脊柱手法治療改善運動員本體感覺缺陷機制探討

鄭尉張冰David BellinJohn Downes李鵬張展嘉

1清華大學體育部（北京100084）

2美國生命大學脊骨神經(jīng)醫(yī)學學院，瑪麗埃塔，美國，30060

脊柱手法治療改善運動員本體感覺缺陷機制探討

鄭尉1張冰1David Bellin2John Downes2李鵬2張展嘉1

1清華大學體育部（北京100084）

2美國生命大學脊骨神經(jīng)醫(yī)學學院，瑪麗埃塔，美國，30060

脊柱手法；本體感覺

運動員本體感覺缺陷（Proprioception Deficit）與運動損傷、運動表現(xiàn)都有著十分緊密的關系［1-4］。研究顯示，運動員全身性本體感覺缺陷的普遍性為63%～92%［5］。近年來，運動員受傷后單關節(jié)出現(xiàn)神經(jīng)肌肉控制水平下降的問題逐漸受到國外研究學者們的高度重視［6-8］。神經(jīng)肌肉控制的缺失會增加女性膝關節(jié)損傷的幾率［9］。此外還有文獻表明，檢測運動員的本體感覺能夠預測其傷病的發(fā)生，同時能夠影響其運動表現(xiàn)［10］。

正確掌握運動員本體感覺缺陷的發(fā)生機制及有效治療方法對于提高運動成績、減少傷病發(fā)生十分必要。脊柱手法治療（Spinal Manipulation Therapy，SMT）是脊骨神經(jīng)醫(yī)學（Chiropractic）學科重要的組成部分之一［11］，是一種通過將高速、低幅的作用力施加在脊椎關節(jié)組織上，從而改善神經(jīng)系統(tǒng)功能的非藥物治療方法［12］?！妒澜缧l(wèi)生組織脊骨神經(jīng)醫(yī)學醫(yī)師指南》（中文版）中對脊骨神經(jīng)醫(yī)學的定義為：“脊骨神經(jīng)醫(yī)學是一門關于神經(jīng)-肌肉-骨骼系統(tǒng)病癥及其對整體健康影響的診斷、治療和預防的醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)。它強調(diào)徒手操作技巧，包括關節(jié)的矯正和/或手法治療，尤其側(cè)重對關節(jié)錯位的調(diào)整”［13］。多年來，脊柱手法治療被廣泛應用于急性腰痛、頸痛和其他神經(jīng)肌肉紊亂癥狀的治療中。此外，脊柱手法治療也是幫助運動員傷病康復、提高運動表現(xiàn)和治療急性、慢性肌肉疼痛等的有效方法之一［14，15］。脊柱手法治療在國外廣泛應用于運動員的本體感覺恢復中，在我國卻應用較少。本文通過文獻研究，從感覺運動統(tǒng)合、軀體感覺統(tǒng)合及神經(jīng)肌肉控制等三個方面闡述脊柱手法治療的作用效果，為其改善運動員本體感覺缺陷、提高運動員的訓練質(zhì)量和運動表現(xiàn)提供理論依據(jù)，為教練員和運動員在日常訓練和比賽中的應用提供參考。

1　本體感覺缺陷的生物力學原理

Kevin等在對肢體檢測方法的研究中首次發(fā)現(xiàn)了全身神經(jīng)性缺陷［16］。肩關節(jié)損傷病人的穩(wěn)定性較差。在對左側(cè)慢性胸鎖關節(jié)“不穩(wěn)定”病人的研究中，其首先對下肢運動鏈進行了檢測。結(jié)果顯示，病人在完成足部抗阻背屈動作的過程中，右側(cè)相對左側(cè)更受限制，這與病人左側(cè)胸鎖關節(jié)形成了對側(cè)不穩(wěn)定。在對病人右側(cè)距小腿關節(jié)進行矯正后發(fā)現(xiàn)，在承重狀態(tài)下，病人左側(cè)胸鎖關節(jié)的不穩(wěn)定癥狀也隨之消失。以上結(jié)果為后續(xù)關于對側(cè)肢體功能障礙的關系及矯正手法的研究提供了基礎。

在下肢運動鏈檢測研究的基礎上，一系列關于上肢運動鏈的檢測也隨之展開［10］。通常情況下，雙側(cè)距小腿關節(jié)背屈不對稱的病人，對側(cè)肩關節(jié)也出現(xiàn)了功能障礙。這些病人大多數(shù)都無肩關節(jié)病史，但主訴有疼痛癥狀。這種上下肢肢體交叉的受傷或功能紊亂已被隊醫(yī)所認識，但其潛在的機制并不明確。

Panjabi等發(fā)表的文章中對脊柱的穩(wěn)定系統(tǒng)進行了研究［16］。圖1為脊柱的穩(wěn)定系統(tǒng)，包括三個子系統(tǒng)，即脊柱、脊柱肌肉和神經(jīng)肌肉控制單元。脊柱的功能體現(xiàn)在為人體提供力學上的穩(wěn)定支持，同時能夠通過機械感受器產(chǎn)生保持脊柱姿勢、活動、負荷等的換能信號。神經(jīng)肌肉控制單元通過產(chǎn)生肌肉不同的反應形式來激活和協(xié)調(diào)脊柱肌肉，最終保持肌肉力學上的穩(wěn)定性。

圖1　脊柱穩(wěn)定系統(tǒng)［16］

圖2為在正常情況下神經(jīng)肌肉的反饋通路。完整的機械感受器將換能信號傳遞至神經(jīng)肌肉控制單元，隨后通過將肌肉反應形式傳出以協(xié)調(diào)肌肉活動。肌梭和高爾基體以及韌帶的機械感受器均存在反饋通路，在正常工作條件下，反饋通路順暢且無不良后果產(chǎn)生。

圖2　正常神經(jīng)肌肉反饋回路［16］

在圖3中，“信號干擾”在一定時間內(nèi)能夠改變肌肉的反應形式和產(chǎn)生不良后果。損傷的機械感受器將干擾信號傳遞至神經(jīng)肌肉控制單元。這時，人體預期的空間信號和時間信號與實際不符，因此也就產(chǎn)生了肌肉系統(tǒng)的功能紊亂和錯誤的肌肉反應形式，從而導致不良后果，例如韌帶、機械感受器、肌肉等的高張力、高壓力甚至損傷，還可能導致肌肉疲勞、小關節(jié)面負荷過重等。以上這些異常的情況能夠產(chǎn)生神經(jīng)和韌帶的炎癥，積累一定時間后就很可能導致慢性背部疼痛。這個多關節(jié)的假說融合了Lephart、Henry和Fu等人的單關節(jié)假說［17，18］及Panjabi的模型［16］，即通過神經(jīng)肌肉控制水平的下降而表現(xiàn)出來的全身性本體感覺缺陷。

圖3　韌帶損傷后的子損傷［16］

2　脊柱手法治療后的感覺運動統(tǒng)合改變

感覺運動統(tǒng)合（Sensorimotor Integration，SMI）是指神經(jīng)系統(tǒng)對機體傳入信息的協(xié)調(diào)以及對運動系統(tǒng)控制運動的整合［19］。感覺運動統(tǒng)合方面的大量研究能夠為運動障礙、疲勞性損傷和其他骨骼肌肉損傷等患者選擇適宜的治療手段和方案提供依據(jù)［20］。脊柱手法治療中適宜的力度和幅度能夠刺激關節(jié)和肌肉中的本體感受器，因此脊柱手法治療常被用作改善感覺運動功能的方法之一［21］。

一些利用體感誘發(fā)電位（somatosensory evoked potentials，SEPs）方法的研究表明，對頸椎功能紊亂區(qū)域的手法治療能夠改變軀體感覺處理過程（somatosensory processing）和上肢傳入信息的早期感覺運動統(tǒng)合（early sensorimotor integration of input from the upper limb）［22］。此外，Murphy等［23］對頸部功能障礙的患者進行脊柱手法治療，同時利用體感誘發(fā)電位、經(jīng)顱磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation，TMS）、肌電圖（Electromyography，EMG）等手段測量治療前后神經(jīng)生理方面的改變，結(jié)果顯示，受試者的動作學習能力有了顯著的提高，同時小腦對動作學習任務的抑制水平明顯下降。

3　脊柱手法治療后的軀體感覺統(tǒng)合改變

對傳入信息的早期感覺統(tǒng)合是典型感覺運動統(tǒng)合的主要部分。相鄰神經(jīng)在脊柱、腦干、大腦皮質(zhì)等軀體感覺系統(tǒng)中的傳入信息的相互作用及整合，可以通過特殊的體感誘發(fā)電位標準進行測量。體感誘發(fā)電位包含一系列能夠反映軀體感覺通路功能的電波，包括對周圍神經(jīng)的刺激以及記錄軀體感覺皮質(zhì)活動的電極等［24］。例如，將同時刺激兩條周圍神經(jīng)后獲得的脊柱、腦干和皮質(zhì)體感誘發(fā)電位幅度與分別刺激這兩條神經(jīng)后獲得的電位幅度總和相比較［25］，在健康受試者中，兩側(cè)傳入（dual input）產(chǎn)生的體感誘發(fā)電位幅度要小于分別刺激相同神經(jīng)后獲得的電位幅度的總和。這種感官過濾（sensory filtering）是個體中樞神經(jīng)系統(tǒng)對多重周圍信息傳入的抑制或削弱，主要是本體感覺的傳入。同時，這也能反映出一種“環(huán)繞式抑制（surround-like inhibition）”，即在健康個體中，通過抑制周圍區(qū)域的傳入過程，保持高刺激狀態(tài)，形成對比。在軀體感覺系統(tǒng)中，類似的抑制可以使得機體在接受刺激的同時分離這些刺激并對其進行相應處理［26］。利用兩側(cè)周圍神經(jīng)刺激體感誘發(fā)電位的兩項研究均證實，通過手法治療頸神經(jīng)功能紊亂能夠增加對本體感覺傳入的“環(huán)繞式抑制”［27，28］。

此外，有研究對肢體麻痹患者脊柱手法治療前后第一骶神經(jīng)根和多裂肌的肌電活性進行測量［29］，結(jié)果表明脊柱手法治療能夠?qū)ι窠?jīng)和肌肉的活性產(chǎn)生一定的影響，能夠在一定范圍內(nèi)影響神經(jīng)元的神經(jīng)生理機制［30］。

4　脊柱手法治療后的神經(jīng)肌肉控制改變

當機體進行身體運動時，例如扔球，中樞神經(jīng)系統(tǒng)會在上肢移動之前動員很多軀干肌肉，主要是為了在整個扔球過程中保持姿勢的穩(wěn)定性，此過程被稱為“前饋動員（feed-forward activation，F(xiàn)FA）”。已有研究表明，慢性腰痛患者有前饋動員的延遲，這會影響姿勢的穩(wěn)定性。Murphy等研究發(fā)現(xiàn)，骶髂關節(jié)（sacroiliac joint，SIJ）的治療可以影響反射應激性（reflex excitability）［31］。

在慢性頸痛患者中同樣也可能發(fā)生運動損傷。在潛伏性和外傷性頸痛中，患者在走路或站立時均會出現(xiàn)頸部屈伸功能障礙和明顯的姿勢性紊亂［32］。這些受試者頸部肌肉本體感受器的敏感度變化與姿勢性的（例如運動控制）的紊亂有關［33］。中樞神經(jīng)系統(tǒng)本體感覺傳入的紊亂程度以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)根據(jù)運動需求處理、分析和傳遞傳入信息的方式?jīng)Q定著受試者完成更大難度的平衡任務的程度［34］。因此，亞臨床癥狀或慢性頸痛患者在接受脊柱手法治療之后，中樞本體感覺信息的處理得到了改善，這是高速、低幅脊柱手法治療可以改善功能和降低病情長期性、復發(fā)率的原理之一［35］。在高速、低幅脊柱手法治療之后，皮質(zhì)軀體感覺處理過程、感覺運動統(tǒng)合、運動控制等方面的變化可能會影響中樞本體感覺傳入處理過程的變化［36，37］。

脊柱手法治療雖已在國外廣泛應用于運動員的本體感覺恢復中，但今后尚需大量的定量和實證研究進一步探索脊柱手法治療對運動員本體感覺缺陷的治療效果。

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2014.10.20

鄭尉，Email：zhengwei1020@126.com