脊柱牵引的力学分析
脊柱及椎间盘的生物力学分析
脊柱及椎间盘的生物力学分析近年来，脊柱以及椎间盘的损伤与疾病已经成为临床骨科领域的常见病和多发病，也是临床骨科医师在日常门诊工作中所面临的主要问题。
为了更好地理解，诊断，治疗脊柱与椎间盘系统的疾病，骨科医师就应采用力学的事实，概念，原理和数学，来解释人体正常及异常的解剖生理现象。
因此，生物力学也就成为现代骨科医师必须具备的理论基础。
鉴于此，笔者仅对脊柱及椎间盘的生物力学问题作一浅析，与同道们共同探讨和借鉴。
脊柱系由椎骨，韧带及椎间盘等连结构成的人体中枢支柱。
其结构复杂，且功能较多，又同时具有静力学特点和动力学特点。
正常人的脊柱有7个颈椎，12个胸椎，5个腰椎，五个相互融合的骶椎和3-5个微动的尾椎构成。
除环椎与枢椎的的结构特殊外，其它各椎的形态则大同小异，但在不同部位，其形态和大小也有不同。
腰椎支持整个躯干的重量，所以较为粗大，在成人其横径为 4.5-5厘米，矢径约为3-3.5厘米，厚约2.2-2.5厘米。
胸椎较小，横径约为3-3.5厘米，矢径约为2.5厘米，厚约为2-2.2厘米。
颈椎仅支持头部的重量，所以更为细小，通常横径约为2.5厘米，矢径约为1.5-1.7厘米，厚约为1.5厘米。
椎体主要由松质骨构成，外包以薄层硬质骨，上下边缘有隆起的骨环，称为骺环，椎间盘的软骨板就位于其中，除骶尾椎以外，各椎骨之间均以椎间盘相连。
椎体两侧的椎弓根与椎板相连，椎弓与椎体之间的孔隙形成椎孔，上下椎孔相连形成椎管。
关节突在椎弓根和椎板的移行部，向上下个伸出一对关节突，上关节突起于椎根，下关节突起于椎板。
椎间孔的上下壁是椎根的切迹，其前壁为椎间盘，后方为小关节的关节囊及部分黄韧带。
横突在椎弓的上下关节突发出部的中间，骶骨和尾骨没有横突，第三腰椎横突最长，所受腰肌牵拉最多，常导致腰肌筋膜附着点发生劳损，在临床上成为常见腰痛原因之一。
棘突在椎弓后方正中，上面附着丰厚的背伸肌，形成系列杠杆。
椎间关节：除环枢关节和骶椎外，其余椎体间均以椎间盘相连，椎间盘总数为23个，构成脊柱全长的四分之一。
什么是脊柱侧弯支具的三点力原理？
脊柱矫形器的生物力学的三大原理，杠杆原理、三点矫正原理、牵引及免荷原理。
1.对躯干提供支撑力（1）提高腹腔内压力：通过来自躯干前方、后方及侧方的压力和限制作用增加腹腔内的压力，减少脊柱伸肌的负担以及胸椎和腰椎上方的垂直负荷。
（2）“三点压力”系统或复合局部压力：提供对躯干的支持，尤其是因肌肉麻痹使躯干偏离中线时，维持脊柱的正常对线关系。
2. 对脊柱运动的控制（1）机械的“三点力”作用：大多数硬性脊柱矫形器。
（2）心理上的运动限制：脊柱矫形器共有的重要作用——随时提醒患者注意姿势而使其减少脊柱的活动。
尤其在脊椎关节和椎间盘的疾病中，限制脊柱的运动。
3. 被动或主动的矫正力改变脊柱对线关系（1）被动矫正力：施加外部压力，即通过矫形器上的各种压力垫施加在人体的某部位作用力。
（2）主动矫正力：矫形器在人体的压力垫对应相应的释放区，人体通过呼吸运动，胸腔和腹腔会增大。
但由于一侧受压，脊柱只能向有空间的释放区偏移，一般在脊柱的释放区域开有窗口。
人体可通过自身的呼吸运动产生矫正力。
脊柱矫形器的临床适应范围：（1）疼痛：腰部疼痛、坐骨神经根炎、腰椎间盘突出症等。
（2）固定：脊柱手术前后、脊柱融合术后、椎间盘手术后、脊柱骨折等。
（3）脊柱关节病：脊柱关节炎、类风湿性脊柱炎、脊柱软骨病、脊柱结核等。
（4）脊神经麻痹：麻痹性病变，如小儿麻痹后遗症、脊柱发育不良等。
（5）脊髓损伤：脑瘫、截瘫、脊柱裂等。
（6）脊柱外伤：脊柱滑脱、颈椎扭伤、椎间盘突出症、颈椎病、脊椎骨折或脱位等。
（7）脊柱畸形：青少年驼背、脊柱侧弯、脊椎前凸和后凸等。
脊柱矫形器的副作用：（1）运动不便、骨质疏松、皮肤磨损。
（2）长期佩戴会造成肌肉萎缩、肺活量减小、运动量消耗大、肌无力等。
（3）固定式矫形器还会引起关节李缩，阻碍脊柱运动。
（4）产生心理依赖，症状加重等。
施罗斯（武汉）实践学院是全球具有广泛影响力的施罗斯体操师认证机构，自2015年SBP进入中国大陆地区，一直致力于脊柱侧弯专业矫治人才的培养工作，施罗斯亚太区总裁Maksym先生曾多次到我中心授课，施罗斯家族第三代传人Weiss医生2020年五月也将亲临武汉主持体操是认证培训班。
脊柱运动的生物力学
脊柱疾病和损伤与脊柱受力的异常有明确关系，而康复治疗和预防也需要对脊柱运动的生物力学有清楚的了解。
本文旨在为临床和治疗技术人员提供相关的基础知识。
1、结构特征：脊柱是人体运动的主轴。
由多个椎体、多重关节(椎间“关节”、椎小关节)、众多肌肉和韧带紧紧围绕、生理弯曲，以满足脊柱的坚固性和可动性(柔韧性)。
其活动有三维方向(前后、左右、旋转)和六个自由度(3个平动、3个转动)。
2、位置特征：颈段支撑头颅，重心处于颈部前2/3和后1/3的交界处;胸段重心偏后(胸廓前后径的后1/4)，与胸廓共同分解胸以上躯体的重量。
腰段居中，甚至前凸，以支撑体重。
3、解剖特征：(1)椎管：椎骨构成一个可褶曲的有效管腔以容纳延髓和脊髓。
(2)椎骨：由椎体、椎弓、上下关节突、棘突、横突构成。
椎体是椭圆形短扁骨，一圈致密的骨皮质包围海棉状的髓质(松质骨)，上下骨皮质中有较厚的软骨板衬垫，边缘由较厚的环形衬板构成。
椎体的骨小梁除按应力线斜行交叉外;还可看到一组从椎体上面向后延伸，至椎弓根水平时呈扇形分布于下关节突与棘突，另一组则从椎体下面向后延伸到椎弓根水平时呈扇形分布于下关节突与棘突。
椎体前缘最薄弱，易于发生压缩性骨折。
横突和棘突作为脊柱肌肉的附着点，是脊柱动态稳定性的基础之一。
(3)椎间盘：内部为髓核，外部为纤维环。
髓核为半液态，由富亲水性的葡萄糖胺酸聚糖的胶状凝胶所组成。
除了下腰椎的髓核位置偏后外，髓核均位于椎间盘的正中。
纤维环为多层致密的结缔组织彼此斜行交织而成，自边缘向心分布，致密的纤维环开始是垂直的，越接近中心越倾斜，到中心接触髓核时，几乎近水平走向，并围绕髓核成椭圆形。
椎间盘受压时，髓核承受75%的压力，其余25%的压力分布到纤维环。
髓核还同时具有稳定脊柱运动的功能，在伸展运动时，上方椎体向后移位，缩减了椎间隙后缘，髓核受挤向前方偏移。
在前屈运动时，正好相反，从而使椎体获得较强的自稳性。
椎间盘总厚度约为脊柱全长的25%。
牵引的力学原理
牵引的力学原理牵引是一种常见的力学原理，在物理学中，牵引是指用力将物体向一个方向拉动或推动的行为。
牵引是通过施加力来改变物体的运动状态或位置。
牵引的力学原理涉及到牛顿力学中的几个基本概念和定律。
牵引的力学原理可以从牛顿第一定律开始解释。
牛顿第一定律也被称为惯性定律，它表明物体保持静止或匀速运动状态直到外力作用于它。
如果外力施加在物体上，物体将受到加速度的影响并改变它的运动状态和速度。
因此，牵引是通过施加一定的外力来改变物体的运动状态。
牵引的力学原理还涉及到牛顿第二定律。
牛顿第二定律表明改变物体运动状态所需的力正比于物体的质量和加速度。
这个定律可以用数学公式F=ma表示，其中F是力，m是质量，a是加速度。
根据牛顿第二定律，当施加牵引力时，物体将受到与牵引力成正比的加速度。
牵引的力学原理还涉及到牛顿第三定律。
牛顿第三定律表明物体施加的力会产生一个与之相等但方向相反的反作用力。
这意味着当施加牵引力时，物体将产生与施加力相等但方向相反的反作用力。
这个反作用力也可以用牵引力来抵消，从而使物体保持平衡。
牵引的力学原理还涉及到摩擦力的概念。
摩擦力是由两个物体之间的接触面之间的相互作用而产生的。
摩擦力可以阻止物体在施加牵引力时滑动或滑动。
通过增加施加牵引力或减小摩擦力，可以提高牵引效果。
在实际应用中，牵引力学原理被广泛应用于各种领域。
例如，牵引力学原理在运输和交通中起着重要作用。
在汽车运动中，牵引力使车辆能够从静止状态加速并保持运动。
在铁路运输中，牵引力使火车能够拉动和推动车厢。
此外，牵引力学原理还被应用于医学和物理疗法中。
牵引被用于治疗脊椎问题，例如脊椎间盘突出或脊柱脱位。
通过施加适当的牵引力，可以减轻脊椎压力，减少疼痛并帮助恢复脊椎的正常状态。
总之，牵引是一种常见的力学原理，它通过施加一定的外力来改变物体的运动状态和位置。
牵引的力学原理涉及到牛顿力学中的几个基本概念和定律，包括牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律和摩擦力的概念。
脊柱减压牵引的原理
脊柱减压牵引的原理
脊柱减压牵引是一种常用的治疗脊柱压缩性疾病的物理疗法，其原理是通过施加适当的牵引力，减轻脊柱的压力，恢复脊柱的正常解剖结构和功能。
脊柱减压牵引的原理包括以下几个方面：
1. 拉伸脊柱：牵引力通过拉伸脊柱，使脊椎之间的间隙扩大，减轻椎间盘的压力。
这种拉伸作用可以通过不同的牵引方式实现，如重力牵引、机械牵引等。
2. 分散压力：脊柱减压牵引可以分散椎间盘和椎体之间的压力，减少压力在椎间盘和椎体上的集中，从而减轻疼痛和改善脊柱的功能。
3. 促进血液循环：脊柱减压牵引可以改善脊柱周边组织的血液循环，增加氧气和营养物质的供应，促进组织的修复和康复。
4. 松解紧张肌肉：牵引力可以减轻脊柱周围肌肉的紧张，放松肌肉，缓解肌肉疼痛和痉挛。
总之，脊柱减压牵引通过拉伸脊柱、分散压力、促进血液循环和松解肌肉，达到减轻脊柱压力、恢复脊柱正常结构和功能的效果。
不过，牵引治疗的效果因人而异，需要根据个体情况进行调整和监测。
脊柱牵引
1.5~2.5kg;腰牵时并非一定要>25%体重的牵引
重量才可有放松肌肉的作用。
脊柱牵引的生理效应
四、缓解疼痛:增大椎体分离的作用 机制：1.改善局部血循,缓解N根压力,降低局部炎性刺激物的浓度
2.增大椎间孔内径,减少N根的损害即刺激和压迫. 3.调节关节突关节的张力. 4.缓解局部肌肉的紧张性疼痛.
脊柱牵引的分类
• 其他的牵引形式: –徒手牵引—手法 –摆位牵引—缓解疼痛的体位 –单侧牵引—不对称
脊柱牵引的适应证和禁忌证
• 适应证:较为广泛 –脊N根刺激或压迫 –退行性椎间盘病变 –关节功能障碍 –症状性关节突关节疾患造成的关节疼痛 –肌肉痉挛或紧张 –椎间盘损伤造成的疼痛、椎体后压缩性 骨折和其他问题
• 当应用一小凳置于双膝下时，不仅改变了 双髋关节屈曲的角度，同时也使腰大肌放 松，腰椎曲度变平，故将此称为腰大肌姿 势体位。
• 牵引绳与牵引床之间的角度也在一定程 度上控制腰椎屈曲的大小。 • 对于腰椎间盘突出症患者，无论是仰卧 位或俯卧位，腰椎要处于伸展状态，即 保持生理前凸的位置是重要的。
关节功能牵引
• 关节活动度障碍原因： 制动----骨折或昏迷等疾病 • 牵引方法： 中小重量 10~20分钟/次 2~3次/日 不同关节或同一关节不同方 向依次进行
关 节 功 能 牵 引
关节功能牵引注意事项
• 重量以不引起疼痛为度 • 受力部位有垫，预防压疮 • 牵引前蜡疗，或牵引中局部热疗，可 提高疗效，但要预防烫伤 • 将牵引作为关节主动运动、被动运动 等功能训练的准备
牵引方法—手法牵引
牵引方法--手法牵引
牵引方法----滑轮牵引
• 可取卧位或坐位， 一般认为在卧位情 况下，全身肌肉松 弛，牵引效果较好。 但坐位较为实用和 方便，因此临床更 常用。
脊柱运动及生物力学
中段颈椎的侧 屈运动范围基本 相同，下段颈椎 侧屈运动范围则 从上到下逐渐减 小屈伸运动和旋 转运动以C4—C5和 C5—C6节段范围最 大，向下逐渐减 小。
在中、下部颈椎，各种运动形式存在着 共轭现象，尤其是侧屈运动伴随旋转运动， 即侧屈时棘突转向凸侧，如作头向左的侧屈 活动时(或脊柱侧弯时)，棘突必然转向右侧。 这种共轭现象对了解颈椎小关节错位或脱位 有重要意义。当外伤暴力导致关节超越正常 活动范围时，将使一侧小关节突过分移向尾 侧，另一侧的关节突过分移向头侧并导致单 侧小关节错位或脱位。整脊颈椎手法复位可 根据此现象。不同节段颈椎侧屈时所伴随的 旋转角度不同，在C2每侧屈3º，伴有2º旋转， 在C7每侧屈7.5º，伴旋转1º；从C2—C7,伴随 侧屈的旋转度从上到下逐渐降低，这可能与 小关节面倾斜度从上而下逐渐增加有关。
(二)椎间盘 椎间盘在相邻椎体间起着缓冲垫的作 用在各种不同载荷下，它产生相应的变形 来吸收冲击，稳定脊柱。椎间盘的解剖结 构决定了椎间盘有利于对抗压缩力。
在椎间盘垂直受压时，主要表现为纤维 环向四周膨出，去除载荷，由于其弹性基质 作用恢复原形，即使在很高的载荷下，去除 载荷后产生永久变形时，也没有出现哪一个 方向的纤维环破裂，这是因为载荷能够均匀 分布到椎体的上下面和周围的纤维环上，这 一点符合帕斯卡定律的特点。由于椎间盘的 弹性模量远远小于椎体。易发生变形，当载 荷增加到一定程度时，首先破坏的是椎体而 不是椎间盘，这说明，临床上椎间盘突出不 只是由于受压，更主要的原因是椎间盘内的 应力分布不均匀。
脊柱侧 屈时， 髓核移 向凸侧；
腰椎有数种共轭运动现象，最明 显的是侧屈和屈伸活动之间的共轭现 象。在侧屈和旋转运动的共轭运动时， 棘突是转向凹侧，这与颈椎棘突移向 是相反的。
牵引的力学原理
牵引的力学原理
牵引是一种力学原理，它是指通过施加力来拉动物体的过程。
牵引的力学原理在许多领域都有应用，例如医学、运动、机械工程等。
在医学领域，牵引被用来治疗骨折、脊柱损伤等疾病。
在运动领域，牵引被用来增加肌肉力量和灵活性。
在机械工程领域，牵引被用来移动重物和提高机器的效率。
牵引的力学原理基于牛顿第二定律，即力等于质量乘以加速度。
当施加力时，物体会产生加速度，从而移动。
牵引的力学原理还涉及到摩擦力和重力。
摩擦力是指物体与表面之间的摩擦力，它会影响物体的移动速度。
重力是指物体受到的向下的力，它会影响物体的重量和牵引的难度。
牵引的力学原理还涉及到杠杆原理。
杠杆原理是指通过杠杆的作用来增加力量的原理。
在牵引中，杠杆原理可以用来增加施加力的效果。
例如，在医学领域，牵引设备通常使用杠杆原理来增加施加力的效果，从而更好地治疗疾病。
牵引的力学原理还涉及到弹性原理。
弹性原理是指物体在受到外力作用后会发生形变，但在外力消失后会恢复原状的原理。
在牵引中，弹性原理可以用来减少施加力的影响。
例如，在运动领域，牵引设备通常使用弹性材料来减少施加力的影响，从而更好地保护运动员的身体。
牵引的力学原理是一种重要的力学原理，它在许多领域都有应用。
通过了解牵引的力学原理，我们可以更好地理解物体的移动和施加力的效果，从而更好地应用它们。
牵引床的原理
牵引床的原理牵引床是一种常见的医疗器械，广泛应用于骨科、神经外科等领域，用于治疗骨折、脊柱损伤等疾病。
它通过施加牵引力来纠正骨骼或脊柱的畸形，减轻患者的疼痛，促进骨折愈合。
那么，牵引床的原理是什么呢？首先，我们需要了解牵引的概念。
牵引是利用外力作用于患者身体的一种治疗方法，通过拉伸、牵引患者的肢体或躯干，以达到治疗目的。
在牵引床上，通常通过绳索、滑轮和重物等装置来产生持续的牵引力，从而实现治疗效果。
牵引床的原理主要包括以下几个方面：一、生物力学原理。
牵引床的牵引力是通过外力作用于患者身体，改变骨骼或脊柱的位置和形态，从而达到治疗效果。
根据生物力学原理，适当的牵引力可以调整骨骼的位置，减轻骨折或脊柱损伤的压力，促进愈合。
同时，牵引还可以改善患者的血液循环，缓解肌肉痉挛，减轻疼痛。
二、持续性原理。
牵引床的设计使得牵引力可以持续施加于患者身体，保持一定的牵引时间，从而达到治疗效果。
持续性的牵引可以使骨折或脊柱损伤的愈合更加稳定和有效，避免因为频繁移动而导致治疗效果不佳。
三、个体化原理。
牵引床的牵引力可以根据患者的具体情况进行调整，实现个体化的治疗效果。
不同的疾病需要不同的牵引力大小和方向，牵引床可以根据医生的建议和患者的情况进行调整，从而达到最佳的治疗效果。
四、安全性原理。
牵引床在施加牵引力的同时，需要保证患者的安全，避免因为牵引力过大或不当而导致意外。
因此，牵引床的设计需要考虑到患者的舒适性和安全性，确保牵引过程中患者不会受到二次伤害。
综上所述，牵引床的原理主要包括生物力学原理、持续性原理、个体化原理和安全性原理。
通过合理的牵引力施加，牵引床可以达到纠正骨骼或脊柱畸形、促进愈合的治疗效果，为患者带来福音。
在使用牵引床时，医护人员需要根据患者的具体情况进行合理的调整和监测，确保牵引治疗的安全和有效性。
脊柱矫形器—脊柱矫形器的生物力学原理
• A：骨盆抗旋设计 • B：侧向三点力固定 • C:侧向三点力矫正
被动或主动的矫正力改变脊柱对线关系
• 被动矫正力：
• 即施加外部压力，通过矫形器上的各种压力垫施加在人 体的某部位 作用力。
• 主动矫正力：
• 矫形器在人体的压力垫对应相应的释放区，人体通过呼 吸运动，胸 腔和腹腔会增大。但由于一侧受压，脊柱只能 向有空间的释放区偏 移，一般在脊柱的释放区域开有窗口。 人体可通过自身的呼吸运动 产生矫正力。
• A：胸腹腔内压力对脊柱纵向牵引。 • B：前后三点力作用（使腰椎前凸，脊柱后伸）。 • C：前后三点力作用（抗腰椎前凸）。
对脊柱运动的控制
• 机械的“三点力”作用：
• 大多数硬性脊柱矫形器
• 心理上的运动限制：
• 脊柱矫形器共有的重要作用，矫形器可随时提醒 患者注意姿 势而使患者减少脊柱的活动。尤其在 脊椎关节和椎间盘的疾 病中，限制脊柱的运动。
脊柱矫形器的生物力学原理
• 对躯干提供支撑力 • 对脊柱运参的控制 • 被动或主动的矫正力政艾脊柱对线关系
对躯干提供支撑力
• 提高腹腔内压力：通过来自躯干前方、后 方及侧方的压力 和限制作用增加腹腔内的 压力，减少脊柱伸肌的负担，及 胸椎和腰 椎上方的垂直负荷。
• “三点压力”系统或复合局部压力：提供 对躯干的支持， 尤其是因肌肉麻痹使躯干 偏离中线时，维持脊柱的正常对线关系
脊柱牵引疗法课件
蜕变的椎间盘由纤维环传递压 力，终板边缘承受载荷。
髓核向四周传递压力，使纤维环承 受圆周张力，此张力在腰段脊柱可 达脊椎所受纵向压力的4—5倍。脊 柱屈曲、侧弯时，椎间盘一部分受 到牵拉(张力)，另一部分则受到挤 压；当脊柱旋转时，椎间盘还会受 到剪力，因此，脊柱屈曲加旋转时 同时受到张力、压力和剪力的作用 是椎间盘损伤的主要原因。 不良
椎间盘为一密闭性弹性垫，由相邻椎体上下 面的软骨板，纤维环和髓核组成。纤维环的 纤维走行方向与椎体平面呈30度角。椎间盘 在椎体间起缓冲垫的作用，能吸收、缓冲载 荷，并使载荷均匀分布。
纤维环与椎板成30°，每层纤维环之间互成 120 °，所以正常椎问盘可承受较大的压力 而不破裂。
椎间盘的生物力学特性
第一节 概述
一、定义： 牵引是应用作用力和反作用力的原理，并 将这一对方向相反的力量作用于脊柱或四肢关节， 达到分离关节面、牵伸周围软组织和改变骨结构之 间位置关系的一种康复治疗方法。 作用于人体脊柱 系统的牵引称为脊柱牵引技术
二、发展简史： 中国古代医学文献中也有“导引按跷”、
“摇筋骨，动支节”和“引挽腰体，动诸关 节”治病的记载。 公元前四世纪Hippocrates的著作中就有应 用牵引治疗腰痛的记载，同时还可施以按压 或踩跷手法。 现代脊柱牵引技术的历史大约为100年，在 发展过程中不乏争议和矛盾。但近20年来， 脊柱牵引技术仍是颈、腰椎疾病康复治疗的 主流手段。
1、椎体的生物力学
早期的生物力学研究是对椎体抗压强度的 测试。当时对喷气机飞行员弹射如何选择 合适的加速度才不造成脊柱损伤的研究， 促进了生物力学的深入发展。 研究表明，椎体的强度随着年龄的增长 而降低，特别是在40岁以后会明显降低。
脊柱牵引疗法
（三）根据牵引力来源分类
自体牵引 应用特殊设计的牵引装置，结合患者自我产生和 确定的牵引重量完成牵引。最大的特点使患者在很大程度上 自我提供和操作牵引重量。
倒立牵引 禁忌症较多 重力牵引 悬吊牵引 滑轮－重量牵引 小重量、长时间的持续牵引 动力牵引 水中牵引
（四）根据牵引重量大小分类
正常人的椎间盘由三部分同心排列的成分组成：（1）外纤 维环：由环状高度定向排列的密集的Ⅰ型胶原纤维板组成， 其中部分的胶原纤维插入椎体。（2）较厚的纤维软骨性纤 维环，它由较低密度的Ⅱ型胶原基质组成，缺乏与外纤维环 类似的明显的板状排列。（3）位于中心的髓核：胶原和蛋 白多糖是椎间盘细胞大分子框架的基本构成成分。椎间盘由 细胞及细胞外基质形成，后者的主要成分为水、胶原和蛋白 聚糖，纤维环含水量约78% ，髓核含水量约85%，随年龄 增长及椎间盘退变，水分可逐渐降低至70%。 椎间盘的含 水量经常变化，在承受外负荷时，水从椎间盘排出，而负荷 解除后，水又被重新吸取。蛋白聚糖能抵抗压应力，而胶原 则抵抗张应力，两者相互配合，以保持椎间盘良好的力学性 能。
可分为轻重量、中重量、大重量牵引等方法。轻重量 牵引的力量通常为1.5～2kg，大重量牵引的力量为 体重的1/3~1/10之间，牵引时间为15~30分钟。
（五）根据牵引时间长短分类 分为长时间和短时间牵引。短时间牵引一般每次在
15～30分钟，长时间牵引可长达数小时以上。牵引 时间的长短与牵引的力量有关，重量大则牵引时间 宜短，牵引重量小则牵引时间可相对延长。
腰椎间盘承受的载荷远大于其上面的体重。在坐位 时，腰椎间盘上的载荷约是躯干重量的3倍。而活 动时还要加上动力性载荷，是椎间盘载荷达静态位 置时的2倍.。退变不仅仅影响到椎间盘髓核和纤维 环，而且还影响到软骨终板。退变终板变薄、细微 破裂或损伤明显增加了其流体力学渗透性，让软骨 终板在受力时将液体快速挤出。虽然这样对营养运 输有利，但这种液体的快速挤出损害了终板提供的 流体力学压力负荷支撑机制，导致整个椎间盘负荷 分散的更加不一致，增高了剪切应力，因而引起椎 间盘特定部位的损伤。
脊柱生物力学
腰椎的生理曲度
腰椎的生理曲度有助于分散腰椎间盘所承受的压力，保护腰椎间盘。不 当的姿势或外力作用可能导致腰椎生理曲度改变，增加腰椎间盘突出的 风险。
腰部肌肉的力学平衡
腰部肌肉的力学平衡对维持腰椎稳定性具有重要作用。腰部肌肉力量不 足或紧张可导致腰椎稳定性下降，增加腰椎间盘突出的风险。
脊柱侧弯与生物力学
探索脊柱疾病的生物力学机制
研究脊柱疾病的发生、发展与脊柱生物力学之间 的关系，为疾疗器械
基于脊柱生物力学的原理，研发新型的生物材料 和医疗器械，以提高脊柱手术的效果和患者的康 复质量。
脊柱生物力学在临床中的应用前景
指导脊柱疾病的诊断和治疗
01
通过对脊柱生物力学的研究，可以更准确地诊断脊柱疾病，并
04
脊柱疾病的非手术治疗
物理疗法
温热疗法
电刺激疗法
如短波、超短波、微波等，可以促进 血液循环，缓解肌肉紧张和疼痛。
如经皮神经电刺激（TENS）和肌肉电 刺激，通过电流刺激减轻疼痛。
牵引治疗
通过外力拉伸脊柱，减轻椎间盘压力 ，缓解神经根受压。
运动疗法
核心肌群训练
强化脊柱周围的肌肉，提高脊柱 稳定性。
后路手术
通过后方入路，进行脊柱融合和固定，适用于腰椎的疾病。
微创手术
采用小切口和内窥镜技术，减少创伤和术后恢复时间，适用于轻中 度脊柱疾病。
术后康复与护理
疼痛管理
术后疼痛是常见的并发 症，需采取药物治疗、 物理治疗等措施缓解疼
痛。
功能锻炼
根据患者的具体情况， 指导患者进行适当的肌 肉锻炼和关节活动，促
拉伸和柔韧性训练
改善脊柱的灵活性和关节活动范 围。
平衡和协调性训练
脊柱牵引的力学分析
打开枕骨大孔
运动
伸展韧带
伸展关节囊
促进循环
抑制炎症
降低肌张力
减少炎症
20牵引达到解压
解压——在Y轴上分离脊椎的节段-例如腰椎或颈椎
有效的解压力应该至少分离脊柱节段达到3mm
21
牵引达到解压
解压的治疗效果
降低椎间盘内压力
在患处增加渗透交换并增进循环
疼痛固化
22
解压的障碍
内部原因
椎旁肌痉挛——导致肌肉僵硬
Gose EE, Naguszewski WK, Naguszewski RK.
Department of Bioengineering, University of Illinois at Chicago, USA.
数据来自22个医疗中心
只有接受至少十个疗程，且诊断有腰间盘突出，腰间盘退化或关节综合症，且病症经过诊断影响确定的患者才被纳入此次研究。
共有778例。从症状第一次出现到开始治疗的平均时间是40个月，其中83%的病例中，这一时间是4个月或更长。
研究数据包含了病人对自己疼痛，行动力，以及从事日常活动能力量化的评估。
8
VAX-D研究
结果：
如果按0-5打分，如果将治疗成功定义为将疼痛减少到0或1，那么治疗对778例中的71%是成功的。运动能力和日常活动能力的加强和疼痛的减少是紧密相关的。且背部疼痛以及它和这项治疗的关系也在研究中做了讨论。
-放置病人达到最大舒适和最大作用效果
-仰卧会用更多的弯曲
-俯卧会减少弯曲
解压疼痛位置朝下，仰卧
活动/拉伸最大拉伸位置
消除炎症仰卧
增加循环仰卧或俯卧
33准备：预张力
描述：这一阶段施加小的牵拉力以调动软组织
脊柱生物力学特点
脊柱生物力学特点
脊柱生物力学特点包括脊柱的运动稳定性、轴向刚度、角度刚度以及脊柱的应变和弯曲应力等，这些都与其结构和功能密切相关。
1. 脊柱的运动稳定性：通过对12具人尸体进行上胸椎三维运动稳定性测试，可以评估经腋中线胸腔入路侧方钢板内固定重建上胸椎的效果，这种手术入路稳定，能满足脊柱重建生物力学的需要。
2. 脊柱的轴向刚度：脊柱的轴向刚度是指脊柱在轴向方向上的抵抗弯曲的能力，例如经皮椎间孔镜腰椎间盘髓核摘除术作为微创治疗方法，具有创伤小、出血量少并能快速康复的优点，主要发生在40-60岁的中年人群。
3. 脊柱的角度刚度：脊柱的角度刚度是指脊柱在不同角度下抵抗弯曲的能力，对于不同疾病的治疗有很大的影响。
4. 脊柱的应变和弯曲应力：脊柱的应变和弯曲应力是指脊柱在不同负载下所受的变形和应力，这是评估脊柱健康状况的重要指标。
此外，脊柱生物力学还涉及到脊柱的应力分布、弹性模量和应变等方面。
了解脊柱生物力学的特点和变化，对于评估和治疗脊柱相关疾病具有重要意义。
牵引正脊法治疗脊柱小关节紊乱性疾病
牵引正脊法治疗脊柱小关节紊乱性疾病脊柱是人体的中轴，由椎骨及其连结组成。
脊柱连结紊乱是指连结椎骨的椎间关节、椎间盘和韧带等器官、结构在致病因素作用下，发生结构紊乱、组织退变及代谢异常等病理性变化。
脊柱连结紊乱性疾病是指由于上述病理变化所引起的临床病症。
如椎间盘突出症、小关节紊乱症、颈椎病及椎骨滑脱等。
牵引正脊法是以让患者处于牵引条件下，运用手法对紊乱的脊柱连结进行矫正为主的一种综合治疗方法。
1 脊柱运动的解剖和生物力学特点1.1 形态与功能的统一性直立是人类的特有功能，脊柱作为人体的支架和中轴，在形态结构上体现出与其功能的高度统一性。
如S形的脊柱弯曲与直立行走时的身体平衡相适应;自上而下逐渐增大的椎体形态与直立后的身体稳定和承受椎体节段以上部位的身体重量相适应，这些都是人类根据应力需要长期进化和发育的结果，与其他脊椎动物的脊柱具有明显差异。
因此，我们在脊柱疾患的诊疗过程中，有必要注意脊柱的直立功能。
1.2 脊柱运动与稳定的协调性脊柱具有前屈、后伸、左右侧曲、左右旋转和环转的三维运动功能，可发生前后、左右、上下和旋转位移。
而进行这些运动时一般都是相邻的几个连结节段的联合动作。
虽然单个连结节段的活动范围有限，但整个脊柱的活动范围则非常大。
任何连结节段的任何环节异常都将影响整个运动链的活动，而整体活动势必影响到相应的连结节段。
某一连结节段被固定后，有关负荷会转移到相邻的连结节段，从而使相邻连结节段易于出现运动损伤而紊乱。
1.3 脊椎连结节段的整体性：脊柱连结节段包括相邻的椎体、椎间盘、椎弓及其附属结构、关节突关节(小关节)、横突、棘突及相应部位的韧带等，是脊柱活动的最小功能单位。
同一连结节段的各部位在运动过程中是一个相互协调的统一整体。
椎间盘的形态改变和一对关节突关节的位置变化是连结节段运动与稳定的基础，任何运动都是椎间盘与其对应的一对小关节三点的联合动作。
2 脊柱小关节紊乱的病理学特点2.1 多节段病变常同时或先后发生：脊柱运动一般是几个连结节段的联合动作，能造成运动性损伤的异常应力往往同时影响多个运动节段，造成多个连结节段的共同损伤，而以某一节段的表现为主，其他节段次之，或病变形式不同，如相邻多节段椎间盘和小关节病变等。
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身体关节机制——保持关节处于正向压力的状态，从而不允许关节表面的分离
23解压的障碍
外部原因：机器
机器运转不正常——显示的压力不是真正施加的压力
不适当的牵拉速度例如——不能完成累加的牵拉或释放，造成肌肉僵直
灵敏度低——感受到病人体位变化时立即调整牵引力
24解压的障碍
30牵引阶段
在牵引阶段中
-牵引力应该是静态的（保持拉力）还是间歇的（拉力释放）
-此阶段的持续时间
-在间歇牵引中，最大拉力应该是多少，静止时，每次静止应持续多久
31恢复阶段
什么类型的恢复
速度是慢，还是阶梯
如果是阶梯式
-从最大到恢复要多少级
-每级，需停止多久
32准备：位置
描述：病人的体位和操作台的设置
总体原则
11
2000年初，牵引加解压
Chattanooga
什么产生牵引力——解压力
12
牵引中包含什么？
13
牵引中包含什么
脊椎
间盘
肌肉和肌腱
韧带和
关节囊
神经根
14
背痛和颈部痛产生的来源
面关节炎
面关节
神经根
肌肉
15
椎间盘——解剖及病理
什么是椎间盘突出？
髓核突出一般发生在，髓核（胶状物质）颈部间盘（椎管减震器）的从环状纤维（轮胎样结构）中突出来。
更多的级数降低解压
级数停止时间
解压5 30-45秒
运动/伸展5 15-30秒
降低炎症5 15-30秒
增进循环5 15-30秒
40腰牵方案表格
41颈牵方案表格
42总结，预张力捆绑方式
预张力
-缓慢施加牵引力，放松软组织
-测试病人反应，如果病人症状加重，调整参数或停止牵引
捆绑方式
-软化僵硬的软组织更有效
-增强的捆绑方式对传递牵引力到脊柱更有效，且允许不同的姿势
43上升，牵引和恢复
所有参数细微的调节
-静态VS间歇
-级数（0-9）
-停止和放松时间（0-99秒）
-牵引时间（1-60分）
-自动牵拉速度调节和震荡
-多计时器使用多阶段
参数调节使医师可以针对不同的病人适用不同的牵引
44牵引的预期结果
症状减轻
-背痛减轻
-提升ROM
-降低肌张力
功能改善
-提高运动能力
-提高工作耐受力
解压的效果就是由机械力——牵引力——按特殊的方式作用产生的。
6
解压的产生….
最先由脊柱按摩治疗师使用
VAX-D
只在PRONE治疗中应用
手柄杆
没有调整台
不适合颈椎治疗
7
VAX-D研究
1：Neurol Res. 1998 Apr; 20(3):186-90
纵轴解压治疗椎间盘突出或椎间盘退化或关节综合征相关的疼痛：一项成果研究
1
脊柱牵引的力学分析
治疗脊柱疼痛的新方法
2
牵引或解压
3
牵引或分离
两个或多个相邻物体朝相反方向移动至分开，使吸引力减弱
或者考虑相反方向的压缩
4见相对应页图片
5
九十年代末零零年初，几种治疗系统作为脊柱解压系统被引进，包括：
VAX-D
SPINEMED
等等
用户大部分是脊柱按摩治疗师，矫形医生
有趣的是CHIRO以前做人工治疗转行开始做机械力治疗，而PTs却从事手法按摩
颈部慢性0 0
37牵引阶段：力度
描述：最大和最小（放松）牵引力
总原则：
-治疗后期使用较高的牵引力
-使用对病情最少的必要力度
-椎间盘解压需要较高的力度
力度
最小最大
腰部急性20-30 40-60
腰部慢性45-65 60-85
颈部急性10-15 15-25
颈部慢性10-15 20-30
38牵引阶段：震荡
描述：采用保持时间的模式
总原则
-静态牵引有助于评估病人对牵引的耐受，活动量小
-间歇式通常效果比静态好，文献中更多支持使用此方法
周期时间
第一次牵引静态5-8分钟
后续牵引间歇12-15分钟
36牵引阶段：保持
描述：间歇式牵引中保持静止的时间
总原则：
-保持时间随着情况的改善而减少
保持时间
放松最大
腰部急性45 60
腰部慢性0 0
颈部急性30 45
-放置病人达到最大舒适和最大作用效果
-仰卧会用更多的弯曲
-俯卧会减少弯曲
解压疼痛位置朝下，仰卧
活动/拉伸最大拉伸位置
消除炎症仰卧
增加循环仰卧或俯卧
33准备：预张力
描述：这一阶段施加小的牵拉力以调动软组织
总体原则
-牵引力的大小应几乎让病人感觉不到
颈部腰部
预张力5-10磅20-30磅
预张力时间15-30秒30-60秒
共有778例。从症状第一次出现到开始治疗的平均时间是40个月，其中83%的病例中，这一时间是4个月或更长。
研究数据包含了病人对自己疼痛，行动力，以及从事日常活动能力量化的评估。
8
VAX-D研究
结果：
如果按0-5打分，如果将治疗成功定义为将疼痛减少到0或1，那么治疗对778例中的71%是成功的。运动能力和日常活动能力的加强和疼痛的减少是紧密相关的。且背部疼痛以及它和这项治疗的关系也在研究中做了讨论。
减小椎间盘膨胀
打开枕骨大孔
运动
伸展韧带
伸展关节囊
促进循环
抑制炎症
降低肌张力
减少炎症
20牵引达到解压
解压——在Y轴上分离脊椎的节段-例如腰椎或颈椎
有效的解压力应该至少分离脊柱节段达到3mm
21
牵引达到解压
解压的治疗效果
降低椎间盘内压力
在患处增加渗透交换并增进循环
疼痛固化
22
解压的障碍
内部原因
椎旁肌痉挛——导致肌肉僵硬
34上升阶段：阶梯
描述：这一阶段，牵引力逐渐升到最大值
总原则：
-急性病症的情况下，采用多级缓慢的阶梯
-慢性病症的情况下，采用少级数长阶梯的方式
级数停止时间周期
急性 12秒间歇
慢性2-5 8秒静止
35牵引阶段：周期，时间
描述：这一阶段，施加最大牵引力，或者是持续施加同样的力（static），或者最大和最小变化的方式施加（间歇）
16
目前的治疗技术
药物治疗
手术
物理治疗
脊柱按摩疗法
针灸
传统疗法，例如草药或中药等
17
物理疗法介入
手法治疗来固定关节
运动来加强稳定及活动的目的
作为其他介入治疗方法辅助的其他手段
电疗法湿热
超声冷冻
激光生物反馈（压力，表面肌电）
短波透热
机械牵引等
18
为什么用机械牵引
19
牵引治疗的目的
解压
环节作用在神经上的压力
9
建议的方法：腰椎
15个循环，其中包括1分钟的分离和一分钟的放松。共30分钟治疗。
力量范围可以使50到100磅，取决于病人身材和耐受力。
可以进行累计的3到4次向前拉伸和2到3次向后拉伸
一直保持大约20磅左右的基线拉力
10
进行了内部的，65磅轴拉力的间盘实验，梯度髓核
解压强度从75毫米汞柱到200毫米汞柱。
以什么形式上升？
-持续的慢牵拉，或者阶梯式
如果阶梯式
-通过几级达到最大牵引力
-每级牵引力停多长时间
-采用持续牵引还是间歇牵引
29阶梯式的优点
上升阶段采用阶梯式达到最大牵引力可以使患者肌肉组织放松
张力肌肉组织（通常是保护性痉挛）需要12到15秒放松
-肌梭可以重置为新长度的肌肉，降低其激发速度（前提是肌肉在这期间没有拉伸）
总原则：
-对增加的肌张力不适用
-有利于增加循环
-通常在病情改善时使用，病人情况越好，活动越多
级数2-5
绳速100%
最小/最大停止时间0
最小/最大力度对于LSp至少20磅的差值，对于CSp，至少15磅差值
39恢复阶段：级数
描述：这一阶段，牵引力逐渐降低
总原则：级数应该至少和上升阶段相同或更多以使组织再水化
Gose EE, Naguszewski WK, Naguszewski RK.
Department of Bioengineering, University of Illinois at Chicago, USA.
数据来自22个医疗中心
只有接受至少十个疗程，且诊断有腰间盘突出，腰间盘退化或关节综合症，且病症经过诊断影响确定的患者才被纳入此次研究。
外部原因：操作台
没有高度调节或调节不好——影响牵拉角度
通常以仰卧方式进行——可能对一些病人不适用或使病人不适
操作台表面摩擦力大
缺少头端和腿部分，不能调节使病人保持舒服体位
25解压牵引系统
了解基本知识
26牵引的阶段
27准备阶段
如何放置病人
预张力应施加多大，持续多长时间
马达应该保持什么速度
28牵引起始阶段
-提高参与日常生活的能力
红旗（警告）
-疼痛增加或开始扩散
-肌肉僵硬增加
45病人位置：为了有效解压/牵引/手法治疗
特点，改进
46为什么使用这种上升方式
一些病人对阶梯停止的张力上升方式反应不良
速度变量随增加的张力减慢，和手法治疗的情况相同
器材的不同使得操作者可以重复手法操作
解压的病人感觉这种上升方式十分舒服
47颈部牵引
仰卧颈部牵引对于坐立牵引的优势
1.有效性：牵引过程中，保证了牵引角度和颈椎的稳定性