慢性腰痛患者在进行举重任务时,疼痛敏感性与髋关节和腰椎活动范围之间的关系
《Journal of Electromyography and Kinesiology》:The association between pain sensitivity and hip and lumbar joint excursion during a lifting task in people with chronic low back pain
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时间:2026年05月10日
来源:Journal of Electromyography and Kinesiology 2.3
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帕特里克·伊珀塞尔(Patrick Ippersiel)| 乔舒亚·惠兰(Joshua Whelan)| 阿德里尔·何(Adriel Ho)| 西蒙·卢(Simon Luu)| 艾薇·埃林·奎因滕斯(Ivy Elling Quaintance)| 阿什莉·斯塔夫鲁(Ashleig
帕特里克·伊珀塞尔(Patrick Ippersiel)| 乔舒亚·惠兰(Joshua Whelan)| 阿德里尔·何(Adriel Ho)| 西蒙·卢(Simon Luu)| 艾薇·埃林·奎因滕斯(Ivy Elling Quaintance)| 阿什莉·斯塔夫鲁(Ashleigh Stavrou)| 肖恩·罗宾斯(Shawn Robbins)
渥太华大学康复科学学院(物理治疗),加拿大安大略省渥太华
**摘要**
**背景**
慢性腰痛(LBP)常伴随运动模式的改变和疼痛敏感性的增加。本研究探讨了疼痛敏感性(通过压力痛阈值(PPT)和疼痛时间总和(TSP)以及对身体活动的敏感性(SPA)与慢性腰痛患者在举重过程中髋关节和腰椎活动度之间的关联。
**方法**
在一项横断面研究中,招募了47名患有慢性非特异性腰痛的参与者。通过PPT和TSP评估了他们的疼痛敏感性,并在标准举重任务中测量了SPA。使用3D运动分析技术记录了髋关节和腰椎的活动范围。线性回归模型在调整了年龄、性别、BMI和疼痛水平后,分析了这些变量之间的关联。
**发现**
较高的TSP-手(ΔR2 = 0.093,P = 0.029)和SPA-举重(ΔR2 = 0.078,P = 0.049)与髋关节活动度降低显著相关,表明疼痛敏感性与运动模式改变可能存在关联。趋势分析显示,较低的PPT-手和较低的腰椎活动度以及较高的TSP-背与较低的髋关节活动度之间存在关联,但这些关联在统计上不显著。
**解释**
疼痛敏感性较高(通过TSP-手和SPA-举重显示)的腰痛患者在举重时髋关节的活动较少。这表明疼痛敏感性可能与改变的运动策略或保护性行为有关。未来的研究应进一步阐明这一关系。
**1. 引言**
腰痛(LBP)是全球致残的主要原因之一(James和Geleijnse,2018)。虽然运动是慢性腰痛的一线治疗方法,但其效果仍较为有限(Maher、Underwood和Buchbinder,2017)。康复过程中疼痛加剧等障碍可能导致患者不遵守治疗计划,从而影响治疗效果(de Amorim等人,2025)。这种负面反应部分可能是由于慢性腰痛患者的运动行为改变所致。了解疼痛与运动之间的动态关系有助于阐明运动行为改变的机制,并为康复策略提供依据。
慢性腰痛患者的运动方式与健康人不同(Hodges和Smeets,2015;Hodges和Tucker,2011;van Dieen等人,2019;van Dieen等人,2019)。这些运动行为的差异可能导致脊柱负荷变化,从而影响康复过程(Hodges和Smeets,2015;Hodges和Tucker,2011;van Dieen等人,2019;van Dieen等人,2019)。一个关键区别是,慢性腰痛患者的运动速度较慢,腰椎活动范围(ROM)也比健康成年人小(Laird等人,2014)。运动时ROM的减少符合“紧张”控制的表现,即通过增加肌肉活性和僵硬来限制脊柱运动,以减轻实际或预期的疼痛(van Die?n和Reeves,2019)。最近的一项荟萃分析表明,增加脊柱ROM与降低腰痛强度和残疾程度之间存在轻微关联(Nzamba等人,2024)。这些发现可能支持在生物心理社会框架内减少保护性脊柱行为的观点(O’Sullivan等人,2018)。
疼痛和运动行为模型表明,包括疼痛敏感性在内的感觉因素可能会影响运动输出(Butera、Fox和George,2016),可能放大保护性运动策略(如减少关节活动范围)。然而,量化疼痛敏感性存在挑战。实验室测量方法如压力痛阈值(PPT)和疼痛时间总和(TSP)可用于临床人群中评估疼痛敏感性的变化(Beales等人,2021;Woznowski-Vu等人,2019)。PPT反映了机械压力引起疼痛的最低强度,而TSP则捕捉了对一系列重复性疼痛刺激(如针刺)的反应。总体而言,较低的PPT和较高的TSP评分是疼痛敏感性升高的临床指标。与健康人相比,慢性腰痛患者的远端部位PPT较低,在腰部TSP评分较高(den Bandt等人,2019),尽管个体之间存在差异(Petersen等人,2025)。身体活动敏感性(SPA)是一种临床可获得的疼痛敏感性测量方法,可反映标准化身体活动后的疼痛强度变化(Butera等人,2024;Woznowski-Vu和Uddin,2019)。简单来说,SPA反映了在受控机械需求下运动引起的疼痛变化,补充了在临床环境中不太可行的实验室测量方法(Simon等人,2021)。
慢性腰痛患者通常认为举重是一项加重症状的任务,尤其是在负重较大或姿势不当的情况下(do Carmo Silva Parreira等人,2015;Stevens等人,1976)。总体而言,腰痛患者在举重时动作较慢、身体更僵硬,需要更大的膝关节屈曲(Nolan等人,2020)。这些特征表明他们可能在试图保护脊柱;然而,尚不清楚这些行为为何会长期持续。一种可能性是疼痛敏感性的变化影响了这些保护性策略。
尽管有报道称慢性腰痛患者的运动学特征(如ROM减少)和疼痛敏感性增加,但这些因素之间的具体关系尚不清楚。从概念上讲,我们认为疼痛敏感性的增加可能促进了保护性运动行为,并成为参与运动的障碍。因此,识别疼痛敏感性与运动之间的关联可能是为未来康复计划提供信息的第一步,这些计划应结合针对疼痛敏感性的策略(如分级活动)和运动再训练。因此,本研究旨在探讨实验室和临床测量的疼痛敏感性(如TSP、PPT、SPA)与慢性腰痛患者在举重任务中的髋关节和脊柱活动度之间的关联。我们假设较高的疼痛敏感性会与关节活动范围减少相关,这与对疼痛的谨慎反应一致。
**2. 方法**
2.1. 参与者
本研究采用横断面观察设计,基于另一项研究(Ippersiel等人,2024)的二手数据分析。研究遵循STROBE指南(von Elm等人,2007)进行。2020年1月至2021年12月期间,从魁北克腰痛联盟和社区招募了54名慢性腰痛参与者(Pagé等人,2020)。通过电话和电子邮件招募参与者,并筛选他们的兴趣和资格。纳入标准包括:年龄18–65岁;疼痛位于下肋骨和下臀部之间,伴有或不伴有腿部疼痛,持续时间超过3个月(即慢性非特异性腰痛)(Airaksinen等人,2006);以及日常活动(如弯腰)引起的疼痛评分>2/10。排除标准包括存在特定腰痛病理(如骨折)、脊柱狭窄或神经根病、严重的基础疾病(如癌症)、炎症性脊柱疾病(如强直性脊柱炎)、广泛的疼痛症状(如纤维肌痛)、以及过去3个月内进行过脊柱手术或重大侵入性手术。所有参与者均获得了知情同意。数据收集于Constance-Lethbridge-Layton-Mackay康复中心(2020年1月至2021年12月)。研究程序于2019年9月19日获得当地伦理委员会的批准(参考编号# MEO-50–2020-1979)。
2.2. 一般程序
参与者首先填写同意书、问卷和人口统计表格。随后进行PPT和TSP测试。之后,安装生物力学仪器,并向参与者演示举重任务。在热身期后,通过重复举重试验收集生物力学数据。所有数据均由一名具有博士学位培训的持证物理治疗师(PI)收集,该治疗师具有约两年的相关经验。
2.3. 自报问卷
收集了参与者的基本信息(如年龄、生理性别、身高和体重),并进行了以下问卷调查:Oswestry残疾指数(残疾程度)(Fairbank和Pynsent,1976)、数字疼痛评分量表(0–10;疼痛强度)(Childs等人,1976)、Tampa运动恐惧量表(运动恐惧)(Woby等人,2005)和疼痛灾难化量表(Sullivan、Bishop和Pivik,1995)。这些数据用于描述样本特征。Tampa运动恐惧量表具有较高的内部一致性和结构效度(Dupuis等人,2023);疼痛灾难化量表具有较高的信度和效度(Osman等人,2000);Oswestry残疾指数是评估腰痛相关症状和功能限制的有效可靠工具(Fairbank和Pynsent,1976);数字疼痛评分量表具有公认的效度和信度(Kahl和Cleland,2005)。
2.4. 疼痛敏感性测量
2.4.1. 对身体活动的敏感性:举重任务(SPA-举重)
参与者在完成第2.5节描述的举重任务后,根据提示“在0–100的评分范围内,您在举起重物时感受到的最痛程度是多少?0表示完全无痛,100表示最痛”进行回顾性评分。与类似研究一致,SPA-举重通过任务期间的峰值疼痛评分与基线疼痛评分之间的差值来量化(Woznowski-Vu和Uddin,2019)。基线疼痛评分在举重任务的热身试验后立即记录;峰值疼痛评分记录为任务期间测量到的最高疼痛值。较高的SPA-举重评分表明疼痛敏感性较高。
2.4.2. 压力痛阈值(PPT)
PPT测量机械压力引起疼痛的最低强度。与以往的研究一致(Rolke等人,2006;Woznowski-Vu和Uddin,2019),使用algometer(FDX 10 Wagner仪器,格林威治,CT)进行PPT测量。压力以每秒一磅的力垂直施加于皮肤表面,直到患者报告感到疼痛。每个部位进行三次测试(即手掌掌心和L3棘突旁5厘米处)。选择这些部位是为了评估局部和远端的疼痛敏感性。腰椎区域作为局部疼痛敏感性的临床指标,而手部则代表无痛区域,用于推断远端或潜在的广泛敏感性。每次测试之间休息30秒。将每个部位的三个数值平均值计算出一个总体值,然后分别计算手部和背部的平均值。测试顺序为先手部掌心,再是腰部,从右侧开始。较高的PPT表示较低的疼痛敏感性,较低的PPT表示较高的疼痛敏感性。
2.4.3. 疼痛时间总和(TSP)
TSP测量对标准化疼痛刺激系列的疼痛反应增加情况。与以往的研究一致(Rolke、Baron,2006;Woznowski-Vu和Uddin,2019),使用PinPrick刺激器(MRC Systems,海德堡,德国)进行TSP测量。每个部位进行一次测试(即右手第一个指间关节和L3棘突旁5厘米处)。腰椎区域作为局部疼痛敏感性的临床指标,而手部代表无痛区域,用于推断远端或潜在的广泛敏感性。刺激器的力度从0.2毫米开始,逐渐增加至毫米牛顿(mN,分别为32 mN、64 mN、128 mN和256 mN)。选择能引起至少20/100疼痛反应的刺激器,以秒为间隔进行十次针刺。患者随后报告其最大疼痛强度(0–100分),并记录两次疼痛评分之间的差异。测试顺序为先手指,再是腰部,从右侧开始。较高的TSP评分表明疼痛敏感性较高。PPT和TSP在慢性腰痛患者和非慢性腰痛患者中都具有良好的内部和相对可靠性(de Oliveira等人,2023;Mailloux等人,2021)。完整协议详见附录。
2.5. 生物力学仪器
使用电磁运动捕捉系统(TrakSTAR,Ascension Technology Corporation,伯灵顿,VT)以200 Hz的采样率捕获髋关节和脊柱的3D运动数据。传感器使用双面胶带固定在参与者皮肤上,位置如下:右大转子下方六英寸处以及S1、L3、T12和C7的棘突处(Ippersiel和Preuss,2024)。每个传感器的精度为位置误差1.44毫米均方根,方向误差0.50°均方根。这些系统用于髋关节和脊柱运动的运动学分析,具有高精度和可靠性(Lee和Wong,2002)。
2.6. 研究程序
2.6.1. 举重任务
首先收集站立时的静态姿势,持续五秒,作为脊柱关节角度的零参考点。参与者进行了十次举重任务,他们使用一个尺寸为42.0厘米长×34.0厘米宽×29.0厘米高的箱子,箱子里装有相当于他们体重15%的重物。重物被放置在箱子中间,使得负载的质心大致位于箱子的几何中心。箱子的的高度被标准化为髌骨下支柱的高度,把手位于箱子的两侧(Ippersiel, Preuss, 2024)。参与者被指示从肩膀弯曲90度、肘部伸直的状态开始,然后弯腰用膝盖完全伸直的方式举起装有关重的箱子,并在保持箱子直立的情况下再次伸直身体1秒(图1)。具体的指示是:“在保持膝盖伸直的同时,请向前弯腰拿起箱子并返回站立姿势。请在站立姿势下静止1秒。”
**图1. 标准化的举重任务。从左到右:起始位置(a);保持膝盖伸直弯腰举起重箱(b);再次伸直身体并保持箱子直立(c)。箱子里的重物相当于参与者体重的15%**。
**2.7. 运動学数据处理器和事件识别**
运动学数据通过四阶巴特沃斯滤波器(截止频率10赫兹)进行低通滤波,双向应用,实际上形成了一个八阶滤波器。举重任务的起点定义为C7标记点的速度首次超过0.1米/秒的阈值,并且这一情况至少持续了信号长度的1%(Ippersiel, Preuss, 2024)。结束点则是在C7标记点的速度低于-0.1米/秒的阈值,并且这种情况也至少持续了信号长度的1%,即在进行箱子再次伸直的过程中。从每个传感器(右大腿、S1、L3、T12)收集方向数据,以创建相应段落的[3×3]旋转矩阵。通过将每个段的旋转矩阵与相邻段的逆旋转矩阵相乘,提取了段与段之间的角度(Ippersiel等人,2018;Preuss和Popovic,2010)。旋转的顺序是X(矢状面)、Y(额状面)、Z(水平面)。计算了整个腰椎脊柱(T12-S1)的矢状面关节角度。正的关节角度表示伸展,负的关节角度表示屈曲。使用自定义的Matlab R2023b脚本(The MathWorks Inc., Natick, MA, USA)来处理运动学数据、确定事件并对运动学数据进行时间标准化(样条插值)。所有事件都经过了视觉检查,并根据需要进行了手动调整。
**2.7.1. 因变量(腰椎和髋关节的活动范围)**
我们的主要因变量是在举重任务过程中腰椎和髋关节在矢状面上的活动范围。腰椎和髋关节的活动范围被量化为单次举重尝试中最大值和最小值之间的绝对差。所有数据都分别对每个参与者进行了平均处理,并保留用于统计分析。使用自定义的Matlab R2023b脚本来计算因变量。
**2.8. 统计分析**
计算了参与者的人口统计信息、临床变量、疼痛敏感性指标以及关节活动范围的描述性统计量,并以平均值(标准差)的形式呈现。为了探索性目的,生成了斯皮尔曼相关系数矩阵来检查变量之间的双变量关系。包括的变量有潜在的协变量(年龄、性别、BMI、疼痛强度)、疼痛敏感性指标(PPT背部、PPT手部、TSP背部、TSP手部、SPA-举重)以及关节活动范围指标(腰椎活动范围、髋关节活动范围)。序列多元线性回归分析测试了我们的假设,即更高的疼痛敏感性与减少的腰椎和髋关节活动范围相关。在第一步中,基础模型包含了预先确定的协变量:年龄、性别、BMI和疼痛强度。这些变量是基于过去的研究选择的,因为它们与脊柱活动范围有关(Intolo等人,2009;Laird, Gilbert, 2014;Plamondon等人,2014;Vismara等人,2010)。在第二步中,添加了一个独立变量(例如PPT背部)来评估其在协变量之外的增量贡献。主要结果是两个模型之间解释方差的变化(ΔR2),用于评估我们的独立变量的独特贡献。我们采用了百分位自举程序,进行了5000次重采样,以获得更稳定的回归系数ΔR2估计值及其相关的95%置信区间。这样做是为了提高参数估计的精度。Cohen’s f2被用作局部效应大小的度量标准(即独立变量在回归模型中的效应大小),参考了小(0.02)、中(0.15)和大(0.35)的常规基准(Selya等人,2012)。验证了回归的假设,包括多重共线性、同方差性、残差正态性和线性。统计显著性阈值设定为P<0.05。
这项研究使用了之前进行的研究数据,因此样本大小(n=47)是由原始数据集中可用参与者的数量确定的(Ippersiel, Preuss, 2024)。尽管样本量有限,但二次数据分析允许有效地利用现有数据来探索新的假设和研究问题。分析使用了SPSS(v29,IBM Corp., Armonk, USA)和Matlab R2023b(The MathWorks Inc., Natick, MA, USA)以及其中的统计和机器学习工具箱。
**3. 结果**
**3.1. 样本人口统计和特征**
总共联系了388名潜在参与者,招募了62名,其中54名参与了数据收集。在这54名参与者中,有7名因无法完成举重任务(n=4)或在数据收集过程中传感器移动(n=3)而被排除在分析之外。因此,最终有47名参与者(27名女性)被纳入我们的分析。样本的平均年龄为44(11)岁,BMI为28.5(7.0)。临床变量的描述性统计数据列在表1中,运动学数据展示在图2中。平均来说,我们的样本经历了轻微的疼痛强度(NPRS=3(2)(Boonstra等人,2016)、中度的腰痛相关残疾(ODI=23(12)(Fairbank和Pynsent,1976)、中度的疼痛相关恐惧(TSK=29(7)(Chimenti等人,2021)以及临床相关的疼痛灾难化水平(PCS=22(13)(Sullivan等人,2005))。统计假设得到了满足,分析被认为是合适的。
**表1. 参与者人口统计和临床结果的描述性统计**
| 变量 | 平均值(SD) |
|------------|-------------|
| 年龄 | 44 (11) |
| BMI | 28.5 (7.0) |
| 参与者数量 | 47 (27女性) |
| 两周内的平均疼痛 | 3 (2) |
| 疼痛相关恐惧 | 29 (7) |
| 疼痛灾难化 | 22 (13) |
| 腰痛相关残疾 | 23 (12) |
| PPT手部压力 | 271.3 (124.6) |
| PPT背部压力 | 444.8 (271.3) |
| TSP手部压力 | 18 (17) |
| TSP背部压力 | 18 (18) |
| SPA-举重 | 11 (11) |
| 腰椎活动范围 | 30.5 (11.9) |
| 髋关节活动范围 | 43.4 (13.9) |
**图2. 慢性腰痛患者在进行举重任务时矢状面髋关节(蓝线)和腰椎关节(红线)的集合平均运动学波形。阴影区域表示±1个标准差。(有关此图例中颜色参考的解释,请参阅本文的网络版本。)**
**3.2. 相关性分析**
我们的相关矩阵结果显示在表2中。值得注意的是,以下疼痛敏感性和髋关节/脊柱活动范围指标之间存在统计学上显著的相关性:较低的PPT手部压力(即更敏感)与减少的腰椎活动范围相关(ρ=0.35,P=0.02),较高的TSP手部压力(即更敏感)与减少的髋关节活动范围相关(ρ=-0.35,P=0.02)。
**表2. 协变量、预测变量和结果变量的斯皮尔曼相关系数rs(P值)**
| 协变量 | 预测变量 | 结果变量 |
|--------------|---------|-----------|
| 年龄 | BMI | 腰椎活动范围 |
| 性别 | | 髋关节活动范围 |
| PPT手部压力 | | |
| PPT背部压力 | | |
| TSP手部压力 | | |
| TSP背部压力 | | |
| SPA-举重 | | |
**3.3. 回归分析**
我们运行了总共10个模型,基于5000次迭代得到的自举参数估计值、p值和ΔR2在表3和表4中呈现。
**表3. 髋关节活动范围的序列回归分析**
| 步骤 | 变量 | 非标准化β(95% CI) | P值 | 共线性 | R2变化 | F变化 | 局部效应大小(Cohen’s f2) |
|-------------|------------|--------------|------------|------------|------------|--------------|
| | BMI | | | | | |
| 1 | | -0.624 | [-1.191, ?0.082] | 0.034 | 0.917 | 1.09 |
| | | | 0.350 | [-0.028, 0.715] | 0.066 | 0.941 |
| | | | -3.001 | [-10.646, 4.397] | 0.474 | 0.802 |
| | | | -0.169 | [-2.333, 2.248] | 0.888 | 0.857 |
| | | | -0.264 | [-0.482, ?0.076] | 0.029 | 0.883 | 1.133 |
| | | | -0.213 | [-0.446, ?0.013] | 0.093 | 0.007 |
| | | | -0.350 | [-0.029, 0.007] | 0.012 | 0.939 |
| | | | -0.494 | [-2.122, 1.084] | 0.517 | 0.863 |
| | | | -0.213 | [-0.446, 0.013] | 0.517 | 0.928 |
| | | | -0.208 | [-0.517, 0.722] | 0.939 | 0.821 |
| | | | -0.008 | [-0.169, 0.198] | 0.939 | 0.928 |
| | | | -0.209 | [-0.327, 2.363] | 0.116 | 0.863 |
| | | | -0.344 | [-0.719, ?0.084] | 0.049 | 0.974 |
| | | | -0.111 | [-0.49, 0.01] | 0.07 | 0.66 |
| | | | -0.190 | [0.19, 0.20] | 0.19 | 0.20 |
| | | | -0.160 | [0.19, 0.20] | 0.16 | 0.30 |
| | | | -0.160 | [0.20, 0.29] | 0.16 | 0.35 |
| | | | -0.190 | [0.20, 0.20] | 0.16 | 0.06 |
**表4. 腰椎活动范围的序列回归分析**
| | 变量 | 非标准化β(95% CI) | P值 | 共线性 | R2变化 | F变化 | 局部效应大小(Cohen’s f2) |
|-------------|------------|--------------|--------------|------------|------------|--------------|
| | BMI | -0.087 | [-0.315, 0.484] | 0.720 | 0.946 | 1.057 |
| | 年龄 | -0.407 | [-0.709, ?0.068] | 0.014 | 0.873 |
| | 性别 | 4.274 | [-2.004, 10.771] | 0.233 | 0.878 | 1.145 |
| | 疼痛 | -0.574 | [-2.229, 1.740] | 0.575 | 0.891 |
| | PPT手部压力 | -0.028 | [-0.153, 0.219] | 0.787 | 0.883 |
| | | | -0.229 | [-0.169, 0.198] | 0.939 | 0.928 |
| | | | -0.008 | [0.169, 0.198] | 0.006 | 0.939 |
| | | | -0.005 | [-0.327, 2.363] | 0.116 | 0.863 |
| | | | -0.344 | [-0.719, ?0.084] | 0.049 | 0.974 |
| | | | -0.111 | [-0.49, 0.01] | 0.07 | 0.66 |
**其他观察结果**
(i) PPT手部和PPT背部压力(ρ=0.79,P<0.01)以及(ii) TSP手部和TSP背部压力(ρ=0.65,P<0.01)呈正相关,表明在主要疼痛部位(即腰部)的远端和近端,疼痛敏感性的测量指标存在一致性。较高的TSP手部和背部压力评分(更高的疼痛敏感性)与较高的SPA-举重评分相关(TSP手部:ρ=0.32,P=0.03;TSP背部:ρ=0.33,P=0.02),这表明临床和实验室测量的疼痛敏感性之间存在一致性。
**3.4. 结论**
据我们所知,这是首次研究慢性腰痛患者在举重过程中髋关节和脊柱活动范围与实验室和临床疼痛敏感性指标之间的关系。在控制了疼痛和个人特征后,较高的TSP手部压力和SPA-举重评分(表明更高的疼痛敏感性)与减少的髋关节活动范围相关,显示出中小效应。此外,观察到以下趋势:(i) 较低的PPT手部压力(更高的疼痛敏感性)与减少的腰椎活动范围相关;(ii) 较高的TSP背部压力与减少的髋关节活动范围相关;然而,在调整协变量后,这些关联并未达到统计学显著性(Cohen’s f2=0.063–0.090)。总体而言,这些数据部分支持了更高的疼痛敏感性与更为谨慎的举重策略相关的假设。
**4.1. 疼痛敏感性和运动学是否相关?**
腰痛患者常常表现出改变的举重策略,例如减少关节活动范围或过度使用躯干支撑(Ippersiel等人,2025b;Nolan, O’Sullivan,2020),尽管尚不清楚这些保护性行为为何持续存在。虽然理论模型表明运动、感觉和心理因素之间存在相互作用(Butera等人,2016年;Hodges和Smeets,2015年),但疼痛敏感性与运动行为之间的具体联系尚未得到充分探索。临床标志物,如受伤/疼痛部位远端的SPA或TSP和/或PPT,可能反映了更广泛的疼痛敏感性。因此,我们提出,疼痛敏感性较高的个体可能在举重时通过限制髋部或腰椎的运动来保护疼痛区域(例如,腰痛LBP)。我们的研究部分支持这一解释。较高的TSP-手评分和SPA-举重评分与较小的髋部活动范围相关,而较低的PPT-手评分(即较高的疼痛敏感性)与较小的腰椎活动范围相关。值得注意的是,这种关系主要出现在远端部位(即手部),而不是近端部位(即脊柱),这表明广泛的疼痛敏感性,而不仅仅是局部疼痛敏感性,可能与举重时的运动行为更为相关。此外,PPT和TSP测量结果之间缺乏强相关性,这支持了PPT(静态疼痛阈值)和TSP(动态疼痛易化)捕捉的是疼痛敏感性测试中不同但互补的特征的观点(Uddin和MacDermid,2016年)。
在临床实践中,疼痛敏感性较高的个体可能会通过优先限制髋部运动同时保持腰椎运动,或将运动重新分配到受影响较小的脊柱区域(例如,增加胸椎的参与度)来调整他们的举重策略作为一种保护反应。然而,在某些情况下,持续的自我保护或运动限制可能会变得不适应,因为它会强化僵硬的运动行为,并增加已经对疼痛敏感的脊柱的负荷。在这种情况下,采用旨在逐步进行活动/暴露于问题运动的康复策略,并使用针对髋部的替代运动策略可能会有所帮助。然而,由于在举重任务中腰椎和髋部的运动是 biomechanically 耦合的,因此应谨慎独立解释这些关节的活动范围。
很少有研究探讨腰痛(LBP)患者的感觉和运动特征之间的相互作用。Archibeck等人发现,腰痛患者的PPT值较高,坐立起身时的运动质量较差(Archibeck等人,2025年),这种关系在男性中更为明显。然而,他们用于衡量运动质量的复合躯干K分数限制了详细分析,使得无法明确运动的具体方面与健康对照组有何不同。其他研究确定了急性腰痛患者的一个亚组,这些患者的疼痛敏感性较高(通过TSP和PPT),并且表现出保护性运动行为,如脊柱活动范围减小和椎旁肌肉活动增强,尽管这些变量之间的明确关系尚未被探讨(Ippersiel等人,2025a)。在健康个体中的研究报道,重复性或持续屈曲后腰椎PPT值会发生变化。Viggianni等人报告PPT值增加,这表明运动引起的镇痛作用和/或组织蠕变可能是疼痛敏感性降低的机制(Viggiani和Callaghan,2021年),而Petersson等人观察到腰椎PPT值降低,可能是由于长时间的组织负荷降低了痛觉阈值(Petersson和Abbott,2020年)。尽管这些研究关联了感觉和运动因素,但由于人群差异(慢性腰痛 vs. 健康人)、方法差异(我们的研究中未评估PPT变化)以及任务要求不同(我们的研究对象在举重时不太可能达到关节活动的最大范围),这些研究对我们工作的相关性有限。然而,我们的任务设计可能限制了矢状面运动,可能不够敏感,无法显示关节活动范围与疼痛敏感性之间的关联。总体而言,这些发现表明,腰痛患者的感觉和运动因素可能存在关联,但这种关系的本质仍不明确。
4.2. 临床与实验室-based的疼痛敏感性测量
本研究的优势之一是结合了实验室-based和临床-based的疼痛敏感性测量方法。虽然像PPT和TSP这样的实验室测量通常仅限于研究环境,但越来越多的研究表明,临床-based的疼痛敏感性测量方法(如SPA)具有额外价值(Uddin等人,2019年;Uddin等人,2021年)。在这里,较高的SPA-举重评分与较小的髋部活动范围相关,表明基于运动的疼痛敏感性可能与举重时的选择性保护性适应有关。然而,这种关系并未在腰椎活动范围中观察到,可能有几种解释。首先,以往的研究提倡根据诱发的疼痛而不是举重量来标准化举重任务(如Woznowski-Vu和Uddin,2019年)。为了进一步探讨这一点,对举重前后NPRS评分进行的事后配对样本t检验显示,疼痛平均值显著增加了12/100,低于临床上认为具有意义的疼痛强度变化阈值(Salaffi等人,2004年),并且数据呈正偏态和地板效应。这表明虽然参与者在举重时感到一定程度的疼痛,但对于许多人来说,这项任务并不是特别具有刺激性。根据ODI评分,我们的样本表现出中度残疾(表1)。该问卷根据十个类别来评估残疾,其中之一是举重。在47名参与者中,2名(4%)的参与者在举重方面的评分为0/5,34名(72%)的评分为1/5。这表明,尽管参与者存在中度残疾,但举重对他们中的大多数人来说可能并不是特别成问题。总体而言,SPA仍然可以代表一个具有临床意义的疼痛敏感性测量方法,但其识别感觉-运动关系的效用可能取决于使用足够具有刺激性的任务,以及那些在举重方面具有更高残疾程度的个体。未来的研究可以澄清这些概念。
4.3. 研究的局限性
本研究存在一些局限性。首先,由于这是一项探索性研究,涉及的是二次数据分析,我们没有预先计算样本量。因此,样本量相对较小(n = 47),这限制了统计功效,并可能降低了我们发现显著关联的能力。此外,尽管我们试图从效应大小的角度解释结果,但仍需谨慎解释。鉴于我们分析的探索性质,我们没有进行多重比较校正;这可能增加了第一类错误的风险。另外,我们的发现仅适用于我们的样本特征(轻度至中度慢性腰痛)以及本研究中的举重任务。因为举重任务采用的是标准化指令,所以运动策略可能无法完全反映自然的举重行为。此外,这些指令限制了可用的自由度,可能迫使参与者采取不自然或不熟悉的运动策略,从而影响了我们的结果。另外,我们没有控制不同受试者之间的运动速度差异,这也可能影响了我们的结果。由于这是一项横断面研究设计,因此无法确定观察到的关联中的因果关系。此外,由于SPA来自一个有限范围的评分尺度,地板效应和天花板效应可能影响了我们的发现。像恐动症这样的心理因素与慢性腰痛患者的运动行为相关,但没有作为回归模型中的协变量纳入,这也可能影响了观察到的关联。最后,皮肤运动的伪影可能导致腰椎-骨盆运动学数据不准确,从而导致三名参与者因数据不合格而被排除。
5. 结论
本研究发现,在慢性腰痛患者中,较高的疼痛敏感性(通过手部的TSP和SPA-举重评分)与举重任务中的较小髋部活动范围之间存在小到中等程度的关联。虽然其他感觉和运动测量也观察到了类似的趋势,但在控制协变量后,这些关联性不再显著。未来的研究应考虑样本的残疾特征、任务强度,并使用更大的样本量来更可靠地探索疼痛敏感性と运动行为之间的关系。
作者贡献声明:
Patrick Ippersiel:撰写——审阅与编辑、撰写——草稿、可视化、验证、监督、项目管理、方法学、调查、资金申请、正式分析、数据管理、概念化。
Joshua Whelan:撰写——审阅与编辑、撰写——草稿、可视化、方法学、调查、正式分析、数据管理、概念化。
Adriel Ho:撰写——审阅与编辑、撰写——草稿、可视化、方法学、调查、正式分析、数据管理、概念化。
Simon Luu:撰写——审阅与编辑、撰写——草稿、可视化、方法学、调查、正式分析、数据管理、概念化。
Ivy Elling Quaintance:撰写——审阅与编辑、撰写——草稿、可视化、方法学、调查、正式分析、数据管理、概念化。
Ashleigh Stavrou:撰写——审阅与编辑、撰写——草稿、可视化、方法学、调查、正式分析、数据管理、概念化。
Shawn Robbins:撰写——审阅与编辑、验证、监督、软件资源、项目管理、方法学、概念化。