觸覺反饋對無癥狀健康成人和下腰痛患者多裂肌活動的影響

岳劍寧，郭玉娜，劉京杰，王琦，賴光輝，武百山，楊立強，倪家驤

（首都醫科大學宣武醫院疼痛科，北京，100053）

目前，關于腰椎多裂肌的肌肉激活訓練方式較多，諸如壓力生物反饋裝置，觸覺反饋機制，以及口頭指令等。而部分研究已證實，壓力生物反饋裝置僅在腰痛的穩定性損傷方面有良好提示作用，但其治療價值不大。相比之下，口頭指令具有簡單易行的優點，Price等[1]學者已證實了口頭指令在腰多裂肌訓練中的價值。然而在實際操作中，口頭指令要求患者能夠理解指令的意義，以便正確地進行練習。由于腰部多裂肌較厚，且位置深在，臨床醫生往往難以通過目測觀察到肌肉激活情況，因此經常在口頭指令中附加觸覺反饋，以進一步促進其收縮鍛煉。臨床最常用的觸覺反饋方式，是直接以手接觸目標肌肉[2]。但目前，鮮有學者探討以手接觸的觸覺反饋是否對腰椎多裂肌活動產生明顯影響。因此，本研究的目的在于：（1）探討觸覺反饋對LBP患者靜息時的腰部多裂肌活動影響；（2）在健康成人與LBP患者的對側手臂抬起期間，比較觸覺反饋對其口頭指令的附加效果。

1 資料與方法

1.1 樣本量預估

在數據分析前，預先使用G*Power 3.1.3軟件進行統計檢驗力分析，以確保樣本量能滿足研究需求：使用0.25的中等效應量和0.025的α水平，總共42名參與者，每組21人，經分析證實，達到了0.80的統計檢驗力。

1.2 一般資料

自2017年4月-2018年4月，共納入了42名符合條件的參與者，其中21名為無癥狀成年人，作為對照組；另21名為LBP患者，作為LBP組。LBP組的納入標準為：①L4-S1節段附近存在LBP者；②采用數字疼痛評定量表（NRS），其24 h內的評分≥2分。排除標準：全身性關節疾病、腹部或腰背部腫瘤、神經系統疾病、對膠布有過敏反應、無法俯臥者。本研究已獲得我院醫學倫理委員會的批準通過，每位參與者均被告知研究的風險和步驟，并簽署知情同意書。

1.3 研究設備

使用Delsys Trigno無線肌電測試（EMG）系統（Delsys公司，美國Natick）和2枚電極記錄肌肉活動。每枚電極包含內置的前置放大器和兩組平行的銀接觸條，記錄點之間的固定距離為1 cm；一組接觸棒作為參考電極。原始肌電圖信號以4000 Hz采樣率記錄，在20～450 Hz之間進行濾波；EMG系統增益信號為 1000，共模抑制比（CMRR）)＞80 dB。

1.4 研究方法

（1）一般信息：統計所有研究對象的人口信息和既往史，采用改良的Oswestry腰痛失能問卷（OSW）評價LBP所致功能障礙情況，詢問患者過去24 h內的疼痛位置、持續時間和疼痛強度，采用NRS量表評價其測試前和肌電圖測試期間的疼痛情況。

（2）體位與固定：所有參與者均俯臥于檢查臺上，肩部固定，肘部彎曲約80-90°，前臂自然放置于檢查臺邊緣，腹部下方置一枕頭以使腰椎前凸＜10°。于L5水平測試其多裂肌EMG信號，皮膚行酒精清潔（若局部體毛過于濃密，可剃除之）。使用膠布將2枚電極固定在L5棘突水平的雙側腰部多裂肌部位的皮膚上，保持其距離中線3 cm左右，與髂后上棘至L1和L2棘突連線對齊（圖1A）。由2名研究人員參與操作，其中1名記錄肌電圖數據，另1名對參與者下達口頭指令，并施以手的觸覺反饋（手的接觸位置、時間和壓力均予以規范化）。在記錄肌電圖前，參與者均被告知腰椎多裂肌的位置。

（3）信號收集：收集對照組右側、LBP組患側的EMG信號（若患者雙側均有LBP，則以最嚴重側為準；若兩側疼痛一致，則以拋擲硬幣法隨機選擇一側），用于統計分析。

（4）實施步驟：分別在有、無觸覺反饋條件下，記錄其下述狀態的多裂肌EMG信號：①靜息狀態：參與者處于靜息狀態，記錄其多裂肌肌電圖活動各3次。觸覺反饋的施加方式為：以手連續、直接的輕觸多裂肌部位皮膚5 s（圖1B）。若參與者發生移動，則視為無效，并再次測試。②對側臂抬起狀態：參與者分別在有、無觸覺反饋條件下，對側臂抬高5次，給予口頭指令：“正常呼吸，試著向前傾斜骨盆、但保持骨盆和脊柱不動，將手臂抬到檢查臺的上方。”此時，研究者將一只手放在腰部多裂肌上，施加連續的直接觸覺反饋（圖1D）。其每次提臂狀態需保持5-8 s。③雙臂上舉狀態：參與者從靜止狀態進行雙臂上舉，胸部抬起，分別對參與者的兩側肘部施加穩定向下的力，從而獲得其兩側多裂肌最大自主等距收縮（maximalvoluntaryisometriccontraction，MVIC）的EMG信號（圖1E）。④肌電圖記錄完成后，要求每位參與者主觀確認：增加觸覺反饋是否有助于多裂肌的收縮。

圖1 A：腰多裂肌電極放置位置；B：靜息狀態下施以觸覺反饋；C：無觸覺反饋時對側臂抬高；D：有觸覺反饋時對側臂抬高；E：雙側臂最大自主等距收縮

1.5 數據處理

1.5.1 數據標準化

將上述兩組參與者在靜息時和對側臂抬高時記錄的肌電圖EMG RMS數值，除以其雙臂上舉MVIC狀態下的RMS數值，從而得到相對EMG值，以消除EMG信號的個體化差異性。計算公式為：相對EMG值=原始RMS數值/MVIC狀態下RMS數值×100%。

1.5.2 統計學分析

采用SPSS 21.00統計學軟件包進行處理：①參與人者的人口信息數據，采用獨立t檢驗；②分別對兩組各條件下收集的肌電圖數據進行重測信度評估，以確保其可靠性；③采用重復測量的單因素方差分析，對兩組肌電圖數據進行分析。經Bonferroni校正后,設定α水平為0.025。

2 結果

2.1 基線資料比較

42名參與者中，共40名順利完成了研究；2例予以剔除，原因為：1例中途退出（LBP組），另1例肌電圖記錄信號不完整（對照組）。

表1顯示，兩組在年齡、性別、身高和體重方面沒有顯著性差異（P＞0.05）。LBP組的OSW評分為（17.7±9.8）分，平均 NPRS評分為（3.1±1.3）分，提示該組參與者由于長期慢性LBP而具有輕度的功能障礙。

表1 兩組參與者的基線資料比較

表2 兩組患者EMG數據的重復信度測試[ICC值（95%置信區間）]

表3 兩組參與者的相對EMG值對比

2.2 肌電圖EMG值的信度評價

通過信度分析，本研究收集的EMG數據具有良好的重測信度，對照組的內部相關系數(ICC3,1)取值范圍為0.912-0.997,LBP組為0.909-0.998(表2)。

2.3 相對EMG值對比

表3所示，經重復測量的單因素方差分析：（1）在靜息狀態時，兩組有、無觸覺反饋的相對EMG值均無顯著組間差異（P=0.829），但總體而言，觸覺反饋條件下EMG值顯著降低（P=0.013）。（2）與靜息時的結果相似，在對側臂抬高期間，兩組間有、無觸覺反饋的相對EMG值均無顯著組間差異（P=0.878），但總體而言，觸覺反饋條件下EMG值顯著降低（P=0.010）。兩項統計分析均表明，當靜息和對側臂抬起期間對兩組進行觸覺反饋時，腰部多裂肌EMG活動均顯著減少。

40例中調查顯示，有35%的對照組和50%的LBP組患者認為，觸覺反饋有助于激活腰部多裂肌。

3 討論

本研究顯示，無論參與者是否為LBP患者，在靜息和對側臂抬高時，觸覺反饋下的腰椎多裂肌活動相對EMG值均減少約2%-3%。結果表明，無論是健康成人還是LBP患者，以持續的手接觸對腰椎多裂肌活動可產生明顯抑制或放松作用，而并非促進作用。因而，在LBP康復過程開展多裂肌鍛煉時，這種觸覺反饋并不會起到促進療效之目的。

筆者分析認為，連續的手接觸可能會減弱Ia傳入纖維的活動，從而降低腰多裂肌的運動活性。Takasaki等[3]認為，若將繃帶垂直于受拉伸肌纖維方向放置，可對肌纖維活動產生明顯的抑制作用，而手的接觸亦可產生類似效果（Takasaki et al.2015）。雖然在本研究中，手的位置并不垂直于腰多裂肌纖維的方向，但仍是交叉放置于肌纖維上，可能產生了相應影響，但其潛在機制尚不清楚。同時也要注意，施術者的手掌溫度也可能對本研究結果產生影響。皮膚溫度對肌電圖活性的影響表明，在肌力不變的情況下，若皮膚溫度升高，則肌電圖活性降低[4]。此外，肌肉內的電解質、傳導速度變化和出汗等因素，均可能導致肌電活動減少[5]。

與對照組相比，LBP組的相對EMG值在休息時高出約4%-5%，在對側臂抬高期間則高出6%-8%左右。關于這一原因，Cassisi等[5]的肌肉痙攣模型研究認為，其增加的肌肉活動主要用于維持俯臥位下的腰椎穩定性；Kim等[6]研究顯示，慢性LBP患者在對側髖關節伸展時，其軀干伸肌的肌肉活動也有所增加，這與本研究LBP組在對側臂抬高過程中，相對EMG值增加的現象較為相符。

值得注意的是，在本研究中，約35%的對照組和50%的LBP組參與者均主觀認為，觸覺反饋有助于激活腰椎多裂肌，但實際上，腰椎多裂肌的活動反而是減少了。這一現象表明，上述參與者對觸覺反饋的主觀感知與其實際情況存在脫節，尤其是LBP患者更為明顯。我們認為，這可能是一種“霍桑效應”[7]，因為參與者被告知了研究的目的，這可能會使他們對觸覺反饋效應的感知產生偏差。

總之，本研究結果顯示，無論是常人抑或LBP患者，觸覺反饋對其腰椎多裂肌活動均具有抑制作用，甚至可能降低預期的治療效果。但本文樣本術較少，尚需更深入的研究進行佐證，如輕拍或深觸等其他形式觸覺反饋對肌肉募集能力的影響等[8]。