肌肉电刺激训练对女性久坐人群急性腰扭伤后运动功能改善的应用

文 / 史衍，蒋佳欣，马运河，郑维

1 研究目的

伴随着科学技术的大幅度进步，自动化水平应用的广泛，大批职业人群保持并重复着单一的站姿或坐姿进行作业的时间也逐步增加，其中，以坐姿进行工作的职业人群占绝大部分。随着国家对冰雪项目的高度重视，中国残奥冬季两项国家队于2017年建立，其中包括残疾人越野滑雪项目。根据功能损伤不同，下肢残疾运动员长期保持坐姿方式，日常训练与竞赛中使用的坐姿滑雪器是在一对滑雪板上安装一个椅子，运动员坐在椅子上完成滑行任务。急性腰扭伤是骨科常见病，多因运动或劳动时腰部肌肉、肌腱、韧带等软组织过度牵拉而引起。发病急，腰部疼痛剧烈，活动受限为其特点[1]。急性腰扭伤一般多见于久坐及腰部长时间受震荡的长途运输或出租司机和电脑操作员[2]。急性腰扭伤损伤后因腰部血液循环受碍，常可导致腰部压痛、疼痛、瘀斑、肿胀、活动受碍等，严重影响患者的身体健康。加之，久坐人群往往伴随着长期单侧肢体重复性操作，两侧肢体骨骼肌肉失衡。长此以往，个体神经肌肉骨骼系统中预期姿势形成和调节程序与正常发育个体相比存在失衡现象；导致肌力下降，使得支撑脊柱的力量减弱，腰椎支撑力及稳定性也随之下降[3]，致使患者腰部活动受限，产生腰部功能性运动障碍[4]。

肌肉电刺激训练(MES)被广泛应用于运动训练、医学康复领域，是指通过电脉冲代替人脑发出的神经冲动，使肌肉产生收缩[5]。采用肌肉电刺激训练对久坐人群(特别是不善于进行抗阻力量训练的女性工作者)进行干预时，不仅可以利用闲暇时间进行训练，可以在不改变关节角度的情况下激活主动肌和拮抗肌的收缩和放松，使得训练更加有效。在此基础上，本文将“交叉抑制”原则应用于白领女性的肌肉电刺激训练(MES)，并采用PA200LE身体姿势评估系统、简化McGill疼痛量表(MPQ)和腰椎关节活动度等指标进行评分，评定实验干预前后肌肉电刺激训练(MES)对于久坐人群急性腰扭伤后形成的肌肉功能障碍症状改善的效果。

2 研究方法

2.1 文献资料法

通过检索中国知网、EBSCO外文数据库等途径搜索相关文献，以“久坐人群”、“腰椎关节损伤”、“肌肉电刺激训练”、“功能恢复”等关键词进行检索。查阅了当前研究下，姿势控制、慢性骨骼肌肉损伤和习得性姿势控制异常相关性等基本理论。其中，查阅中外文文献共60余篇。

2.2 专家访谈法

本文通过对中国人民解放军总医院、北大医疗康复医院相关专家与学者进行了深度的访谈，对研究中相关理论与方法得到了更为权威的支撑。

2.3 实验法

2.3.1 实验对象

北京市某传媒公司女性职员12人，基本情况见表1。

表1 北京市某传媒公司职员基本情况

2.3.2 实验干预方法

实验干预采用Compex SP 8.0肌肉电刺激训练仪进行为期10周的干预性实验。把实验分成三个阶段，分别进行“放松模式”的干预4周，不进行干预为2周，“强化模式”的干预为期4周，目的为验证在不同模式肌肉电刺激训练下，腰椎关节主动肌和拮抗肌功能失衡的改善效果。

第一阶段“放松模式”干预操作过程：将肌肉电刺激训练仪器取出安装好后，将贴片顺着贴于躯干前屈肌群(腹直肌)的起止点体表位置(髂前上棘内侧至胸骨剑突下方)，将仪器刺激模式设定为“放松模式”，刺激强度调整为个人耐受最大强度，然后开始时长12分钟的干预。

第三阶段“强化模式”干预操作过程：将肌肉电刺激训练仪器取出安装好后，将贴片顺着贴于躯干后伸肌群(竖棘肌)的起止点体表位置(两侧髂嵴后部至第7胸椎棘突)，将仪器刺激模式设定为“强化模式”，刺激强度调整为个人耐受最大强度，随后进行12分钟的干预措施。

2.3.3 评价指标

(1)静态身体姿势控制

本研究采用PA200LE身体姿势评估系统对受试者进行测试，进行测试的人员要身穿贴合紧身的衣饰，上肢自然下垂放置于身体两侧，两脚开立和肩同宽，在足底压力垫上定位点处站立(第五跖骨基底部与足底压力板上的横线对应)。根据测试者“前、右、后、左”口令按照顺时针方向转换，分别拍摄正面、右侧面、左侧面及背面四张照片，随后采用系统操作根据骨性标志(眉心、胸骨上切迹、肚脐、髂前上棘、耳孔、肩峰、第七颈椎棘突、髂后上棘、股骨大转子、髌尖等等)位置打点，使其自动生成全方位报告。

(2)腰部活动度测试

本研究使用Hoggan MicroFet3便携式肌力测试与关节活动度计对受试者腰部活动度进行测试，主要测试受试者矢状面的前屈和后伸度数、水平面的侧转度数。一共测3次，取3次测试的平均值作为最终数值。

2.4 观察法

观察受试者在实验干预前后，腰椎关节活动结束后的疼痛程度用简化McGill疼痛量表进行综合评估。采用五项指数对实验干预前后的疼痛缓解情况进行综合评分，其中包括：感觉评分、情绪评分、总评分、视觉模拟量表以及现有疼痛强度。

2.5 数理统计法

本研究主要运用Excel软件建立原始数据库，收集并汇总实验过程中的所有数据，使用SPSS(Statistical Product Service Solutions“统计产品与服务解决方案”)软件对在实验中获得的相关数据进行了统计，而对于数据的处理和相关分析采取T检验的统计方法。

3 结果与分析

3.1 静态身体姿势数据分析

本研究中所测得12名受试者静态身体姿势控制数据以雷达图形式呈现(如图1所示)。PA200LE(身体姿态评估)系统中包含头部的前后倾斜、左右倾倾斜；肩关节的旋转、水平；骨盆前倾；髋关节水平；下肢与躯干的左右倾斜等十几项指标；因久坐职业人群长期坐姿办公，其肩关节、髋关节附近极易出现慢性骨骼肌肉损伤等症状，所以本研究仅选取：“头部前后倾”、“肩关节旋转”、“肩关节水平”、“骨盆倾斜”及“髋关节水平”指标进行分析，如表2所示(上述指标向左倾斜为负、向右倾斜为正，左右因习惯而异不做区分)。实验干预前，受试者“头部前后倾”、“肩关节旋转”、“肩关节水平”、“骨盆倾斜”偏移数值均与正常值存在一定差异，表明受试者头部、肩颈部及腰骶部肌肉牵拉呈现紧张状态，导致其上述关节部位呈现不同程度的偏移。实验干预后上述5项指标数值均出现良性改善，但仍然与正常值存在一定差异性。其中，仅有“头部前后倾”、“肩关节旋转”2项指标的数值实验干预前后变化存在显著性差异。

表2 实验前后静态身体姿态控制数据分析(n=12人，10周)

图1 静态身体姿势控制雷达图

3.2 受试者腰部活动度测试结果分析

从分析表3中的内容可以看出，受试者在进行实验前的前屈角度为71.39±2.25°，而前屈角度在实验结束之后测为85.19±3.10°，由此可以看出测试所得前屈角度在实验干预前后表现出极其显著性差异。与实验前相比，受试者的躯干前屈角度增加，增加了受试者前倾时腰部的活动范围。而实验前受试者后伸角度为16.69±1.86°，后伸角度在实验后测得27.06±1.22°，由此可以看出测试所得后伸角度在实验干预前后表现出具有显著性差异。与实验前相比，受试者的躯干后伸度有所增加，通过运动疗法干预增加了受试者后伸活动范围。受试者在实验前右侧旋转角度为18.92±2.11°，实验后左侧旋转角度为21.01±2.13°，实验干预前后测试所得左侧旋转角度无显著性差异。受试者在实验前左侧旋转角度为17.93±1.69°，实验后右侧旋转角度为20.56±1.37°，实验干预前后测试所得右侧旋转角度无显著性差异。

表3 实验前后腰部活动度测试结果(N=12，10周)

3.3 实验干预前后简化MPQ疼痛积分变化

完成肌肉电刺激“放松模式”训练4周后，受试者进行了2周无干预控制。腰椎关节的视觉模拟量表(VAS)和PRI情绪评分在6周之前和之后没有差异(P>0.05)，如表4所示。但是现有疼痛强度(PPI)评分、PRI感觉分和PRI总分实验干预后的积分差值与实验干预前比较均存在显著性差异(P<0.05-0.01)。经过实验性的肌肉电刺激放松训练后，从数据分析中看出左右两侧的VAS量表分别显示差异极显著(P<0.01)。说明使用肌肉电刺激进行放松训练后疼痛的改善效果可持续2周之久。

表4 实验前后简化MPQ疼痛积分差值分析(n=12人，6周)

3.4 讨论

3.4.1 静态身体姿势控制分析

动作完成的本质是神经系统控制下肌肉主动收缩完成预期动作，姿势是多个动作组合进行操作的结果。人体参与复杂的身体活动过程中，导致人体姿势不良并诱发运动损伤的原因一般是不良姿势和反复性操作[7]。实验干预前，受试者静态身体姿势控制5项指标偏移数值均与正常值存在差异，表明受试者上述关节部位呈现不同程度的偏移。然而，关节偏离的主要原因是肌肉群相互协调工作的能力受损。正常的运动和姿势控制取决于肌肉群的协同作用，即主动肌和拮抗肌之间的平衡[8]。由于长期的不良坐姿导致关节的肌肉失衡，造成坐位时髋关节屈肌的异常紧张和拮抗肌的持续低张力，关节周围的肌肉有不协调的收缩，超过了正常的运动范围，可能造成严重的软组织损伤。因此，根据受试者躯干前链肌群持续缩短，后链肌群持续舒张(被动拉长)的特征，针对性开展肌肉电刺激训练就可以达到缓解疼痛提升运动功能的目的。实验干预后上述5项指标数值均出现良性改善，但仍然与正常值存在一定差异性。其中，仅有“头部前后倾”、“肩关节旋转”2项指标的数值实验干预前后变化存在显著性差异。结合专家访谈信息可知，“失之毫厘、谬以千里”，腰椎部位属于人体运动的核心部位，姿势控制改变程度不宜显现，而疼痛感觉变化造成的躯干远端部位姿势改变相对比较明显，也属于情理之中，同时还应考虑测试仪器的系统偏差因素。

3.4.2 实验干预前后腰椎关节活动度变化分析

研究的结果显示，实验干预前受试者的腰部屈曲活动度差异较大。经过10周的肌肉电刺激训练后，左、右腰椎关节的旋转活动度都有增加，而且两侧关节之间的活动度差异减少，腰部关节活动度在前屈和后伸方面的改善程度大于旋转方面的改善程度，在干预前后观察到差异，而侧向旋转活动度变化不具备差异性。通过观察发现，受试者均为常见的右手操作鼠标，因此，躯干左侧是一个以稳定为主的工作场所，与对侧关节的旋转活动性相比，关节活动性较小。与此专家认为，外侧旋转的运动范围比屈伸要小，因此造成实验干预后旋转活动度提升幅度不具备差异性。

3.4.3 实验干预前后简化MPQ疼痛积分差值分析

通过观察和比较，我们发现肌肉电刺激有镇痛作用，在实验干预结束时，与干预前相比，现有的疼痛强度评分(PPI)、感觉PRI评分和受试者PRI评分的总体差异都有显著的差异，相反，视觉模拟量表(VAS)和PRI情绪评分的变化没有显著差异。这表明，在“放松模式”下进行4周的肌肉刺激训练确实可以减轻相关部位的疼痛。但是，肌肉电刺激“强化模式”训练干预后久坐人群腰椎关节主观疼痛的变化存在前期干扰因素影响，干预效果尚待进一步观察和探讨。

4 结论与建议

4.1 结论

(1)通过4周肌肉电刺激“放松模式”训练，缓解了女性久坐人群躯干前链肌肉的持续紧张状态，使其在伏案工作过程中关节疼痛感觉大幅减轻，腰椎关节功能恢复效果显著。加之4周肌肉电刺激“强化模式”训练，针对性发展其下背部肌群的力量与耐力后，女性久坐人群下肢腰椎关节活动度和静态控制能力均有所提升，有利于其躯干部位运动能力的平衡发展。

(2)女性久坐人群单侧操作鼠标特征明显，长此以往，势必造成肢体的侧向结构失衡。测试数据和观察结果显示，相对于前后屈伸工作动作模式，实验对象的躯干旋转运动能力有待于进一步提升。

4.2 建议

建立在“交互抑制”原理基础上的肌肉电刺激训练，在久坐人群慢性肌肉骨骼损伤康复领域应用比较少，仍然存在样本量小的问题，干预程序和方法仍然需要标准化，个别指标的具体改善机制仍然不清楚。因此，需要进一步的应用和深入研究。