女性慢性颈痛患者颈深肌肉形态特征及其与颈肩部姿势相关性研究

张恩铭 王安利 李新建 王颖 吕媛媛

1北京体育大学（北京100084）

2北京按摩医院（北京100035）

女性慢性颈痛患者颈深肌肉形态特征及其与颈肩部姿势相关性研究

张恩铭1王安利1李新建1王颖2吕媛媛1

1北京体育大学（北京100084）

2北京按摩医院（北京100035）

目的：观察女性慢性颈痛人群颈椎周围深部肌群的形态特征及其与颈肩部姿势的相关性，为临床开展更有针对性的运动疗法提供依据。方法：按纳入标准共筛选了61名女性受试者，其中38名慢性颈痛患者为颈痛组，无颈痛受试者23名为对照组。采用高频超声成像技术采集卧位两侧头半棘肌和颈深屈肌横截面的前后径和横径作为形态学指标，测量头前伸角度和圆肩角度为颈肩部姿势指标，比较两组间和组内差异，并分别对两组形态学指标和姿势指标进行相关分析。结果：1）头半棘肌组内两侧比前后径和横径之间差异均不显著（P＞0.05）；组间比较颈痛组左侧横径较对照组大（P＜0.05）。颈深屈肌组内两侧比，颈痛组横径之间差异非常显著（P＜0.01），对照组前后径之间差异显著（P＜0.05）；组间比较颈痛组左侧前后径和横径分别小于对照组（P＜0.05，P＜0.01）。2）颈痛组头前伸角度和圆肩角度两项指标均大于对照组，且差异均非常显著（P＜0.01，P＜0.01）。3）颈痛组中头前伸角度和圆肩角度之间呈正相关（r=0.434，P＜0.05）；右侧头半棘肌前后径与头前伸角度呈正相关（r=0.401，P＜0.05），左侧颈深屈肌前后径和横径与头前伸角度呈负相关（r=－0.411，P＜0.05；r=－0.456，P＜0.05）。左侧颈深屈肌的前后径与圆肩角度具有非常显著的负相关性（r=－0.497，P＜0.01）。在对照组的相关性分析中，未出现显著相关性。结论：在肌肉形态方面，颈痛组颈深屈肌形态小于对照组，且左右侧差异大；而头半棘肌在形态上大于对照组。在颈肩部姿势方面，颈痛组头前伸和圆肩姿势较对照组更突出。此外，颈深屈肌与颈肩部姿势有较强相关性。在慢性颈痛患者的运动疗法中，应进一步强化颈深屈肌练习。

慢性颈痛；高频超声；颈深部肌肉；姿势；相关性

慢性颈痛是临床常见的肌肉骨骼损伤之一。近年来，调查发现随着“低头族”人群的增多，颈痛的发生率呈现上升趋势[1]。在慢性颈痛的众多影响因素里，与颈部稳定性密切相关的颈部肌群功能尤为重要。在颈痛患者的预防和康复治疗中，针对颈部肌肉功能的运动疗法在临床中已普遍采用[2]。颈部肌群组成复杂，浅层较大肌群和深层小肌群参与构成了人体颈部动态稳定系统，在颈部的运动和姿势保持中起着重要的作用[3]。其中，颈深肌群的作用日益受到重视，针对颈深肌群的评估和训练方法的研究也逐步展开。但是，由于颈深部肌群受位置较深、体积较小等限制，要获得直观可靠的评估结果一直较为困难。

随着超声成像技术（ultrasound imaging，USI）的不断发展，高频超声在肌肉骨骼系统中的应用增多，通过肌肉的超声影像来评估肌肉形态和功能成为可能[4]。本研究利用高频超声成像技术对矢状面上连接颅颈的颈部深层肌肉进行评估，观察慢性颈痛女性患者颈深屈肌和头半棘肌这两组有较强代表性的颈椎周围深部肌群的形态特征，并结合颈肩部静态姿势情况，探讨颈深部肌肉形态与颈肩部姿势的相关性，为临床开展更有针对性的运动疗法提供依据。

1 研究对象和方法

1.1受试者

本研究以女性群体作为观察对象，选取受试者共61名，其中颈痛患者主要来源于2015年1月和2016 年3月间北京按摩医院康复科门诊，通过大量病例严格筛选最后确定患有慢性颈部疼痛的38名患者入选颈痛组；招募同期无颈痛人员23名作为对照组，均签署知情同意书。基本情况见表1。颈痛组纳入标准[2]：①颈痛反复发作，病程达3个月以上；②无脊柱手术及外伤病史。排除标准：排除有风湿、类风湿、痛风、强直性脊柱炎等病史患者，排除患有肿瘤、骨质疏松、骨折、颈椎间盘突出伴有神经受压、颈椎滑脱等患者。

表1 受试者基本情况

1.2测试方法及指标

1.2.1肌肉形态指标测量

肌肉形态指标测量主要针对颈椎前部的颈深屈肌（deep cervical flexors，DCF） 和后部的头半棘肌（semispinalis capitis，SEC）前后径 （anterior posterior dimension，APD）和横径（lateral dimension，LD）。肌肉形态学指标采用美国产GE-LP5彩色超声诊断仪进行检测，使用频率7～12 MHz高频线阵探头。测量单位为cm，精确值为0.01 cm。

受试者充分暴露出颈部靶肌肉部位，取俯卧位及仰卧位，借用枕头等物品，尽量使枕部与项部处于同一水平面，肌肉处于放松状态；将涂有耦合剂的高频超声探头放于项部皮肤，先左后右，采用垂直于颈椎方向横切方式实时扫查，并记录测试图像和数据。DCF的测量采用仰卧位，探头以甲状软骨最高处下2 cm旁开2 cm为中心进行测量，肌肉超声影像截图如图1；SEC的测量采用俯卧位，探头以第4颈椎棘突旁开2 cm为中心进行测量，肌肉超声影像截图如图2。在测量过程中，还需要仔细观察正常肌肉形态、纹理，肌肉与肌腱连接处，肌肉边界、内部回声及其与周边肌肉及骨骼的关系等，以确保测量可靠性。首次测量后，受试者休息半小时再以同样姿势完成第2次测量，两组数据进行可靠性验证。

图1 DCF横断面超声影像图

图2 SEC横断面超声影像图

1.2.2静态颈肩部姿势指标测量

静态姿势评估利用姿势筛查系统测量头前伸角度（forward head angle，FHA）和圆肩角度（forward shoulder angle，FSA），测量方法[5]为：受试者身体放松且侧身站立于姿势评估挂图前，眼睛平视前方，暴露颈部和肩部皮肤，用白色贴布贴于受试者第7颈椎（C7）棘突及肩峰最高点，取放松直立位拍照。以第7颈椎棘突为参照点，向下垂直于地面画直线，并分别将该点与耳屏和肩峰以直线相连，耳屏到C7的连线与C7垂线的夹角为FHA；肩峰到C7连线与C7垂线的角度定义为FSA，示意图如图3。

图3 FSA和FHA示意图

1.3数据处理

肌肉的超声影像形态指标和静态姿势测试结果均以平均数±标准差表示。其中，对左右侧DCF和SEC两次测得的前后径及横径数据进行组内信度检验，相关系数（interclass correlation coefficient，ICC）均＞0.90，测试信度较好。取两次数值的平均值作为最终测量值进行数据分析。计数资料采用卡方检验；连续变量组间用独立样本t检验进行组间比较，组内左右两侧用配对t检验进行比较；颈痛组颈肩部姿势与肌肉形态学指标的相关性分析采用Pearson相关分析。显著性水平取P＜0.05，非常显著性水平取P＜0.01。所有数据均使用SPSS19.0软件进行分析。

2 结果

2.1颈部肌肉超声影像形态学指标

分别测量头半棘肌和颈深屈肌的前后径和横径进行组间和组内左右比较，结果如表1。头半棘肌组内两侧比横径和前后径之间差异均不显著（P＞0.05），组间比较颈痛组左侧横径较对照组大（P＜0.05）；颈深屈肌组内两侧比，颈痛组横径之间差异非常显著（P＜0.01），对照组前后径之间差异显著（P＜0.05）；组间比较颈痛组左侧前后径和横径分别小于对照组 （P＜0.05，P＜0.01）。而从整体数值来看，颈痛组头半棘肌的各项指标均数均大于对照组，颈深屈肌的各项指标均数均小于对照组。

表1 颈部肌肉超声影像形态学指标测试结果（单位：cm）

2.2不同组颈肩部静态姿势相关指标

对两组的头前伸角度和圆肩角度进行测量，结果如表2。颈痛组头前伸角度和圆肩角度两项指标均大于对照组，且差异均非常显著（P＜0.01）。

表2 两组受试者FHA和FSA测试结果（单位：度）

2.3不同组受试者静态姿势指标与肌肉形态学指标的Pearson相关分析结果

分别对两组受试者头前伸角度和圆肩角度与头半棘肌和颈深屈肌前后径和横径的相关性进行分析，结果如表3。在颈痛组中，头前伸角度和圆肩角度呈正相关（r=0.434）；右侧头半棘肌前后径与头前伸角度呈正相关（r=0.401），左侧颈深屈肌前后径和横径与头前伸角度呈负相关（r=－0.411，r=－0.456），以上结果具有显著相关性；左侧颈深屈肌的前后径与圆肩角度具有非常显著的负相关 （r=－0.497）。在对照组的相关性分析中，未出现显著相关性。

表3 不同组受试者静态姿势指标与肌肉形态学指标的Pearson相关分析

3 讨论

慢性颈痛在人们日常生活中发病率较高，其发病机制中颈部肌肉功能紊乱是常见的原因之一[2]。颈部肌肉作为颈椎动态平衡的组成部分，在头颈部的屈曲、后伸、旋转、侧偏、前伸、后缩运动和稳定保持中起着重要作用。在颈椎的运动或姿势的保持中，颈部周围深浅层肌群协调作用共同维持着颈椎的曲度和稳定[3]。对颈部肌肉的研究，以往由于受研究手段的限制，更多集中关注浅层的肌群的肌电表现[6]，近年来更多的研究开始关注颈深部肌群。研究人员对颈椎病患者和正常人的颈浅部肌群和深部肌肉组织进行核磁检查，发现颈椎病患者肌纤维出现萎缩，研究人员认为肌肉的功能的弱化又会反过来影响颈椎的稳定性，形成恶性循环[7]。

为加深对颈深部肌肉的认识，探索更便捷可靠的颈深部肌肉形态和功能评估方法，本研究利用高频超声成像技术（USI）对在颈部具有代表性的深部屈伸肌群进行了观察，其中伸肌选取头半棘肌，屈肌选取由头长肌和颈长肌的肌群组成的颈深屈肌作为观察对象。头半棘肌在颈椎后部两侧，连接枕骨和颈椎，使头颈后伸并增强相应阶段的稳定性。头长肌和颈长肌肌束较细小，位于颈椎前部两侧。头长肌收缩产生颅颈屈曲运动，在屈曲上颈段的同时维持上颈段的垂直稳定性；颈长肌分上斜部、下斜部和垂直部，垂直部收缩使颈椎产生屈曲运动，而其他两部分与斜角肌协同为颈部提供垂直稳定性[3]。从肌肉的功能来看，对上述两组肌肉的形态进行评估能够在一定程度上反映颈深部肌群的状况。

在测试的可靠性方面，国内外研究人员进行了一些研究，均取得了较好的效果[8-10]。其中，在颈部肌肉的研究中，Soltani等[11]用USI测量头夹肌的形态学指标，证明了该方法有较好的信度，可以作为评价该肌肉形态的重要方法。Javanshir等[12]对颈深屈肌中的颈长肌进行了测量，研究认为USI是测量颈长肌的形态学指标的可靠工具。Hiroshi等[13]还特别针对颈深屈肌的特殊结构，在健康人群中采集肌肉横截面斜径数据进行了可靠性研究。Lin等[14]利用超声对普通人头后直肌、头上斜肌、头半棘肌等颈后部肌肉厚度进行测量。这些研究为USI在常见急慢性肌肉骨骼损伤研究中的应用提供了支撑。在本研究中，为保证测试结果的可靠性，选取常用的肌肉形态学指标即肌肉的前后径和横径作为观察指标，并通过两次测试数据进行可靠性分析，结果显示测试结果具有较好的可信度。

在针对慢性颈痛人群的超声研究中，研究人员从不同的角度对颈部肌肉进行了研究。Fernández等[15]在颈椎多个平面对颈部多裂肌形态进行了比较，发现女性慢性颈痛人群在第3颈椎平面的多裂肌围度小于正常人。Javanshir等[16]在颅颈屈曲试验的研究中，通过对慢性颈痛人群和正常人群的胸锁乳突肌与颈深屈肌厚度变化进行比较，认为慢性颈痛人群胸锁乳突肌的激活程度高于正常组，该肌肉在形成颈部前伸的异常姿势中起到重要作用，提示强化颈深屈肌的功能是保持正常颈椎曲度及颈部姿势的重要方法。针对该问题，也有研究认为在颅颈屈曲试验中，胸锁乳突肌与颈深屈肌在不同阶段的肌肉募集有显著变化，但是两块肌肉之间没有显著差异[17]。本研究对两组受试者颈深部伸肌和屈肌进行观察，结果发现两组受试者组间比较颈痛组左侧头半棘肌肌肉形态要大于对照组，而左侧颈深屈肌肌肉形态要小于对照组。从整体测量结果来看，颈痛组头半棘肌的各项指标均数均大于对照组，颈深屈肌的各项指标均数均小于对照组。这一结果可能提示在慢性颈痛患者中，颈深伸肌存在被过度使用而呈现相对肥大，而颈深屈肌存在不易激活而被弱化的情况。此外，本研究还比较了受试者左右两侧肌肉形态上的差异，结果显示两组受试者颈深屈肌左右两侧对比均有差异，且颈痛组差异更加明显，而两组受试者两侧头半棘肌肌肉形态对比均没有差异，形态学指标上的差异提示颈痛患者颈深肌群肌力可能存在不平衡。

在颈肩部姿势的评估中，本研究采用FHA和FSA作为姿势评估的指标，结果显示慢性颈痛患者两个角度测量值均大于正常人，提示在头前伸和圆肩姿态上要较正常人更突出，这与Charles等[18]的研究结论一致。在身体异常姿势的研究中，Janda提出了上交叉综合征的概念，其内容就包括由于颈肩部肌力不平衡导致颈部过度前伸和圆肩同时存在的问题[19]。本研究通过相关分析看出，颈痛组FHA和FSA之间具有显著正相关性。为进一步探讨颈部肌肉与颈肩部姿势的关系，本研究将颈痛组肌肉形态指标与姿势指标进行相关性分析，结果显示右侧头半棘肌大小与FHA呈正相关，即肌肉越厚FHA越大；左侧颈深屈肌大小与FHA呈负相关，即肌肉越薄FHA越大。这与Hiroshi等[20]研究认为颈深屈肌的厚度与头过度前伸的姿势具有相关性的结论一致。在肩部姿势的相关性分析中，左侧颈深屈肌大小与FSA具有非常显著的负相关性，即肌肉越薄FSA越大。

结合两组间肌肉形态的差异，上述相关性的原因可能是当颈深屈肌力量不足或不被激活时，在头半棘肌的过度收缩下，颅颈前部屈曲出现障碍，而表现出头部向前过伸的姿势，造成颈部姿势的异常；颈深屈肌与FSA之间呈负相关，从一定程度上可能反映颈部肌肉在颈肩部姿势的控制中有着协同作用。在Rahnama等[21]的研究中就发现肩部肌肉的等长收缩可以引起颈部多裂肌的厚度增加，但是在慢性颈痛患者中，这种变化很小。此外，Moon等[22]也观察了在进行颈椎稳定性训练时，增加咀嚼肌的收缩会协同增强颈深屈肌的收缩。研究结果也提示要改善慢性颈痛患者肩部的姿势异常，应结合颈部深肌的强化训练，以提高运动疗法的有效性。从这个思路出发，可以继续对局部稳定肌群与整体稳定肌群之间的关系展开进一步的研究，利用高频超声技术对肩带周围的深部肌肉形态和功能进行评估，更深入地探讨颈肩部肌肉的协调作用及其在姿势保持中的贡献。

4 结论

在肌肉形态方面，颈痛组颈深屈肌形态小于对照组，且左右侧差异大；而头半棘肌在形态上大于对照组。在颈肩部姿势方面，颈痛组头前伸和圆肩姿势较对照组更突出。此外，颈深屈肌与颈肩部姿势有较强相关性。综上，在慢性颈痛患者的运动疗法中，应进一步强化颈深屈肌的练习。

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Morphologic Characteristics of Deep Cervical Muscles in Female Patients with Chronic Neck Pain and Its Relationship to Their Neck and Shoulder Postures

Zhang Enming1，Wang Anli1，Li Xinjian1，Wang Ying2，Lv Yuanyuan1
1 Beijing Sport University，Beijing 100084，China
2 Beijing Massage Hospital

Wang Anli，wanganlee@126.com

ObjectiveTo observe the morphologic characteristics of deep cervical muscles in female patients with chronic neck pain（CNP）and its relationship to their neck and shoulder postures，so as to provide references for clinical practice.MethodsThirty-eight female patients with CNP were selected into a CNP group and 23 healthy counterparts were chosen into a control group.The anterior posterior dimension（APD）and lateral dimension（LD）of the semispinalis capitis（SEC）and the deep cervical flexors（DCF）were measured using the high-frequency ultrasound.The posture indexes including forward head angle（FHA）and forward shoulder angle（FSA）were also observed.The data were collected and analyzed.Results There was no significant difference in the APD and LD of the SEC between two sides（P＞0.05）in both groups，but the LD of the left SEC of CNP group was significantly bigger than the control group（P＜0.05）.Significant differenceswere found in the LD of the DCF between two sides in CNP group（P＜0.01），and in the APD of the DCF between two sides in the control group（P＜0.05）.Compared with the control group，the APD and LD in the left side of CNP group were significantly smaller（P＜0.05，P＜0.01）.The average FHA and the FSA of CNP group were significantly higher than those of the control group（P＜0.01，P＜0.01）.Moreover，in CNP group，FHA was positively related to FSA（r=0.434，P＜0.05）;the APD of SEC in the right side was positively related to FHA （r=0.401，P＜0.05）;the APD and the LD of DCF in the left side was negatively related to FHA（r=－0.411，P＜0.05;r=－0.456，P＜0.05）;FSA was negatively related to the APD of DCF in left side（r=－0.497，P＜0.01）.No such correlation was found in the control group.ConclusionPatients with chronic neck pain have smaller dimensions of the deep cervical flexors than healthy people，and significant differences exist its own two sides. They also have bigger dimensions of the semispinalis capitis than healthy counterparts.They are of more obvious forward head and shoulder posture compared with healthy people.There is a strong correlation between deep cervical muscles and neck and shoulder posture.Therefore，the training of the deep cervical flexors should be strengthened in the exercises therapy for patients with chronic neck pain.

chronic neck pain，high-frequency ultrasound，deep cervical muscle，posture，correlation

2016.03.28

中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（编号2016YB031）

张恩铭，zem9zem@126.com；通信作者：王安利，wanganlee@126.com