頸椎本體感覺(jué)測(cè)試方法研究進(jìn)展

王爍 陳振雷 段春宇 宋赟 薛青晴 錢(qián)菁華

北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)院（北京100084）

最新發(fā)布的中國(guó)疾病負(fù)擔(dān)研究報(bào)告顯示，疾病造成的失能傷殘調(diào)整生命年（disability-adjusted lifeyears，DALYs）排序中，頸痛位列第9，超過(guò)腰痛（第13位），緊隨中風(fēng)、肺癌等重大疾病之后[1]。頸痛的成因復(fù)雜，涉及頸椎本身、神經(jīng)和肌肉等，而不論是自發(fā)性的還是結(jié)構(gòu)性損傷引起的頸痛，都伴有頸椎本體感覺(jué)的缺失[2，3]。關(guān)節(jié)的功能性穩(wěn)定及動(dòng)作控制都有賴于本體感覺(jué)，本體感覺(jué)障礙會(huì)造成肌肉募集時(shí)序、運(yùn)動(dòng)控制及運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn)度的改變，進(jìn)而引起功能障礙并伴發(fā)疼痛。同樣的因果也發(fā)生在頸痛患者身上[4]，因此需要在康復(fù)過(guò)程中專(zhuān)門(mén)進(jìn)行頸椎本體感覺(jué)的強(qiáng)化訓(xùn)練。只有對(duì)頸椎本體感覺(jué)進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，才能采取有針對(duì)性的治療方案。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外頸椎本體感覺(jué)評(píng)估的相關(guān)方法及文獻(xiàn)進(jìn)行梳理總結(jié)，以期為臨床應(yīng)用及進(jìn)一步研究提供依據(jù)。

1 頸椎本體感覺(jué)概述

本體感覺(jué)也被稱(chēng)為深感覺(jué)，是探測(cè)深部組織的感覺(jué)，它是由于體內(nèi)的肌肉收縮，刺激了在肌肉、肌腱、關(guān)節(jié)和骨膜等處的本體感受器（肌梭、腱梭等）而產(chǎn)生的感覺(jué)。本體感覺(jué)是對(duì)肢體位置及運(yùn)動(dòng)的感知，動(dòng)作控制及協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)都有賴于本體感覺(jué)信息的傳輸與整合。軀體鑒別性地輸入機(jī)械性感受、疼痛感受及肌肉信息，并進(jìn)一步進(jìn)行加工處理，最終將其應(yīng)用在需要反饋的運(yùn)動(dòng)中[5]。本體感覺(jué)的障礙或缺失導(dǎo)致軀體無(wú)法滿足動(dòng)作控制所需要的反饋及前饋，進(jìn)而增加了損傷風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)引發(fā)疼痛[6]。頸椎本體感覺(jué)提供了頭部相對(duì)于軀干的空間感覺(jué)，同時(shí)控制身體姿勢(shì)并幫助頭部對(duì)抗重力，對(duì)肢體位置、分層排布等軀體意識(shí)結(jié)構(gòu)都有貢獻(xiàn)[7]。

2 頸椎本體感覺(jué)測(cè)試

本體感覺(jué)又被分為位置覺(jué)、運(yùn)動(dòng)覺(jué)和力量覺(jué)，可采用不同的方法分別測(cè)試?？紤]到頸椎上接大腦，走行大量神經(jīng)、血管等重要解剖結(jié)構(gòu)，一般采取較輕便的工具進(jìn)行頸椎本體感覺(jué)的測(cè)試。表1 和表2 對(duì)常用的頸椎本體感覺(jué)評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)進(jìn)行了歸納總結(jié)。

表1 頸椎本體感覺(jué)評(píng)價(jià)常用方法及特點(diǎn)

表2 頸椎本體感覺(jué)評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算及意義

2.1 頸椎位置覺(jué)測(cè)試

關(guān)節(jié)位置覺(jué)（joint position sense，JPS）是指完成某一運(yùn)動(dòng)后，回到指定位置或活動(dòng)范圍的能力[19]，常用位置覺(jué)的測(cè)試結(jié)果代表本體感覺(jué)功能的好壞。關(guān)節(jié)位置覺(jué)主要依靠關(guān)節(jié)位置覺(jué)誤差（joint position sense error，JPSE）來(lái)評(píng)價(jià)，JPSE 指的是實(shí)際所回位置與預(yù)計(jì)所回位置之間的偏差[19]，具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括固定誤差（constant error，CE）、可變誤差（variable error，VE）、絕對(duì)誤差（absolute error，AE）、超過(guò)目標(biāo)（overshoot）及未達(dá)到目標(biāo)（undershoot）的次數(shù)。最常采用的測(cè)試工具是激光筆（固定在頭盔或發(fā)箍的頂端）和毫米方格紙（見(jiàn)圖1）。

圖1 使用激光筆進(jìn)行頸椎位置覺(jué)測(cè)試[20]

2.1.1 頭部回到中立位測(cè)試（relocation to the neutral head position，RNHP）

有研究表明，當(dāng)頸椎屈曲45°時(shí)，頸椎關(guān)節(jié)間的壓力相對(duì)于中立位增加了1.6倍，特別是在C5～C6節(jié)段，其前后向的剪切力增加了4 倍[21]。將頭部保持在良好的中立位，能夠減少頸椎的壓力，降低頸痛發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

RNHP通常以受試者認(rèn)定的頭部中立位為起點(diǎn)，完成規(guī)定方向（屈伸、旋轉(zhuǎn)、側(cè)屈）上最大舒適范圍內(nèi)的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，然后盡量準(zhǔn)確回到起始位置。受試者回到目標(biāo)位后采用口頭告知、按下手中按鈕或在該位置下略保持的方式示意測(cè)試者，完成此時(shí)位置的標(biāo)定[8]。

受試者佩戴好激光筆后，取坐位，一般距離毫米方格紙（貼在墻上）90 cm，每個(gè)方向進(jìn)行一定次數(shù)（3～10次不等）的運(yùn)動(dòng)[9]，測(cè)試過(guò)程中允許休息，以避免疲勞帶來(lái)的不良影響[22]。在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，受試者需閉眼或佩戴眼罩，屏蔽視覺(jué)的干擾。該測(cè)試方法有良好的重測(cè)信度（見(jiàn)表3）[23]。也有測(cè)試者將毫米方格紙改良為有JPSE角度數(shù)值標(biāo)記的圓環(huán)表，便于測(cè)試結(jié)果的快速記錄[11]。

表3 頸椎本體感覺(jué)相關(guān)測(cè)試方法的信度研究

Leila[8]等對(duì)61名自發(fā)性慢性頸痛患者和60名健康受試者進(jìn)行屈伸和旋轉(zhuǎn)方向上的RNHP 測(cè)試，發(fā)現(xiàn)頸痛患者在屈曲方向上的位置重置呈明顯的未達(dá)到模式，且頸痛組各個(gè)方向的AE 均小于對(duì)照組。Konstantin 等[27]采取相同的方法對(duì)15 名復(fù)發(fā)性頸痛患者及11名健康受試者進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示，頸痛患者的位置重置誤差顯著大于對(duì)照組。Dugailly等[28]要求受試者距離目標(biāo)180 cm，完成屈伸和旋轉(zhuǎn)方向上的RNHP，研究發(fā)健康組與頸痛組的重置誤差分別可達(dá)3.6°、7.1°，功能障礙的臨界閾值為4.5°。

在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，可以采取更精確的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。Zebris 系統(tǒng)（CMS-70P，Zebris system，Medizintecknik GmbH，Tubingen，Germany）是基于超聲原理的動(dòng)作分析系統(tǒng)，可以定量分析頭部運(yùn)動(dòng)的角度。Chen等[10]采用Zebris系統(tǒng)，對(duì)單側(cè)頸源性頭痛受試者進(jìn)行旋轉(zhuǎn)方向上RNHP，每個(gè)方向進(jìn)行5次，結(jié)果顯示，疼痛側(cè)與非疼痛側(cè)的AE、CE均無(wú)顯著性差異。

頸椎活動(dòng)范圍較大，矢狀面、冠狀面、水平面的運(yùn)動(dòng)均有涉及，依托激光筆完成的RNHP 能夠滿足多個(gè)方向上的測(cè)試需求。并且具有測(cè)試流程簡(jiǎn)單、測(cè)試設(shè)備易得、測(cè)試結(jié)果能夠快速獲取的優(yōu)勢(shì)，能有效評(píng)價(jià)不同人群頸椎本體感覺(jué)功能，因而適用于臨床應(yīng)用。然而，現(xiàn)階段針對(duì)頸椎關(guān)節(jié)位置覺(jué)特征的研究還不夠全面，目前的研究多集中在屈伸及旋轉(zhuǎn)方向，缺少對(duì)側(cè)屈方向的探究。除此之外，對(duì)重復(fù)次數(shù)、操作口令等可能影響測(cè)試結(jié)果的細(xì)節(jié)缺少統(tǒng)一的規(guī)定，因此，頸椎關(guān)節(jié)位置覺(jué)的測(cè)試方式有待進(jìn)一步研究。

2.1.2 頭部回到特定位置測(cè)試（relocation to specific position，RSP）

有學(xué)者認(rèn)為[11]，頭部中立位是人體最熟悉的位置，回到中立位的位置覺(jué)測(cè)試主要依靠的是記憶，而非本體感覺(jué)；選擇左旋或右旋30°這一相對(duì)不熟悉的特定位置，代替頭部中立位進(jìn)行位置覺(jué)測(cè)試，可能是更有效的評(píng)價(jià)方法。頸椎運(yùn)動(dòng)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)[29]，頭部旋轉(zhuǎn)30°時(shí)，下位頸椎幾乎不動(dòng)，可以認(rèn)為旋轉(zhuǎn)方向30°內(nèi)的測(cè)試是針對(duì)上位頸椎的本體感覺(jué)。

Chen等[10]對(duì)單側(cè)疼痛及健康受試者進(jìn)行頭部回到旋轉(zhuǎn)方向30°的位置覺(jué)測(cè)試，左、右分別進(jìn)行5次，要求移動(dòng)速度小于35°/s，最后計(jì)算AE，CE值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，疼痛組疼痛側(cè)的CE 大于非疼痛側(cè)；與健康受試者相比，疼痛組在頭部回到30°位置的CE 值小于對(duì)照組，其他指標(biāo)無(wú)顯著性差異。Grip等[30]對(duì)非特異性頸痛人群，揮鞭樣損傷人群及健康人群分別進(jìn)行左、右旋轉(zhuǎn)30°，屈、伸25°這4個(gè)特殊位置下的頸椎關(guān)節(jié)位置覺(jué)測(cè)試，結(jié)果顯示，兩組頸痛人群位置覺(jué)誤差都大于健康人群。

該方法所需的測(cè)試工具及測(cè)試流程與RNHP 相似，但每次測(cè)試完成后，受試者都需要由測(cè)試者手動(dòng)或者通過(guò)言語(yǔ)引導(dǎo)回到特定位置，增加了動(dòng)作的學(xué)習(xí)次數(shù)以及感覺(jué)的輸入，可能會(huì)使關(guān)節(jié)位置覺(jué)測(cè)試結(jié)果優(yōu)于實(shí)際水平[10]。

2.1.3 軀干旋轉(zhuǎn)測(cè)試（trunk torsion test，TT）

除了本體感覺(jué)，頭頸部精確的運(yùn)動(dòng)控制同樣有賴于前庭覺(jué)、視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)[6]。為了排除視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的干擾，測(cè)試中要求環(huán)境安靜，并佩戴眼罩。為了屏蔽前庭覺(jué)，進(jìn)而引進(jìn)了TT[12]。測(cè)試者固定受試者頭部，使其保持在中立位，受試者主動(dòng)[11]或被動(dòng)[13]完成30°的軀干旋轉(zhuǎn)（相當(dāng)于頭部完成了向?qū)?cè)的旋轉(zhuǎn)）。在該測(cè)試中，胸骨處加一個(gè)激光點(diǎn)或標(biāo)志點(diǎn)，用來(lái)計(jì)算軀干的旋轉(zhuǎn)角度。研究認(rèn)為該測(cè)試方法能初步區(qū)分運(yùn)動(dòng)感覺(jué)障礙來(lái)自頸部還是前庭[11]，但是不能鑒別頸痛的不同成因[13]。

2.1.4 復(fù)雜圖形測(cè)試（difficult figure test，DFT）

有學(xué)者認(rèn)為以上所介紹的測(cè)試，其測(cè)試軌跡往往呈直線，同一方向上的多次測(cè)試存在學(xué)習(xí)效應(yīng)，為了減小學(xué)習(xí)效應(yīng)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，可采取8 字這種相對(duì)復(fù)雜的圖形進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試過(guò)程中要求受試者對(duì)8字圖形進(jìn)行追蹤，每完成一圈都要盡量準(zhǔn)確的回到起始位置，共進(jìn)行3 圈追蹤；或者是對(duì)8 字圖形連續(xù)完成3圈追蹤，共進(jìn)行兩次，比較重置點(diǎn)與起始點(diǎn)之間的位置偏差。但是，復(fù)雜的頸部運(yùn)動(dòng)要求更多信息輸入，DFT不單純是對(duì)本體感覺(jué)的評(píng)價(jià)，也不能區(qū)分正常人群、揮鞭樣損傷人群及自發(fā)性頸痛人群[13]，因此，不推薦采用DFT進(jìn)行本體感覺(jué)的評(píng)估。

有學(xué)者對(duì)上述4 種位置覺(jué)的測(cè)試方法進(jìn)行了比較。Kristjansson 等[13]采用3-Space Fastrak 系統(tǒng)（該系統(tǒng)依靠電磁對(duì)位置感受器進(jìn)行追蹤，能對(duì)位置進(jìn)行三維的定位）對(duì)創(chuàng)傷性頸痛（揮鞭樣損傷）、自發(fā)性頸痛和健康對(duì)照組進(jìn)行旋轉(zhuǎn)方向多種形式的關(guān)節(jié)位置覺(jué)測(cè)試，研究結(jié)果顯示：3 組受試者僅在RNHP 上表現(xiàn)出了顯著性差異，且創(chuàng)傷性頸痛、自發(fā)性頸痛都與對(duì)照組有顯著性差異，但兩頸痛組之間沒(méi)有顯著性差異。Gon?alves等[12]將測(cè)試人群換成慢性頸痛人群及健康人群，結(jié)果與Kristjansson 的相一致。這4 種方法都有較好的信度，但僅有RNHP 能夠區(qū)分頸痛人群和健康人群，并且該測(cè)試相較于其他測(cè)試方法，操作更簡(jiǎn)單，適用于臨床推廣。

2.2 頸椎運(yùn)動(dòng)覺(jué)測(cè)試

頸椎運(yùn)動(dòng)覺(jué)（cervical spine movement sense）是指依照給定的圖形平滑且準(zhǔn)確地完成頭頸部運(yùn)動(dòng)的能力[31]。

針對(duì)頸椎運(yùn)動(dòng)覺(jué)的測(cè)試共有2種。第一種是對(duì)特定圖形——橫放8 字圖形（線條粗細(xì)為5 mm，高13 cm，寬34.5 cm）和ZZ 圖形（線條粗細(xì)為10 mm，高13 cm，寬23.4 cm）進(jìn)行追蹤。圖形線條所占據(jù)的面積被稱(chēng)為內(nèi)部區(qū)域，線條兩邊每隔5 mm 則有一條更細(xì)的線，將周?chē)鷦澐譃?個(gè)區(qū)域，由內(nèi)向外依次命名為1、2、3、4、5區(qū)域。測(cè)試指標(biāo)包括完成時(shí)間（time）、出線頻數(shù)（error frequency）及出線得分（error magnitude）。測(cè)試工具需一根激光筆及一臺(tái)攝像機(jī)。Isabelle 等[24]對(duì)20名頸痛患者進(jìn)行追蹤測(cè)試。該方法表現(xiàn)出了極佳的測(cè)試者間信度和測(cè)試者內(nèi)信度，且ZZ圖形的信度略高于8字（見(jiàn)表3）。Markus等[14]將慢性頸痛人群的測(cè)試結(jié)果與健康人群相比較，圖形追蹤測(cè)試表現(xiàn)出了良好的效度：慢性頸痛患者在追蹤過(guò)程中出線次數(shù)更多，花費(fèi)時(shí)間更長(zhǎng)。在追蹤過(guò)程中，ZZ圖形出線9次以上或8字圖形出線10 次以上，特別是當(dāng)完成時(shí)間超過(guò)28 秒，被認(rèn)為表現(xiàn)較差。綜合其信效度及臨床可行性，實(shí)時(shí)記錄ZZ圖形測(cè)試的時(shí)間和錯(cuò)誤頻率最有臨床應(yīng)用價(jià)值，且能區(qū)分頸痛人群與非頸痛人群，推薦作為頸椎運(yùn)動(dòng)覺(jué)的臨床評(píng)定方法。

第二種為Eythor 等[15]介紹的Fly 運(yùn)動(dòng)覺(jué)測(cè)試。Fly測(cè)試是通過(guò)一個(gè)定制的軟件，隨機(jī)產(chǎn)生低、中、高3 種難度的圖形，要求受試者分別在25、40、50秒完成對(duì)應(yīng)圖形的追蹤。測(cè)試指標(biāo)有偏移準(zhǔn)確性（amplitude accuracy，AA）和方向準(zhǔn)確性（directional accuracy，DA），需配合測(cè)試軟件獲得。研究表明，F(xiàn)ly測(cè)試有良好的信度及效度，且有難度的分級(jí)，可以用于頸椎運(yùn)動(dòng)覺(jué)的評(píng)估及治療[15]。

圖2 Fly測(cè)試中的追蹤圖形[15]

2.3 頸椎力量覺(jué)測(cè)試

力量覺(jué)（force sense）是指肌肉產(chǎn)生并維持一定收縮強(qiáng)度的能力[32]。

進(jìn)行力量覺(jué)測(cè)試時(shí)，先讓患者感受某一大小的力，再重現(xiàn)該力。研究表明收縮強(qiáng)度較大時(shí)，對(duì)力量大小的感知不準(zhǔn)確[33]，所以測(cè)試時(shí)一般采取亞極量大小的力[6]。 Li 等[16]采用10%、25%、50%最大隨意收縮力為目標(biāo)值，比較機(jī)械性頸痛及健康受試者在頸部屈伸和側(cè)屈方向上力量覺(jué)的差異，發(fā)現(xiàn)頸痛患者在所有方向和收縮強(qiáng)度上的力量覺(jué)變化均大于健康組。除此之外，配合壓力反饋儀的顱頸屈曲測(cè)試也是評(píng)估頸椎運(yùn)動(dòng)力覺(jué)的一種方法[17]。亞極量力量覺(jué)測(cè)試首先要測(cè)量最大隨意收縮力，流程復(fù)雜，不便進(jìn)行臨床應(yīng)用；配合壓力反饋儀的顱頸屈曲測(cè)試只對(duì)頸部屈肌的力量覺(jué)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，不夠全面；因此，針對(duì)頸椎力量覺(jué)的測(cè)試方法依然有待進(jìn)一步研究。

以上研究結(jié)果表明，頸痛人群存在頸椎本體感覺(jué)的障礙，在位置覺(jué)、運(yùn)動(dòng)覺(jué)及力量覺(jué)測(cè)試中均有表現(xiàn)。RNHP 和ZZ 圖形追蹤測(cè)試簡(jiǎn)單易操作，且能有效地區(qū)分頸痛人群與健康人群，最適用于頸椎位置覺(jué)和運(yùn)動(dòng)覺(jué)的臨床評(píng)價(jià)。力量覺(jué)的評(píng)價(jià)方法有待進(jìn)一步研究。

3 小結(jié)與展望

在頸椎功能的評(píng)估當(dāng)中，除了常規(guī)活動(dòng)度、力量的評(píng)價(jià)，本體感覺(jué)的評(píng)估也逐漸得到治療師們的重視。提高頸椎本體感覺(jué)對(duì)于防治頸痛，維持頸部功能具有重要意義，特別是對(duì)于頸痛患者，針對(duì)性的本體感覺(jué)訓(xùn)練需要建立在精準(zhǔn)有效的本體感覺(jué)評(píng)估之上。綜上所述，推薦使用RNHP 及ZZ 圖形追蹤測(cè)試作為臨床頸椎本體感覺(jué)的評(píng)估方法。

在未來(lái)的研究中，應(yīng)盡可能地標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試流程，將重復(fù)次數(shù)、運(yùn)動(dòng)速度等可能影響測(cè)試結(jié)果的因素在細(xì)節(jié)上進(jìn)行統(tǒng)一，明確特定人群頸椎本體感覺(jué)評(píng)價(jià)的參考值，并將其應(yīng)用于臨床實(shí)踐及科研，為頸痛的預(yù)防和治療提供支持。