肌肉電刺激訓練對女性久坐人群急性腰扭傷后運動功能改善的應用

文 / 史衍，蔣佳欣，馬運河，鄭維

1 研究目的

伴隨著科學技術的大幅度進步，自動化水平應用的廣泛，大批職業人群保持并重復著單一的站姿或坐姿進行作業的時間也逐步增加，其中，以坐姿進行工作的職業人群占絕大部分。隨著國家對冰雪項目的高度重視，中國殘奧冬季兩項國家隊于2017年建立，其中包括殘疾人越野滑雪項目。根據功能損傷不同，下肢殘疾運動員長期保持坐姿方式，日常訓練與競賽中使用的坐姿滑雪器是在一對滑雪板上安裝一個椅子，運動員坐在椅子上完成滑行任務。急性腰扭傷是骨科常見病，多因運動或勞動時腰部肌肉、肌腱、韌帶等軟組織過度牽拉而引起。發病急，腰部疼痛劇烈，活動受限為其特點[1]。急性腰扭傷一般多見于久坐及腰部長時間受震蕩的長途運輸或出租司機和電腦操作員[2]。急性腰扭傷損傷后因腰部血液循環受礙，常可導致腰部壓痛、疼痛、瘀斑、腫脹、活動受礙等，嚴重影響患者的身體健康。加之，久坐人群往往伴隨著長期單側肢體重復性操作，兩側肢體骨骼肌肉失衡。長此以往，個體神經肌肉骨骼系統中預期姿勢形成和調節程序與正常發育個體相比存在失衡現象；導致肌力下降，使得支撐脊柱的力量減弱，腰椎支撐力及穩定性也隨之下降[3]，致使患者腰部活動受限，產生腰部功能性運動障礙[4]。

肌肉電刺激訓練(MES)被廣泛應用于運動訓練、醫學康復領域，是指通過電脈沖代替人腦發出的神經沖動，使肌肉產生收縮[5]。采用肌肉電刺激訓練對久坐人群(特別是不善于進行抗阻力量訓練的女性工作者)進行干預時，不僅可以利用閑暇時間進行訓練，可以在不改變關節角度的情況下激活主動肌和拮抗肌的收縮和放松，使得訓練更加有效。在此基礎上，本文將“交叉抑制”原則應用于白領女性的肌肉電刺激訓練(MES)，并采用PA200LE身體姿勢評估系統、簡化McGill疼痛量表(MPQ)和腰椎關節活動度等指標進行評分，評定實驗干預前后肌肉電刺激訓練(MES)對于久坐人群急性腰扭傷后形成的肌肉功能障礙癥狀改善的效果。

2 研究方法

2.1 文獻資料法

通過檢索中國知網、EBSCO外文數據庫等途徑搜索相關文獻，以“久坐人群”、“腰椎關節損傷”、“肌肉電刺激訓練”、“功能恢復”等關鍵詞進行檢索。查閱了當前研究下，姿勢控制、慢性骨骼肌肉損傷和習得性姿勢控制異常相關性等基本理論。其中，查閱中外文文獻共60余篇。

2.2 專家訪談法

本文通過對中國人民解放軍總醫院、北大醫療康復醫院相關專家與學者進行了深度的訪談，對研究中相關理論與方法得到了更為權威的支撐。

2.3 實驗法

2.3.1 實驗對象

北京市某傳媒公司女性職員12人，基本情況見表1。

表1 北京市某傳媒公司職員基本情況

2.3.2 實驗干預方法

實驗干預采用Compex SP 8.0肌肉電刺激訓練儀進行為期10周的干預性實驗。把實驗分成三個階段，分別進行“放松模式”的干預4周，不進行干預為2周，“強化模式”的干預為期4周，目的為驗證在不同模式肌肉電刺激訓練下，腰椎關節主動肌和拮抗肌功能失衡的改善效果。

第一階段“放松模式”干預操作過程：將肌肉電刺激訓練儀器取出安裝好后，將貼片順著貼于軀干前屈肌群(腹直肌)的起止點體表位置(髂前上棘內側至胸骨劍突下方)，將儀器刺激模式設定為“放松模式”，刺激強度調整為個人耐受最大強度，然后開始時長12分鐘的干預。

第三階段“強化模式”干預操作過程：將肌肉電刺激訓練儀器取出安裝好后，將貼片順著貼于軀干后伸肌群(豎棘肌)的起止點體表位置(兩側髂嵴后部至第7胸椎棘突)，將儀器刺激模式設定為“強化模式”，刺激強度調整為個人耐受最大強度，隨后進行12分鐘的干預措施。

2.3.3 評價指標

(1)靜態身體姿勢控制

本研究采用PA200LE身體姿勢評估系統對受試者進行測試，進行測試的人員要身穿貼合緊身的衣飾，上肢自然下垂放置于身體兩側，兩腳開立和肩同寬，在足底壓力墊上定位點處站立(第五跖骨基底部與足底壓力板上的橫線對應)。根據測試者“前、右、后、左”口令按照順時針方向轉換，分別拍攝正面、右側面、左側面及背面四張照片，隨后采用系統操作根據骨性標志(眉心、胸骨上切跡、肚臍、髂前上棘、耳孔、肩峰、第七頸椎棘突、髂后上棘、股骨大轉子、髕尖等等)位置打點，使其自動生成全方位報告。

(2)腰部活動度測試

本研究使用Hoggan MicroFet3便攜式肌力測試與關節活動度計對受試者腰部活動度進行測試，主要測試受試者矢狀面的前屈和后伸度數、水平面的側轉度數。一共測3次，取3次測試的平均值作為最終數值。

2.4 觀察法

觀察受試者在實驗干預前后，腰椎關節活動結束后的疼痛程度用簡化McGill疼痛量表進行綜合評估。采用五項指數對實驗干預前后的疼痛緩解情況進行綜合評分，其中包括：感覺評分、情緒評分、總評分、視覺模擬量表以及現有疼痛強度。

2.5 數理統計法

本研究主要運用Excel軟件建立原始數據庫，收集并匯總實驗過程中的所有數據，使用SPSS(Statistical Product Service Solutions“統計產品與服務解決方案”)軟件對在實驗中獲得的相關數據進行了統計，而對于數據的處理和相關分析采取T檢驗的統計方法。

3 結果與分析

3.1 靜態身體姿勢數據分析

本研究中所測得12名受試者靜態身體姿勢控制數據以雷達圖形式呈現(如圖1所示)。PA200LE(身體姿態評估)系統中包含頭部的前后傾斜、左右傾傾斜；肩關節的旋轉、水平；骨盆前傾；髖關節水平；下肢與軀干的左右傾斜等十幾項指標；因久坐職業人群長期坐姿辦公，其肩關節、髖關節附近極易出現慢性骨骼肌肉損傷等癥狀，所以本研究僅選取：“頭部前后傾”、“肩關節旋轉”、“肩關節水平”、“骨盆傾斜”及“髖關節水平”指標進行分析，如表2所示(上述指標向左傾斜為負、向右傾斜為正，左右因習慣而異不做區分)。實驗干預前，受試者“頭部前后傾”、“肩關節旋轉”、“肩關節水平”、“骨盆傾斜”偏移數值均與正常值存在一定差異，表明受試者頭部、肩頸部及腰骶部肌肉牽拉呈現緊張狀態，導致其上述關節部位呈現不同程度的偏移。實驗干預后上述5項指標數值均出現良性改善，但仍然與正常值存在一定差異性。其中，僅有“頭部前后傾”、“肩關節旋轉”2項指標的數值實驗干預前后變化存在顯著性差異。

表2 實驗前后靜態身體姿態控制數據分析(n=12人，10周)

圖1 靜態身體姿勢控制雷達圖

3.2 受試者腰部活動度測試結果分析

從分析表3中的內容可以看出，受試者在進行實驗前的前屈角度為71.39±2.25°，而前屈角度在實驗結束之后測為85.19±3.10°，由此可以看出測試所得前屈角度在實驗干預前后表現出極其顯著性差異。與實驗前相比，受試者的軀干前屈角度增加，增加了受試者前傾時腰部的活動范圍。而實驗前受試者后伸角度為16.69±1.86°，后伸角度在實驗后測得27.06±1.22°，由此可以看出測試所得后伸角度在實驗干預前后表現出具有顯著性差異。與實驗前相比，受試者的軀干后伸度有所增加，通過運動療法干預增加了受試者后伸活動范圍。受試者在實驗前右側旋轉角度為18.92±2.11°，實驗后左側旋轉角度為21.01±2.13°，實驗干預前后測試所得左側旋轉角度無顯著性差異。受試者在實驗前左側旋轉角度為17.93±1.69°，實驗后右側旋轉角度為20.56±1.37°，實驗干預前后測試所得右側旋轉角度無顯著性差異。

表3 實驗前后腰部活動度測試結果(N=12，10周)

3.3 實驗干預前后簡化MPQ疼痛積分變化

完成肌肉電刺激“放松模式”訓練4周后，受試者進行了2周無干預控制。腰椎關節的視覺模擬量表(VAS)和PRI情緒評分在6周之前和之后沒有差異(P>0.05)，如表4所示。但是現有疼痛強度(PPI)評分、PRI感覺分和PRI總分實驗干預后的積分差值與實驗干預前比較均存在顯著性差異(P<0.05-0.01)。經過實驗性的肌肉電刺激放松訓練后，從數據分析中看出左右兩側的VAS量表分別顯示差異極顯著(P<0.01)。說明使用肌肉電刺激進行放松訓練后疼痛的改善效果可持續2周之久。

表4 實驗前后簡化MPQ疼痛積分差值分析(n=12人，6周)

3.4 討論

3.4.1 靜態身體姿勢控制分析

動作完成的本質是神經系統控制下肌肉主動收縮完成預期動作，姿勢是多個動作組合進行操作的結果。人體參與復雜的身體活動過程中，導致人體姿勢不良并誘發運動損傷的原因一般是不良姿勢和反復性操作[7]。實驗干預前，受試者靜態身體姿勢控制5項指標偏移數值均與正常值存在差異，表明受試者上述關節部位呈現不同程度的偏移。然而，關節偏離的主要原因是肌肉群相互協調工作的能力受損。正常的運動和姿勢控制取決于肌肉群的協同作用，即主動肌和拮抗肌之間的平衡[8]。由于長期的不良坐姿導致關節的肌肉失衡，造成坐位時髖關節屈肌的異常緊張和拮抗肌的持續低張力，關節周圍的肌肉有不協調的收縮，超過了正常的運動范圍，可能造成嚴重的軟組織損傷。因此，根據受試者軀干前鏈肌群持續縮短，后鏈肌群持續舒張(被動拉長)的特征，針對性開展肌肉電刺激訓練就可以達到緩解疼痛提升運動功能的目的。實驗干預后上述5項指標數值均出現良性改善，但仍然與正常值存在一定差異性。其中，僅有“頭部前后傾”、“肩關節旋轉”2項指標的數值實驗干預前后變化存在顯著性差異。結合專家訪談信息可知，“失之毫厘、謬以千里”，腰椎部位屬于人體運動的核心部位，姿勢控制改變程度不宜顯現，而疼痛感覺變化造成的軀干遠端部位姿勢改變相對比較明顯，也屬于情理之中，同時還應考慮測試儀器的系統偏差因素。

3.4.2 實驗干預前后腰椎關節活動度變化分析

研究的結果顯示，實驗干預前受試者的腰部屈曲活動度差異較大。經過10周的肌肉電刺激訓練后，左、右腰椎關節的旋轉活動度都有增加，而且兩側關節之間的活動度差異減少，腰部關節活動度在前屈和后伸方面的改善程度大于旋轉方面的改善程度，在干預前后觀察到差異，而側向旋轉活動度變化不具備差異性。通過觀察發現，受試者均為常見的右手操作鼠標，因此，軀干左側是一個以穩定為主的工作場所，與對側關節的旋轉活動性相比，關節活動性較小。與此專家認為，外側旋轉的運動范圍比屈伸要小，因此造成實驗干預后旋轉活動度提升幅度不具備差異性。

3.4.3 實驗干預前后簡化MPQ疼痛積分差值分析

通過觀察和比較，我們發現肌肉電刺激有鎮痛作用，在實驗干預結束時，與干預前相比，現有的疼痛強度評分(PPI)、感覺PRI評分和受試者PRI評分的總體差異都有顯著的差異，相反，視覺模擬量表(VAS)和PRI情緒評分的變化沒有顯著差異。這表明，在“放松模式”下進行4周的肌肉刺激訓練確實可以減輕相關部位的疼痛。但是，肌肉電刺激“強化模式”訓練干預后久坐人群腰椎關節主觀疼痛的變化存在前期干擾因素影響，干預效果尚待進一步觀察和探討。

4 結論與建議

4.1 結論

(1)通過4周肌肉電刺激“放松模式”訓練，緩解了女性久坐人群軀干前鏈肌肉的持續緊張狀態，使其在伏案工作過程中關節疼痛感覺大幅減輕，腰椎關節功能恢復效果顯著。加之4周肌肉電刺激“強化模式”訓練，針對性發展其下背部肌群的力量與耐力后，女性久坐人群下肢腰椎關節活動度和靜態控制能力均有所提升，有利于其軀干部位運動能力的平衡發展。

(2)女性久坐人群單側操作鼠標特征明顯，長此以往，勢必造成肢體的側向結構失衡。測試數據和觀察結果顯示，相對于前后屈伸工作動作模式，實驗對象的軀干旋轉運動能力有待于進一步提升。

4.2 建議

建立在“交互抑制”原理基礎上的肌肉電刺激訓練，在久坐人群慢性肌肉骨骼損傷康復領域應用比較少，仍然存在樣本量小的問題，干預程序和方法仍然需要標準化，個別指標的具體改善機制仍然不清楚。因此，需要進一步的應用和深入研究。