腘绳肌力量与髋关节活动度在腰椎不稳患者疼痛与功能障碍中的关键作用

《Scientific Reports》:Hamstring strength and hip mobility associated with pain and disability in lumbar instability

【字体: 时间:2025年12月10日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对腰椎不稳引发的慢性腰痛,创新性地探讨了腘绳肌力量与髋关节活动度的临床意义。通过病例对照研究(n=129),发现腘绳肌力量(r=-0.71)和髋关节伸展活动度(r=-0.69)与疼痛程度(NPRS)及功能障碍(ODI)呈强负相关,并首次建立了性别特异性的候选阈值(如女性腘绳肌力量178.0N)。该研究为腰椎不稳的康复评估提供了量化新靶点,凸显了下肢生物力学在腰椎健康中的重要价值。

  
腰痛如同一个顽固的访客,全球约57.8%的人在其一生中都会遭遇它的造访。在众多腰痛类型中,腰椎不稳(Lumbar Instability)尤为特殊——它被定义为脊柱在生理负荷下无法维持可控位移的状态,这种"失稳"如同房屋地基松动,往往导致持续疼痛和功能受限。传统研究多聚焦于核心肌群或脊柱本身,但近年来科学家们将目光投向了更广泛的生物力学链条:下肢肌肉与关节。其中,大腿后侧的腘绳肌(Hamstrings)和髋关节的活动能力,是否在腰椎稳态中扮演着被低估的角色?
以往研究大多关注腘绳肌的紧张度,而波兰弗罗茨瓦夫健康与体育科学大学与意大利圣卡米洛医院的研究团队独辟蹊径,将研究重点转向了腘绳肌的"力量"属性。他们推测,在年轻的腰椎不稳人群中,腘绳肌力量不足和髋关节活动度受限可能与疼痛、功能障碍存在强烈关联。为验证这一假说,团队在《Scientific Reports》发表了题为《Hamstring strength and hip mobility associated with pain and disability in lumbar instability》的研究,通过对129名18-35岁青年(67名症状组/62名无症状组)的精细测量,揭示了下肢生物力学参数与腰椎症状的量化关系。
研究人员采用多项精准测量技术:使用NordBord测力计(VALD Performance)量化腘绳肌离心收缩力量,通过量角器(Goniometer)评估髋关节三个维度活动度(内旋Internal Rotation/外旋External Rotation/伸展Extension),同时采用数字疼痛评分(Numeric Pain Rating Scale, NPRS)和Oswestry功能障碍指数(Oswestry Disability Index, ODI)评估临床症状。样本来源为物理治疗诊所就诊者与大学健康人群。
参与者特征
症状组与对照组在身高、体重等基础参数上存在显著差异(p<0.001),但更重要的是,症状组呈现出全面的生物力学劣势:平均腘绳肌力量(158.84±38.55 N)显著低于对照组(245.23±27.21 N),髋关节内旋(16.43±6.58°)和伸展(15.81±3.00°)活动度也明显受限。这些差异为后续关联分析奠定了坚实基础。
相关性分析
如图1热力图所示,腘绳肌力量与疼痛强度(r=-0.71, p<0.001)、功能障碍(r=-0.72, p<0.001)呈现"强负相关",意味着力量越弱,疼痛与功能障碍越严重。髋关节伸展活动度与疼痛(r=-0.71)、功能障碍(r=-0.69)的关联强度紧随其后,髋关节内旋也显示中度负相关(r=-0.59至-0.64)。值得注意的是,疼痛与功能障碍本身存在极强正相关(r=0.82),印证了临床症状的协同性。
跨疼痛分层的物理参数比较
当按疼痛程度分层(轻度NPRS≤3/中度4-7/重度>7)分析时,呈现清晰梯度:重度疼痛者的腘绳肌力量(150.85 N)较轻度者(236.39 N)下降84.72 N(p<0.001),髋关节内旋和伸展活动度也呈现类似递减趋势。这种"剂量-反应"关系强化了生物力学参数与临床症状的关联可信度。
多元回归模型
回归分析显示,腘绳肌力量、髋内旋和髋伸展共同解释了疼痛强度64%的方差(R2=0.64)和功能障碍66%的方差(R2=0.66)。其中髋关节伸展的标准化系数最大(β=-0.21),提示其对症状的影响权重最高。
结构方程模型揭示作用路径
通过结构方程模型(Structural Equation Modeling, SEM)分析(图4),研究发现腘绳肌力量(β=-0.38)和髋伸展(β=-0.38)对疼痛强度有直接效应,同时疼痛强度又作为中介变量影响功能障碍(β=0.47)。这种网络化关系表明,下肢生物力学参数既直接作用于功能状态,也通过疼痛路径产生间接影响。
候选阈值探索
研究通过受试者工作特征曲线(Receiver Operating Characteristic, ROC)分析提出了区分症状状态的候选阈值:总体人群中腘绳肌力量197.5N(敏感度0.91/特异度0.97)、髋内旋23.0°、髋伸展19.0°。性别分层显示女性阈值普遍低于男性(如女性腘绳肌力量178.0N)。这些阈值虽需外部验证,但为临床评估提供了初步参考框架。
该研究的创新价值在于将评估焦点从传统的"脊柱核心"延伸至"下肢链",证实了腘绳肌力量(而非仅柔韧性)与髋关节活动度在腰椎不稳临床评估中的重要性。其建立的候选阈值为康复治疗提供了可量化的目标参数,提示临床工作者应重视下肢肌力训练与关节活动度改善在腰痛管理中的应用。然而,由于横断面设计的固有局限,这些关联的因果方向仍需纵向研究验证。未来研究可进一步探索针对性的腘绳肌力量训练与髋关节 mobilization 对腰椎不稳患者症状改善的有效性,为腰痛康复开辟新的干预路径。
这项由Tomasz Kuligowski、Agnieszka Debiec-Bak和B?a?ej Cie?lik完成的研究,通过严谨的生物力学测量与统计分析,为理解腰椎不稳的复杂机制提供了新视角,也为个体化康复方案的制定提供了科学依据。
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