疼痛缓解对慢性非特异性腰痛患者步态特征的影响

黄武杰，刘红，李雅萍，江征

福建中医药大学康复医学院，中医骨伤及运动康复教育部重点实验室，福建福州市350000

慢性腰痛是十分常见的肌肉骨骼系统疾患，不仅造成患者日常生活受限，也对社会医疗资源造成巨大负担[1]。大多数慢性腰痛未能确切地诊断出解剖结构或生理组织病变，被称为慢性非特异性腰痛(chronic nonspecific low back pain,CNLBP)。现有研究中，对于CNLBP 的病理机制有多种学术假设。运动功能障碍学说[2]认为，当某一活动会反复引发疼痛时，中枢神经系统会进行调节，建立自我保护性的策略，以避免疼痛或使潜在的伤害刺激最小化[3-4]。运动控制系统在这种适应性策略的长期作用下会发展出异常的运动习惯，这与疼痛的慢性化有关[5]。然而，疼痛导致运动功能障碍的具体机制尚不明确，本研究探讨通过治疗而达到的疼痛缓解能否改善运动功能。

步行作为最常见的功能性日常活动，对人体的神经肌肉控制系统都有着较高的要求。相较于正常人，CNLBP 患者步行时步速较慢[6-7]，步长较短[8-9]，步行时地面反作用力(ground reaction force,GRF)较小[10]，这可能是运动控制系统为了减轻GRF对于腰椎骨盆区域的冲击而采取的适应性策略。

针刺作为治疗CNLBP 的常见方式，安全性较高，缓解疼痛的疗效明显且持久[11]。本研究对CNLBP 患者进行针刺治疗，探讨疼痛对CNLBP 步行时运动功能的影响，从而为CNLBP 患者的疼痛管理和康复训练提供理论指导。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2019 年5 月至12 月，通过网络平台宣传招募CNLBP患者28例。

纳入标准：①主诉肋缘以下、臀横纹以上及两侧腋中线之间的区域内有持续性疼痛与不适，伴或不伴下肢牵涉痛(不超过膝关节)，无下肢肌力、感觉及反射异常[12]；②近1 周疼痛的视觉模拟评分(Visual Analogue Score,VAS)≥4 分；③年龄18～59 岁；④近1 个月未接受其他治疗。

排除标准：①影像学检查提示存在引起腰痛的特殊病变，如脊柱结核、椎体骨折、感染、肿瘤等；②存在其他影响步行的疾病，如膝关节疼痛等；③严重心血管疾病、神经系统疾病等；④背部手术史；⑤对医用胶布、电极贴片、酒精过敏，晕针。

将纳入患者按顺序编号1～28，使用Excel 产生随机数字，将28个随机数字代表的患者均分为等待治疗组(n=14)和针刺治疗组(n=14)。两组一般资料比较无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

本研究经福建中医药大学附属康复医院伦理委员会批准(No.2018KY-013-02)。患者在加入课题前了解研究的实验过程及潜在风险，并自愿签署知情同意书。

表1 两组一般资料比较

1.2 方法

1.2.1针刺治疗

针刺治疗组接受为期1 个月的针刺治疗，每周3次，隔天治疗，共计12次。

根据《循证针灸临床实践指南·腰痛》选取肾俞、大肠俞、委中、第1腰椎～第5腰椎夹脊穴作为治疗穴位[13-15]。患者俯卧位，根据患者的体格与肌肉本身深度、厚度选用不同规格的针具(直径0.25 mm、长40 mm；直径0.25 mm、长60 mm；直径0.25 mm、长75 mm)进行操作。针双侧肾俞、大肠俞、委中，稍向内斜刺或直刺0.5～1 寸(15～25 mm)，行针至有麻胀感即停止进针；针腰夹脊穴，进针后捻、转、提、插，以腰肌出现紧握针体感为度。留针30 min[16]。

等待治疗组在入组后仅进行健康宣教，1 个月内不进行治疗，待第二次步行测试结束后再进行相同的治疗。

1.2.2步态测试方案

患者在纳入实验后进行第1 次步态测试，1 个月后进行第2次步态测试。

患者在记录基本资料后，进行荧光标记点的粘贴，标记点粘贴位置参照CAST 下肢模型及相关文献[17-18]，具体位置为双侧髂前上棘、双侧髂后上棘、双侧髂嵴最高点、双侧股骨大转子、双侧股骨内外上髁、双侧内外踝最高点、双侧第5 趾骨头背侧缘、双侧第2 趾骨底背侧缘、双侧第1 趾骨头背侧缘、双侧足跟，用弹力绷带固定大腿、小腿部位的荧光标记架于双下肢外侧。使用Qualisys三维运动捕捉系统(瑞典哥德堡，采样频率100 Hz)进行标记点数据采集，步行中的GRF 数据通过两块测力台(AMTI 400600，美国，采样频率1000 Hz)测量并记录。

患者在步态实验室内进行平地步行测试。在正式开始前，热身5 min，休息1 min，嘱患者以自觉舒适的速度开始行走。测力台安置在步行走道(共10 m)中间位置，以患者足部不触及测力台边缘为合格测试，采集至少6次。

1.3 评价指标

1.3.1VAS

通过让患者在一条10 cm 长的线上标记自身疼痛的位置，线起始端代表“不痛”，终末端代表“极度疼痛”。

1.3.2步态参数

将记录的三维运动数据导入运动分析软件(Visual 3D Professional V6，美国C-motion公司)进行人体运动仿真建模，计算得出患者的步速和跨步长。

GRF 数值根据患者体质量作标准化处理，提取站立期的三个GRF 特征值，分别是足跟着地期(heel strike,HS)的第一个峰值(FHS)、足蹬地期(push off,PO)的第二个峰值(FPO)和站立中期(midstance,MS)的GRF值(FMS)。见图1。同时计算对应的时间特征值，即其相对于站立期总时间的比例(time to peak,TTP)，包括TTPHS、TTPMS、TTPPO。GRF特征值通过MATLAB R2018b编写定制程序进行处理。

图1 步行过程中GRF的变化

1.4 统计学分析

采用SPSS 20.0 进行统计分析。计数资料采用χ2检验；计量资料以(±s)表示，根据是否符合正态分布，选用独立样本t检验或非参数检验进行比较。两组组内前后比较采用配对t检验。若组内治疗前后发现显著性差异，且对应的基线指标均衡性相当，则使用独立样本t检验进行组间比较。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 VAS

治疗后，两组VAS均降低(P＜0.05)，针刺治疗组VAS明显低于等待治疗组(P＜0.01)。见表2。

表2 两组干预前后VAS比较

2.2 步态特征

两组干预前后步速和跨步长均无显著性差异(P＞0.05)。见表3和表4。

干预前，两组间GRF特征值比较均无显著性差异(P＞0.05)；干预前后比较，两组内GRF特征值均无显著性差异(P＞0.05)。见表5。

表3 两组干预前后步速比较(m/s)

表4 两组干预前后跨步长比较(m)

3 讨论

在探讨CNLBP 与运动功能障碍的相互关系时常用两种实验模型，其一是通过肌肉注射，诱发无痛人群疼痛症状的实验性疼痛模型[19]。有研究观察患者在无痛、诱发性单侧疼痛和双侧疼痛三种情况下的运动表现[20]，结果表明诱发性疼痛使患者的肌肉活动程度、动作执行时间发生变化。然而这种实验诱发的疼痛，并无法模拟CNLBP 患者临床表现的疼痛情况[21]，而且诱发性疼痛的来源多数是被注射肌肉局部的疼痛感受器受到化学性刺激导致的疼痛[21]，与CNLBP 患者非特异性的疼痛起因不同。疼痛缓解模型的应用克服了诱发性疼痛的不足，通过纳入CNLBP 患者，观察其在接受干预疼痛缓解后与疼痛时运动表现的差异，可以为研究疼痛与运动功能障碍的关系提供新思路。

表5 两组干预前后GRF特征值比较(m)

与口服止痛药相比[22-23]，针刺治疗更加符合腰痛治疗指南的推荐[12]。本研究显示，两组在第二次步行测试时VAS评分均下降，与干预前相比，针刺治疗组疼痛缓解超过30%，有一定临床意义[24]。这意味着通过针刺建立的疼痛缓解模型可以较好地解释干预前后步行特征变化与疼痛的关系。

本研究还发现，针刺治疗后1 个月对长期疼痛所造成的运动功能障碍影响有限。现有研究发现[25]，步行过程中的步速、跨步长与GRF 相互联系。CNLBP患者出于疼痛恐惧心理，会倾向减慢步速，缩短跨步长，从而使得在足跟触地(FHS)时GRF峰值减小，达到峰值的时间(TTPHS)延迟[7]，通过这种适应性策略减少地面冲击来达到保护腰椎骨盆区域的目的。本研究观察到的步行特征无前后差异可能意味着长期疼痛造成的运动策略调整不只与即刻疼痛情况有关，还与慢性疼痛所造成的中枢神经系统改变和错误的疼痛认知有关[26-27]。以往研究观察疼痛对于中枢神经系统的影响，发现CNLBP 患者下行伤害性抑制功能障碍与大脑灰质形态学改变有关[28]，具体表现为特定脑区中负责调节疼痛、疼痛的情绪反应、疼痛的感觉辨别的灰质体积减少[29]，这导致患者对于疼痛的敏感程度增加以及对疼痛的灾难化认知。而目前腰痛治疗的推荐疗法如针刺、整脊疗法、非甾体抗炎药等，在改善灰质形态学与疼痛灾难化认知方面疗效并不明显[30]。

Williams 等[22]通过让患者在进行正式测试前口服本人常用的止痛药，待自觉疼痛减轻后开始进行动作测试，结果显示腰部屈伸、侧弯、旋转的活动度与角速度均没有明显差异。Davis 等[31]也发现，腰部活动度在疼痛缓解前后无明显改变，这与本研究结果类似。而另一方面，Madadi-Shad 等[32]通过设计的纠正性训练使得CNLBP 并发足旋前的患者在干预后疼痛减轻并表现出更快的步速；Mohammadi 等[33]发现，CNLBP 患者在经过运动控制训练后功能评分及运动控制能力均得到改善。上述研究结果提示与核心、下肢肌群控制相关的运动干预可能与步行功能的改善有关。本研究中的针刺疗法与其他疼痛缓解模型的局限性在于，研究中给予患者的均为减轻疼痛的被动治疗，但运动功能障碍的改善可能需要相应的运动控制训练加以辅助。

综上所述，针刺治疗能够明显减轻CNLBP 的疼痛，但并未发现该疼痛缓解效应对步行时的步速、跨步长、GRF 特征值有直接影响。在CNLBP 患者的康复治疗中，除了需要依靠针刺、理疗等被动疗法及时地缓解疼痛，还需要对患者灾难性的疼痛认知心理进行引导干预，同时运动控制疗法等主动训练的介入在疼痛慢性期具有重要作用。今后的相关研究可以结合疼痛认知与运动控制，探讨其对CNLBP 患者疼痛、运动功能及大脑特定脑区形态学的影响。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。