頸椎定位旋轉(zhuǎn)扳法操作特征的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)參數(shù)分析

耿 楠，于天源*，劉 卉，魯夢(mèng)倩，冼思彤，于 躍，姚斌彬

(1.北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京100029;2.北京體育大學(xué)，北京100084)

頸椎定位旋轉(zhuǎn)扳法是治療神經(jīng)根型頸椎病較為常見的一種推拿手法，操作到位，效果立竿見影。將此手法操作由經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)力學(xué)量化的一系列指標(biāo)，并最終形成一套標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的手法，對(duì)臨床療效以及專家手法的傳承與發(fā)展有著深遠(yuǎn)影響。

1 資料與方法

1.1 主要設(shè)備 紅外光點(diǎn)高速運(yùn)動(dòng)捕捉測(cè)試系統(tǒng)(8鏡頭，Motion Analysis，美國(guó));三維測(cè)力臺(tái)(4塊，Kistler9281CA，瑞士)。

1.2 施術(shù)者的選擇 邀請(qǐng)一位具有20年以上臨床經(jīng)驗(yàn)的推拿醫(yī)師進(jìn)行頸椎定位(C2)旋轉(zhuǎn)扳法操作。

1.3 受試者的選擇 選取25名男性健康志愿者，年齡為18～36歲。在操作前向各志愿者說(shuō)明試驗(yàn)步驟，解釋試驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)，以便試驗(yàn)順利進(jìn)行(由于描marker點(diǎn)過(guò)程中出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，最終只有23名志愿者數(shù)據(jù)納入本試驗(yàn)研究中)。

1.4 考察因素的測(cè)量 測(cè)試員對(duì)志愿者的體質(zhì)量、身高、坐高、頸圍、頸長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，連續(xù)測(cè)量2次，取平均值，作為所記錄的數(shù)值。

1.5 測(cè)力臺(tái)歸零 將試驗(yàn)用按摩凳放置于一塊測(cè)力臺(tái)上，使測(cè)力臺(tái)歸零。受試者坐于按摩凳上，雙腳放于測(cè)力臺(tái)內(nèi)，施術(shù)者站在另外兩塊測(cè)力臺(tái)上進(jìn)行標(biāo)定位置，準(zhǔn)備開始手法操作。

1.6 marker點(diǎn)的標(biāo)定 施術(shù)者標(biāo)定markers位置為根據(jù)試驗(yàn)需求改進(jìn)的Helen Hayes 22點(diǎn)模型，貼點(diǎn)部位為:左、右肩峰，右肩胛骨上角(用于系統(tǒng)識(shí)別)，左、右肱骨外上髁，左、右尺骨莖突與橈骨莖突連線的中點(diǎn)，左、右髂前上棘，L4/5棘突之間，左、右股骨中點(diǎn)，左、右股骨外側(cè)髁，左、右脛骨粗隆外下方，左、右腓骨外踝，左、右足跟點(diǎn)。

受試者標(biāo)定markers位置共8個(gè)點(diǎn)，見表1。

表1 受試者各環(huán)節(jié)marker點(diǎn)

1.7 頸椎定位旋轉(zhuǎn)扳法的操作 嚴(yán)格按照于天源教授所編寫的《按摩推拿學(xué)》所描述的頸椎定位旋轉(zhuǎn)扳法操作要領(lǐng)進(jìn)行操作［1］:以棘突向右偏為例，志愿者取坐位，操作者站于志愿者右后方，用左手拇指頂住偏歪棘突的右側(cè)，先使患者頭部前屈至要扳動(dòng)椎骨的棘突開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，再使患者頭向左側(cè)屈、面部向右旋轉(zhuǎn)至最大限度，然后醫(yī)生用手托住患者下頜，待患者放松后，做一個(gè)有控制的、稍增大幅度的、瞬間的旋轉(zhuǎn)扳動(dòng)，同時(shí)左手拇指向左推按偏歪的棘突，聽到彈響即表明復(fù)位。

1.8 數(shù)據(jù)采集與處理 數(shù)據(jù)均通過(guò)Motion Analysis自帶軟件Cortex2.1.0.1103獲取，將所獲取數(shù)據(jù)分別繪制變化曲線圖，獲得所需階段的參數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 通過(guò)測(cè)力臺(tái)所記錄的足底力值，對(duì)施術(shù)者扳動(dòng)瞬間足底峰值力進(jìn)行分析 見表2，圖1。

表2 施術(shù)者足底力值(±s)N

表2 施術(shù)者足底力值(±s)N

峰值力發(fā)力相(B－C)參 數(shù) 樣本量/例23 59.77±24.07

圖1 施術(shù)者足底合力曲線圖

2.2 動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與考察因素的相關(guān)性分析采用多元線性回歸分析，逐步回歸的方法。多元線性回歸分析結(jié)果顯示，施術(shù)者扳動(dòng)瞬間時(shí)的峰值力、施術(shù)者扳動(dòng)瞬間腕部的合速度、合加速度以及受試者頸部被扳動(dòng)角度、角速度與受試者各考察因素均沒有關(guān)系。

2.3 頸椎定位旋轉(zhuǎn)扳法操作特征的運(yùn)動(dòng)學(xué)描述 通過(guò)紅外光點(diǎn)高速運(yùn)動(dòng)捕捉測(cè)試系統(tǒng)采集施術(shù)者和受試者運(yùn)動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，見表3，表4，圖2。

表3 受試者頸部被扳動(dòng)角度值(±s)(°)

表3 受試者頸部被扳動(dòng)角度值(±s)(°)

注:X軸為頸部前后屈伸;Y軸為頸部左右側(cè)屈;Z軸為頸部旋轉(zhuǎn)

扳動(dòng)角度X軸前屈角度參 數(shù) 樣本量/例23 10.20±6.42 23 3.73±13.17 Y軸側(cè)屈角度 23 0.50±5.27 Z軸旋轉(zhuǎn)角度

表4 扳動(dòng)時(shí)間(±s)(s)

表4 扳動(dòng)時(shí)間(±s)(s)

扳動(dòng)時(shí)間扳動(dòng)時(shí)間參 數(shù) 樣本量/例23 0.101 6±0.044

圖2 受試者頸部被扳動(dòng)角度曲線圖

3 討論

3.1 推拿手法動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的認(rèn)識(shí) 生物力學(xué)參數(shù)包括運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。運(yùn)動(dòng)學(xué)的參數(shù)包括時(shí)間參數(shù)(時(shí)刻、時(shí)間、頻率)、空間參數(shù)(路程、位移、角位移)、時(shí)空參數(shù)(速度、速率、角速度、加速度、角加速度)。動(dòng)力學(xué)參數(shù)具有獨(dú)立性、瞬時(shí)性、隱含性、生物性4個(gè)特征，其包括力(大小、方向、作用點(diǎn))、力矩、動(dòng)量、動(dòng)量矩、沖量、沖量矩、功。羅建等［2］從推拿手法的操作時(shí)間、頻率與治療疾病所取得的效果之間的關(guān)系以及推拿手法用力的大小、方向、運(yùn)行軌跡3個(gè)方面進(jìn)行研究，揭示手法動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)規(guī)律和原理，為手法量化研究提供了可靠的參考數(shù)據(jù)。郭朝卿等［3］從解剖學(xué)角度結(jié)合自身練功體會(huì)，用生物力學(xué)原理分析習(xí)練易筋經(jīng)對(duì)機(jī)體的效果，認(rèn)為易筋經(jīng)能夠改善習(xí)練者各部位尤其是上下肢及脊柱各個(gè)關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性，促進(jìn)人體氣血和經(jīng)絡(luò)的通暢。成都骨科醫(yī)院周太安等［4］認(rèn)為理筋手法也是一種用力的手法，若想消除痛苦，達(dá)到預(yù)期療效，要求醫(yī)生運(yùn)用理筋手法操作時(shí)要掌握手法的力量(F)、用力方向、作用的部位、接觸面積(S)以及作用于體表的時(shí)間(T)5個(gè)要素。

3.2 測(cè)試系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 三維測(cè)力臺(tái)與紅外光點(diǎn)高速運(yùn)動(dòng)捕捉測(cè)試系統(tǒng)不僅在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究中廣泛應(yīng)用，而且還在醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域逐步被運(yùn)用。

陳浩等［5］用三維測(cè)力臺(tái)系統(tǒng)評(píng)估20名身體健康的青年大學(xué)生志愿者(男女各10人)背部不同評(píng)估負(fù)重時(shí)，行走過(guò)程中負(fù)重對(duì)足底壓力的影響。結(jié)果顯示:測(cè)試者的足底壓力隨著背部負(fù)重增加而增加，并在性別上存在著一定的差異。張旻等［6］根據(jù)測(cè)力臺(tái)和三維步態(tài)分析系統(tǒng)對(duì)20例內(nèi)側(cè)間室膝骨關(guān)節(jié)炎患者在佩戴與不佩戴膝外翻矯形器兩種步行情況下的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn):佩戴膝關(guān)節(jié)外翻支具后的患者在步行過(guò)程中膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩明顯減小，而且內(nèi)翻角度也變小，外翻角度增加。TRIANO等［7］在操作頸椎定位旋轉(zhuǎn)手法時(shí)利用紅外光點(diǎn)攝像技術(shù)對(duì)頭部三維的線性和角度位移進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)頭部的總平均位移屈曲、軸向旋轉(zhuǎn)和側(cè)屈角度，分別是 50°，25°和 33°。馮敏山等［8］為了解旋提手法的運(yùn)動(dòng)學(xué)過(guò)程，采用12臺(tái)數(shù)字動(dòng)作捕捉鏡頭，對(duì)朱立國(guó)教授在傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)手法上改良而成頸椎旋提手法操作過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)捕捉。天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院的王平等［9］采用動(dòng)態(tài)捕捉系統(tǒng)對(duì)5例凍結(jié)肩患者進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)牽伸回旋法干預(yù)，研究?jī)鼋Y(jié)肩盂肱關(guān)節(jié)的角速度、角加速度、旋轉(zhuǎn)角度以及患側(cè)上臂位置變化產(chǎn)生的歐拉角分量的運(yùn)動(dòng)軌跡特征。

3.3 影響手法的因素 根據(jù)試驗(yàn)研究條件，本試驗(yàn)主要從施術(shù)者扳動(dòng)瞬間的足底峰值力，扳動(dòng)瞬間腕部的合速度、合加速度，受試者頸部被扳動(dòng)角度方面分別與各考察因素(身高、體質(zhì)量、坐高、頸圍、頸長(zhǎng))進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果顯示:各力學(xué)參數(shù)與各考察因素均沒有關(guān)系。但魏戌［10］在分析頸椎旋提手法操作過(guò)程中的影響因素時(shí)，將45例神經(jīng)根型頸椎病患者按照體質(zhì)量指數(shù)分為正常組(19～23)、超重組(24～25)、肥胖組(＞25)，對(duì)患者的身高、體質(zhì)量、頸圍、體質(zhì)量指數(shù)等可能的影響要素進(jìn)行分析，得出結(jié)論:體質(zhì)量指數(shù)是此手法的影響因素之一。

本試驗(yàn)中，施術(shù)者在對(duì)健康受試者施用頸椎定位旋轉(zhuǎn)扳法操作過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與各考察因素均無(wú)相關(guān)性。與魏戌所做試驗(yàn)得出的結(jié)論有一定差異，可以從以下3方面進(jìn)行考慮。1)受試者選擇不同:本試驗(yàn)受試者均為健康志愿者，與頸椎病患者的頸椎曲度、肌肉僵硬度等病情有一定區(qū)別。2)發(fā)力部位不同:魏戌對(duì)頸部旋提手法發(fā)力大小的測(cè)量主要采用裝有壓力傳感器的自制套袖對(duì)施術(shù)者前臂力值的測(cè)量;本試驗(yàn)主要采用三維測(cè)力臺(tái)對(duì)施術(shù)者的足底發(fā)力值進(jìn)行測(cè)量，兩者所選取的測(cè)量發(fā)力部位不同，從而也會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。3)推拿手法不同:魏戌所研究手法為頸部旋提手法，本試驗(yàn)研究的推拿手法為頸椎定位旋轉(zhuǎn)扳法，經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果可知，對(duì)健康志愿者施用頸椎定位旋轉(zhuǎn)扳法操作過(guò)程中受試者頸椎被扳動(dòng)瞬間的角度是一個(gè)包括前屈、側(cè)屈、旋轉(zhuǎn)的復(fù)合角度?！八查g旋轉(zhuǎn)扳動(dòng)”時(shí)施術(shù)者足底發(fā)力大小、施術(shù)者所扳動(dòng)角度與各考察因素(身高、體質(zhì)量、坐高、頸圍、頸長(zhǎng))均無(wú)關(guān)系。

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