觸覺反饋對無癥狀健康成人和下腰痛患者多裂肌活動的影響

岳劍寧，郭玉娜，劉京杰，王琦，賴光輝，武百山，楊立強，倪家驤

（首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院疼痛科，北京，100053）

目前，關(guān)于腰椎多裂肌的肌肉激活訓(xùn)練方式較多，諸如壓力生物反饋裝置，觸覺反饋機制，以及口頭指令等。而部分研究已證實，壓力生物反饋裝置僅在腰痛的穩(wěn)定性損傷方面有良好提示作用，但其治療價值不大。相比之下，口頭指令具有簡單易行的優(yōu)點，Price等[1]學(xué)者已證實了口頭指令在腰多裂肌訓(xùn)練中的價值。然而在實際操作中，口頭指令要求患者能夠理解指令的意義，以便正確地進行練習(xí)。由于腰部多裂肌較厚，且位置深在，臨床醫(yī)生往往難以通過目測觀察到肌肉激活情況，因此經(jīng)常在口頭指令中附加觸覺反饋，以進一步促進其收縮鍛煉。臨床最常用的觸覺反饋方式，是直接以手接觸目標(biāo)肌肉[2]。但目前，鮮有學(xué)者探討以手接觸的觸覺反饋是否對腰椎多裂肌活動產(chǎn)生明顯影響。因此，本研究的目的在于：（1）探討觸覺反饋對LBP患者靜息時的腰部多裂肌活動影響；（2）在健康成人與LBP患者的對側(cè)手臂抬起期間，比較觸覺反饋對其口頭指令的附加效果。

1 資料與方法

1.1 樣本量預(yù)估

在數(shù)據(jù)分析前，預(yù)先使用G*Power 3.1.3軟件進行統(tǒng)計檢驗力分析，以確保樣本量能滿足研究需求：使用0.25的中等效應(yīng)量和0.025的α水平，總共42名參與者，每組21人，經(jīng)分析證實，達(dá)到了0.80的統(tǒng)計檢驗力。

1.2 一般資料

自2017年4月-2018年4月，共納入了42名符合條件的參與者，其中21名為無癥狀成年人，作為對照組；另21名為LBP患者，作為LBP組。LBP組的納入標(biāo)準(zhǔn)為：①L4-S1節(jié)段附近存在LBP者；②采用數(shù)字疼痛評定量表（NRS），其24 h內(nèi)的評分≥2分。排除標(biāo)準(zhǔn)：全身性關(guān)節(jié)疾病、腹部或腰背部腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、對膠布有過敏反應(yīng)、無法俯臥者。本研究已獲得我院醫(yī)學(xué)倫理委員會的批準(zhǔn)通過，每位參與者均被告知研究的風(fēng)險和步驟，并簽署知情同意書。

1.3 研究設(shè)備

使用Delsys Trigno無線肌電測試（EMG）系統(tǒng)（Delsys公司，美國Natick）和2枚電極記錄肌肉活動。每枚電極包含內(nèi)置的前置放大器和兩組平行的銀接觸條，記錄點之間的固定距離為1 cm；一組接觸棒作為參考電極。原始肌電圖信號以4000 Hz采樣率記錄，在20～450 Hz之間進行濾波；EMG系統(tǒng)增益信號為 1000，共模抑制比（CMRR）)＞80 dB。

1.4 研究方法

（1）一般信息：統(tǒng)計所有研究對象的人口信息和既往史，采用改良的Oswestry腰痛失能問卷（OSW）評價LBP所致功能障礙情況，詢問患者過去24 h內(nèi)的疼痛位置、持續(xù)時間和疼痛強度，采用NRS量表評價其測試前和肌電圖測試期間的疼痛情況。

（2）體位與固定：所有參與者均俯臥于檢查臺上，肩部固定，肘部彎曲約80-90°，前臂自然放置于檢查臺邊緣，腹部下方置一枕頭以使腰椎前凸＜10°。于L5水平測試其多裂肌EMG信號，皮膚行酒精清潔（若局部體毛過于濃密，可剃除之）。使用膠布將2枚電極固定在L5棘突水平的雙側(cè)腰部多裂肌部位的皮膚上，保持其距離中線3 cm左右，與髂后上棘至L1和L2棘突連線對齊（圖1A）。由2名研究人員參與操作，其中1名記錄肌電圖數(shù)據(jù)，另1名對參與者下達(dá)口頭指令，并施以手的觸覺反饋（手的接觸位置、時間和壓力均予以規(guī)范化）。在記錄肌電圖前，參與者均被告知腰椎多裂肌的位置。

（3）信號收集：收集對照組右側(cè)、LBP組患側(cè)的EMG信號（若患者雙側(cè)均有LBP，則以最嚴(yán)重側(cè)為準(zhǔn)；若兩側(cè)疼痛一致，則以拋擲硬幣法隨機選擇一側(cè)），用于統(tǒng)計分析。

（4）實施步驟：分別在有、無觸覺反饋條件下，記錄其下述狀態(tài)的多裂肌EMG信號：①靜息狀態(tài)：參與者處于靜息狀態(tài)，記錄其多裂肌肌電圖活動各3次。觸覺反饋的施加方式為：以手連續(xù)、直接的輕觸多裂肌部位皮膚5 s（圖1B）。若參與者發(fā)生移動，則視為無效，并再次測試。②對側(cè)臂抬起狀態(tài)：參與者分別在有、無觸覺反饋條件下，對側(cè)臂抬高5次，給予口頭指令：“正常呼吸，試著向前傾斜骨盆、但保持骨盆和脊柱不動，將手臂抬到檢查臺的上方。”此時，研究者將一只手放在腰部多裂肌上，施加連續(xù)的直接觸覺反饋（圖1D）。其每次提臂狀態(tài)需保持5-8 s。③雙臂上舉狀態(tài)：參與者從靜止?fàn)顟B(tài)進行雙臂上舉，胸部抬起，分別對參與者的兩側(cè)肘部施加穩(wěn)定向下的力，從而獲得其兩側(cè)多裂肌最大自主等距收縮（maximalvoluntaryisometriccontraction，MVIC）的EMG信號（圖1E）。④肌電圖記錄完成后，要求每位參與者主觀確認(rèn)：增加觸覺反饋是否有助于多裂肌的收縮。

圖1 A：腰多裂肌電極放置位置；B：靜息狀態(tài)下施以觸覺反饋；C：無觸覺反饋時對側(cè)臂抬高；D：有觸覺反饋時對側(cè)臂抬高；E：雙側(cè)臂最大自主等距收縮

1.5 數(shù)據(jù)處理

1.5.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

將上述兩組參與者在靜息時和對側(cè)臂抬高時記錄的肌電圖EMG RMS數(shù)值，除以其雙臂上舉MVIC狀態(tài)下的RMS數(shù)值，從而得到相對EMG值，以消除EMG信號的個體化差異性。計算公式為：相對EMG值=原始RMS數(shù)值/MVIC狀態(tài)下RMS數(shù)值×100%。

1.5.2 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 21.00統(tǒng)計學(xué)軟件包進行處理：①參與人者的人口信息數(shù)據(jù)，采用獨立t檢驗；②分別對兩組各條件下收集的肌電圖數(shù)據(jù)進行重測信度評估，以確保其可靠性；③采用重復(fù)測量的單因素方差分析，對兩組肌電圖數(shù)據(jù)進行分析。經(jīng)Bonferroni校正后,設(shè)定α水平為0.025。

2 結(jié)果

2.1 基線資料比較

42名參與者中，共40名順利完成了研究；2例予以剔除，原因為：1例中途退出（LBP組），另1例肌電圖記錄信號不完整（對照組）。

表1顯示，兩組在年齡、性別、身高和體重方面沒有顯著性差異（P＞0.05）。LBP組的OSW評分為（17.7±9.8）分，平均 NPRS評分為（3.1±1.3）分，提示該組參與者由于長期慢性LBP而具有輕度的功能障礙。

表1 兩組參與者的基線資料比較

表2 兩組患者EMG數(shù)據(jù)的重復(fù)信度測試[ICC值（95%置信區(qū)間）]

表3 兩組參與者的相對EMG值對比

2.2 肌電圖EMG值的信度評價

通過信度分析，本研究收集的EMG數(shù)據(jù)具有良好的重測信度，對照組的內(nèi)部相關(guān)系數(shù)(ICC3,1)取值范圍為0.912-0.997,LBP組為0.909-0.998(表2)。

2.3 相對EMG值對比

表3所示，經(jīng)重復(fù)測量的單因素方差分析：（1）在靜息狀態(tài)時，兩組有、無觸覺反饋的相對EMG值均無顯著組間差異（P=0.829），但總體而言，觸覺反饋條件下EMG值顯著降低（P=0.013）。（2）與靜息時的結(jié)果相似，在對側(cè)臂抬高期間，兩組間有、無觸覺反饋的相對EMG值均無顯著組間差異（P=0.878），但總體而言，觸覺反饋條件下EMG值顯著降低（P=0.010）。兩項統(tǒng)計分析均表明，當(dāng)靜息和對側(cè)臂抬起期間對兩組進行觸覺反饋時，腰部多裂肌EMG活動均顯著減少。

40例中調(diào)查顯示，有35%的對照組和50%的LBP組患者認(rèn)為，觸覺反饋有助于激活腰部多裂肌。

3 討論

本研究顯示，無論參與者是否為LBP患者，在靜息和對側(cè)臂抬高時，觸覺反饋下的腰椎多裂肌活動相對EMG值均減少約2%-3%。結(jié)果表明，無論是健康成人還是LBP患者，以持續(xù)的手接觸對腰椎多裂肌活動可產(chǎn)生明顯抑制或放松作用，而并非促進作用。因而，在LBP康復(fù)過程開展多裂肌鍛煉時，這種觸覺反饋并不會起到促進療效之目的。

筆者分析認(rèn)為，連續(xù)的手接觸可能會減弱Ia傳入纖維的活動，從而降低腰多裂肌的運動活性。Takasaki等[3]認(rèn)為，若將繃帶垂直于受拉伸肌纖維方向放置，可對肌纖維活動產(chǎn)生明顯的抑制作用，而手的接觸亦可產(chǎn)生類似效果（Takasaki et al.2015）。雖然在本研究中，手的位置并不垂直于腰多裂肌纖維的方向，但仍是交叉放置于肌纖維上，可能產(chǎn)生了相應(yīng)影響，但其潛在機制尚不清楚。同時也要注意，施術(shù)者的手掌溫度也可能對本研究結(jié)果產(chǎn)生影響。皮膚溫度對肌電圖活性的影響表明，在肌力不變的情況下，若皮膚溫度升高，則肌電圖活性降低[4]。此外，肌肉內(nèi)的電解質(zhì)、傳導(dǎo)速度變化和出汗等因素，均可能導(dǎo)致肌電活動減少[5]。

與對照組相比，LBP組的相對EMG值在休息時高出約4%-5%，在對側(cè)臂抬高期間則高出6%-8%左右。關(guān)于這一原因，Cassisi等[5]的肌肉痙攣模型研究認(rèn)為，其增加的肌肉活動主要用于維持俯臥位下的腰椎穩(wěn)定性；Kim等[6]研究顯示，慢性LBP患者在對側(cè)髖關(guān)節(jié)伸展時，其軀干伸肌的肌肉活動也有所增加，這與本研究LBP組在對側(cè)臂抬高過程中，相對EMG值增加的現(xiàn)象較為相符。

值得注意的是，在本研究中，約35%的對照組和50%的LBP組參與者均主觀認(rèn)為，觸覺反饋有助于激活腰椎多裂肌，但實際上，腰椎多裂肌的活動反而是減少了。這一現(xiàn)象表明，上述參與者對觸覺反饋的主觀感知與其實際情況存在脫節(jié)，尤其是LBP患者更為明顯。我們認(rèn)為，這可能是一種“霍桑效應(yīng)”[7]，因為參與者被告知了研究的目的，這可能會使他們對觸覺反饋效應(yīng)的感知產(chǎn)生偏差。

總之，本研究結(jié)果顯示，無論是常人抑或LBP患者，觸覺反饋對其腰椎多裂肌活動均具有抑制作用，甚至可能降低預(yù)期的治療效果。但本文樣本術(shù)較少，尚需更深入的研究進行佐證，如輕拍或深觸等其他形式觸覺反饋對肌肉募集能力的影響等[8]。