综述：非特异性腰痛如何影响步态运动学：一项系统评价和荟萃分析

《Frontiers in Pain Research》：How non-specific low back pain affects gait kinematics: a systematic review and meta-analysis

非特异性下背痛（NS-LBP）患者步行动力学研究显示其步速、步频和步长较健康人群显著降低，腰椎及骨盆在横截面和正交平面运动减少，但下肢动力学差异不显著。证据质量评级为低。

　　非特异性低背痛（NS-LBP）是一种在全世界范围内高度普遍的肌肉骨骼疾病，据估计在2020年有约6.19亿例患者。这种疾病不仅对个体的健康和生活质量造成显著影响，还带来了巨大的社会和经济负担，尤其是在高收入国家，每年的总成本高达数十亿美元。然而，大多数NS-LBP病例无法明确归因于特定病因，因此常被称为“非特异性低背痛”。鉴于此，研究者们试图从多个角度探索NS-LBP的潜在成因，其中包括运动学和动力学方面的变化。这些变化可能直接导致脊柱和下肢的异常负荷，从而加剧疼痛和功能障碍。因此，本系统综述旨在通过定量和仪器化的评估方法，总结NS-LBP患者在行走过程中脊柱和下肢运动学特征的变化情况。

本研究遵循“2020年首选系统综述与荟萃分析报告条目”（PRISMA 2020）指南进行系统综述的撰写，并在PROSPERO国际系统综述前瞻性注册平台（注册号：CRD42023431380）预先注册了研究方案。通过检索Medline（PubMed）、Embase、Scopus、Web of Science和IEEE Xplore等数据库，研究覆盖了截至2024年3月的文献资料，并在2024年1月进行了月度更新以确保数据的最新性。检索过程中采用了多种关键词和术语，如“低背痛”、“脊柱运动学”、“步态分析”、“行走”、“生物力学”等，以确保全面覆盖相关研究。研究纳入标准包括：所有涉及NS-LBP患者与健康人群在行走过程中脊柱和下肢运动学特征的分析性观察研究，如病例对照研究、队列研究和横断面研究。排除了随机对照试验，因为本综述的目标是总结行走运动学特征，而非评估干预措施的效果。

在研究选择和数据提取过程中，两名盲法评审员（FDF和MF）独立筛选了所有检索到的文献，包括标题、摘要和全文。在出现分歧时，由第三位评审员（VC）进行共识讨论以解决争议。研究方法学质量评估采用Joanna Briggs Institute（JBI）的分析性横断面研究批判性评估清单，该工具包括八个问题，涉及样本选择、研究设置、暴露和条件测量、混杂因素的识别与管理、结果测量以及统计分析等方面。评估者可以给出四种可能的回答：是、否、不明确或不适用。所有研究均被评估，以确保其方法学质量。

研究结果表明，共纳入了19项横断面研究，且这些研究均存在一定的方法学问题。荟萃分析显示，NS-LBP患者在行走过程中表现出较低的步态速度（?15.42 cm/s，95%置信区间为?22.78至?8.06，p ≤ 0.0001）、较低的步频（?9.85 steps/min，95%置信区间为?18.72至?0.99，p = 0.03）以及较短的步长（?6.30 cm，95%置信区间为?11.83至?0.77，p = 0.03）。然而，步幅（stride length）并未表现出显著差异（?1.67 cm，95%置信区间为?7.13至3.78，p = 0.55）。为了进一步验证这些结果，进行了敏感性分析，排除了未控制混杂因素的研究后，步态速度的降低仍然显著（?18.74 cm/s，95%置信区间为?32.59至?4.88，p = 0.008）。此外，所有这些参数的证据等级均被评定为“非常低”，主要是由于研究设计为观察性研究，且存在不一致、间接性和不精确性等问题。

在运动学分析方面，部分研究发现NS-LBP患者在行走时脊柱和下肢的运动范围存在一定程度的减少，尤其是脊柱在矢状面和冠状面的运动范围。然而，不同研究之间存在较大的异质性，使得无法进行统一的荟萃分析。其中，Christe等人发现NS-LBP患者在脊柱的下部区域表现出更少的冠状面运动（p ≤ 0.05），而Gombatto等人则报告了整体脊柱旋转的减少（p ≤ 0.05）。相反，Rum的研究指出NS-LBP患者在横断面的脊柱运动范围有所增加（p ≤ 0.05）。Mullerpatan等人在研究NS-LBP舞蹈家群体时发现，其脊柱后伸增加（40%），而Simonet等人则报告了较低的腰椎前凸角度，尽管这些发现并未经过作者的验证。

在下肢运动学方面，研究结果表现出高度不一致性，这可能与样本的异质性有关，例如包括肥胖患者、足部内翻患者以及专业舞者等不同亚组。尽管如此，一些模式仍然频繁出现，如减少的骨盆倾斜、改变的髋关节和膝关节活动范围以及减少的节段间协调性。这些发现可能与肌肉失衡有关，因为某些肌肉群的无力、缩短或拉长可能会影响关节运动，并导致代偿性的运动学变化。此外，研究还发现NS-LBP患者在步态周期中表现出更大的不对称性和变异性，这可能与疼痛本身有关，也可能受到心理因素如恐惧回避信念、疼痛预期、焦虑和抑郁的影响。

在方法学质量评估方面，所有纳入的研究均未完全排除方法学问题。其中，21%的研究未正确陈述样本纳入标准，11%的研究未明确描述样本特征和研究环境。此外，47%的研究未明确说明样本选择的客观和标准化标准，5%的研究样本选择过程被认为存在关键性问题。仅有一项研究（5%）全面识别了潜在的混杂因素，并采用样本匹配或多变量分析来处理这些因素。此外，两项研究（11%）未提供足够的结果测量细节，一项研究（5%）未使用适当的统计分析方法，仅进行了描述性统计。这些方法学上的不足可能影响研究结果的可靠性和推广性。

从结果来看，NS-LBP患者在行走过程中表现出一致的时空参数变化，主要体现在步态速度、步频和步长的减少。这些变化不仅在主要分析中得到支持，而且在排除未控制混杂因素的研究后仍然显著。其他参数如步时、步态周期时间和步宽则较少被报告，但存在一致的线索表明这些参数也可能受到影响。这种时空适应性的变化可能反映了NS-LBP患者在行走过程中为了减轻疼痛或不适而采取的策略，也可能与长期的功能性适应有关。

在定量运动学分析方面，尽管研究结果存在较大异质性，但多个研究都指出NS-LBP患者在横断面和冠状面的脊柱和骨盆运动存在一定程度的减少。例如，Christe等人发现NS-LBP患者在脊柱的下部区域表现出更少的冠状面运动，而Gombatto等人则报告了整体脊柱旋转的减少。此外，肥胖和足部内翻的NS-LBP患者还表现出踝关节运动的变化。这些变化可能与肌肉失衡、神经肌肉功能障碍或疼痛引起的保护性机制有关。

在定性运动学评估方面，六项研究（32%）采用不同的方法评估运动模式，其中两项研究关注了节段间的协调性。例如，Crosbie等人发现NS-LBP患者在轴向旋转方面表现出显著的相位滞后（p ≤ 0.01），并且在下胸椎和腰椎区域的协调性更高（p < 0.001）。他们还计算了和谐性指数（IH），发现NS-LBP患者在这些区域的运动模式与健康人群存在差异。Ebrahimi等人则指出，NS-LBP患者在骨盆-大腿和小腿-足部的平均绝对相对相位（MARP）值在摆动相中更为同步（p ≤ 0.05）。此外，一项研究（5%）采用“运动相似性指数”评估下肢运动不对称性，发现NS-LBP患者在摆动和支撑相中的相似性较低（p = 0.001）。两项研究（11%）报告了NS-LBP患者在横断面和冠状面中表现出更高的运动变异性，这可能与疼痛和心理因素有关。

总体而言，NS-LBP患者的步态表现出一定的运动学特征变化，包括步态速度、步频和步长的减少，以及脊柱和骨盆在横断面和冠状面的运动减少。这些变化可能与疼痛本身有关，也可能与长期的功能性适应或心理因素有关。尽管某些研究未能发现显著差异，但大多数研究支持这些运动学变化的存在。然而，由于研究设计的局限性，如样本量较小、未控制混杂因素以及研究结果的不一致性，这些发现的证据等级被评定为“非常低”。因此，未来的研究需要更加严谨的设计，包括样本匹配、控制混杂因素以及采用更先进的技术手段，如可穿戴设备，以提高研究的可靠性和推广性。

此外，研究结果表明，NS-LBP患者的步态模式可能更不协调、更不对称且更不稳定。这种不协调性可能与肌肉力量、神经控制和心理因素有关。例如，疼痛可能促使患者采取更保守的步态策略，以减少对脊柱和下肢的负荷。然而，心理因素如恐惧回避信念、疼痛预期和焦虑也可能影响步态模式，导致患者在行走时表现出更多的保护性行为。因此，未来的观察性研究应更加关注这些物理和心理因素之间的相互作用，以更好地理解NS-LBP患者步态变化的机制。

从临床角度来看，这些运动学变化可能为NS-LBP的诊断和治疗提供重要的参考。例如，步态速度、步频和步长的减少可能成为早期识别NS-LBP的潜在指标，而脊柱和骨盆的运动减少可能提示患者存在结构或功能上的异常。因此，临床医生在评估NS-LBP患者时，应结合这些运动学特征，以更全面地了解患者的病情，并制定个性化的康复方案。此外，定量步态分析作为一种客观的评估工具，可能在未来的临床实践中发挥更大的作用，特别是在监测康复进展和评估干预措施效果方面。

在技术层面，可穿戴设备（如惯性测量单元IMU）的使用可能为步态分析提供更便捷和经济的解决方案。目前，大多数研究仍依赖于基于标记的光电运动分析系统，这些系统虽然精确，但成本较高且操作复杂。相比之下，IMU设备具有便携性、易用性和成本效益的优势，未来有望成为步态分析的主流工具之一。然而，IMU设备在准确性和数据解析方面仍需进一步优化，以确保其能够提供与传统方法相当的数据质量。

综上所述，NS-LBP患者在行走过程中表现出一定的运动学特征变化，这些变化可能与疼痛、物理适应和心理因素有关。尽管当前的研究结果存在一定的局限性，但它们为未来的研究和临床实践提供了重要的方向。未来的研究应更加关注NS-LBP患者的个体差异，采用更先进的技术和更严谨的研究设计，以进一步明确这些运动学变化的机制，并探索其在临床评估和干预中的应用价值。此外，政策制定者也应重视这些客观运动学分析方法在临床实践中的推广和应用，以提高NS-LBP的诊断和治疗水平。