胸椎过度后凸老年女性患者竖脊肌及相关躯体功能特征研究
2017-09-20刘阳林坚李琳俞李羚黄雄昂章睿
刘阳 林坚 李琳 俞李羚 黄雄昂 章睿
胸椎过度后凸老年女性患者竖脊肌及相关躯体功能特征研究
刘阳 林坚 李琳 俞李羚 黄雄昂 章睿
目的 探讨胸椎过度后凸老年女性患者竖脊肌抗疲劳能力，以及肺功能、日常生活活动能力的特征。方法 选取112例老年女性，其中胸椎过度后凸者56例为观察组，不伴胸椎过度后凸者56例为对照组。采集两组患者竖脊肌表面肌电信号，采用频域指标中位频率的斜率（MFs）评估竖脊肌抗疲劳能力，同时测量并比较两组患者胸椎后凸Cob b角、肺活量，并进行6min步行试验比较6min步行距离（6MWT）。结果 观察组患者胸椎后凸Cob b角大于对照组（P＜0.05），肺活量、6MWT均小于对照组（均P＜0.05），竖脊肌|MFs|大于对照组（P＜0.05）。观察组患者竖脊肌|MFs|与胸椎后凸Cob b角呈正相关（r=0.879，P＜0.05），即观察组患者竖脊肌抗疲劳能力与胸椎后凸Cob b角成负相关。结论 胸椎过度后凸老年女性患者竖脊肌抗疲劳能力明显下降，肺活量、日常生活活动能力亦明显下降。
胸椎过度后凸 表面肌电图 竖脊肌 中位频率的斜率
胸椎后凸角度逐渐增大是老年人的常见问题，胸椎过度后凸发病率可达到20%～40%[1-2]，绝经后女性的发病率更高。胸椎后凸角度的增大不仅会带来患者姿势和自身形象的变化、穿衣困难，而且会损伤肺功能、活动能力，造成患者身体、心理双重困扰，甚至有研究发现胸椎过度后凸可有效预测社区老人病死率[3]。早期研究发现有相当高比例的胸椎过度后凸女性并不伴有椎体骨折[4]，因此，近年来临床聚焦于软组织退化在胸椎过度后凸的发生、发展中所起的作用[5]。本研究拟通过表面肌电技术分析胸椎过度后凸老年女性患者竖脊肌的肌电特征，以此反映竖脊肌的抗疲劳能力，并观察患者的肺功能和日常生活活动能力，现将结果报道如下。
1 对象和方法
1.1 对象 选取2014年1月至2016年6月本院就诊的胸椎过度后凸女性患者56例，年龄63～85岁，设为观察组。纳入标准：（1）胸椎后凸角度为50°～65°[6-7]；（2）简易智力状态检查量表（MMSE）评分＞24分；（3）排除椎体骨折、心肺疾病、吸烟史、规律运动者、酗酒史、下肢关节疼痛、脊柱手术史；（4）排除任何可能损伤感觉、运动功能的神经性或肌源性疾病；（5）排除服用对中枢神经系统或平衡功能有影响的药物（如镇静药、抗焦虑药物）及影响肌肉力量的药物。另择同期在本院就诊并排除患胸椎过度后凸的老年女性56例作为对照组，年龄65～84岁，纳入标准除无胸椎过度后凸外，余同观察组。两组患者年龄、身高和体重比较均无统计学差异（均P＞0.05），见表1。本研究经浙江医院伦理委员会批准，患者及家属知情同意并签署知情同意书。
表1 两组患者年龄、身高和体重比较
1.2 方法 测量并记录两组患者胸椎后凸Cobb角、肺活量，进行6min步行试验、竖脊肌抗疲劳能力评估，具体方法如下。
1.2.1 胸椎（脊柱）后凸Cobb角测量 采用标准后凸Cobb角测量方法。患者拍摄全脊柱X线片，在侧位片上沿T4椎体上缘和T12椎体下缘分别作一切线，然后分别作两条切线的垂线，垂线所得交角即为Cobb角。
1.2.2 肺活量测量 肺活量的测量由德国康讯公司生产的肺功能测试系统完成。
1.2.3 6min步行试验 安排患者在30m长的平坦、硬质走廊里进行测试，环境安静、通风良好、温度适宜，时间为6min，观察并记录6min步行距离（6MWT）。具体测试步骤：（1）测试前至少休息10min以上；（2）测试时嘱患者尽可能沿直线快速行走，折返处不停顿；（3）如患者出现疲乏、头晕、心绞痛、呼吸困难、冷汗、颜面苍白则停止试验；（4）记录6MWT；（5）试验前后记录患者的血压、心率、呼吸次数。
1.2.4 竖脊肌抗疲劳能力评估 竖脊肌抗疲劳能力评估采用加拿大Thought公司的FlexComp Infiniti表面肌电分析系统，测试双侧竖脊肌。测量电极放置于T11～T12、L5～S1脊突旁3cm，参考电极放置于测量电极旁3cm，选用Ag-Agcl电极，两电极相距2cm，电极放置方向与肌纤维走行方向平行。局部皮肤用75%的乙醇溶液消毒。以中位频率的斜率（MFs）代表竖脊肌抗疲劳能力，MFs绝对值（|MFs|）越大，抗疲劳能力越低。
1.3 统计学处理 应用SPSS 19.0统计软件；计量资料以表示，两组比较采用两独立样本t检验；|MFs|与 Cobb角的关系采用直线相关分析；P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组患者胸椎后凸Cobb角、肺活量、6MWT、竖脊肌MFs比较 见表2。
表2 两组患者胸椎后凸Cobb角、肺活量、6MWT、竖脊肌MFs比较
由表2可见，观察组患者胸椎后凸Cobb角大于对照组（P＜0.05），肺活量、6MWT均小于对照组（均P＜0.05），竖脊肌|MFs|大于对照组（P＜0.05）。
2.2 观察组患者竖脊肌|MFs|与胸椎后凸Cobb角的相关分析 见图1。
图1 观察组患者竖脊肌|MFs|与胸椎后凸Cobb角的散点图
由图1可见，观察组患者竖脊肌|MFs|与胸椎后凸Cobb角呈正相关（r=0.879，P＜0.05），即观察组患者竖脊肌抗疲劳能力与胸椎后凸Cobb角成负相关。
3 讨论
脊柱稳定系统功能障碍是造成脊柱外观畸形和功能障碍的主要原因，脊柱稳定系统包括被动稳定子系统、主动稳定子系统和神经控制子系统。被动稳定子系统包括椎体、椎间盘及韧带；主动稳定子系统包括所有参与脊柱稳定的躯干肌群；神经控制子系统由周围神经和中枢神经系统组成，能对外来信号作出反应，通过主动稳定子系统来达到稳定脊柱的目的[8]。
在胸椎过度后凸病因的探讨方面，早期研究主要关注被动稳定子系统，认为椎体骨折可能是导致老年人群胸椎过度后凸的主要原因[9-10]。但Milne和Lauder[11]的研究发现，椎体骨折只占胸椎过度后凸女性的48%；Schneider等[12]研究也显示椎体骨折在最严重的胸椎过度后凸人群中只占37%；Bartynski等[13]研究证明在没有椎体骨折的情况下依然会发生严重的胸椎过度后凸。这表明，除被动稳定子系统功能障碍外，胸椎过度后凸涉及其他脊柱稳定子系统。
表面肌电图是通过电极从受测活动肌的皮肤表面所记录到的一维时间序列信号，能反映电极所触及的多个运动单位生物电活动在时间和空间上的电活动，目前被广泛应用于肌肉功能评定。其中对肌电信号的分析方法主要有时域分析和频域分析，在频域分析中，MFs被认为是反映肌肉疲劳最合适的参数[14]。本研究采用患者自身重量的竖脊肌等长负荷测试的方法记录竖脊肌的表面肌电信号，探讨胸椎过度后凸老年女性患者竖脊肌功能特征，结果显示观察组患者竖脊肌|MFs|大于对照组，且观察组患者竖脊肌抗疲劳能力与胸椎后凸Cobb角成负相关。这说明观察组患者竖脊肌抗疲劳能力比对照组弱。进而推断，竖脊肌功能减退，即脊柱主动稳定子系统功能障碍，可能是先于且独立于脊柱被动稳定子系统导致胸椎过度后凸的重要原因。当然，本研究所得结论尚需大样本队列研究证实，此外神经控制子系统功能特征的研究也是进一步研究的重点。
本研究发现，与对照组患者相比，观察组患者肺活量明显降低。为尽可能消除干扰因素，本研究不纳入既往有吸烟史的患者。胸椎过度后凸影响患者肺活量的可能原因如下：（1）胸廓体积减少导致限制性通气功能障碍[15]，Culham等[16]认为胸椎后凸Cobb角与肋骨活动度呈负相关，即胸椎后凸角度越大，胸腔的横向扩张和垂直位移越小，从而限制了胸廓扩展的体积，造成肺通气功能受限；（2）呼吸肌的力量减弱，随着胸椎后凸Cobb角增大，膈肌和肋间肌的纤维走行方向发生变化，导致患者的下肋骨在吸气时发生向内运动[16]；这种肌肉纤维走行方向的改变会造成呼吸肌力量下降，也可能会降低肺活量。有研究认为胸椎过度后凸影响患者肺活量是独立于椎体骨折和其他潜在因素的[15]。
6min步行试验是评价亚极量活动能力的运动试验，被广泛用来评价受试者的日常生活活动能力和心肺功能。本研究结果显示与对照组相比，观察组患者6MWT明显缩短。这说明胸椎过度后凸会显著降低患者的日常生活活动能力。本研究结果与一些国外学者的研究结果相符[17-19]。
当然，本研究也有相对不足之处，研究方法为横断面研究，研究结果有待前瞻性研究证实。此外，由于样本量有限，故本研究的结论尚待大样本多中心研究进一步证实。
综上所述，本研究结果发现，不伴有椎体骨折的胸椎过度后凸老年女性患者竖脊肌抗疲劳能力明显下降，同时肺功能与日常生活活动能力也明显降低。竖脊肌肌肉功能状态的变化可能是造成胸椎过度后凸的重要原因，在胸椎过度后凸预防和治疗方案的制订中，应重视竖脊肌抗疲劳训练。
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Spinal erectors and physical capacity in elderly women with hyperkyphosis
LIU Yang，LIN Jian,LI Lin,et al.Rehabilitation Center,Zhejiang Hospital,Hangzhou 310013,China
Hyp erkyp hosis sEMG Sp ine erectors Slop e ofmed ian freq uency(MFs)
2017-03-08）
（本文编辑：李媚）
10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.17.2017-496
浙江省医药卫生科技项目（2017203264）
310013杭州，浙江医院康复治疗中心（刘阳、林坚、俞李羚），康复医学科（李琳、黄雄昂、章睿）
刘阳，E-mail：liuwithtong@163.com
【 Abstract】 Objective To ob serve the characteristics of spinalerectors and p hysicalcapacities in eld erly women with hyperkyp hosis.Methods Fifty-six women(ag ed 63-85 years)with hyp erkyp hosis were recruited in the stud y(study g roup)and 56 women(aged 65-83 years)without hyp erkyp hosis served as controlgroup.The anti-fatigue ab ility of spinalerectors was measured by slope ofmed ian frequency(MFs)on surface electromyograp h(sEMG),the thoracic kyp hosis Cob b ang le and vital cap acity were measured and six-minute walk test(6MWT)was p erformed in two g roup s. Results Study group had g reater Cobb ang le and|MFs|than controlgroup(P＜0.05),while the vitalcap acity and the d istance of6MWT were red uced significantly in study group comp ared with controlg roup(P＜0.05).There was sig nificantpositive correlation b etween|MFs|and Cobb ang le (r=0.879,P＜0.05)in stud y g roup. Conclusion Anti-fatig ue ab ility of sp inalerectors,vitalcap acity and activities of d aily living are sig nificantly d ecreased in eld erly women with hyp erkyp hosis.
