坐姿对健康年轻成人Valsalva模拟用力排便任务中腹横肌厚度和躯干肌肉活动的影响

《Biomechanics》：Effect of Sitting Posture on Transversus Abdominis Thickness and Trunk Muscle Activity During a Valsalva-Based Simulated Straining Task in Healthy Young Adults

　　

背景/目标：排便用力需要腹壁和腰骨盆肌肉的协调活动以产生推进性压力。本研究探讨了坐姿是否改变超声衍生的腹横肌（TrA）收缩行为以及躯干表面肌电（EMG）活动在模拟排便用力过程中。方法：20名健康年轻成年人（10名女性，10名男性）在四种标准化姿势下进行静息坐位和最大Valsalva动作：中性姿势（NP）、前倾躯干伴前倾骨盆（AT）、后倾躯干/后倾骨盆（PT）和塌陷姿势（CO）。使用B型超声测量TrA厚度，并计算TrA收缩比（Valsalva厚度除以静息厚度）。分析了浅表多裂肌（sMF）、竖脊肌（ES）、腹外斜肌（EO）和腹内斜肌（IO）在静息时、Valsalva期间以及激活比（Valsalva/静息）下的表面肌电均方根振幅。使用重复测量单因素方差分析并进行Bonferroni校正比较。结果：超声测量显示出优异的测试者内信度（ICC = 0.984–0.999）。静息TrA厚度在各姿势之间没有差异。在Valsalva期间，AT显示出比NP更大的绝对和相对TrA厚度变化。EMG分析显示，AT在静息和Valsalva期间均具有较高的绝对sMF和ES活动，而Valsalva期间EO和IO活动在各姿势之间没有差异。ES激活比在各姿势中以NP最高。结论：前倾躯干伴前倾骨盆在Valsalva模拟用力任务中表现出独特的TrA行为和躯干后部肌肉活动模式。然而，这种依赖姿势的肌肉反应是否增加腹内压或直肠推进压力或改善排便功能仍不清楚。伴随的EMG模式表明，这种优势与躯干后壁的更大静息姿势激活相关，而非全身腹部用力。

本研究发表于《Biomechanics》期刊，旨在探讨坐姿对Valsalva模拟用力排便任务中腹横肌厚度和躯干肌肉活动的影响。慢性便秘是影响生活质量的常见疾病，尤其在老年人中高发。原发性慢性便秘包括慢传输型便秘和功能性排便障碍，如不协调性排便。排便过程不仅是结肠传输的问题，还依赖于腹壁扩张、膈肌下降、直肠推进和盆底/肛门松弛的协调配合。直肠内压力不足被认为是直肠排空受损的关键病理生理特征，而这种压力主要由躯干肌肉产生的腹内压（IAP）机械驱动。腹横肌（TrA）由于其束带样解剖结构，能在产生较小躯干扭矩的情况下有效增加IAP，因此被视为IAP的重要调控者。

姿势排列可显著改变躯干肌肉的募集模式。已有研究显示，与松垮坐姿相比，直立坐姿可增加TrA厚度和侧腹壁激活；骨盆矢状面角度也会改变腹部肌群、竖脊肌和多裂肌的协调性。前倾躯干伴骨盆前倾可能增大腰椎伸肌的负荷以抵抗重力屈曲力矩，从而形成一种“支撑”状态，使腹部与椎旁肌肉共同激活以增加躯干刚度。相反，屈曲或塌陷姿势可能通过屈曲-松弛现象降低主动腰椎伸肌活动，转而依赖胸腰筋膜（TLF）等被动结构。然而，坐姿是否以及如何改变Valsalva模拟用力任务中TrA的收缩行为和躯干肌电活动，此前尚不明确。

为此，研究人员招募了20名健康年轻成人（10名女性，10名男性），均在东北大学于2024年8月至9月完成实验。受试者分别在中性姿势（NP）、前倾躯干伴前倾骨盆（AT）、后倾躯干/后倾骨盆（PT）和塌陷姿势（CO）四种标准化坐姿下，于静息状态和最大Valsalva动作（持续闭气用力约5秒）中进行测量。主要技术方法包括：使用B型超声（18.5 MHz线性阵列探头）测量右侧TrA厚度，计算TrA收缩比（Valsalva厚度/静息厚度）；使用无线表面肌电系统记录右侧浅表多裂肌（sMF）、竖脊肌（ES）、腹外斜肌（EO）、腹内斜肌（IO）和腹直肌（RA）的肌电信号，计算静息和Valsalva期间的绝对均方根振幅以及激活比（Valsalva/静息）。通过手持测角仪标准化躯干屈伸角度，骨盆方向通过视觉观察和标准化口头指令控制。统计采用重复测量单因素方差分析（ANOVA）并辅以Bonferroni校正。

研究结果主要分为以下几部分。

超声测量信度方面，TrA厚度测量显示出极佳的测试者内信度，ICC(1,2)范围为0.984至0.999，标准误测量（SEM）为0.038至0.195 mm，最小可检测变化（MDC₉₅）为0.104至0.540 mm，表明测量方案高度可靠。

TrA厚度比方面，静息时TrA厚度在各姿势间无显著差异。但在Valsalva动作期间，AT姿势的TrA收缩比（1.66±0.61）显著高于NP（1.39±0.48），AT的TrA厚度变化（2.06±1.33 mm）也显著大于NP（1.26±1.36 mm），而NP、PT和CO三者之间无显著差异。

肌肉活动方面，EMG激活比仅ES存在显著姿势效应，NP的ES激活比最高，sMF和EO无显著差异。静息绝对肌电活动中，AT的sMF和ES活动显著高于NP、PT和CO。Valsalva期间，AT仍表现出最高的sMF和ES绝对活动，而EO、IO和RA的活动在各姿势间无显著差异。

讨论部分指出，AT姿势带来的TrA增厚优势并非单纯的腹部整体用力增加，而是通过更高的后部躯干壁静息激活（sMF和ES）形成稳定基础，使TrA能更有效地产生环向张力。PT和CO姿势因骨盆后倾和腰椎屈曲，可能更多依赖被动结构，未能促进TrA增厚。NP中ES激活比最高但TrA厚度较低，可能反映一种姿势依赖的张力分配策略，即后部肌筋膜张力代偿深层腹肌贡献不足。临床意义上，研究结果不支持“严格直立坐姿最有利于用力”的简单假设，但也无法直接证明AT能改善排便功能。

结论部分总结：在健康年轻成人中，AT姿势在Valsalva模拟用力任务中比NP产生更大的TrA厚度比和变化，同时伴随更高的sMF和ES活动。这证实了坐姿可改变躯干肌肉行为，但不能据此推断AT能增加腹内压、直肠推进压力或改善排便效率。未来需在老年人和排便障碍患者中结合高分辨率肛门直肠测压进行直接研究，才能为临床指导提供依据。