脊柱手法治疗改善运动员本体感觉缺陷机制探讨

郑尉张冰David BellinJohn Downes李鹏张展嘉

1清华大学体育部（北京100084）

2美国生命大学脊骨神经医学学院，玛丽埃塔，美国，30060

脊柱手法治疗改善运动员本体感觉缺陷机制探讨

郑尉1张冰1David Bellin2John Downes2李鹏2张展嘉1

1清华大学体育部（北京100084）

2美国生命大学脊骨神经医学学院，玛丽埃塔，美国，30060

脊柱手法；本体感觉

运动员本体感觉缺陷（Proprioception Deficit）与运动损伤、运动表现都有着十分紧密的关系［1-4］。研究显示，运动员全身性本体感觉缺陷的普遍性为63%～92%［5］。近年来，运动员受伤后单关节出现神经肌肉控制水平下降的问题逐渐受到国外研究学者们的高度重视［6-8］。神经肌肉控制的缺失会增加女性膝关节损伤的几率［9］。此外还有文献表明，检测运动员的本体感觉能够预测其伤病的发生，同时能够影响其运动表现［10］。

正确掌握运动员本体感觉缺陷的发生机制及有效治疗方法对于提高运动成绩、减少伤病发生十分必要。脊柱手法治疗（Spinal Manipulation Therapy，SMT）是脊骨神经医学（Chiropractic）学科重要的组成部分之一［11］，是一种通过将高速、低幅的作用力施加在脊椎关节组织上，从而改善神经系统功能的非药物治疗方法［12］。《世界卫生组织脊骨神经医学医师指南》（中文版）中对脊骨神经医学的定义为：“脊骨神经医学是一门关于神经-肌肉-骨骼系统病症及其对整体健康影响的诊断、治疗和预防的医疗卫生行业。它强调徒手操作技巧，包括关节的矫正和/或手法治疗，尤其侧重对关节错位的调整”［13］。多年来，脊柱手法治疗被广泛应用于急性腰痛、颈痛和其他神经肌肉紊乱症状的治疗中。此外，脊柱手法治疗也是帮助运动员伤病康复、提高运动表现和治疗急性、慢性肌肉疼痛等的有效方法之一［14，15］。脊柱手法治疗在国外广泛应用于运动员的本体感觉恢复中，在我国却应用较少。本文通过文献研究，从感觉运动统合、躯体感觉统合及神经肌肉控制等三个方面阐述脊柱手法治疗的作用效果，为其改善运动员本体感觉缺陷、提高运动员的训练质量和运动表现提供理论依据，为教练员和运动员在日常训练和比赛中的应用提供参考。

1　本体感觉缺陷的生物力学原理

Kevin等在对肢体检测方法的研究中首次发现了全身神经性缺陷［16］。肩关节损伤病人的稳定性较差。在对左侧慢性胸锁关节“不稳定”病人的研究中，其首先对下肢运动链进行了检测。结果显示，病人在完成足部抗阻背屈动作的过程中，右侧相对左侧更受限制，这与病人左侧胸锁关节形成了对侧不稳定。在对病人右侧距小腿关节进行矫正后发现，在承重状态下，病人左侧胸锁关节的不稳定症状也随之消失。以上结果为后续关于对侧肢体功能障碍的关系及矫正手法的研究提供了基础。

在下肢运动链检测研究的基础上，一系列关于上肢运动链的检测也随之展开［10］。通常情况下，双侧距小腿关节背屈不对称的病人，对侧肩关节也出现了功能障碍。这些病人大多数都无肩关节病史，但主诉有疼痛症状。这种上下肢肢体交叉的受伤或功能紊乱已被队医所认识，但其潜在的机制并不明确。

Panjabi等发表的文章中对脊柱的稳定系统进行了研究［16］。图1为脊柱的稳定系统，包括三个子系统，即脊柱、脊柱肌肉和神经肌肉控制单元。脊柱的功能体现在为人体提供力学上的稳定支持，同时能够通过机械感受器产生保持脊柱姿势、活动、负荷等的换能信号。神经肌肉控制单元通过产生肌肉不同的反应形式来激活和协调脊柱肌肉，最终保持肌肉力学上的稳定性。

图1　脊柱稳定系统［16］

图2为在正常情况下神经肌肉的反馈通路。完整的机械感受器将换能信号传递至神经肌肉控制单元，随后通过将肌肉反应形式传出以协调肌肉活动。肌梭和高尔基体以及韧带的机械感受器均存在反馈通路，在正常工作条件下，反馈通路顺畅且无不良后果产生。

图2　正常神经肌肉反馈回路［16］

在图3中，“信号干扰”在一定时间内能够改变肌肉的反应形式和产生不良后果。损伤的机械感受器将干扰信号传递至神经肌肉控制单元。这时，人体预期的空间信号和时间信号与实际不符，因此也就产生了肌肉系统的功能紊乱和错误的肌肉反应形式，从而导致不良后果，例如韧带、机械感受器、肌肉等的高张力、高压力甚至损伤，还可能导致肌肉疲劳、小关节面负荷过重等。以上这些异常的情况能够产生神经和韧带的炎症，积累一定时间后就很可能导致慢性背部疼痛。这个多关节的假说融合了Lephart、Henry和Fu等人的单关节假说［17，18］及Panjabi的模型［16］，即通过神经肌肉控制水平的下降而表现出来的全身性本体感觉缺陷。

图3　韧带损伤后的子损伤［16］

2　脊柱手法治疗后的感觉运动统合改变

感觉运动统合（Sensorimotor Integration，SMI）是指神经系统对机体传入信息的协调以及对运动系统控制运动的整合［19］。感觉运动统合方面的大量研究能够为运动障碍、疲劳性损伤和其他骨骼肌肉损伤等患者选择适宜的治疗手段和方案提供依据［20］。脊柱手法治疗中适宜的力度和幅度能够刺激关节和肌肉中的本体感受器，因此脊柱手法治疗常被用作改善感觉运动功能的方法之一［21］。

一些利用体感诱发电位（somatosensory evoked potentials，SEPs）方法的研究表明，对颈椎功能紊乱区域的手法治疗能够改变躯体感觉处理过程（somatosensory processing）和上肢传入信息的早期感觉运动统合（early sensorimotor integration of input from the upper limb）［22］。此外，Murphy等［23］对颈部功能障碍的患者进行脊柱手法治疗，同时利用体感诱发电位、经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation，TMS）、肌电图（Electromyography，EMG）等手段测量治疗前后神经生理方面的改变，结果显示，受试者的动作学习能力有了显著的提高，同时小脑对动作学习任务的抑制水平明显下降。

3　脊柱手法治疗后的躯体感觉统合改变

对传入信息的早期感觉统合是典型感觉运动统合的主要部分。相邻神经在脊柱、脑干、大脑皮质等躯体感觉系统中的传入信息的相互作用及整合，可以通过特殊的体感诱发电位标准进行测量。体感诱发电位包含一系列能够反映躯体感觉通路功能的电波，包括对周围神经的刺激以及记录躯体感觉皮质活动的电极等［24］。例如，将同时刺激两条周围神经后获得的脊柱、脑干和皮质体感诱发电位幅度与分别刺激这两条神经后获得的电位幅度总和相比较［25］，在健康受试者中，两侧传入（dual input）产生的体感诱发电位幅度要小于分别刺激相同神经后获得的电位幅度的总和。这种感官过滤（sensory filtering）是个体中枢神经系统对多重周围信息传入的抑制或削弱，主要是本体感觉的传入。同时，这也能反映出一种“环绕式抑制（surround-like inhibition）”，即在健康个体中，通过抑制周围区域的传入过程，保持高刺激状态，形成对比。在躯体感觉系统中，类似的抑制可以使得机体在接受刺激的同时分离这些刺激并对其进行相应处理［26］。利用两侧周围神经刺激体感诱发电位的两项研究均证实，通过手法治疗颈神经功能紊乱能够增加对本体感觉传入的“环绕式抑制”［27，28］。

此外，有研究对肢体麻痹患者脊柱手法治疗前后第一骶神经根和多裂肌的肌电活性进行测量［29］，结果表明脊柱手法治疗能够对神经和肌肉的活性产生一定的影响，能够在一定范围内影响神经元的神经生理机制［30］。

4　脊柱手法治疗后的神经肌肉控制改变

当机体进行身体运动时，例如扔球，中枢神经系统会在上肢移动之前动员很多躯干肌肉，主要是为了在整个扔球过程中保持姿势的稳定性，此过程被称为“前馈动员（feed-forward activation，FFA）”。已有研究表明，慢性腰痛患者有前馈动员的延迟，这会影响姿势的稳定性。Murphy等研究发现，骶髂关节（sacroiliac joint，SIJ）的治疗可以影响反射应激性（reflex excitability）［31］。

在慢性颈痛患者中同样也可能发生运动损伤。在潜伏性和外伤性颈痛中，患者在走路或站立时均会出现颈部屈伸功能障碍和明显的姿势性紊乱［32］。这些受试者颈部肌肉本体感受器的敏感度变化与姿势性的（例如运动控制）的紊乱有关［33］。中枢神经系统本体感觉传入的紊乱程度以及中枢神经系统根据运动需求处理、分析和传递传入信息的方式决定着受试者完成更大难度的平衡任务的程度［34］。因此，亚临床症状或慢性颈痛患者在接受脊柱手法治疗之后，中枢本体感觉信息的处理得到了改善，这是高速、低幅脊柱手法治疗可以改善功能和降低病情长期性、复发率的原理之一［35］。在高速、低幅脊柱手法治疗之后，皮质躯体感觉处理过程、感觉运动统合、运动控制等方面的变化可能会影响中枢本体感觉传入处理过程的变化［36，37］。

脊柱手法治疗虽已在国外广泛应用于运动员的本体感觉恢复中，但今后尚需大量的定量和实证研究进一步探索脊柱手法治疗对运动员本体感觉缺陷的治疗效果。

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2014.10.20

郑尉，Email：zhengwei1020@126.com