基于椎间盘和关节突关节应力应变的交互效应研究脊柱旋转手法的作用机制

The spinal manipulation is mostly used in clinical which has a definite efficacy, its mechanism has been the focus of the study. The study based on the interactive effects of stress and strain on intervertebral discs and zygapophysis, using Bose dynamic / static material testing machine, miniature pressure sensor, stress acquisition , Motion capture system test means, to be done mechanical load to simulate different spinal manipulation from cervical vertebra and lumbar vertebra specimens, synchronous acquisition intradiscal pressure and facet joint range of motion , facet joint stress timing variation. Interactive relationship between two levels of the intervertebral disc stress and zygapophyseal joints stress to analyze the spinal manipulation from biomechanics and kinematics, reveal the common characteristics of different spine from the spinal manipulation ,in order to discuss deeply in the intervertebral disc stress and zygapophyseal joints stress spinal manipulation process synergies of the two effects ,diversity effect of the combined effects to explain spinal manipulation mechanism of the scientific issue selected for clinical practices in this way , efficacy evaluation of the exact theoretical support .

脊柱旋转手法在临床中应用广泛，疗效确切，其作用机制一直是研究的重点。本研究基于椎间盘和关节突应力应变的交互效应，利用Bose动/静态材料试验机、微型压力传感器、应力采集器、Motion运动捕捉系统等试验手段，拟对颈腰椎标本进行力学载荷，模拟不同旋转手法，同步采集椎间盘内压和关节突关节运动范围、关节突关节应力的时序性变化特征，从生物力学和运动学两个层面分析旋转手法作用力对椎间盘应力和关节突关节应力应变的强度-效应交互关系，揭示不同脊柱旋转手法作用机制的共性和特性，进而探讨旋转手法过程中关节突关节和椎间盘应力变化两种效应的协同作用，用多元性效应解释脊柱旋转手法的机制，为临床手法的治疗进一步提供理论依据。

背景：脊柱旋转手法从力学特征上分“扳动”和“不扳动”，“定点”和“非定点”等几类，从施力特点上看，“扳动”类手法（以下称冲击手法）是高速度，低幅度；“不扳动”类手法（以下称松动手法）是低速度、低幅度；“定点”类手法在旋转过程中对目标棘突施加一水平推力；“非定点”类手法则不对棘突施加水平推力。这几类手法在力学机制上有何共性与特性尚不清楚，使得在疗效评价和使用选择上依据不足。本研究采用人新鲜离体颈椎和腰椎标本模拟上述手法，通过观察椎间盘和关节突关节的应力应变以及二者的交互效应，明确上述手法在力学机制上的异同，为临床上手法选择和疗效评价提供依据。.研究内容：在Bose动静态材料力学机上模拟腰椎松动手法和冲击手法，颈椎定点旋转手法和非定点旋转手法。采用微型压力传感器和Tekscan压力分布测量系统分别测量椎间盘和关节突关节的应力，采用GOM非接触光学应变测量系统测量椎间盘和关节突关节囊的应变。结果：两种腰椎旋转手法过程中椎间盘压力均先上升再下降，旋转侧压力峰值大于对侧。旋转侧关节突关节压力先下降再上升，对侧关节压力先上升再下降。椎间盘和双侧关节囊应变先增大后减小。冲击手法比松动手法椎间盘压力上升速度更快，关节突关节压力变化速度更快，椎间盘和双侧关节囊应变增大速度更快。.两种颈椎旋转手法过程中扳动相椎间盘压力快速上升，旋转侧椎间盘压力高于对侧，关节突关节压力先增大后减小，对侧关节压力大于旋转侧。定点旋转手法比非定点旋转手法椎间盘压力更大，旋转对侧关节突关节压力更大。两种手法下椎间盘和关节突关节囊应变在扳动相均快速上升后下降，最大应变量无显著差异。.科学意义：腰椎冲击手法和松动手法下椎间盘和关节突关节应力应变特征相似，冲击手法比松动手法造成椎间盘和关节突关节损伤的可能性较大。颈椎定点旋转手法和非定点旋转手法下椎间盘和关节突关节应力应变特征相似，定点旋转手法比非定点旋转手法造成椎间盘和关节突关节损伤的可能性较大。