒后放松，再重复多次。临床运用较多的牵引时间是15～30min。姜瑛等［10］通过对10例颈椎病患者不同牵引时间X线研究观察，发现牵引时间15～20min时，有40%颈椎曲度趋于正常，而持续牵引超过15～20min以上，患者有不适感，X线片示椎间隙拉伸长度反而有30%缩短。因此认为牵引时间15～20min效果最佳。还有的认为持续牵引配合间歇牵引效果好，因为间歇牵引时颈部肌肉紧张、松弛交替出现，与肌肉收缩和松弛交替进行的生理功能相一致，有利于肌肉的血液循环，还可以克服持续牵引造成的一些副作用，如减轻牵引对枕、颌部的压迫，不易引起项背肌疲劳等。关继红［13］对两种牵引方式（间歇式、持续式）进行临床对照观察发现，间歇式牵引组明显缩短治疗时间，总有效率明显高于对照组。而徐军［8］则建议初始牵引时牵引时间和间歇时间两种方式的选择以患者可提供更大程度的放松和症状缓解为原则。倪国新等［14］通过研究正常人颈椎应变与牵引时间之间的关系，发现牵引开始阶段（0～5min），应变增加迅速，此后逐渐减慢并保持稳定，大约18min后，应变表现出下降的趋势，故认为15～20min是最佳牵引时间。
2.3 颈椎牵引角度 牵引角度有前屈、后伸、中立位等不同，具体角度也有0°～30°不等，研究也较多。由于枕颌带后部贴附并牵拉的枕外隆突部很小，而其前部贴附并牵拉于下颌骨下面，大部分拉力经过易于产生疼痛的牙齿和颞下颌关节，前方的力臂较长，后方的较短，如垂直向上牵引则使颈部后伸不易达到牵引的目的［15］。张益珍等［16］认为，由于颈椎结构上的特殊性，垂直牵引时，牵引力与颈椎横截面的法线不重合，有一个小夹角，使椎体后部的间隙小于前部的间隙，椎体间前缘上下凹凸面吻合不太好，不能很好的达到目的。对于角度牵引，刘丕珊［17］认为屈曲位牵引可更容易使椎间隙和椎间孔增大，颈后软组织伸展，而且此时椎管内的有效间隙加大，避免了脊髓的意外顺损伤。徐军［8］认为颈椎屈曲位牵引可以使椎间隙和椎间孔增大，后部软组织伸展。屈曲24°是保持牵引时颈椎生理曲度变直而不出现反弓的最大角度。并且指出后伸位颈椎牵引不仅不产生椎间隙增大，而且还使椎间关节面间隙增大而椎间隙减少，有可能增加有椎节不稳或椎基底动脉供血不足患者发生意外的危险性，一般不提倡。李雪迎等［4］通过建立颈椎（C1～T1）三维有限元模型，对颈椎在不同力量、不同角度条件下的牵引过程进行力学分析指出，以前倾角30°、90N牵引颈椎可以最大限度地拉伸椎间隙，缓解对神经根的压迫，牵引治疗最为有效。同时发现当牵引力不变，随牵引角度的增大，颈椎的位移增大，颈椎上最大应力的位置下移，各椎间隙的形变增大。姜瑛等［10］通过临床病例观察进行X线研究也验证了此观点。涂豫建等［18］则认为治疗初期，宜选用较小的后伸角度，逐渐增加至15°为止。后伸15°牵引方向、力线正好延中上段颈椎的轴线，该位置的牵引对维持颈椎的生理弧度及调节颈椎内外力学平衡最为合适。Hilse MA［19］则通过一个低负荷的颈椎牵引装置观察到取中立位牵引可以安全有效的把负荷转移到颅的枕骨区，从而使颈椎侧旋，颈椎后缘得到拉伸，产生治疗作用。
3 结语
颈椎牵引是运用生物力学原理，通过力的作用改善颈椎受力情况，维持颈椎力学稳定性，从而恢复或重建颈椎内外平衡的一种力学疗法。有关颈椎牵引的生物力学研究方法很多，主要有离体实验研究、在体试验研究、简单数学模型分析和非线性数学模型等［20］。只有从生物力学角度来规范其运用，针对患者的个体情况选择牵引重量、时间和角度，才能充分发挥其治疗作用，避免不良反应。
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作者单位： 300132 天津，天津市红桥区中医医院骨伤科
(编辑：悦 铭)