腰椎管狹窄癥患者步態(tài)下脊柱和骨盆運動與腰痛加重的相關(guān)性分析

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)

腰椎管狹窄癥(Lumbar spinal stenosis，LSS)患者常以下肢麻木、疼痛和神經(jīng)源性間歇性跛行為主要癥狀[1,2]。眾所周知，腰椎的前傾或后傾對LSS患者癥狀加重或減輕有所影響。有研究[3]顯示，與坐位相比，當(dāng)LSS患者處于站立位時，腰椎處于最大伸展狀態(tài)從而顯著增加了硬膜外壓力，但其腰椎前傾度則減少了30°。Suda和Nagai等[4,5]進行的步態(tài)負荷試驗中顯示，LSS患者的軀干前傾度有所增加；而另一項研究[6]在步態(tài)負荷試驗中，則未顯示明顯變化。因此，LSS患者在步態(tài)負荷試驗前后的脊柱和骨盆運動情況，目前尚未達成一致。筆者認為，上述研究僅是針對脊柱的整體運動情況進行觀察，這可能是導(dǎo)致不同結(jié)論的原因所在。若單獨觀察胸椎和腰椎運動情況，是否有助于進一步了解LSS患者在步態(tài)負荷時的脊柱運動特征呢？此外，報道顯示有67.6 %的LSS患者存在腰痛(Low back pain，LBP))[7]，Jones等[8]認為可能與小關(guān)節(jié)、神經(jīng)根缺血和腰椎前傾度變化等因素有關(guān)。由此筆者假設(shè)，脊柱和骨盆運動可能對LSS患者步態(tài)下的LBP程度造成影響。為此，本研究對29例LSS患者開展了6 min步態(tài)負荷試驗，其目的在于：(1)觀察其步態(tài)過程中的軀干、胸椎和腰椎、骨盆等運動情況；(2)記錄其試驗前后的LBP和下肢痛(Leg pain，LP)變化情況，對其脊柱和骨盆運動與LBP的相關(guān)性進行分析。

1 資料與方法

1.1 研究對象

于2015年8月-2016年2月期間，共招募了29例LSS患者(男17例，女12例)，所有患者均出現(xiàn)下肢疼痛和/或麻木，以及間歇性跛行等癥狀，均經(jīng)臨床表現(xiàn)、體格檢查和LSS的磁共振成像評估予以確診。排除標準：有明顯的腰椎不穩(wěn)或脊柱側(cè)凸，既往有脊柱手術(shù)史，脊柱腫瘤，椎體骨折，嚴重的髖關(guān)節(jié)和/或膝骨性關(guān)節(jié)炎，不能獨立行走等患者。本研究得到了我院醫(yī)學(xué)倫理委員會的審核批準；所有患者均被告知研究目的和內(nèi)容，并簽署了書面知情同意書。

1.2 研究方法

(1)觀察指標：使用MOS 36項簡短健康調(diào)查表(SF-36)評價LSS患者的的健康狀況。SF-36量表由8個項目組成，用于評估與健康相關(guān)的生活質(zhì)量，分數(shù)越高表明健康狀況越好。采用Oswestry功能障礙指數(shù)(ODI)評估與腰痛相關(guān)的日常生活活動，分數(shù)越低表明健康狀況較好。(2)改良6 min步態(tài)負荷試驗，目的是誘發(fā)癥狀。實施方法：患者沿10 m的人行道，盡可能快地來回行走6 min，遵循“盡可能舒適且快速地行走”的要求完成試驗。在測試前和測試后，均觀察其LP、LBP水平，以及步態(tài)運動學(xué)指標。

1.3 疼痛強度評估及分組方法

使用100 mm視覺模擬量表(Visual analogue scale，VAS)測量患者試驗前后的LP和LBP強度?；颊咴?00 mm的VAS刻度上標示其疼痛強度，其中0 mm表示“無疼痛”，100 mm表示“可以想象的最嚴重的疼痛”。LP和LBP加重度=試驗后VAS-試驗前。若LP加重度≤0 mm，被定義為非變化組(C組)；若LP加重度>0 mm，則參照Bellamy等[9]的標準，將VAS閾值設(shè)置為18 mm，并進一步分組：LP和LBP加重組(A組，LBP加重≥18 mm)和僅LP加重組(B組，LBP加重<18 mm)。

1.4 步態(tài)分析

采用三維運動分析系統(tǒng)(VICON MX：Vicon MotionSy，牛津，英國)，由16個紅外攝像機(100Hz采樣)和8個測力板(1000Hz采樣；AMTI，Watert.，美國)組成，用于記錄LSS患者的步態(tài)。為檢查步態(tài)期間的胸椎和腰椎運動，在患者C7、T1、T12和L1的棘突以及T1、L1的棘突兩側(cè)，分別附著了8個標記(如圖1)。在試驗前，指導(dǎo)患者直視前方并保持5 s，以測量其試驗前站立位的相關(guān)數(shù)據(jù)3次。然后，患者以合適的速度在10 m的人行道上赤腳前后行走6 min，共3次。患者初始接觸時由測力板檢測> 10 N識別，而腳趾離開定義為檢測<10 N。

圖1 在C7、T1、T12和L1的棘突以及T1、L1的棘突兩側(cè)，分別附著了8個標記

1.5 數(shù)據(jù)提取及加工

測試所得數(shù)據(jù)采用4階Butterworth低通濾波器(巴特塞;Vaquita Software，西班牙)進行濾波，截止頻率為6 Hz。從生物力學(xué)模型輸出中提取步態(tài)速度、節(jié)奏和步長等時空參數(shù)，并將步長參數(shù)取以身高的百分比進行規(guī)范化。使用Vicon Bodybuilder處理軟件(ViconMotionSy.)，根據(jù)Kuwahara等[10]的研究方案，設(shè)計了如下解剖學(xué)參考節(jié)段：T1、L1和骨盆節(jié)段。軀干、胸椎和腰椎傾斜度分別為T1-骨盆段、T1-L1段和L1-骨盆段的運動范圍；而骨盆傾斜度為骨盆到整體部分的運動。所有數(shù)據(jù)均取3次測試的平均值為準，正負值分別表示為前傾度和后傾度。以患者試驗前的數(shù)據(jù)作為參考，計算其步態(tài)負荷后的各項增加值=試驗后數(shù)值-試驗前參考值。

1.6 質(zhì)量控制

29例LSS患者均由同一名檢查員進行步態(tài)分析。為了評估運動數(shù)據(jù)的評分者內(nèi)部可靠性，在研究開展前，以10名健康男性志愿者進行預(yù)試驗，其平均年齡為(25±3)歲，身高(1.72±0.05)m，體重(63.5±5.1)kg，體重指數(shù)(BMI)為(21.4±1.0)kg/m2，經(jīng)2次接受步態(tài)分析后，確認該研究方案可行。

1.6 統(tǒng)計學(xué)處理

使用SPSS 23.0軟件進行統(tǒng)計分析。利用內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)分析了測量值之間的一致性。三組間差異采用單因素方差分析、KruskaleWallis非參數(shù)檢驗和卡方檢驗。使用雙因素混合重復(fù)測量分析檢查試驗前后各組時空數(shù)據(jù)和運動數(shù)據(jù)的差異，如果存在顯著的相互作用，則使用Bonferroni測試評估簡單的主要效應(yīng)。使用Spearman等級相關(guān)系數(shù)分析步態(tài)負荷后腰痛與患者脊柱和骨盆運動的相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1 試驗數(shù)據(jù)的重復(fù)信度分析

經(jīng)重復(fù)信度分析，LSS患者軀干、胸椎、腰椎和骨盆在站立位的最大傾斜度ICC值分別為0.635、0.742、0.838和0.944；SEM值分別為3.0°，2.9°，1.8°和1.4°。結(jié)果顯示，其試驗數(shù)據(jù)的一致性可靠。

2.2 各組的相關(guān)指標比較

基于步態(tài)負荷試驗前后的LP和LBP的VAS評分變化，將其分組如下：A組8名患者，B組中12名，C組中9名。各組之間在年齡、身高、體重、BMI、性別、步長、SF-36得分和ODI指數(shù)方面，以及試驗前的LP和LBP疼痛VAS分數(shù)方面，均無顯著差異(P>0.05,表1 )。但試驗后，A組及B組的LP-VAS評分顯著高于非改變組(P<0.05)，且A組的LBP-VAS評分顯著高于B、C兩組(P<0.05)。

表1 三組患者的人口統(tǒng)計學(xué)、步長、試驗結(jié)果和疼痛程度比較

注：#表示與B、C組相比，P<0.05；*表示與C組相比，P<0.05

2.2 時空和運動學(xué)參數(shù)比較

三組的步態(tài)速度、節(jié)奏和步長長度均在試驗后顯著高于試驗前，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；但各組之間在步態(tài)速度、節(jié)奏和步長長度上沒有顯著差異，組效應(yīng)為P>0.05。在試驗前后，軀干和胸椎的傾斜度在組、時間和交互作用上未體現(xiàn)出統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。三組在試驗后的腰椎前傾度均顯著大于試驗前(P<0.05)，但各組均未見顯著差異(P>0.05)；僅在A組中，試驗后的骨盆前傾度明顯大于試驗前(P<0.05)。見表2所示。

表2 步態(tài)負荷試驗前后的時空和運動學(xué)參數(shù)

注 ：**表示與試驗前相比，P<0.05；各效應(yīng)值均為P值

A、B兩組的LP和LBP加重度均顯著高于C組(P<0.001)，且A組的LBP加重度明顯高于B組(P<0.05)。A組的骨盆前傾度顯著高于B、C兩組(P<0.05)。在各組之間未觀察到其他增加值的顯著差異。見表3。

表3 步態(tài)負荷試驗后的疼痛、時空和運動學(xué)參數(shù)增加值

注：*與B組相比，P<0.05;#與C組相比，P<0.05

2.3 相關(guān)性分析

表4所示，LSS患者除C組外，試驗前站立時的軀干前傾度與LP加重度呈負相關(guān)，而步態(tài)速度等其他運動值與LP加重度之間無顯著相關(guān)關(guān)系。

步態(tài)負荷期間的腰椎前傾度增加值與LBP加重度呈負相關(guān)，骨盆前傾度增加值則與LBP加重度之間呈正相關(guān)(表4)。在步態(tài)速度或其他運動值與DLBP之間沒有觀察到顯著的相關(guān)性。

表4 脊柱和骨盆運動與LP和LBP加重的相關(guān)性分析

3 討論

本研究有兩項重要結(jié)論：第一，步態(tài)負荷前后，LSS患者的軀干和胸椎前傾度無明顯變化；然而，即使在沒有步態(tài)負荷后LP加重的LSS患者中，腰椎前傾也會在步態(tài)加載后有所增加(如表2)。其次，在LSS患者中，試驗后的骨盆前傾度顯著增加，且可導(dǎo)致LBP加重。

目前，關(guān)于步態(tài)負荷前后的軀干傾斜度變化尚未達成共識，在每項研究中分析的脊柱運動情況并不相同[4-6]。正如本文前言中所假設(shè)，本研究結(jié)果顯示，即使在步態(tài)負荷后沒有LP加重的LSS患者(C組)中，腰椎前傾度也有所增加。此外，軀干或胸椎傾斜度在步態(tài)試驗后并未有所增加。這些發(fā)現(xiàn)表明，LSS可能會在步態(tài)中出現(xiàn)異常的腰椎運動。有研究表明，若腰椎前傾度變大，則椎管容積將相應(yīng)變大，有利于減輕神經(jīng)根的壓迫[3,11]。因此，對LSS患者進行步態(tài)負荷試驗時，關(guān)注腰椎運動對評價步態(tài)中脊柱運動狀態(tài)具有重要意義。

本文依據(jù)LBP-VAS評分的加重度，將患者分為LP和LBP加重組(A組)和僅LP加重組(B組)。值得注意的是，較B組而言，雖然A組步態(tài)負荷后的LBP程度和LBP加重度均顯著增高，但兩組在試驗前后和其他臨床指標方面并無顯著性差異(如LP、行走距離、SF-36和ODI方面)。因此，A組患者應(yīng)是由于步態(tài)負荷誘發(fā)了LBP所致。本研究的重要發(fā)現(xiàn)是，A組患者在步態(tài)負荷后的骨盆前傾度有顯著增加，但腰前傾度則較小，而相關(guān)性分析也證實，骨盆前傾度增加與其LBP加重之間具有顯著的正相關(guān)關(guān)系。我們分析認為，人體在站立時，若骨盆前傾增加，而腰椎前傾度較小，則可引起腰椎前凸也隨之增加[12]。較小的前腰椎間盤傾斜和前骨盆傾斜的增加可能導(dǎo)致腰椎前凸增加。Jones等[8]指出， LSS中導(dǎo)致LBP的因素有小關(guān)節(jié)、神經(jīng)根缺血和腰椎前傾角增加等方面，若腰椎前凸增加，可導(dǎo)致小關(guān)節(jié)內(nèi)的壓力增加，從而加重LBP。

在行走過程中，骨盆扮演兩個角色：運動和乘客系統(tǒng)。雖然骨盆是運動系統(tǒng)的一部分，是兩個下肢之間的移動連接，但它也是乘坐髖關(guān)節(jié)的乘客單元的底部。因此骨盆在行走中起著重要作用，所以在這一過程中防止骨盆前傾度增加應(yīng)有必要，有助于減輕LBP。在將來，尚有待于開展對骨盆前傾度進行干預(yù)的相關(guān)研究，以減輕LSS患者步態(tài)中誘發(fā)的LBP。