運動療法治療腰椎間盤突出癥的研究進展

孫傳睿 馮天笑,2 王曉陽, 王 旭 袁普衛 魏 戌 朱立國,5

(1 中國中醫科學院望京醫院脊柱二科,北京,100102; 2 北京中醫藥大學研究生院,北京,100029; 3 陜西中醫藥大學第一臨床醫學院,咸陽,712000; 4 中國中醫科學院望京醫院學術發展處,北京,100102; 5 中醫正骨技術北京市重點實驗室,北京,100102)

腰椎間盤突出癥(Lumbar Disc Herniation,LDH)是一種與人口老齡化密切相關的脊柱退行性疾病。由于腰椎間盤發生退行性病變后,纖維環部分或全部破裂,髓核單獨或者連同纖維環、軟骨終板向外突出,刺激或壓迫竇椎神經和神經根從而引起腰腿痛等癥狀[1-2]。LDH的1年發病率為0.1%～0.5%,35歲以上患者中男性占比約為4.8%,女性約為2.5%[3-4]。早在2015年,我國LDH患者人數就已超過2億,占總人口的15.2%,帶來了沉重的經濟負擔和社會負擔,是目前亟須解決的臨床問題。

非手術治療是大多數LDH患者一線治療方式(推薦級別A),療程至少4～6周(推薦級別A),其遠期療效與手術相當且安全性更佳[2]。運動療法作為LDH保守治療方案中重要組成部分,適當、有規律的運動能夠改善整體健康狀態,預防諸多危險因素發生。研究顯示LDH急性發作期(7 d內)采用運動療法可能導致疼痛癥狀加重,而當處于恢復期或慢性期時運動療法會使腰腿疼痛癥狀隨時間的延長而明顯減輕,尤其在康復期內療效更佳[5]。目前研究尚存在的臨床證據缺乏條理、療效機制研究欠缺等問題,現對不同運動類型治療LDH的研究進行綜述,以供臨床醫師和科研人員參考。

1 運動療法治療LDH的臨床研究

1.1 靜態運動(等長運動) 靜態運動指以增加肌肉張力來對抗固定阻力的運動,主要適用于LDH的康復期及慢性期,簡單低頻的靜態運動也可適用于急性發病期。見表1。McKenzie技術是普遍認可的LDH康復方案,其基于“強化腰椎伸展,減輕椎間盤壓力”理論,激發肌肉協調性和運動敏感性,在LDH術后或康復期均具有較好的臨床推廣價值[6-8]。核心穩定性訓練(Core Stability Training,CST)是以訓練軀干深層肌肉運動控制為基礎的運動方式,對慢性腰痛的緩解,日常生活能力的恢復有顯著療效[9-10]。王雪強等[11]、李雯和余祖琳[12]、沈志祥等[13]、王梓林[14]均采用瑞士球對LDH患者進行CST,研究發現利用瑞士球的不穩定平面訓練更有利于患者腰部本體感覺能力的提高,提高腰椎節段的穩定性,并能減輕復發程度和減少復發次數,以其他形式模擬的CST同樣具有較好療效[15]。在LDH青年患者中,表面肌電測試儀提示CST可提高其椎旁肌力量,改善肌張力,增強椎旁肌協調性,恢復腰椎兩側力學平衡,提高脊柱穩定性[16]。研究提示諸多靜態運動形式可在臭氧消融術[17]、顯微內窺鏡椎間盤摘除術[18]、后路經椎板間隙全內鏡術[19]等術后協同康復。此外,在聯合治療中,如各種靜態運動類型聯合手法[20-21]、中藥復方[22]、牽引[23]、腰椎側隱窩灌注[24]、針刺[25-27]、中醫五音療法[28]均取得較好的臨床療效。

表1 不同靜態運動類型治療LDH臨床實踐中的動作要點

參考世界衛生組織的“全球健康體育活動建議”,LDH康復期及慢性期患者在有氧運動之前需要進行肌肉強化活動、功能性平衡和力量訓練等靜態運動,循序漸進增加練習量、強度和復雜性,進行中等強度或更高強度的鍛煉保持每周2 d或以上,以增強功能性能力和防止跌倒(強烈推薦,中等質量證據)[29]。

1.2 有氧運動(等張運動) 有氧運動是較為簡便的運動類型,主要適用于LDH的慢性期和穩定康復期。研究較多的普拉提運動主要鍛煉深層的小肌肉群,強調對核心肌群的控制,加強大腦對肢體及骨骼肌肉組織的神經感應及支配,國內外的2篇系統評價表明通過周期性的普拉提訓練能增加腰椎穩定性、改善腰椎活動功能[30-31],同時其在術后康復中也具有較好應用效果[32-34]。此外,普拉提聯合持續被動運動機[32]、夾脊穴電針[33]、認知行為療法[34]同樣取得較好的臨床療效。游泳作為一種普及率較高的有氧運動,蘇義基和韋志杰[35]發現蛙泳能夠緩解LDH恢復期的功能狀態和臨床癥狀。但是過度劇烈的游泳活動,可能加重腰椎間盤退變,尤其是L5～S1的椎間盤[36],因此LDH患者應盡量避免過久、競技性的游泳運動。瑜伽是起源于印度的一項有氧運動,瑜伽練習能改善慢性下背痛患者的疼痛,減輕腰部活動功能障礙,增加脊柱柔韌性[37-38]。此外,一些學者自擬的骨筋肉運動[39-40]、醫療體操[41-42]、康復運動操[43-44]同樣在臨床中具有較好的應用和療效。

綜上所述,LDH患者進行有氧活動的持續時間可以在訓練的第一周期從5～10 min(或更少)開始,循序漸進進展到20～30 min。鍛煉強度通常與心率成比例,并且隨著健康程度和自信心的提高,可以從中等強度逐層累加。無禁忌證的情況下,每周應保證至少150～300 min的中等強度有氧活動,或等量的中等強度和劇烈強度組合活動,可以獲得更多的健康收益(強烈推薦,中等質量證據)[29]。然而,LDH康復期或是慢性期患者如果不能獨立支撐自己的體質量,則進行有氧運動之前首先應該優先進行力量訓練、平衡訓練等靜態運動。

1.3 中醫傳統運動

中醫傳統運動是一類極具特色的多成分組合運動,也是我國傳統文化的重要組成部分,在LDH的康復期和慢性期尤為適用。常見的運動形式包括太極拳、易筋經、八段錦等,以適度的肢體運動,配合呼吸吐納,能夠加強背部肌群肌力,提升脊柱穩定性,緩解腰部疼痛等癥狀[45]。

1.3.1 太極拳 太極拳是我國開展比較廣泛的運動類型,具有靜、松、緩、柔的運動特點,是一種強度適中的多組分組合運動。陳慧娟[46]開展的Meta分析發現太極拳運動改善LDH患者疼痛程度的均方差標準化(STD Mean Difference,SMD)為-0.79,即其效果量為降低79%的標準差,為控制LDH所致的疼痛提供有效措施。卿光明[47]開展7個月的太極拳干預,治療總有效率為98.7%,宋樺和高立[48]、吳迎春等[49]的研究結果同樣說明太極拳運動對于LDH有確切療效。中醫傳統運動常常與其他療法聯合應用于LDH的康復中,其中聯合中藥熱熏[50]、針灸[51]、手法[52],均能夠有效緩解LDH患者疼痛,改善患者生命質量。針對LDH發病機制與太極拳運動特征,可以建立腰椎生理常態防治保護機制,進一步構建以太極拳運動為示范的傳統功法治療特色長效發展路徑[53]。

1.3.2 易筋經 “易”是變通、改換、脫換之意、“筋”指筋骨、筋膜,易筋經即通過改變筋骨打通全身經絡的內功方法。從運動生理學的角度看,易筋經屬于小強度運動項目,低頻次運動也可適用于LDH急性期。袁文英[54]研究發現易筋經可使急性LDH患者腰腿痛迅速緩解。蔡祥碧[55]采用穩定性生物反饋系統和國際公認量表發現易筋經能夠治療LDH所致下腰痛的機制在于其將鎮痛和穩定性練習二者巧妙結合,契合了既病防變、病后防復方面的“治未病”理念。在聯合治療中,易筋經配合電針[56]、鍛煉飛燕式和定點旋轉復位法[57]均有利于改善LDH患者的功能障礙和疼痛程度,臨床療效明顯,值得推廣應用。

1.3.3 八段錦 八段錦運動是一種較為簡便的運動類型,具有低強度、慢速度的特點。研究顯示八段錦能夠改善LDH患者局部功能受限,緩解腰背酸痛、腰肌勞損等癥狀,增加腰椎穩定性及靈活性,同時還能加速全身血液循環,有利于椎間盤炎癥的消退[58]。在術后康復的應用中,洪海霞等[59]發現八段錦能夠促進老年LDH患者經皮椎間孔鏡術后康復。在聯合療法中,八段錦運動聯合普拉提運動[60]、倒走運動[61]均能夠減輕疼痛癥狀,有效提高日常生活自理能力和運動功能,降低復發率。除了上述提及的優勢外,八段錦還具有簡單易學等特點,易于進一步推廣應用。

2 不同運動類型治療LDH的機制探索

運動療法發揮作用的機制尚未得到完全了解,現從3個層面(筋-骨-肌肉機制、微環境生理生化機制以及腦功能高階機制)開展初步的機制探討。

2.1 筋-骨-肌肉理論 “筋-骨-肌肉”是人體的運動系統的重要構成元素,生理上相互協助,病理上相互影響。LDH的發病機制主要為腰椎間盤變性,在外力及自身重力作用下導致椎間盤突出壓迫和激惹脊髓或神經根,最終出現腰部疼痛、下肢放射痛、麻木和功能障礙等癥狀[62]。不同運動類型具有不同的治療效果,研究顯示有氧運動能夠增加椎間盤的水分、營養和代謝,促進脂肪組織的代謝,防止肌肉萎縮,增強機體免疫力,緩解疼痛[63-64],其中蛙泳時脊柱保持后伸的姿勢,有助于突出髓核的回納及改變突出物與神經根的相對位置[35]。以腰背肌功能訓練為代表的靜態運動可使肌肉產生最大張力和代謝率,這有助于恢復肌肉體積和力量,增強與脊柱相關的肌肉、韌帶的協調性,糾正小關節紊亂,從而改善脊柱的穩定性[65]。呂曉梅等[66]發現倒走運動能使腰部豎脊肌的積分肌電值明顯高于正走。上述證據提示從“筋-骨-肌肉”之間的動態平衡角度切入對于闡釋其中機制具有重要意義,因此,在未來機制探索中綜合利用動態捕捉、生物力學分析、表面肌電等現代科學技術明確不同運動類型的效應,有助于進一步開展針對性的運動處方研究。

2.2 微環境生理生化 運動能夠引起體內明顯的生理生化變化,研究表明運動療法能夠促進血液循環,加快炎性物質以及致痛物質的代謝,從而緩解腰痛[67-68]。LDH腰椎失衡易致腰脊神經損傷造成炎性微環境,呂小龍等[69]、霍鉆宜等[70]發現靜態運動聯合針刺治療后炎癥介質白細胞介素-6、腫瘤壞死因子-α和C反應蛋白水平明顯下降,表明其有效抑制機體的炎癥反應。此外,在疼痛中樞敏化機制研究中,錢晨[71]發現游泳可緩解LDH模型大鼠的痛覺高敏狀態,并且與核因子κB,離子通道受體P2X4、P2X7,Toll樣受體4等疼痛分子相關。這些研究結果共同支持了微環境生理生化理論能夠為闡釋運動療法治療LDH機制的重要性。未來的研究中應圍繞微環境生理生化理論進一步闡釋運動療法“外治內應”的效應機制以及“外周炎性微環境-調控內環境穩態”的關鍵路徑。

2.3 中樞腦功能 隨著生物醫學-心理-社會醫學模式的逐漸轉變,運動心理學作為新興的交叉學科具有較好的發展潛力,其強調在提高疾病治愈率的同時,更關注生命質量。研究顯示LDH導致的疼痛能夠引起廣泛的腦功能區低頻振幅異常,涉及疼痛感覺、運動、情緒及記憶、認知等多個維度[72]。運動有益于大腦的結構和功能變化,有氧運動可以在不同年齡階段通過不同的機制影響大腦和認知能力[73]。在運動療法治療LDH的實踐中,普拉提運動與認知行為療法能夠改善LDH術患者恐動癥水平,提高康復依從性[34],八段錦運動后腦結構和功能也有相應變化,表現在海馬灰質體積、雙側前扣帶回灰質體積增加,海馬和右角回之間的靜息狀態功能連接也增加[74]。諸如此類的證據提示該方向具有明確挖掘價值,因此在未來對疾病心理認知高階機制的探索中,借助于不斷革新的腦電圖(Electroencephalogram,EEG)、事件相關腦電位(Event-related Potential,ERP)、功能磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)、腦磁圖(Magnetoencephalography,MEG)等技術,進一步揭示以LDH為代表的骨與關節退行性疾病在疾病發生發展和治療過程中的高階腦功能理論,在交叉學科的研究中作出一定的貢獻。

3 小結與討論

對于脊柱相關疾病的治療,運動療法在國內外受到大力提倡。至于干預頻次及干預時間,建議進行多組分運動訓練,包括平衡訓練、肌肉強化等靜態運動(每周至少2 d)和中度強度的有氧活動(每周進行3次或更多次,持續30～45 min/次)[75]。急性腰痛推薦癥狀持續3周時開始運動干預,對亞急性或慢性腰痛患者,若無危險信號應盡早開始運動干預[76]。

在未來對LDH的疾病管理中,應格外重視對運動療法潛力的挖掘。既往運動療法的研究多停留于以癥狀體征改善或少數實驗室指標作為療效統計標準,隨著高通量組學、影像技術等生物信息學和平行分析技術的發展,使得對運動療法的作用機制探索將成為可能。總之,未來發展中運動療法需要結合高質量循證醫學證據和真實世界證據,針對于不同疾病、疾病的不同分期,制定更為精準的綜合治療方案,實施個體化原則,實現臨床患者利益最大化。

利益沖突聲明:本文無利益沖突。