張琦 張恩銘

(北京體育大學 北京 100084)

據(jù)報道，腰痛在西方國家是一個主要的健康問題，它與人們的醫(yī)療支出、工作缺勤、生活功能障礙密切相關(guān)，是最常見的肌肉骨骼疾病[1]，而腰痛又可根據(jù)是否有具體的病理原因，分為特異性腰痛（specific low back pain）和非特異性腰痛（nonspecific low back pain,NLBP），特異性腰痛是指腰痛癥狀來自于特定的病理生理機制，諸如感染、骨質(zhì)疏松、類風濕性關(guān)節(jié)炎、骨折或腫瘤等，非特異性腰痛是指沒有明確病因的腰痛癥狀，即無法追蹤到特定的病理起源的腰痛癥狀，有研究表明，大約90%的下腰痛患者均為非特異性腰痛[2]，當非特異性腰痛的持續(xù)時間超過3個月以上，則被定義為慢性非特異性腰痛[3]。

腰痛被認為是一種“生理解剖—心理—社會誘發(fā)疾病”，特別是NLBP在目前臨床上就其診斷和機制的研究依舊沒有統(tǒng)一的界定標準，所以目前針對NLBP的治療采用多學科綜合治療，涉及多個方面，其目的均是為了減輕患者疼痛、減少殘疾和功能障礙，以及對患者的心理進行疏導(dǎo)，從而使得NLBP患者能更好地回歸生活、回歸工作[4]。雖然眾多學者對NLBP的治療進行了探討和研究，但是對于目前眾多用于治療NLBP的干預(yù)手段，均缺乏證據(jù)證明其臨床療效及長期的治療效果[2-4]，近年來由于研究領(lǐng)域的深入，在對人體呼吸系統(tǒng)的研究中，發(fā)現(xiàn)正確的呼吸力學能夠有效地保證脊柱的穩(wěn)定性，吸氣肌的狀態(tài)（如膈?。ψ藙菘刂埔灿兄懿豢煞值年P(guān)系，除此之外，呼吸還兼?zhèn)鋵θ梭w心血管、神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，因此越來越多的研究將呼吸與NLBP相結(jié)合，希望能夠基于呼吸這一新角度，來探索出NLBP的具體原因或是提供新的治療方案。

1 非特異性腰痛的病因分析

傷害性刺激在急性疼痛中起主要作用，脊柱中的各種結(jié)構(gòu)可根據(jù)其神經(jīng)支配構(gòu)成疼痛的源頭，但是僅僅依靠解剖學上的數(shù)據(jù)是無法對疼痛進行臨床解釋的，在慢性疼痛中，心理社會因素會變得非常相關(guān)，對于解釋人們對腰痛的反應(yīng)非常重要[5]。在非特異性腰痛患者中發(fā)現(xiàn)了脊柱的穩(wěn)定性及靈活性下降、運動控制障礙、本體感覺異常、神經(jīng)疼痛抑制異常等不良表現(xiàn)，但其具體的病理原因仍無法確定，許多因素被認為是疼痛的可能原因，或是能夠影響疼痛的發(fā)展和隨后的過程，如椎間盤、韌帶、肌肉、神經(jīng)、大腦控制及諸多環(huán)境心理因素。

有研究表明，男性椎間盤間隙狹窄和腰痛的比值（OR）為1.9[6]，而在椎間盤退化的研究中這一數(shù)值更為顯著，OR大于2[7]。盡管如此，一項對腰痛及其病因的系統(tǒng)綜述則表明，在個體水平上，任何通過核磁共振（MRI）診斷的病變都不能被確認為引起腰痛的原因，因為這種MRI上解剖的異常在無癥狀的人群中也存在[8]。3項[9-11]對多裂肌橫截面積與腰痛關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，腰痛患者的多裂肌橫截面積與健康人群有明顯差異，幾乎所有的下腰痛患者都會存在核心肌肉力量薄弱的現(xiàn)象，這使得腰痛患者的軀干穩(wěn)定性下降，進而導(dǎo)致身體運動的改變。有研究表明，腰痛患者核心肌肉力量下降會導(dǎo)致下肢本體感覺的傳入異常，而本體感覺的不良又進一步惡化了核心肌群的失衡[12]，椎體的穩(wěn)定性還與周圍的韌帶有關(guān)，諸如前縱韌帶防止脊柱過伸、后縱韌帶防止脊柱過屈、保護脊髓的黃韌帶等。Yoshiiwa T[13]等發(fā)現(xiàn)腰椎黃韌帶的肥大與腰椎的穩(wěn)定性及年齡大小呈正相關(guān)，這提示腰椎不穩(wěn)可能導(dǎo)致相應(yīng)階段的黃韌帶代償性肥大，相比黃韌帶，較薄弱的棘間韌帶、橫突間韌帶，在大范圍的脊柱活動中，則更容易受到損傷，韌帶的受損或異常影響了脊柱的內(nèi)在穩(wěn)定性，從而加速了腰椎及椎間盤的退行性變。腰椎的活動性不僅與椎間盤有關(guān)，還與其椎體小關(guān)節(jié)有關(guān)，腰椎小關(guān)節(jié)由椎體的上下關(guān)節(jié)突構(gòu)成，關(guān)節(jié)面接近矢狀面，從而在脊柱的整體運動中，腰椎負責更多的屈伸活動度，旋轉(zhuǎn)則受到一定的限制。1911年，國外學者Goldthwaith首次提出引起腰痛的一個重要因素可能是腰椎小關(guān)節(jié)的退變，椎體雙側(cè)關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)與椎間盤構(gòu)成“三關(guān)節(jié)復(fù)合體”，當小關(guān)節(jié)發(fā)生病變產(chǎn)生異常導(dǎo)致椎體不對稱的運動模式產(chǎn)生后，“關(guān)節(jié)復(fù)合體”則會受到過多的壓力負荷，最終破壞了脊柱的穩(wěn)定性引起腰痛[14]，目前針對小關(guān)節(jié)病變引起腰痛的病理機制仍存在爭議，國外一項臨床研究針對176名無影像學異常的NLBP患者實施了椎體小關(guān)節(jié)的封閉治療，選用短效的利多卡因和長效的布比卡因進行對比，當患者對兩者均產(chǎn)生反應(yīng)且疼痛的緩解時間與麻醉的藥物作用時間相符合，則被判定為是關(guān)節(jié)突源性疼痛，結(jié)果顯示只有15%的患者達到陽性標準（疼痛緩解了50%以上）[15]，因此腰椎小關(guān)節(jié)病變是否是導(dǎo)致腰痛的因素需要進一步探討。

根據(jù)一項前瞻性病例對照研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤壞死因子a（TNFa）在腰痛中可能具有病理生理學的作用，在6個月的觀察中，腰痛組TNFa陽性個體的比例始終高于對照組[16]，其他實驗研究表明，從退行性髓核提取的神經(jīng)生長因子可能在疼痛傳遞中起作用，因為神經(jīng)生長因子促進軸突生長并誘導(dǎo)P物質(zhì)的產(chǎn)生[17]，這些發(fā)現(xiàn)的臨床意義還需要進一步闡明。

長期以來，日常生活中的不良姿勢或職業(yè)行為導(dǎo)致的力學因素被認為是腰痛誘發(fā)的一個風險因子，國外一項對醫(yī)護工作者的研究中發(fā)現(xiàn)，工作環(huán)境和工作狀態(tài)的不同與腰痛有著顯著的相關(guān)性[18]，但是根據(jù)Bradford-Hill評估標準的8次系統(tǒng)評估發(fā)現(xiàn)，職業(yè)坐姿、異常姿勢、站立或者步行、推拉、屈曲和扭轉(zhuǎn)及大重量工作都不太可能是引起下腰痛的獨立原因[19]。除此以外，有研究還表示肥胖及吸煙均會導(dǎo)致下腰痛的風險增加[20-22]。

引起腰痛的潛在原因很多，導(dǎo)致其具體的發(fā)病原因和機制還存在許多爭議，需要進一步研究探討，它不僅可能存在著自身組織和神經(jīng)源性的病變，同時也與患者所處的社會環(huán)境及患者的心理因素有關(guān)，正是由于這種復(fù)雜性，所以目前將其劃分為一種由“解剖生理—社會—心理”誘發(fā)的疾病，需要多學科的綜合干預(yù)。

2 呼吸與NLBP的相關(guān)性

人體每時每刻都在進行著呼吸，每天大約需要進行2萬多次呼吸，呼吸對人體的生命維持至關(guān)重要，是外界與機體進行氣體交換的過程，肺本身是不具備擴張能力的，所以呼吸運動是通過肌肉的收縮帶動胸廓的運動，使得肺部被動進行伸縮來完成吸氣和呼氣，根據(jù)肌肉對胸廓的運動作用又可分為吸氣肌和呼氣肌，包括膈肌、腹部肌肉、肋間外肌等，通過分析可以看出，呼吸功能與脊柱的穩(wěn)定性具有許多相同的解剖結(jié)構(gòu)，所以眾多學者開始對腰痛患者的呼吸特征進行研究與探討。

膈肌是整個呼吸動作中最重要的肌肉，膈肌的收縮與放松所帶來的胸腔擴張和縮小是驅(qū)動整個呼吸過程中的主要引擎，它起于胸骨、肋骨和腰椎，并止于中心腱，將人體的胸腔和腹腔隔開，在正常的潮汐呼吸中，其承擔了約80%的呼吸工作，同時膈肌在脊柱控制中也起著非常重要的作用。Lotte Janssens[23]等人發(fā)現(xiàn)NLBP患者會比健康群體出現(xiàn)更早的膈肌疲勞，并認為這可能是復(fù)發(fā)性NLBP的潛在機制，國外一項病例對照研究也發(fā)現(xiàn)了LBP患者在軀干穩(wěn)定受到挑戰(zhàn)時會出現(xiàn)呼吸模式的改變[24]，Pavel等人的研究也證明了相同的觀點，其發(fā)現(xiàn)在CLBP患者的膈肌運動中，當出現(xiàn)姿勢性控制任務(wù)時，膈肌的偏移和運動減少[25]。所以，當呼吸的需求增加時，則會影響對脊柱的控制，尤其是在腰痛患者中，當人體無法平衡膈肌在呼吸需求和姿勢控制時，便會出現(xiàn)脊柱的穩(wěn)定性破壞。

在姿勢控制中，本體感覺發(fā)揮著重要的作用，游離神經(jīng)末梢與分布在韌帶、肌腱和關(guān)節(jié)囊中的感受器相連，當這些深層的感受器察覺到了人體軀干的運動變化時便會產(chǎn)生本體感覺，神經(jīng)末梢將這些信號傳入中樞系統(tǒng)進行更高級別的信息整合引發(fā)反饋調(diào)節(jié)。有研究表明，LBP的本體感覺降低，導(dǎo)致在身體遇到不斷變化時，姿勢控制能力受損，正常人體在進行姿勢控制時，需要踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)及脊柱在相應(yīng)水平上的本體感覺輸入，而NLBP患者由于本體感覺的下降或欠缺，導(dǎo)致出現(xiàn)與健康個體不同的姿勢控制策略，其沒有多節(jié)段的運動鏈控制，而是更多地依賴于踝關(guān)節(jié)的本體感覺使用[26]，而LBP患者本體感覺的缺失可能又是由于呼吸相關(guān)肌肉的功能障礙導(dǎo)致，首先LBP個體與健康個體相比，膈肌更容易出現(xiàn)疲勞性及控制障礙[23-25]，Lotte Janssens等人發(fā)現(xiàn)吸氣肌的負荷增加會迫使健康人體轉(zhuǎn)向不佳的姿勢控制策略，更多地依靠踝關(guān)節(jié)的調(diào)控，背部肌肉的本體感覺信號減少，而這種背部本體感覺信號的減弱與背部肌肉氧合作用和血流量的減少有關(guān)，這可能表明吸氣肌對背部肌肉的氧氣供應(yīng)和血流供應(yīng)有一定影響[27]，其在此基礎(chǔ)上進行了后續(xù)實驗，發(fā)現(xiàn)在對吸氣肌進行負荷訓練后，在姿勢控制期間，NLBP個人對背部的本體感覺信號增加，并且活動能力加強，LBP的嚴重程度下降[28]，吸氣肌的訓練，除了鍛煉到相應(yīng)的吸氣肌，也刺激了參與姿勢控制的皮膚、肌肉和關(guān)節(jié)感受器，增高了感覺傳入信號，從而改善了定位、感知身體的能力，而這些可能之前因為疼痛信號的傳入被擾亂，所以吸氣肌的功能可能還在于對交感神經(jīng)的調(diào)節(jié)及修正疼痛閘門控制，改善疼痛調(diào)節(jié)機制[27-29]。所以，通過吸氣肌的負荷能力，能影響到軀干的穩(wěn)定功能，可以改善本體感覺的傳遞和姿勢控制策略的選擇，這些變化使得人體在應(yīng)對姿勢變化時能更好地通過本體感覺的傳輸進行更合適的姿勢控制。

與健康人群相比，NLBP患者的呼吸特征發(fā)生了改變，并且通過呼吸鍛煉可以改善呼吸系統(tǒng)的特性，如呼吸肌耐力、膈肌活動度、胸廓的擴張及不良的呼吸模式[30]，這些都只是解剖運動學層面上的改變，NLBP的病因復(fù)雜多樣，涉及更多神經(jīng)調(diào)節(jié)及心理的影響，慢性腰痛患者腦內(nèi)結(jié)構(gòu)及神經(jīng)感知功能變化的臨床依據(jù)越來越多[31,32]，腰痛患者常會產(chǎn)生焦慮的心情，焦慮引起的交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮又會觸發(fā)一系列的生理反應(yīng)，如心率升高、肌肉緊張、呼吸急促等，這些又會加重腰痛的程度導(dǎo)致惡性循環(huán)，甚者焦慮本身就是腰痛的誘發(fā)因素之一，研究表明膈式呼吸通過增加血液中的二氧化碳水平刺激副交感神經(jīng)，能夠有效減少壓力和焦慮[33]。Shirley Telles等也得到了相似的結(jié)果，其發(fā)現(xiàn)瑜伽練習可以改變慢性腰痛患者的自主神經(jīng)平衡，更多地刺激迷走神經(jīng)的支配[34]，身心訓練如瑜伽、太極拳和氣功都已經(jīng)被證實可以激活副交感神經(jīng)系統(tǒng)，但是是如何達到這些效果的仍不清楚，需要進一步探討。Michael S.Chin發(fā)現(xiàn)相比單獨的呼吸訓練或者肌肉訓練，有節(jié)奏的呼吸伴隨肌肉的交替收縮對激活副交感神經(jīng)有更強烈的效果，這可能有助于解釋身心訓練的減壓益處[35]。由此可以看出，呼吸與腰痛有著密不可分的聯(lián)系。

3 呼吸訓練治療NLBP的相關(guān)研究

傳統(tǒng)的保守治療往往集中在運動和手法治療干預(yù)上，但沒有明確的證據(jù)能表明這些方法在減輕疼痛和增強功能方面顯著有效，并且缺乏長期隨訪的治療證據(jù)?；诙喾N因素的限制，對于腰痛患者的治療目前在尋找一種新的治療方法，而呼吸療法作為一種集身體意識、呼吸、冥想和運動于一體的療法，具有更高的操作性、安全性和持久性。

Janssens L等人[28]在已經(jīng)證明LBP的個體和健康個體在吸氣負荷下呼吸會降低軀干對背部本體感覺依賴，為了探討吸氣肌訓練是否影響LBP患者姿勢控制時本體感覺的運用，將28例LBP患者隨機分為高強度吸氣肌訓練組和低強度吸氣肌訓練組，經(jīng)過持續(xù)8周，每周7d，每天2組30次的呼吸訓練后，高強度呼吸訓練組的呼吸功能顯著增強，腰痛明顯減輕，本體感覺增強。Wolf E Mehling[36]等人將36名慢性腰痛患者分為呼吸治療組和常規(guī)物理治療組，經(jīng)過6～8周的干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)呼吸療法可以明顯改善CLBP患者的病情，所帶來的疼痛減輕和功能變化與長期的物理治療作用相當。Erik J.Groessl[37]等人通過將150名CLBP的腰痛軍人隨機分為瑜伽治療組和延遲瑜伽治療組（6個月后進行瑜伽訓練），干預(yù)計劃為每次1h，每周2次，持續(xù)12周的瑜伽訓練，實驗結(jié)果表明，包含呼吸訓練的瑜伽改善了退伍軍人的健康狀況及腰痛殘疾評分。Padmini Tekur[38]等人將80名CLBP患者隨機分為瑜伽治療組和腰痛理療組，經(jīng)過1周的療程后，與理療組相比，瑜伽組在生活質(zhì)量和壓力值方面表現(xiàn)出明顯的改善，實驗結(jié)果表明，包含呼吸訓練的瑜伽比理療鍛煉更能提高生活質(zhì)量和脊柱柔韌性。Suttinee P[39]等人將72名患有NLBP的上班族隨機分為氣功組和一般治療組，氣功組進行為期6周的氣功練習，每周1h，研究結(jié)果表明，氣功組參與者的疼痛強度和背部功能殘疾顯著降低，背部的活動范圍、核心肌肉力量、心率、呼吸頻率和精神狀態(tài)都顯著高于對照組。Kang[40]等將20名CLBP患者隨機分為呼氣訓練組和運動療法組，經(jīng)過每次30min，每周4次，持續(xù)6周的干預(yù)后，兩組受試者腹部肌群、豎脊肌活動增加，組間比較Oswestry殘疾指數(shù)有明顯差異。

雖然這6項隨機對照實驗都表明了呼吸訓練對NLBP患者有一定的治療效果[28,36-40]，但是他們使用了不同的呼吸干預(yù)方式，Janssens等[28]選擇的是針對呼氣肌的負荷訓練，Mehling、Kang等[36,40]則是利用語言和觸覺對患者的呼吸模式進行指引，使參與者意識到自己呼吸運動的微妙感覺，目的是促進一種自發(fā)的、無輸入的熟練呼吸模式，其余3者[37-39]則是通過瑜伽或者氣功的方式來對患者進行訓練，與此同時6項實驗的結(jié)果采用了不同的結(jié)果衡量標準和對照組設(shè)計，VAS[28,36,37,39]由于簡單方便使用居多，關(guān)于腰痛殘疾障礙的功能量表主要分為2種，即The Oswestry Disability Index（ODI）[28,40]及Roland-Morris量表[36,37,39]，其他標準根據(jù)各項實驗的目的相應(yīng)有所區(qū)別，如吸氣肌力量和背部本體感覺測定[28]、壓力量表和直腿抬高實驗[38]、心率及核心穩(wěn)定[39]、肌電[40]等。由于呼吸方案、評定標準、對照組的不同設(shè)計，很難確定哪一種方法更加有效，對于呼吸訓練對于腰痛患者治療效果的機制也欠缺統(tǒng)一。例如，Janssens等[28]認為吸氣肌負荷訓練可以治療LBP的原理在于呼吸訓練增強了膈肌功能及改變了疼痛閘門控制，從而對背部本體感覺依賴性增加，但還需要進一步的前瞻性研究揭示這種關(guān)聯(lián)是否與非特異性下腰痛的發(fā)生和復(fù)發(fā)有關(guān)，Kang等[40]則認為呼吸訓練使腹部肌群和豎脊肌的激活增強，從而對維持軀干的穩(wěn)定性增加，瑜伽、氣功[37-39]雖然被證實可以作為治療NLBP的一種手段，但是其干預(yù)過程不僅包含呼吸的鍛煉，還包括體式、冥想等，所以需要進一步探討這些方式中針對NLBP患者影響最大的部分。

雖然呼吸治療的效果與物理治療效果一樣，并具備更高的安全性、依從性[36]，但是目前仍然缺乏一個較為統(tǒng)一的評價標準，關(guān)于呼吸訓練和腰痛的隨機對照的研究目前尚欠缺，對于呼吸訓練的長期療效和呼吸與其他治療的聯(lián)合療效需要更進一步的探討。

4 結(jié)語

目前，針對NLBP的具體病因還需要更深入的實驗研究，考慮其潛在致痛的多種因素需要新的方法和新的視野去看待，呼吸的研究為其提供了新的角度，但是目前對于人體呼吸系統(tǒng)及呼吸訓練的研究更多集中于心肺康復(fù)方向，缺乏與腰痛針對性的研究。呼吸訓練的作用在自主神經(jīng)調(diào)節(jié)、矯正不良呼吸模式、增強心肺功能、激活核心力量等方面都較為顯著，同時由于其方便易行、經(jīng)濟安全的特征也受到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用，但是如何找到最佳的呼吸模式，如對呼吸的頻率、深度、吸氣與吐氣的時間比、膈式呼吸等；如何定義好呼吸訓練的負荷，如吸氣肌阻力、持續(xù)時間、呼吸肌耐力或爆發(fā)力的訓練等；如何選擇良好的評定指標；如何在臨床正確評估呼吸訓練的療效都需要進一步研究和大量的實驗驗證。

未來的研究應(yīng)該側(cè)重于呼吸的內(nèi)在機理及比較不同類型的呼吸方案及其對NLBP的影響，具體而言應(yīng)考慮比較呼吸運動的類型、呼吸訓練的頻率、呼吸運動的持續(xù)時間和呼吸訓練干預(yù)的長期影響的研究，一旦進行了更多高質(zhì)量的隨機對照實驗，就應(yīng)該對這些實驗進行系統(tǒng)綜述和meta分析，以針對呼吸訓練對腰痛的治療產(chǎn)生高質(zhì)量的臨床建議。