C4-C7椎体在预牵引作用下产生纵向位移，椎体中点及右横突的纵向位移量由C4到C7逐渐减小(P < 0.05)，左横突纵向位移量由C5到C7逐渐减小(P < 0.05)。C4-C7的不同椎体位置纵向位移量比较差异有显著性意义(P < 0.05)。进一步做左右横突两两比较，C4的右侧横突纵向位移量显著大于左侧横突(P < 0.05)，C5-C7的左、右侧横突纵向位移量比较差异无显著性意义(P > 0.05)。
2.2   扳动时椎体纵向位移比较   见表3。

不论扳动力大小，右侧横突与椎体中点的纵向位移量均由C4到C7逐渐减小(P < 0.05)，左侧横突椎体纵向位移量比较差异无显著性意义(P > 0.05)。150，250 N扳动力时，C4右侧横突的纵向位移量均显著大于左侧横突(P < 0.05)；50 N扳动力时，C4左侧横突与右侧横突的纵向位移量比较差异无显著性意义(P > 0.05)。不同扳动力比较，50 N扳动力的椎体纵向位移量显著小于150 N，250 N扳动力组(P < 0.05)，150 N扳动力组与250 N扳动力组椎体纵向位移量比较差异无显著性意义(P > 0.05)。

旋提手法是骨伤科代表手法之一，能够有效改善颈椎病各种症状，且操作安全性高，临床应用广泛。团队前期一系列临床研究证明了旋提手法的临床疗效与安全性[1-4]，并且通过力学与运动学测量明确了旋提手法的各项生物力学特征(力的幅度、方向、速率等)[5-7]，但对其作用机制认识仍不全面。

国内外关于手法的机制研究集中于生物力学与神经生理反应[8-10]；相关权威综述表明，手法不同的力学参数(预加载力、扳动峰值力、扳动持续时间、扳动速率以及施力部位等)与脊柱生物力学变化以及神经生理反应之间存在特殊的剂量-反应关系[11-12]，明确其中关联将有助于揭示手法的内在作用机制，为临床决策提供更有力的证据支撑[13]。手法引起的椎体位移是脊柱生物力学变化的直观表现，也进一步影响到后续的神经生理变化；但受伦理与技术限制，人体研究只能大致评估椎体运动范围，更精细的椎体位移测量仍需通过动物实验或体外尸体研究进行[14]。而截至目前，尚无相关研究分析旋提手法的椎体位移情况，且扳动力大小与椎体位移的关系仍不清楚。基于此，此次研究拟在人体颈椎标本上模拟不同扳动力的旋提手法，并运用运动捕捉技术，观察旋提手法操作中下颈椎椎体的位移变化，比较不同扳动力对下颈椎椎体位移变化的影响。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

1.1   设计   基于尸体颈椎标本模拟旋提手法，体外生物力学实验，组间比较采用单因素方差分析。
1.2   时间及地点   实验于2010年12月在南方医科大学生物力学实验室完成。
1.3   材料
1.3.1   标本   7具成年男性新鲜尸体颈椎标本，由南方医科大学提供，研究方案实施经南方医科大学伦理委员会批准。上端由枕骨孔上10 cm断离，保持寰枕关节部结构的完整性，下端自胸椎1-2椎间盘水平断离；剔除皮肤肌肉，保留颈椎韧带及小关节完整。标本以双层保鲜膜包裹密封，置于自然位，避免过伸、过屈、旋转，于-20 ℃低温冰箱保鲜保湿待用。实验前1 d，取出标本置于冰箱的冷藏层内过夜，让标本自然解冻，将解冻后标本上端的颅底和下端的T1椎体，分别置入塑形容器，用聚甲基丙烯酸甲酯(牙托粉)包埋，仅露出颈段，上下包埋块的水平度不大于0.1°，枕骨大孔与水平面平行，C6椎体上缘与水平约呈20°前倾角(以模拟正常脊柱中立位姿势)。
1.3.2   实验设备   MTS生物力学材料实验机(型号MTS858.02，Minnesota公司生产)；运动捕捉系统由6台数字动作捕捉镜头围绕于场地周边组成(型号Hawk，Motion Analysis公司生产，像素值为500万，最高采集频率为500帧/s，精度为0.01 mm)；Cortex分析软件(Motion Analysis公司开发，用于动作捕捉数据的分析和三维图像重建)。
1.4   实验方法  
1.4.1   模拟旋提手法加载   将制备好的标本固定于MTS生物力学材料实验机，在计算机上预先设置3种不同工况加载方案，见表1。根据头颅重心点预加载100 N，以模拟头颅质量及颈伸肌群的作用。在加载实验前，进行3次小量程加载/卸载循环的预处理，使颈椎黏弹性影响降至最小。每次预处理后停留30 s左右，以允许颈椎蠕变，得到稳定的实验结果。在第4次加载时进行测量。

模拟旋提手法加载方法：将颈椎标本向右旋转70°，前屈10°，先予150 N缓慢上牵持续5 s，模拟预牵拉操作过程，然后给予设定的加载力(50，150，250 N)，快速向上扳动0.11 s(加载数据来源于团队前期研究[5-6])。每具标本均进行3种工况加载方案。 
1.4.2   运动学测量

场地校准：打开运动捕捉系统，先后采用L型标定器及T型标定器在场地中进行静态及动态标定，对仪器及场地进行校准。

Marker点设置：①在C4-C7每个椎体前缘中点及双侧横突后结节处拧入直径为1 mm螺钉，每个椎体3枚，共计12枚。②C4-C7每个椎体钻入4根直径2 mm长20 cm钢针，共计16根；将特制的标志发光点固定在每根钢针游离端作为Marker点，见图1。

运动捕捉：启动运动捕捉系统，采用虚拟探针确认每个螺钉位置，并将每个椎体的螺钉位置与Marker点进行空间绑定；启动MTS材料机模拟旋提手法加载，其过程通过运动捕捉系统进行动态记录，应用CORTEX程序进行分析和处理。
1.5   主要观察指标   经运动学测量螺钉位置的运动变化数据，进而得出颈椎标本C4-C7不同椎体位置(右横突、椎体中点、左横突)的纵向位移量。
1.6   统计学分析   应用SPSS 20.0软件进行数据处理。计量资料符合正态分布，以x±s进行统计描述；椎体位置、节段、扳动力不同时椎体位移比较采用单因素方差分析，进一步的两两比较采用LSD-t检验；不符合正态分布则采用非参数秩和检验；均以P < 0.05为差异有显著性意义。该文统计学方法已经中国中医科学院望京医院生物统计学专家审核。

此次研究主要从生物力学角度分析了旋提手法操作时下颈椎椎体的位移情况，以及不同扳动力对下颈椎椎体位移的影响，结果发现旋提手法引起了下颈椎各椎体不同位置的纵向位移，且与扳动力大小相关。临床中旋提手法的预牵引与扳动的力的方向主要以纵向的提拉力为主，因此其导致的椎体位移也主要为纵向，这与其他颈椎手法存在较大的区别[15]。梅凌等[16]使用两具颈椎标本模拟颈椎定点旋转手法，对各节段的位移运动情况以及亚生理区活动范围进行测量，其中椎体位移在三维平面内6自由度有复杂变化。而旋提手法则以纵向的位移为主，其他方向位移均较小且无明显的差异。尽管不同的手法在力、方向以及引起椎体位移等生物力学变化上不尽相同，但却产生相似的临床效果[17-18]，这也提示手法的疗效机制不仅是单纯的生物力学变化，也应进一步研究变化引起的一系列神经生理反应。

此次研究采用的颈椎标本与正常人体存在一定差别，有相关研究表明，在尸体上进行手法操作往往比人体产生更大的扳动力和椎体位移，这是由于医生在尸体进行手法时缺少神经肌肉反应以及患者的主观回馈[19]；但脊柱手法作为高速低幅运动，操作时间要明显快于肌肉的响应时间，在手法作用时间内椎旁肌只起到了黏弹性阻力的作用，因此，相同扳动力下尸体与正常人体的椎体运动仍具有较高的相似性。而颈椎标本能够通过一些侵入性手段进而精确量化每个椎体的位移，这在正常人体中是无法实现的，因此，手法的体外生物力学研究仍是明确椎体位移的有效方案之一。另外。此次研究通过旋提手法体外模拟加载装置，能够准确进行规定轨迹与扳动力的旋提手法操作，有效避免因个人操作产生的扳动力大小误差。

研究结果表明，无论预牵引或扳动时，椎体位移量由C4到C7均呈逐渐递减趋势，同时C4的右侧横突位移量要明显大于左侧横突，也大于C5-C7右侧横突(尽管在50 N扳动力时这种差异没有统计学意义)。从生物力学角度，颈椎的稳定性是由上向下逐渐增加的，且颈椎生理性弯曲弧线顶点位于C4/5平面，该处最容易出现应力集中[20]，这也与此次研究结果相吻合。因此在旋提手法操作时，颈椎处于旋转及屈曲状态，应力主可能要向旋转侧的C4横突周围集中。但以上均是基于椎体运动与生物力学角度的推测，具体应力集中情况仍需进一步研究阐明。

在扳动力大小方面，此次研究表明椎体位移会随旋提手法扳动力的增大而增大，这与既往大多数研究结果相似。NOUGAROU等[21]对25名健康志愿者实施脊柱手法，发现神经肌肉反应主要受施力率的影响，而椎体位移主要受扳动峰值力的影响。同时在动物研究中也有类似发现，COLLOCA等[22]利用一种定制驱动器模拟腰椎手法来评估不同力-时间对绵羊腰椎的影响，结果显示随着扳动力增加，L3棘突的位移增加。COLLOCA等[23-24]的后续研究进一步表明，3个方向的椎体位移和相邻节段的位移差随着扳动力的增加而增加。然而，此次研究中，250 N 扳动力的椎体位移虽然在数值上大于150 N扳动力的椎体位移，但二者统计学无显著差异，这提示旋提手法扳动力-椎体位移并非呈典型的线性变化，而是随着扳动力的增加，椎体位移的增加幅度逐渐降低，这也更符合软组织黏弹性的生物力学特点。

研究具有以下局限性：①只分析了下颈椎C4-C7的椎体位移，上颈椎的位移情况有待进一步研究阐明；②由于旋提手法为纵向提拉，其他方向位移量差异并不显著，研究仅对椎体的纵向位移进行了统计分析；③旋提手法模拟加载装置和体外研究并不能完全代表临床环境中的操作，需更加谨慎地解释和使用研究结果；④尽管旋提手法具有调整椎体间位移的生物力学效应，但该理论与临床疗效之间的相关性仍需从多角度分析。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

文题释义：
旋提手法：患者端坐位，术者站在患者身后，引导患者头部水平旋转至最大角度，然后屈曲到最大角度，再稍旋转达到有固定感，术者肘部托患者下颌，轻轻顺势向上牵引3-5 s，嘱其放松肌肉同时肘部轻快短促发力向上提拉。
运动捕捉：基于计算机图形学原理，通过视频捕捉设备准确测量物体在三维空间中的运动轨迹或姿态；并通过软件对图像数据进行处理，获取捕捉物体的空间坐标(X、Y、Z)与三维位移量。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

旋提手法在临床中应用广泛，其疗效与安全性已经过充分研究证实，但对旋提手法机制认识仍不全面。明确旋提手法操作时的椎体位移情况有助于了解颈椎的生物力学变化，并进一步揭示手法作用机制。故此次研究采用人体颈椎标本进行体外生物力学实验，应用MTS材料机模拟旋提手法加载，运动捕捉系统进行椎体位移测量；首次明确了旋提手法操作时下颈椎每个椎体以及椎体不同位置的位移情况，同时对比了不同扳动力下的椎体位移变化，为旋提手法的进一步机制研究奠定生物力学参数基础。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程