陳 燦 楊 森 湯 勇 喻學(xué)科 李 凱 羅 飛

[中國(guó)人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)(第三軍醫(yī)大學(xué))1 第一附屬醫(yī)院骨科，2 衛(wèi)勤訓(xùn)練基地，重慶市 400038，電子郵箱：chencan418@126.com]

隨著全球人口老齡化的進(jìn)展，成人退行性脊柱側(cè)凸(adult degenerative scoliosis，ADS)在老年人群中的發(fā)病率明顯升高[1]，嚴(yán)重影響其生活質(zhì)量。對(duì)于癥狀較輕的患者，常優(yōu)先考慮物理治療、功能鍛煉等保守方法[2]，可有效地減輕疼痛癥狀，改善患者生活質(zhì)量[3]。以椎旁肌為代表的腰背屈伸肌群的功能變化在ADS的發(fā)生和發(fā)展過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，但目前仍缺乏客觀評(píng)估其功能狀況的方法。臨床上常采用徒手檢測(cè)法來評(píng)估肌肉功能，但該法可重復(fù)性較差，且易受主觀因素影響[4]。近年來，等速系統(tǒng)在肌肉功能評(píng)估及訓(xùn)練中的應(yīng)用越來越廣，可作為評(píng)估肌肉功能的金標(biāo)準(zhǔn)[5-7]。有關(guān)ADS中老年患者腰背屈伸肌在不同角速度下的力學(xué)特征以及該選擇何種角速度的研究，國(guó)內(nèi)外尚未見報(bào)道。本研究旨在通過分析ADS中老年患者腰背屈伸肌群在不同角速度下的等速運(yùn)動(dòng)特征，為ADS中老年患者腰背肌功能鍛煉及改善其生活質(zhì)量提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2018年10月至2019年10月于中國(guó)人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)(第三軍醫(yī)大學(xué))第一附屬醫(yī)院門診就診的38例ADS患者(ADS組)，以及32例脊柱形態(tài)正常的健康志愿者(對(duì)照組)作為研究對(duì)象。ADS組納入標(biāo)準(zhǔn)：腰椎正側(cè)位片顯示冠狀面Cobb角>10°，無冠狀位及矢狀位失平衡[8-9]；年齡≥45 歲，性別不限；等速測(cè)試時(shí)無明顯腰背部疼痛癥狀(以排除因疼痛對(duì)肌肉力量產(chǎn)生的影響)，視覺模擬量表(Visual Analogue Scale，VAS)疼痛評(píng)分≤1分。ADS組排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)強(qiáng)直性脊柱炎、脊柱腫瘤、脊柱結(jié)核、脊柱感染等脊柱疾病患者；(2)近2年內(nèi)有脊柱手術(shù)史者；(3)近1年內(nèi)有新發(fā)的外傷性或骨質(zhì)疏松性脊柱壓縮骨折病史者；(4)存在嚴(yán)重的骨盆、髖膝關(guān)節(jié)、下肢病變及其他嚴(yán)重系統(tǒng)疾病者；(5)術(shù)后早期、關(guān)節(jié)活動(dòng)度嚴(yán)重受限、軟組織瘢痕攣縮、急性腫脹、急性拉傷或扭傷以及嚴(yán)重疼痛等患者。對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)：脊柱形態(tài)正常，近半年無明顯下腰痛等癥狀(VAS評(píng)分≤1)，年齡≥45 歲，性別不限。排除標(biāo)準(zhǔn)同ADS組。兩組受試者在性別、年齡、身高、體重、VAS評(píng)分比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，具有可比性，見表1。所有受試者均簽署知情同意書，本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)通過。

表1 兩組一般資料的比較(x±s)

1.2 等速測(cè)試方法

1.2.1 測(cè)試前準(zhǔn)備：受試者均在我院康復(fù)科進(jìn)行等速測(cè)試，測(cè)試前由研究人員指導(dǎo)受試者進(jìn)行10 min熱身運(yùn)動(dòng)，盡量拉伸軀干屈伸肌肉，同時(shí)再次向受試者介紹測(cè)試方法及流程。

1.2.2 測(cè)試角速度選擇：等速測(cè)試中可根據(jù)測(cè)試目的選擇不同角速度。相關(guān)研究建議，最大肌力測(cè)試推薦常用速度為30°/s或 60°/s[4]，肌肉功率及耐力測(cè)試推薦常用速度為快速120°/s或180°/s，在屈伸運(yùn)動(dòng)中通常選取30°/s、60°/s 、120°/s作為測(cè)試角速度[10]。故結(jié)合ADS患者腰背肌功能退變情況，本研究選定30°/s、60°/s、120°/s作為峰力矩測(cè)試角速度，120°/s作為耐力水平測(cè)試角速度。

1.2.3 主要觀察指標(biāo)：(1)峰力矩，指肌肉收縮過程中的最大力矩輸出。(2)屈伸比，指屈伸肌群峰力矩的比值，反映屈伸肌群平衡情況。(3)耐力比，指肌肉重復(fù)收縮時(shí)耐受疲勞的能力，常用最后5次肌肉做功量與最初5次肌肉做功量之比來表示。

1.2.4 測(cè)試步驟：采用IsoMed 2000等速系統(tǒng)(廠家：D&R Technology GmbH,德國(guó)法蘭克福)進(jìn)行測(cè)試，角速度可調(diào)范圍為2～500°/s，最大扭力矩500 Nm，測(cè)試模式選擇向心收縮模式。由專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)協(xié)助受試者調(diào)整測(cè)試體位(屈髖屈膝90°)，分別固定雙下肢及胸腰部，指導(dǎo)受試者抓握手柄。測(cè)試動(dòng)作共包括4組，前3組分別在30°/s、60°/s、120°/s下連續(xù)做5次最大俯屈伸展向心收縮運(yùn)動(dòng)，第4組在120°/s下做最大俯屈伸展向心收縮運(yùn)動(dòng)20次，組間休息2 min，盡可能減少疲勞對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。設(shè)置軀干活動(dòng)范圍為40°(20°屈曲，20°背伸)，如圖1。每種角速度開始前先進(jìn)行3次亞極量熱身，測(cè)試過程中由研究人員不斷語(yǔ)言激勵(lì)患者，使其始終維持最大做功。記錄不同角速度肌肉運(yùn)動(dòng)情況，等速測(cè)試儀數(shù)據(jù)圖文報(bào)告如圖2所示。

圖1 等速力量測(cè)試方法

圖2 腰背肌等速測(cè)試圖文報(bào)告

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。正態(tài)分布的計(jì)量資料以(x±s)表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或方差分析，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用M(Q)表示，比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)(百分比)表示，組間構(gòu)成比采用χ2檢驗(yàn)。以雙側(cè)檢驗(yàn)P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

(1)兩組角速度為120°/s時(shí)的腰背屈肌峰力矩均大于其他角速度(均P<0.05)，但角速度為30°/s和60°/s時(shí)的腰背屈肌峰力矩差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；3種角速度下腰背伸肌峰力矩差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。3種角速度下，對(duì)照組腰背屈肌峰力矩差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，而ADS組在120°/s時(shí)，腰背伸肌峰力矩均大于其他兩個(gè)角速度(P<0.05)；ADS組腰背伸肌峰力矩均低于對(duì)照組(均P<0.05)，其中60°/s時(shí)差異度最大。(2)腰背肌屈伸比：角速度為60°/s和120°/s時(shí)，ADS組屈伸比均高于對(duì)照組(均P<0.05)，其中60°/s時(shí)差異度最大。(3)耐力比：兩組受試者腰背屈伸肌群耐力比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2至表5。

表2 兩組內(nèi)和兩組間不同角速度下腰背屈肌群峰力矩的比較

表3 不同角速度下兩組受試者腰背伸肌群峰力矩的比較[M(Q)，N]

表4 不同角速度下兩組受試者腰背肌屈伸比的比較[M(Q)]

表5 兩組受試者腰背屈伸肌群耐力比的比較(x±s)

3 討 論

腰背肌是構(gòu)成軀干核心肌群的重要組成部分，根據(jù)功能不同區(qū)分為屈肌群和伸肌群，兩者共同維持脊柱穩(wěn)定[11]。其中，腰背伸肌群主要由深層的豎脊肌及多裂肌組成，在保持正常體態(tài)、維持脊柱動(dòng)態(tài)穩(wěn)定及實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能中發(fā)揮更為重要的作用。以腰背肌鍛煉為代表的運(yùn)動(dòng)療法在ADS患者保守治療以及術(shù)后康復(fù)中受到越來越多的關(guān)注[12-13]，但目前現(xiàn)有的脊柱畸形分型系統(tǒng)并未將肌肉這一因素考慮在內(nèi)。既往關(guān)于ADS患者腰背屈伸肌群退變的研究主要借助磁共振等影像學(xué)手段，通過對(duì)肌肉體積、橫截面積以及脂肪浸潤(rùn)度的定量評(píng)估來判斷其退變程度[14-15]。臨床上常常采用徒手檢測(cè)法評(píng)估肌肉力量，準(zhǔn)確性欠佳，且易受主觀因素的影響[16]，因此難以準(zhǔn)確地評(píng)估ADS患者的腰背屈伸肌力量及耐力情況。近年來，等速測(cè)試儀器已經(jīng)發(fā)展成為世界范圍內(nèi)公認(rèn)的客觀評(píng)估肌肉力量及耐力的工具，具有較高的信效度及安全性[17]，主要應(yīng)用于肌肉功能訓(xùn)練、運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等領(lǐng)域[18-19]。本研究采用IsoMed 2000等速測(cè)試系統(tǒng)，在不同角速度下測(cè)試ADS中老年患者腰背屈伸肌群等速運(yùn)動(dòng)特征，多維度評(píng)估ADS中老年患者腰背屈伸肌的運(yùn)動(dòng)特征。

峰力矩是指肌肉活動(dòng)過程中的最大力矩輸出，是等速肌力測(cè)試中的黃金指標(biāo)，具有較高的準(zhǔn)確性及可重復(fù)性[4]。本研究中，受試者全程采取坐位測(cè)試并固定下肢及胸腰部，有效減少無關(guān)肌群的干擾因素，使測(cè)試結(jié)果更加真實(shí)可靠，結(jié)果顯示，隨著角速度增加至120°，兩組受試者的腰背屈伸肌峰力矩增大，這與Ben Moussa等[10]的研究結(jié)果基本一致。但也有學(xué)者認(rèn)為，等速肌力所測(cè)最大峰力矩與肌肉纖維種類及含量相關(guān)，與角速度大小無明顯相關(guān)關(guān)系，這可能是納入樣本量太少造成的結(jié)果偏差[20]。由此可見，峰力矩與角速度是否相關(guān)尚需進(jìn)一步研究。有研究表明，ADS患者腰椎退行性變的同時(shí)伴隨腰背伸肌群的脂肪變及橫截面積的減少，肌肉脂肪化造成機(jī)體胰島素敏感性降低，進(jìn)而表現(xiàn)為肌肉力量的下降[21-22]。本研究結(jié)果顯示，3種角速度下ADS組腰背伸肌峰力矩均小于對(duì)照組(均P<0.05)，其中60°/s時(shí)差異度最大；在3種角速度下ADS組的腰背屈肌峰力矩雖小于對(duì)照組，但差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。該結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了ADS中老年患者腰背肌功能減退以伸肌肌力下降為主，同時(shí)提示在角速度為60°/s時(shí)，更容易甄別ADS中老年患者腰背伸肌肌力減退情況。從組織形態(tài)學(xué)來看，人體骨骼肌纖維包括快肌纖維(ⅡB型)和慢肌纖維(Ⅰ型)，ⅡB型纖維主要參與肌肉快速收縮和隨意運(yùn)動(dòng)，Ⅰ型纖維主要參與特定體位或姿勢(shì)的維持[23]。不同部位肌肉所含兩種肌纖維比例有所差異，人體腰背伸肌群以ⅡB型纖維為主，腰背屈肌群中兩種纖維均勻分布。因此，根據(jù)研究結(jié)果我們推斷，ADS患者腰背屈伸肌的退變以ⅡB型纖維的功能減退為主。

腰椎的整體穩(wěn)定性由骨性結(jié)構(gòu)的支持作用以及脊柱周圍肌肉的整體協(xié)調(diào)性共同決定，腰背肌屈伸比是評(píng)估腰椎整體穩(wěn)定性的重要參考指標(biāo)[24-25]，等速運(yùn)動(dòng)時(shí)中腰背肌屈伸比正常范圍為0.79～0.85[26]。腰背肌屈伸比在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，對(duì)維持腰椎正常生理彎曲、保證腰背部運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性有重要意義。本研究中，當(dāng)角速度為60°/s、120°/s時(shí)，ADS組腰背肌屈伸比高于正常范圍，且較對(duì)照組增大(P<0.05)，其中60°/s時(shí)組間差異度最大，但當(dāng)角速度為30°/s 時(shí)兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。這一現(xiàn)象提示角速度為60°/s 時(shí)，更容易發(fā)現(xiàn)腰背屈伸肌群的失衡現(xiàn)象。

耐力比表示肌肉耐受疲勞的能力大小，根據(jù)測(cè)試儀器的不同計(jì)算方法略有差異。本研究采用IsoMed 2000等速系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，腰背屈伸肌群耐力比值等于后5次做功與前5次做功量的比值。為防止因測(cè)試次數(shù)過多而造成肌肉拉傷及結(jié)果的不準(zhǔn)確性，在耐力測(cè)試時(shí)僅設(shè)置在120°/s重復(fù)屈伸動(dòng)作20次。本研究結(jié)果顯示，兩組腰背屈伸肌群的耐力比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，提示在等速測(cè)試中，腰背屈伸肌群的耐力比可能與脊柱退行性變的關(guān)系并不密切，這與楊森等[27]采用站立位拉力測(cè)試儀測(cè)量ADS患者腰椎旁肌功能水平的研究結(jié)果基本一致。分析其原因可能為本研究所納入受試對(duì)象均為中老年患者，日常生活中屈曲伸張活動(dòng)量少且無長(zhǎng)時(shí)間維持姿勢(shì)的需要。

綜上所述，ADS中老年患者腰背肌功能減退以伸肌肌力下降為主，但相較于正常同齡人，其腰背屈伸肌群耐力水平無明顯變化；角速度為60°/s更能客觀精準(zhǔn)地檢測(cè)出ADS中老年患者腰背屈伸肌功能退變情況，其或可作為ADS中老年患者行腰背屈伸肌群肌肉功能評(píng)估的推薦角速度。然而，本研究存在一定的局限性：首先，本研究納入樣本量偏少，需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本含量；其次，缺乏長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)隨訪觀察，關(guān)于ADS中老年患者腰背肌不同運(yùn)動(dòng)方式、不同病變時(shí)期等速運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)還有待進(jìn)一步的研究。