神经根型颈椎病(Cervical Radiculopathy,CR)是颈椎病中最常见的类型。该病常表现为颈部疼痛、活动障碍、上肢的疼痛麻木、感觉异常等,罹病久者可甚至可发生肌肉萎缩。多个统计研究报告结果表明,神经根型颈椎病已经处于危害人们健康的非致死性疾病的前列。由于我国庞大的人口数量和越来越严重的人口老年化,该病在我国更为严重,影响个人生活的同时也给社会带来沉重的负担。所以寻找一种有效、简便、适宜性强的治疗措施显得尤为必要。目前,保守治疗是神经根型颈椎病的首选治疗措施。功能锻炼作为其中的一种治疗措施,其临床有效性已经在许多研究中被证实。颈椎是由动力系统和静力系统两部分组成。动力系统主要指的是颈部肌肉,静力系统主要是颈椎骨。颈椎病的发病有着“动力失衡为先,静力失衡为主”的论述,颈椎部的“筋”异常导致“骨错位”的发生,最终“筋骨同病”,引发本病。目前研究也表明,神经根型颈椎病的发病与颈部肌肉的肌张力增高有关。颈肌肌张力增高,即“筋急”的发生,“筋急”产生异常应力,对颈椎骨造成牵拉,导致“骨错缝”的发生,长期的骨不正会导致应力性骨赘、椎间盘退变,刺激到颈神经根就导致神经根型颈椎病的发生。对于神经根型颈椎病的发病机制可以总结成“筋骨同病,以筋为先”,再根据《灵枢·卫气失常》中论述,“筋部无阴无阳,无左无右,候病所在”。所以对于本病的治疗应该对颈部“筋”进行干预,调节颈肌的状态,“经筋治骨”,最后达到“筋柔骨正”、“筋柔骨自安”的生理状态。颈椎康复操是由朱立国教授结合颈椎的解剖、生理状态和颈椎疾病发病特点创制的一套颈椎锻炼方法。本颈椎康复操已经收录于中华中医药学会编纂的神经根型颈椎病指南,并作为其中的一种推荐治疗方法。颈椎康复操获得了中华中医药学会李时珍创新奖、北京市科技进步奖等多个奖项,也是北京市中医药管理局推广项目。颈椎康复操是对颈部“筋”进行直接的干预,符合以上“经筋治骨”的治疗原则。本团队前期研究发现颈椎康复操配合其他疗法治疗神经根型颈椎病能更好的提高临床疗效,减少复发率。但是单一的颈椎康复操干预神经根型颈椎病的临床作用及具体机制尚不明确。基于此,我们提出假说:颈椎康复操可以通过降低肌张力,进而改善颈椎骨等应力,调节颈椎受力平衡而发挥治疗作用。本研究通过文献研究、临床研究、应用基础研究和基础研究四个部分来阐述颈椎康复操对神经根型颈椎病的干预作用及潜在机制。1文献研究功能锻炼治疗神经根型颈椎病的系统评价和Meta分析1.1目的检索当前国内外关于功能锻炼治疗神经根型颈椎病的随机对照试验,通过Meta分析方法来明确功能锻炼治疗神经根型颈椎病的有效性。1.2方法计算机检索了 Medline数据库(通过Pubmed)、Web of Science数据库、Embase数据库、Cochrane图书馆、中国知网、万方数据库、维普数据库等7个数据库关于功能锻炼干预神经根型颈椎病的随机对照试验的文献。然后将符合纳入排除标准的文献进行数据提取,使用Revman5.3软件进行Meta分析的数据分析和图形制作。使用漏斗图评价文献的发表偏倚,如异质性较高,则使用敏感性分析结果的稳健性,使用亚组分析来明确研究间异质性来源,并使用GRADE分级对每个结局指标进行强度推荐。1.3结果经过严格筛选,总共纳入符合标准的文献10篇,共有871例神经根型颈椎病患者。Meta分析结果显示:功能锻炼能显著降低神经根型颈椎病患者的VAS评分[SMD=-0.89;95%CI:(-1.34,-0.44),P<0.0001]和 NDI 指数[MD=-3.60;95%CI:(-6.27,-0.94);Z=2.65,P=0.008<0.05],由于没有文献报告 SF-12、SF-36 这两个指标,所以无法进行分析。漏斗图显示VAS评分和NDI指数两者对称性稍差,可能存在一定的发表偏倚。但敏感性性分析表明Meta分析指标稳健性尚可。亚组分析表明高异质性来源可能与干预时间、发表语言、发表年份有关。GRADE分级结果是VAS评分和NDI指数均是低等级。1.4结论单独进行功能锻炼干预或功能锻炼辅助其他治疗措施可以有效地缓解颈椎疼痛,改善颈部功能,但仍需大量高质量的研究提供更充足的证据。2临床研究颈椎康复操对神经根型颈椎病干预作用的探索性试验2.1目的初步探索颈椎康复操干预神经根型颈椎病的临床疗效及安全性,增强颈椎康复操治疗神经根型颈椎病的临床证据,为颈椎康复操的推广应用奠定基础。2.2方法严格按照纳入、排除标准,选取2018年9月至2019年11月中国中医科学院望京医院、中国中医科学院骨伤科研究所、中国中医科学院西苑医院、北京市朝阳区东风社区卫生服务中心门诊60例神经根型颈椎病(非急性期)患者。将所有纳入病例分成治疗组和对照组,每组各30例,对照组予以颈椎健康指导,治疗组予以颈椎康复操+颈椎健康指导。记录干预前、干预后1周、2周、3周、4周、2月、3月患者的VAS评分、NDI指数、SF-12PCS评分、SF-12 MCS评分、不良反应。使用SPSS 17.0、GraphPad Prism 8.0.2软件对记录数据进行统计分析和图形的绘制。2.3结果两组患者在性别、年龄、病程、患肢情况、干预前的VAS评分、NDI指数、SF-12PCS评分、SF-12MCS评分等方面的差异无统计学意义(P>0.05),两组资料具有可比性。相关指标比较结果如下:(1)NDI指数:两组患者差异有统计学意义,治疗组的NDI指数降低较对照组更明显(P<0.05),且各个观察时间点也有统计学差异(P<0.05),说明颈椎康复操可以较好的改善患者NDI指数,且随着时间的延长,效果越明显。(2)VAS评分:治疗组患者的VAS评分下降幅度与对照组相似(P>0.05),且干预后3月与干预后2月差异不明显(P>0.05),余各个时间点均有统计学差异(P<0.05),说明颈椎康复操在降低患者疼痛方面效果不明显,但疼痛可随着时间的延长效果更好,效果可延续到干预后2月。(3)SF-12 PCS评分:治疗组患者的SF-12PCS评分较对照组患者增高显著(P<0.05),且各个观察时间点之间差异有统计学意义(P<0.05),表明颈椎康复操干预后3月内能有效的改善患者机体功能,而且随时间的延长疗效越好。(4)SF-12MCS评分:治疗组患者SF-12MCS评分增高明显,且与对照组患者的差异有统计学意义(P<0.05),各个时间点的差异均有统计学意义(P<0.05),说明颈椎康复操干预神经根型颈椎病,能较好地改善患者的心理状态,且随时间的延长,效果更显著。(5)不良反应:治疗组出现1例锻炼后颈肩部酸胀不适的症状,嘱其热敷,减少锻炼次数,症状消失。还有1例患者做雏鸟起飞出现患侧手臂的酸麻感,嘱其减小手臂后伸角度后,症状消失。余未见异常。2.4结论颈椎康复操可以改善神经根型颈椎病非急性期患者颈椎功能状态,提高患者的生存质量,且治疗时间越长,疗效越好。颈椎康复操的安全性也较好。虽然对疼痛的改善效果不明显,但是配合颈椎康复操的仍保持一定优势。疼痛的改善的结果可能与疾病处于非急性期或样本量小、观察时间点等有关。3应用基础研究基于筋束骨理论探讨颈椎康复操对神经根型颈椎病患者肌张力及颈椎活动度的影响3.1目的基于“筋束骨”理论,通过对颈椎康复操干预神经根型颈椎病患者的面域肌张力、颈椎活动度的作用的研究,明确颈椎康复操对颈部“筋”的作用,以及“筋”对“骨”的影响,从而探讨颈椎康复操治疗神经根型可能的治疗机制,为其临床应用奠定基础。3.2方法3.2.1肌张力测量采用软组织张力测试分析系统(M_tone JZL-III型)对神经根型颈椎病患者进行颈部肌张力面域测量,测出200g压力时软组织张力测试分析系统所对应的刻度位移记为该点的肌张力。分别记录颈椎康复操干预前、干预后1周、2周、3周、4周的多点肌张力数据,使用MATLAB R2015a软件对记录的数据进行处理,绘制肌张力云图,然后进行比较分析。3.2.2颈椎活动度测量使用OptiTrack-V120:Duo&Trio仪器在颈椎康复操干预前、干预后1周、2周、3周、4周时对神经根型颈椎病患者进行颈椎活动度的测量,再使用Optitrack Motive软件和Visual3D V5软件对数据进行记录和计算数据。使用SPSS17.0软件对对数据进行统计分析,并使用GraphPad Prism 8.0.2软件进行图形绘制。3.3结果3.3.1肌张力随着颈椎康复操锻炼的持续,自干预前,干预后1周,2周,3周,4周,肌张力有着逐渐下降趋势。3.3.1.1干预前从总体看,干预前患者的颈部肌张力增高情况对称性稍差,右侧整体肌张力较左侧高。肌张力低区域主要集中在C3-C6颈椎两侧的肌肉,自C6-T1区域的肌张力较颈项部要高。3.3.1.2干预后1周云图分布对称性较干预前好,肌张力增高区域有所缩小,尤其C6-7区域肌张力降低比较明显。3.3.1.3干预后2周颈项部以“团块区域”的肌张力分布逐渐扩散成跟解剖形态相近的“条带状”区域,云图两侧的对称性较之前更显著。3.3.1.4干预后3周颈部云图整体有下降趋势并且无论颈椎区域还是肩胛区域对称性均较好。颈项部及肩胛区的肌张力基本按照解剖形态分布。3.3.1.5干预后4周云图肌张力整体下降明显,颈项部肌张力仍有明显下降趋势,低肌张力区域逐渐增大明显,左右两侧肌张力云图对称性较好。3.3.2颈椎活动度3.3.2.1颈椎前屈颈椎康复操干预不同时间点的颈椎前屈角度变化有统计学意义(P<0.05),观察时间点两两比较后发现,除了干预前和干预第一周颈椎活动度改善不明显(P>0.05),余各时间段差异均有统计学意义(P<0.05)。3.3.2.2颈椎后伸颈椎康复操干预不同时间点的颈椎后伸角度变化有统计学意义(P<0.05),观察时间点两两比较后发现,干预前与干预后一周、干预后三周和干预后四周颈椎后伸角度虽有增加,但差异无统计学意义(P>0.05),余各时间段差异均有统计学意义(P<0.05)。3.3.2.3颈椎左侧屈颈椎康复操干预不同时间点的颈椎左侧屈角度变化有统计学意义(P<0.05),观察时间点两两比较后显示,干预后第三周和干预后第二周相比,颈椎左侧屈角度虽有增加,但差异无统计学意义(P>0.05),余各观察时间点差异均有统计学意义(P<0.05)。3.3.2.4颈椎右侧屈颈椎康复操干预不同时间点的颈椎右侧屈角度差异有统计学意义(P<0.05),观察时间点两两比较后显示,各时间段差异均有统计学意义(P<0.05)。3.3.2.5颈椎左旋颈椎康复操干预不同时间点的颈椎左旋角度差异有统计学意义(P<0.05),观察时间点两两比较后显示,各时间段差异均有统计学意义(P<0.05)。3.3.2.6颈椎右旋颈椎康复操干预不同时间点的颈椎右旋角度差异有统计学意义(P<0.05),观察时间点两两比较后显示,各时间段差异均有统计学意义(P<0.05)。3.4结论颈椎康复操能够有效的降低神经根型颈椎病患者的颈肌肌张力,调节颈部受力平衡,由“筋急”向“筋柔”方向转变。通过颈椎活动度这一指标可以看出“筋柔”后又干预“骨错缝”使其向“骨正”方向改善。说明颈椎康复操治疗神经根型颈椎病可能是通过改善颈肌紧张状态来改善骨的受力,调整了颈椎的应力平衡来实现的。4基础研究颈椎康复操对神经根型颈椎病干预的生物力学研究4.1目的通过对将颈椎康复的动作进行量化后,加载到构建好的颈椎三维有限元模型上,分析每个动作的生物力学机制,为后期运动处方的开发提供支撑。再通过筋骨关系来分析颈椎康复操干预后导致颈肌肌张力降低后对颈椎的影响,探讨其深层的治疗机制。4.2方法4.2.1颈椎康复操的量化将颈椎康复操每个动作进行可量化地拆分,选取20名志愿者完成颈椎康复操动作,使用Optitrack动捕系统和测力手套对每个动作进行轨迹捕捉和后期数据处理,得出每个动作的量化参数。4.2.2颈椎有限元模型的构建及颈椎康复操动作加载使用CT扫描一名正常人颈椎,通过多个软件进行几何重建、逆向工程、网格划分、材料赋值等过程,构建出包含椎体(C0-T1)、椎间盘(C2-C7)、韧带、关节软骨、肌肉等结构完整的颈椎三维有限元模型。待验证其有效性后,再将量化好的颈椎康复操参数加载到该模型上,分析每个动作对椎体、椎间盘、韧带的应力及肌肉的应变情况。4.2.3不同肌张力变化对神经根型颈椎病的影响通过对颈椎间盘退变的模拟来构建符合神经根型颈椎病特征的疾病模型,再用刚度参数来模拟颈肌肌张力,构建肌张力增高、肌张力正常、肌张力降低的三个神经根型颈椎病有限元模型。根据颈椎日常活动的动作,对三个模型进行前屈、后伸、旋转、侧屈四个工况的加载,从而分析颈椎康复操使得肌张力降低后的颈椎的筋骨影响关系,进一步探索颈椎康复操对神经根型颈椎病的治疗机制。4.3结果4.3.1颈椎康复操的量化对颈椎康复操进行动作拆分和参数测量。前屈后伸动作拆分成颈椎前屈后伸两个动作,测量结果是前屈63.31°,后伸62.15°;旋颈望踵动作拆分成旋转和前屈,测量结果是左旋81.2°,右旋79.3°,左侧前屈15.66°,右侧前屈19.06°;回头望月动作拆分成旋转和后伸45°,测得结果是左旋81.2°,右旋79.3°;雏鸟起飞动作可以拆分成颈椎后伸,上肢后伸及上肢的下拉力三部分,结果测得颈椎后伸62.15°,上肢后伸与躯干的角度38.18°,上肢下拉力为77.36N。摇转双肩动作可以拆分为肩关节的向上、向前、向下、向后四个动作,测量位移参数结果是向上 83.82mm、向前 96.83mm、向下 48.03mm、向后 50.46mm。4.3.2颈椎有限元模型的构建及颈椎康复操动作加载构建了颈椎所有椎体和椎间盘、10个韧带结构、14组肌肉的全颈椎有限元模型,并与相关文献报道结果比对,结构表明该模型的仿真性较好。对颈椎康复操每个动作在模型上进行加载。4.3.2.1前屈后伸颈椎前屈时,颈椎整体的受力区是枕骨下及所有椎体、椎间盘区域,其中寰椎的前后弓受力最大。椎体中应力自C2至C4应力逐渐增加,又从C4至C7椎间减小。椎间盘的应力最大集中在C4-5椎间盘,最大应力主要集中在椎间盘的前部。颈夹肌和肩胛提肌是应变最大的两个肌肉。后纵韧带、黄韧带、棘间和棘上韧带的应力都随着颈部前屈活动应力不断增加,且承受最大应力的韧带为黄韧带。对颈椎有限元模型进行后伸动作加载,应力较大区域主要集中在关节突关节及钩椎关节,寰椎应力最大区域在前后弓。椎体中所受应力是C2椎体。椎间盘较大应力主要出现在椎间盘的两侧,其中C3-4是受力最大的椎间盘。胸锁乳突肌是产生最大形变的肌肉,前纵韧带是承受最大应力的韧带。4.3.2.2旋颈望踵加载旋颈望踵动作后,C4和C5椎体所受应力最大,寰椎最大应力区域在前后弓,C2椎体至C6椎体,最大应力区域主要集中在左侧上关节突、下关节面,椎体部分的较大应力区域自上而下,由椎体左侧转移到椎体右上部外侧,直到C7椎体最大应力区域转移至右侧椎体部分。所受应力最大椎间盘位于C3-4、C4-5节段。产生最大形变的肌肉是颈夹肌。旋转运动时各韧带应力均有所增加,最大应力位于黄韧带,在进行前屈运动时,前纵韧带应力逐渐下降,余韧带应力明显增加。4.3.2.3回头望月将回头望月在颈椎有限元上加载,承受最大应力的椎体是C3,C3到C6椎体的最大应力位置分布于钩椎关节部位、左侧上关节突、下关节面区域,至C7椎体后应力明显区域转至钩椎关节部位。椎间盘最大应力出现在C3-4节段。头最长肌为应变最大的肌肉。右旋动作时,各韧带的应力都有逐渐增加的趋势,其中黄韧带为受力最大的韧带,后伸运动后,除了前纵韧带应力增加明显外,余韧带应力都在下降。4.3.2.4雏鸟起飞将雏鸟起飞进行动作加载,颈椎受力明显区域主要集中在椎体和上关节突和下关节面部位。C2椎体承受着椎体中的最大应力。寰椎的最大应力仍位于前后弓部位,余各椎体应力明显区域出现在椎体与椎体的结合部位。C3-4椎间盘所受应力最大。胸锁乳突肌是该运动形变最大的肌肉。而前纵韧带是应力最大的韧带。4.3.2.5摇转双肩对模型中肱骨头参考点进行向上、向前、向下、向后的位移工况加载,颈椎的应力分布大致相同。寰椎前后弓有明显应力改变,余椎体应力改变不明显。椎间盘的应力改变也不明显。承受最大应力出现在C4椎体,椎体应力明显位置处于椎体与椎体连接的钩椎关节区域。椎间盘受力自上而下有逐渐增加的趋势,应力明显区域也从椎间盘的两侧逐渐向后移至椎间盘的后外侧。在肌肉方面,向上、向前运动都是颈夹肌和颈最长肌形变最大,向下和向后运动是产生最大形变的是肩胛提肌。韧带受力方面,向上运动除了前纵韧带,其余韧带应力均逐渐增加,其中黄韧带最为明显;向前运动各个韧带有先增加后减小的趋势;向下运动时,前纵韧带反而应力不断增加,而其余三个韧带应力逐渐减小;向后运动时,原本上升的前纵韧带也是先小幅度上后下降,呈抛物线状。4.3.3不同肌张力变化对神经根型颈椎病的影响4.3.3.1前屈工况在肌张力增高、正常肌张力、肌张力降低的三个神经根型颈椎病有限元模型中进行前屈工况加载,发现椎体的应力较大的部位发生在椎体与椎体的结合部位,椎板及棘突部位分散的应力较少。其中寰椎所受的应力最大,肌张力增高、正常肌张力、肌张力降低三个模型寰椎的所受的最大应力分别是42.17Mpa、38.81Mpa、35.22Mpa。椎间盘应力较大区域主要是椎间盘前部及前外侧。肌张力增高模型中各个椎体所受的应力增高,随着肌张力的降低,椎体应力有逐渐减小趋势。各个颈椎间盘的应力趋势基本与椎体情况相似,但是在C2-3和C5-6椎间盘,随着肌张力降低,应力有着轻微增大趋势。4.3.3.2后伸工况对三个疾病模型进行后伸工况加载,三个模型的应力分布区域大致相似,应力较大区域主要集中在椎体钩椎关节、上关节突和下关节面,寰椎在前后弓部位。所受应力最大的椎体是C2椎体。椎间盘应力较大区域分布自上而下由前外侧转向后外侧,其中受力最大的椎间盘为C3-4椎间盘。4.3.3.3旋转工况在旋转工况的加载下,肌张力增高、肌张力降低、肌张力正常三个神经根型颈椎病有限元模型应力分布区域大体一致。寰椎应力最大区域主要集中在前后弓部位,余椎体最大应力区域主要是在钩椎关节、右侧关节突部位。椎间盘的应力区域主要是在两侧。所受应力最大的椎体是C5椎体,且各个椎体所受的应力大小相差不大,承受应力较大的椎间盘C3-4节段。4.3.3.4侧屈工况侧屈工况加载后,椎体最大应力分布主要集中在左侧椎弓根部位及左侧椎体部位,寰椎最大应力仍然在前后弓,受力最大的椎体为C4椎体,自C4上下椎体应力逐渐减小。椎间盘最大应力部位在两侧,其中是以右侧为主,C3-4节段是受力最大的椎间盘。三个模型的最大应力分布区域大致相同。4.4结论不同的颈椎康复操动作对颈椎有着不同的生物力学作用,可以根据各自的作用特点制定合适的运动处方。颈椎康复操治疗神经根型颈椎病的内在机制可能是通过降低颈肌肌张力,进一步发挥降低颈椎椎体、椎间盘的应力,对于有应力集中部位,通过增加椎间盘的缓冲能力和分散应力来调节颈椎的应力平衡。