触觉反馈对无症状健康成人和下腰痛患者多裂肌活动的影响

岳剑宁，郭玉娜，刘京杰，王琦，赖光辉，武百山，杨立强，倪家骧

（首都医科大学宣武医院疼痛科，北京，100053）

目前，关于腰椎多裂肌的肌肉激活训练方式较多，诸如压力生物反馈装置，触觉反馈机制，以及口头指令等。而部分研究已证实，压力生物反馈装置仅在腰痛的稳定性损伤方面有良好提示作用，但其治疗价值不大。相比之下，口头指令具有简单易行的优点，Price等[1]学者已证实了口头指令在腰多裂肌训练中的价值。然而在实际操作中，口头指令要求患者能够理解指令的意义，以便正确地进行练习。由于腰部多裂肌较厚，且位置深在，临床医生往往难以通过目测观察到肌肉激活情况，因此经常在口头指令中附加触觉反馈，以进一步促进其收缩锻炼。临床最常用的触觉反馈方式，是直接以手接触目标肌肉[2]。但目前，鲜有学者探讨以手接触的触觉反馈是否对腰椎多裂肌活动产生明显影响。因此，本研究的目的在于：（1）探讨触觉反馈对LBP患者静息时的腰部多裂肌活动影响；（2）在健康成人与LBP患者的对侧手臂抬起期间，比较触觉反馈对其口头指令的附加效果。

1 资料与方法

1.1 样本量预估

在数据分析前，预先使用G*Power 3.1.3软件进行统计检验力分析，以确保样本量能满足研究需求：使用0.25的中等效应量和0.025的α水平，总共42名参与者，每组21人，经分析证实，达到了0.80的统计检验力。

1.2 一般资料

自2017年4月-2018年4月，共纳入了42名符合条件的参与者，其中21名为无症状成年人，作为对照组；另21名为LBP患者，作为LBP组。LBP组的纳入标准为：①L4-S1节段附近存在LBP者；②采用数字疼痛评定量表（NRS），其24 h内的评分≥2分。排除标准：全身性关节疾病、腹部或腰背部肿瘤、神经系统疾病、对胶布有过敏反应、无法俯卧者。本研究已获得我院医学伦理委员会的批准通过，每位参与者均被告知研究的风险和步骤，并签署知情同意书。

1.3 研究设备

使用Delsys Trigno无线肌电测试（EMG）系统（Delsys公司，美国Natick）和2枚电极记录肌肉活动。每枚电极包含内置的前置放大器和两组平行的银接触条，记录点之间的固定距离为1 cm；一组接触棒作为参考电极。原始肌电图信号以4000 Hz采样率记录，在20～450 Hz之间进行滤波；EMG系统增益信号为 1000，共模抑制比（CMRR）)＞80 dB。

1.4 研究方法

（1）一般信息：统计所有研究对象的人口信息和既往史，采用改良的Oswestry腰痛失能问卷（OSW）评价LBP所致功能障碍情况，询问患者过去24 h内的疼痛位置、持续时间和疼痛强度，采用NRS量表评价其测试前和肌电图测试期间的疼痛情况。

（2）体位与固定：所有参与者均俯卧于检查台上，肩部固定，肘部弯曲约80-90°，前臂自然放置于检查台边缘，腹部下方置一枕头以使腰椎前凸＜10°。于L5水平测试其多裂肌EMG信号，皮肤行酒精清洁（若局部体毛过于浓密，可剃除之）。使用胶布将2枚电极固定在L5棘突水平的双侧腰部多裂肌部位的皮肤上，保持其距离中线3 cm左右，与髂后上棘至L1和L2棘突连线对齐（图1A）。由2名研究人员参与操作，其中1名记录肌电图数据，另1名对参与者下达口头指令，并施以手的触觉反馈（手的接触位置、时间和压力均予以规范化）。在记录肌电图前，参与者均被告知腰椎多裂肌的位置。

（3）信号收集：收集对照组右侧、LBP组患侧的EMG信号（若患者双侧均有LBP，则以最严重侧为准；若两侧疼痛一致，则以抛掷硬币法随机选择一侧），用于统计分析。

（4）实施步骤：分别在有、无触觉反馈条件下，记录其下述状态的多裂肌EMG信号：①静息状态：参与者处于静息状态，记录其多裂肌肌电图活动各3次。触觉反馈的施加方式为：以手连续、直接的轻触多裂肌部位皮肤5 s（图1B）。若参与者发生移动，则视为无效，并再次测试。②对侧臂抬起状态：参与者分别在有、无触觉反馈条件下，对侧臂抬高5次，给予口头指令：“正常呼吸，试着向前倾斜骨盆、但保持骨盆和脊柱不动，将手臂抬到检查台的上方。”此时，研究者将一只手放在腰部多裂肌上，施加连续的直接触觉反馈（图1D）。其每次提臂状态需保持5-8 s。③双臂上举状态：参与者从静止状态进行双臂上举，胸部抬起，分别对参与者的两侧肘部施加稳定向下的力，从而获得其两侧多裂肌最大自主等距收缩（maximalvoluntaryisometriccontraction，MVIC）的EMG信号（图1E）。④肌电图记录完成后，要求每位参与者主观确认：增加触觉反馈是否有助于多裂肌的收缩。

图1 A：腰多裂肌电极放置位置；B：静息状态下施以触觉反馈；C：无触觉反馈时对侧臂抬高；D：有触觉反馈时对侧臂抬高；E：双侧臂最大自主等距收缩

1.5 数据处理

1.5.1 数据标准化

将上述两组参与者在静息时和对侧臂抬高时记录的肌电图EMG RMS数值，除以其双臂上举MVIC状态下的RMS数值，从而得到相对EMG值，以消除EMG信号的个体化差异性。计算公式为：相对EMG值=原始RMS数值/MVIC状态下RMS数值×100%。

1.5.2 统计学分析

采用SPSS 21.00统计学软件包进行处理：①参与人者的人口信息数据，采用独立t检验；②分别对两组各条件下收集的肌电图数据进行重测信度评估，以确保其可靠性；③采用重复测量的单因素方差分析，对两组肌电图数据进行分析。经Bonferroni校正后,设定α水平为0.025。

2 结果

2.1 基线资料比较

42名参与者中，共40名顺利完成了研究；2例予以剔除，原因为：1例中途退出（LBP组），另1例肌电图记录信号不完整（对照组）。

表1显示，两组在年龄、性别、身高和体重方面没有显著性差异（P＞0.05）。LBP组的OSW评分为（17.7±9.8）分，平均 NPRS评分为（3.1±1.3）分，提示该组参与者由于长期慢性LBP而具有轻度的功能障碍。

表1 两组参与者的基线资料比较

表2 两组患者EMG数据的重复信度测试[ICC值（95%置信区间）]

表3 两组参与者的相对EMG值对比

2.2 肌电图EMG值的信度评价

通过信度分析，本研究收集的EMG数据具有良好的重测信度，对照组的内部相关系数(ICC3,1)取值范围为0.912-0.997,LBP组为0.909-0.998(表2)。

2.3 相对EMG值对比

表3所示，经重复测量的单因素方差分析：（1）在静息状态时，两组有、无触觉反馈的相对EMG值均无显著组间差异（P=0.829），但总体而言，触觉反馈条件下EMG值显著降低（P=0.013）。（2）与静息时的结果相似，在对侧臂抬高期间，两组间有、无触觉反馈的相对EMG值均无显著组间差异（P=0.878），但总体而言，触觉反馈条件下EMG值显著降低（P=0.010）。两项统计分析均表明，当静息和对侧臂抬起期间对两组进行触觉反馈时，腰部多裂肌EMG活动均显著减少。

40例中调查显示，有35%的对照组和50%的LBP组患者认为，触觉反馈有助于激活腰部多裂肌。

3 讨论

本研究显示，无论参与者是否为LBP患者，在静息和对侧臂抬高时，触觉反馈下的腰椎多裂肌活动相对EMG值均减少约2%-3%。结果表明，无论是健康成人还是LBP患者，以持续的手接触对腰椎多裂肌活动可产生明显抑制或放松作用，而并非促进作用。因而，在LBP康复过程开展多裂肌锻炼时，这种触觉反馈并不会起到促进疗效之目的。

笔者分析认为，连续的手接触可能会减弱Ia传入纤维的活动，从而降低腰多裂肌的运动活性。Takasaki等[3]认为，若将绷带垂直于受拉伸肌纤维方向放置，可对肌纤维活动产生明显的抑制作用，而手的接触亦可产生类似效果（Takasaki et al.2015）。虽然在本研究中，手的位置并不垂直于腰多裂肌纤维的方向，但仍是交叉放置于肌纤维上，可能产生了相应影响，但其潜在机制尚不清楚。同时也要注意，施术者的手掌温度也可能对本研究结果产生影响。皮肤温度对肌电图活性的影响表明，在肌力不变的情况下，若皮肤温度升高，则肌电图活性降低[4]。此外，肌肉内的电解质、传导速度变化和出汗等因素，均可能导致肌电活动减少[5]。

与对照组相比，LBP组的相对EMG值在休息时高出约4%-5%，在对侧臂抬高期间则高出6%-8%左右。关于这一原因，Cassisi等[5]的肌肉痉挛模型研究认为，其增加的肌肉活动主要用于维持俯卧位下的腰椎稳定性；Kim等[6]研究显示，慢性LBP患者在对侧髋关节伸展时，其躯干伸肌的肌肉活动也有所增加，这与本研究LBP组在对侧臂抬高过程中，相对EMG值增加的现象较为相符。

值得注意的是，在本研究中，约35%的对照组和50%的LBP组参与者均主观认为，触觉反馈有助于激活腰椎多裂肌，但实际上，腰椎多裂肌的活动反而是减少了。这一现象表明，上述参与者对触觉反馈的主观感知与其实际情况存在脱节，尤其是LBP患者更为明显。我们认为，这可能是一种“霍桑效应”[7]，因为参与者被告知了研究的目的，这可能会使他们对触觉反馈效应的感知产生偏差。

总之，本研究结果显示，无论是常人抑或LBP患者，触觉反馈对其腰椎多裂肌活动均具有抑制作用，甚至可能降低预期的治疗效果。但本文样本术较少，尚需更深入的研究进行佐证，如轻拍或深触等其他形式触觉反馈对肌肉募集能力的影响等[8]。