「运动康复」下背痛运疗法③-脊椎稳定（stabilization）训练
背痛消失了并不表示病患「脊椎的障碍」已经好了。Richardson等学者发现，急性下背痛会造成病患稳定脊椎肌肉群的动作控制(motor control)机能发生障碍，此机能障碍并不会随着背痛的消失而跟着恢复，而且它与日后此病人背痛复发率的高低有密切的关系。
运动在治疗背痛及恢复肌肉机能障碍一直占有重要的角色，只是该如何做才是最有效的，一直是背痛康复领域中重要的课题。研究发现，让背痛的治疗有了新的观念与新的指引。
运动治疗观念的演进
运动治疗的方式从早期的William氏或McKenzie氏运动演进到之后的躯干肌力强化以及脊椎稳定性(stabilization)运动。运动治疗介入的机转也从矫正脊椎关节及相关的肌肉构造的假说转而重视强调脊椎动作控制(motor control)的重要。许多研究显示，以重新训练躯干深层肌肉动作控制功能为基础的局部脊椎稳定性运动(segmentalspinal stabilization exercise)对慢性持续性下背痛的缓解、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。
「维持脊椎稳定」是背痛运动治疗的主要目标，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，以期让运动康复的效果更佳，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，「核心康复」的命名也源自于此。
依其功能和属性，核心肌群可分为两大群：
第一群：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(lumbarmultifidi)（图1），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(abdominaldraw-in)的动作，其主要功能在于提供各脊椎椎体间的稳定(segmentalstability)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。
图1：核心肌群剖面图，深层核心肌群收缩时，呈肚脐内收动作，如箭号表示(原图取自Richardson C, et al. Therapeutic exercise forspinal segmental stabilization in low back pain- scientific basis and clinicalapproach. Churchill Livingstone, Edinburgh. 1999.一书)
第二群：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、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。研究也发现一惊人的结果，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，会反覆发作，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。
脊椎稳定系统的新发现
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有三：
①被动支持系统：靠骨骼韧带筋膜等提供支撑；
②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；
③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。
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（图2）。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。
图2-图A：正常状态下,腹横肌有提前收缩的保护机制,腹横肌(TrA)的收缩比肩部三角肌(Deltoid)早。
图2-图B：慢性下背痛的病人，腹横肌失去提前收缩的保护机制，收缩时间明显延迟，在三角肌之后才有收缩动作。(原图取自Richardson C, et al. Therapeutic exercise for spinal segmentalstabilization in low back pain- scientific basis and clinical approach.Churchill Livingstone, Edinburgh. 1999.一书)
故Richardson等学者认为下背痛患者的肌肉机能障碍，主要是负责脊椎稳定的这些深层局部性肌肉的动作控制出现异常，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％。
核心康复运动的经验
综合上述研究，可得下列结论：
①急性下背痛会导致深层核心肌群的功能异常，而且此异常并不一定会随着背痛的消失而跟着恢复。此机能异常与日后腰椎动作的稳定，背痛的复发率有密切的关系。
②经由动作控制的再训练(motor control re-learning)，可使上述深层核心肌群的机能障碍恢复正常，临床研究也证实可明显降低背痛的复发率。
这些论点为核心康复的基础，但Dr. Press等人认为病患日常生活的功能障碍不仅需要训练深层核心肌群的控制障碍，也需要训练更多功能性的动作，以期让背痛的控制和日常生活功能的改善效果更好。Dr. Press提出核心康复的目标为：
1.恢复腹横肌的控制
2.改善多裂肌的收缩控制，肌力和肌耐力
3.恢复身体中心线的控制(Coordination & position sense)
4.恢复脊椎适当的活动度
5.恢复正常的腰脊骨盆的控制
6.动态时腰椎骨盆的控制
7.功能性训练
结语：慢性下背痛在临床上是个棘手的疾患，核心运动有其重要的角色。如何让核心运动可行、有效是个重要的课题，近年来下背痛与核心运动间的研究有了新的发现，也提供了背痛运动新的指引。核心运动于近二、三年来于美国康复界大力被提倡，对慢性下背痛病人的疼痛控制及日常生活功能的改善有显著的效果，也可降低患者背痛的复发率。
参考文献：
1. Hides JA, Jull GA, Richardson CA. Long-term effects of specific stabilizingexercises for first-episode low back pain. Spine 2001;26:E243-8
2. O'Sullivan PB, Twomey LT, Allison GT . Evaluation of specific stabilizingexercise in the treatment of chronic low back pain with radiologic diagnosis ofspondylolysis or spondylolisthesis. Spine 1997; 22(24): 2959-2967.
3. Ljunggren AE, Weber H, Kogstad O, Thom E, Kirkesola G . Effects of exerciseon sick leave due to low back pain: a randomized, comparative, long-term study.Spine 1997; 22(14): 1610-1617.
4. Jull GA, Richardson CA. Motor control problems I patients with spinal pain:A new direction for therapeutic exercise. J Manu Physio Therap 2000;23:115-7
5. Hertling D, Kessler RM. Management of Common Musculoskeletal Disorders –physical therapy principles and methods (3rd ed.). Lippincott, Philadephia,1996.
6. Cairns MC, Foster NE, Wright C. A pragmatic randomized controlled trial ofspecific spinal stabilization exercises and conventional physiotherapy in themanagement of recurrent lumbar spine pain and dysfunction. IFOMT 2000; 91-95.
7. Richardson C, Jull G, Toppenberg R, Comerford M. Techniques for activelumbar stabilization for spinal protection: A pilot study. Australia Journal ofPhysiotherapy 1992; 38(2): 105-112.
8. Richardson C, Jull G, Hodges P, Hides J. Therapeutic exercise for spinalsegmental stabilization in low back pain- scientific basis and clinicalapproach. Churchill Livingstone, Edinburgh. 1999.
9. Panjabi M M. The stabilizing system of the spine . Part I. Function,dysfunction, adaption, and enhancement. Journal of Spinal Disorders 1992;5:383-389.
10. Hodges PW, Richardson CA. Feedforward contraction of transverses abdominisis not influenced by the direction of arm movement. Experimental Brain Research1997; 114: 362-370.
11. Hodges PW, Richardson CA. Contraction of the abdominal muscles associatedwith movement of the lower limb. Phys Thera 1997;77:132-44
12. Hodges PW, Richardson CA. Inefficient muscular stabilization of the lumbarspine associated with low back pain- a motor control evaluation of transversesabdominis. Spine 1996; 21(22): 2640-2650.
13. Hodges PW, Richardson CA. Delayed postural contraction of transverses abdominisin low back pain associated with movement of the lower limbs. J SpinalDisorders 1998;11:46-56