非特异性下腰痛患者不同桥式运动时腰肌表面肌电信号的变化

王康玲，王楚怀，许轶，缪萍

非特异性下腰痛(non-specific low back pain,NLBP)是始发于腰部的症状，既没有神经根受累也没有严重潜在疾患的下腰痛[1]。临床上85%下腰痛患者均属于NLBP[2]。目前对下腰痛的治疗主要包括药物、物理治疗、手术及心理治疗等各种手段，运动疗法方便、有效，易为患者接受，成为目前治疗的共识。桥式运动作为临床较普及的运动方式之一，常作为首选动作。本文探讨该类型下腰痛患者在行不同桥式运动过程中腰肌的表面肌电变化。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 患者组 根据NLBP的诊断标准，选取18例患者。其中男性10例，女性8例；病程6个月～20年，平均(25.57±52.39)个月；疼痛视觉模拟评分(VAS)0～4分，平均(2.35±0.89)分；CT或MRI检查未见椎间盘异常或仅有间盘变性，均为单侧腰、腰骶部疼痛，其中右侧15例，左侧3例。均为右利手。

1.1.2 对照组 选取与患者组相匹配的健康成年人18名。其中男性11名，女性7名。右利手。否认有腰椎病史，身体健康，无肌肉骨骼系统疾患史。

两组受试者一般资料比较无显著性差异(P>0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

1.2 方法

1.2.1 设备 采用芬兰产ME3000P型四导联表面肌电图仪，上海申风公司产新生儿心电电极，统一室温及空气湿度。

1.2.2 桥式运动 受试者仰卧于治疗床上，双臂置于身体两侧，屈肘、屈髋、屈膝，使小腿与水平面成90°，以肘关节支撑治疗床，用力抬起臀部至最高点，挺胸挺腰。保持此体位至受试者不能耐受(腰背肌向下移动>1 cm)。

1.2.3 单足支撑桥式运动 体位同桥式运动。在用力抬起臀部至最高点、挺胸挺腰后，单足伸直，使躯干、抬起侧足成一直线，以另侧足、背部、头部及双肘支撑。保持此体位至受试者不能耐受(腰背肌向下移动>1 cm)。休息10 min，换另侧足支撑，重复上述动作。两动作次序不做规定。

1.2.4 测试方法 根据表面肌电图仪自带说明书选择电极放置位点：L2-3水平为竖脊肌，L5～S1水平为多裂肌。距后正中线约2 cm，电极间距3 cm。局部皮肤用75%酒精脱脂，必要时刮除体毛。

记录受试者试验过程中的表面肌电信号，用自带MegaWin2.3处理软件提取表面肌电信号的均方根值(root mean square,RMS)。因每位受试者主观疲劳表述不一，获得肌电信号后，取受试者每一段肌肉信号的前、中及后段各5 s信号并取其平均值，进行统计学分析。

1.3 统计学分析

采用SPSS 11.5统计软件，组内两侧同名肌肉均数间比较采用配对t检验，同名同侧肌肉不同时段均数间比较采用单因素方差分析。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 对照组

对照组行不同桥式运动时，双侧竖脊肌、多裂肌各时段表面肌电RMS均无显著性差异(P>0.05)。见表2～表7。

表2 对照组桥式运动时竖脊肌RMS(μV)

表3 对照组桥式运动时多裂肌RMS(μV)

表4 对照组左足支撑桥式运动时竖脊肌RMS(μV)

表5 对照组左足支撑桥式运动时多裂肌RMS(μV)

表6 对照组右足支撑桥式运动时竖脊肌RMS(μV)

表7 对照组右足支撑桥式运动时多裂肌RMS(μV)

2.2 NLBP组

NLBP组桥式运动时，不同时段双侧腰肌表面肌电RMS均无显著性差异(P>0.05)；患侧足支撑桥式运动时，各时段患侧竖脊肌RMS均高于健侧(P<0.05)，多裂肌RMS无显著性差异(P>0.05)。健侧足支撑桥式运动时，各时段健侧竖脊肌RMS高于患侧(P<0.05)，多裂肌RMS无显著性差异(P>0.05)。见表8～表13。

不同桥式运动时，双侧各腰肌不同时段间RMS均无显著性差异(P>0.05)。见表8～表13。

表8 NLBP组桥式运动时竖脊肌RMS(μV)

表9 NLBP组桥式运动时多裂肌RMS(μV)

表10 NLBP组患侧足支撑桥式运动时竖脊肌RMS(μV)

表11 NLBP组患侧足支撑桥式运动时多裂肌RMS(μV)

表12 NLBP组健侧足支撑桥式运动时竖脊肌RMS(μV)

表13 NLBP组健侧足支撑桥式运动时多裂肌RMS(μV)

3 讨论

据靳安民观察，NLBP主要包括脊神经后支源性腰痛、腰椎间盘源性腰痛、小关节综合征、腰椎不稳、腰肌劳损和棘上棘间韧带劳损等[3]。NLBP复发率高，且有慢性反复进行性加重的趋势[2,4]。

即便疼痛原因未明，慢性患者进行肌肉训练对减轻疼痛、改善功能有积极的作用[5-7]。运动治疗能增强躯干肌肌力、耐力，改善躯干控制、平衡功能，矫正姿势，提高日常生活自理能力[8-9]。郭险峰等对216例慢性NLBP患者的研究表明，运动训练可取得良好的临床效果[10]；而腰背部肌肉的牵伸和放松治疗应得到重视[11]。

桥式运动是临床康复中用于腰痛患者自我锻炼的常见动作之一，要求躯干伸展并对抗自身重力，对肌肉骨骼系统要求较高；此时伸肌活动最强，关节压缩力最大[12]，易于用表面肌电技术进行检测。改良桥式运动因能影响躯干肌肉激活的数量，可根据训练人群的需要设计训练程序[13]。

肌肉力量与表面肌电振幅之间表现出非线性关系[14]。RMS是表面肌电信号的时域指标，主要反映运动单位募集数量的变化，常与肌肉收缩力大小等有关。本研究显示，健康受试者行对称性或非对称性桥式动作时，双侧主要腰肌收缩力对称。而NLBP组在行对称性桥式运动时，双侧腰肌收缩对称；但行单足支撑桥式运动时，支撑足侧竖脊肌的RMS均较非支撑足侧增大。

有研究显示，慢性下腰痛患者竖脊肌肌肉萎缩，与对照组相比Ⅰ型纤维少，Ⅱ型纤维多，且病程越长，Ⅰ型纤维所占的肌肉面积越小[15-16]。这可导致运动单位募集数量、肌肉收缩力改变，这也是肌电信号特征参数随之改变的基础。本组患者病程均大于6个月，有可能发生肌肉微观解剖的异常，出现肌肉功能变化。此外，其他研究也发现竖脊肌的一些功能变化：急性下腰痛发生后，患者竖脊肌抗疲劳能力下降，从开始运动到力竭时，患者平均功率频率(mean power frequency,MPF)和RMS下降[17]；在等长运动早期，竖脊肌RMS也有下降[18]。

本研究同样发现NLBP患者竖脊肌功能的变化。推测在非对称性运动中，NLBP患者竖脊肌的不对称性收缩活动较正常者容易激发。但本试验过程未诱发患者疼痛发作，且对动作过程中双侧腰肌RMS的不同时段进行比较时未发现显著性差异，表明不管是对称性或是非对称性桥式运动，整个动作过程中竖脊肌、多裂肌收缩较平缓，对肌肉的突发激活作用不明显，受试者腰肌持续收缩作用主要在于躯干姿势的维持。对NLBP患者进行功能训练治疗时，可根据患者的相关症状及肌功能进行非对称性动作的选取。

NLBP患者单足支撑桥式运动下，双侧竖脊肌的非对称性变化提示该类型下腰痛患者竖脊肌功能异常，肌肉收缩模式改变。但此变化是代偿性或失代偿性，与患者疼痛、病程、病种或严重程度是否相关，因本研究选取的受试患者主观疼痛感不高(VAS评分均小于4分)、样本量稍少、病程跨度较大、且病种覆盖面较广，还有待进一步研究。

[1]Agency for Health Care Policy and Research.Acute Low Back Problems in Adults.Guideline overview[J].JNatl Med Assoc,1995,87(5):331-333.

[2]Deyo RA,Weinstein JN.Low back pain[J].N Engl J Med,2001,344(5):363-370.

[3]靳安民.非特异性腰痛的对因治疗[J].第一军医大学学报,2002,22(12):1057-1060.

[4]Malmivaara A,Hakkinen U,Aro T,et al.The treatment of acute low back pain－bed rest,exercises,or ordinary activity?[J].N Engl JMed,1995,332(6):351-355.

[5]Van Tulder MW,Koes BW,Bouter LM.Conservative treatment of acute and chronic nonspecific low back pain:a systematic review of randomized controlled trials of the most common interventions[J].Spine,1997,22(18):2128-2156.

[6]Van Tulder M,Malmivaara A,Esmail R,et al.Exercise therapy for low back pain:a systematic review within the framework of the cochrane collaboration back review group[J].Spine,2000,25(21):2784-2796.

[7]Machado LA,Azevedo DC,Capanema MB,et al.Client-centered therapy vs exercise therapy for chronic low back pain:a pilot randomized controlled trial in Brazil[J].Pain Med,2007,8(3):251-258.

[8]Duarte E,Marco E,Muniesa JM,et al.Trunk control test as a functional predictor in stroke patients[J].JRehabil Med,2002,34(6):267-272.

[9]马仲柏,韩斌,杜若晨.强化腹内外斜肌训练对脑卒中偏瘫患者坐位平衡的影响[J].中国康复理论与实践,2010,16(11):1042-1043.

[10]郭险峰,张大成，陶莉.216例慢性非特异性腰痛患者的康复疗效观察[J].中国康复理论与实践,2010,16(6):556-559.

[11]冯能,李跃红,缪芸,等.慢性腰痛患者站立位躯干屈伸运动时腰背肌的功能变化研究[J].中国康复医学杂志,2012,27(7):600-604.

[12]Callaghan JP,Gunning JL,McGill SM.The relationship between lumbar spine load and muscle activity during extensor exercises[J].Phys Ther,1998,78(1):8-18.

[13]于俊海,周石,黄力平.单侧肢体电刺激训练对双侧肢体力量和表面肌电的影响[J].中国康复医学杂志,2013,28(3):209-214.

[14]Lehman GJ,Hoda W,Oliver S.Trunk muscle activity during bridging exercises on and off a Swiss ball[J].Chiropr Osteopat,2005,13:14.

[15]O’Sullivan PB,Phyty GD,Twomey LT,et al.Evaluation of specific stabilizing exercise in the treatment of chronic low back pain with radiologic diagnosis of spondylolysis or spondylolisthesis[J].Spine,1997,22(24):2959-2967.

[16]余洪俊,吴宗耀,刘宏亮.急性下腰痛者竖脊肌和臀大肌功能变化的研究[J].中国康复医学杂志,2003,18(6):342-344

[17]刘亚,马焕之,陈淑琴,等.下腰痛与椎旁肌纤维类型特点的相关性研究[J].中华医学杂志,2001,81(17):1078-1079.

[18]Mannion AF,Dumas GA,Stevernson JM,et al.The influence of muscle fibre size and type distribution on electromyographic measures of back muscle fatigability[J].Spine,1998,23(5):576-584.