運動治療觀念的演變 | 核心穩定性訓練的理論基礎與發展近況 · Swiss球

文 | 陳妍、強怡、朱紅橙、吳華

運動治療觀念的演變

運動治療的方式從早期的William或McKenzie運動演進到之後的軀幹肌力強化以及脊柱穩定性（stabilization）運動。運動治療介入的轉變也從矯正脊柱關節及相關的肌肉構造的假說轉而重視強調脊柱動作控制（motor control）的重要。

以重新訓練軀幹深層肌肉動作控制（motor control）功能為基礎的局部脊柱穩定性運動（segmental spinal stabilization exercise）對慢性持續性下背痛及頸痛的緩解、日常生活能力以及回到工作崗位上的能力，都有顯著的效果。

近二十年來，美國Dr. Press提出「核心康復」(Core rehabilitation)的觀念，在美國運動醫學會、美國康復醫學會大力提倡。「核心康復」即是以局部脊椎穩定性運動為基礎，加入更多功能性動作的訓練，以期讓運動恢復的效果更佳，對日常生活功能改善的效果更好。

維持脊椎穩定的肌肉群

核心肌群

Core muscles

核心肌群這個名詞已漸漸廣泛用於康復界及運動界，它的定義是指負責維持脊椎穩定的肌肉群，依其功能和屬性，核心肌群可分為兩大群：

又稱為局部穩定性肌肉(local stabilizing muscles)。這些肌肉位於軀幹較深層的位置，主角是腹橫肌(transverse abdominis)與多裂肌(lumbar multifidi)，另外包括部份的腹內斜肌及腰方肌。多裂肌與每一節腰椎直接連接，腹橫肌與多裂肌有共同收縮(Co-Contraction)的機制，此系統收縮時呈肚臍內吸(abdominal draw-in)的動作，其主要功能在於提供各脊椎椎體間的穩定(segmental stability)能力，並可以使脊椎維持在正中區域(neutral zone)的範圍內。加上有精密的動作控制，故此系統為維持脊椎穩定的第一道防線。

又稱為整體性穩定肌群(Global stabilizing muscles)，包括腹直肌、腹內斜肌、腹外斜肌、束脊肌、腰方肌及臀部肌群等。其收縮時主要功能在於控制脊椎的動作方向，併產生較大的動作力矩，因此可藉此對抗平衡衝擊於脊椎的外力，為維持脊椎穩定的第二道防線。 核心肌群的功能正常時，可維持椎體間的穩定，保護脊椎，減少腰椎及椎間盤的壓力，所以也被稱為「人體的天然鐵衣」(nature brace)。但醫學研究發現，在急性下背痛之後，會造成深層核心肌群的功能被抑制及動作控制的異常，進而失去穩定脊椎，保護脊椎的功能。研究也發現一警人的結果，病患在經過初步治療後，即使背痛的感覺已經消失，但核心肌群的機能障礙並不一定會恢復正常，這與背痛複發率的高低，與病人常抱怨為什麼背痛總是沒辦法好，會反覆發作，會有慢性下背痛有密切關係。而失去核心肌群保護的脊椎，也是脊椎退化的重要原因之一。

脊柱穩定系統的發現—動作控制佔有重要角色

提及脊椎穩定與動作控制的關係，首先在1992年著名的生物力學學者Panjabi即提出維持腰椎穩定的系統：

近年來，研究下背痛與動作控制的論文很多。Hodges與Richardson做了一系列研究，發現腹橫肌等軀幹肌肉群有「提前收縮」保護腰椎的動作控制。其觀察當上肢或下肢做屈曲、伸直與外展的動作時，用針刺電極肌電圖，偵測與脊椎穩定相關的軀幹肌肉（包括多裂肌、腹直肌、腹內斜肌、腹外斜肌與腹橫肌）與主要動作肌肉（如上肢的三角肌）的反應時間；他們發現正常人不論上下肢往何種方向動作，軀幹肌肉會比肢體的主要動作肌肉提早收縮，其中最早收縮的就是腹橫肌，腹橫肌也是唯一在任何情況下都比肢體的主要動作肌肉提早收縮者。這表示腹橫肌具備在四肢動作發生之前就提早收縮的機制，為維持腰椎穩定做準備。然而，在下背痛患者做同樣的實驗，此提前收縮的保護機制會消失，腹橫肌出現明顯的延遲收縮現象。除此之外，在Hodges等學者另外幾篇研究也指出，腹橫肌除了「提前收縮」保護腰椎的機制之外，其還有許多精細的動作控制，可幫助維持脊椎穩定，但在慢性下背痛的病人族群中，這些動作控制都會發生異常。

故Richardson等學者認為下背痛患者的肌肉功能障礙，主要是負責脊柱穩定的這些深層局部性肌肉的動作控制（motor control）出現異常，而非肌力或耐力的異常。澳洲學者Hides於2001年「Spine雜誌」發表經由10周的運動治療，重新訓練深層核心肌群的動作控制(motor control re-education)之後，發現核心肌群的功能經訓練後可恢復正常，而且可明顯降低背痛複發率。研究發現一年期間的背痛複發率由85%降至25%，三年期間的背痛複發率由75%降至35％。

核心穩定性的評價Kibler提出「核心」的評價是一種動態的評價，包括特定功能的評價(軀幹對單腳支撐足的控制)和活動的控制(3個平面上的活動)。同時，康復治療不僅應包含「核心」康復訓練本身，而且也要將核心康復作為肢體功能康復的基礎。

核心訓練的理論基礎

核心訓練的理念最初來源於Panjabi所提出的脊柱亞系統和「中立區」（neutral zone）這兩個猜想。

脊柱亞系統Panjabi首先提出了關於脊柱穩定系統的理論，該系統是由3個亞系統組成。如果該3個亞系統中的任意一個系統出現問題，那麼就可能會發生幾種情況

Panjabi隨之提出「中立區」(neutra lzone)概念。它是指脊柱在處於直立姿勢時，脊柱椎骨間活動是不受被動脊柱系統阻力的一個區域。

許多活體動物實驗和體外實驗以及數據模擬實驗都顯示中立區是一個與脊柱系統不穩定性相關的重要參數。研究表明，這個中立區會隨著損傷和退化的出現而增加，但是會隨著肌肉力量的增加而減少。更多的研究表明，中立區的數據改變比相關區域的關節活動度改變更敏感。因此，中立區被作為反應脊柱穩定功能的重要臨床指標。中立區的範圍會隨著脊柱損傷或肌肉弱化而增加，因此脊柱損傷和肌肉弱化則會導致脊柱不穩定性甚至脊柱周圍疼痛和下腰痛癥狀。反之，由於骨贅的形成或行融合術或固定術以及肌肉強化訓練，則會使中立區範圍減少。脊柱穩定系統正是在這樣的調節機制下，使中立區保持在某個生理閾值以避免臨床性脊柱不穩。

基於以上兩種假說，學者對脊柱尤其是腰椎部分的穩定性作用機制有了新的認識並開始了新一輪的研究。這對日後「核心」這一概念的提出，奠定了堅實的基礎。Panjabi的這兩個假想性理論，無疑是針對下腰痛病理機制而提出的設想，同時它也成為了運動活動中脊柱穩定性研究的突破口。

脊柱穩定性訓練

Liebenson發現下腰部的損傷常常是由於反覆地在活動範圍臨界點負重導致。同時，認為主動肌和拮抗肌的協同作用與脊柱穩定性有關，特別是腹橫肌和多裂肌是關鍵的脊柱穩定肌。因此，許多脊柱穩定性訓練被設計成指導患者保持一個「中立脊柱」姿勢，並在一系列的負重訓練中單獨對這些肌肉進行鍛煉。

研究表明，訓練主動肌和拮抗肌協同活動的鍛煉是較理想的康復和損傷預防訓練。這些訓練能夠幫助患者學習獲得動覺意識以保持一個安全的「中立」脊柱，這樣就可以避免在活動範圍臨界點負重時的潛在危險。儘管這些訓練的起初會很難掌握，但是通過訓練姿勢-運動控制能力，可以獲得滿足日常生活和工作需求的脊柱穩定能力。

McGill的研究顯然奠定了現階段大多數脊柱穩定性訓練的基礎。他提出，人體的穩定性與腰椎相關並提出了關於穩定性的訓練方法。同時，提高人體的穩定性是為了促進康復和運動水平。該理論基於損傷和穩定性機制，即脊柱首先必須保持穩定，才能產生力和力矩來提高肢體動作水平。McGill開創了核心穩定性的基本訓練動作，在日後眾多的核心訓練研究中該方法本身及其改良版本都被頻繁使用。

基於以上眾多表面肌電的研究，歸納為以下兩點：其一，核心訓練的有效性取決於對訓練過程中核心肌肉的被激活程度；其二，肌電結果顯示，核心肌肉的作用更傾向於維持平衡性。雖然具有一定的局限性，肌電檢測無疑是目前最為客觀最具代表的肌肉活動監測手段。

對於每一個關節，局部穩定性肌肉是相對於整體大肌群的一個概念。因此，有學者研究局部關節的核心訓練，並觀察訓練對關節力矩的改變，結果表明肩關節核心訓練增加了盂肱關節的力矩峰值。因此對核心訓練細化至各個關節，是一種發展趨勢。

Kibler認為核心肌肉是幾乎所有運動鏈式運動的中心部分，核心肌肉對核心力量、平衡和運動控制將使上肢和下肢的運動形成最大化鏈式效用。核心肌肉位於身體的中心，提供穩定支撐以使遠端肢體在高度的控制下發揮它們各自的功能，該功能一般被總結為近端穩定遠端活動。同時，在從跑、投和踢的所有運動項目中，實現生物力學效能最大化，從而最大發力並最小化關節負荷。這一點與中國傳統體育運用丹田氣發力的理念不謀而合，按照中國傳統武術下丹田也剛好位於這裡。

核心訓練方法

近年來，懸吊訓練被逐漸引入到康復訓練和體育訓練體系中。懸吊運動訓練是一種以運動本體感覺的綜合式訓練手段，它是一種強調在不穩定狀態下進行運動，以加強軀幹和髖部深層肌肉的力量，從而提高被訓練者的平衡能力。作為一種訓練裝置，懸吊裝置在很大程度上減輕了治療師的作業負擔，它倡導患者進行一種主動且積極的自我鍛煉模式；而在體育訓練場所，它打破了許多常規訓練著重大肌群力量訓練的固有模式，應同時訓練人體深層的小肌群，即穩定肌。

目前，大多數參考文獻的核心訓練方法普遍選取的是McGill訓練方法，主要包含俯卧支撐、單側支撐和仰卧支撐3種支撐動作，即在軀幹肌肉運動的3個平面上。該種方法簡單有效，具有很高的可執行度，但是該方法的精確度不易掌握，需要有專人指導，並且由於這些動作對肌力有著極高的要求，因此並不適用於臨床的康復訓練，這無疑是它的局限性。這也表明了，核心訓練更傾向於耐力訓練而不是絕對力量的訓練。

一些研究者利用生物力學工程方法來開創新型的核心訓練方法，針對專項運動的核心訓練，Sawade等利用軟體(Matlab/Simulink)進行數據模擬化操作不穩定平板來模仿運動環境對划船運動員進行核心力量訓練。

訓練的意義

核心肌群在此過程中擔負著穩定重心、環節發力、傳導力量等作用,同時也是整體發力的主要環節,對上下肢體的協同工作及整合用力起著承上啟下的樞紐作用

踝關節靈活性+膝關節穩定性+髖的穩定性+腰椎的穩定性=動作質量

神經系統+肌肉功能+關節穩定性和靈活性=最大功率輸出潛力

訓練基本原則

難度遞增訓練模式：由穩定到非穩定，由靜態到動態，由徒手到負重的難度遞增順序。

訓練方法

腹部

坐在球上雙腳與肩同寬，向後傾斜，用骨盆將球向前推；

過程中保持上身直立；

當你感覺到下腹肌肉緊張，保持5秒並把骨盆拉回到坐立位；

重複直到肌肉開始疲勞。為了加大難度，可以雙手在胸前交叉並試著保持較長時間。

加大難度，可以雙手在胸前交叉並試著保持較長時間。

腰椎放在球上，雙腳與肩同寬；

保持雙腳在地板上，慢慢地抬起你的肩膀；

從頭開始，重複動作知道腹部肌肉開始疲勞。

在骨盆和肩膀之間改變球的位置，讓你能運用到上、中、下部的肌肉

把腳放在球上、大腦專註腳下的平衡，能增加肌肉的平衡能力；

仰卧足跟放在球上，屈髖屈膝90度。收緊下腹保持呼吸平穩；

手放在頭的兩側（不要勒緊脖子），肩膀離地向膝關節靠近幾秒，然後放鬆回到原位；

重複直至下腹部肌肉開始感到疲勞

一側靠在球上，腳一前一後抵抗牆；

雙手在胸前交叉，將肩胛骨擠到一起防止變圓；

慢慢地在球上向上移動上肢並保持幾秒，然後回到初始位；

記得要使你的膝蓋、臀部、肩膀保持對齊。

脊柱保持中立位上坐在球上。收緊下腹；

一隻腳從地板上屈髖抬起，並儘可能遠的伸直膝關節；

維持幾秒然後回到初始位。另一條腿重複這個動作。維護控制球和你的姿勢。

坐在球上，脊柱保持中立位，雙腳與肩同寬；

收緊下腹肌肉。慢慢地將腳從地板抬起，用雙手使自己保持平衡；

嘗試著維持幾秒並保持放鬆。為了加大難度你可以雙手在胸前交叉。

腰椎

躺在運動墊上，將手臂放在體側一個放鬆的位置，把你的腳放在球上，讓球只是小腿下休息；

通過收緊半邊臀部肌肉來提高骨盆，這樣身體從肩到腳就是對角線了。

把球放在在你的肩膀下和腳平放在地板上，雙腳打開與肩同寬；

將膝蓋彎曲成90°；

收緊腹部肌肉並且維持中立對齊。

脊柱

趴在球上，身體向前滾動直到球到達腹部保持在這個位置進行放鬆大約30秒，讓你的身體包裹在球的表面，這樣也有助於身體在球上進行來回的擺動進行放鬆。

坐在球上身體向前滾動以至球到達腰部；

緩緩的躺到球上，不要讓你的頸部彎曲的太遠；

再次來回反覆的進行前後的搖擺30秒左右。

注意事項

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