人體保持不同頸腰椎角度對頸腰部肌肉疲勞的影響

摘要：隨著科技的發(fā)展，人們對電子設備的依賴性越來越大，引發(fā)的疾病也越來越多，尤其在頸部和腰部。而針對長時間保持某一頸腰椎角度是怎樣影響人們的頸腰部肌肉疲勞程度這個問題，引起了學者們的廣泛探討。因此本文從頸腰部肌肉的解剖結構和頸腰椎出現(xiàn)的問題入手，運用文獻綜述法對近年來研究進行分析，以期為人們緩解頸腰椎相關疾病提供新的思路。結果表明：目前還未有具體有效的方法來調整頸腰椎角度減少疲勞，建議以后在基于頸腰椎角度的基礎上加強對頸腰椎發(fā)病機制的研究，從而指導人們正確的坐站姿。

關鍵詞：頸腰椎；肌肉；角度；疲勞；影響

Effects of maintaining different cervical and lumbar spine angles in the human body on muscle fatigue in the cervical and lumbar regions

LIN Chenli" LU Aming*

School of Physical Education， Soochow University Suzhou， Jiangsu 215021

Abstract： With the development of technology， people are becoming more and more dependent on electronic devices， causing more and more diseases， especially in the neck and lumbar region. The question of how maintaining a certain cervical and lumbar spine angle for a long period of time affects the degree of muscle fatigue in the cervical and lumbar regions has been widely discussed by scholars. This paper therefore analyses recent research using the literature review method， starting with the anatomy of the cervical and lumbar muscles and the problems that occur in the cervical and lumbar spine， in order to provide new ideas for the relief of cervical and lumbar spine related disorders. The results show that there is no specific effective method to adjust the cervical and lumbar spine angle to reduce fatigue. It is recommended that future research on the pathogenesis of the cervical and lumbar spine be strengthened based on the cervical and lumbar spine angle， so as to guide people in the correct sitting and standing posture.

Keywords： cervical and lumbar spine; muscle; angle; fatigue; impact

0 引言

據統(tǒng)計，全國有將近10%的人患有頸腰椎疾病，50歲以上的老年人頸腰部疾病的發(fā)病率甚至超過20%，以女性較為突出，且年輕患者也在逐年增多。頸腰椎疾病的出現(xiàn)，根本原因是由于頸部和腰部的肌肉長時間處于緊張和疲勞狀態(tài)，沒有及時做到適當的放松和緩解引發(fā)了相應的問題。尤其在當今的信息化時代，更加劇了頸腰部疾病的發(fā)生。因此，針對這一威脅健康的一大“殺手”，提高人們自身的防范意識極為重要。本文主要通過對不同動作和角度下頸（腰）部肌肉疲勞程度進行分析，探索頸腰椎發(fā)病的機制，有助于指導人們學會如何保持良好的姿勢，以減少頸腰椎疾病的發(fā)生。

1 頸腰部肌肉

1.1頸腰部肌肉的種類及解剖特點

頸部肌肉的結構復雜，一般來說在解剖上，我們習慣于將頸項部肌肉分為前后兩部分。斜方肌上緣的前部就是我們通常所說的頸部，而在斜方肌上緣的后部稱為項部，兩者合稱為頸項部。肌肉在頸部的分布非常廣泛，從淺到深依次為頸淺肌、頸外側肌、頸前肌以及頸深肌。頸部肌肉，包括頸闊肌和胸鎖乳突肌，負責支撐頭部和面部的運動; 頸前肌由舌骨上下部組成，負責支撐和控制舌骨的運動; 頸深肌由內側肌群（椎前肌）和外側肌群（前斜角肌、中斜角肌、后斜角?。┙M成，它們對頸椎的正常生理彎曲起著至關重要的作用。各部分肌肉各司其職，共同維持著頸部及全身姿勢的穩(wěn)定和正常的生理功能。

腰部肌群是人體中最重要的肌群之一，有保護脊柱的功能。腰部是人體健康的支柱，因此，如果腰部受傷，將會面臨極大的挑戰(zhàn)，很難在短期內康復。腰肌主要由腰方肌、腰大肌、腰小肌、髂肌、豎脊肌等組成。腰部后方的淺層肌肉為豎脊肌，包括腰髂肋肌、棘肌、最長肌，與前方的腹直肌相對。深層的橫突棘肌位于腰后方，包括多裂肌、回旋肌、半棘肌，與前方的腰大肌相對，共同維持脊柱的穩(wěn)定。腰部兩側也有深淺兩層肌肉，淺層的為腹內斜肌和腹外斜肌，深層的為腰方肌。脊椎的穩(wěn)定性取決于它的前后兩側的肌肉的緊密結合。如脊柱位置發(fā)生變化，則人體會出現(xiàn)相應的疼痛。以上這些肌肉有維持腰椎穩(wěn)定、保護腰部的作用，任何一塊肌肉出現(xiàn)問題都會引發(fā)腰椎的疾病。一旦再出現(xiàn)不良的姿勢，則還會造成腰肌勞損等等。

1.2 頸腰部肌肉疲勞的原因

在當今這個快節(jié)奏的社會，很多人都養(yǎng)成了不良的生活習慣，再加上上班族長期的伏案工作，學生們長期的伏案作業(yè)……這些都使頸腰部的肌肉始終處于低負荷的收縮狀態(tài)，引起斜方肌、豎脊肌的缺血缺氧。Daneshmandi等人[1]針對101名上班族做了肌肉骨骼問題對疲勞和生產力影響的調查，結果表明在過去一周內肌肉骨骼患病率最高的分別為頸部、下背部和肩部，而頸部和下背部的疲勞和疼痛程度也更高。這與疲勞的程度和疲勞的時間等密切相關。此外，Choobineh等人[2]的研究結果顯示，在過去12個月中，伊朗上班族頸部肌肉骨骼癥狀的患病率為56.6%，手腕/手部為46.7%，腰部為44.6%。這些研究都證明了頸腰部問題已經成為了威脅人們健康的一大重要問題。

頭部前傾是頸椎屈曲的表現(xiàn)之一[3]，其特征為下頸屈和上頸伸。當人的頭頸部保持這種姿勢并向腹側移動時，就會發(fā)生異常的頸部彎曲及伸展。上頸椎的過度伸展會導致寰枕關節(jié)及寰樞關節(jié)的空間縮小，從而使頸部后方的壓力增加。而這種壓力又會使枕下肌縮短，壓迫小關節(jié)，后韌帶變得松弛，出現(xiàn)功能障礙。并且有研究表明[4]，長期伏案、保持一個姿勢工作或學習，都會使肌小結在這期間不斷收縮，出現(xiàn)循環(huán)往復的小范圍離心運動，長此以往會使肌肉產生疲勞甚至慢性損傷。

有人通過實驗發(fā)現(xiàn)[5]，腰部肌肉持續(xù)保持疲勞狀態(tài)與肌肉控制障礙、預激活延遲有關，且會引起腰背部脊柱的穩(wěn)定性下降，甚至造成椎間小關節(jié)紊亂、炎癥的發(fā)生、局部肌肉韌帶損傷等等，導致肌肉疼痛，進一步抑制肌肉的控制和運動能力。但關于頸腰椎肌肉疲勞更深層次的原因，還有待進一步的研究和探討。

1.3 頸腰部肌肉疲勞的后果及表現(xiàn)

互聯(lián)網時代，人們長期地久坐久站，導致活動量逐漸減少。身體長期保持一個姿勢，造成人體的部分肌肉組織，尤其是頸部、腰部后方的肌肉群，長時間處于緊張狀態(tài)，從而出現(xiàn)損傷。如果坐姿、站姿再不正確，那么將會造成肌肉的過度緊張，進一步加重肌肉的損傷。若這些頸腰部的肌肉的緊張狀態(tài)一直持續(xù)，無法放松和修復，那么久而久之就會出現(xiàn)“肌肉勞損”。

此外，肌肉的缺氧、缺血損傷會造成骨骼、肌肉疼痛，而肌肉疼痛又會對感受器刺激造成一定的傷害，導致肌肉的緊張甚至痙攣，使缺血缺氧加重，肌肉的張力持續(xù)增加，嚴重的甚至會影響肌肉、骨骼的功能。頸部肌肉的纖維化通常會引起疼痛、麻木等癥狀[6]。還有研究發(fā)現(xiàn)[7]，腰背部肌肉疲勞時，具有感受軀體位置功能的本體感覺會表現(xiàn)出相應的功能受損，從而影響姿勢的控制能力。因此針對頸腰部肌肉的這些問題我們必須采取一定的措施進行干預，否則會對人體帶來不可逆的傷害。

2 頸腰椎

2.1 頸腰椎的組成及解剖特點

頸椎在解剖上分為七節(jié)椎體，根據其功能大致可分為上下兩部分。由于C1（寰椎）、C2（樞椎）解剖形態(tài)和運動功能相對獨特（寰椎無椎體、棘突和關節(jié)突，主要由前弓、后弓、橫突和兩側塊組成；樞椎椎體向上有一突起的“齒突”。），且寰椎和樞椎間無椎間盤相連，故稱上頸椎；而C3～C7有相似的解剖結構和功能，都是由椎體、椎弓、關節(jié)突和數個突起組成的，故稱下頸椎[8]。雖然頸椎在所有脊柱椎骨中體積最小，但它的靈活性、活動頻率和負重能力都很高。

腰椎的正常解剖結構為從上到下依次有五節(jié)椎體，且都較頸椎和胸椎大而厚。主要由椎體和椎間盤組成，椎體前側為椎板，后側為棘突，中間為椎弓根，上下有關節(jié)突，兩側有橫突。其中有椎間盤相連，位于上下椎體之間，組成結構以為髓核和纖維環(huán)為主。此外，椎體后側的棘上韌帶、棘間韌帶、前縱韌帶、后縱韌帶、黃韌帶等對于維持腰椎的穩(wěn)定性起著重要的作用。

2.2頸腰椎曲度的測量標準

目前，用于測量頸腰椎曲度的方法有很多[9]，如Borden 法、Ishihara法、Cobb角法、Jackson應力曲線法、Harrison法等。王濤[10]等人認為，Borden法相比于其他測量方法來說，除可信度高外，還具有可重復性好的特點。猜測可能是Borden法簡便易行，大大減少了人工操作時重復的劃線誤差。具體操作方法為：作一直線A起自樞椎齒狀突后上緣終止于C7椎體后下緣，作一B線為弧線沿著頸椎各椎體后緣， C線即為在A、B線間最寬處的垂直橫交線，此為頸椎生理曲度深度。

Cobb角、骶骨傾斜角[11]、腰椎曲線指數[12]等是臨床上常用來衡量腰椎曲度的參數。Cobb角法[11]：經L1上終板與S1上終板延長線作垂直線的夾角。骶骨傾斜角法：Ferguson法是一種用來測量骶骨傾斜角的方法，它通過S1的上部與水平面的交點來確定。腰椎曲線指數[13]：Seze測量法，自胸12椎體的后下緣至骶1的后上緣作連線，沿各腰椎后緣作弧狀線，二者形成弓形，弓頂至上述連線的垂直距離。

目前，對于頸腰椎曲度的測量還并未有統(tǒng)一規(guī)定的標準，臨床上我們一般根據各自的需求來選擇特定的測量方法。

2.3 頸腰椎曲改變引起的疾病

若頸腰椎肌肉疲勞甚至勞損，則會引起頸腰椎生理曲度的改變。頸椎生理曲度改變，容易導致頸椎曲度變直，造成椎動脈供血不足，伴隨著頭暈、惡心、胸悶、記憶力減退等反應。正常情況下，腰椎的生理曲度是前凸[14]。如果腰椎的生理曲度變直或出現(xiàn)過大的情況，對椎間盤來說都是不利的。在行走時，腰椎起到類似彈簧的作用，幫助我們減輕震動、分散壓力。若腰椎曲度變直，則腰椎會直接受到運動的震動和沖擊，很容易使椎間盤造成磨損，也會使人體在直立活動時身體失去平衡而摔倒。腰椎曲度過大則可能引起椎間盤突出、椎管狹窄等情況，畸形明顯時可影響呼吸。因此，對于頸腰椎生理曲度的改變不容忽視。

3 保持不同頸腰椎角度對肌肉疲勞的影響

3.1 保持不同頸椎角度對頸部肌肉疲勞的影響

關于頸部肌肉疲勞，學者們做了大量的研究。評價肌肉疲勞程度的指標[15]，常用的包括積分肌電（IEMG）、平均功率頻率（MPF）、中位頻率（MF）。

王艷國[16]等人為了研究推拿是否能夠減少頸椎病患者的頸肌疲勞問題，通過實驗就發(fā)現(xiàn)了隨著頭部前屈角度的增大，左側與右側的胸鎖乳突肌MF監(jiān)測值不斷升高，且左側較右側MF值變化得更為顯著；做后伸運動時，左側與右側的頸椎旁肌也是如此。這說明了右側的胸鎖乳突肌和頸椎旁肌較左側的肌肉更易疲勞。徐明偉[17]等人通過采集表面肌電，發(fā)現(xiàn)長時間低頭會對頸椎造成一定的損害。實驗表明，低頭保持3h且低頭角度為40°～60°時，頸部夾肌、胸鎖乳突肌和肩部斜方肌在20min左右疲勞效應達到最大值，因此長時間低頭保持一個角度最好不要超過20min。王琳[18]等人認為，狀態(tài)指標Q值反映頸肌疲勞的效果最好。從而在實驗中測試了低頭2h后的頸6、頸7旁的頸部上斜方肌疲勞的數值，發(fā)現(xiàn)隨著屈頸角度和時間的增加，肌肉的張力增大，疲勞程度加重，且頸6周圍肌肉較頸7周圍肌肉更易疲勞。

Abdelkader等[19]選取了45名男性和女性來探討頸屈肌疲勞對頸部本體感覺和姿勢穩(wěn)定性的影響問題，結果顯示患有頸椎肌肉疲勞的患者很容易導致頸部本體感覺功能的下降和姿勢的不穩(wěn)定。因此建議一旦頸部肌肉疲勞，需要充分休息和頸部肌肉按摩才能有效預防頸椎超負荷的疲勞甚至頸椎病的發(fā)生。

3.2 腰椎角度變化對腰部肌肉疲勞的影響

長期不良的姿勢是導致腰背部肌肉緊張和疲勞的重要原因之一，會引發(fā)諸多問題，而駕駛人員便是這類問題所發(fā)生的主要群體之一。何麗華[20]等人為了觀察模擬駕駛前后駕駛員腰部的疲勞情況，借助表面肌電圖，以右側腰脊旁肌作為檢測肌群，使受試者保持腰部直立駕駛兩小時。發(fā)現(xiàn)MF、MPF均呈現(xiàn)下降的趨勢，且明視持久度、背肌力也顯著下降，說明駕駛員的體力疲勞和精神疲勞都隨著時間而增加。因此駕駛員在駕駛過程中注意保護和實施有針對性的防護措施非常重要。此外，腰肌疲勞會引起腰椎曲率的變化，損害姿勢平衡的神經肌肉控制，降低腰椎前凸和骶骨傾斜度[21]。舉重時，隨著腰椎角度不斷增加，腰骨盆協(xié)調模式會不斷變化，脊柱的負荷也會升高，從而加重了腰椎的伸肌疲勞，背部受傷的風險也會更高。所以對于舉重運動員來說[22]，要注意腰椎和腰部肌肉的保護，以降低腰痛的風險。有研究證明[23]，振動條件下腰肌疲勞率下降速度比無振動條件下下降更快，因此適當的腰部支撐對于緩解振動條件下的腰肌疲勞是必要且有利的。這也有助于我們根據人體腰肌在坐姿全身振動下的疲勞特征來設計車輛座椅，從而為車輛乘員提高乘坐舒適性和腰部振動保護提供參考。

4 結語

關于頸腰椎疲勞的研究，目前已經有了大量的結論。每個人的頸腰椎生理曲度不同，低頭或彎腰時肌肉的疲勞程度也不同。學生、上班族、老年婦女[24]等相當一部分群體，都由于頸部和腰部長期的負荷而使肌肉疲勞，韌帶處于松弛狀態(tài)，久而久之脊柱生理曲度變直，引發(fā)了一系列的頸腰椎問題。但就現(xiàn)有的研究來說，具體某個角度下頸腰椎所表現(xiàn)出來的疲勞程度還沒有明確的闡釋，頸腰椎問題也成了困擾當今社會的一大重要問題。因此在今后的研究中，我們可以深入對頸腰椎發(fā)病機制和治療對策的研究，這也對保障人們的健康具有現(xiàn)實意義。

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基金項目：江蘇省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（202110285130Y）

作者簡介：林晨麗（2001～），女，在讀本科生，研究方向為運動康復。

通訊作者：陸阿明（1965～），男，博士，教授，研究方向為運動生物力學，Email：luaming@suda.edu.cn。