运动治疗观念的演变 | 核心稳定性训练的理论基础与发展近况 · Swiss球

和顺本真 2017-07-03

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文 | 陈妍、强怡、朱红橙、吴华

运动治疗观念的演变

运动治疗的方式从早期的William或McKenzie运动演进到之后的躯干肌力强化以及脊柱稳定性（stabilization）运动。运动治疗介入的转变也从矫正脊柱关节及相关的肌肉构造的假说转而重视强调脊柱动作控制（motor control）的重要。

以重新训练躯干深层肌肉动作控制（motor control）功能为基础的局部脊柱稳定性运动（segmental spinal stabilization exercise）对慢性持续性下背痛及颈痛的缓解、日常生活能力以及回到工作岗位上的能力，都有显著的效果。

「维持脊柱稳定」是下背痛运动治疗的主要目标。

近二十年来，美国Dr. Press提出「核心康复」(Core rehabilitation)的观念，在美国运动医学会、美国康复医学会大力提倡。「核心康复」即是以局部脊椎稳定性运动为基础，加入更多功能性动作的训练，以期让运动恢复的效果更佳，对日常生活功能改善的效果更好。

维持脊椎稳定的肌肉群

核心肌群

Core muscles

核心肌群这个名词已渐渐广泛用于康复界及运动界，它的定义是指负责维持脊椎稳定的肌肉群，依其功能和属性，核心肌群可分为两大群：

第一群为深层核心肌群

又称为局部稳定性肌肉(local stabilizing muscles)。这些肌肉位于躯干较深层的位置，主角是腹横肌(transverse abdominis)与多裂肌(lumbar multifidi)，另外包括部份的腹内斜肌及腰方肌。多裂肌与每一节腰椎直接连接，腹横肌与多裂肌有共同收缩(Co-Contraction)的机制，此系统收缩时呈肚脐内吸(abdominal draw-in)的动作，其主要功能在于提供各脊椎椎体间的稳定(segmental stability)能力，并可以使脊椎维持在正中区域(neutral zone)的范围内。加上有精密的动作控制，故此系统为维持脊椎稳定的第一道防线。

第二群为表浅核心肌群

又称为整体性稳定肌群(Global stabilizing muscles)，包括腹直肌、腹内斜肌、腹外斜肌、束脊肌、腰方肌及臀部肌群等。其收缩时主要功能在于控制脊椎的动作方向，并产生较大的动作力矩，因此可借此对抗平衡冲击于脊椎的外力，为维持脊椎稳定的第二道防线。核心肌群的功能正常时，可维持椎体间的稳定，保护脊椎，减少腰椎及椎间盘的压力，所以也被称为「人体的天然铁衣」(nature brace)。但医学研究发现，在急性下背痛之后，会造成深层核心肌群的功能被抑制及动作控制的异常，进而失去稳定脊椎，保护脊椎的功能。研究也发现一警人的结果，病患在经过初步治疗后，即使背痛的感觉已经消失，但核心肌群的机能障碍并不一定会恢复正常，这与背痛复发率的高低，与病人常抱怨为什么背痛总是没办法好，会反复发作，会有慢性下背痛有密切关系。而失去核心肌群保护的脊椎，也是脊椎退化的重要原因之一。

脊柱稳定系统的发现—动作控制占有重要角色

提及脊椎稳定与动作控制的关系，首先在1992年著名的生物力学学者Panjabi即提出维持腰椎稳定的系统：

被动支持系统：靠骨骼韧带筋膜等提供支撑；
主动收缩系统：靠肌肉组织(核心肌群)的收缩来维持腰椎的动作和稳定度；
中枢神经系统主导的动作控制(motor control)：神经控制系统主导动作的发生，指借由精密的神经回路来控制肌肉收缩的时间、顺序、强度等，来维持腰椎的动作和稳定度。

近年来，研究下背痛与动作控制的论文很多。Hodges与Richardson做了一系列研究，发现腹横肌等躯干肌肉群有「提前收缩」保护腰椎的动作控制。其观察当上肢或下肢做屈曲、伸直与外展的动作时，用针刺电极肌电图，侦测与脊椎稳定相关的躯干肌肉（包括多裂肌、腹直肌、腹内斜肌、腹外斜肌与腹横肌）与主要动作肌肉（如上肢的三角肌）的反应时间；他们发现正常人不论上下肢往何种方向动作，躯干肌肉会比肢体的主要动作肌肉提早收缩，其中最早收缩的就是腹横肌，腹横肌也是唯一在任何情况下都比肢体的主要动作肌肉提早收缩者。这表示腹横肌具备在四肢动作发生之前就提早收缩的机制，为维持腰椎稳定做准备。然而，在下背痛患者做同样的实验，此提前收缩的保护机制会消失，腹横肌出现明显的延迟收缩现象。除此之外，在Hodges等学者另外几篇研究也指出，腹横肌除了「提前收缩」保护腰椎的机制之外，其还有许多精细的动作控制，可帮助维持脊椎稳定，但在慢性下背痛的病人族群中，这些动作控制都会发生异常。

故Richardson等学者认为下背痛患者的肌肉功能障碍，主要是负责脊柱稳定的这些深层局部性肌肉的动作控制（motor control）出现异常，而非肌力或耐力的异常。澳洲学者Hides于2001年「Spine杂志」发表经由10周的运动治疗，重新训练深层核心肌群的动作控制(motor control re-education)之后，发现核心肌群的功能经训练后可恢复正常，而且可明显降低背痛复发率。研究发现一年期间的背痛复发率由85%降至25%，三年期间的背痛复发率由75%降至35％。

核心稳定性的评价Kibler提出“核心”的评价是一种动态的评价，包括特定功能的评价(躯干对单脚支撑足的控制)和活动的控制(3个平面上的活动)。同时，康复治疗不仅应包含“核心”康复训练本身，而且也要将核心康复作为肢体功能康复的基础。

核心训练的理论基础

核心训练的理念最初来源于Panjabi所提出的脊柱亚系统和“中立区”（neutral zone）这两个猜想。

脊柱亚系统Panjabi首先提出了关于脊柱稳定系统的理论，该系统是由3个亚系统组成。如果该3个亚系统中的任意一个系统出现问题，那么就可能会发生几种情况

①由其他亚系统代偿，该种情况的结果是脊柱保持正常功能。
②一个或多个亚系统的长期适应性效应，该种情况的结果是脊柱保持正常功能但稳定系统有所改变。
③对一个或多个亚系统组成部分造成损伤，该种情况则会导致脊柱稳定系统的整体性损伤，引发了脊柱周围疼痛的症状，包括了颈肩痛、背痛和下腰痛，甚至牵涉到肢体的疼痛。
另外，在一些特殊情况下，脊柱需要承受额外的负荷或完成某些复杂姿势时，神经控制系统会改变肌肉的募集方案以增加脊柱稳定性，然而这一方案往往会超过脊柱的正常承受范围，而导致一系列的疼痛和功能障碍。

Panjabi随之提出“中立区”(neutra lzone)概念。它是指脊柱在处于直立姿势时，脊柱椎骨间活动是不受被动脊柱系统阻力的一个区域。

许多活体动物实验和体外实验以及数据模拟实验都显示中立区是一个与脊柱系统不稳定性相关的重要参数。研究表明，这个中立区会随着损伤和退化的出现而增加，但是会随着肌肉力量的增加而减少。更多的研究表明，中立区的数据改变比相关区域的关节活动度改变更敏感。因此，中立区被作为反应脊柱稳定功能的重要临床指标。中立区的范围会随着脊柱损伤或肌肉弱化而增加，因此脊柱损伤和肌肉弱化则会导致脊柱不稳定性甚至脊柱周围疼痛和下腰痛症状。反之，由于骨赘的形成或行融合术或固定术以及肌肉强化训练，则会使中立区范围减少。脊柱稳定系统正是在这样的调节机制下，使中立区保持在某个生理阈值以避免临床性脊柱不稳。

基于以上两种假说，学者对脊柱尤其是腰椎部分的稳定性作用机制有了新的认识并开始了新一轮的研究。这对日后“核心”这一概念的提出，奠定了坚实的基础。Panjabi的这两个假想性理论，无疑是针对下腰痛病理机制而提出的设想，同时它也成为了运动活动中脊柱稳定性研究的突破口。

脊柱稳定性训练

脊柱稳定肌的发现

Liebenson发现下腰部的损伤常常是由于反复地在活动范围临界点负重导致。同时，认为主动肌和拮抗肌的协同作用与脊柱稳定性有关，特别是腹横肌和多裂肌是关键的脊柱稳定肌。因此，许多脊柱稳定性训练被设计成指导患者保持一个“中立脊柱”姿势，并在一系列的负重训练中单独对这些肌肉进行锻炼。

研究表明，训练主动肌和拮抗肌协同活动的锻炼是较理想的康复和损伤预防训练。这些训练能够帮助患者学习获得动觉意识以保持一个安全的“中立”脊柱，这样就可以避免在活动范围临界点负重时的潜在危险。尽管这些训练的起初会很难掌握，但是通过训练姿势-运动控制能力，可以获得满足日常生活和工作需求的脊柱稳定能力。

脊柱稳定性训练的雏形

McGill的研究显然奠定了现阶段大多数脊柱稳定性训练的基础。他提出，人体的稳定性与腰椎相关并提出了关于稳定性的训练方法。同时，提高人体的稳定性是为了促进康复和运动水平。该理论基于损伤和稳定性机制，即脊柱首先必须保持稳定，才能产生力和力矩来提高肢体动作水平。McGill开创了核心稳定性的基本训练动作，在日后众多的核心训练研究中该方法本身及其改良版本都被频繁使用。

基于以上众多表面肌电的研究，归纳为以下两点：其一，核心训练的有效性取决于对训练过程中核心肌肉的被激活程度；其二，肌电结果显示，核心肌肉的作用更倾向于维持平衡性。虽然具有一定的局限性，肌电检测无疑是目前最为客观最具代表的肌肉活动监测手段。

核心肌肉活动几乎是所有全身运动动作的中心，例如篮球中的运球，投掷。

对于每一个关节，局部稳定性肌肉是相对于整体大肌群的一个概念。因此，有学者研究局部关节的核心训练，并观察训练对关节力矩的改变，结果表明肩关节核心训练增加了盂肱关节的力矩峰值。因此对核心训练细化至各个关节，是一种发展趋势。

躯干核心稳定性在体育运动中的作用在“中立区”概念以及脊柱稳定性理论的基础上，人体躯干“核心”区域的稳定作用逐步得到肯定。身体中央核心区域在所有运动活动中对维持身体稳定和发力起到了关键作用，这一点也逐渐被学界接受。

Kibler认为核心肌肉是几乎所有运动链式运动的中心部分，核心肌肉对核心力量、平衡和运动控制将使上肢和下肢的运动形成最大化链式效用。核心肌肉位于身体的中心，提供稳定支撑以使远端肢体在高度的控制下发挥它们各自的功能，该功能一般被总结为近端稳定远端活动。同时，在从跑、投和踢的所有运动项目中，实现生物力学效能最大化，从而最大发力并最小化关节负荷。这一点与中国传统体育运用丹田气发力的理念不谋而合，按照中国传统武术下丹田也刚好位于这里。

核心训练方法

悬吊训练

近年来，悬吊训练被逐渐引入到康复训练和体育训练体系中。悬吊运动训练是一种以运动本体感觉的综合式训练手段，它是一种强调在不稳定状态下进行运动，以加强躯干和髋部深层肌肉的力量，从而提高被训练者的平衡能力。作为一种训练装置，悬吊装置在很大程度上减轻了治疗师的作业负担，它倡导患者进行一种主动且积极的自我锻炼模式；而在体育训练场所，它打破了许多常规训练着重大肌群力量训练的固有模式，应同时训练人体深层的小肌群，即稳定肌。

McGill式经典训练

目前，大多数参考文献的核心训练方法普遍选取的是McGill训练方法，主要包含俯卧支撑、单侧支撑和仰卧支撑3种支撑动作，即在躯干肌肉运动的3个平面上。该种方法简单有效，具有很高的可执行度，但是该方法的精确度不易掌握，需要有专人指导，并且由于这些动作对肌力有着极高的要求，因此并不适用于临床的康复训练，这无疑是它的局限性。这也表明了，核心训练更倾向于耐力训练而不是绝对力量的训练。