焦青川，龔劍秋，2★

（1. 紹興文理學(xué)院醫(yī)學(xué)院，浙江 紹興 312000 ；2. 紹興文理學(xué)院附屬第一醫(yī)院，紹興市人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)中心，浙江 紹興 312000）

腰椎間盤突出癥（Lumbar Disc Herniation，LDH）是最常見的腰椎退行性疾病之一，它對人們的工作、日常生活和生活質(zhì)量有很大的影響，保守治療無效或癥狀嚴(yán)重者通常需要手術(shù)治療[1]。LDH 患者常以腰腿疼痛為主訴就診，且通常伴發(fā)姿勢維持和步行功能障礙等一系列問題，對患者生活及工作造成困擾[2]。近年來，針對LDH 患者步態(tài)問題的研究逐漸得到了廣泛的關(guān)注，本文主要對國內(nèi)外在LDH 患者步態(tài)這一研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)歸納和總結(jié)，探討研究熱點(diǎn)與前景。

1 LDH 步態(tài)研究現(xiàn)狀

1.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)特征

針對LDH 患者運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的步態(tài)分析，通常使用時(shí)空參數(shù)，主要包括單支撐相時(shí)間、雙支撐相時(shí)間、擺動(dòng)相時(shí)間、步長、步幅、步頻、步速等。有研究顯示，LDH 患者步態(tài)通常表現(xiàn)為整個(gè)步行周期延長，患肢支撐相延長、擺動(dòng)期相對縮短，步行速度變慢等特征[3]。其中步速是目前公認(rèn)的步行能力綜合評價(jià)指標(biāo)，LDH 患者的步速較健康個(gè)體降低約40%，同時(shí)步速和日常生活活動(dòng)能力、平衡功能及下肢的運(yùn)動(dòng)功能均呈高度相關(guān)性[2]。Barzilay 的研究也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)患者被要求增加步速時(shí)，他們傾向于增加步頻而不是步長[4]。這種短步長、高步頻的步態(tài)模式被認(rèn)為是一種保護(hù)機(jī)制，因?yàn)榛颊咴噲D避免髖關(guān)節(jié)和脊柱的廣泛運(yùn)動(dòng)，并通過減少作用在軀干上的力和力矩來減輕腰痛[5]。Barzilay 等對患者進(jìn)行為期6 個(gè)月的步態(tài)糾正訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，治療前后步速改善最為明顯(10.6%)，其次是步長(5.6%)，患者錯(cuò)誤的步態(tài)得到糾正的同時(shí)伴隨著疼痛的緩解和功能的改善[4]。部分研究還發(fā)現(xiàn)LDH 患者步態(tài)的時(shí)間參數(shù)與Oswestry 功能障礙指數(shù)（The Oswestry Disability Index，ODI）、視覺模擬評分法(Visual Analogue Scale，VAS) 評分均具有高度相關(guān)性[5-6]。綜上所述，臨床工作中可以結(jié)合步態(tài)的時(shí)空參數(shù)與腰痛功能障礙評估量表對治療手段的有效性進(jìn)行評估。針對關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的步態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，LDH患者步行時(shí)在關(guān)節(jié)角度上存在差異。國內(nèi)的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)[6]，LDH 患者雙側(cè)髖關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)的屈伸活動(dòng)范圍較健康人均減小，這與Kuai 等人的研究結(jié)果相一致[2]，且日本骨科協(xié)會(huì)評估治療分?jǐn)?shù)（Japanese Orthopaedic Association Scores，JOA）、ODI 評 分、VAS 評分與患者的髖關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)范圍具有相關(guān)性，但與患者膝關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)范圍無明顯相關(guān)?？紤]可能是疼痛限制了髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度相應(yīng)降低。髖關(guān)節(jié)的屈伸對于提高步長有著重要的作用，因此LDH 患者的步長也相應(yīng)出現(xiàn)下降。而短步長，高步頻是一種較為低效的步行模式[7]。因此步行訓(xùn)練可以針對性地改善髖關(guān)節(jié)的活動(dòng)度、提高步速及步長。Huang 等[8]的研究發(fā)現(xiàn)，部分LDH 患者會(huì)通過增加骨盆旋轉(zhuǎn)來代償髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度受限，以維持步長。Kuai 等[2]的研究也表明，在水平行走時(shí)LDH 患者骨盆旋轉(zhuǎn)明顯多于健康對照組，而腰椎矢狀面的活動(dòng)度則明顯減少。骨盆的這種異常表現(xiàn)被認(rèn)為是一種自我保護(hù)機(jī)制，是為了減少脊柱的活動(dòng)度，減輕疼痛[9]。

1.2 動(dòng)力學(xué)特征

與運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)相比，動(dòng)力學(xué)參數(shù)更能反映LDH患者的下肢力量以及發(fā)生腰痛的原因。然而由于動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)量龐大且復(fù)雜，往往需要專業(yè)理論來描述和解釋，目前針對關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)參數(shù)( 地面反作用力、關(guān)節(jié)力矩和做功等) 的研究相對較少，因此部分學(xué)者提出了通過步態(tài)質(zhì)量評分指數(shù)使步態(tài)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化顯得更加直觀。目前常用的指數(shù)主要有吉列步態(tài)指數(shù)( Gillette Gait Index ，CGI )、步態(tài)偏離指數(shù)(Gait Deviation Index，GDI)、步態(tài)輪廓評分(Gait Profile Score，GPS) 等。相較于CGI 和GDI，GPS 的優(yōu)勢在于不僅能評估整體的步態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)量，還可以分析單個(gè)關(guān)節(jié)在單個(gè)平面的變量分?jǐn)?shù)，而且不需要大樣本的對照數(shù)據(jù)[10]。往往GPS 越高代表步態(tài)質(zhì)量越差，因此可以針對性地對相應(yīng)關(guān)節(jié)進(jìn)行處理。目前CPS 已被廣泛應(yīng)用于評估神經(jīng)系統(tǒng)疾病的步態(tài)質(zhì)量[11]。目前臨床上尚未見應(yīng)用GPS 評分對LDH 患者步態(tài)的動(dòng)力學(xué)研究，未來圍繞CPS 與LDH 患者步態(tài)的相關(guān)性研究可能會(huì)是一個(gè)新方向。

1.3 表面肌電評估現(xiàn)狀

表面肌電圖(Surface Electromyographic， sEMG)在反映神經(jīng)肌肉的功能上表現(xiàn)出較高的敏感性，在神經(jīng)根損害引起相應(yīng)節(jié)段的肌肉功能受損時(shí)，通過sEMG 檢測可以反映肌肉的實(shí)時(shí)募集能力和狀態(tài)，目前被認(rèn)為是反映肌肉生理變化最合適的參數(shù)[12]。均方根值(Root-In-Square，RMS) 是sEMG 的時(shí)域指標(biāo)之一，通常被用來評估局部肌肉收縮功能；而頻域指標(biāo)中位頻率(Median Frequency， MF) 則通常被用于局部肌肉耐力的評估[13]。LDH 患者腰背部肌肉通常會(huì)出現(xiàn)活動(dòng)減少和易疲勞[14]、屈曲放松現(xiàn)象消失[15]、肌肉招募順序的變化[16]以及結(jié)構(gòu)和形態(tài)的改變[17]等問題。一些以椎旁肌為重點(diǎn)的研究觀察到，在LDH 患者進(jìn)行俯臥位固定等長收縮期間，軀干向后彎曲時(shí)腰椎多裂肌更易出現(xiàn)疲勞，從而可出現(xiàn)MF值降低的情況[18]。目前，多裂肌已被公認(rèn)為是對維持機(jī)體穩(wěn)定性有著重要作用的核心肌群之一[19]。同時(shí)，肌肉協(xié)同收縮在步行模式中起著重要的作用[20]。研究表明，高水平的共收縮會(huì)增加能量消耗，易導(dǎo)致肌肉產(chǎn)生疲勞[18]。因此，在研究LDH 患者步態(tài)的過程中，除研究特定肌肉的活動(dòng)外，還需關(guān)注主動(dòng)肌和拮抗肌之間的共收縮問題，這有助于理解步行過程中的神經(jīng)肌肉控制原理。有研究顯示，LDH 患者腰區(qū)前后拮抗肌間的協(xié)同收縮更大，肌肉協(xié)調(diào)不充分[21]。針對LDH 患者下肢功能的研究也發(fā)現(xiàn)下肢肌肉共收縮增加，關(guān)節(jié)活動(dòng)度下降，表現(xiàn)為代償姿勢控制能力和本體感覺的降低[22]。Wang 等[22]研究記錄了34 例LDH 患者和健康對照組行走過程中雙下肢股直肌、股二頭肌長頭、脛前肌和腓腸肌外側(cè)頭的肌肉活動(dòng)情況，結(jié)果顯示，LDH 患者的股二頭肌長頭sEMG 的RMS 在單支撐相、雙支撐相和擺動(dòng)相顯著升高，單支撐相股直肌的MF 值降低，擺動(dòng)相脛前肌和腓腸肌外側(cè)頭的MF 值降低。此外，LDH 患者的脛前肌-腓腸肌外側(cè)頭共收縮率明顯高于健康對照組。說明LDH 患者行走過程中下肢特定階段的股二頭肌長頭放電頻率增加，運(yùn)動(dòng)單位募集不足；其功能障礙與行走過程中脛前肌- 腓腸肌外側(cè)頭的過度共收縮有關(guān)。而針對多裂肌、腹直肌等核心肌群在步態(tài)周期各個(gè)時(shí)相的肌肉激活時(shí)序及共收縮方面的研究可能有利于進(jìn)一步揭示LDH 患者臨床癥狀與肌肉的內(nèi)在相關(guān)性，但關(guān)于核心肌群的表面肌電特征在步態(tài)周期中變化的研究目前相對較少。

2 LDH 術(shù)后步態(tài)功能的評估現(xiàn)狀

手術(shù)治療仍是癥狀嚴(yán)重的LDH 患者主要的治療手段，然而，部分患者術(shù)后仍可能存在腰痛、姿勢維持及步行功能障礙等問題[23]。Aizawa T 等[24]發(fā)現(xiàn)LDH患者在術(shù)后出現(xiàn)上述癥狀的概率約為5% ～40%。并且近20% 接受腰椎融合術(shù)和/ 或減壓手術(shù)的患者接受了二次手術(shù)[25]。目前臨床上常用ODI、VAS 等量表作為評估LDH 患者術(shù)后功能恢復(fù)的常用量表。然而，主觀測量容易受到固有偏差和個(gè)體差異的影響，加之患者對疼痛和功能的耐受域值不一，導(dǎo)致結(jié)果不夠客觀準(zhǔn)確，故主觀量表在術(shù)后功能評估中的作用較為局限[26]。而相應(yīng)的影像學(xué)檢查雖能較好地顯示腰椎病變的形態(tài)學(xué)變化，卻不能有效反映其功能障礙[27]。因此，利用客觀、量化的評估來完善診斷和術(shù)后療效評估逐漸受到重視，尤其是在評估術(shù)后運(yùn)動(dòng)功能的改善方面。大量的研究已經(jīng)證明，使用步態(tài)分析或者姿勢評估作為客觀的工具來檢測腰痛術(shù)后患者的功能問題具有較高的可靠性。

2.1 術(shù)后步態(tài)的變化及評估

對LDH 患者術(shù)后（L4/L5、L5/S1）步態(tài)的研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)后步速與步頻較術(shù)前明顯改善，可能是手術(shù)解除了神經(jīng)根壓迫使患者下肢疼痛得到緩解，神經(jīng)肌肉功能得到恢復(fù)，提高了步行能力，并且患者踝關(guān)節(jié)在矢狀面上的關(guān)節(jié)活動(dòng)度得到了改善[28]。而Ghahreman 等[29]的研究也發(fā)現(xiàn)，腰椎減壓術(shù)能改善由LDH 造成的踝關(guān)節(jié)背伸功能減弱?？梢姴綉B(tài)分析對腰椎減壓術(shù)后的評估是有意義的，可以通過步態(tài)分析對踝關(guān)節(jié)活動(dòng)度進(jìn)行監(jiān)測，從而判斷手術(shù)是否有效地解除了神經(jīng)根的壓迫。Ralph J 等[30]對L5/S1 椎間盤切除術(shù)的患者術(shù)前和術(shù)后持續(xù)3 個(gè)月的步態(tài)進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，術(shù)后一個(gè)月患者步速及每日步數(shù)均明顯提高，但在術(shù)后第57 天，監(jiān)測到患者的步速和每日步數(shù)下降，隨即進(jìn)行MRI 檢查發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)性椎間盤突出，進(jìn)行了二次手術(shù)，患者在第二次手術(shù)后功能得到迅速恢復(fù)。步態(tài)分析客觀的數(shù)據(jù)結(jié)果可以幫助第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)患者的病情變化，讓患者得到及時(shí)治療。筆者認(rèn)為，客觀評估方法的進(jìn)一步發(fā)展最終可能取代目前的主觀測量工具。

2.2 術(shù)后表面肌電的變化及評估

國內(nèi)的臨床研究[31]對全椎板截骨再植手術(shù)的LDH 患者進(jìn)行了術(shù)前及術(shù)后的表面肌電檢測分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者手術(shù)前后的MF 差異明顯；術(shù)后腓腸肌sEMG 的MF 和波幅較手術(shù)前均明顯提高，提示術(shù)后腓腸肌耐力得到改善。另有研究發(fā)現(xiàn)，接受經(jīng)皮內(nèi)鏡椎間盤切除術(shù)(Percutaneous Endoscopic Lumbar Discectomy，PELD) 的LDH 患 者，術(shù)后4 周豎脊肌的屈曲放松得到恢復(fù)、sEMG 的RMS 和腰椎屈曲活動(dòng)度指標(biāo)均明顯高于術(shù)前，提示PELD 有效地改善了患者腰背部的肌肉功能[32]。原因可能是PELD 減輕了機(jī)械壓力，使傳感器的靈敏度獲得重建，在脊柱韌帶、椎間盤和周圍肌肉之間重新形成了正常的韌帶肌肉反射[16]?？梢?，對LDH 患者應(yīng)用PELD 可使椎旁神經(jīng)功能恢復(fù)正常，可在腰椎屈伸運(yùn)動(dòng)中激活肌肉，改善關(guān)節(jié)活動(dòng)度，減輕功能障礙。上述研究均對LDH 術(shù)后患者采用了sEMG 測定，操作簡單、便捷，并可對臨床療效進(jìn)行量化評估，從而可有效指導(dǎo)患者的精準(zhǔn)康復(fù)訓(xùn)練。

3 小結(jié)

綜上所述，LDH 患者往往會(huì)出現(xiàn)步態(tài)異常的特征性表現(xiàn)，主要表現(xiàn)為步態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)以及相關(guān)肌肉肌電信號的變化。LDH 術(shù)后患者腰痛及姿勢平衡、步行功能障礙短期內(nèi)可以得到明顯改善，利用步態(tài)分析和表面肌電等客觀量化指標(biāo)進(jìn)行評估具有較高的可靠性和臨床指導(dǎo)價(jià)值。綜合各項(xiàng)研究結(jié)果，提示步態(tài)的評估可以作為LDH 患者臨床表現(xiàn)的參考量化指標(biāo)，但相關(guān)生物力學(xué)測試并不能完全取代全面的體格檢查，應(yīng)當(dāng)作為輔助性的補(bǔ)充檢測手段。