羽丰康复-02-:13
塔尼亚L丰塔纳、卡罗琳A理查森和沃伦R斯坦顿
腰痛(LBP)患者通常表现为腰盆区域本体感觉受损。出于这个原因，本体感觉训练通常是康复方案的一部分。已开发出可产生全身低频振动(WBV)的新型运动设备，以改善肌肉功能，据报道可改善本体感觉。这项初步研究的目的是调查与WBV一起进行的负重运动是否会影响健康个体的腰骶位置感。为此，将25名没有LBP的年轻人随机分配到实验组或对照组。实验组在保持静止的半蹲姿势时接受五分钟的WBV。对照组采用相同的负重姿势，时间相同，但没有振动。二维运动分析系统测量站立时骨盆倾斜的重新定位精度。实验(WBV)组表现出随着时间的推移，重新定位精度有了显著提高（平均0.78度），提高了39%。得出的结论是，当与负重运动相结合时，WBV可能会提高腰骶部重新定位的准确性。未来的WBV研究应侧重于评估其对不同类型运动的影响、最佳结果所需的运动时间以及对LBP患者本体感觉缺陷的影响。
关键词:腰骶椎,本体感觉,全身振动,二维运动分析,康复,腰痛
介绍
在西方国家，腰痛（LBP）是一个主要的医疗保健问题。那些承担大部分个人和经济成本的人是那些遭受反复慢性疼痛的人。众所周知，腰痛患者在腰骨盆区域的运动控制（功能障碍）发生了改变，并且随着各种测量该区域本体感觉的方法被设计出来，越来越多的证据表明本体感觉也受损。本体感觉的丧失会导致神经肌肉功能障碍，并可能导致腰痛患者的节段稳定性变差，这可能导致受伤或进一步受伤的风险增加。因此，要有效治疗腰痛患者，本体感觉训练通常被认为是康复锻炼计划的重要组成部分。
物理治疗师和其他医疗保健专业人员面临的挑战是选择最佳运动方法来有效地重新训练LBP患者的本体感觉。在踝关节受伤后广泛用于重新训练本体感觉的一种方法是在平衡板上进行负重锻炼。重要的是，这种方法不仅改善了脚踝的肌肉力量和本体感觉，还改善了包括膝盖、臀部和下肢在内的其他关节脊柱。因此，平衡板和不平整的表面与运动技术结合使用，已被用于治疗LBP患者。
技术进步导致了一种新形式的运动锻炼表面的发展，它使用机械振动，被称为低频全身振动（WBV）。该运动平台的振动频率在1到50Hz之间，最初是由欧洲的生物力学工程师开发的，用于太空计划，以防止宇航员的骨密度变化。最近，它已演变成一种锻炼设备，可根据所需的结果在振动平台上进行特定锻炼。包含WBV的锻炼计划目前正在运动、老年病学和康复领域进行测试。
WBV对肌肉功能的有益作用在很大程度上是通过对单个肌肉的研究得出的。大多数研究人员认为，振动可以提高肌肉的力量、爆发力和柔韧性，但也同意这些变化可能是肌肉中本体感受器振动的结果。该领域的神经生理学研究集中于手持振动装置对特定肌肉中肌梭活动的影响。RibotCiscar等人的研究提供了关于肌腱振动如何激发肌腱初级末端的信息。肌梭并因此诱导反射性肌肉收缩以帮助改善肌肉功能（即可以促进或抑制肌肉）。它还可能导致本体感觉受到干扰，并且当眼睛闭上时，会产生运动错觉。振动对肌梭机制影响的复杂性通过可能产生的许多不同的肌肉反应突出显示，这取决于振动的参数。例如，振动时间似乎是疲劳发展的一个重要因素。据报道，WBV的有害影响，包括腰痛的发展，已经在职业环境中随着长时间的振动而得到证实。此外，最近关于通过身体不同部位传递振动的研究表明，传递如何取决于身体位置以及不同身体部位的共振频率。振动的影响已被证明取决于肌肉本身的特性，例如肌肉的“首选感觉方向”，肌肉是放松还是收缩，位置是否保持（静态）或与运动相关，肌肉是否缩短或延长，以及关节周围所有肌肉的综合作用。与单一肌肉刺激相比，WBV的使用涉及到身体的大部分应用。Roll等人将振动应用于整个身体和坐着的受试者的腿，并得出结论认为振动作用于“外部和本体感受器，而不是前庭器官”。在站立的情况下，振动不仅会影响许多肌肉和肌腱，还会影响关节结构。这可能意味着通过本体感受关节机械感受器产生额外的有效感觉运动效应。此外，Johansson等人发现关节机械感受器的激活和伽马传出体的刺激（以使纺锤体敏感）之间存在密切关系，这会导致肌肉“僵硬”和关节稳定性的增加。这也可能是理解WBV增强本体感觉的复杂方式的一个重要因素。
因此，从神经生理学研究可以看出，WBV可能对改善本体感觉最有用，尽管复杂的机制不允许就振动的理想参数或可达到最佳效果的理想姿势和锻炼做出决定。作为起点，基于Rittweger等人使用的运动变量进行了一项试点研究。这些研究人员将WBV与闭链（负重）运动结合使用，成功地减轻了LBP患者的疼痛。疼痛减轻的原因尚不清楚。肌肉力量没有提高，但是没有测量本体感觉。基于这项研究，目前的试点研究使用18HzWBV，单次持续时间为5分钟（代表Rittweger等人使用的平均时间）。由于腰痛患者腰盆区域肌肉可能出现运动控制功能障碍，以及与WBV相关的许多振动和运动变量，这项初步试验是在正常受试者身上进行的。因此，本实验的目的是确定是否有五个分钟的低频WBV将改善健康个体的腰骶位置感觉。如果负重运动与WBV结合使用可以改善位置感，它可能成为辅助腰骶本体感觉训练的重要方式。
方法
受试者研究样本由25名个体组成，年龄在19-21岁之间。所有志愿者都是从学生群体中招募的。14名参与者（4名男性，10名女性）被随机分配到实验组，11名参与者（4名男性，7名女性）被随机分配到对照组。个人在参与研究之前完成了Baecke习惯性活动问卷(Baeckeetal)，以确保他们都有平均身体水平（40-60分）。全身振动的排除标准包括妊娠、急性血栓形成、心脏或循环系统疾病、新鲜伤口、人工关节或身体部位、脊柱病理学、糖尿病、癫痫、急性偏头痛、急性炎症、起搏器或肿瘤。对于这个项目而言，重要的是，如果参与者有腰痛或任何神经系统疾病（前庭疾病或脑外伤）、内耳感染、或听力损失，这可能会影响平衡和本体感觉。昆士兰大学医学研究伦理委员会批准了这项研究。在测试之前，每个参与者都被告知程序并给予知情同意。仪器和测量为了测试WBV对腰盆区域本体感觉的影响，需要一种有效的本体感觉测试方法。被认为适合测试关节本体感觉的技术类型是对侧关节角度匹配的准确性或在没有视觉帮助的情况下在空间中重新定位的肢体节段。本研究利用Brumagne等人(a)描述的方法通过在没有视力的情况下重新定位骨盆来测量腰骶部的位置感。使用Fastrak的腰骶部重新定位测量腰骶部重新定位测试涉及在不使用视觉的情况下将骨盆重新定位到前面或后面的标准位置。Brumagneetal(a)方法的修改版用于标准受试者位置和腰骶部重新定位。使用3-DSpaceFastrak系统a测量腰骶姿势的变化。这种可靠的电磁测角仪能够准确检测三个维度的关节位移，尽管本研究仅使用了二维分析。用双面胶带将Fastrak传感器粘附在右侧髂前棘上，并将电磁源置于骶骨后方25cm的垂直平面内（见图1）。X轴的坐标代表矢状生理运动，是本研究的主要兴趣所在。兼容的Fastrak软件确定了连接到髂前上棘的传感器相对于电磁源的腰骶角位移（度数）。该软件还计算了传感器在尝试匹配标准位置时的角度变化（重新定位误差）。这种设置遵循了使用Fastrak的常规预防措施。使用低频的全身振动，涉及双脚交替振动，而不是垂直平移（如在一些其他WBV模型中）。可用的频率为1-50Hz，振幅变化取决于脚是放置在振动平台的中心（振幅减小）还是放置在振动平台的外部（振幅更高，10mm）。在这项研究中，频率设置为18Hz。参与者被放置在平台上，膝盖略微弯曲，腰椎轻微过度前凸，耳垂与脚后跟垂直，视线水平。双脚分开放置，以便跨越平台的整个宽度。程序同一位研究人员自始至终指导调查，使用标准化协议以确保该测试-再测试设计的一致性。参与者通过计算机化的随机数字列表被随机分配到对照组或实验组。参与者穿着简约的服装，每个人的程序都是相同的。通过触诊确定右髂前棘的位置，并将传感器放置在适当位置。在腰骶部重新定位测试中，参与者被要求站在相距25厘米的标记上。受试者在进行骨盆旋转时保持直立姿势。参与者以自然姿势站立约五秒钟，这被指定为中立位置。骨盆倾斜10次作为测试前的热身。骨盆前后旋转直到感觉到最初的阻力。测试的预定位置是在受试者主动骨盆倾斜期间随机选择的（基于先前检查的运动范围）。该标准位置不在范围的极端，而是在骨盆前倾区或后倾区。受试者被蒙住眼睛以消除视觉输入。接下来，骨盆前后旋转两次。然后尝试从中性位置再现标准位置。这个位置一直保持到从计算机显示器在线记录角度。相同事件序列再重复两次，而受试者被蒙住眼睛。这三个测量值是第一次预测试的重新定位错误分数的平均值。重新定位误差由标准与所有试验的匹配位置之间的差异（以度为单位）确定。15分钟后，在设备与对象分离然后重新连接后，进行了第二次预测试。重新定位任务的口头指示是：“以舒适的姿势站直，这是您的中立位……从您的中立位开始，将您的骨盆向前摇动，然后尽可能向后摇动，10次……我现在将您的骨盆移动到向前或向后的位置。你必须记住这个位置，因为稍后你需要回到它从你的中立位置，首先将你的骨盆完全向前然后向后摇动，两次。然后回到那个位置，告诉我你什么时候到达它并保持它直到我说放松。测试后，要求实验（运动）组在等长、闭链位置站立5分钟。如果参与者感到不安全，则会短暂使用手杆，直到恢复平衡。对照组要求在伽利略上以相同姿势站立五分钟；但是机器没有打开。然后重新测试受试者的腰骶部重新定位以计算测试后重新定位误差（三个测量的平均值）。统计分析使用社会科学统计软件包(SPSS10.0)进行分析。对重新定位误差的因变量进行了双向混合设计方差分析。对于分析，取两次预测试的平均值以提供稳定的测量结果。“时间”是重复测量（前测和后测），而组（实验和对照）和骨盆定位方向是自变量（受试者间因素）。Baecke习惯性活动问卷的分数作为协变量输入到分析中。
此外，计算了负和正符号重新定位误差（低于或超过标准位置）。为了确定受试者是否喜欢低于或超过正负符号值的比例。
结果
分析的主要结果是“时间”和“组”之间的显著交互效应（F(1,20)=8.62，p=0.)。五分钟低频，全身振动导致绝对平均重新定位误差降低，重新定位精度提高了39%或0.78度。然而，对照组的重新定位精度降低了42%或0.55度。在后测中，实验组相对于对照组的净比例收益为53%。总之，WBV克服了保持静态姿势的负面影响，并进一步提高了0.23度。“方向”没有显著影响（F(1,20)=0.43，p=0.84）。六十-6%的参与者将骨盆重新定位在后方向低于目标位置p=0.01）。重新定位的准确性不依赖于骨盆的前部或后部重新定位（p=0.09）。站立时骨盆倾斜的平均活动范围为23.6度（95%CI18.5至28.7）。基线条件的总体绝对平均重新定位准确度为1.73度（95%CI0.31至3.15）。图2显示了组和试验之间的显著关系。
讨论
在这项研究中，单次5分钟的WBV(18Hz)与静态闭链运动相结合可改善腰骶本体感觉。这是一个重要的初步发现，有两个原因。首先，WBV对腰盆本体感觉的影响以前没有得到证实，其次，受试者在运动的同时接受了如此少量的WBV。此外，这些结果为什么Rittweger等人在12周的治疗中发现慢性腰痛患者的疼痛缓解和功能改善提供了可能的解释。这些积极的影响可能是增加本体感觉的结果，因此改善了腰盆区域的肌肉协调性。被认为可靠和稳定的测试方案的可重复性使我们能够证明没有腰痛的健康个体的本体感受敏锐度水平的个体差异。25名受试者中有4名在再现某些姿势方面明显较差。个体之间的这些差异可能部分反映了前庭器官和认知过程，包括判断、决策和注意力。它也可能反映不同的身体健康水平。然而，使用Baecke习惯问卷已尽一切努力确保所有参与者的平均身体活动水平。
另一个有趣且重要的发现是，向后重新定位的参与者始终低于目标位置。在其他振动研究中报告了低于和超过目标的情况。先前使用手持式振动器（80-Hz）的振动研究表明，当重新定位到中性，在肌腱振动期间发生下冲。相反，另一项类似的研究表明，在振动刺激后，参与者超过了标准位置。振动的影响是复杂的，确定在向后重新定位骨盆时发生这种下冲的原因超出了本研究的范围。这项试点研究的局限性在于缺乏对一种非常新的锻炼工具的事先调查。出于这个原因，运动处方可能不是最佳的。此外，本体感觉的测量是一个复杂的测试过程，通过重复预测试中使用的任务可能会出现熟悉情况。本研究中使用的站立测试也取决于受试者的平衡和身体摇摆。
诸如排除可能平衡能力差的受试者、确保熟悉测试和反复测试本体感觉等策略被用来控制测试中的这个变量。基线差异，可能是小样本组分配的结果，可能会限制研究结果的普遍性，但实验组的改进程度表明需要进行更大样本量的研究。
总体而言，该试点试验的结果表明，5分钟的低频WBV阻滞可迅速提高腰盆区域的本体感受能力。运动处方的许多方面需要进一步评估。为了获得最佳结果，未来的研究应考虑许多姿势和运动变量，包括单次运动的持续时间和运动应用的频率，以及振动参数的细节。将振动锻炼纳入治疗需要谨慎，因为众所周知，长时间的高频振动会对肌肉产生不利影响，尤其会增加疲劳，并且在某些情况下会导致本体感觉障碍。
未来关于使用WBV进行腰痛患者康复的临床研究应包括腰盆部本体感觉的结果测量，以评估疼痛缓解与本体感觉水平可能改善之间的关系。