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下腰痛的生物力学特点及康复发表时间：2019-08-22T15:16:42.640Z 来源：《基础教育课程》2019年8月16期作者：李衍昊[导读] 腰腹肌的稳定性对于下腰痛预后有着重要的作用。
李衍昊（天津体育学院天津 300381）摘要：下腰痛为临床常见病, 尽管其病因复杂, 但生物力学的改变始终是一重要原因, 下腰椎及其周围组织的生物力学改变无可避免地导致组织病理、生化、解剖等方面的问题, 并互为因果,导致下腰痛迁延难愈和反复发作。
椎间盘力学特性的改变、椎间盘退变以及椎间盘的突出等与下腰痛的发生直接相关;脊柱运动环节中小关节突生物力学特点的改变, 后关节紊乱及由此而引起的不稳定因素对于下腰痛的发生发展, 以及预后都有着重要的影响, 此外, 腰腹肌的稳定性对于下腰痛预后有着重要的作用。
关键词：下腰痛；小关节；后关节紊乱；椎间盘突出中图分类号：G626.5 文献标识码：A 文章编号：ISSN1672-6715 （2019）08-188-011.腰椎间盘生物力学特点及其与疼痛的关系1.1椎间盘力学特性的改变椎间盘维持着中轴骨髂的正常功能, 通过相邻的椎体来稳定脊柱并维持其排列。
椎间盘允许椎骨间相互运动, 从而使脊柱具有柔韧性, 同时还可以吸收分布到脊柱上的纵向载荷和能量, 其结构决定了它具有这多种功能[1]。
1.2椎间盘退变与疼痛一些资料提示椎间盘退变引起腰痛可能有以下三种机制:(1)椎间盘结构和生物力学特性的改变,使神经末梢敏感的介质的释放和神经血管向退变椎间盘内生长;(2)椎间盘结构和生物力学特性的变化引发了椎体、椎间关节、脊柱韧带及肌肉的受力和排列的改变;(3)椎间盘对所承受的负荷进行吸收和分散的能力降低。
这些改变可以导致对骨髂、脊柱韧带、关节囊和肌肉的神经末梢刺激性增加。
由于改变脊柱的生物力学功能和椎间关节的排列, 椎间盘退变的远期结果可引发或/和加速椎间关节骨关节炎的进程。
1.3椎间盘突出与疼痛临床研究表明椎间盘突出和疼痛的关系非常复杂。
收稿日期:2003-04-10;修订日期:2003-06-08作者简介:胡永善(1948-),男,江苏籍,主任医师,教授,博士生导师研究方向:运动的中枢性控制与周围性影响的研究 专家笔谈下腰痛的生物力学特点及康复胡永善(复旦大学附属华山医院康复医学科,上海 200040)摘要:下腰痛为临床常见病,尽管其病因复杂,但生物力学的改变始终是一重要原因,下腰椎及其周围组织的生物力学改变无可避免地导致组织病理、生化、解剖等方面的问题,并互为因果,导致下腰痛迁延难愈和反复发作。
椎间盘力学特性的改变、椎间盘退变以及椎间盘的突出等与下腰痛的发生直接相关;脊柱运动环节中小关节突生物力学特点的改变,后关节紊乱及由此而引起的不稳定因素对于下腰痛的发生发展,以及预后都有着重要的影响,此外,腰腹肌的稳定性对于下腰痛预后有着重要的作用。
可见下腰痛的康复治疗必须立足于下腰椎及其周围组织的生物力学改变和变化。
关键词:生物力学;下腰痛;小关节;后关节紊乱;椎间盘突出中图分类号:R681 53 文献标识码:A 文章编号:1005-7234(2004)02-0073-03前 言下腰痛为临床常见病,尽管其病因复杂,但生物力学的改变始终是一重要原因,下腰椎及其周围组织的生物力学改变无可避免地导致组织病理、生化、解剖等方面的问题,并互为因果,导致下腰痛迁延难愈和反复发作,因此,有必要重温一下下腰痛生物力学的一些特点,并制定相应的康复对策。
1 腰椎间盘生物力学特点及其与疼痛的关系1 1 椎间盘力学特性的改变椎间盘维持着中轴骨髂的正常功能,通过相邻的椎体来稳定脊柱并维持其排列。
椎间盘允许椎骨间相互运动,从而使脊柱具有柔韧性,同时还可以吸收分布到脊柱上的纵向载荷和能量,其结构决定了它具有这多种功能[1,6,7]。
椎间盘的生物力学功能不仅仅取决于纤维环和髓核,也取决于软骨终板。
正常椎间的力学功能可总结如下:髓核在静态载荷下主要作为一种液体产生较大的流体静力学压力。
下背痛康复提纲椎间盘生物力学深度剖析下背痛产生的根源——进化论与下背痛核心部位解剖与核心稳定性下背痛治疗与康复循证科学观点常见下背痛典型症状与表现下背痛康复思路与方法主要参考文献science and practice of strength training，second edition作者：扎齐奥尔斯基，前苏联莫斯科中央体育学院教授，期间在1976‐1982年为前苏联国家队科技服务而获得苏联国家金质奖章，后去美国宾夕法尼亚州立大学腰扭伤（70%）椎间盘和关节突关节因老年致退变（10%）椎间盘突出（4%）椎管狭窄（2%）骨质疏松致压缩性骨折（4%）椎体滑脱（2%）外伤骨折（<1%）先天性疾病（<1%）重症驼背、重症侧弯伴椎体旋转椎关节强直椎间盘性疼痛椎体不稳1、机械（力学）性腰痛97%2、非机械（力学）性（约1%）肿瘤（0.7%）多发性骨髓瘤，转移癌淋巴瘤和白血病脊髓肿瘤腹膜后肿瘤原发性脊柱肿瘤感染（0.01%）骨髓炎化脓性间盘炎椎旁脓肿硬膜外脓肿带状疱疹炎性关节炎（含强直性脊柱炎）（0.3%）强直性脊柱炎银屑病性脊柱炎Reiter病（非淋病性关节炎、结膜炎、尿道炎）炎症性肠道病Scheuermanns病（骨骺病）Paget病（变形性骨炎）3、内脏病2% 盆腔病前列腺炎子宫内膜异位慢性盆腔炎肾脏病肾结石肾盂肾炎肾周围脓肿主动脉瘤胃肠病胰腺炎胆囊炎溃疡穿孔腰痛发病率根据流行病病学调查，80%的成年人下背区域发生过急性或慢性疼痛下背痛在不能工作的原因中占第1或第2位，仅次于上呼吸道感染占到所有运动损伤的44%‐50%脊柱过度负荷是引起下背痛综合征的主要原因但是，不少顶级的举重或划船运动员尽管强加在腰部的负荷很大，但他们并没有脊柱的问题，适当的运动技术和基本良好的训练形式提供了防止下背痛综合征的可靠保证虽然下背痛情况复杂，大量的间接数据表明椎间盘的变化通常是疼痛开始的原因下背痛损伤可能是由于运动控制的失败，这时激活稳定躯干肌肉比必要的要晚椎间盘椎间盘的生物力学特征椎间盘是由纤维环和胶冻状的髓核所组成，在年轻人中，髓核包含多达85%的水，并且静水压起作用静水压就是指液体所产生的压强，生理学上的静水压就是机体某部位积聚的液体对其周围组织产生的压强但随着年龄增长，椎间盘中水分容量逐渐减少，静水压则不起作用当椎间盘受到垂直载荷，作用于髓核的压力是作用在椎间盘表面压强的1.5倍当发生水平压强时，椎间盘里面展开，该力达到纤维环表面的力是原来的4到5倍在一个垂直载荷作用下，椎间盘的力学强度是适当的但在实际生活中，载荷垂直地作用在脊柱上的情况并不多见，因为脊柱是有生理弯曲的从生物力学分析中，躯干弯曲或扭转时，人们最容易受伤，因为在这种情况下，作用在椎间盘上的压力来源方向不仅仅是垂直方向，影响椎间盘的机械负荷很大在脊柱倾斜期间，髓核向反方向移动，纤维环突出，这可能就会引起压迫脊髓神经根并产生疼痛的感觉影响椎间盘的机械负荷椎间盘受到碰撞和静载荷的影响体操下法、跳、跑的落地动作使身体受到碰撞载荷，震动波扩展到脊柱在正常走中，骨盆部位和在头上的加速度大小之间的差距是0.5‐1G，脊柱在每一步中必须吸收1个大小相似的震动在高山跳雪中，落地瞬间在骨盆部位的加速度超过10G因此，落地脊柱遭受了罕见的大负荷落地期间减少碰撞的因素支撑表面的性质鞋的性质足和膝关节的阻尼性质（下背痛的人，这些性质通常会减少）落地的缓冲技术：使用柔软的落地技术，会使受到的碰撞力急剧减少，有经验的运动员落地期间，只有0.5%的身体动能消耗在身体组织的形变上，在一个硬落地，形变能量占身体机械能的75%，差别到150倍优秀的芭蕾舞演员的落地方式用直腿和足跖屈落地后立即屈膝可以避免硬落地作用在椎间盘上的静载荷以最简单的直立姿势为例：身体重量作用在第四腰椎上的前面（而非椎间盘），重量的一个转动力矩引起身体前倾，为了消除倾斜，竖脊肌用力抵消该力，竖脊肌靠近转动中心，根据力矩原理，所以肌肉要产生很大力，这个力有时超过正在上举的负荷和身体体重，引起椎间盘压力剧烈增加这就是为什么孕妇会有腰痛在不同情况下作用在L3上的力不正确深蹲会明显增加对于椎间盘的压力腹内压的作用深蹲负重80公斤时，在腰椎上的负荷超过1000公斤，这实质已经超过他们的机械强度，但运动员可以举起比这个重的多的重量而不出现伤害这是因为有训练基础的人个体解剖结果有巨大的强度这主要是因为腹内压升高而出现的内部支撑作用，这可以减少20%的椎间盘压力，极端情况下可减少40%腹内压是在腹壁上的肌肉、肋间肌和膈肌的活动产生直膝硬拉与屈膝硬拉腹内压在肩上负重和力量（从载荷到肩关节的距离）增加时，腹内压的变化腹内压是与相对于通过椎间盘的转轴的力矩成正比（但并不予所产生的或与所举起的重量成正比）根据力矩原理，某些技术的变化比其他更危险随着举起最大重量的能力的增加，腹内压增加，并促使影响脊柱的机械负荷的减少预防腰部损伤为了预防腰部脊柱损伤或减小这些损伤的后果，必须要最大限度地减少落在腰部脊柱上的负荷并增强腰部肌肉（产生一个“肌肉紧身衣”）人们在腰部肌肉的发展程度和他们可以承担最大负荷的大小方面都是显著地不同，因此，在实践中预防措施应该是严格个性化的几个重要的指导意见：使用减少脊柱负荷的专门设计的器械；正确姿态和增进柔韧性；使用康复程序训练腰部肌肉力量肌肉力量薄弱和非匀称发展的人，例如腹壁肌肉薄弱的人下背痛发生得更为频繁除了增强竖脊肌以外，运动员更应该训练腹壁肌肉（不仅是腹直肌、而且是腹横肌、腹内外斜肌）以及背部多裂肌由于目标是形成“肌肉背心”，所以练习时复杂的，同时要预防在增强竖脊肌的过程中脊柱过载，必须要极其谨慎小心训练腹壁肌肉我们首先分析在一个卧姿中强加在椎间盘上的载荷，对于一个仰卧两腿伸直的人来说，落在椎间盘的负荷不是很大，约为体重的35‐40%这主要是由于髂腰肌有关，它显然是在外部保持腰部脊柱的前凸作用在屈髋屈膝时，髂腰肌缩短，其拉力减为0，椎间盘上压力减少，病人疼痛通常会消失腹壁肌肉的训练分成两组：躯干固定的举腿和仰卧起座在仰卧位举腿这个练习时通过髂腰肌和股直肌来实现的，腹直肌只有在腿举到足够高时才开始用力。
综述报告|ZONGSHUBAOGAO令下背痛生物力学研究进展Review of Low back Pain Biomechanics赵梦园Zhao Mengyuan摘要：下背痛是常见的、给社会造成严重经济负担的肌肉骨骼疾病。
从生物力学角度出发，浅析腰椎损伤常见原因，下背痛患者正常活动、妊娠下背痛、下背痛患者治疗中的生物力学。
关键词：下背痛；生物力学;腰椎Abstract:Low back pain is a common musculoskeletal disease that causes severe economic burden to society.From the perspective of biomechanics,this study analyzes the common causes of lumbar injury and thebiomechanics in normal activities,low back pain in pregnancy and the process of treatment.Key words:low back pain；biomechanics；lumbar spine中图分类号:G804文献标识码:A文章编号：1005-0256(2020)02-0157-2doi：10.19379/ki.issn.1005-0256.2020.02.069下背痛是最常见的肌肉骨骼疾病之一，给社会造成严重的经济负担，影响患者的正常生活,甚至对心理造成影响⑴。
下背疼痛的机理难以完全阐明，腰椎及相关的肌肉生物力学的改变与下背痛的发生密不可分，本文从生物力学角度出发，浅析腰椎损伤常发生机制，下背痛患者正常活动、妊娠下背痛和矫形鞋垫治疗中的生物力学。
1腰椎功能解剖腰椎由短的负重椎体和一个神经弓组成,该神经弓围绕骨板包绕脊髓，椎体承受来自与脊柱轴线的大部分压力，而神经弓保护脊髓并为肌肉和韧带提供附着点，相邻的椎体由椎间盘分隔开，椎间盘由纤维环和髓核构成,椎间盘的存在使得椎骨之间运动更为灵活，并将负荷均匀分布到椎体上⑵O2常见腰椎损伤机制2.1力的压迫“压缩”负荷作用于脊柱的长轴,垂直于椎间盘，主要由背部和腹部纵向肌肉的张力引起。
必看腰⽅肌功能解剖及与下背痛关系腰⽅肌的功能解剖腰⽅肌quadratus lumborum呈长⽅形,在功能解剖上被视为腹肌后群，位于腰⼤肌外侧,它向下连结髂腰韧带(起⾃L5横突横向分散到髂嵴后上部，髂腰韧带起源于20岁前的不成熟的腰⽅肌肌纤维，仅存在于具有直⽴姿势的动物中)、髂嵴后份,向上⽌于第12肋内侧半和L1-L4横突末端。
⽀配腰⽅肌的神经是从腰丛分出的L1-L4的脊神经⽀配。
图1 腰⽅肌的位置图2 腰⽅肌前⾯观图3 腰⽅肌后⾯观图4 ⽰腰⽅肌与髂腰韧带(⽩⾊)的关系腰⽅肌的作⽤1.下降第12肋。
2.双侧收缩:(1)伸直腰部(⼒线通过L3冠状轴后3.5cm处);(2)垂直稳定腰椎,包括腰骶关节。
3.单侧收缩时：腰⽅肌有很有效的⼒矩可侧弯腰椎区域。
4.腰⽅肌进⾏躯⼲⾃转的潜⼒却很⼩。
5.脊髓损伤患者(L1或以下者)⾛路时,会⽤这条肌⾁来协助⾛路，因此腰⽅肌也常被称为「提髋肌」。
他们会将⾻盆的单侧提⾼以使整只下肢可以离开地⾯来进⾏下肢的向前摆动。
6.腰⼤肌和腰⽅肌都垂直于腰椎椎体的两侧。
这些肌⾁进⾏强⼒的双侧收缩时,能够提供绝佳的垂直稳定性以稳定整个腰椎和L5-S1关节。
因此腰⽅肌损伤或⽆⼒等原因会导致腰椎不稳定⽽产⽣下背痛。
图5 腰⽅肌的功能图6 L3⽔平断层模式图(横突两侧为腰⽅肌，腰⽅肌前为腰⼤肌，棘突两侧为多裂肌，多裂肌再往两侧为竖脊肌)下背痛的定义下背痛(low back pain;LBP)泛指肋⾻以下臀部褶(gluteal fold)位置的痛、酸或不舒服，从⾻骼结构看包括腰椎与⾻盆。
下背痛是⾼盛⾏率⾼发率的⼀种症状,有70%的⼈在其⼀⽣中可能发⽣严重的下背痛。
8⾄9成的病⼈会在6周内症状缓解，但也容易反复复发,疼痛持续超过3个⽉以上定义为慢性下背痛(chronic low back pain;CLBP)。
腰⽅肌的损伤脊柱侧弯或腰椎前凸过多脊柱侧弯的病⼈⼀般都有⼀侧腰⽅肌会较短，原因是脊柱侧弯的⼈总喜欢向⼀侧歪着，歪的时间久了，腰⽅肌就⾃然⽽然的过久收缩⽽变短了;腰椎前凸变⼤，⽆论是腰⼤肌、竖脊肌还是腰⽅肌都是变紧张的。
