黃武杰，李雅萍，劉紅，江征

福建中醫(yī)藥大學康復醫(yī)學院，中醫(yī)骨傷及運動康復教育部重點實驗室，福建福州市 350000

慢性腰痛(chronic low back pain,CLBP)的疼痛感受和活動受限使患者生活質(zhì)量嚴重下降，由于腰痛所造成的停工和治療花銷也是巨大的經(jīng)濟負擔[1]。其發(fā)病機制方面，部分研究觀察到椎間盤病變[2]、小面關節(jié)紊亂[3]、椎體終板改變[4-5]等；部分研究者認為，腰椎肌肉的運動策略和激活模式失常[6-7]與慢性腰痛發(fā)病有關。腰椎的穩(wěn)定-運動模型，被廣為接受的是三亞系模型[8-9]：由肌肉構成的主動穩(wěn)定系統(tǒng)，由椎體、椎間盤、關節(jié)韌帶構成的被動穩(wěn)定系統(tǒng)，以及整合感覺輸入和運動輸出的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，其中一個或多個亞系功能障礙都可能造成脊柱偏離正常中立位，從而導致周圍組織損傷和疼痛[10]。

肌肉的協(xié)調(diào)活動是正常動作的基礎，腰椎周圍肌肉相互協(xié)調(diào)才能使動作效率最大。慢性腰痛患者的異常步態(tài)或其他異常運動模式提示相關肌肉，如核心肌群和下肢肌肉的運動、協(xié)調(diào)功能發(fā)生改變[11]。

表面肌電因無創(chuàng)、便捷的特性，被廣泛應用于觀察運動時的肌肉活動。表面肌電檢測裝置接收肌肉產(chǎn)生的動作電位，并對原始肌電信號進行翻正、濾波、標準化等處理后，可獲得肌電振幅、激活時間、激活順序等參數(shù)，在一定程度上反映肌肉接受神經(jīng)沖動后的募集程度、肌肉活動的持續(xù)時間和各肌肉激活的順序。常見的肌肉活動肌電分析包括三類：①對比不同肌群或相同肌群不同運動間的活動水平，通常以積分肌電值或平均肌電值為對象；肌肉活動水平偏高或偏低均提示可能存在運動模式異常，可進一步分析主動肌、拮抗肌等肌電水平之間的關系，探討動作的協(xié)調(diào)性；②觀察動作相關肌肉肌電活動起始和結束時間，探討肌肉激活順序是否符合正常運動模式；③分析肌電頻域，了解肌肉的易疲勞程度，揭示肌耐力與運動表現(xiàn)的關系。

慢性腰痛患者的肌肉激活模式可能發(fā)生改變?；颊邽榱吮苊馓弁矗赡軆A向于減少相關肌肉的活動，并采用各種代償策略。許多日常生活活動，如步行、坐站轉換、下蹲等，均需腰腹部肌肉參與。腰腹部肌肉作為人體的核心肌群，不僅通過豎脊肌、髂肋肌、腹直肌等淺層肌肉提供軀干屈伸、旋轉、側曲等大幅度活動，深層的多裂肌、腹橫肌等也作為穩(wěn)定肌，為脊柱、四肢的活動提供穩(wěn)定基礎。慢性腰痛患者腰部的穩(wěn)定與活動可能受影響。

1 步行

慢性腰痛患者步行過程中，豎脊肌和腹直肌肌電水平較高[12]。豎脊肌和腹直肌為淺層肌肉，可使軀干完成大幅度動作，而步行時慢性腰痛患者并沒有表現(xiàn)出軀干活動范圍的增加[13]，提示淺層肌肉的過度活動是為了代償深層穩(wěn)定肌功能不足，保證步行過程中的腰椎穩(wěn)定性。Hanada等[14]發(fā)現(xiàn)，慢性腰痛患者步行時下部腹直肌持續(xù)激活，腹內(nèi)斜肌則為階段性激活，提示慢性腰痛患者腹部肌群協(xié)同活動較差；同樣觀察到腹內(nèi)斜肌和后側肌群之間協(xié)同性不佳的現(xiàn)象。

多數(shù)慢性腰痛患者的步行研究多局限于腰腹部肌肉，較為一致的結果為豎脊肌活動水平較高[15]。骨盆和髖關節(jié)作為連接軀干與下肢的重要樞紐，所附著的臀大肌和腘繩肌在功能上與豎脊肌關系密切，相關研究相對較少。van der Hulst等[16]發(fā)現(xiàn)，慢性腰痛患者步行時，豎脊肌、臀大肌相對于股二頭肌活動明顯延遲。髖伸肌群的激活對于穩(wěn)定、傳導髖關節(jié)力量有重要作用[17]，異常的肌肉激活時序提示步行時伸髖模式異常。腰椎-骨盆-髖關節(jié)的協(xié)調(diào)活動使身體可以應對復雜的外界環(huán)境，保持穩(wěn)定的步行。將來應將更多關注骨盆和髖關節(jié)周圍肌肉，分析其協(xié)調(diào)性。

2 疼痛恐懼心理

患者對疼痛的恐懼會導致“警惕動作模式”[18]，對步行時的軀干肌肉活動造成影響。對比不同程度的疼痛恐懼心理慢性腰痛患者的豎脊肌在步態(tài)擺動相與雙足支撐相時的肌電比值，發(fā)現(xiàn)恐懼心理程度與該比值呈正相關[19]，提示恐懼程度越高，步行時豎脊肌越緊張。Pakzad 等[20]比較慢性腰痛高恐懼人群和低恐懼人群在步行中雙側腰最長肌、髂肋肌、多裂肌、腹外斜肌、腹直肌的肌電振幅，發(fā)現(xiàn)高恐懼人群雙多裂肌和右腹直肌激活水平較高，而雙腹外斜肌在特定步態(tài)時相中也表現(xiàn)出類似的肌電升高。

3 外力干擾

腰-骨盆-髖關節(jié)的穩(wěn)定是活動的基礎，使人體可以調(diào)整姿勢以應對外界的干擾，保持平衡；疼痛使參與平衡調(diào)節(jié)的肌肉活動受到影響。Boudreau 等[21]對健康受試者進行注射后模擬急性腰痛，發(fā)現(xiàn)其在應對前后向的外力干擾時，軀干肌肉活動降低。Jones 等[22]觀察到，慢性腰痛患者在面對多方位地面傾斜干擾時，軀干肌肉共同激活程度增加。Larsen 等[23]也發(fā)現(xiàn)，在應對隨機多方位地面傾斜干擾時，單側和雙側腰痛患者腰腹部肌電活動均增加，雙側疼痛者更加明顯。Jubany 等[24]更換干擾條件，囑受試者保持身體前傾、微屈髖屈膝，手持托盤，外界的干擾源于托盤上隨機施加的重量，發(fā)現(xiàn)慢性腰痛患者在應對干擾時肌電激活順序改變，具體表現(xiàn)為第一個肌電信號延遲出現(xiàn)。

在應對失衡時，由于腰腹部肌肉無法協(xié)調(diào)高效活動，采用相對單調(diào)的增強肌肉活動方式替代，這不僅增加身體能量消耗，而且長期較高的肌肉活動也會對關節(jié)造成較大的擠壓應力。

4 坐位

隨著生活工作方式的改變，久坐現(xiàn)象越來越常見[25-26]，長時間姿勢變換減少[27-28]使腰部肌肉柔韌性和力量下降[29]。肌力下降意味著維持脊柱穩(wěn)定性更多依靠椎間盤和關節(jié)，可能導致椎間盤退化[30-31]；不良坐姿造成的脊柱間應力增加和分布不均，也是導致腰痛的重要生物力學因素[32]。然而，對現(xiàn)有研究的系統(tǒng)性評價還不能證實久坐和腰痛之間的一致性聯(lián)系[33-35]。Jia等[36]發(fā)現(xiàn)，正常人在無支撐持續(xù)靜坐40 min時，上下背部不適增加，局部肌肉疲勞肌電指數(shù)增加。Ringheim 等[37]檢測維持靜坐者的腰部肌電活動，發(fā)現(xiàn)盡管慢性腰痛組感覺用力和疼痛程度較高，但肌電活動與非腰痛組不存在顯著性差異，表征疲勞程度的肌電指標也沒有增加。猜測這可能是腰痛患者靜坐時激活了其他肌肉進行代償，從而避免活化腰部肌肉。該研究沒有檢測靜坐時腹部肌肉的活動，有待進一步完善。

5 俯臥髖后伸(prone hip extension,PHE)

PHE是臨床檢測腰椎骨盆運動的一種檢測手段，可輔助評價慢性腰痛患者的運動功能。慢性腰痛患者PHE時表現(xiàn)為過度骨盆前傾、外傾和旋轉[38]，可能增加骨盆周圍軟組織壓力，從而造成疼痛。慢性腰痛患者執(zhí)行功能性任務的其他幾項研究卻發(fā)現(xiàn)[39-44]，患者腰椎、骨盆活動幅度較小。在執(zhí)行PHE 時，多裂肌、豎脊肌、臀大肌、腘繩肌承擔著穩(wěn)定和運動功能，使得動作得以協(xié)調(diào)進行。腰痛患者臀大肌激活延遲，豎脊肌、臀大肌和腘繩肌激活水平較高[45-49]，提示肌肉運動策略異常。Wattananon等[50]發(fā)現(xiàn)，與正常人相比，慢性腰痛患者PHE時豎脊肌和多裂肌的協(xié)同性較差。

類似的檢查還有Sorceson 測試(受試者俯臥于治療床上，上半身伸出床外，保持身體挺直狀態(tài))，Cai 等[51]對受試者髂肋肌與最長肌進行測試，慢性腰痛者的肌電變化與非腰痛者無顯著性差異。

6 穩(wěn)定性訓練

許多臨床實踐指南均推薦慢性腰痛患者進行運動訓練，但哪種運動訓練方式療效更佳并沒有一致結論[52]。訓練深層肌肉(腹橫肌、多裂肌)提升軀干穩(wěn)定性的運動療法近年來應用較多，多認為穩(wěn)定肌正常收縮可使動作協(xié)調(diào)進行[53]。Lomond 等[54]比較軀干穩(wěn)定性訓練和基于運動系統(tǒng)功能障礙而設計的運動訓練對軀干姿勢調(diào)節(jié)能力的影響，發(fā)現(xiàn)慢性腰痛患者在執(zhí)行姿勢調(diào)整任務時肌肉活動水平更高，但姿勢調(diào)節(jié)能力在訓練前后無顯著性差異。Shamsi等[55]對比運動控制訓練和常規(guī)訓練對于軀干穩(wěn)定性的影響，沒有發(fā)現(xiàn)存在顯著性差異。盡管以激活特定肌肉、訓練特定動作的運動療法有可能改善軀體的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，但治療效果的研究結論仍有爭議。

7 小結

目前多數(shù)研究觀察的動作為日常生活中常用的動作，如步行、坐站轉換、軀干反復屈伸等，雖然這些活動所要求的肌肉負荷不大，但長期不良模式造成的關節(jié)受力不對稱等問題會使得軀體微小損傷持續(xù)積累。

步行需要全身肌肉參與，對平衡協(xié)調(diào)能力的要求也較高，因而研究較多。目前針對步行的表面肌電研究局限于腰腹部肌肉，而慢性腰痛患者步行時骨盆旋轉較少、膝關節(jié)擺動相末期伸展角過大[56]，提示骨盆周圍肌肉，如臀大肌、臀中肌、腘繩肌、股直肌的肌肉活動可能異常，需要進一步測試分析。

早期研究中，表面肌電指標多局限于各肌肉肌電振幅、激活時間等，而觀察運動時各肌肉協(xié)調(diào)情況需要綜合分析更多的肌電參數(shù)。Orakifar 等[57]觀察腰痛患者坐-站轉換時腰腹部和腘繩肌肌肉活動，檢測指標除肌電振幅外，還包括肌肉活動時間、肌電達峰時間，以及左右對稱性。今后對慢性腰痛的表面肌電研究，應該全面檢測動作相關肌肉，綜合多方面肌電參數(shù)，分析動作協(xié)調(diào)性。

保證肌電信號數(shù)據(jù)的有效性、可靠性，除嚴格按照規(guī)范進行備皮、電極粘貼等操作外，后期處理也十分重要。干擾表面肌電信號的因素較多，如受試者的用力意愿[58]、電極位置偏差、檢測時間等，對肌電信號進行標準化處理十分重要。目前的標準化方案有：①目標肌肉行規(guī)范的最大自主收縮(maximum voluntary contraction,MVC)，將原始肌電數(shù)值與MVC 行標準化處理；②目標肌肉行特定動作，測量亞最大自主收縮(Sub-MVC)肌電值，行標準化處理；③以運動過程中的肌電均值或峰值作標準化處理。由于無法保證患者按要求完成規(guī)范化動作[58]，MVC 和Sub-MVC 的肌電數(shù)值有效性并不肯定。今后也需要進一步探討不同標準化處理的可靠性和有效性。

慢性腰痛的表面肌電研究已經(jīng)涉及多種活動類型，但肌肉的選擇、提取的肌電特征值仍然需要進一步完善。如何將肌電特征轉化為臨床診療手段仍需要進一步探討。