汪敏加
慢性腰痛患者康复训练前后核心稳定性改变的临床观察
汪敏加
目的:本研究旨在通过对慢性下腰痛患者进行核心稳定性的功能测试,比较康复训练前后的测试结果,来观察其核心稳定性的功能改变,为慢性腰痛患者的核心稳定性功能分析及其康复疗效的评估提供参考。方法:招募筛选慢性腰痛(CNLBP)患者31例作为实验组(CLBP组),其中男性16人,女性15人。同时以29名无腰痛的健康者为对照组(Non组)。两组受试者完成Y型平衡测试。CNLBP组参与为期6周的康复训练,训练结束后,再次Y型平衡测试。Y型平衡测试双侧共10个指标——A/Limb、PM/Limb、PL/Limb、SUM,COMPOSITE,分析比较CLBP组和Non组间差异,组内双侧差异,以及CLBP组康复训练前后的差异。结果:(1)CLBP组与Non组相比, YBT测试后方的两个方向PM/Limb、PL/Limb均出现显著差异,CLBP组在YBT测试结果多个指标均显著低于Non组的测试值(P<0.05);(2)对比两组各自组内双侧差异时,发现Non组仅在左侧PM/Limb的测量值上出现双侧显著性差异(P<0.05),差值为1%;CLBP组在PM/Limb、PL/Limb、COMPOSITE这3个指标上面均表现出显著性差异(P<0.05),且差值更大,都大于3%。说明CLBP患者双侧失衡明显; (3)经过6周的康复训练,CLBP患者各个方向的测试值均有了显著性提高(P<0.05);(4)6周训练后,CLBP组训练前双侧PM/Limb及COMPOSITE的显著性差异消失(P>0.05),训练后双侧PL/Limb之间虽然仍存在显著性差异(P<0.05),但是差值从3.52%下降到1.36%。康复训练改善了双侧失衡的情况。结论:(1)CLBP患者的核心动态稳定功能显著下降,尤其是后方稳定性,且双侧功能出现明显的失衡。(2)6周的康复训练可以提高CLBP患者各个方向的动态核心稳定性,以及改善双侧失衡的状况。
慢性下腰痛;核心稳定性;Y型平衡测试;普拉提
腰痛(Low Back Pain,LBP)是指一种以下背部、腰骶部及臀部疼痛和不适为主要症状的综合症,而病程超过3个月LBP则为慢性腰痛(Chronic Low Back Pain,CLBP),常伴不同程度腰部功能障碍。LBP是临床医学、运动医学及康复医学等领域的常见疾病之一,任何人群均可发病,不同人群的发病率从7.6%到37%不等,青少年的年累计发病率接近30%[1]。CLBP患者生活质量降低,情绪受影响,甚至出现工作能力丧失[2]。引起CLBP的原因多种多样,但是LBP均表现出核心肌肉力量不足,核心稳定性减弱的特点。
本研究旨在通过对慢性下腰痛患者进行核心稳定性的功能测试,并在康复训练前后进行比较,来观察其核心稳定性的功能改变,为慢性腰痛患者的核心稳定性功能分析及其康复疗效的评估提供参考。
1.1 对象
本研究招募32人,按照排除标准筛选最终纳入CLBP患者31人(CLBP组)和无腰痛的健康人群29人(Non组)。CLBP组男性16例,女性15例。Non组男性16例,女性13例。CLBP组31人全部完成训练计划,无人退出。
CLBP组纳入标准[3-5]:①CLBP,病程3个月以上;②无脊柱、下肢手术及外伤病史; ③无运动禁忌症(如严重的高血压、心脏疾病、外周血管疾病、呼吸系统疾病等)。排除标准如下:①身体臀部和大腿部有疼痛;下肢感觉、反射异常;②由特定病理学因素导致的腰痛,如肿瘤、骨质疏松、腰椎骨折、风湿性关节炎、腰椎间盘突出伴有神经根受累、腰椎滑脱等不宜参加康复训练者;③并发肝、肾、造血系统、内分泌系统等严重原发性疾病;④在训练过程中出现腰背部不适或下肢放射性疼痛者,或在测试后2天内出现以上症状者。
Non组纳入标准:①既往无脊柱、下肢手术及外伤病史②至少在最近6个月内无腰痛史。
对招募的受试者讲解测试内容和安排,签署知情同意书,并做初步筛查,出现下列情况者,不纳入研究[3-5]:①BMI>30 kg/m2或因肥胖或虚弱无法进行运动训练者;②由于CLBP无法独立完成行走,需要他人协助者。
表1 CLBP组与Non组一般资料比较
1.2 流程和方法
1.2.1 测试工具
①皮尺测量双侧下肢长(cm)并记录。
②YBT测试设备。
YBT一共有3个方向,前侧(Anterior,A),后中侧(Post-medial,PM),后外侧(Posterolateral, PL),每个方向上都有1个游标尺,1只脚站在中心点上,在保证身体平衡的前提下,另1只脚用脚尖触碰游标卡推到所能控制的(此过程中保持身体平衡,不触碰地面)最远位置后,保持平衡回到起始姿势,如果期间失去平衡或非支撑足碰地则重做。标准如图1。分别记录以左右脚为轴心的各方向距离,每个方向做3次测试。
测试要求支撑光脚进行,避免袜子、鞋子等带来外界的平衡辅助。每个受试者在进行测试前,都由专门的工作人员进行测试的动作培训。使受试者进行1~2次的尝试,熟悉动作和要求后进行正式测试。
图1 Y型测试方法
Figure 1 Method of Y balance test
YBT的分析指标,3个方向的测试结果使用下肢长度来标准化,排除下肢长度(Limb Length,LL)差异的干扰。3个方向的测试结果与下肢长的比值百分比A/Limb%、PM/Limb%、PL/Limb%;3个方向测试结果的总和SUM=(A+PM+P)/Limb,以及综合得分COMPOSITE= (A+PM+PL)/(3*LL)*100%。双侧共10个指标。
1.2.2 实验流程
①CLBP组与Non分别完成YBT测试,并记录测试结果,分析比较组间差异;
②CLBP组进行为期6周,每周4次,每次45min的康复训练,训练为包含核心稳定性、平衡、核心肌力等多种内容的普拉提训练。
③6周训练结束后再次进行CLBP组的YBT测试,比较训练前后的差异。
1.3 数据统计
应用SPSS13.0软件对所有数据进行统计分析。比较CLBP组和Non组组间差异,比较CLBP组运动干预前后组内的差异,均使用t检验,结果的描述以“平均值±标准差”表示,所有统计结果的显著性水平设定为P<0.05,非常显著性水平设定为P<0.01;
2.1 CLBP组与Non组之间比较
YBT测试双侧共10个指标。统计结果时,除了将CLBP组和Non组双侧的对应指标——A/Limb、PM/Limb、PL/Limb、SUM,COMPOSITE进行差异比较之外,还将CLBP组和Non组内部的同一指标进行组内左右侧的差异比较。其中,L表示左侧,R表示右侧。
表2 CLBP组和Non组YBT测试结果
注:CLBP组与Non组相比,*,P<0.05;**,P<0.01。组内左右侧相比,△,P<0.05,△△,P<0.01。
在观察两组的组间差异时,从表2可以发现,CLBP组与Non组相比,YBT测试前向指A/Limb两组未表现出显著性差异(P>0.05);YBT测试后方的两个方向PM/Limb、PL/Limb的测试指标均有明显的差异:其中CLBP组左侧PM/Limb和PL/Limb分别为110.32%±10.36%及107.57%±12.11%,而Non组左侧PM/Limb和PL/Limb113.93%±11.05%和110.83%±10.13%,两组之间均出现了显著性差异(P<0.05);而CLBP组和Non组右侧PL/Limb的测量值分别为104.02%±10.36%及108.53%±12.17%,两者之间出现了非常显著性差异(P<0.01)。此外,两组之间的SUM值与综合评分也均出现了显著性差异(P<0.05),CLBP组的COMPOSITE仅为95.78%±9.78%和97. 47%±8.72%,显著低于Non组的98.01%±9.81%和98.04%±9.58%。说明CLBP组在YBT测试结果多个指标均显著低于Non组的测试值,核心控制及下肢功能表现比Non组差。
而对比两组各自组内双侧差异时,发现Non组仅仅在左侧PM/Limb%的测量值上出现双侧显著性差异(P<0.05),差值为1%,而其他的测量值均未出现双侧的显著性差异(P>0.05);但是,CLBP组的双侧指标,在PM/Limb、PL/Limb、COMPOSITE这3个指标上面均表现出显著性差异(P<0.05),且差值更大,PM/Limb的差值为3.16%、PL/Limb差值为3.55%。说明就核心稳定性和下肢功能的总体表现上,无腰痛者的双侧差异较小,两侧更均衡,而CLBP患者则在后方的功能表现上出现了双侧的明显差异和失衡,核心两侧和双侧两侧的平衡被打破。
2.2 CLBP组康复训练前后比较
表3 康复训练前后CLBP患者YBT测试结果
注:与干预前相比,*,P<0.05;**,P<0.01。组内左右侧相比,△,P<0.05,△△,P<0.01。
CLBP组经过6周的康复训练,训练前后比较,各个方向的测试值均有了显著性提高:左侧A/Limb、左侧PM/Limb、右侧PL/Limb以及双侧的SUM和COMPOSITE均显著提高(P<0.05);左侧A/Limb从68.33%±8.32%提高到75.34%±10.49%,左侧PM/Limb从110.32%±10.36%提高到121.13%±8.78%,右侧PL/Limb从104.02%±10. 36%提高到118.63%±10.77%。而双侧的COMPOSITE分别从95.78%±9.78%和97.47%±8.72%提高到104.73%±7.83%和104.53%±8.38%。说明CLBP经过普拉提训练后,核心稳定性和下肢功能的总体表现总体提高了。
图2 康复训练前后CLBP患者YBT测试结果
Figure 2 7YBT results of CLBP before and after intervention
经过6周的康复训练,发现CLBP组原先双侧PM/Limb、PL/Limb、COMPOSITE之间的显著差异,减小或消失了,训练后,双侧PM/Limb显著性差异消失(P>0.05),双侧差值从训练前的3.16%下降到0.12%;训练后双侧COMPOSITE显著性差异也消失(P>0.05),双侧差值1.69%下降到0.2%;训练后双侧PL/Limb之间虽然仍存在显著性差异(P<0.05),但是差值从3.52%下降到1.36%。说明6周的训练,改善了CLBP核心稳定性和下肢功能双侧之间的差异和失衡情况。
Panjabi1992 年[6]首次提出人体核心稳定性由3个子系统构成的概念,包括被动的骨骼软组织系统、主动的肌肉系统以及神经性反馈系统(也称为神经控制系统)。如果受伤,所有系统能够彼此补偿,这样就形成了脊柱的稳定系统。3个子系统中神经控制系统较前两个系统更为复杂,Panjabi认为,神经控制系统需要收集大量来自内外感受器的信息,并分析稳定的特定需求,然后激活主动成分收缩,以维持核心稳定性[6]。Hodges[7]也提出:中枢神经系统不断地解读来自外周机械性感受器通过传入神经传入的信息,并将这些信息与被认为是“适当的稳定性或姿势”的信息相对比,从而以精确的方式刺激肌肉来维持脊柱的稳定性。
核心在产生局部力量、保持身体平衡、降低腰背受伤风险等方面具有重要作用。同时,由于核心是几乎所有运动链的中心,有效控制核心肌群力量、核心部位的平衡和核心部位的运动可以充分发挥整条运动链、包括上肢和下肢的运动功能[8]。神经肌肉控制在核心稳定性中起了非常重要的作用。神经肌肉控制的定义是在外部或者内部的干扰时,通过多种感受器的信息输入,机体精确的支配肌肉按照一定的顺序和时间同步协调收缩,来维持身体的位置和动作[9-10]。核心是指腰、骨盆、髋关节形成的一个整体,是指人体的中间环节,具体是肩关节以下髋关节以上包括骨盆在内的区域。在身体上下肢的运动中,这些区域的肌肉需要预先激活调动起来,这意味着核心提供了身体四肢运动的近端稳定基础[10-11]。多项研究报道,薄弱的核心稳定性或在四肢运动中核心预先激活的滞后是腰痛和下肢损伤的危险因素[11-14]。
目前国内外研究CLBP功能障碍及核心的功能特征,多用核心肌力测试来评估坐位躯干屈、伸、侧屈、旋转6个方向的最大等长肌力。国外的核心肌力测试还有使用一些动作的持续时间来评估肌耐力(如俯卧平板支撑,侧向平板支撑、桥式),非专项训练的普通人群躯干、骨盆部位以及伸髋的肌肉力量的下降预示着未来可能患腰痛的高风险[12]。其他等长肌力测试手段往往通过设备测试,优点是精确度高,操作流程明确,可重复性佳,信度和效度佳。笔者在之前的研究中也采用了躯干等长肌力测试的方法,发现有如下缺点:第一这种测试方法,仅仅测试躯干的肌肉力量,而没有将核心的髋、骨盆周围肌肉机能一起考量在内;其次,测试过程时间长,测试时要求受试者在每个方向均尽最大的努力来完成,受试者完成测试比较累,且测试结果受到受试者测试当天体能状况影响大;再次,核心稳定性取决于核心部位的肌肉机能(力量和耐力)以及神经肌肉控制[9]。因此,核心稳定性除了躯干肌力之外,还涉及核心其他部位的肌肉力量、多肌群之间的协调,平衡、本体感受器机能以及多个系统之间的协调。单纯的躯干肌力并不能全面地反映核心稳定性。
Y型平衡测试(Y Balance Test, YBT)是一项较新的功能测试方法,由早期的星型平衡测试(Star Excursion Balance Test,SEBT)修订、发展而来,从原先的5个测试方向发展为前方、后外侧和后内侧3个方向的测试,具有良好的信度和效度[15-17],无论是测试者自身的对照还是和其他测试者的组间对照,Y型测试都具有高信度,信度区间分别为组内0.99-1.00,组间0.85-0.91[15]。国外临床和运动队中都广泛使用YBT,用来评估单腿支撑前提下,下肢和躯干神经肌肉动态的控制能力[18-19]。国外大量研究将YBT用于评估下肢整体的功能动作系统,尤其是运动员的功能评估,可以定量测试结果中发现受试者功能不足,分析双侧是否平衡,并预测出损伤风险。同时,也可以评估康复训练过程中,平衡和协调功能的恢复状态。例如前交叉韧带损伤术后康复评估以及足踝损伤的康复评估[19-22]。Butowicz CM等[15]人2016年最新发表的一篇研究,将临床上最新的两种用于评估核心稳定性的方法YBT和单侧腿支撑桥式测试与躯干伸肌耐力测试等比较发现,YBT与其他核心稳定的评估方法有一定的相关性。
机体平衡能力提高依赖于肌肉力量及其协调能力、中枢神经系统处理信息的速度、各种感觉器官的功能的提高。YBT所评估的动态平衡能力,需要肌力、柔韧和本体感受等多个方面的综合能力,是核心稳定性以及下肢功能的总体体现。YBT测试是单腿支撑的动态平衡状态下的测试,这种状态下人体在不断被打破原有平衡后又不断产生新的平衡,人体的感受器实时输入各种信息,神经系统不断调整肌肉系统的特定收缩部位、顺序和时间,来维持核心稳定性以完成目标动作,是较大程度发挥3大子系统之间互相补偿,以及核心稳定性的综合体现。因此笔者认为对于躯干最大等长肌力测试而言,YBT能够更好地反映出CLBP整体的核心稳定性。因此,本文选取YBT来评估腰痛患者整体的动态核心稳定性。
本研究中CLBP与无腰痛的对照组在多个方向出现了显著性差异,说明CLBP患者的核心及下肢的整体动态稳定性明显下降,这一定程度上反映出CLBP患者的功能改变。与此同时,组内测试结果多项指标出现了左右侧的显著性差异,而Non组在各项测试中仅在一个方向上出现了双侧的显著性差异,说明两侧躯干及下肢的总体机能的平衡情况,CLBP有显著的失衡,因此在康复治疗和训练时应关注核心两侧的平衡和对称,降低损伤风险。
对于CLBP患者康复训练前后核心稳定性的临床观察,6周的康复训练使得CLBP患者YBT测试结果显著提高,并且有效地改善了双侧失衡的状态。自身的前后对比可以排除个体下肢功能的差异,而客观的体现康复治疗前后动态的核心稳定性的变化和改善,因此本研究认为核心稳定性的功能改变从一定程度上反应了CLBP患者的康复训练效果。这也是康复效果评价的一种简便的方法。
CLBP患者的核心动态稳定功能下降,尤其是后方稳定性,且双侧功能出现明显的失衡。
6周的康复训练可以提高CLBP患者的各个方向的动态核心稳定性,且改善其双侧失衡的状况。
[1] DugglebyT,Kumar S. Epidemiology, etiology, diagnostic valuation,and treatment of low back pain[J]. CurrOpin Rheumatol.1997,19(12):505-512.
[2] Yelin E. Cost of musculoskeletal diseases: impact of work disability and functional decline [J]. J Rheumatol,2003, 68:8-11.
[3] Jones M A, Stratton G, Reilly T, et al. Recurrent non-specific low-back pain in adolescents: the role of exercise.[J]. Ergonomics, 2007, 50(10):1680-1688.
[4] Hayden J A, van Tulder M W, Malmivaara A, et al. Exercise therapy for treatment of non-specific low back pain.[J]. Cochrane Database of Systematic Reviews, 2005, 379(3):85-86.
[5] Ronai Peter, Sorace Paul, Exercise Program Guidelines for Persons with Chronic Conspecific Low Back Pain. 2013(02), 35: 33-36
[6] Panjabi, M. M. The stabilizing system of the spine:Part 1. Function, dysfunction, adaptation, and enhancement[J].Journal of Spinal Disorders,1992(5), 383-389.
[7] Hodges, P. W. Therapeutic Exercise for Lumbo-pelvic Stabilization: A Motor Control Approach for the Treatmentand Prevention of Low Back Pain(2nd ed) [M]. London: Churchill Livingstone.2004:13-28.
[8] 李立, Andy Walhelm. 核心稳定性研究历史与现状[J].体育科研,2011,32(5):1-9,28
[9] 周瑾, W.Ben Kibler, Joel Press,等. 核心稳定性在人体运动中的作用[J]. 北京体育大学学报, 2008(12):1710-1714.
[10] Silfies SP, Ebaugh D, Pontillo M, et al. Critical Review of the Impact of "Core Stability" on Upper Extremity Athletic Injury and Performance[J]. Braz J Phys Ther. 2015,19(5):360-8
[11] Zazulak B, Cholewicki J, Reeves NP. Neuromuscular control of trunk stability: clinical implications for sports injury prevention[J]. J Am AcadOrthop Surg. 2008;16(9):497-505.
[12] Cholewicki J, Silfies SP, Shah RA, et al. Delayedtrunk muscle reflex responses increase the risk oflow back injuries[J]. Spine. 2005,30(23):2614-2620.
[13] Ireland ML, Willson JD, Ballantyne BT, et al. Hip strength in females with and without patella femoral pain[J].J Orthop Sports Phys Ther. 2003,33(11):671-676.
[14] Zazulak BT, Hewett TE, Reeves NP, et al. Deficits inneuromuscular control of the trunk predict kneeinjury risk: a prospective biomechanical epidemiologic study[J]. Am J Sports Med.2007,35(7):1123-1130.
[15] Butowicz CM, Ebaugh DD, Noehren B,et al. VALIDATION OF TWO CLINICAL MEASURES OF CORE STABILITY [J].Int J Sports Phys Ther. 2016,11(1):15-23.
[16] Phillip A, Gribble, Jay Hertel. Considerations for Normalizing Measures of the Star Excursion Balance Test[J]. MEASUREMENT IN PHYSICAL EDUCATION AND EXERCISE SCIENCE, 7(2), 89-100.
[17] PliskyPJ, Rauh MJ, Kaminski TW, et al. Star Excursion Balance Test as a predictor of lower extremity injury in high school basketball players[J]. J Orthop Sports Phys Ther. 2006,36(12):911-9
[18] GarrisonJC , Bothwell JM , Wolf G , et al . Y BALANCE TEST? ANTERIOR REACH SYMMETRY AT THREE MONTHS IS RELATED TO SINGLE LEG FUNCTIONAL PERFORMANCE AT TIME OF RETURN TO SPORTS FOLLOWING ANTERIOR CRUCIATE LIGAMENT RECONSTRUCTION[J].J Sports Phys Ther. 2015,10 (5): 602-11.
[19] Fullam K, Caulfield B, Coughlan G F, et al. Kinematic analysis of selected reach directions of the Star Excursion Balance Test compared with the Y-Balance Test.[J]. Journal of Sport Rehabilitation, 2014, 23(1):27-35.
[20] De IMS, Arnold B L, Ross S E. Trunk-Rotation Differences at Maximal Reach of the Star Excursion Balance Test in Participants With Chronic Ankle Instability.[J]. Journal of Athletic Training, 2014, 50(4):358-365.
[21] Smith CA, Chimera NJ, Warren M. Association of ybalance test reach asymmetry and injury in division I athletes [J]. Med Sci Sports Exerc. 2015,47(1):136-141.
[22] Garrison JC, Arnold A, Macko MJ, et al. Baseball players diagnosed with ulnar collateral ligamenttears demonstrate decreased balance compared tohealthy controls[J]. J Orthop Sports Phys Ther.2013;43(10):752-758.
(编辑 李新)
Clinical Observation of Core Stability of Patients with Chronic Low Back Pain Before and After Rehabilitation Training
WANG Minjia
Objective: To run functional test on the core stability of patients with chronic low back pain and observe the change in the core stability by comparing the results before and after rehabilitation training so as to provide the data reference for core stability function analysis and evaluation of chronic low back pain (CLBP) rehabilitation effect .Methods: Recruit and screen 31 CLBP patients as the experimental group(CLBP group), including 16 male vs 15 female. Meanwhile, recruit 29 health persons without back pain as the control group (Non group). Test and record theY Balance test of both groups. Then implement a 6-week rehab plan for the CLBP group, and repeat a Y Balance test after 6 weeks. The Y Balance test has 10 parameters including A/Limb、PM/Limb、PL/Limb、SUM,COMPOSITE in both sides. Analysis and compare the difference between two groups and the difference before and after the rehab plan.Result: 1. Compare with Non group, the CLBP group shows an obvious difference of the PM/Limb、PL/Limb(P<0.05), the results of CLBP group are much lower than the Non group. 2. When analysis the difference inside the group, we found there is only one parameter (the left PM/Limb) shows obvious difference between two sides(P>0.05); Meanwhile, the CLBP group shows obvious differences in three parameters(PM/Limb、PL/Limb、COMPOSITE) of two sides(P<0.01orP<0.05).3. After 6-week rehab plan, the Y balance test result shows obvious improvement of the CLBP group(P<0.05); 4. 6 weeks later, the difference between two sides of CLBP group of PM/Limb及COMPOSITE disappear,the difference of PL/Limb still exist, but the value reduces a lot, reduces from 3.52% to1.36%.Conclusion: 1. The dynamic core stability of CLBP patients decreased significantly, especially the posterior direction. The result shows obvious bilateral imbalance. 2. 6 weeks training increases the dynamic core stability effectively and improves bilateral imbalance.
chroniclowbackpain,corestability,Ybalancetest;pilate
G804.5 Document code:A Article ID:1001-9154(2017)01-0107-06
“十二五”国家科技支撑计划重点项目:“大众体质健康评价标准的研制与特定人群健身方法的开发”(2012 BAK21B01);国家体育总局运动医学重点实验室暨运动医学四川省重点实验室自助基金(CTYY2015018);四川省科技厅应用基金计划项目:“有氧运动干预非酒精性脂肪肝病的内质网途经机制”(2015JY0155)。
汪敏加,博士,讲师,研究方向:运动康复,E-mail:349957217@qq.com
成都体育学院运动医学与健康学院,四川 成都 610041 Chengdu Sport University,Sichuan Chengdu 610041
2016-09-24
2016-12-18
G804.5
A
1001-9154(2017)01-0107-06