有限元分析对比颈椎旋转手法和旋提手法的生物力学差异

doi:10.12307/2026.205

中国组织工程研究 ›› 2026, Vol. 30 ›› Issue (21): 5361-5368.doi: 10.12307/2026.205

• 骨与关节生物力学 bone and joint biomechanics • 下一篇

有限元分析对比颈椎旋转手法和旋提手法的生物力学差异

翁汭1，2，黄学成3，林东鑫4，谢思远1，俞瑶帅1，陈采睿4，谭鹏3，赵子琳5，谢普生6，李义凯6

南方医科大学，1中医药学院，4基础医学院，6第三附属医院，广东省广州市 510000；2 广州中医药大学第三附属医院骨科，广东省广州市 510000；3广州中医药大学深圳医院(福田)骨伤二科，广东省深圳市 518000；5河北中医药大学，河北省石家庄市 050000

接受日期:2025-08-05 出版日期:2026-07-28 发布日期:2026-03-03
通讯作者: 李义凯，二级教授，主任医师，博士生导师，南方医科大学第三附属医院，广东省广州市 510000
作者简介:翁汭，男，广东省汕头市人，汉族，博士，医师，主要从事脊柱脊髓疾病的诊疗及其生物力学研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(82274669)，项目负责人：李义凯；国家自然科学基金青年项目(82205301)，项目负责人：黄学成；深圳市自然科学基金面上项目(JCYJ20240813160702004)，项目负责人：黄学成；广州中医药大学校院联合科技创新基金面上项目(GZYFT2024G09)，项目负责人：黄学成；广州市科技计划项目(202201011135)，项目负责人：谢普生；广东省高校青年创新人才项目(2023KQNCX015)，项目负责人：翁汭；广州中医药大学第三附属医院科研创新基金(SY2023004)，项目负责人：翁汭

Comparison of biomechanical differences between cervical rotation and rotation-traction manipulations using finite element analysis

Weng Rui1, 2, Huang Xuecheng3, Lin Dongxin4, Xie Siyuan1, Yu Yaoshuai1, Chen Cairui4, Tan Peng3, Zhao Zilin5, Xie Pusheng6, Li Yikai6

1School of Traditional Chinese Medicine, 4School of Basic Medical Sciences, 6Third Affiliated Hospital, Southern Medical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China; 2Department of Orthopedics, Third Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China; 3Second Department of Orthopedics, Shenzhen Hospital (Futian) of Guangzhou University of Chinese Medicine, Shenzhen 518000, Guangdong Province, China; 5Hebei University of Chinese Medicine, Shijiazhuang 050000, Hebei Province, China

Accepted:2025-08-05 Online:2026-07-28 Published:2026-03-03
Contact: Li Yikai, Professor, Chief physician, Doctoral supervisor, Third Affiliated Hospital, Southern Medical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China
About author:Weng Rui, MD, Physician, School of Traditional Chinese Medicine, Southern Medical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China; Department of Orthopedics, Third Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China
Supported by:
National Natural Science Foundation of China, No. 82274669 (to LYK); National Natural Science Foundation of China (Youth Program), No. 82205301 (to HXC); Shenzhen Natural Science Foundation (General Program), No. JCYJ20240813160702004 (to HXC); University-Hospital Joint Fund Project of Guangzhou University of Chinese Medicine, No. GZYFT2024G09 (to HXC); Guangzhou Science and Technology Planning Project, No. 202201011135 (to XPS); Guangdong Province College Youth Innovative Talent Project, No. 2023KQNCX015 (to WR); Research and Innovation Fund of the Third Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, No. SY2023004 (to WR)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

颈椎旋转手法：是临床上最常用的中医脊柱推拿手法之一，主要用于治疗颈椎病及颈椎小关节紊乱等颈部相关疾病。该手法通过对颈椎施加针对性的旋转力，可调整小关节位置、缓解肌肉紧张，从而改善颈部不适症状。
颈椎旋提手法：是中国中医科学院望京医院朱立国院士在传统颈椎旋转手法基础上创新形成的定位牵引类中医脊柱推拿手法，主要用于治疗颈椎病、颈椎小关节紊乱及颈椎间孔狭窄等颈部相关疾病。该手法主要通过“旋转-提拉”等关键操作，医师通过复合力学作用调整颈椎关节关系、扩大椎间孔容积，从而改善颈部不适症状。

摘要
背景：目前，颈椎旋转手法和颈椎旋提手法治疗神经根型颈椎病的生物力学差异尚未得到系统阐述。
目的：对比颈椎旋转手法与旋提手法治疗因颈椎间盘突出导致神经根型颈椎病的生物力学差异，为临床合理选择手法提供依据。
方法：招募1名因颈椎间盘左后侧突出压迫神经根导致神经根型颈椎病的27岁亚洲男性患者，提取其头颅和颈椎CT扫描数据构建头颅和全颈椎有限元模型。模型验证后将颈椎旋转手法和旋提手法的关键参数加载到模型中，对比分析两种手法对椎间盘、关节突关节、脊髓及神经根等应力、椎间盘位移以及颈椎间孔容积等指标的影响。
结果与结论：①在Von-Mise 应力方面，颈椎旋转手法对椎间盘纤维环、髓核、关节突关节产生的最大应力分别为0.903，0.139，2.186 MPa，较旋提手法(0.765，0.123，1.682 MPa)显著增加18%，13%，30%；而脊髓和神经根最大应力为2.547 MPa，较旋提手法(2.738 MPa)降低7%；②在位移方面，颈椎旋转手法对椎间盘突出侧最大的向前位移为1.067 mm，比旋提手法(0.960 mm)多出11.1%；③在椎间孔容积变化方面，两种手法实施后较实施前均有增加，其中旋转手法增加15.5%，旋提手法增加19.8%，后者扩大椎间孔容积的效果更显著；④提示颈椎旋转手法在促进突出椎间盘向前位移方面存在优势，但对椎间盘及关节突关节产生的应力较高，易引发椎间盘损伤；旋提手法会使脊髓和神经根承受稍高应力，但能更有效地扩大椎间孔容积，减少椎间盘结构损伤风险；临床治疗时，应依据患者具体病情，审慎权衡两种手法的利弊，合理选择应用。

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

关键词: 颈椎旋转手法, 颈椎旋提手法, 生物力学, 有限元分析, 神经根型颈椎病

Abstract: BACKGROUND: Currently, the biomechanical differences between cervical rotation manipulation and cervical rotation-traction manipulation for the treatment of cervical radiculopathy have not been systematically elucidated.
OBJECTIVE: To compare the biomechanical differences between cervical rotation manipulation and cervical rotation-traction manipulation in the treatment of cervical spondylotic radiculopathy caused by cervical disc herniation, and to provide a basis for the rational selection of manipulation in clinical practice.
METHODS: A 27-year-old Asian male patient with cervical spondylotic radiculopathy caused by left posterior cervical disc herniation compressing the nerve root was recruited. The CT scan data of the skull and cervical spine were extracted to construct a finite element model of the skull and the whole cervical spine. After the model was verified, the key parameters of cervical rotation manipulation and cervical rotation-traction manipulation were loaded into the model, and the effects of these two manipulations on the stress of the intervertebral disc, facet joint, spinal cord and nerve root, disc displacement, as well as the volume of the cervical intervertebral foramen and other indexes were compared and analyzed.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) In terms of Von-Mise stress, the maximum stresses of cervical rotation manipulation on the annulus fibrosus of the intervertebral disc, nucleus pulposus and facet joint were 0.903, 0.139, and 2.186 MPa, respectively, which were increased by 18%, 13%, and 30% compared with those of cervical rotation-traction manipulation (0.765, 0.123, and 1.682 MPa). The maximum stress of the spinal cord and nerve root was 2.547 Mpa, which was 7% lower than that of cervical rotation-traction manipulation (2.738 MPa). (2) In terms of displacement, the maximum forward displacement of the side with intervertebral disc herniation under cervical rotation manipulation was 1.067 mm, which was 11.1% more than that under cervical rotation-traction manipulation (0.960 mm). (3) In terms of the change in the volume of the intervertebral foramen, both manipulations led to an increase compared with before the manipulation. The volume increased by 15.5% under rotation manipulation and 19.8% under rotation-traction manipulation, and the latter had a more significant effect on expanding the volume of the intervertebral foramen. (4) It is concluded that cervical rotation manipulation has an advantage in promoting the forward displacement of the herniated intervertebral disc, but it generates higher stress on the intervertebral disc and facet joint, and is likely to cause intervertebral disc injury. Cervical rotation-traction manipulation makes the spinal cord and nerve root bear slightly higher stress, but it can more effectively expand the volume of the intervertebral foramen and reduce the risk of intervertebral disc structural injury. In clinical treatment, the advantages and disadvantages of these two manipulations should be carefully weighed according to the specific condition of the patient, and the application should be rationally selected.

Key words: cervical rotation manipulation, cervical rotation-traction manipulatio, biomechanics, finite element analysis, cervical spondylotic radiculopathy

中图分类号:

翁汭, 黄学成, 林东鑫, 谢思远, 俞瑶帅, 陈采睿, 谭鹏, 赵子琳, 谢普生, 李义凯. 有限元分析对比颈椎旋转手法和旋提手法的生物力学差异[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(21): 5361-5368.

Weng Rui, Huang Xuecheng, Lin Dongxin, Xie Siyuan, Yu Yaoshuai, Chen Cairui, Tan Peng, Zhao Zilin, Xie Pusheng, Li Yikai. Comparison of biomechanical differences between cervical rotation and rotation-traction manipulations using finite element analysis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2026, 30(21): 5361-5368.

图/表（结果） 3

2.1 有限元模型的验证结果 头颅+颈椎有限元模型在各个运动节段各个方向的活动度如图2A-C，这些数值基本在实验数据和文献的活动度范围之内[21，25]，说明模型验证有效，可用于实验分析。另外，对模型进行了网格收敛性研究，共采用 0.8，1.2，1.8，2.7 mm 4种网格尺寸。结果显示，当网格尺寸为0.8 mm和1.2 mm时，椎间盘的最大压应力差异在5%以内(图2D)，但0.8 mm网格的计算时间是1.2 mm网格的数倍。综合权衡计算精度与效率后，此次研究最终选定1.2 mm作为网格尺寸，该网格尺寸下包含932 386个单元和269 013个节点。

2.2 椎间盘纤维环和髓核、关节突关节、脊髓和神经根的应力 此次研究是基于C5/6左侧椎间盘突出压迫神经根患者构建的有限元模型，分析数据主要以C5/6节段为主。在椎间盘纤维环(主要为纤维环基质)方面，实施颈椎旋转手法和颈椎旋提手法后的最大Von-Mise应力分别为0.903 MPa和0.765 MPa，如图3A，B所示。与颈椎旋提手法相比，颈椎旋转手法的椎间盘纤维环最大应力增加了18%。在椎间盘髓核方面，实施颈椎旋转手法和颈椎旋提手法后的最大Von-Mise应力分别为0.139，0.123 MPa，如图3C，D所示。与颈椎旋提手法相比，颈椎旋转手法的椎间盘髓核最大应力增加了13%。在关节突关节方面，实施颈椎旋转手法和颈椎旋提手法后的最大Von-Mise应力分别为2.186 MPa和1.682 MPa，如图3E，F所示。与颈椎旋提手法相比，颈椎旋转手法的关节突关节最大应力增加了30%。在脊髓和神经根方面，实施颈椎旋转手法和颈椎旋提手法后的最大Von-Mise应力分别为2.547 MPa和2.738 MPa，如图3G，H所示。与颈椎旋提手法相比，颈椎旋转手法的脊髓和神经根最大应力减少了7%。
2.3 椎间盘的向前位移 对于椎间盘的向前位移，实施颈椎旋转手法和颈椎旋提手法后的最大位移分别为1.067 mm和0.960 mm，最大位移主要集中在椎间盘突出侧的后外方，如图4A，B所示。与颈椎旋提手相比，颈椎旋转手法的椎间盘向前位移增加了11.1%。

2.4 椎间盘突出侧颈椎间孔容积 实施颈椎旋转手法前后的椎间孔容积如图5所示，其切割面是选取经过下椎体左侧椎弓根中点的矢状面，椎间孔容积是以上椎体的后下边界、下椎体的后上边界、上下关节突前缘以及在上下椎体后缘画一条大致直接形成的骨孔边界[27]。然后截取切割面导入SolidWorks 2017软件进行计算。根据计算得手法实施前C5/6左侧颈椎间孔容积为34.393 mm2。实施颈椎旋转手法和颈椎旋提手法后C5/6左侧椎间孔的容积分别为39.724和41.216 mm2。与手法实施前对比，实施颈椎旋转手法和颈椎旋提手法后左侧椎间孔容积分别增加了15.5%和19.8%。

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引言

颈椎间盘突出引发的对颈神经根直接或间接的机械压迫，以及由此产生的炎症递质的刺激是神经根型颈椎病发病的关键因素[1]。神经根型颈椎病患者主要表现为受累神经根所支配区域的疼痛、麻木和功能障碍等症状[2-3]。目前，神经根型颈椎病以非手术治疗为主，据文献报道，多数的神经根型颈椎病患者可通过非手术疗法改善症状[2，4]。
颈椎旋转手法和颈椎旋提手法是治疗神经根型颈椎病常用的保守治疗手段。颈椎旋转手法凭借改变突出物与神经根位置关系、松解软组织粘连等特点[5-6]，在神经根型颈椎病治疗中发挥重要作用。颈椎旋提手法是朱立国院士团队在传统颈椎旋转手法基础上的创新，该手法能促使纤维环产生较大垂直位移，有助于突出髓核的短期回纳，减轻对神经根的压迫刺激[7-8]。既往研究已证实这两种手法对神经根型颈椎病均有一定疗效[9-11]，然而，在临床实践中，手法使用不当引发的严重并发症时有发生[12-15]。王辉昊等[12-13]分别统计分析了2012年以前和2012年以后手法治疗颈椎病不良事件的发生情况，他们发现多数的不良事件由旋转复位类手法引起。KRANENBURG等[14]对颈椎手法治疗过程中出现的不良事件进行系统评价，发现颈椎手法可引发多种不良事件，其中包括脊髓损伤导致肢体感觉和运动功能障碍甚至截瘫、神经根损伤引发放射性疼痛与麻木等。这表明颈椎手法的选择及适应证把控至关重要，然而目前在临床应用中，如何依据不同患者的具体情况，精准选择合适的中医颈椎手法以改善症状，同时避免对患侧椎间盘和神经根造成二次损伤，尚缺乏明确的理论指导与数据支持。
目前，颈椎旋转手法和颈椎旋提手法治疗神经根型颈椎病的生物力学差异尚未得到系统阐述。明确这两种手法对椎间盘应力、位移以及椎间孔容积等方面的影响差异，对临床根据患者具体病情选择最优治疗手法、实现精准治疗具有关键意义。有限元分析作为一种先进的生物力学研究方法，具有非侵入性、可重复性强的优势，能够精确模拟颈椎在不同受力情况下的力学响应[16-17]。此次研究创新性地构建高精度的头颈联合有限元模型，将颈椎旋转与旋提两种手法的关键参数导入同一患者全颈椎模型，可以更加真实地对颈椎旋转手法和旋提手法进行精准模拟，深入剖析其生物力学机制[18]。基于此，此次研究结合临床实际病例数据，借助有限元分析技术，对比分析两种手法对椎间盘应力、位移和椎间孔容积的影响，挖掘其生物力学机制，期望为颈椎手法治疗神经根型颈椎病的应用提供理论基础，为临床精准选择手法提供理论依据，推动该领域的精准化治疗发展。

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

材料方法

1.1 设计 有限元分析。
1.2 时间及地点 实验于2023年6-12月在广州中医药大学第三附属医院数字骨伤研究室进行。
1.3 对象 招募1名因颈椎间盘左后侧突出压迫神经根导致神经根型颈椎病的27岁亚洲男性患者，身高173 cm，体质量70 kg。该患者只有C5/6节段的颈椎间盘突出，其他颈椎节段未见椎间盘突出，只进行保守治疗，无颈椎手术史，未见其他颈椎创伤、畸形、肿瘤等颈椎疾病。
此次研究的实施符合《赫尔辛基宣言》，研究方案通过广州中医药大学第三附属医院伦理委员会审查并获得批准(批号：PJ-KY-20231201-003)。已从志愿者处获得知情同意书并以书面形式呈现。
1.4 实验软件 使用Mimics 19.0(Materialize company，Belgium)、Geomagic Studio 2013 (Geomagic company，USA)和SolidWorks 2017 (Dassault Systems Corporation，France)进行有限元模型的构建。使用ABAQUS 2018 (Dassault Systems Corporation，France)进行有限元模型的分析。
1.5 实验方法
1.5.1 CT数据获取与储存在广州中医药大学第三附属医院影像科，CT扫描采用64排螺旋CT扫描仪(SOMATOM Definition AS+，Siemens，Germany)。CT详细参数如下：管电压120-140 kV，管电流140-280 mA，旋转时间0.75 s，矩阵512×512，视场350 mm，层厚1.25 mm，间隔0.625 mm，骨窗重建，常规软组织窗。扫描数据以DIOM格式直接存储。
1.5.2 有限元模型的构建利用Mimics 19.0软件读取DICOM格式的颈椎和头颅图像文件，通过骨组织与软组织阈值不同，提取骨组织进行着色，然后通过阈值分割、擦除、填充等功能提取头颅和颈椎的三维结构，其中头颅被处理成整一块头骨。然后，将模型以STL的格式从Mimics 19.0软件输出，导入到Geomagic Studio软件进行模型表面的光滑，修复洞和去除尖刺。利用精确曲面功能将头骨和椎骨生成几何实体，并以STP格式导入SolidWorks 2017软件。
在SolidWorks 2017软件中，进行皮质骨、松质骨、纤维环、髓核、软骨终板、颈脊髓和神经根、关节突关节软骨及韧带的建模。椎间盘被细分为纤维环和髓核，它们的体积比约为6∶4[19]。纤维环由纤维环基质和嵌入的纤维环纤维构成，纤维环纤维与横切面的倾角为±25°至±45°[20]。相关的韧带主要包括前纵韧带、后纵韧带、关节囊韧带、黄韧带、棘间韧带、棘上韧带、横韧带、齿状突顶端韧带、翼状韧带、十字韧带及其垂直部分[18，21]，这些韧带和纤维环纤维被建模为桁架元件，且只受拉伸力的作用[22]。脊髓由白质、灰质、软脊膜、硬脊膜和神经根组成[18]，在有限元模型中，脊髓和神经根与椎骨之间建立无摩擦接触，这是一种非线性接触，能够在接触面的切向和法向上产生滑动。当颈椎活动时椎体接触到脊髓，这种接触会立即生效，椎骨会压迫脊髓，在切向方向产生滑动，同时在法向方向上产生相互作用[21]。
然后利用ABAQUS 2018软件对上述模型进行装配、材料属性分配、相互关系定义和网格划分。将材料属性定义为线性、均匀和各向同性[21]，模型赋予的材料属性如表1所示[18，20-22]。使用表面接触绑定关系将髓核、纤维环与椎体相互绑定，并将韧带附着在颅骨和椎骨上，防止在模拟过程中发生任何相对运动[23]。小关节的接触关系被定义为摩擦系数为0的表面接触滑动[19]。见图1。

1.5.3 有限元模型的验证对于头颅和颈椎有限元模型的验证，将C7椎体的下表面和脊髓最下端施加全自由度约束限制。在头颅上方(C0)施加73.6 N的轴向压缩载荷以模拟重力，并逐步施加1.0 Nm的力矩，来模拟人体颈椎的屈伸、侧弯、轴向旋转等运动[24-25]。然后将颈椎屈伸、侧弯、轴向旋转的活动度结果数据与文献中尸体生物力学实验及有限元实验结果对比，验证模型在相同载荷及边界条件下的运动范围及有效性。一般而言，模型计算所得的运动范围值在体外实验的运动范围值范围的±1°以内，认为模型验证有效。
此外，开展了4种不同密度的网格收敛性研究：单元尺寸从 2.7 mm开始，按 0.67 的比例逐步细化至 0.8 mm，椎间盘区域局部加密；以椎间盘最大压应力为指标，在相同载荷(绕Z轴1.5 N·m扭矩)和边界条件下计算各方案应力值，相邻方案相对误差率小于5%即判定收敛，说明网格密度符合计算精度要求。
1.5.4 颈椎旋转手法和颈椎旋提手法的模拟实施参考前期有限元研究和运动捕捉研究[6，21，26]，将相关参数输入至颈椎三维有限元模型中，在模型中模拟各组颈椎旋转手法的操作，具体的加载步骤如下：
(1) 颈椎旋转手法的模拟：①固定C7椎体的下表面和脊髓最下端；②重力的模拟：在头颅顶部施加垂直向下73.6 N压缩载荷；③前屈的模拟：选择头颅顶部为作用面，颈椎三维有限元模型整体绕X 轴旋转30°模拟手法治疗之前的前屈体位；④向右侧旋转的模拟：选择头颅顶部为作用面，颈椎三维有限元模型整体绕Z轴旋转30°模拟手法治疗前向右侧旋转达弹性固定位；⑤牵引力模拟：在C7椎体的上表面施加垂直向上75 N拉伸载荷模拟牵引力；⑥手法扳动的模拟：选择头颅顶部为作用面，颈椎三维有限元模型整体绕Z轴继续旋转2°模拟颈椎旋转手法向右侧顺势扳动。
(2) 颈椎旋提手法的模拟：①固定C7椎体的下表面和脊髓最下端；②重力的模拟：在头颅顶部施加垂直向下73.6 N压缩载荷；③前屈的模拟：选择头颅顶部为作用面，颈椎三维有限元模型整体绕X轴旋转30°模拟手法治疗之前的前屈体位；④向右侧旋转的模拟：选择头颅顶部为作用面，颈椎三维有限元模型整体绕Z 轴旋转30°模拟手法治疗前向右侧旋转达弹性固定位；⑤旋提力的模拟：在C2椎体的齿状突上表面施加垂直向上150 N拉伸载荷模拟向上旋提。
1.6 主要观察指标 对比分析两种手法对椎间盘、关节突关节、脊髓及神经根等应力、椎间盘位移以及颈椎间孔容积等指标的影响。

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

讨论

颈椎旋转手法的种类较多，尽管不同流派在具体操作细节上存在差异，但在旋转用力方式上存在共通之处：操作时多先将患者颈椎被动旋转至生理活动范围的极限位置，随后施加一次有严格控制的快速发力，沿旋转方向进行顺势扳动[28。其主要产生旋转扭矩，由于上下椎体围绕纵轴发生相对扭转，这种扭转运动容易使纤维环的斜向纤维束被强制拉伸而产生剪切应力或拉伸应力，纤维环的胶原纤维对拉伸和剪切的抵抗能力远低于压缩应力，因而会在纤维环中形成峰值[29]。颈椎旋提手法是在旋转的基础上叠加纵向提拉，其核心是旋转结合提拉的复合力学作用[30]，主要产生旋转扭矩和纵向牵拉力，通过提拉分散部分旋转应力，降低关节突关节和椎间盘的瞬时负荷。此次研究中，结合前期相关的运动捕捉研究和有限元研究[6，21，26]，模拟颈椎旋转手法和颈椎旋提手法，分析其生物力学机制，从而可以实现手法操作的数字化仿真，克服传统研究不能量化颈椎内部结构脊神经根、椎间盘、小关节等应力-应变的不足[31]。通过这种方式，比较这两种颈椎手法治疗因颈椎间盘突出压迫导致神经根型颈椎病的生物力学作用机制。
此次研究发现，两种颈椎手法由于操作的不同，展现出各自独特的特点、风险与疗效。与颈椎旋提手法相比，颈椎旋转手法的椎间盘纤维环、髓核以及关节突关节的最大Von-Mise应力分别增加了18%，13%和30%，但脊髓和神经根的应力减少了7%，这提示在颈椎旋转手法过程中椎间盘所受应力更大，加重椎间盘损伤退变的风险更大[32]；同时，该手法对脊髓和神经根的应力较小，整体安全较高。另外，在颈椎旋转手法中，椎间盘突出侧后外方向前(矢状面方向)的位移更为明显，由于椎间盘突出多为向后突出，向前的位移有利于突出部分的回纳，从而产生治疗效果。在颈椎旋提手法中，椎间盘纤维环和髓核以及关节突关节的应力较小，突出侧椎间孔容积增加明显，但脊髓和神经根的应力较大。这表明颈椎旋提手法通过叠加向上的牵引可以更好地打开椎间孔道，扩大椎间孔容积[33]，这有利于缓解神经根的直接压迫，为神经组织创造更多的缓冲空间。然而，由于脊髓和神经根所承受的应力相对较高，若操作不当或患者存在椎管狭窄等基础病变，可能会增加脊髓和神经根损伤的潜在风险。另外，由于旋提手法在上提过程中改变了颈椎的力学平
衡[34]，对不稳定颈椎节段可能产生的不良影响。因此，颈椎旋提手法可能更适合于椎间隙高度下降导致的椎间孔狭窄引起的神经根型颈椎病或颈型颈椎病患者，在临床应用中需严格把握适应证，同时充分评估患者的颈椎解剖结构与病理状态，以降低神经损伤及加重颈椎不稳定的风险。
近年来，多项研究从生物力学和临床应用角度深入探讨了颈椎旋转手法与旋提手法的治疗机制及其临床意义。HUANG等[35]通过三维有限元分析发现，颈椎旋转手法中向患侧侧屈并向健侧旋转的操作，能够将部分应力从患侧椎间盘转移至患侧关节突关节，从而降低患侧颈椎间盘突出加重的风险，为优化该手法的安全性提供了理论依据。此外，
NIEWIADOMSKI等[36]的研究表明，在颈椎手法治疗中合理运用侧屈操作，可显著提升患者颈椎活动度，为改善颈椎功能提供了直接证据。然而，需要注意的是，颈椎旋转手法可能会增加心血管事件的风险，尤其是动脉粥样硬化严重的患者[37-38]。在颈椎旋提手法的研究中，HAN等[39]通过体外实验分析了颈椎旋提手法对椎间盘内压力的影响，发现该手法能够显著改变椎间盘内的压力分布，通过适当的旋转角度和牵引力组合，可以有效降低颈椎间盘的压力，这在缓解轴性颈痛方面具有一定的优势。WANG等[40]利用软组织张力云图技术进一步发现，旋提手法能够改善颈椎旁软组织张力状态，缓解肌肉紧张，进而减轻疼痛症状并改善颈椎功能。CREIGHTON等[41]的临床研究与CHANG等[42]的生物力学研究均表明，颈椎旋提手法能够显著改善颈椎主动旋转障碍患者的颈椎活动度。另外，也有研究表明，颈椎旋提手法治疗颈型与椎动脉型颈椎病具有一定的治疗效
果[43-46]。这些研究结果表明，颈椎旋转手法及旋提手法在改善颈椎功能和缓解疼痛方面具有良好的临床效果，且通过优化操作参数，可以进一步提高治疗的安全性和有效性。这些发现不仅揭示了手法治疗的作用机制，更为临床医生根据患者个体差异选择适宜的治疗手法、优化操作参数提供了重要科学依据，对推动颈椎疾病手法治疗的规范化与精准化具有重要指导意义。
作者也认识到此次研究存在一定的局限性。一方面，尽管作者尝试去构建更加精准真实的全颈椎模型，但模型中并未涵盖颈椎周围的肌肉组织。由于肌肉材料的非线性特性极为复杂，同时还涉及自我反射机制与大脑神经调控，在有限元模拟中准确还原其力学行为是一项艰巨的挑战[42]，这就导致此次研究的结论仅能适用于理想状态下，即患者肌肉处于完全松弛时的颈椎旋转手法效果。另一方面，研究将模型材料属性简化为线性、均匀且各向同性，这样的设定主要是出于对计算效率和稳定性的考量，采用非线性属性会大幅增加计算复杂度，甚至可能导致计算无法收敛。此外，在常规力学活动区间内，线性与非线性模型的模拟结果差异并不显著[21]，也是此次研究选择简化设定的原因之一。另外，此次研究采用单样本设计，这使得所得结果的绝对数值在普适性方面存在一定局限，因此仅可作为临床手法选择的初步参考依据，未来的研究可能需要克服这些不足，为临床指导提供更有用的参考。此外，还可以把多种研究方法结合起来，比如用影像学技术观察手法治疗时颈椎的变化，用组织学方法研究颈椎组织的微观结构。通过这些不同角度的研究，才能更全面、深入地了解颈椎手法的作用机制。
综上所述，此次研究通过有限元分析对比发现，颈椎旋转手法在促进突出椎间盘向前位移方面展现出独特优势，但该手法实施过程中椎间盘纤维环、髓核及关节突关节承受的应力显著增加，存在加重椎间盘损伤退变的风险。相比之下，颈椎旋提手法虽会使脊髓和神经根承受相对较高的应力，但能更显著地扩大椎间孔容积，为受压神经根创造更多缓冲空间，同时降低椎间盘结构所受应力，减少因手法操作导致的椎间盘损伤风险。两种手法在治疗神经根型颈椎病中各有利弊，临床医生应根据患者椎间盘突出程度、位置及神经受压情况，合理选择以确保疗效与安全。

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有限元分析对比颈椎旋转手法和旋提手法的生物力学差异

Comparison of biomechanical differences between cervical rotation and rotation-traction manipulations using finite element analysis

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