康復運動對頸肩肌肉活性度的影響

齊道玉，鄒偉民

（福建商學院 體育教學部，福建 福州 350012）

肩關節是運動范圍最大、結構最不穩定的關節。肩關節動作是由上臂肩關節、肩胛肩胸關節、肢端鎖骨關節、胸骨粘膜關節等協調作用引起的，這些關節的不平衡會影響到肩關節整體活動的穩定性[1]。根據解剖學結構，肩關節的基本動作總是伴隨著肩胛骨的移動，所以在肢體穩定時和動作執行時肩胛骨的移動和所處的位置是影響肩關節的活動性非常重要的因素[2]。肩胛骨位于脊骨2 號至7 號之間，向前旋轉約35°及向前傾斜20°，與向后傾斜30～40°的上臂骨形成穩定的位置關系。在這些肩胛骨中，肩關節完整外展時會發生約60°的上側旋轉，從而在上臂骨與峰體互相不碰撞的前提下，進行順利的肢體活動[3]。此外，肩胛骨是由三角肌、肩胛提肌、棱形肌、前鋸肌等組成，起到移動和固定的作用。理想的肩胛骨位置不僅能增加肩關節移動最大范圍,還能為旋轉肌系在上臂肩關節發揮最大力量時提供更多的空間。因此，如果肩胛骨不能正常活動，不能與肩膀協調一致的話，就會失去上臂關節的部分功能，進而增加肩關節運動損傷的可能性。

據調查，超過21%有肩部疼痛的大學生，與不正常生活習慣導致的肩胛骨錯位以及錯誤運動方式有關。特別是對長時間經常使用手機、電腦等電子產品的大學生來說，他們的疼痛表現高達70%，肩部和肩胛骨位置的不對稱是肌萎縮的表現，這直接導致了肩胛骨兩側的骨翼損傷。肩胛骨翼傷的主要原因是由下角的凸起和損傷等引起的，即肩胛骨內緣抬高、下緣向后凸起的癥狀[4]。另外，多項研究報告顯示，不正常的肩胛骨動作與肩胸關節的大肌肉群弱化有關，與絕對肌肉力量不足相比，肩胛骨周邊肌肉不均衡會影響肩胛骨運動，造成囊腫性運動障礙。特別是和過度消耗的上斜方肌（UT），下斜方肌（LT）和前鋸肌（SA）的活性被認為是引起肩胛骨活動異常的主要原因[5]。考慮到這種肩胛骨不對稱引起的頸肩功能異常，肩胛骨肌肉訓練應該被視為是肩部康復運動項目的重要手段，需要能夠調節肌肉和保持均衡性的臨床實驗作為最佳解決方案。另外，作為緩解肩胛骨不對稱癥的康復運動項目，激活弱化的運動肌，使過度活躍的肌肉活性減弱，這將是一種可以有效緩解肩胛骨翼傷的運動療法[6]。前期研究調查了各種康復運動的動作，以確定哪些動作對激活斜方肌和前齒肌最有明顯效果。盡管選擇康復運動治療方案的動作很重要，但是康復動作下的肌肉活性分析的研究卻很少。另外，隨著康復訓練的肌肉活性變化在改善個別肌肉力量的同時，通過針對肩胛骨翼傷的康復運動，降低活躍度高的肌肉活性和增加活躍度低的肌肉活性來改善頸肩肌肉活性不均衡的方法是很有必要的[7]。因此，本研究試圖比較分析肩胛骨翼傷患者與健康人群在康復運動動作時的肌活性，提出對頸肩康復運動有效果的運動方式。

1 研究方法

1.1 研究對象

為分析不同康復動作下的肌活性，以20 名健康大學生和20 名經臨床檢查證實為肩胛骨不對稱的肩胛骨翼傷患者為研究對象。本研究通過問卷調查對被試者進行了篩選，是未經過脊柱和肩部損傷治療和手術的，也沒有參加與上肢相關的運動訓練及比賽經驗。在參加本研究前,對被試者進行了相關體檢。

本次試驗全程公開透明，所有被試對象均提前告知實驗的目的與經過，對研究過程中可能出現的風險及不良反應、受到損害后處理流程和補償、實驗完成后的收益等相關問題全部告知，并簽署知情同意書。為保護被試者隱私本論文出現的相關照片做模糊處理。

表1 物理特征Tab.1 Physical characteristics

1.2 測量變因

1.2.1 肩胛骨的位置檢查

為比較肩骨不對稱程度，對被試者進行了兩種靜態肩胛骨位置檢查、兩種動態肩胛骨位置檢查。靜態肩胛骨位置檢查的第一項是讓被試者在全身放松的狀態下仰臥在床上，垂直測定床與肩峰之間的距離，0.72 cm 以上為肩胛骨翼傷(SSUP)。第二項是采取站立姿勢后，兩側肩關節主動后引，測量肩胛骨的內側緣到第四根脊骨骨刺之間的距離 (SSTP)，距離超過5.08 cm 時認定為肩胛骨翼傷[8]。第三、第四項檢查是動態肩骨姿勢檢查，是由Kibler 設計的一種肩胛骨外側滑動實驗[9]（LSST），是用于評估肩胛骨是否對稱的方法。本研究選用的檢測方法是讓被試者在站姿下保持手臂垂直放松，拇指朝后，雙手放在腰部，測量肩胛骨兩側下角與脊骨刺之間的距離（LSST2）。另外，肩關節外展90°的情況下。保持拇指朝向地面向內旋轉，然后測量身體兩側肩胛骨下角與脊骨刺之間的距離（LSST3）。LSST 檢查的結果以有肩胛骨翼傷的一側與無癥狀的一側的差異計算，差異大于1.5 cm 表示存在肩胛骨翼傷。

圖1 肩胛骨靜態和動態定位的測量Fig.1 Measurement of static and dynamic scapular positioning

1.3 肌電圖檢查及動作分析

為測定上斜方肌、下斜方肌、及前鋸齒肌的肌活性度，各肌肉的電極附著位置及最大肌肉測量方法與表2 相同。實驗步驟首先對被試者的肩胛骨進行靜態和動態定位測量并記錄原始數據，第二步，肌肉的活性度利用無線肌電圖儀測定，所有電極的附著部位根據文獻[10]所述電極的附著位置進行測定。為減少皮膚對表面肌電圖信號的抵抗，清潔肌膚后，包括體間肌肉在內的肩骨周邊肌肉等8 個部位貼上含有少量電解質凝膠的電極。將電極間距為2 cm 的兩極性雙極與肌纖維方向調整一致。第三步，在被試者肌肉上安裝表面電極的狀態下，為實現肌肉活性度的常態化，實施最大自主等長收縮比的測量(MVIC）[11]。被試者站立姿勢時，雙腿張開與肩同寬，在手掌向前保持放松姿勢的狀態下，依次進行預定好的康復動作。在開始實驗之前，為了不讓對象在執行動作時產生多余動作，進行了多次動作練習，在執行動作期間為了保持數據的準確，每個動作做三次。第四步，收集測量數據并進行分析得出結論。

表2 位置和MVIC 測量Tab.2 Position and MVIC measurement

肌活性度在分析了經過RMS 處理5 s 內的測量值后，除去頭和尾1 秒外中間3 s 的平均肌電圖信號量。測量只對主軸臂，進行了組間比較。為了消除動作中產生的雜音，將EMG 的原始數據進行過濾,全波整流，數據平滑后再進行分析。所分析的資料使肌活性標準化，以RMS 值作為基準標準化了最大等尺性收縮測量值。身體表面的附著部位和MVIC 測定方法參考前期研究的指導方法進行測定。

1.4 康復運動動作測定方法

為篩選康復運動項目而測定的動作，在先行研究中提出的肩部骨骼穩定化動作中篩選出以下7 種（康復動作不分先后順序）（圖2）。所有動作都進行了5 s，每個動作反復測量3 次后均值分析。為增加肌肉的活躍度，并測定恢復運動等狀況下的肌肉活性度，利用調頻帶實施。為了了解肌肉活性度的均衡性，分析了上斜方肌與下斜方肌和上斜方肌與前鋸齒肌的比例，根據比例分為4 個等級。60%以下者分為1 級（非常好），60～80%者分為2 級（好），80～100%者分為3 級（中等），100%以上者分為4 級（不好）[12]。

圖2 肩胛骨穩定訓練康復動作Fig.2 Stabilization exercise for scapular

1.5 康復運動動作解析

站立動態擁抱：手肘先彎曲約45°，肩關節內轉45°外展60°，再做出兩手水平碰觸的動作，肩胛骨有明顯向前推的動作。對應的肌肉為上斜方肌，主要功能是抬高肩胛骨。

俯臥肩外展：俯臥于床上，雙臂離開一側床沿，肘部彎曲90°，拇指朝向身體。朝向脊柱并向下擠壓肩胛骨。向上旋轉前臂。抬起前臂時，保持肩胛骨不動。對應的肌肉為下斜方肌，主要功能是肩胛骨下壓。

站立雙臂前舉：基本站姿，兩腳雙立與肩同寬，肩胛骨向后收緊，利用輔助帶雙臂經體前緩緩抬至胸前，雙臂平直，雙臂間距與肩同寬，掌心朝下，雙臂與地面平行，與身體成90°。對應肌肉為斜方肌、前鋸肌，主要功能幫助肩胛骨回縮、下壓。

站立外旋：垂直站立，單側手臂夾緊軀干以肘關節為圓心向上旋轉90°，輔助帶平行置于身前拇指朝上單手持握，以肩關節為圓心小臂為半軸緩慢向軀干外側旋轉，慢慢回位，動作結束。對應肌肉為斜方肌、三角肌。主要功能幫助肩胛骨充分收緊和放松。

跪姿俯臥撐：跪在健身墊上，兩腿交叉，用力繃緊雙腿，胳膊要打直，并且手掌心擺在肩膀下方，胳膊肘開始慢慢彎折，利用輔助帶讓人體降低至胸部貼近地板的部位，在最低處稍停，再推回去到起止的姿態。對應肌肉為背闊肌，主要功能幫助肩胛骨下沉、收緊。

肩胛骨收縮后提拉：身體置于床的一側，雙手在身后撐住床沿使軀干懸空，軀干緩慢下沉，使肩胛骨充分收縮加緊，軀干沿著手臂的方向緩慢上移。對應肌肉為前鋸肌，主要功能牽引拉扯肩胛骨使軀干可以上下移動。

球上俯臥撐：與跪姿俯臥撐類似，身體采取俯臥姿勢膝蓋或腳踝置于健身球上，雙腿繃緊，手臂打直，并且手掌心擺在肩膀下方，胳膊肘開始慢慢彎折，讓人體降低至健身球貼近地板的部位，在最低處稍停，再推回去到起止的姿態。對應肌肉為背闊肌，主要功能幫助肩胛骨下沉、收緊。

1.6 數據處理方法

所有資料處理均以平均和標準偏差表示，為比較分析各動作帶來的肩胛骨翼傷組和對照組的肌活性度，進行了獨立驗證。所有統計處理均采用SPSS 15.0 for Windows 程序α=0.05。

2 討論

2.1 狀態穩定時臨床檢查結果比較

肩胛骨翼傷的情況經常在頸肩功能異常的患者身上出現，這會誘發肩膀肌肉活性異常。為了確認肩胛骨翼傷的程度，靜態測量姿勢應從冠狀面和矢狀面角度觀察，在雙臂舒展地置于軀干兩側的情況下開始。比較肩胛骨翼傷組和對照組的臨床檢查結果與表3 相同。SSUP、SSTP、LSST2、以及LSST3 的群體間存在顯著差異，肩胛骨翼傷組與對照組相比，數值較高（P＜0.05)。

表3 穩定時臨床檢查結果比較Tab.3 Results of clinical test(Mean±SD)

從觀測面測定的SSUP 值來看，肩胛骨翼傷組和對照組的數值相差0.72 cm 以上。對仰臥位和站姿中的冠狀面和矢狀面進行觀察，第一項檢查結果顯示對照組和肩胛骨翼傷組存在顯著差異；對照組為(0.67±0.66) cm，低于前期研究提出的標準[13]，而肩胛骨翼傷組為(1.56±1.17) cm，高于標準。因此可以確定肩胛骨翼傷組的肩胛骨在位置上相當不對稱。SSUP 檢查結果為0.91～0.92，可信度較高，但有研究表明，躺姿的肩骨位置因重力而變化，測量值可能會出現差異，因此站立姿勢中肩胛骨位置的測量也很重要[14]。

在站立姿勢下，對照組的第4 脊椎間距至肩骨內緣的距離應在5.08 cm 以上。但在Nijs 等報告中肩胛骨翼傷的肩膀為6.00 cm 以上。在本研究中，對照組為(4.06±0.50) cm，肩胛骨翼傷組為（5.45±1.57）cm，有顯著差異。與前期研究相比，本研究中對照組第4 脊椎間距至肩胛骨內緣的距離較短的原因是國外與國內被試者身體大小差異所致。國內的研究論文中未收集到相關數據，因此未能進行比較。肩胛骨翼傷組雖然存在被試者身體的差異，但比對照組的標準5.08 cm要寬，因此可以確認這是在肩胛骨的位置上變形后發生的。

肩胛骨動態姿勢測定方法是在45°和90°外轉狀態下，從冠狀面測定肩胛骨下角之間的距離。LSST2、3的檢查結果顯示肩胛骨翼傷組與對照組相比有顯著差異。與普通人群相比，肩胛骨翼傷組的肩胛骨下角之間的距離更加明顯。前期的研究報告中也顯示，有肩膀疼痛癥狀患者的下角比沒有癥狀的下角距離更遠[15]，與本研究的結果一致。前期的研究表明，有癥狀的肩胛骨下角與無癥狀的肩胛骨下角之間的距離在1.5 cm 以上時，肩功能出現異常。肩胛骨翼傷組在LSST2 檢查結果是(1.30±0.48) cm，LSST3 檢查結果是(1.62±0.81) cm，與標準提出的1.5 cm 相近，與對照組有明顯差異，確認需要進行康復運動。

2.2 不同康復運動動作下肌活性的比較

比較肩胛骨翼傷組和對照組在做康復動作時的肌肉活性度的研究結果與表4 相同。

表4 康復運動中的肌肉活動Tab.4 Muscle activity during rehabilitation exercise 單位：s

雖然肩膀的移動有多種肌肉參與，但上斜方肌、下斜方肌和前鋸肌是穩定肩胛骨、調節運動中生成的肌肉力量、調節肩胛骨功能的重要肌肉。前鋸肌和下斜方肌起到調節肩胛骨和肩胛骨下角穩定性的作用。

以站立動態擁抱動作運動時，肌肉活性度與下斜方肌活性度的比率（UT/LT）出現顯著差異，肩胛骨翼傷組的斜方肌活性度要明顯低于對照組（P＜0.05)。以俯臥肩外展動作運動時，肌活性在前鋸齒肌上出現顯著差異，肩胛骨翼傷組與對照組相比，下斜方肌活性顯著降低(P＜0.05)。以站立雙臂前舉動作運動時，肌活性的組間值未見顯著差異；以站立外旋動作運動時，下斜方肌的肌肉活性度出現顯著差異，肩骨翼傷組與對照組相比下斜方肌的活性度顯著降低(P＜0.01)；以跪姿俯臥撐動作運動時，肌肉活性度在前鋸肌上出現了顯著的差異，肩胛骨翼傷組與對照組相比前鋸肌的肌肉活性度要明顯低于正常范圍（P＜0.05)；以肩胛骨收縮后提拉動作運動時，上斜方肌與下斜方肌的肌肉活性度比率（UT/LT）出現顯著差異，肩胛骨翼傷組的下斜方肌活性度較低，上斜方肌活性比例較高(P＜0.01)；以球上俯臥撐動作運動時，肌活性度在UT/SA比率上出現顯著差異，肩胛骨翼傷組與對照組相比比例值過高（P＜0.01）。

在肩關節的活動中，雖然各肌肉群對肩部運動起著重要作用，但上斜方肌、下斜方肌和前鋸肌是穩定、調節肩胛骨功能最重要的肌肉[16]。前鋸肌和下斜方肌起著調節肩胛骨下角穩定性的作用，而上斜方肌一般起著調節肩胛骨穩定和后引的作用。在抬高動作中，前鋸肌的MVIC 被激活了20%～40%，下斜方肌被激活了15%，上斜方肌被激活了15%～26%。肩部的肌活性度在數據中顯示肩部損傷或功能異常時有明顯變化。對于沒有肩胛骨翼傷癥狀的人，上斜方肌的肌活性在向上方旋轉時不會有明顯變化，但下斜方肌在維持著肩部胸部向上方旋轉的同時，在肩胸關節中發揮著穩定肌的作用[17]。相反，如果有肩部疼痛或肩胛骨翼傷等癥狀，就會出現下斜方肌的活性度較低和上斜方肌活性過高的現象[18]。這種肌活性會使得在做上移動作時與旋轉肌腱碰撞的肩胸關節處前傾增加，同時是引起門閂骨過度上移的主要原因。因此，肩胛骨的穩定運動應由以下斜方肌活性高、上斜方肌活性低的動作組成。

在本研究使用的各種動作中，UT/LT 比值低于60%的動作表現為站立動態擁抱、站立外旋和肩胛骨收縮后提拉動作。在前期的研究中，封閉鏈運動俯臥撐動作可以激活前鋸肌，開放鏈俯臥運動、手臂前舉和外旋動作是激活下斜方肌的動作[19]。在開放鏈動作中，動態擁抱和站立外旋動作時，下斜方肌的活性增加，而在俯臥、前屈動作時，上斜方肌的活性更高。

對于這樣的結果，曾有論文顯示，俯臥姿勢可以最大限度地減少外旋動作下斜方肌的活性度，以側臥姿勢運動時也可以排除重力影響。因此即使動作相同，也可以根據姿勢的不同，排除重力影響[20]。另外，在站立時前屈動作中，上斜方肌的活躍度較高，但側臥姿勢上的前屈和臥姿中的俯臥動作UT/LT 比率較低，根據姿勢的不同，肌肉活躍度也呈現出了差異。

前屈是在站姿下進行的，因此不能排除重力的影響，這種結果明顯有別于前期研究。但擁抱和外旋動作顯示了下斜方肌的肌活性與上斜方肌UT/LT 相比的值過低，即使在站立姿勢下也如此。盡管肩外展呈俯臥姿勢，但上斜方肌仍表現出較高的肌活性，出現了一些與前期研究不一致的結果。在對照組中也出現了類似的結果，前期的研究是在沒有阻力的狀態下肌肉活性會隨著康復動作的變化而變化，但本研究是在使用阻力帶的情況下進行了康復運動，肌肉活性會隨阻力的增加而增加。然而，由于有關下斜方肌在康復運動動作時的活性研究并不多，尤其缺乏對肩胛骨翼傷人群的研究，因此要明確解釋這種差異目前存在困難。此外，下斜方肌在肩胛骨向上旋轉時起著重要作用，因此有關下斜方肌在不同動作下的活性變化以及在不同姿勢和阻力下的康復程度，需要通過對比運動的肌肉活性的研究來確認。前鋸肌是穩定肩胛骨下角和中線的主要肌肉，前鋸肌的鍛煉具有預防肩胛骨前傾和骨翼傷的作用[21]。因此，弱化、疲勞和非正常的前鋸肌的運動形態不但使得肩胛骨節律功能失常，而且是導致上臂峰和肩胛胸骨關節不均衡的主要原因。

值得一提的是，上斜方肌與前鋸肌失衡的患者，為補償減弱的前鋸肌受力，會導致上斜方肌的肌活性過高，這可能會使肩部骨骼轉動異常，從而導致骨骼間的碰撞[22]。這就使得選擇UT/SA 肌活性較低的運動成為改善肩部穩定康復運動中非常重要的因素。因此，激活前鋸肌肌活性的運動成為預防和緩解肩胛骨翼傷的康復方案。

俯臥撐動作被認定為導致前鋸肌活性高于MVIC 20%的動作[23]，本研究中俯臥撐動作時前鋸肌的活性在對照組中顯示在20%以上，結果與前期研究一致。此外，動態擁抱和俯臥撐動作時的UT/SA 比值為20%～40%，表明肩部康復動作削弱了上斜方肌的活性，增加了前鋸肌的活性，是一種有效的康復動作。但肩胛骨翼傷組表現為10%左右，活性較低，證實肩胛骨翼傷組的前鋸肌活性與對照組有顯著差異，呈明顯減少的肌動源形態。從而證實了康復運動跪姿俯臥撐動作能增加肩胛骨翼傷人群的前鋸齒肌的活性。球上俯臥撐動作在前鋸齒肌活性對照組大于40%，肩胛骨翼傷組大于30%，是激活前鋸齒肌最有效率的動作。值得一提的是，在活動的時候，俯臥撐會增加肩胛骨的旋轉，因為在伸展手臂的同時，肩胛骨的前緣和后緣會增加肩胛骨的屈曲角。從而使肩胛骨的旋轉增加，與此同時前鋸肌的活性度增加[22]。因此，可以得出跪姿俯臥撐動作在提高前鋸肌肌活性方面要高于俯臥撐動作的。此外，跪姿俯臥撐動作對照組與肩胛骨翼傷組的前鋸肌活性有顯著差異。但球上俯臥撐動作，前鋸肌活性沒有表現出群體間的差異性，這表示對于肩胛骨翼傷組也是一個足以誘發前鋸肌活性增大的動作。

3 結論與建議

通過對康復運動中的動作進行篩選，比較和分析肩胛骨翼傷患者與普通人群在康復動作下的肩部肌肉活性度，作為改善肩胛骨翼傷的康復手段。研究取得了具體以下結果:

肩胛骨翼傷組與對照組的肌肉活性度比較結果顯示，在動態擁抱，站立外旋和肩胛骨收縮后提拉中，兩組的下斜方肌活性度與UT/LT 的比率出現明顯差異。前鋸肌的活性度僅在跪姿俯臥撐動作中，肩胛骨翼傷組和對照組之間出現了顯著性差異。UT/SA 只在球上俯臥撐動作中表現出群體間顯著差異。UT/LT 等級優秀的動作包括站立動態擁抱，站立外旋，肩胛骨收縮后提拉。UT/SA 等級優秀的動作包括站立動態擁抱，跪姿俯臥撐，球上俯臥撐等動作。總的來說，前鋸肌的肌活性在俯臥肩外展，手臂前舉、外旋動作中的表現要高于跪姿俯臥撐和球上俯臥撐動作，這被認為是開放鏈動作和閉合鏈動作之間的差異。前期的研究結果顯示在舉重動作中前鋸肌活性增加[24]，本研究也顯示出相同的結果。因此，在激活前鋸肌的康復運動動作中，閉合鏈動作似乎是最有效的，跪姿俯臥撐動作和球上俯臥撐動作在本研究中表現出較低的上斜方肌肌活性和較高的前鋸肌肌活性。因此，對于前鋸肌和背部斜方肌不均衡的肩胛骨翼傷患者來說，這是最適當的運動。

在前期的研究中，動態擁抱，俯臥撐，肩胛骨收縮后提拉，和球上俯臥撐被認定為可以有效激活前鋸肌的康復動作。此外，站立前屈也是肩部康復運動中經常使用的動作。據報告站立前屈動作會使前鋸肌活性的MVIC 增加40%以上[25]。但在本研究中，站立雙臂前舉動作時前鋸肌的活性與先行研究不同，MVIC 為8%～12%左右；反倒是上斜方肌的活性較高，UT/SA 達到了100%以上，為4 級，與前期研究的差異比較明顯。這些結果與UT/LT 一樣，被認為是受重力的影響所致，因此，本研究增加了輔助帶，測量在有阻力的情況下肌活性變化情況，仍顯示有明顯差異性。后續需要對姿勢變化后肩部手臂前舉動作的肌活性變化做進一步研究。與對照組相比，肩胛骨翼傷組在做康復運動動作時，上斜方肌的活性度較高，下斜方肌的活性度較低，因此需要適當的康復動作來改善。為了改善這種肌活性的不平衡，最適當的動作是站立動態擁抱，在做動作時以提高下斜方肌和前鋸肌的活性為最優，站立外旋,和肩胛骨收縮后提拉動作是最能增加下斜方肌活性的動作。另外，前鋸肌的活性以閉合鏈動作跪姿俯臥撐和球上俯臥撐最為合適。未來可能需要進一步研究更多樣化的肩部康復動作和低康復運動所使用的阻力工具，以便提出適當的康復方案用于治療肩胛骨翼傷人群。