腰痛(low back pain)是臨床常見病症,美國調查數據報告: 美國有75%—80%的人一生中要經受不同程度的腰痛,腰痛是造成45 歲以下人口活動受限的第1 位原因、門診看病中的第2 位原因(僅次於感冒)、住院的第5 位原因、手術治療的第3 位原因、男性和女性的發病率相似。治療性運動在治療腰痛及恢復肌肉機能中一直是非常重要和有效的方法。傳統的治療性運動(如燕飛等)側重於腰背肌肌力和耐力的訓練,但有學者認為腰痛主要是由於負責脊柱穩定的肌群的運動控制出現異常,而非單純的肌力和耐力的異常, 所以傳統的運動訓練並不能取得很好的療效。近幾年提出了以重新訓練軀幹深層肌肉運動控製為基礎的脊柱節段性穩定性訓練(spinal segmental stabilization exercises)的方法, 它對慢性持續性腰痛的緩解、日常生活活動能力的恢復及返回工作崗位都有顯著的療效。正常人群進行穩定性訓練后, 可以改變腰背肌群的運動模式, 使其運動控制機能提高, 可以預防腰痛。自2009年以來邵逸夫醫院康復醫學科對腰痛患者採用脊柱節段性穩定性訓練取得了良好的治療康復效果：
穩定性機制
一、脊柱穩定與運動控制的關係
1992 年著名的生物力學學者Panjabi提出維持腰椎穩定的系統包括三方面: ①被動支持系統,由骨骼、韌帶、筋膜等提供支撐, 包括椎體、椎間盤、小關節和韌帶; ②主動收縮系統,通過肌肉組織的收縮來維持腰椎的動作和穩定度, 包括脊柱周圍的肌肉和肌腱; ③中樞神經系統主導的運動控制(motor control): 通過精密的神經迴路來控制主動系統肌肉收縮的時間、順序、強度等, 來維持腰椎的運動和穩定度。維持脊柱穩定是腰痛運動治療的主要目標。Hodges 等指出腰椎本身是不穩定的, 需要主動系統中脊柱周圍肌肉的支持才能維持腰椎的穩定。
二、維持脊柱穩定的肌群- 核心肌群(core muscles)
核心肌群這個名詞已漸漸廣泛用於康復醫學和運動醫學領域,它是指負責維持脊柱穩定的肌肉群,依其功能和屬性,核心肌群可分為兩大群:
第一群為深層核心肌群, 又稱為局部穩定肌群(local stabilizing muscles),包括多裂肌、腹橫肌、膈肌和盆底肌等,它們中有的直接與椎體連接, 通過肌肉的收縮直接固定相鄰椎體, 有的則是通過各肌肉的協同收縮調節腹內壓來維持各椎體間的穩定,並使腰椎維持在正中區域(neutral zone)。加上神經系統精密的運動控制, 故此肌群為維持腰椎穩定的第一道防線。
第二群為表淺核心肌群, 又稱為整體穩定肌群(global stabilizing muscles),包括腹直肌、腹內斜肌、腹外斜肌、豎脊肌、腰方肌及臀部肌群等, 其收縮時主要功能在於控制脊柱的運動方向,併產生較大的動作力矩,因此可對抗施加在軀幹上的外來負荷,維持整個脊柱的姿勢,此為維持脊柱穩定的第二道防線。
隨着研究的不斷深入, 學者們將研究的重點放在了深層核心肌群上, 認為它們是基礎且更為重要。
1．多裂肌(multifidus, MF) : 多裂肌起自骶骨背面、胸腰椎橫突,向上內方斜行,淺表部分止於上方3—4 個椎骨的棘突,稍深的止於上方2—3 個椎骨的棘突,最深的肌束連於其上方相鄰椎骨,在腰部比較發達,對腰椎穩定性的作用就顯得尤為突出。劉邦忠等採用快速上肢的運動( 前屈、后伸、外展) 作為引起脊柱突然失衡的因素來研究多裂肌在腰椎穩定中的作用。上肢前屈時, 重心前移, 脊柱受到使其屈曲的重力矩作用。上肢后伸時, 脊柱受到使其背伸的重力矩作用。上肢屈曲和后伸兩個方向的運動主要造成脊柱在矢狀面上的失衡。上肢外展時, 脊柱受到使其側彎的重力矩作用, 這主要造成脊柱在額狀面上的失衡。為對抗這些干擾因素, 軀幹肌迅速做出反應, 以維持軀幹平衡。此研究發現, 正常人多裂肌在上肢三個運動方向的運動中的收縮均早於最長肌和髂肋肌,表明在椎旁肌群中多裂肌對脊柱突然失衡的反應最快且最先收縮, 從而對維持腰椎矢狀面和額狀面上的平衡均發揮着重要作用。它的預先收縮, 使1—3 個腰椎節段緊張度增高,穩定性增加, 腰椎節段間的位移減少, 損傷也由此避免, 從而起到了穩定腰椎、保護腰椎的作用。而在上述研究中, 對於慢性腰痛患者組則在上肢三個方向的快速運動中多裂肌的收縮與最長肌、髂肋肌的收縮幾乎同時出現, 與正常人相比, 多裂肌收縮明顯延遲, 表明腰痛患者出現了多裂肌功能的減退。慢性腰痛患者多裂肌在脊柱突然失衡的瞬間( 如上肢快速運動時) 收縮延遲, 收縮力下降, 穩定性降低, 使腰椎部分節段出現過度移位, 引起損傷, 導致腰痛。這也反過來證明了多裂肌在腰椎穩定中的重要作用。
2．腹橫肌( transversus abdominis, TrA) : 腹肌作為椎旁肌群的拮抗肌在腰椎穩定性中的作用也非常重要, 先天性腹肌發育不全的患者因失去了矢狀面平衡可出現脊柱側彎。隨着對腹肌穩定性作用的研究不斷深入, 學者們將更多的注意力放在了腹橫肌的研究上。腹橫肌為腹部深層肌肉,自上而下起自第7—12 肋的内面、胸腰筋膜、髂嵴前部的內唇、腹股溝外側1/3,肌纖維向內橫行移行於腱膜,參加腹直肌后鞘的構成,止於白線。雖然腹橫肌為腹肌中最薄者,但其纖維環繞腹部,經胸腰筋膜與各個椎體的橫突、棘突相連,它的收縮增加了胸腰筋膜的緊張性。腹橫肌增加脊柱穩定性的機制是:①增加腹內壓,通過腹內壓增強腰椎的緊張性,減輕椎體間的壓力,如舉重、跳躍等軀幹背伸運動中維持腰椎穩定主要就是這一機制; ②增加了附着於腰椎棘突、橫突上的胸腰筋膜的張力, 從而直接穩定椎體。胸腰筋膜后層主要為背闊肌筋膜,附着於棘突,只維持矢狀面的平衡;胸腰筋膜中層附着於橫突,可維持冠狀面及矢狀面的平衡,如在側彎和舉重物等動作中維持冠狀面和矢狀面的平衡。上述兩個機制, 前者作用點較彌散,後者則較局限,兩者協同作用以維持腰椎的平衡。
3． 膈肌( diaphragm) : 當出現脊柱失穩時膈肌不能直接作用於脊柱, 膈肌維持腰椎穩定的作用主要是通過膈肌的收縮減少腹腔內容物向胸腔的移位, 增加了腹內壓, 這樣使得腹部肌群保持着一個圓箍狀的幾何形狀, 便增加了附着於腰椎棘突、橫突上的胸腰筋膜的張力, 通過胸腰筋膜從而實現了穩定性作用。
4． 盆底肌( pelvic floor muscles, PFM) : 盆底肌作為軀幹的底部支撐着腹腔和盆腔內的臟器, 當站立和坐位時盆底肌便會緊張收縮。既然作為腹腔的底部, 盆底肌也將對腹內壓產生影響。所以盆底肌也是通過改變腹內壓來產生穩定性作用的, 機制與膈肌類似。
通過以上的大量研究我們可以發現深層核心肌群即局部穩定肌群在維持腰椎穩定中的重要作用, 但是它們並不是獨立作用的, 需相互協同收縮共同作用組成一個局部穩定系統才能發揮其穩定性作用。當然, 淺表核心肌群即整體穩定肌群也同樣重要, 在局部穩定系統的基礎上再加上整體穩定系統才能達到最終的穩定。
穩定性訓練
Peter O′Sullivan 提出了三階段( three stages) 訓練法
第一階段是認知階段( cognitive stage) , 此階段主要是訓練患者進行局部穩定肌群( 主要是多裂肌和腹橫肌) 獨立的低強度自主等長收縮, 避免整體穩定肌群的參与, 目標是讓患者感知並熟練掌握局部穩定肌群獨立的自主協同收縮; 第二階段是聯合階段( associative stage) ,強調對特定的運動模式進行強化訓練。這一階段是通過檢查發現兩三種錯誤和引發疼痛的運動模式, 並將其分解為多個運動成分, 然後針對每個運動成分進行高度重複的訓練, 在每個成分完成的過程中均包含着第一階段中局部穩定肌群的協同收縮。此階段的訓練從一開始的保持腰椎正常前凸的體位逐漸過渡到正常的脊柱運動中, 比如步行、上舉、彎腰等功能性運動, 逐漸增加運動的速度和複雜程度;
第三階段是自發階段( autonomous stage) , 這一階段是通過特定的訓練,患者可以通過恰當的自發運動動態地穩定脊柱, 以滿足日常生活的功能性需要。此三階段訓練法提供了一個很好的訓練思路, 但在具體的訓練操作上不夠明確。
Comerford提出的“腰部穩定性訓練四優先”( four priorities of back stabilizing exercises) 法。
第1 步: 局部穩定系統: 中立位的控制( priority onelocal stability system:control of neutral)
第2 步: 整體穩定系統: 方向的控制( priority two- global stability system:control of direction)
第3 步: 整體穩定系統: 失衡的控制( priority threeglobal stability system:control of imbalance)
第4 步: 整體肌群的主動牽伸或抑制( priority fouractive lengthening or inhibition of theglobal)
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