不同角速度下等速躯干屈伸训练对腰痛患者核心肌群的影响

杜东，范建中，尹瑞雪

南方医科大学南方医院康复医学科，广东广州市510515

慢性腰痛是一组以下背、腰骶、臀部疼痛为主要症状的综合征，躯干肌群及核心肌群对下背部及腰骶的稳定性起到至关重要的作用，腰痛发作时，躯干肌群及核心肌群肌肉指标的变化有明显的临床意义[1-2]。已有研究表明，非特异性腰痛患者的腰背部核心肌群肌力减弱，是发病的原因之一[3]。

等速肌力测试和训练是目前国内外客观评价和提升肌肉各项量化指标的一种先进技术。在其具有较高的信度[4]和效度[5]的前提下，可使测量和训练在全范围关节运动过程中，任何一点肌肉的活动均承受最大的阻力[6]，从而测出的数值具有客观性、安全性、可重复性。等速的设备可在恒定的速度下提供一种顺应性的阻力，使得等速收缩同时具备等张收缩和等长收缩的部分优点，是一种在临床医学、运动医学都具有重要价值的运动方式。

本研究运用等速肌力训练技术训练慢性腰痛患者的核心肌群，处理方法选用30°/s和90°/s两种角速度，力求找到更加高效的改善腰背部核心肌群的方法，进而为慢性腰痛的运动恢复及预防提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年1月至2018年6月在南方医科大学南方医院康复医学科做牵引治疗的男性慢性腰痛患者60例，采用随机数字表法分为对照组(A组)、30°/s组(B组)和90°/s组(C组)，每组20例。

纳入标准：①MRI未见显著椎体退变及脊髓压迫，但有疼痛症状；②视觉模拟评分(Visual Analogue Score,VAS)2～6分；③腰痛时间超过半年；④无心脏病史、肿瘤等恶性疾病。

三组年龄、体质量和VAS评分均无显著性差异(P＞ 0.05)。见表1。

本研究经南方医科大学南方医院医学伦理委员会审批同意。

表1 三组一般资料比较

1.2 方法

采用等速肌力训练评估系统(IsoMed 2000)进行训练。

B组进行角速度为30°/s的腰背屈伸向心性等速训练，每次训练强度为7小节，每小节完成10个完整的屈伸训练，每小节间休息30 s，每周3次，训练4周。

C组进行角速度为90°/s的腰背屈伸向心性等速训练，每次训练强度为7小节，每小节完成10个完整的屈伸训练，每小节间休息30 s，每周3次，训练4周。

A组仅行常规康复。

进行等速腰背屈伸的训练时，按等速肌力测试系统的标准程序进行。受试者坐于等速屈伸适配器上，屈髋90°，屈膝90°，双脚置于可调节踏板上。先调节座椅高度，将机器的屈伸轴线对齐L4，拉紧腿部固定器，调节踏板，使受试者腰部以下均固定在座椅上。受试者手握屈伸把手，测试和训练前先进行3次亚极量热身运动。

1.3 评定标准

所有患者在训练前和训练后进行等速肌力评估测试。选取日常生活背肌屈伸最常用的角速度60°/s，测试3组，每组10次，组间休息30 s。4周训练后，重复以上测试。

1.3.1 峰力矩(peak torque)

峰力矩可以描述在一次完整运动中最大的力矩。该值是肌肉在运动过程中最大负荷时等速肌力测试的一个基本指标，代表着肌肉或肌群的最大肌力[7]，是目前等速肌力测试中最常用的指标。

1.3.2 功率(power)

功率为单位时间所做的功，反映肌肉实际做功的效率[8]。

1.3.3 VAS评分

VAS评分是主观评定腰痛的方法之一，分别在训练前后进行测量。

1.4 统计学分析

采用SPSS 22.0软件进行统计分析。实验数据符合正态分布的计量资料以(xˉ±s)表示。组内比较采用配对样本t检验；组间肌力指标参数比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA)检验，若差异有显著性，进行任意两组间比较，当满足方差齐性时用LSD法(least significant difference)进行多重比较。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 峰力矩

训练前，三组屈、伸肌峰力矩无显著性差异(P＞0.05)。训练后，B组和C组屈、伸肌峰力矩均大于A组(P＜0.05)，C组屈、伸肌峰力矩小于B组(P＜0.05)。见表2。

2.2 功率

训练前，三组屈、伸肌功率无显著性差异(P＞0.05)。训练后，B组和C组屈、伸肌功率均大于A组(P＜0.05)，C组屈、伸肌功率与B组无显著性差异(P＞ 0.05)。见表3。

2.3 VAS

训练前，三组间VAS评分无显著性差异(P＞0.05)。训练后，B组和C组VAS评分均明显降低(P＜0.01)，且均低于对照组(P＜0.05)，C组和B组间无显著性差异(P＞0.05)。见表4。

3 讨论

3.1 峰力矩

本研究选取30°/s和90°/s作为腰背屈伸训练角速度，分别代表日常生活中腰背屈伸使用的较慢和较快的速度[9]；训练时使用的肌肉收缩方式为向心性收缩[10]，测量的速度选取中速60°/s，更贴近慢性腰痛患者的日常生活活动，可较准确地评估[11]。也有学者对健康男性测试速度选取超高速 180°/s和 240°/s等[12]，但如此高的角速度对慢性腰痛患者的实际应用不大，暂不考虑。

腰背屈伸肌群的峰力矩主要代表患者腰背肌肉运动时最大的力矩输出，与角速度成反比[13]，具有较高的准确性和可重复性[14]。Lee等[15]的研究表明，慢性腰痛患者损伤越严重，其躯干核心肌群的肌肉指标越低。本研究中30°/s时屈、伸肌峰力矩等速训练效果优于90°/s，两组均优于对照组。表明低速的等速肌力训练对腰痛患者的躯干核心肌群的效果更优。这也与米思奇等[16]的研究结果一致。原因考虑与低速训练时腰背肌肉的单次收缩时间更长，即肌肉的负荷时间更长有关。同时，伸肌的升高较屈肌更为明显，可能因为屈肌群对等速角速度的变化没有伸肌肌群敏感[17]。

另外，也有学者从生理肌纤维的分布给予一定的解释。有研究表明[7]，人体骶脊肌中慢肌纤维(I型肌纤维)的横断面积均较快肌纤维(II型肌纤维)大；而腹肌中则均匀分布着慢肌纤维。王翠霞等[18]的研究表明，等速向心测试中，屈伸肌的峰力矩随角速度的增加总体呈减小趋势，其中伸肌的变化较屈肌明显。更有国外学者[19]的研究显示，等速腰背屈伸以角速度分别为30°/s、90°/s和120°/s向心收缩时，受试者躯干核心肌群的伸肌峰力矩随测试速度的增加而减少，屈肌峰力矩却无统计学差异。本研究结果表明，提高躯干的屈、伸肌群力量的训练，选用较低速的向心收缩效果会更好。

3.2 肌功率

躯干核心肌群的屈伸肌群做功效率是评价躯干肌肉的重要指标之一，主要代表着肌肉单位时间内的做功，与峰力矩相比，功率可更好地反映整个运动过程中肌肉的情况[20]。本研究显示，30°/s和 90°/s时屈伸肌功率均明显高于对照组。表明无论是慢速等速肌力训练还是快速等速肌力训练，对增加患者躯干肌群的功率均有效。30°/s和90°/s时无统计学差异，可以理解为在提高全关节范围内肌肉收缩质量方面，不同角速度的训练组之间效果相同。考虑由于低速组每次等速肌肉收缩虽然峰力矩大、做功多，但也需要更长的运动时间，在全关节活动范围的平均功率上表现为无统计学差异。这一结果与国内外早期报道[19,21]一致。但这些报道只是单纯测试的结果，并未有等速肌力训练。本研究通过等速肌力训练得出的结果为，等速肌力训练可有效提高躯干屈伸肌群的平均功率，但不同角速度的训练之间无统计学差异。

表2 三组训练前后腰背肌群峰力矩的比较(N·m)

表3 三组训练前后腰背肌群功率的比较(W)

表4 三组训练前后VAS评分的比较

3.3 VAS评分

VAS评分是一种主观性很强的评价疼痛指标[22]。在本研究中，30°/s和90°/s训练后VAS评分降低。表明等速肌力训练在增加腰背肌肉指标，增强核心肌群稳定性的同时，对患者疼痛减轻也具有明显效果。这一结果与黄雷等[23]的研究结果相同。另外，国外学者[24]对高尔夫球手的腰背肌进行更长时间(9周)的等速肌力训练，结果显示明显改善腰背肌指标。但由于等速肌力训练系统较为昂贵，国内外报道文献较少，且大部分为运动员的测试指标，对于腰痛的应用，有待更多学者进一步的研究。

在临床中，对于慢性腰痛患者，若躯干的屈伸肌群(如竖脊肌)相对薄弱，或屈伸比例异常[25]，可考虑运用等速肌力训练，增加屈伸肌力量、耐力、协调比例、平均功率等肌肉指标，从而增加躯干核心肌群的稳定性[26]，减少慢性腰痛患者由于躯干核心肌群不平衡而导致的肌肉损伤。