運(yùn)用表面肌電分析懸吊治療老年腰椎間盤(pán)突出癥患者雙側(cè)肌肉失衡的療效

李珂珂 李艷 湯莉 楊楊 羅會(huì)照 高放

(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬同仁醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，上海 200335)

慢性腰痛在肌肉骨骼疾病中最常見(jiàn)〔1〕，是指位于后腰部的慢性疼痛綜合征(持續(xù)≥3個(gè)月)〔2〕。它是一個(gè)主要的健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，與曠工、殘疾和社會(huì)的高成本有關(guān)〔3〕。表面肌電圖(sEMG)通過(guò)電極片采集肌肉在運(yùn)動(dòng)或收縮過(guò)程中產(chǎn)生的生物電，再經(jīng)過(guò)放大器放大、記錄后得到圖形，因此sEMG可以在無(wú)損傷條件下有針對(duì)性地采集肌肉實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)物理信號(hào)，更細(xì)致地反映出肌肉功能變化。本研究運(yùn)用sEMG分析懸吊治療老年腰椎間盤(pán)突出癥患者雙側(cè)肌肉失衡的療效。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2017年12月至2019年2月就診于上海市同仁醫(yī)院的老年腰椎間盤(pán)突出癥腰痛患者28例(28個(gè)左側(cè)腰痛)，女17例，男11例；年齡平均(67.57±4.69)歲。參照《慢性腰痛的臨床研究指導(dǎo)原則》指定診斷標(biāo)準(zhǔn) ：①發(fā)病部位疼痛，多為酸痛不適，肌肉僵硬板滯，或有重壓感、下墜感，腰部發(fā)沉。常反復(fù)發(fā)作，彎腰稍久則疼痛加重。②查體：腰部外形多無(wú)異常，少數(shù)患者腰部活動(dòng)稍受限并有壓痛，壓痛部位多在骶棘肌處、骶骨后面骶棘肌止點(diǎn)處或髂骨嵴后部、腰椎橫突部、棘突間隙或棘上韌帶處。③持續(xù)性或間歇性腰痛時(shí)間>3個(gè)月〔4〕。 ④磁共振成像(MRI)證實(shí)腰椎間盤(pán)突出。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合慢性腰痛上述診斷標(biāo)準(zhǔn)，MRI證實(shí)腰椎間盤(pán)突出；②性別不限，年齡60～75歲；③治療前自愿接受sEMG檢查者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①安裝心臟起搏器、金屬性心導(dǎo)管者；②開(kāi)放性骨折或創(chuàng)傷傷口未愈合者，有外固定支架者；③血友病、血小板減少等有明顯出血傾向者；④精神病患者；⑤認(rèn)知障礙，無(wú)法合作者；⑥近6個(gè)月內(nèi)接受過(guò)激素、關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射等治療；⑦腰椎復(fù)合性損傷。

1.2設(shè)備 上海諾誠(chéng)NTGMX-216-10401-1.0.0表面肌電圖儀。

1.3研究方法

1.3.1電極貼放位置及肌電測(cè)量 多裂肌的貼片位于骶骨靠近椎體處，豎脊肌腰段及胸段分別位于胸10、11椎體棘突和腰3、4椎體棘突旁開(kāi)2 cm處、臀中肌貼片位于髂后上棘附近的肌束處、臀大肌位于臀部中間部分采集各部平均振幅(AEMG)肌電信號(hào)。

1.3.2具體治療過(guò)程 ①懸吊治療技術(shù)(SET)。仰臥位，骨盆放置寬帶，兩側(cè)各選用10 kg、20 kg彈力繩，患側(cè)膝關(guān)節(jié)處放置窄帶固定繩健側(cè)踝關(guān)節(jié)，給予踝帶10 kg彈力繩。②降床高度。使床面離膝關(guān)節(jié)約30 cm，讓患者雙手疊加交錯(cuò)放置胸前。③讓患者通過(guò)膝關(guān)節(jié)與窄帶肩部與床面作為支撐，讓患者臀部抬離床面并且軀干與腿成直線，另一側(cè)腿與懸掛腿高度一致，并保持30 s觀察患者骨盆是否有傾斜及完成動(dòng)作的時(shí)間與質(zhì)量。做3組每次30 s，每做1組休息10 s，根據(jù)完成動(dòng)作質(zhì)量從小劑量彈性繩逐漸減腰部彈性輔助帶。整個(gè)過(guò)程不能有疼痛并保持動(dòng)作質(zhì)量。相應(yīng)側(cè)臥與俯臥也采用相同方法。

1.3.3觀察指標(biāo) 觀察并比較治療前后患健側(cè)肌肉的AEMG值及Oswestry功能障礙指數(shù)和焦慮自評(píng)量表(SAS)評(píng)分。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS20.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1治療前后健、患側(cè)AEMG值比較 治療前健、患側(cè)豎脊肌胸段、豎脊肌腰段、多裂肌、臀大肌AEMG值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，患側(cè)臀中肌AEMG值明顯低于健側(cè)(P<0.01)。治療后健、患側(cè)豎脊肌胸段、豎脊肌腰段、多裂肌、臀大肌AEMG值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，患側(cè)臀中肌AEMG值明顯低于健側(cè)(P<0.01)。見(jiàn)表1?；紓?cè)治療前后豎脊肌胸段、豎脊肌腰段、多裂肌、臀中肌、AEMG值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。治療后患側(cè)臀大肌的AEMG值明顯上升(t=-2.27,P=0.04)，豎脊肌胸段(t=0.14,P=0.89)、豎脊肌腰段(t=-1.58,P=0.13)、多裂肌(t=-1.60,P=0.13)、臀中肌(t=-0.02,P=0.98)無(wú)明顯變化。

表1 治療前后健患側(cè)的AEMG值比較

2.2治療前后Oswestry功能障礙指數(shù)和SAS評(píng)分比較 治療后Oswestry功能障礙指數(shù)和SAS評(píng)分均較治療前明顯下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 治療前后Oswestry功能障礙指數(shù)和SAS評(píng)分比較

3 討 論

肌肉、骨骼及神經(jīng)組成人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，腰椎是重要的運(yùn)動(dòng)兼負(fù)重關(guān)節(jié)，臨床中慢性腰椎間盤(pán)突出癥腰痛病人較難治愈，大部分病人需要保守治療。了解腰部肌群功能障礙可為康復(fù)治療方案的制定提供指導(dǎo)。sEMG信號(hào)是將單個(gè)、多個(gè)肌細(xì)胞或者部分肌肉組織活動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的生物電變化，經(jīng)電極引導(dǎo)、放大、記錄和顯示所獲得的電壓變化的一維時(shí)間序列信號(hào)，它將神經(jīng)肌肉系統(tǒng)活動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的原始生物電信號(hào)和干擾噪聲信號(hào)組成。其中，干擾噪聲信號(hào)主要來(lái)自檢測(cè)儀器、環(huán)境電磁的干擾及界面運(yùn)動(dòng)干擾等，主要的干擾頻率介于0～60 Hz低頻部分。一般的sEMG信號(hào)峰值介于0～6 000 μV,信號(hào)頻率為0～500 Hz，主頻介于50～150 Hz。sEMG 時(shí)域指標(biāo) AEMG 可以反映運(yùn)動(dòng)單位募集數(shù)量的大小、放電頻率同步化的高低〔5〕。數(shù)值變化取決于肌肉負(fù)荷因素和肌肉本身的生理、生化過(guò)程之間的內(nèi)在聯(lián)系〔6〕，能動(dòng)態(tài)、無(wú)損傷地反映肌肉活動(dòng)狀態(tài)和水平。肌電信號(hào)源自中樞神經(jīng)系統(tǒng)控制的肌肉活動(dòng)，是肌肉生物電活動(dòng)在時(shí)間和空間上總和的結(jié)果，具有良好的實(shí)時(shí)性、局部性和功能性，因而常被用于人體神經(jīng)肌肉活動(dòng)系統(tǒng)分析、動(dòng)作識(shí)別與外部輔助運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)與控制。人體活動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)肌群與動(dòng)作之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，即“時(shí)間-動(dòng)作關(guān)系”，可以通過(guò)檢測(cè)、記錄和比較不同被檢肌群參與活動(dòng)的同步化程度及收縮水平等量化檢測(cè)與評(píng)價(jià)〔7，8〕。sEMG的信號(hào)分析和特征提取主要集中在線性時(shí)域和頻域兩個(gè)方面。近年來(lái)，隨著人們對(duì)sEMG信號(hào)非線性性質(zhì)認(rèn)識(shí)的深入，美國(guó)學(xué)者Webber等〔9〕開(kāi)始嘗試將非線性數(shù)學(xué)方法引入sEMG信號(hào)分析從而將sEMG信號(hào)分析手段和方法發(fā)展到一個(gè)嶄新的階段。sEMG信號(hào)的時(shí)域分析是將其視為一種隨機(jī)信號(hào)，相應(yīng)的分析指標(biāo)包括積分肌電值(iEMG)、均方根指(RMS)、方差值等，這些參數(shù)的變化主要反映外周運(yùn)動(dòng)單位參與活動(dòng)的數(shù)值和同步化等。sEMG非線性信號(hào)分析是一種新進(jìn)建立和發(fā)展起來(lái)的信號(hào)分析方法，其特點(diǎn)在于依靠變量的非線性耦合在少數(shù)變量的單一時(shí)間序列中構(gòu)建動(dòng)力學(xué)模型，以提取其內(nèi)在特征信息。常見(jiàn)的非線性特征參數(shù)主要包括sEMG信號(hào)關(guān)系維度、肌電復(fù)雜度、Lyapunov指數(shù)、確定性線段百分比等。以上各種線性和非線性信號(hào)分析手段和方法在定量刻畫(huà)神經(jīng)肌肉系統(tǒng)生理和病理活動(dòng)得 研究中發(fā)揮了重要的作用。此外，姿勢(shì)控制是大腦維持身體重心穩(wěn)定、保持身體平衡和維系肢體空間定位的基本身體能力，在腦卒中、帕金森、慢性腰痛等神經(jīng)肌肉系統(tǒng)功能障礙性疾病的診斷和評(píng)價(jià)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在姿勢(shì)控制研究領(lǐng)域，sEMG一方面能夠客觀反映被檢肌肉激活與關(guān)閉的時(shí)間序列，從而為計(jì)算非意識(shí)性預(yù)期姿勢(shì)調(diào)節(jié)(APAs)和補(bǔ)償姿勢(shì)調(diào)節(jié)(CPAs)提供關(guān)鍵參數(shù)；另一方面也能夠提供被檢肌肉的激活水平，從而為綜合性評(píng)判中樞運(yùn)動(dòng)控制能力提供科學(xué)依據(jù)。目前，采用sEMG信號(hào)分析技術(shù)進(jìn)行的慢性腰痛評(píng)價(jià)研究發(fā)現(xiàn)，慢性腰痛患者腰椎穩(wěn)定肌腹橫肌和腰部多裂肌的APAs明顯不及健康受試者，這一研究為建立慢性非特異性腰痛的臨床診斷方法和標(biāo)準(zhǔn)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

腰椎間盤(pán)突出癥患者常常做小燕飛的動(dòng)作，確實(shí)幫助很多人緩解了腰痛的癥狀，因?yàn)檫@個(gè)動(dòng)作可以訓(xùn)練脊柱周邊的肌肉，尤其是多裂肌的訓(xùn)練可以使椎體變得更加的穩(wěn)定，使腰痛癥狀減輕，進(jìn)而可以減少腰痛發(fā)作的頻率。但老年患者常年發(fā)病，習(xí)以為常只有急性發(fā)作疼痛時(shí)就診看病，由于脊柱周邊的肌肉和椎間盤(pán)都會(huì)存在明顯的無(wú)菌性炎癥，那么此時(shí)做小燕飛很有可能會(huì)刺激到有炎癥的部位，導(dǎo)致疼痛加重。老年患者存在脊柱滑脫的可能性較大，本身由于脊柱的不穩(wěn)定，椎體與椎體之間已經(jīng)發(fā)生了滑動(dòng)，此時(shí)再進(jìn)行過(guò)度的擠壓訓(xùn)練，很有可能導(dǎo)致滑脫的加重。老年腰椎間盤(pán)突出癥伴有椎管狹窄，此時(shí)再做小燕飛動(dòng)作，脊柱過(guò)度向后伸展的，頭向上抬，腳向上抬，腰椎的壓力比較大，使本身就已經(jīng)狹窄的椎管變得更加狹窄，會(huì)誘發(fā)癥狀進(jìn)一步加重。腰椎間盤(pán)脫出癥是比較嚴(yán)重的一種腰間盤(pán)突出的情況。老年患者多伴有骨盆前傾，相當(dāng)于脊柱的曲度明顯的變大。如果骨盆前傾的患者產(chǎn)生了腰痛，做小燕飛康復(fù)的話，整個(gè)椎體是向背側(cè)伸展，那么這種動(dòng)作會(huì)加大骨盆前傾，對(duì)患者極為不利。因此，安全有效的自我訓(xùn)練尤為必要。

懸吊治療技術(shù)(SET)是近年來(lái)新興的一種力量訓(xùn)練、肌肉功能性康復(fù)方法。不僅應(yīng)用在體育領(lǐng)域，而且也廣泛應(yīng)用于康復(fù)醫(yī)學(xué)界。SET讓身體處在高度不穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行各種力量練習(xí)，通過(guò)增強(qiáng)核心力量和核心穩(wěn)定性來(lái)提高體能水平及運(yùn)動(dòng)能力的訓(xùn)練方法。SET解決的問(wèn)題：①感覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制；②穩(wěn)定性(協(xié)調(diào))；③肌力問(wèn)題。SET是一種運(yùn)動(dòng)感覺(jué)的綜合訓(xùn)練系統(tǒng)，是基于現(xiàn)代康復(fù)理論最新成果的訓(xùn)練技術(shù)，突出運(yùn)動(dòng)-感覺(jué)綜合訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)在不穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行開(kāi)、閉鏈運(yùn)動(dòng)以達(dá)到對(duì)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)器官的最佳誘發(fā)效果(神經(jīng)-肌肉激活)，加強(qiáng)核心穩(wěn)定性和控制、協(xié)調(diào)。不穩(wěn)定狀態(tài)下的力量訓(xùn)練更加突出肌肉的收縮和放松，身體平衡與不平衡的快速轉(zhuǎn)化，可有效提高神經(jīng)肌肉的能力、神經(jīng)肌肉-本體感受性功能。SET包括診斷和治療系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)在不平穩(wěn)狀態(tài)下進(jìn)行閉鏈運(yùn)動(dòng)以達(dá)到對(duì)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)器官的最佳誘發(fā)效果。SET可加強(qiáng)中央軀干、骨盆和髖部深層肌肉力量，這種在不穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行的力量訓(xùn)練能夠激發(fā)軀干肌肉和身體各大肌群之間的神經(jīng)肌肉協(xié)調(diào)收縮能力，從而達(dá)到康復(fù)的目的。SET通過(guò)強(qiáng)化軀干肌肉及非主導(dǎo)側(cè)肢體的運(yùn)動(dòng)能力，加強(qiáng)神經(jīng)和肌群之間的反饋、統(tǒng)合功能來(lái)提高身體在運(yùn)動(dòng)中的平衡、控制能力和穩(wěn)定狀態(tài)。

較多研究提示慢性腰痛病人腰部雙側(cè)肌肉存在不同程度的差異。主要集中在肌肉力量、肌肉爆發(fā)力、疲勞度、反射潛伏期方面〔10～13〕，本研究發(fā)現(xiàn)慢性腰椎間盤(pán)突出癥腰痛患者疼痛側(cè)臀中肌肌力減弱，豎脊肌、多裂肌、臀大肌雙側(cè)未見(jiàn)明顯差異。有研究表明在軀干屈伸活動(dòng)過(guò)程中，慢性腰痛患者髖部肌群激活時(shí)間會(huì)有所減少〔14〕。本研究發(fā)現(xiàn)患側(cè)臀中肌AEMG較健側(cè)降低，在未與健康人對(duì)比情況下即證實(shí)了慢性腰痛患者部分髖部肌群激活減弱。臀中肌起點(diǎn)為髂骨外面,呈扇形向外下,止點(diǎn)為大轉(zhuǎn)子尖的上面及外側(cè),作用為使髖關(guān)節(jié)外展和外旋,對(duì)站立位時(shí)保持骨盆的平衡和穩(wěn)定起重要作用。臀中肌無(wú)力會(huì)導(dǎo)致骨盆在支撐期向?qū)?cè)傾斜，出現(xiàn)臀中肌步態(tài)，增加髖關(guān)節(jié)作用力，骨盆長(zhǎng)期受力不均衡，導(dǎo)致骨盆、股骨上端發(fā)育障礙,造成骨性改變，患者行走時(shí)會(huì)出現(xiàn)疼痛等〔15，16〕。骶髂關(guān)節(jié)的活動(dòng)度雖小，但作用卻不小。骶髂關(guān)節(jié)需要支撐體重，并把力往下傳導(dǎo)，活動(dòng)度的存在加強(qiáng)了力的傳遞效率，也讓它變成一個(gè)更好的減震器，降低了骨盆和脊柱受到的沖擊。如腰椎間盤(pán)突出癥導(dǎo)致疼痛，一邊骶髂關(guān)節(jié)出現(xiàn)紊亂，髂骨發(fā)生不當(dāng)?shù)那昂笮?，就?huì)導(dǎo)致受力不均，而且髂骨相對(duì)位置一變，導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)窩的位置發(fā)生改變，直接造成了下肢功能性長(zhǎng)短腿，下肢受力更加不均，造成腰部失穩(wěn)。SET可以改善骨盆的前后旋的問(wèn)題。

研究表明慢性腰痛患者臀大肌也存在肌力下降、易疲勞等問(wèn)題〔14〕，在此次研究中雖然臀大肌在健患側(cè)對(duì)比中未發(fā)現(xiàn)差異，但是因我們沒(méi)有進(jìn)行健康老年人數(shù)據(jù)收集，未進(jìn)行與健康人臀大肌數(shù)據(jù)對(duì)比，不能排除老年人慢性腰椎間盤(pán)突出癥腰痛患者激活減弱。本研究證明SET能較好地改善了臀大肌功能，髖部及下肢穩(wěn)定性得到改善。

本研究結(jié)果表明患者在治療前后主觀感覺(jué)及心理狀況得到明顯改善。有研究表明老年人慢性腰椎間盤(pán)突出癥腰痛患者常常表現(xiàn)出一種恐懼和抑郁的行為，伴有社交退縮和身體活動(dòng)減少。焦慮和抑郁值顯著的患者，其內(nèi)在控制信念和肌肉能力水平較低。在門診治療中，建議進(jìn)行早期焦慮和抑郁篩查，并評(píng)估其對(duì)腰背痛患者的影響，以確定慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)，并得出最佳治療方案〔17〕。慢性腰痛患者的心理健康會(huì)影響針對(duì)疼痛的多種保守及介入治療的應(yīng)答。研究表明〔18〕，焦慮和抑郁是慢性腰痛患者的獨(dú)立癥狀?；颊咴诮邮苤委熐皯?yīng)對(duì)兩種癥狀進(jìn)行篩查，以便制定更適合且更有效的多學(xué)科治療方案。同時(shí)有研究證實(shí)慢性下腰痛(CLBP)患者中，運(yùn)動(dòng)恐懼會(huì)影響前屈過(guò)程中椎旁肌肉活動(dòng)，進(jìn)一步影響脊柱運(yùn)動(dòng)控制，并導(dǎo)致疼痛的持續(xù)〔19〕。Oliveira等〔20〕認(rèn)為運(yùn)動(dòng)控制功能障礙已被普遍報(bào)道并達(dá)成共識(shí)。并且深層肌肉收縮(DMC)量表具有足夠心理測(cè)量特性的工具在臨床實(shí)踐中評(píng)估此類患者。從患者主觀感受角度出發(fā)，SET可以明顯改善慢性腰痛患者的生活質(zhì)量、心理焦慮、運(yùn)動(dòng)恐懼等，比較適合老年患者的治療。