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  1. 1. Neurac 相关 康复基础知识
  2. 2. 运动的本质 运动是在保持关节稳定的前提下合理分布应 力,在中枢系统的复杂而精确的控制下,通 过肌肉协同工作做功,达到肢体及躯干的活 动。
  3. 3. • 运动是在中枢神经系统控制下的高度复杂 的行为 • 稳定是运动和功能的先决条件
  4. 4. 关节稳定机制 • 结构稳定:被动机制 • 功能稳定:主动机制--神经肌肉控制 – 局部机制 – 整体机制
  5. 5. 脊柱稳定性的三亚系模型 被动亚系 主动亚系 神经控制 亚系 Panjabi,1992 Panjabi的脊柱稳定性“三亚系模 型”(1992年):被动亚系(韧带 关节囊、椎间盘、和骨骼)、主动 亚系(肌肉)和神经控制亚系(中 枢神经、外周神经) Panjabi MM. The stabilizing system of the spine. Part I.Function, dysfunction, adaption, and enhancement[J]. Journal of Spinal Disorders,1992,5:383—389.
  6. 6. 脊柱稳定的三亚系模型 被动子 系统 • 骨结构 • 韧带 • 关节囊 • 椎间盘 主动 子系 统 • 肌肉 • 肌腱 控制子 系统 • 神经肌 肉控制 系统 根据Panjabi的观点, 三个亚系分别是维持脊柱 稳定性的三个独立性因素, 通常某一因素的“亏损” (deficit),可以由其它 要素加以代偿。而各个亚 系之间的功能无法代偿的 时候,往往会造成脊柱稳 定性破坏。
  7. 7. 结构稳定:被动机制 – Joint capsules & ligaments 关节囊和韧带 – Joint congruency(关节相合性) – Joint centration (关节共轴性) • optimize load & stability (使负荷和稳定性最佳)
  8. 8. 关节稳定机制 • 结构稳定:被动机制 • 功能稳定:主动机制--神经肌肉控制
  9. 9. 本体感觉 通过肌肉稳定局部的关节,校 正全身的平衡 来源于机械感受器: - 肌肉 - 肌腱 - 韧带 - 关节囊 - 皮肤 - 视觉 - 前庭器官 神经肌肉控制模型
  10. 10. 传出方式:反馈和前馈 • 反馈:通过反射弧调节运动控制 • 前馈:依据以往的经验计划运动模式 • 二者都依赖于正确的传入信息
  11. 11. “预反应”/“前馈” 在躯干或四肢突然移动的情况下,身体会以 “前馈”的机制尽量稳定腰椎。局部稳定肌接到 传出信号并在整体运动肌兴奋之前收缩。
  12. 12. 在所有上肢和下肢的快速运动中,腹横肌先于所有 主动肌收缩之前开始收缩。 Hodges PW, Richardson CA. Contraction of the abdominal muscles associated with movement of the lower limb [J].PhysTher,1997,77:132—143.
  13. 13. 无腰痛者的肩关节前屈 三角肌前部 纤维 腹横肌 腹内斜肌 腹外斜肌 腹直肌 多裂肌 Onset TrA
  14. 14. 下列肌肉被认为参与这种“前馈”机制:多 裂肌[1]、腹横肌、膈肌[2]、盆骶肌[3]。 • [1]刘邦忠, 李泽兵. 慢性腰痛患者在脊柱突然失衡时多裂肌的肌电表 现[J].中国康复医学杂志, 2003,18(10):609—611. • [2] Hodges PW, Butler JE, McKenzie DK, et al. Contraction of the human diaphragm during rapid postural adjustments [J]. J Physiol,1997,505 ( Pt 2):539—548 • [3] Hodges PW, Sapsford R, Pengel LHM. Postural and respiratory functions of the pelvic floor muscles [J]. Neurourology and Urodynamics,2007,26(3):362—371.
  15. 15. 关节稳定机制 • 结构稳定:被动机制 • 功能稳定:主动机制--神经肌肉控制 – 局部机制(肌肉激活、共收缩) – 整体机制(核心稳定、运动链)
  16. 16. 局部的功能性稳定 1、肌肉激活性(muscular activation) • 脊柱 – 深层稳定肌 • 肩关节 – 肩袖和肩胛 • 髋关节 – 臀中肌 • ······
  17. 17. 维持脊柱稳定的肌群 局部稳定肌群(local stabilizing muscles) 整体稳定肌群(global stabilizing muscles)
  18. 18.  局部稳定肌群 包括多裂肌(深层)、腹横肌 、膈肌和盆底肌等,它们中有的直 接与椎体连接, 通过肌肉的收缩直接 固定相邻椎体,有的则是通过各肌 肉的协同收缩调节腹内压来维持各 椎体间的稳定,并使腰椎维持在正 中区域(neutral zone)。加上神经系统 精密的运动控制,故此肌群为维持 腰椎稳定的第一道防线。
  19. 19.  整体稳定肌群 包括腹直肌、腹内斜肌、 腹外斜肌、竖脊肌、腰方肌及 臀部肌群等,其收缩时主要功 能在于控制脊柱的运动方向, 并产生较大的动作力矩,因此 可对抗施加在躯干上的外来负 荷,维持整个脊柱的姿势,此 为维持脊柱稳定的第二道防线
  20. 20. 局部稳定肌与整体稳定肌比较 • 位于深层,紧贴关节 • 收缩仅引起微弱的运动或不引起运动 • Ⅰ型纤维含量大 • 张力性激活 • 低负荷稳定性 • 提供节段稳定性 • 收缩与关节活动方向无关 • 位于浅层 • 收缩可引起较大范围的运动 • Ⅱ型纤维含量大 • 动态时激活 • 高负荷稳定性 • 不提供节段稳定性 • 收缩与关节活动方向有关 “Local”mucle “Global” mucle
  21. 21. "Global" muscles •腹横肌 •多裂肌 •腰大肌后部纤维 •髂肋肌腰部纤维 •最长肌腰部纤维 •腰方肌中部纤维 "Local" muscles •腹直肌 •腹内外斜肌 •竖脊肌 •腰方肌 膈肌 盆骶肌 腰椎的稳定机制
  22. 22. v “Local" muscles • 头长肌 • 颈长肌 • 头后大直肌 • 头后小直肌 • 头上斜肌 • 头下斜肌 • 多裂肌 "Global" muscles • 胸锁乳突肌 • 斜角肌 • 颈夹肌 • 最长肌 • 髂肋肌 • 斜方肌 • 肩胛提肌 主动子系统--核心肌群 (Core mucles)
  23. 23. 局部的功能性稳定 2、共收缩(co-contruction)方式
  24. 24. 健康人在完成抬腿运动时双侧的腹直肌、腹外斜肌、腰 部多裂肌和腰部竖脊肌会以最简单的共收缩方式启动腹 部和背部肌肉的收缩,这些肌肉会按照相似的时序模式 完成动作。 脊柱的共收缩(co-contruction)方式举例 Hubley-Kozey CL .Differentiating temporal electromyographic waveforms between those with chronic low back pain and healthy controls [J]Clinical Biomechanics,2002 ,17 : 621-629
  25. 25. 腰部竖脊肌、浅层多裂肌的屈放松现象 0 20 40 60 80 100 前屈 最大屈 起伸 AEMG 左ES 右ES 左MF 右MF
  26. 26. 关节功能性稳定机制 • 机械性刺激感受器和关节周围肌肉间的反射弧。 • 肌肉快速、自动地反射性动作来使关节稳定。 • 无意识的反应和收缩速度是功能稳定的最重要因 素,并非力量。
  27. 27. 关节稳定机制 • 结构稳定:被动机制 • 功能稳定:主动机制--神经肌肉控制 – 局部机制(肌肉激活、共收缩) – 整体机制(核心稳定、运动链)
  28. 28. 整体的功能性稳定 – 核心稳定 上部:肩胛的稳定 下部:骨盆和腰稳定 – 近端稳定以确保远端的移动性
  29. 29. Kinetic Chain 运动链 人体若干环节借助关节使之按一定顺序衔 接起来,称运动链(kinetic-chain)
  30. 30. Groppel JL. 1992. High Tech Tennis. 2nd ed. Champaign, IL: Human Kinetics. Kibler WB. 1994. Clinical biomechanics of the elbow in tennis: implications for evaluation and diagnosis. Med Sci Sports Exerc 26 (10):1203- 1206 10 % 15 % 21 % 54 % 网球运动员挥拍时力的传递
  31. 31. From: Myers TM. Anatomy Trains. Edinburgh: Churchill Livingstone 2001, p. 157 “The longitudinal muscle sling” 纵向肌肉链 骶结节韧带 股二头肌 腓骨长肌
  32. 32. Vleeming A, Mooney V, Dorman T, Snijders C, Stoeckart R (Eds). Movement Stability & Low Back Pain. Churchill Livingstone, New York 1979. p. 63 latissimus dorsi sacroiliac joint gluteus maximus iliotibial tract biceps femoris sacrotuberal ligament “The longitudinal muscle sling” 股二头肌 骶结节韧带
  33. 33. Vleeming A, Mooney V, Dorman T, Snijders C, Stoeckart R (Eds). Movement Stability & Low Back Pain. Churchill Livingstone, New York 1979. p. 63 latissimus dorsi gluteus maximus iliotibial tract biceps femoris sacroiliac joint sacrotuberal ligament “The oblique muscle sling” 背阔肌 臀大肌 髂胫束
  34. 34. 浅层背侧线 • 足趾底部→足部筋膜屈趾 短肌 • 跟骨→腓腸肌 • 股骨突→股二头肌 • 坐骨结节→骶结节韧带 • 骶骨→竖脊肌 • 枕骨粗隆→颅骨筋膜 • 前侧眉骨上缘
  35. 35. 浅层前侧线 • 足趾背侧→前侧肌群 • 胫骨粗隆→髌骨韧带 • 髌骨→股四头肌 • 髂前上棘 • 耻骨粗隆→腹直肌 • 第五肋骨→胸骨肌 • 胸骨上缘→胸锁乳突肌 • 乳突
  36. 36. 侧面线 • 第一~五跖骨→腓骨肌 • 腓骨头→腓骨韧带 • 胫骨外髁→髂胫束、外展肌 →阔筋膜张肌 →臀大肌 • 髂骨脊→侧面腹斜肌 • 肋骨→肋间肌 • 第一、二肋骨→头夹肌 →胸锁乳突肌 • 乳突、枕骨粗隆
  37. 37. 螺旋线 • 枕骨粗隆、乳突、横突→头、颈 夹肌 • 下颈椎、上胸椎棘突 →大、小菱 形肌 • 肩胛骨内侧→前锯肌 • 肋骨侧面→腹外斜、腹内斜肌 • 髂骨脊、髂前上棘→阔筋膜张肌 、髂胫束 • 胫骨外髁→胫前肌 • 第一跖骨→腓骨长肌 • 腓骨头→股二头肌 • 坐骨粗隆→荐粗隆韧带 • 荐骨→腰荐筋膜、竖脊肌 • 枕骨粗隆
  38. 38. Weak Link 弱链接 • 弱链接是生物力学链中导致的肌 肉骨骼系统功能障碍的薄弱环节。 • 这些薄弱环节可以是神经肌肉控 制减弱,功能性稳定下降,肌力 下降,以及由于恐惧性逃避反应。
  39. 39. 小结与复习 • 稳定是运动和功能的先决条件 • 稳定机制 – 结构稳定:被动机制 – 功能稳定:主动机制--神经肌肉控制 • 局部机制(肌肉激活、共收缩) • 整体机制(核心稳定、运动链)
  40. 40. 疼痛与功能障碍病理
  41. 41. So… what is pain? Fisher, J P et al. BMJ 1995;310:70
  42. 42. Even the strongest body is only as good as it’s weakest link!
  43. 43. 病理发展假说 局部:关节的肌肉活性 与协调收缩能力下降 整体:运动链异常 功能稳定下降 应力分布异常 致损伤 结构稳定下降 … 各种原因(肌肉损伤、 使用不当、急性疼痛等) 神经肌肉控制 异常 疼痛、 关节功能下降 局部化学刺激、神经机械压迫、 肌筋膜激痛点牵涉痛等 退行性变、 外伤等 … 肌力下降
  44. 44. 可能的病因 • 内因:退变 • 外因:肌肉使用不当(不用、过度使用) • 其他:外伤、寒刺激等
  45. 45. 人类进化发展史 猿人400万 年 现代社会50年 农业社会1万 年 现代人100万 年 工业社会3百 年 污染增加、体力 减少、饮食精细 充足 基因改变了吗 ?
  46. 46. INACTIVITY
  47. 47. Inactivity…
  48. 48. 慢性腰痛病例身体活动类型分布
  49. 49. Biomechanics of the lumbar spine
  50. 50. Biomechanics of the lumbar spine
  51. 51. 病理机制---局部肌肉活性下降  慢性腰痛患者在完成最大背伸运动时其腰部多裂肌最大激 活水平较健康人低,提示其保持腰椎稳定能力下降( Biedermann HJ.Spine 1991.16:1179-1184)  定量负荷条件下,慢性腰痛患者腰部多裂肌MPF下降斜率 快,提示其抗疲劳能力下降( Biedermann HJ.Spine 1991.16:1179-1184 )
  52. 52. 欧洲航天局的研究人员采用超声波研究发现, 大多数的下背疼痛患者,有的是腰部多裂肌失去 活性,有的是腹肌失去活性,还有的是两者都失 去活性。正常情况下,这些肌肉不断地活动来支 持和保护下背。
  53. 53. 澳大利亚昆士兰州大学的研究发现:19名男性志 愿者卧床8周后,他们的多裂肌明显萎缩,神经控制 活性明显下降,呈所谓的“失活状态”。同时,研究 人员指出,连续几个小时的坐在电脑和电视机前可能 也会造成同样后果。
  54. 54. LBP患者腰部多裂肌形态和生理特征 • LBP患者疼痛侧的多裂肌横断面积减小,患侧与健侧面积不对称, LBP患者的差异高达30%,而普通人的差异仅为3% (Hides.et al.,1994;Danneels et al.,2000)。 • 运动员慢性下背痛通常不伴有多裂肌萎缩问题,局部代谢产物堆积引 起的痉挛和运动性肌肉组织损伤可能是造成疼痛的主要原因(A H McGregor et al,2002); 多裂肌
  55. 55. 多裂肌脂肪含量 • The mean percentage fat content of the multifidus muscle was 23.6% in patients with chronic LBP and 14.5% in the volunteers (P = .014). Mengiardi, B. et al. Radiology 2006;240:786-792
  56. 56. • 近年来,大量研究发现,慢性腰痛患者不仅深层稳定 肌的活动与形态均发生改变,而且腰痛患者会有不正 常的神经肌肉途径,转变的本体感觉会导致肌肉不正 常收缩和平衡能力的不足。因此,最近几年,众多学 者致力于研究肌肉激发顺序和收缩时间周期来研究腰 痛患者异常肌肉激发模式。 病理机制---肌肉共收缩能力下降
  57. 57. 关节本体感觉传入的降低导致反射性的关节不 稳和姿势反射能力的降低,大大增加了关节及 其周围软组织损伤的可能性。 本体感觉异常 Gross MT.Efects of recurrent lateral ankle sprains on active and passive judgment of joint position [J].Phys Th er, 1987,67:l505一l5o9.
  58. 58. • 椎间盘的高度及椎旁韧带的长度和负荷发生变 化,韧带中本体感受器的适应性下降,从而使 本体感觉输入减少和脊旁肌的神经肌肉反射减 弱,造成腰椎的不稳和姿势控制能力的下降。 Kaigle AM,Holm S.Hansflon T.Experimental instability in the lumbar spine[J].Spine,1995,20:421-430.
  59. 59. • 局部稳定肌前馈机制消失 • 腰部竖脊肌、多裂肌屈放松消失现象 • 多裂肌和竖脊肌的预激活消失 • 腹横肌活动模式改变(相位性收缩、随运动改变 收缩模式) • 共收缩模式消失 肌肉激发模式异常
  60. 60. Onset Deltoideus Onset TrA 腰痛患者腹横肌前馈机制消失 三角肌前部 纤维 腹横肌 腹内斜肌 腹外斜肌 腹直肌 多裂肌
  61. 61. 300 mV 10o 300 ms left L5-S1 right L5-S1 T12 movement latency duration load hits the box - Short latency response 多裂肌和竖脊肌的预激活消失 - Short latency response 正常人在完成可知的躯干负荷时(睁眼),多裂肌活动的潜伏期较 完成不可知的负荷(闭眼)时短,而LBP患者无此现象(Leinonen et al.,2001);
  62. 62. 腰部竖脊肌、浅层多裂肌屈放松现象消失 • 腰痛患者常常伴有躯干浅层肌肉活动增加, 这可能 是因为深层肌肉功能不足, 要保持脊柱的稳定, 特 别是腰椎的稳定而发生的肌肉代偿性改变。 Ng JK, Richardson CA, Parnianpour M, et al. Fatigue- relatedchanges in torque output and electromyographic parameters of trunk muscles during isometric axial rotation exertion: an investigation in patients with back pain and in healthy subjects[J]. Spine, 2002,27:637.
  63. 63. 腹横肌活动模式改变  正常躯干稳定的情况下,四肢肌肉运动时腹横肌肌电呈 现连续的、长时间的和紧张性的收缩,而慢性腰痛患者 常表现为非连续性的位相性收缩(Hodges PW.Spine 1996,21:2640-2650)  正常受试者在完成四肢运动时腹横肌的活动模式不会因 为准备动作改变而受到干扰,而慢性腰痛患者的会受此 影响,表明慢性腰痛患者已经丧失了CNS对腹横肌的独 立控制机制(Hodges PW.Neurosci Lett 1999,265:91-94)
  64. 64. 共收缩模式消失  健康人在完成抬腿运动时双测的腹直肌 、腹外斜肌、腰部多裂肌和腰部竖脊肌 会以最简单的共收缩方式启动腹部和背 部肌肉的收缩,这些肌肉会按照相似的 时序模式完成动作,而慢性腰痛患者则 有较大差异,表明慢性腰痛患者丧失了 共收缩的协调性(Hubley Kozey.Clin Biomech 2002.16:621-629)
  65. 65. 腰痛主要是由于负责脊柱稳定的肌群的 运动控制出现异常,而非单纯的肌力和耐 力的异常。 • Jull GA, Richardson CA. Motor control problems in patientswith spinal pain: a new direction for therapeutic exercise [J].Journal of Manipulative and hysiological Therapeutics,2000, 23(2):115—117. • Richardson C, Jull G, Hodges P,et al. Therapeutic exercise for the spinal segmental stabilization in low back pain:scientific basis and clinical approach [M]. Edinburgh: Churchill Livingstone,1999.
  66. 66. • 慢性腰痛患者躯干肌变化、本体感觉异常、神经系统 调节异常,将引起患者姿势稳定性,即平衡能力下降 ,将使患者更容易遭受腰部损伤或使已有的腰部问题 加重,而姿势调节的长期存在就会有脊柱结构改变的 风险。 姿势稳定性异常 G. Lorimer Moseley, Paul W. Hodges. Are the changes in postural control associated with low back pain caused by pain interference[J]. Clin J Pain, 2005,21:323.
  67. 67. 病理改变---局部刺激
  68. 68. 病理改变---激痛点
  69. 69. 激痛点
  70. 70. 病理发展假说 局部:关节的肌肉活性 与协调收缩能力下降 整体:运动链异常 功能稳定下降 应力分布异常 致损伤 结构稳定下降 … 各种原因(肌肉损伤、 使用不当、急性疼痛等) 神经肌肉控制 异常 疼痛、 关节功能下降 局部化学刺激、神经机械压迫、 肌筋膜激痛点牵涉痛等 退行性变、 外伤等 … 肌力下降

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