呼吸訓(xùn)練在非特異性腰痛防治中的研究進(jìn)展

陳沛，任超學(xué)，李新通，代瑞蘭，張恒銀

1.西安體育學(xué)院研究生部，陜西西安市 710068；2.西安體育學(xué)院健康科學(xué)系，陜西西安市710000

非特異性腰痛(nonspecific low back pain,NLBP)是指病因不明，除感染、腫瘤、骨質(zhì)疏松等導(dǎo)致的脊柱不穩(wěn)和神經(jīng)根性疼痛外，其他原因引起的以腰背部、骶髂部疼痛不適為主要表現(xiàn)的一類(lèi)疾病，可同時(shí)伴有腰部無(wú)力、活動(dòng)受限和協(xié)調(diào)能力下降等癥狀，嚴(yán)重者可發(fā)生睡眠障礙[1]。NLBP 病因不明、發(fā)病率高、病程周期長(zhǎng)，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量，甚至造成心理方面的不良影響，目前已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)的公共健康問(wèn)題[2]。

近年來(lái)，采用運(yùn)動(dòng)療法防治NLBP 逐漸成為共識(shí)。運(yùn)動(dòng)療法主要增加維持脊柱穩(wěn)定的腰腹部肌肉力量，包括外層控制運(yùn)動(dòng)的大肌肉群和深層維持穩(wěn)定的小肌肉群[3]。在訓(xùn)練過(guò)程中，深層肌肉的激活存在一定局限。呼吸訓(xùn)練能夠激活軀干深層穩(wěn)定肌，建立適當(dāng)?shù)母箖?nèi)壓來(lái)維持脊柱的穩(wěn)定與控制，在NLBP防治方面具有較大的應(yīng)用價(jià)值[4]。

1 呼吸訓(xùn)練與NLBP

在解剖學(xué)方面，膈肌、腹肌、盆底肌以及脊柱深層固有結(jié)構(gòu)作為腹內(nèi)壓調(diào)控的原動(dòng)肌參與呼吸過(guò)程[5-6]，同時(shí)也通過(guò)不同的生物電模式相互協(xié)調(diào)，調(diào)控脊柱和軀干等多環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程序，參與NLBP 患者的運(yùn)動(dòng)控制[7]。在神經(jīng)生理學(xué)方面，大腦島葉、杏仁核和扣帶皮質(zhì)是呼吸紊亂與脊柱不穩(wěn)的共同調(diào)控區(qū)域[8]；而在NLBP 患者中，MRI 顯示大腦島葉和扣帶皮質(zhì)的異常激活模式普遍存在[9]，這也為脊柱不穩(wěn)患者伴或不伴不同程度的呼吸障礙提供了解釋。在免疫學(xué)方面，腫瘤壞死因子-α血漿水平的升高會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的呼吸疾病[10]。Wang 等[11]發(fā)現(xiàn)NLBP患者腫瘤壞死因子-α陽(yáng)性率顯著增高。在主觀癥狀方面，Clark 等[12]發(fā)現(xiàn)，患不同程度障礙的呼吸疾病患者腰痛發(fā)病率高達(dá)87%；而在腰痛患者中，除核心肌群力量和穩(wěn)定性均有一定程度的減弱外，NLBP 患者還伴有肺容量和膈肌力學(xué)的改變[13-14]。

此外，O'Sullivan[15]發(fā)現(xiàn)，NLBP 患者呼吸效率隨膈肌、盆底肌位移的偏移程度呈下降趨勢(shì)。另有研究發(fā)現(xiàn)[16]，NLBP 患者核心肌肉疲勞程度與呼吸功能呈正相關(guān)。

2 防治機(jī)理

腰背部肌肉組織順應(yīng)性降低、肌纖維特征性改變和脊柱節(jié)段性穩(wěn)定下降是NLBP 的主要特征[17]。恢復(fù)肌肉形態(tài)和功能，提高核心穩(wěn)定性，有助于維持NLBP 患者腰椎的平衡穩(wěn)定，促進(jìn)功能恢復(fù)。其中，腹橫肌、多裂肌、豎脊肌等軀干深層小肌肉群的功能狀態(tài)已經(jīng)成為評(píng)價(jià)脊柱節(jié)段性區(qū)域穩(wěn)定的重要指標(biāo)[18-19]。Dankaerts 等[20]發(fā)現(xiàn)，端坐位時(shí)腰痛患者腹橫肌相比健康人肌電活動(dòng)波幅高43%，髂肋肌腰段部分高36%。衛(wèi)杰等[21]發(fā)現(xiàn)，NLBP 患者屈曲時(shí)豎脊肌平均表面肌電(average surface electromyography,AEMG)均小于伸直時(shí)AEMG。兩者結(jié)果相似。可能是由于腰痛患者在疼痛等影響下，腰背肌做功下降，屈伸過(guò)程中做出最大屈曲動(dòng)作后，屈曲松弛現(xiàn)象延遲，即腹橫肌、豎脊肌等深層肌肉延遲反應(yīng)時(shí)的增加，導(dǎo)致姿勢(shì)控制啟動(dòng)程序的異常。蔣靜雅[22]發(fā)現(xiàn)，NLBP 患者吸氣肌訓(xùn)練8 周后，深層穩(wěn)定肌反應(yīng)時(shí)縮短，并在動(dòng)作開(kāi)始前產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，對(duì)脊柱提前進(jìn)行加固。呼吸訓(xùn)練能夠有效激活深層穩(wěn)定肌，提高前饋控制能力，對(duì)NLBP患者脊柱穩(wěn)定產(chǎn)生積極作用。

然而，脊柱穩(wěn)定性的維持并不完全依存于肌纖維的募集，腹內(nèi)壓力調(diào)節(jié)是平衡脊柱力學(xué)及剛度的另一個(gè)重要參數(shù)[23]。Doubkova等[24]發(fā)現(xiàn)，四肢在進(jìn)行等長(zhǎng)抗阻時(shí)，橫膈膜的異常激活可能引起淺層脊柱伸肌的代償，從而增加脊柱腹側(cè)區(qū)域的壓力，造成腹內(nèi)壓力調(diào)節(jié)異常，是慢性腰痛的一個(gè)潛在機(jī)制。相比健康人群，腰痛患者的膈肌位置均存在不同程度的偏移，且更容易出現(xiàn)膈肌疲勞，發(fā)生呼吸障礙疾病[25]。因此，保證橫膈膜的強(qiáng)度及韌性，平衡腹內(nèi)壓力調(diào)節(jié)，是呼吸訓(xùn)練用于防治NLBP 的另一機(jī)理。劉敏等[26]利用膈肌超聲檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，呼吸訓(xùn)練能夠增加呼氣末和吸氣末膈肌的厚度，提高膈肌增厚分?jǐn)?shù)，有效改善膈肌靈敏度。Ki 等[27]發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)化膈肌性能的基礎(chǔ)上，呼吸訓(xùn)練可以減小NLBP 患者胸腰段、腰骶段失衡的矢狀面角度，并且減輕椎旁淺層肌肉代償而增加的負(fù)荷，從而有效緩解腰痛患者疼痛問(wèn)題。

在促進(jìn)脊柱運(yùn)動(dòng)控制的同時(shí)，本體感覺(jué)的參與必不可少。本體感覺(jué)經(jīng)過(guò)位于肌肉、肌腱、韌帶、關(guān)節(jié)囊中的感受器，聯(lián)合游離的神經(jīng)末梢，感知機(jī)體運(yùn)動(dòng)信息，并傳入中樞，經(jīng)過(guò)整合后反饋至相應(yīng)部位引起肌肉收縮，參與姿勢(shì)控制啟動(dòng)程序[28]。Riva 等[29]發(fā)現(xiàn)，姿勢(shì)穩(wěn)定性的有效控制是本體感覺(jué)精確性的表達(dá)。NLBP 患者因?yàn)檠巢考±w維萎縮，肌梭敏感性降低，延遲了本體感覺(jué)的傳導(dǎo)反射，使機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向、力量、速度失去即時(shí)判斷，導(dǎo)致姿勢(shì)調(diào)控異常，是促使NLBP 患者脊柱節(jié)段發(fā)生病理性改變的主要機(jī)制[30]。Janssens 等[31]發(fā)現(xiàn)，NLBP 患者進(jìn)行60%最大吸氣壓吸氣肌訓(xùn)練后，在體位控制及動(dòng)態(tài)平衡中，對(duì)足踝關(guān)節(jié)本體感覺(jué)輸入的依賴(lài)性減小，背部本體感覺(jué)信號(hào)的輸入增加。Mendell[32]認(rèn)為這一積極作用可能在于呼吸訓(xùn)練抑制疼痛閘門(mén)控制，從而刺激機(jī)體局部感受器，并優(yōu)化對(duì)疼痛感知的輸入。

3 不同呼吸訓(xùn)練在NLBP中的應(yīng)用

3.1 膈式呼吸

膈式呼吸是通過(guò)呼吸設(shè)備、氣球等對(duì)呼氣過(guò)程施加阻力，從而促進(jìn)呼吸肌性能的一種訓(xùn)練方式。Boyle 等[33]提出，保持髖膝關(guān)節(jié)被動(dòng)90°體位時(shí)，身體會(huì)處于相對(duì)腰椎前屈、骨盆后傾的狀態(tài)，更有利于深層穩(wěn)定肌的激活。臨床訓(xùn)練中，患者通常采取仰臥位，屈髖屈膝90°并雙足用力踩蹬墻面，雙膝之間夾一個(gè)泡沫軸或一個(gè)約200～300 ml的氣球以激活盆底肌。一手握住氣球，鼻子吸氣3～4 s 后用嘴巴吹至氣球內(nèi)，呼氣5～8 s，暫停2～3 s后重復(fù)上述動(dòng)作。

范星月等[34]發(fā)現(xiàn)，膈式呼吸訓(xùn)練和核心力量訓(xùn)練前后NLBP 患者視覺(jué)模擬評(píng)分和Oswestry 功能障礙指數(shù)(Oswestry Disability Index,ODI)均改善，前者ODI 評(píng)分更優(yōu)。這與Chaitow[35]的研究結(jié)論一致，認(rèn)為隔式呼吸可以強(qiáng)化膈肌各個(gè)不同方向的運(yùn)動(dòng)，并且激活腹橫肌、多裂肌等深層穩(wěn)定肌，平衡腰背部肌肉負(fù)荷，從而防止腰背疼痛。Boyle等[36]對(duì)1例右側(cè)腰痛伴坐骨神經(jīng)壓迫，并因疼痛無(wú)法獨(dú)自步行的61 歲女性患者進(jìn)行膈式呼吸訓(xùn)練，12周后該患者相關(guān)癥狀得到極大緩解，自述神經(jīng)壓迫癥狀消失，并可在無(wú)輔助條件下行走5 km，且不產(chǎn)生腰部明顯癥狀。Kang等[37]發(fā)現(xiàn)，呼氣壓訓(xùn)練后，慢性腰痛患者ODI評(píng)分和腹橫肌激活均顯著優(yōu)于軀干穩(wěn)定訓(xùn)練患者，但豎脊肌的激活無(wú)差異。這可能與訓(xùn)練體位下腰背肌放松狀態(tài)有關(guān)。

雖然膈式呼吸訓(xùn)練在NLBP 的治療中效果顯著，但為更直接地觀察其訓(xùn)練模式對(duì)不同肌肉性能的影響，在未來(lái)的研究中可選用肌電圖、膈肌超聲以及最大呼氣壓、跨膈壓等評(píng)定呼吸肌性能的指標(biāo)，可能會(huì)對(duì)NLBP 的治療計(jì)劃提供更合理的建議。

3.2 吸氣肌訓(xùn)練(inspiratory muscle training,IMT)

IMT是借助阻力負(fù)荷裝置，對(duì)吸氣過(guò)程施加阻力，增加吸氣肌耐力的一種訓(xùn)練方式。IMT能夠促進(jìn)膈肌收縮性活動(dòng)，增加呼吸輸出功率[38]。蔣靜雅[22]發(fā)現(xiàn)，呼吸訓(xùn)練儀訓(xùn)練、常規(guī)核心訓(xùn)練和兩者結(jié)合均有減少NLBP 患者軀體疼痛和改善ODI評(píng)分的趨勢(shì)，但無(wú)顯著性差異；在軀干深層穩(wěn)定肌膈肌、腹橫肌和多裂肌的激活以及減小延遲反應(yīng)時(shí)方面，兩者結(jié)合效果最優(yōu)，常規(guī)核心訓(xùn)練最差；在下肢突發(fā)失衡狀況下，軀干深層穩(wěn)定肌的啟動(dòng)早于運(yùn)動(dòng)肌。Wong 等[39]發(fā)現(xiàn)，相比40%最大吸氣壓訓(xùn)練，60%最大吸氣壓訓(xùn)練在改善吸氣肌性能、增加胸廓活動(dòng)度及減少脊柱僵硬方面效果更加明顯。Volianitis 等[40]發(fā)現(xiàn)，采用50%最大吸氣壓訓(xùn)練4 周效果最佳，繼續(xù)訓(xùn)練變化不大。這可能與訓(xùn)練強(qiáng)度、訓(xùn)練頻率、訓(xùn)練方式以及患者性別、年齡、職業(yè)等有關(guān)。對(duì)于NLBP 治療中呼吸訓(xùn)練處方，包括呼吸類(lèi)型、強(qiáng)度、時(shí)間、頻率，仍需進(jìn)一步探索。

3.3 腹式呼吸

Son[41]發(fā)現(xiàn)，腹式呼吸結(jié)合脊柱穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，雖然對(duì)NLBP 患者ODI 評(píng)分、重心穩(wěn)定支撐面有改善，但是與單純的脊柱穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組間并沒(méi)有差異。結(jié)合懸吊訓(xùn)練對(duì)NLBP 患者進(jìn)行腹式呼吸訓(xùn)練后，視覺(jué)模擬評(píng)分升高，ODI有改善趨勢(shì)但無(wú)顯著性差異[42]。周?chē)?guó)慶等[43]結(jié)合我國(guó)古代傳統(tǒng)功法太極拳、六字訣等理念，提出逆腹式呼吸訓(xùn)練方法。逆腹式呼吸是指吸氣時(shí)下腹部?jī)?nèi)收，使下腹部及盆底肌保持一定的緊張感，同時(shí)上腹部呈膨隆狀態(tài)。呼氣時(shí)上腹部自然回縮，下腹放松呈膨隆狀。與腹式呼吸相比，逆腹式呼吸上下胸腔橫徑相對(duì)增加，并且在康復(fù)理念上與腰椎局部穩(wěn)定性訓(xùn)練密切相關(guān)，但是因訓(xùn)練方法、訓(xùn)練模式的差別，目前并沒(méi)有相關(guān)數(shù)據(jù)支撐其在NLBP防治中的應(yīng)用。

此外，雖然呼吸訓(xùn)練目前研究多集中于NLBP 治療，但是理論上呼吸訓(xùn)練同樣可以通過(guò)激活深層肌肉、強(qiáng)化呼吸肌來(lái)加固腰椎等多環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，預(yù)防NLBP的發(fā)生。

4 小結(jié)

有效的呼吸模式可激活軀干深層穩(wěn)定肌，維持脊柱的平衡穩(wěn)定，是預(yù)防及治療NLBP 的有效手段，但是目前仍缺乏一定的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。在NLBP 防治過(guò)程中，多采用綜合治療的方式。將呼吸訓(xùn)練作為一種輔助治療手段，與核心訓(xùn)練或其他技術(shù)結(jié)合使用，通過(guò)呼吸激活軀干深層穩(wěn)定肌，建立適當(dāng)?shù)母箖?nèi)壓，再針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)肌肉進(jìn)行力量訓(xùn)練，以此來(lái)維持脊柱的平衡穩(wěn)定，或?qū)?duì)NLBP 的治療產(chǎn)生良好效果。但是針對(duì)NLBP治療中呼吸訓(xùn)練處方的制定以及不同呼吸訓(xùn)練方式之間的療效，目前仍缺乏相關(guān)對(duì)比研究，是未來(lái)研究中進(jìn)一步探索的新方向。