元永金,李興蘭,敬勝偉,梁翠英,馬萬(wàn)里,王艷菊,白雪琴
1 甘肅省蘭州市中醫(yī)醫(yī)院 甘肅蘭州 730000
2 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)定西校區(qū) 甘肅定西 743000
《靈樞·經(jīng)脈》載“人始生,先成精,精成而腦髓生,骨為干……”五體與藏精氣的五臟,同由精氣化生,在后天的生長(zhǎng)運(yùn)化過(guò)程中,通過(guò)經(jīng)絡(luò)府俞,陰陽(yáng)會(huì)通。中醫(yī)學(xué)整體觀念中首先重視人體自身的完整與統(tǒng)一,強(qiáng)調(diào)人體的內(nèi)外相因,形神相合。疲勞綜合征(chronic fatigue syndrome,CFS)是一組以6個(gè)月以上疲勞為主,復(fù)雜癥狀群,其定義已明確了CFS屬于功能紊亂綜合征的一種。脊柱任何部分的位置性位移、旋轉(zhuǎn)性位移等,均可使人體肌骨系統(tǒng)的生物組織變形或生理性平衡關(guān)系失效[1]。1974年有限元分析法首次應(yīng)用于椎間盤(pán)的研究中,也標(biāo)志著有限元分析法正式應(yīng)用于脊柱疾病研究的領(lǐng)域。筆者擬通過(guò)觀察近期運(yùn)用有限元分析法所建幾何相似性及力學(xué)相似性均經(jīng)有效性驗(yàn)證的三維模型數(shù)據(jù),分析脊柱不良應(yīng)力和CFS之間的相關(guān)性。
目前應(yīng)用于脊柱生物力學(xué)的研究中的有限元建模方法,主要是利用運(yùn)用薄層CT、高分辨率MRI等設(shè)備,獲取椎體及其附屬組織結(jié)構(gòu)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)[2],這些數(shù)據(jù)被分解成為有限個(gè)單元集合體。進(jìn)而根據(jù)人體脊柱運(yùn)動(dòng)及椎體間相對(duì)運(yùn)動(dòng),等特定狀態(tài)之,得出各部分間的應(yīng)力、位置、形態(tài)及間質(zhì)的變化,以探查其生物力學(xué)變化,組織損傷過(guò)程等結(jié)果。
脊柱不良應(yīng)力是脊柱在病理性載荷下,椎體、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)、椎弓板,以及椎間盤(pán)、韌帶復(fù)合體等附屬組織結(jié)構(gòu),因病理性改變而承受的,異常與生理載荷的壓縮、牽拉、剪切、扭矩等不良生物力[3]。據(jù)目前有限元研究結(jié)論數(shù)據(jù),脊柱不良應(yīng)力的類(lèi)型可以概括為脊柱形態(tài)異常及組織結(jié)構(gòu)的病理改變,導(dǎo)致的脊柱單元集合體在垂直軸的移位,及失狀軸、冠狀軸、垂直軸的旋轉(zhuǎn)[4],進(jìn)而產(chǎn)生不良和應(yīng)力。現(xiàn)將近期有限元法研究脊柱生物力學(xué)的結(jié)論,以脊柱不良應(yīng)力的原因歸類(lèi)如下。
2.1 脊柱形態(tài)異常的不良應(yīng)力表現(xiàn) 脊柱的形態(tài)異常主要表現(xiàn)為椎體側(cè)彎、生理曲度、棘突不共線、旋轉(zhuǎn)、錯(cuò)縫等。見(jiàn)表1。
2.2 脊柱結(jié)構(gòu)病理改變的不良應(yīng)力表現(xiàn) 組織結(jié)構(gòu)的病理改變主要表現(xiàn)為如骨質(zhì)破壞、滑膜組織增生、韌帶的鈣化等見(jiàn)表2。
表2 脊柱結(jié)構(gòu)病理改變的不良應(yīng)力表現(xiàn)
上述有限元分析法的研究結(jié)論中,有關(guān)脊柱不良應(yīng)力的表現(xiàn)可概括為:椎體組織結(jié)構(gòu)不良移位引起的靜息態(tài)時(shí)椎體及附屬結(jié)構(gòu)的高應(yīng)力(壓力、張力、扭矩力等),或病理改變產(chǎn)生的各類(lèi)理化改變,使肌肉內(nèi)力及肌肉控制冗余性改變,以及在不同工況下有限元模型的關(guān)節(jié)力矩改變、人體做功形式發(fā)生變化等。
既往與脊柱穩(wěn)定相關(guān)的經(jīng)典“三柱理論”,以及與其穩(wěn)定性相關(guān)的“繩塔論”等觀點(diǎn)均認(rèn)為,脊柱的穩(wěn)定是基于椎體、椎管、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)等完整骨性結(jié)構(gòu)的支撐,及其附屬肌群、椎間盤(pán)、韌帶等的力學(xué)平衡所共同維系的[25]。有研究證實(shí),大部分的椎體棘突不共線是無(wú)癥狀的,近90%的腰椎間盤(pán)突出癥,經(jīng)保守治療是有限的[26],而且在有文獻(xiàn)記載的,可通過(guò)治療脊柱病癥而改善的內(nèi)科、神經(jīng)內(nèi)科、精神科等疾病已達(dá)70余種,其中有許多疾病與CFS有癥狀的交匯。
足太陽(yáng)膀胱經(jīng)起于目?jī)?nèi)眥,繞過(guò)頭頂,夾脊抵腰中,絡(luò)腎屬膀胱;督脈的循行起于少腹,行于后背正中,督脈與膀胱經(jīng)的循行部位,生理功能及病理變化與脊柱都有著密切的關(guān)系?!鹅`樞·經(jīng)脈》中載足太陽(yáng)膀胱經(jīng)的經(jīng)脈病候“……沖頭痛,目似脫,項(xiàng)如拔……是主筋所生病者……”《說(shuō)文》載“筋者,肉之力也”。中醫(yī)學(xué)中的筋弛、筋緩等癥產(chǎn)生,使諸骨失于約束,自然出現(xiàn)脊柱應(yīng)力的異常,而筋緩與現(xiàn)代疲勞綜合征的癥狀基本相同?!端貑?wèn)·骨空論篇》載“督脈為病,治在骨上……”骨上可以認(rèn)為是椎體棘突,這是通過(guò)糾正脊柱損傷來(lái)治療督脈相關(guān)疾患的最早記載。綜上,調(diào)整脊柱不良應(yīng)力來(lái)治療臟腑疾病的方法,在中醫(yī)學(xué)理論中早有記載。
自主神經(jīng)的交感節(jié)排列于脊柱兩側(cè),與來(lái)自左、右迷走神經(jīng)的副交感神經(jīng)纖維相拮抗,共同維持機(jī)體內(nèi)臟的自主運(yùn)動(dòng)[27]。自主神經(jīng)的傳出神經(jīng)分布至人體重要臟器、大血管及免疫器官、內(nèi)分泌腺,并調(diào)節(jié)這些器官的功能,也受到神經(jīng)中樞的控制,共同調(diào)節(jié)內(nèi)臟活動(dòng)[28]。分別位于2~3頸椎橫突前面、C6水平面甲狀腺下動(dòng)脈前方、C7橫突與第一肋之間前方頸椎階段的,頸上、頸中、頸下神經(jīng)節(jié);位于胸肋關(guān)節(jié)之前,上下連成8~10對(duì),組成胸椎旁神經(jīng)節(jié)的兩條交感干;腰椎體前外側(cè),腰大肌內(nèi)側(cè)緣的腰神經(jīng)節(jié);以及位于骶髓2~4的骶中間外側(cè)核的骶神經(jīng)節(jié),組成了自主神經(jīng)基本的外在神經(jīng)節(jié)。如上所述的有限元分析結(jié)論中,應(yīng)力不良造成的周?chē)M織增生、鈣化、痙攣、凋亡或張力不平衡致使椎體移位、結(jié)構(gòu)改變等表現(xiàn),勢(shì)必會(huì)刺激、激惹到自主神經(jīng)節(jié)或神經(jīng)干,產(chǎn)生自主神經(jīng)功能紊亂[29]。
頸椎曲度異常、旋轉(zhuǎn)、平行移位或韌帶鈣化、骨質(zhì)增生等病理變化,造成椎管繼發(fā)性狹窄、椎間盤(pán)應(yīng)力分布改變、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)受力異常,或是保持脊柱穩(wěn)定性的周?chē)M織張力增加,扭矩力產(chǎn)生。致使頸部交感激惹,就會(huì)產(chǎn)生眩暈、頭痛、神經(jīng)免疫性高血壓、心房顫動(dòng)[30]等癥。位于第1的頸上神經(jīng)節(jié)與第2頸神經(jīng)間的交通支的多樣性是頸性眩暈及神經(jīng)性頭痛癥狀多樣性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[31]。胸腰段骨量減少或壓縮骨折致使運(yùn)動(dòng)工況下目標(biāo)節(jié)段相鄰椎體穩(wěn)定性降低,激惹胸椎旁神經(jīng)節(jié),就會(huì)出現(xiàn)如上腹痛或餐后不適等癥為主的腸易激綜合征[32],或者出現(xiàn)軀體感覺(jué)異常,如在腹腔鏡術(shù)中氣腹所用的CO2能刺激椎旁神經(jīng)節(jié)而引起疼痛[33]。腰椎[34]及骶骨應(yīng)力不良均可影響腸系膜從、上腹下叢等導(dǎo)致便秘、腸梗阻等[35]。因此,脊柱不良應(yīng)力是脊柱結(jié)構(gòu)功能異常與自主神經(jīng)功能紊亂的病理銜接,而自主神經(jīng)功能紊亂也是功能性臟腑疾病的主要原因。
對(duì)于CFS的中西病機(jī)研究到目前仍沒(méi)有一致看法,但大部分研究的影響因素與觀察指標(biāo)都與脊柱應(yīng)力不良有著密切的關(guān)系。
《金匱要略》載“千般疢難,不越三條,一者,經(jīng)絡(luò)受邪入臟腑,為內(nèi)所因也”是對(duì)機(jī)體外在疾病影響臟腑的記載。“虛勞”“傷勞倦”“虛損”等中醫(yī)學(xué)概念,都屬于CFS的范疇。中醫(yī)學(xué)理論以藏象為中心,分布于脊柱兩側(cè)的背俞穴是臟腑之氣輸注于背腰的腧穴,《靈樞·背腧》載有“背中大腧,在杼骨之端,肺腧在三焦之間……”是對(duì)背俞穴最早的描述。背俞穴中的大部分腧穴在其功能主治中,就有“主羸瘦虛損”“狂惑忘誤”“頭痛、腋下腫脹”“心下悲凄”“胸滿嘔吐,留結(jié)煩悶”“咽腫難言”等記載,已涵蓋CFS所有癥狀體征。督脈起于少腹下,行于人體后正中線而循脊里,入絡(luò)腦貫穿整個(gè)脊柱,一身之陽(yáng)氣總督于此。陽(yáng)氣主推動(dòng)人體正常代謝,凡是溫暖、明亮;運(yùn)動(dòng)、亢進(jìn)的都屬于陽(yáng)的范疇。督脈虛損導(dǎo)致運(yùn)化不足、推動(dòng)無(wú)力,便會(huì)出現(xiàn)臟腑功能低下,出現(xiàn)與CFS相關(guān)的各種癥狀。綜上所述,以督脈及膀胱經(jīng)為主的背俞功能帶[36]異常導(dǎo)致的臟腑功能失調(diào),與CFS密切相關(guān)。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)大量研究表明CFS與人體多個(gè)系統(tǒng)的功能代謝異常相關(guān)[37],而脊柱的不良應(yīng)力與神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌系統(tǒng)網(wǎng)的功能異常有著明確的聯(lián)系[38]。如研究發(fā)現(xiàn)受刺激的脊髓背根神經(jīng)節(jié)能延伸至椎間盤(pán)內(nèi)部加速椎間盤(pán)的退變[39],而退變的髓核細(xì)胞和破壞的纖維環(huán)細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生大量的促炎因子,并經(jīng)血管活性肽、P能物質(zhì)等使神經(jīng)肽激活,并影響免疫、內(nèi)分泌系統(tǒng)[40]使人體產(chǎn)生疲勞、發(fā)熱等CFS相關(guān)癥狀。當(dāng)T12或L1椎體應(yīng)力不良,使胃腸道蠕動(dòng)減慢,菌群失調(diào)[41],而微生物群及異常的代謝產(chǎn)物,可作為準(zhǔn)確識(shí)別的疲勞綜合征的指標(biāo)[42]。如上不再贅述,大量與CFS有關(guān)的理化因子的報(bào)道結(jié)果聯(lián)系起來(lái),最終的病變?cè)搭^都指向了脊柱應(yīng)力的異常。
2003 年加拿大專(zhuān)家及2011年國(guó)際共識(shí),在1994年的CFS美國(guó)診斷標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,加入神經(jīng)免疫衰竭作為其必須的診斷標(biāo)準(zhǔn)之一[43]?;谑w解剖的研究發(fā)現(xiàn)[44],破壞椎體間穩(wěn)定結(jié)構(gòu),在運(yùn)動(dòng)時(shí)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)可出現(xiàn)側(cè)擺式錯(cuò)位,并能夠直接壓迫交感神經(jīng)節(jié)。并有臨床研究證明,T7、T10椎體的旋轉(zhuǎn)移位,可明顯增加2型糖尿病的患病率[45]。目前對(duì)于CFS的診斷標(biāo)準(zhǔn)[46],包括排除持續(xù)六個(gè)月及以上疲勞,有記憶或注意力受損;咽痛;淋巴結(jié)腫大;肌肉疼痛;多關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)(非炎癥)疼痛;緊張性偏頭痛;睡眠障礙;自主神經(jīng)及情緒障礙等8個(gè)主要癥狀中,均與脊柱不良應(yīng)力有直接關(guān)系。綜上可以確定,脊柱不良應(yīng)力可直接或間接的導(dǎo)致CFS的臨床表現(xiàn)。
《靈樞·刺節(jié)真邪》載“腰脊者,身之大關(guān)節(jié)也”,這里的關(guān)也可以理解為閉藏精氣的意思,強(qiáng)調(diào)了脊柱在人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及氣機(jī)生化代謝中的重要性。由于脊柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜,運(yùn)動(dòng)形式多樣,脊柱損傷的在體動(dòng)態(tài)觀察及測(cè)量具有極大的難度。有限元法模擬靜態(tài)及不同運(yùn)動(dòng)像下,分析報(bào)道脊柱及其周?chē)M織各個(gè)部位的應(yīng)力、形變、及材質(zhì)改變等結(jié)論,為脊柱不良應(yīng)力的總結(jié)提供了相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。目前臨床研究中,脊柱不良應(yīng)力與脊柱功能帶的中醫(yī)病機(jī)影響,與神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌網(wǎng),以及與CFS診斷標(biāo)志性的癥狀和體征都有著明確關(guān)系。并希望通過(guò)進(jìn)一步的臨床及實(shí)驗(yàn)室研究,觀察測(cè)量與CFS有著明確關(guān)系的脊柱不良應(yīng)力的矢量數(shù)據(jù),以及與其密切相關(guān)的具體理化因子數(shù)據(jù),為CFS臨床及實(shí)驗(yàn)研究提供參考。