下背痛运动干预效果的元分析

康玉杰，于红妍

（上海交通大学 体育系，上海 200240）

1 前言

下背痛（Low Back Pain，LBP）是指人体背部肋缘至臀皱襞之间任何部位的疼痛，可伴有或不伴有下肢不适的症状，是以背部疼痛为代表的症状综合征（顾新,2009）。高达 85%的下背痛不能够确定出机理，现已成为生活中最常见的慢病之一（Duthey,2013）。据统计，在美国所有就医患者中，下背痛患者量占据着第 2的位置（Andersson,1999）。对于下背痛的治疗，国际上推荐运动干预的治疗手段（Hayden et al.,2005；Koes et al.,2001）。欧洲慢性下背痛管理指南更是建议运动疗法作为一线的干预方法（Airaksinen et al., 2006）。

查阅了 2000-2018年发表在 Web of Science、EBSCO Academic Source Complete、Elsevier Science Direct、Scopus和 CNKI等中英文数据库中，有关运动干预下背痛的研究1 560余篇。在这些研究中，多数证实其设计的运动干预方案可以达到减轻下背疼痛的效果。如 Akodu等（2016）证明核心稳定性训练对缓解下背痛疼痛具有明显效果，Kim等（2017）发现悬吊训练可以改善下背部的身体功能障碍，Cho等（2015）论证了瑜伽可以有效地治疗下背痛，Stieglitz等（2015）指出普拉提可以减轻下背痛患者的疼痛。可见，从这些研究中肯定其运动干预效果，并从中确定最佳的运动干预方案是十分必要的。

Meta分析是当今国际较为流行的评价干预措施、检验临床试验的研究方法（刘鸣,2011）。目前在运动干预下背痛的 meta研究中，Yue（2015）、Gomes（2017）、Stuber（2014）、Posadzki（2011）和Ward等（2013）对悬吊、核心稳定性训练和瑜伽等运动干预方法进行了系统评价，并证实其置信效果。但是，在这些研究中探讨运动干预和下背痛之间的调节变量的研究较少，如干预时间、频率和周期等，造成关于干预方案该如何控制调节变量的指导性建议缺乏。

基于以上，本研究运用meta工具进行元分析，提出研究假设（H1）：运动干预对下背痛具有缓解疼痛的效果。由于运动干预具体是从运动项目、锻炼频率、强度和时间进行控制（殷恒婵 等,2012），所以本研究设置 6个调节变量进行假设检验。

1．干预内容。本研究将纳入文献分为：悬吊训练、瑜伽、核心稳定性训练、组合训练 4个组别。组合训练是背肌抗阻训练、5 min跑台热身、背部肌肉拉伸等2项或2项以上的组合。研究假设（H2）：悬吊训练组缓解下背痛的效应量最大。

2．锻炼时间。将纳入文献分为：30 min以下、30～60 min、60 min以上3个组别。研究假设（H3）：30～60 min组缓解下背痛的效应量最大。

3．锻炼频率。将纳入文献分为：3次以下/周、3～4次/周、4次以上/周3个组别。研究假设（H4）：3～4次/周组减缓下背痛的效应量最大。

4．锻炼周期。将纳入文献分为：1～2周、4周、6～8周、12周及以上4个组别。研究假设（H5）：4周锻炼组缓解下背痛的效应量最大。

5．研究质量。将纳入文献分为：低度偏倚风险、中度偏倚风险、高度偏倚风险 3个组别。研究假设（H6）：低度偏倚风险组缓解下背痛的效应量最大。

6．研究样本量。将纳入文献分为：30个以下、30～60个、60个以上3组。研究假设（H7）：30个以下组缓解下背痛的效应量最大。

2 研究方法

2.1 文献检索

本研究检索了Web of Science、EBSCO Academic Source Complete、Elsevier Science Direct、Scopus和中国知网等 5个数据库。从2000-2018年，最后一次检索日期为2018年3月7号。外文检索以Low back pain、exercise intervention、core strength training、core stability、sling、yoga和 randomize controlled trials为主题词进行检索；中文检索以下背痛、运动干预、核心力量训练、核心稳定性、悬吊和瑜伽等为主题词。

2.2 文献的纳入和排除标准

2.2.1 纳入标准

1．关于普通人群下背痛的随机对照实验。

2．可以提供样本量、均值、标准差，或者组内标准误、均值的95%置信区间。

3．实验结果指标分别为VAS、ODI和RMDQ。3种量表数值代表的意义相似，具有可比较性，参照以往研究的数据处理方法（Holtzman et al.,2013）。同时，采用适用于量表不同的SMD进行合并统计量（刘鸣,2011）。

2.2.2 排除标准

1．题目：研究为系统评价或二次分析；实验对象为特异性患者，包括单侧截肢患者、退伍军人、少数族裔人群、先天性人群、孕妇。

2．摘要：只提到研究计划；结局指标没有 VAS、ODI和RMDQ量表；被试者中途退出较多。

3．全文：数据不完整；重复文献；实验组和对照组的基线相差太大。

2.3 数据提取

根据研究的需要，由 2名检索人员采用独立双盲的方式进行各项数据的提取和录入，包括：文献的第一作者、发表年份、实验组和对照组的样本量、性别、被试者年龄、干预内容、干预方案（时间、频率和周期）和结局指标等相关数据（表1）。

2.4 质量评估

根据循证医学研究指南建议，采取 Cochrane系统评价的“偏倚风险评价”工具（刘鸣,2011），对纳入的研究进行 6个指标的质量评估：随机分配方法、分配方案隐藏、盲法、结果数据的完整性、选择性报告研究结果、其他偏倚来源。在统计过程中，对质量评估进行分类：5条及以上的为低度偏倚风险；3～4条的为中度偏倚风险；3条以下的为高度偏倚风险。

2.5 统计学分析

本研究采用 Cochrane协助网提供的 Revman Manager 5.3。整体多个研究间同质性检验采用固定效应模型，若存在异质性则选用随机效应模型。经检验发现，各研究间存在异质性，采用随机效应模型。为寻找各研究间的异质性原因，还进行了调节变量的亚组分析（郑凤英 等,2004）。

1．异质性检验：纳入的研究的异质性大小用I2衡量，I2值 25%、50%、75%分别代表低度、中度和高度异质性（王丹 等,2009）。

2．合并统计量检验：若 P≤0.05，表明多个研究的合并统计量有统计学意义；若P＞0.05，多个研究的合并统计量没有统计学意义（文进 等,2007）。

3．合并亚组数据：根据系统评价-Meta分析的公式，设亚组A的样本量为N1，均数为M1，标准差为SD1；亚组B的样本量为 N2，均数为 M2，标准差为 SD2，则合并后的样本量 N=N1+N2，均数 M=（N1M1+N2M2）/（N1+N2），标准差：

研究有两个以上的亚组，多余的亚组按照上述公式类推，先将其中的前两个数据进行合并，再将得到的数据与第三亚组进行合并，以此类推（刘鸣,2011）。

3 研究结果

3.1 文献检索数据

首先，从 5个数据库中检索与本研究主题相关的文献共 1 560篇文献；然后，进行题目筛选和摘要初筛，得到239篇文献；再通过阅读全文，排除数据不完整和只报告结局变化值的文献，得出潜在相关文献45篇，筛选重复发表和基线相差太大的文献，最终纳入文献共35篇，其中外文文献25篇（Akhtar et al.,2017; Aluko et al.,2013; Bronfort et al.,2011; Evans et al.,2010; Gladwell et al.,2006; Highland et al.,2018; Koumantakis et al.,2005; Kumar,2011; Michaelson et al.,2016; Miyamoto et al.,2013; Monro et al.,2015; Nelson-Wong et al.,2010; Sakuma et al.,2012; Shamsi et al.,2015; Tang et al.,2016; Tekur et al.,2008,2012; Teut et al.,2016; Unsgaard-Tøndel et al.,2010; Wand et al.,2004; Williams et al.,2005,2009;You et al.,2014; Young-Dae et al.,2012; Zhang et al.,2015），中文文献 10篇（白瑶 等,2014; 方磊 等,2015; 李海 等,2010;李丽 等,2015; 林科宇 等,2014; 吕桃叶,2016; 孙红,2015; 王成秀 等,2011; 王陶黎 等,2017; 张明军,2012）（图 1）。

图1 本研究文献纳入的过程示意图Figure 1. Flowchart of Literature Search and Study Selection

3.2 纳入研究的基本特征

本研究纳入35篇文献，共2 224名被试者，性别为男女混合情况，年龄范围在18～79岁之间。干预内容主要分为：1）悬吊训练；2）瑜伽；3）核心稳定性训练；4）组合训练。各研究间的干预方案存在很大差异。首先，干预时间范围为15～120 min，并且多数集中在30～60 min。其次，干预频率为1～7次不等。最后，干预周期也存在很大的差别，最短周期为1周，部分长达24周。在下背痛测量方面，主要为VAS、ODI和RMDQ等量表。被试人群以女性居多，部分文献报告为女教师、女大学生和女健身房锻炼者，纳入研究的基本特征见表1。

表1 本研究纳入的研究文献基本特征Table 1 Characteristics of Studies Included in Meta-analysis

（续表1）

3.3 纳入文献的方法学评估

对纳入文献的质量方法学评估（图2），有14篇文献达到低度偏倚风险，质量较高，其中有3篇文献达到6分，其余的 22篇文献均达到中度偏倚风险，在图 2中达标为“+”，未达标“-”。图3是方法学评估各项条目的占比统计图。

图2 本研究文献方法学质量评估示意图Figure 2. Methodological Quality of Included Studies

图3 本研究文献方法学质量评估各项占比图Figure 3. The Distribution of the Methodological Quality of Included Studies

3.4 Meta分析结果及讨论

3.4.1 整体效应检验

首先，对选取的全部样本进行整体效应检验发现，运动干预具有缓解下背痛疼痛的效果。纳入的文献进行整体同质性检验（I2=83%,P＜0.00001），说明多个研究间存在异质性，故采用随机效应模型，分析本次meta分析中多组数据间存在异质性，即反映出存在潜在调节变量的可能。

另一方面，分析数值前的“-”表示可以减缓下背痛的疼痛。运动干预缓解下背痛的合并效应量为d=-0.86，达到明显缓解下背痛疼痛的效果。根据 Cohen（1988）的常规解释，0.2为小效应，0.20＜d＜0.80为中等效应，0.8以上为大效应。双尾检验的结果（P＜0.00001）表示多组数据的合并统计量具有统计学意义，95%的置信区间为（-1.09,-0.64），以上数据说明运动干预下背痛取得较好的效果，研究H1得到验证。

表2 本研究运动干预对下背痛缓解效果关系的meta分析一览表Table 2 Statistical Analysis of the Association of Exercise Intervention with Low Back Pain

图4 本研究运动干预对下背痛缓解效果关系的meta分析森林图Figure 4. Meta-analysis of the Association Between Exercise Intervention and Low Back Pain

3.4.2 偏倚性检验

由于本次元分析纳入的文献达到10个以上，可以进行偏倚性检验（周旭毓 等,2002）。从图 5可以看出，散点分布在偏上的位置，基本左右平衡，但左侧几篇文献稍微存在一些偏倚，不是很严重，对结果不会造成太大的影响，表明偏倚结果可以接受，各研究间不存在明显的发表偏倚。

3.4.3 调节效应检验

基于整体效应检验，得出存在潜在调节变量的可能性，故本研究对影响运动干预和下背痛两者之间关系的调节变量进行假设检验（表3）。通过亚组分析6个调节变量检验结果显示，H2、H4、H5、H7得到验证，H3、H6没有得到验证。

图5 运动干预缓解下背痛的图Figure 5. Funnel Plot of Exercise Intervention in Relieving Low Back Pain

表3 本研究运动干预下背痛效果meta分析的调节效应检验一览表Table 3 Moderating Effect Test of Meta-analysis of the Association between Exercise Intervention and Low Back Pain

（续表3）

1．通过干预内容（H2）亚组分析，4个组别在效应量差异上接近中度异质性（I2=44.0%），表明干预内容对运动干预和下背痛两者的关系存在一定影响。其中，悬吊训练组对缓解下背痛产生了最大的效应量（d=-1.83, P=0.002），达到大效应量。其次是瑜伽训练组（d=-0.81, P＜0.00001）。组合训练效应量最小（d=-0.42, P=0.09），并且4个组别的效应量的 P值都＜0.05，具有显著性，共纳入研究对象 1 943例。

2．通过锻炼时间（H3）亚组分析，3个组别在效应量具有中度异质性（I2=59.2%），表明锻炼时间对运动干预和下背痛两者的关系存在影响。其中，30 min以下的效应量最大（d=-1.38），达到大效应量。但是大多数文献都集中在30～60 min之间的干预组别，其余2组的文献太少，代表性不够强，共纳入研究对象1 924例。

3．通过锻炼频率（H4）亚组分析，3个组别对缓解下背痛具有高度异质性（I2=82.5%），表明锻炼频率对运动干预和下背痛两者的关系有影响。其中，3～4次/周组产生了最大的效应量（d=-1.43, P=0.0005）；其次是4次以上/周组（d=-0.91, P＜0.00001）；最后是 3次以下/周组（d=-0.39,P=0.004），共纳入研究对象1 947例。

4．通过锻炼周期（H5）亚组分析，4个组别对缓解下背痛具有中度异质性（I2=60.2%），表明锻炼周期对运动干预和下背痛两者的关系存在影响。其中，4周锻炼产生了最大的效应量（d=-1.90, P=0.0009），明显优于其他组别；其次是 1～2周组（d=-1.07, P＜0.00001），最小的是 12周以上组（d=-0.63, P=0.002），共纳入研究对象2 224例。

5．通过研究质量（H6）亚组分析，3个组别对缓解下背痛具有高度异质性（I2=89.3%），表明研究质量对运动干预和下背痛两者的关系有影响。其中，中偏倚风险的组产生了最大的效应量（d=-1.14, P＜0.00001），但发现本次元分析缺少纳入高偏倚风险的文献，存在不平衡现象，共纳入研究对象2 224例。

6．通过样本量（H7）亚组分析，3个组别对缓解下背痛具有中度异质性（I2=59.8%），表明研究样本量对运动干预和下背痛两者的关系存在影响。其中，30个以下样本组产生了最大的效应量（d=-1.58, P=0.0010），其次是30～60个样本组（d=-1.05, P＜0.00001），且都具有显著性，共纳入研究对象2 224例。

4 讨论

本次元分析对纳入的35篇文献进行质量学评估和偏倚性分析，结果显示具有较高的稳定性。分析发现，运动干预下背痛的合并效应量达到大效应量（d=-0.86），且具有显著性，由此证实了假设（H1），即运动干预对下背痛具有缓解疼痛的效果。这一研究结论与多篇研究达到一致，在整体效应检验 35篇中存在32篇的研究结果效应量为负值，表示达到缓解疼痛的效果。当然，也有为数不多的研究与本研究结果不一致，如 Van等（2018）在其系统评价中表明运动干预没有达到治疗护士腰痛的效果，作者分析其原因是还需纳入高质量的随机对照实验。本研究同时纳入高、低偏倚风险质量的文献，得出的结果更具有可靠性。

基于研究假设（H1），本研究继续进行了 6个调节变量的效应检验。当变量X和变量Y之间受到另一个变量M的影响时，其 M 变量就是调节变量（徐雷,2014）。运用元分析方法能够客观同化多个独立实验的效果量（黄志剑等,2013）。干预内容（H2）调节变量检验发现，悬吊训练组别产生了最大效应量，缓解下背痛疼痛的效果最好。这与 Kim等（2016）证实了悬吊优于传统的稳定训练的研究结果一致。

其次，干预方案（时间H3、频率H4、周期H5）进行调节效应检验发现，锻炼频率每周 3～4次是运动干预下背痛的最优选择，4周锻炼达到运动干预下背痛的最佳效果，每次30 min以下达到最大效应量。值得注意的是锻炼时间的亚组分析，虽然30 min以下组别达到最大效应量，但是30 min以下的纳入文献仅有 3篇，大多文献都集中在 30～60 min之间。因此，从少数研究得出的结论可能会存在一定偏差，未来仍需纳入更多文献来探索锻炼时间这一调节变量。

最后，本研究还进行研究质量（H6）和样本量（H7）的调节效应检验。研究质量（H6）发现，运动干预下背痛在高、中、低质量的 3个组别存在显著的异质性，中偏倚风险的组别产生了最大的效应量，但是本次元分析没有纳入高偏倚风险的研究，造成研究质量效应检验存在不平衡现象，未来还需要纳入更多的研究，并且在研究质量评价时，仅仅依靠 Cochrane协作网提供的“偏倚风险评估”工具评价，可能会存在一定的方法学偏差，未来还需加入其他评价工具。其次，研究样本量（H7）发现，样本量 30以下的组别产生了最大的效应量，这与较少受试者的实验中容易得出较好的干预效果相吻合。但是样本量30个以下的文献只有 3篇，造成文献存在分布不均匀现象，还需纳入更多的文献来探讨。

本研究作为元分析，会受到其他不可控因素的限制。首先，版权等引起的检索不到部分文献，导致纳入的文献不够全面，因而元分析的结果还可以进行更大范围的探索。其次，由于存在发表偏倚，不可能纳入所有相关的研究，漏掉关键的不良结局会造成假阳性结果。另外，研究的质量学评估和复杂的数据整合可能一定程度上影响着异质性。最后，由于文献数据的限制，本次元分析只是对6个调节变量进行了假设检验，未来还需探索更多的调节变量。

5 结论

1．运动干预具有明显缓解下背痛的效果。

2．悬吊训练和瑜伽训练干预效果较为突出，其中悬吊训练改善效果最佳。

3．每周锻炼3～4次效果达到最优。

4．相比于其他锻炼周期，4周锻炼对缓解下背痛效果更加明显。

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