懸吊運(yùn)動(dòng)療法治療慢性非特異性下腰痛后站立位腰屈伸運(yùn)動(dòng)表面肌電信號(hào)的變化

于瑞，王楚懷，潘翠環(huán)，許軼

懸吊運(yùn)動(dòng)療法治療慢性非特異性下腰痛后站立位腰屈伸運(yùn)動(dòng)表面肌電信號(hào)的變化

于瑞1，王楚懷2，潘翠環(huán)1，許軼2

目的 研究慢性非特異性下腰痛患者(CNLBP)懸吊運(yùn)動(dòng)療法(SET)治療前后站立位腰屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)豎脊肌、多裂肌表面肌電信號(hào)的變化特征。方法 30例CNLBP患者接受SET治療，每周3次，持續(xù)4周。分別在治療前后采集患者在站立位做腰屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)雙側(cè)豎脊肌(L1/2水平)和多裂肌(L4/5水平)在站立位、前屈運(yùn)動(dòng)、最大屈曲及回到直立位的表面肌電信號(hào)，分析平均肌電值(AEMG)，計(jì)算屈伸比(FRR)。結(jié)果 治療前患側(cè)豎脊肌和多裂肌FRR均小于對(duì)側(cè)(P＜0.05)；治療后雙側(cè)豎脊肌和多裂肌FRR無顯著性差異(P＞0.05)。結(jié)論 SET治療后，CNLBP患者患側(cè)豎脊肌、多裂肌的主動(dòng)活動(dòng)機(jī)能得到改善，屈曲-放松現(xiàn)象部分恢復(fù)。

慢性非特異性下腰痛；懸吊運(yùn)動(dòng)療法；表面肌電圖；屈曲-放松現(xiàn)象；屈伸比

[本文著錄格式] 于瑞，王楚懷，潘翠環(huán)，等.懸吊運(yùn)動(dòng)療法治療慢性非特異性下腰痛后站立位腰屈伸運(yùn)動(dòng)表面肌電信號(hào)的變化[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2015,21(8):943-946.

CITED AS:Yu R,Wang CH,Pan CH,etal.Change of surface electromyographic signalduring lumbar flexion-extension after sling exercise therapy in patientswith chronic nonspecific low back pain[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(8):943-946.

慢性非特異性下腰痛(chronic non-specific low back pain,CNLBP)是下腰部、腰骶部、骶髂部疼痛的臨床綜合征，其發(fā)病率高，不同程度地影響患者的日常生活和工作。研究表明，腰部神經(jīng)肌肉和脊柱周圍組織負(fù)荷的失衡是腰痛的主要發(fā)病原因[1-2]。表面肌電圖(surface electromyogram,sEMG)檢測(cè)技術(shù)能夠檢測(cè)并記錄在運(yùn)動(dòng)過程中肌肉的動(dòng)態(tài)肌電變化特征，可以反映肌肉的神經(jīng)支配狀況[3]。本文旨在利用sEMG技術(shù)檢測(cè)CNLBP患者在懸吊運(yùn)動(dòng)療法(sling exercise therapy,SET)治療前后豎脊肌、多裂肌在站立位屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)表面肌電信號(hào)的變化情況，客觀反應(yīng)SET治療后豎脊肌、多裂肌活動(dòng)水平及神經(jīng)肌肉功能狀況。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選取2013年5月～2014年12月就診于本科門診，經(jīng)病史、癥狀、體征及必要的輔助檢查確診的CNLBP患者30例，其中男性19例，女性11例；年齡(39.12±6.70)歲；身高(162.95±5.62)cm；體重(58.68± 6.70)kg；病程中位數(shù)24個(gè)月；疼痛部位：左側(cè)6例，右側(cè)無，雙側(cè)24例(以右側(cè)明顯者16例，以左側(cè)明顯者8例)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①反復(fù)的腰部或(及)腰骶部疼痛病史；②病程≥3個(gè)月；③X線和(或)CT、MR等未見明顯異常；④年齡20～55歲，體質(zhì)量指數(shù)＜28 kg/m2，無其他系統(tǒng)嚴(yán)重疾??；⑤所有患者在試驗(yàn)期間均能從事工作。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有腰椎外傷及手術(shù)史，在過去3個(gè)月內(nèi)曾進(jìn)行腰肌功能鍛煉；②神經(jīng)系統(tǒng)陽性體征；③腰椎特異性或者非特異性感染性疾病(如腰椎結(jié)核等)；④嚴(yán)重的心腦血管系統(tǒng)疾病，孕、產(chǎn)婦，精神病及認(rèn)知障礙不能配合試驗(yàn)。

所有患者均按照規(guī)范療程治療并收集完整病例。在治療前，詳細(xì)告知患者治療過程、試驗(yàn)方法，并征得其同意。

1.2 方法

患者接受SET訓(xùn)練，訓(xùn)練以腰部、腹部及盆底肌群為主。每次訓(xùn)練前先進(jìn)行弱鏈測(cè)試；根據(jù)測(cè)試結(jié)果，選取相應(yīng)部分動(dòng)作。動(dòng)作包含仰臥單腿懸掛提髖、俯臥單腿懸掛，另一側(cè)下肢水平外展、側(cè)臥單腿懸掛并維持、側(cè)臥單腿懸掛提髖、俯臥雙腿懸掛提髖。每組動(dòng)作先進(jìn)行低負(fù)荷的等長收縮(訓(xùn)練局部穩(wěn)定肌)，根據(jù)訓(xùn)練的情況來加大或減小負(fù)荷；然后進(jìn)行低負(fù)荷、高重復(fù)的訓(xùn)練。每個(gè)動(dòng)作做3組，每組5次，每組間休息1～2m in。整個(gè)治療過程持續(xù)4周，每周3次，共計(jì)12次。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

采用腰部肌肉sEMG信號(hào)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3.1 測(cè)試準(zhǔn)備

ME3000P型四導(dǎo)聯(lián)表面肌電圖測(cè)試儀(芬蘭)；新生兒心電電極(成分為AgCl，直徑3 cm)；可接收信號(hào)的便攜式電腦1臺(tái)。室溫控制在為24℃左右，空氣濕度70%～80%；所有實(shí)驗(yàn)者實(shí)驗(yàn)前24 h均未進(jìn)行任何劇烈體力活動(dòng)，并于實(shí)驗(yàn)前掌握實(shí)驗(yàn)動(dòng)作要求，均能自愿并認(rèn)真地完成實(shí)驗(yàn)動(dòng)作。

根據(jù)肌肉解剖位置及肌纖維走向和既往文獻(xiàn)[4-5]報(bào)道選取最佳放置電極位置點(diǎn)。豎脊?。篖1/2水平，距正中線3 cm，電極間距離為3 cm；多裂?。篖4/5水平，距正中線2 cm，電極間距離為3 cm。為了保證引導(dǎo)效果，實(shí)驗(yàn)前測(cè)試區(qū)用75%酒精脫脂，酒精干后再貼電極，必要時(shí)剔去毛發(fā)。

1.3.2 測(cè)試動(dòng)作

按照腰部屈伸方法[6]?；颊咧绷?，雙腳與肩同寬，雙手自然垂于身體兩側(cè)，均勻緩慢前屈(5 s)至最大屈曲位置(維持5 s)，然后緩慢直立(5 s)，同時(shí)記錄表面肌電信號(hào)至動(dòng)作結(jié)束為止。共進(jìn)行上述動(dòng)作3次，每次之間休息3m in。

1.3.3 信號(hào)采集

受試者處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)即開始記錄肌電信號(hào)，待信號(hào)基線平穩(wěn)后，即開始實(shí)驗(yàn)。囑受試者執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，并持續(xù)記錄表面肌電信號(hào)，至動(dòng)作測(cè)試結(jié)束且表面肌電信號(hào)平穩(wěn)為止。sEMG信號(hào)采樣的頻率1000 Hz，輸入阻抗＜10 GΩ，差分放大器放大倍數(shù)1000倍，噪聲水平＜1μV，帶通濾波10～500Hz。在測(cè)試結(jié)束后采用MegaWin2.3軟件對(duì)采集到的sEMG信號(hào)進(jìn)行線性分析，分析指標(biāo)為患者屈曲過程和伸直過程的平均肌電值(average electromyogram,AEMG)，計(jì)算屈伸比(flexion-relaxation ratio,FRR)。FRR是指屈曲時(shí)AEMG/最大屈曲(maximum voluntary flexion,MVF)時(shí)AEMG；或者伸直時(shí)AEMG/最大屈曲時(shí)AEMG，即FLEXAEMG/MVFAEMG或EXTAEMG/MVFAEMG。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料采用(±s)表示。對(duì)治療前兩側(cè)數(shù)據(jù)以及治療后兩側(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

治療前患側(cè)豎脊肌和多裂肌的FRR均小于對(duì)側(cè)(P＜0.05)；治療后，兩側(cè)均無顯著性差異(P＞0.05)。治療后雙側(cè)豎脊肌和多裂肌的FRR值均增大，但與治療前比較無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 治療前后豎脊肌和多裂肌表面肌電信號(hào)(FRR,n=30)

3 討論

下腰痛發(fā)病率高，給人們的日常生活和工作帶來不同程度的影響。腰椎生物力學(xué)研究及基礎(chǔ)研究均提示，慢性下腰痛與腰部肌肉疲勞、功能狀況及活動(dòng)模式的改變密切相關(guān)[7-8]。腰椎生理功能的正常發(fā)揮依賴于其機(jī)械穩(wěn)定性，機(jī)械穩(wěn)定性由椎體、椎間盤韌帶、筋膜等被動(dòng)活動(dòng)結(jié)構(gòu)、腰部腹部肌肉等主動(dòng)結(jié)構(gòu)及神經(jīng)控制單位三大系統(tǒng)共同維持[9]。神經(jīng)控制系統(tǒng)通過肌腱及韌帶中各種張力傳感器，對(duì)外來信號(hào)做出反應(yīng)，通過主動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)來達(dá)到穩(wěn)定脊柱的目的。

sEMG[10]是無損傷的實(shí)時(shí)測(cè)量，可以反映運(yùn)動(dòng)過程持續(xù)肌肉活動(dòng)的變化趨勢(shì)，常用來評(píng)價(jià)腰痛患者運(yùn)動(dòng)時(shí)腰背肌功能變化。

正常狀態(tài)下，腰椎屈曲運(yùn)動(dòng)中腰部肌肉募集出現(xiàn)所謂屈曲-放松現(xiàn)象，當(dāng)腰部屈曲在40°～70°及到最大屈曲角度時(shí)，此時(shí)腰椎的韌帶、椎間盤及筋膜被動(dòng)牽伸下，張力逐漸增大，反射性抑制腰背肌的活動(dòng)，腰部肌肉處于放松狀態(tài)僅僅起到維持體位，從而保護(hù)韌帶不被過度的屈曲拉傷的作用[11-12]，此時(shí)通過表面肌電 “幾乎”記錄不到信號(hào)，稱為屈曲-放松現(xiàn)象。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[13]，F(xiàn)RR有多種計(jì)算方式，但是其中FLEXAEMG/MVFAEMG、EXTAEMG/MVFAEMG與腰部疼痛指數(shù)及功能障礙相關(guān)程度最高，故本研究選此兩種計(jì)算方法。

下腰痛患者由于疼痛刺激而使腰部肌肉更加緊張甚至痙攣，以維持姿勢(shì)的穩(wěn)定[11]。Strobel等用31P通過核磁共振來觀察下腰痛患者腰肌，通過31P/PCr(肌酸磷酸鹽)比率反映肌肉代謝情況，從而反映腰肌的功能狀態(tài)，研究發(fā)現(xiàn)下腰痛患者與正常對(duì)照組相比，31P/PCr比增高[14]。這提示下腰痛患者腰肌不能完全地放松。腰椎間小關(guān)節(jié)囊、韌帶及椎間盤上存在本體感受器，這些感受器對(duì)壓力、剪切力及炎癥因子敏感。正常人這些感受器在腰椎活動(dòng)(如前屈)時(shí)能準(zhǔn)確傳遞感覺信息，及時(shí)通過肌肉收縮放松等調(diào)整姿勢(shì)；而疼痛使這些感受器受損，不能正確傳遞感覺信息，導(dǎo)致肌肉募集發(fā)生改變。另外，腰痛患者可由韌帶肌肉反射直接或間接地增加腰背肌的活動(dòng)來減少肌肉韌帶上的負(fù)荷以避免進(jìn)一步的損傷和疼痛[15]，導(dǎo)致患者在屈曲運(yùn)動(dòng)過程中，腰部肌肉不能及時(shí)放松。因此患者在腰椎屈曲伸直動(dòng)作中患側(cè)FRR值較對(duì)側(cè)明顯降低，這與既往研究結(jié)果相符[14,16]。

有研究表明，懸吊運(yùn)動(dòng)療法對(duì)腰痛有較好的治療效果[17-18]。SET是穩(wěn)定性訓(xùn)練的有效方法，先進(jìn)行弱鏈測(cè)試[19]，再通過結(jié)合開鏈和閉鏈訓(xùn)練，先著重激活和鍛煉多裂肌等關(guān)鍵穩(wěn)定肌的 “局部肌肉”，再逐漸激活腹直肌、豎脊肌等 “整體肌”共同作為穩(wěn)定肌和動(dòng)力運(yùn)動(dòng)肌，另外通過增加不穩(wěn)定支撐面等強(qiáng)調(diào)感覺運(yùn)動(dòng)綜合訓(xùn)練，激發(fā)感覺運(yùn)動(dòng)器官從而改善神經(jīng)肌肉協(xié)調(diào)功能，逐步恢復(fù)神經(jīng)肌肉的協(xié)調(diào)控制能力，增加穩(wěn)定肌的體積，加強(qiáng)腰椎的穩(wěn)定性。在懸吊下可以減少重力對(duì)腰部肌肉的影響，使肌肉、關(guān)節(jié)逐漸增大活動(dòng)范圍達(dá)最大化，同時(shí)產(chǎn)生一種牽伸作用，這樣使腰部緊張的肌肉能夠得到放松，活動(dòng)腰椎關(guān)節(jié)，增加血液循環(huán)，利于局部代謝物質(zhì)、炎癥物質(zhì)的清除[20]。

SET訓(xùn)練先進(jìn)行低負(fù)荷的等長收縮，然后進(jìn)行低負(fù)荷、高重復(fù)的訓(xùn)練。這樣腰椎始終處于 “中立位”，被動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)受力明顯減少，對(duì)腰椎間盤纖維環(huán)、關(guān)節(jié)囊及韌帶的壓力、剪切力減小，從而減少這些組織內(nèi)痛覺感受器的刺激，減少炎性物質(zhì)的產(chǎn)生，有效減輕疼痛感。同時(shí)椎間關(guān)節(jié)囊、韌帶上的本體感受器因受到刺激而敏感性增加，能正確輸入感覺信息，從而提高神經(jīng)肌肉控制的效率以及準(zhǔn)確性。深層穩(wěn)定肌被最大限度地激活，在日常的姿勢(shì)、動(dòng)作時(shí)更多地參與脊柱穩(wěn)定性的維持。深層穩(wěn)定肌耐力及感受性增強(qiáng)，能更有效地發(fā)揮功能，表現(xiàn)為患者疼痛減輕，通過改善疼痛癥狀，避免前屈時(shí)由于疼痛刺激引起的反射性的肌肉緊張。因而，SET治療4周后，L1/2、L4/5水平患側(cè)FRR值均有增高，與對(duì)側(cè)差異消失；與治療前相比，F(xiàn)RR治療后改變無顯著性差異，考慮可能與治療隨訪時(shí)間較短有關(guān)。

SET治療后，CNLBP患者屈曲伸直運(yùn)動(dòng)過程中豎脊肌、多裂肌的異常激活和主動(dòng)活動(dòng)機(jī)能得到部分改善。今后的研究應(yīng)進(jìn)一步延長治療隨訪時(shí)間、增加隨訪次數(shù)深入探討SET對(duì)腰痛患者的治療作用。

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Change of Surface Electrom yographic Signal during Lumbar Flexion-extension after Sling Exercise Therapy in Patientswith Chronic Nonspecific Low Back Pain

YU Rui1,WANG Chu-huai2,PANCui-huan1,XU Yi2
1.The Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University,Guangzhou,Guangdong 510260,China;2. The FirstA ffiliated Hospitalof Sun Yat-sen University,Guangzhou,Guangdong 510700,China

Objective To investigate the changes of surface electromyographic signal during lumbar flexion-extension after sling exercise therapy(SET)in patientswith chronic nonspecific low back pain(CNLBP).Methods30 patientswith CNLBP received SET,3 timesa week for 4 weeks.The surface electromyographic signals of erector spinae and multifidus of both sideswere collected,when they were in erect position,flexionmotion,maximum voluntary flexion,and back to erect position,before and after intervention.The average electromyogram(AEMG)wasanalyzed,and the flexion-relaxion ratio(FRR)was compared.Results The FRRsof both erector spinae andmultifiduswere lower in the painful side than in the healthy side before intervention(P＜0.05).Therewas no significant difference in the FRRs of both erector spinae andmultifidus between 2 sidesafter intervention.Conclusion SETmay improve the activemotion function of the erector spinae andmultifidusof the painfulside and recovery of flexion-relaxation phenomenon.

chronic nonspecific low back pain;sling exercise therapy;surface electromyography;flexion-relaxation phenomenon;flexion-relaxion ratio

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.08.015

R681.5

A

1006-9771(2015)08-0943-04

2015-06-16

2015-7-27)

1.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，廣東廣州市510260；2.中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院東院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，廣東廣州市510700。作者簡介：于瑞(1984-)，女，漢族，河南駐馬店市人，碩士，醫(yī)師，主要研究方向：骨科康復(fù)。