靶向推拿对腰椎间盘退变模型兔的操作及干预效应

摘要

手指触觉测量系统利用高灵敏度的电子手术压力传感器，量化手指上的触觉压力，并通过软件实时显示和精确记录压力数据与视频。两个分析模块整合了数据处理功能，用于推拿过程中的拇指轨迹追踪与状态分析。

摘要

推拿或按摩疗法可缓解与椎间盘退变（IDD）相关的症状。然而，目前尚缺乏针对推拿操作的精确、可重复且标准化的操作规范。本研究通过纤维环穿刺法建立IDD模型兔，制定针对腰椎区域穴位的靶向推拿刺激方案，并详细描述了揉法、点法和弹拨法的操作方法及要求。选取15只雄性新西兰白兔，随机分为空白组、模型组和推拿组。模型组和推拿组通过纤维环穿刺建立模型；模型组仅固定于操作台，不进行干预。相比之下，推拿组采用“8N/10N，30周期/分钟”的处方进行揉、点、弹拨操作，并借助触觉感知辅助装置监测和调控推拿操作的力度。通过影像学诊断和病理学检测评估推拿对兔模型的干预效果，结果显示，与模型组相比，推拿组的影像学特征有所改善，腰椎间盘退变的病理评分显著降低（P < 0.01）。靶向腰椎区域的推拿可能有助于缓解腰椎间盘退变，但仍需进一步验证。通过规律性地实施推拿并记录其中涉及的力学信息，可实现可重复的操作处方，有助于观察推拿治疗IDD潜在机制的基本特征。

引言

椎间盘退变（IDD）的发病年龄正日益年轻化。研究表明¹，20至39岁人群中约有35%在至少一个腰椎节段出现IDD，而60至80岁人群则全部存在IDD。IDD所导致的有害影响广泛存在，且残疾程度在磁共振成像（MRI）研究中被发现与IDD的严重程度呈正相关^2,3。尽管卧床休息、功能锻炼、非甾体抗炎药（NSAIDs）和手术等常规治疗手段被广泛使用，但在缓解疼痛方面效果有限⁴。因此，我们强调亟需开发新的治疗策略，以预防和治疗该疾病及其共病症状。补充和替代医学方法（CAM）已受到大量IDD患者欢迎 ，例如⁵，仅在美国，1997年就有44%的人群使用过至少一种CAM，其中最常见的症状是伴发IDD及其相关病理改变的下腰痛。事实上，对常规IDD治疗效果不满意的患者常转向推拿（Tui Na或Tuina）等CAM疗法。

推拿疗法历史悠久，被广泛认为是一种恢复组织功能、缓解疼痛和组织应力、促进整体健康的有效方法。根据Wu⁶的观点，治疗椎间盘退行性疾病（IDD）的第一步是采用保守疗法，如脊椎矫正和针灸治疗。脊椎矫正或按摩（占补充与替代医学疗法的60%）是一种持证治疗手段，也是美国最常用的多种补充与替代医学（CAM）治疗选择之一。越来越多的证据⁷证实，脊椎矫正或按摩在治疗下腰痛方面具有显著的临床益处，不仅安全性高，而且与针灸等其他CAM疗法相比，在初始治疗后能显著降低医疗成本。2007年美国医师学会（ACP）和美国疼痛学会（APS）发布的指南⁸，以及相关的系统评价和综述^9,10，均推荐将脊椎矫正作为急性、亚急性或慢性下腰痛的非药物治疗选择之一。2017年一项关于非药物疗法治疗下腰痛的获益与风险的回顾性研究结果¹¹也与既往指南建议一致。该综述发现，脊椎矫正和按摩在治疗下腰痛方面未见严重危害，且存在高质量、低偏倚风险的有效性证据。最近一项研究¹²发现，接受脊椎矫正手法治疗的美国椎间盘突出成年患者，相较于接受其他治疗的患者，接受椎间盘切除术的可能性更低。将推拿或按摩作为IDD的主要治疗手段，可通过放松下背部痉挛肌肉、改善腰椎异常解剖位置、减轻神经受压症状和腰椎间盘压力、增强脊柱内部稳定性，在短期内减轻疼痛并改善骨骼肌功能¹³，同时在改善症状、体征和疼痛评分方面也表现出良好疗效¹⁴。

物理刺激疗法（如推拿）可缓解与椎间盘退变（IDD）相关的症状，但在开展相关研究时面临的重要挑战之一是缺乏可重复的推拿处方以及统一规范的推拿治疗标准，这限制了该领域的发展，也不利于科学评估推拿疗法的效果。更重要的是，缺乏标准化治疗也不利于研究推拿的类型和特性与其治疗作用原理及机制之间的关系。一些研究虽已报道了干预频率，但忽略了推拿疗法可能存在剂量-效应关系的可能性；即可能存在最佳的推拿幅度、持续时间和频率，从而实现肌肉与关节功能的最大程度恢复¹⁵。因此，治疗参数应包括按摩类型、持续时间以及强度或施加压力的力度或深度¹⁶。为解决上述问题，本研究采用触觉力测量指套对推拿操作过程中力的大小和频率进行量化与监测。该测量系统及软件（见材料表）源自哈佛大学类人机器人研究实验室，并在美国国防高级研究计划局（DARPA）、陆军研究实验室和美国国立卫生研究院（NIH）的支持下开发，目前是量化人类触觉最精确的设备。根据现场环境的需求，用户可选择通过有线或无线方式传输数据，观察并记录触觉变化。

中医为椎间盘退变（IDD）患者提供了一种替代性治疗方式和思维模式。本研究所采用的方案基于中医经络理论¹⁷，该理论认为邻近病变部位的穴位对相应区域具有治疗作用。中医还认为，膀胱经主要位于脊柱两侧，其循行路径与腰部区域密切相关，而该区域也与IDD患者常见的腰痛、下肢麻木及腿痛等症状密切相关。在中医临床实践中，膀胱经常被作为治疗IDD的首选经络。Ying¹⁸对240例符合标准的IDD患者进行了研究，以探索力敏性穴位¹⁹，并根据穴位是否存在敏化特征来判断其是否为力敏性穴位。结果显示，IDD患者的力敏性穴位主要分布在膀胱经（占41.37%）。根据一项数据挖掘研究²⁰的发现，穴位主要分布于沿腰腿部易发疼痛区域循行的经络上，即主要位于膀胱经。因此，在本研究中，我们结合家兔穴位分布情况，并参照实验针灸学指南²¹，选取靠近腰椎的三个穴位——脾俞（BL20）、三焦俞（BL22）和肾俞（BL23）——作为刺激靶点，从而限定治疗范围。

方案

成都中医药大学动物实验伦理委员会审查并批准了本研究的所有实验方案（批准号：CUTCM-2021-23），本方案的所有操作均遵循该委员会的指导原则。选用6月龄新西兰白兔（n = 15），体重 2.5 ± 0.2 kg，由成都大硕实验动物有限公司提供，实验动物许可证号：SCXK（苏）2017-0002。标准动物饲养条件为：温度20–26 °C，湿度50%–70%，12小时光照与12小时黑暗交替循环，自由饮食和饮水。空白组包括未经任何处理的兔子（无手术切口及椎间盘穿刺）。

1. 建立椎间盘退变兔模型

注意：以下方案用于建立IDD模型。

1. 根据兔子的体重，沿耳缘静脉注射3%戊巴比妥钠溶液进行麻醉，剂量为1.2 mL/kg。麻醉过程中注意观察兔子的呼吸频率和瞳孔变化，尽可能缓慢推注药物。在手术区域皮下注射美洛昔康，剂量为0.35 mg/kg，用于术前镇痛。
2. 将模型组和推拿组的兔子固定于手术 台上，保持俯卧位。剃除右侧下腰部脊柱区域的毛发（手术区域），并做好皮肤处理准备。
3. 将麻醉后的兔子置于无菌手术台上，保持俯卧位，脊柱对齐，兔子右侧朝向操作者。
4. 剃毛后，首先使用氯己定溶液对手术区域进行第一轮消毒，持续3–5分钟。待其自然干燥后，使用碘伏进行第二轮消毒，持续1–3分钟。再次干燥后，使用70%酒精进行第三轮消毒。每轮消毒范围应覆盖周围至少5–10 cm的皮肤区域。待酒精完全干燥后，用无菌手术巾覆盖手术区域，保持无菌状态直至手术开始。 随后，使用手术刀在距脊柱中线3 cm处做一长约5 cm的切口。分离皮肤、筋膜和肌肉组织，避开明显血管，沿脊柱方向用手指探查，定位腰椎节段。
5. 借助光源观察右侧腰椎节段。若出血影响视野，使用无菌干棉球清除血液。选用16 G骨穿刺针（见材料表）。取出穿刺针的针芯 后，将外针针端用折叠的无菌纱布块包裹，并置于穿刺术者手掌中。
6. 用五指捏紧针体固定，分别在L3/L4、L4/L5和L5/L6腰椎节段的右侧椎间盘垂直穿刺。
7. 成功穿刺后，将针头旋转一圈，停留10秒，然后退出。将针芯重新插入穿刺针后，推出白色胶状髓核组织。
8. 缝合筋膜层和皮层。 随后，用无菌纱布覆盖切口。术后每日一次在手术区域皮下注射美洛昔康，剂量为0.35 mg/kg，连续给药七天，用于动物术后疼痛管理。
9. 造模后第二天，通过静脉注射3%戊巴比妥钠溶液对兔子进行麻醉。进行磁共振成像（MRI）检查并获取图像，以判断模型是否成功。使用SPEC 0.35-T成像仪进行磁共振成像（MRI）检查。在矢状面上获取T2加权图像（T2WIs），扫描参数如下：快速自旋回波（SE）序列，重复时间（TR）3100 ms，回波时间（TE）115 ms，层厚3 mm，层间距0.8 mm。

2. 使用手指护具

1. 对操作者的手部进行消毒，并小心地将指套传感器佩戴在右手。调整手套位置，使隐藏在指套指腹内的传感器正对操作者手指的指腹，以实现更佳的信息采集效果。
2. 将指套上传感器端部插入电路板接口，并确保连接稳固，以免在操作过程中中断信息传输。
3. 使用通用串行总线（USB-C）线缆将计算机与指套电路板的输入端口连接，并调整传输线缆的位置，确保其在操作过程中不会松脱，且不会妨碍操作者活动。
4. 启动计算机上的软件系统。务必在打开软件前先将指套传感器连接至计算机。
5. 在软件界面左侧的传感器量程 (N)选择框中，点击下拉按钮并选择10N，以设定传感器的测量范围。准备就绪后，可在动态监测图表中观察到一定的力值：即操作者手指与指套之间的接触压力。点击系统中的去皮（Tare）按钮，将力值归零。
6. 保持操作者施加的力恒定，使力曲线稳定在目标数值。
7. 实时监测力曲线，并根据曲线变化调整施力水平。
8. 操作结束后，点击软件中的导出图表数据按钮，导出反映各时间段受力水平的信息表格。

3. 推拿操作方法

1. 为避免因操作者熟练程度、准确性和手法强度差异导致的误差，所有推拿干预应由同一人完成。
   注意：操作者必须是接受过专业培训且具有至少5年推拿临床经验的执业医师。
2. 轻轻将操作者的左手放在兔子背部的背面 并固定其位置，以防止兔子躯干在操作过程中挣扎和移动。
   1. 用右手操作，尽量保持肩部、腰部和手腕放松。
      注意：操作者的双肩应自然下垂，肘部自然弯曲，手腕应灵活，不可紧张僵硬。
3. 按摩和点按穴位。按摩脊柱左侧的脾俞（BL20）、三焦俞（BL22）和肾俞（BL23）穴位。将拇指指腹置于穴位上，其余四指自然放置于对侧肌肉皮肤处，以固定拇指及其余四指的手势。
   注意：穴位定位（"Cun" 是传统针灸理论中用于确定穴位位置的测量单位：
   BL20：位于第11胸椎棘突下缘，距后正中线1.5寸（约15 mm）处^th 胸椎
   BL22：位于第1胸椎棘突下缘，距后正中线1.5寸（约15 mm）处^st 腰椎
   ​BL23：位于第二腰椎棘突下缘，距后正中线1.5寸（约15 mm）处^nd 腰椎
4. 按压一次，揉动3次为一个周期。揉动过程中，悬腕并屈伸腕关节，以前臂主动发力，带动拇指以8 N的力度、30周期/分钟的频率，对穴位进行有节律的环形按压。
5. 点压操作时，将拇指垂直置于穴位皮肤上，缓慢加力至10 N，持续按压至白兔皮肤下陷0.5 cm后，再缓慢减小压力。每个穴位重复此操作1分钟。
6. 轻弹竖脊肌。
   1. 轻弹兔左侧下背部的竖脊肌。将手指置于竖脊肌的侧面，其余四指自然放于对侧，垂直施加适当压力，深度约为0.5 cm。
7. 放松腕关节，利用摆动前臂的力量带动拇指，以垂直于肌纤维走向的横向弹拨动作，向肌内侧进行弹拨，如同拨动琴弦。每个周期内对肌肉弹拨3次，从上至下缓慢移动操作位置。确保施加的力为10 N，频率为30周期/分钟，每侧操作2分钟。
   注意：不允许长时间连续拔取同一块肌肉。
8. 每天一次，每周5次，连续4周，对兔子两侧的三个穴位分别揉捏并弹拨5分钟，两侧共计10分钟。操作右侧时应注意避开手术切口。
9. 定位穴位时应力求精确，最好依据骨性标志进行定位。
   注意：需要特别指出的是，与人类不同，白兔有7块腰椎，腰椎节段的位置可根据影像进行观察，且腰椎在触感上与胸椎不同。此外，在触诊的针灸穴位处存在明显的凹陷。在操作过程中观察白兔的状态也有助于定位针灸点，因为当触碰到正确的针灸点时，白兔的肌肉会呈现紧张状态。

结果

推拿手法力学曲线的基本特征
图1 显示了在推拿干预椎间盘退变模型兔过程中，实时记录揉法、点法和弹拨法的压力随时间变化的软件截图，以及相应的一阶速度特征。由于兔腰部肌肉在操作过程中反作用力的变化，该曲线并非完全直线，也不完全符合某种特定的函数关系。我们可根据软件界面上曲线的变化进行调整，使施加的力尽可能接近规定数值的标准线。

MRI检查结果的变化
使用VET-0.3 T MRI（见材料表）对白兔进行检查，以评估椎间盘（IVD）的形态学状态。图2展示了三组动物的矢状面切片。MRI结果显示，空白组兔子的椎间盘状态良好，表现为髓核饱满、信号强度高，且髓核与纤维环之间界限清晰。模型组的MRI图像则显示出椎间盘退变的早期特征，如髓核脱水、信号降低、纤维环破裂以及髓核与纤维环之间的界限模糊，表明造模成功。然而，在推拿手法干预后，纤维环裂隙仍较明显，这可能是因为机...

讨论

鉴于椎间盘（IVD）结构和功能的复杂性，我们选择兔子作为椎间盘退变（IDD）疾病的构建模型，该疾病以细胞介导的异常反应为特征，针对进行性结构损伤产生病理响应。已有多种动物模型（如兔子、大鼠和狗）被用于研究退变过程中结构、生物学及生化特性的变化^23,24,25。然而，在将结果与人类组织进行比较时，必须考虑以下重要因素：解剖学与生物力学差异、随年龄发生的变化以及椎间盘的应力分布情况²⁶。在小型和中型四足动物（如白兔）中，所承受的负荷可能较低，但椎间盘高度也明显较小，椎间盘内压力可能相近²⁷。此外，与人类相似，椎间盘的生化组成会随年龄增长而发生变化，表现为纤维环改变、软骨细胞代谢变化以及蛋白聚糖分泌的改变²⁸。因此，在初步的临床前研究中使用兔IDD模型可能既具有相关性又具备成本效益^...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
0.3 T 兽用磁共振成像（MRI）	NINGBO CHUANSHANJIA	CSJ-MR
医用酒精	LIRCON	20230107
苯唑西林钾	江西科达动物药业	140051251
手指TPS触觉测量系统	TPS
手指TPS保护罩	TPS	CSU8-10N
止血钳	SHINVA	20211239
注射器	CONPUVON	20153151307	1 mL、5 mL、10 mL
手术刀片	Hons Medincal	20210615
医用吸水棉球	Cofoe	20210006
医用缝合针	上海小蚁医疗器械	20192020430
髓核穿刺针	扬州江洲医疗器械	20190902	用于穿刺腰椎间盘
生理盐水	NeilMed	C1210504D2
聚维酮碘溶液	四川伊吉斯医疗科技	20221209
PPS 变色龙 TVR 软件	TPS
准微量天平	Explorer
兔解剖手术台	振华生物医学	ZH-BXT-3Z	用于固定兔子
剃毛器	AUX
无菌纱布	Cofoe	20202140675
外科手套	DR.LERSH	20172140028
手术刀	Hons Medincal	20210019
手术镊	SHINVA	20210233
USB-C 数据传输线	KINI
白光摄影显微镜	Nikon	Eclipse Ci-L