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6.肌肉骨骼系統

章節編輯:Hilkka Riihimäki 和 Eira Viikari-Juntura

 


 

目錄

表格和數字

活動簡介
希爾卡·里希邁基

肌肉
吉塞拉·舍加德


托馬斯·J·阿姆斯特朗

骨骼和關節
大衛·哈默曼

椎間盤
Sally Roberts 和 Jill PG Urban

低背地區
希爾卡·里希邁基

胸椎區
賈爾-埃里克·米歇爾松

頸部
奧薩基爾博姆

肩部
Mats Hagberg

肘部
埃拉維卡里-朱圖拉

前臂、手腕和手
埃拉維卡里-朱圖拉

髖關節和膝關節
伊娃·文加德

腿、腳踝和腳
賈爾-埃里克·米歇爾松

其他疾病
Marjatta Leirisalo-回購

單擊下面的鏈接以在文章上下文中查看表格。

  1. 關節部件的結構功能
  2. 30 歲以上芬蘭人背部疾病的患病率
  3. 降低工作中腰痛的風險
  4. 分類-腰背障礙(魁北克特別工作組)
  5. 長時間駕駛時允許的頭部運動
  6. 不同人群的上髁炎發病率
  7. 腱鞘炎/腱鞘炎的發病率
  8. 瑞典馬爾默的原發性髖關節骨關節病
  9. 類風濕性關節炎治療指南
  10. 已知會引發反應性關節炎的感染

人物

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週三,二月16 2011:20 28

活動簡介

肌肉骨骼疾病是發達國家和發展中國家最重要的職業健康問題之一。 這些疾病會影響大多數人一生的生活質量。 肌肉骨骼疾病的年度成本很高。 例如,在北歐國家,估計佔國民生產總值的 2.7% 到 5.2% 不等(Hansen 1993;Hansen 和 Jensen 1993)。 歸因於工作的所有肌肉骨骼疾病的比例被認為約為 30%。 因此,預防與工作相關的肌肉骨骼疾病將大有裨益。 為了實現這一目標,需要對健康的肌肉骨骼系統、肌肉骨骼疾病和肌肉骨骼疾病的危險因素有很好的了解。

大多數肌肉骨骼疾病會導致局部疼痛或疼痛和運動受限,這可能會妨礙正常工作或其他日常任務。 幾乎所有的肌肉骨骼疾病都與工作有關,因為體力活動會加重或引發症狀,即使這些疾病不是直接由工作引起的。 在大多數情況下,不可能指出肌肉骨骼疾病的一個因果因素。 完全由意外傷害造成的情況除外; 在大多數情況下,有幾個因素起作用。 對於許多肌肉骨骼疾病,工作和休閒時的機械負荷是一個重要的誘發因素。 突然的超負荷、重複或持續的負荷會傷害肌肉骨骼系統的各種組織。 另一方面,活動量過低會導致肌肉、肌腱、韌帶、軟骨甚至骨骼的狀況惡化。 保持這些組織處於良好狀態需要適當使用肌肉骨骼系統。

肌肉骨骼系統基本上由身體不同部位的相似組織組成,它們提供了疾病的全貌。 肌肉是最常見的疼痛部位。 在下背部,椎間盤是常見的問題組織。 在頸部和上肢,肌腱和神經疾病是常見的,而在下肢,骨關節炎是最重要的病理狀態。

為了了解這些身體差異,有必要了解肌肉骨骼系統的基本解剖學和生理學特徵,並了解各種組織的分子生物學、營養來源和影響正常功能的因素。 各種組織的生物力學特性也很重要。 有必要了解組織正常功能的生理學和病理生理學——即出了什麼問題。 這些方面在有關椎間盤、骨骼和關節、肌腱、肌肉和神經的第一篇文章中有所描述。 在接下來的文章中,針對不同的解剖區域描述了肌肉骨骼疾病。 概述了最重要疾病的症狀和體徵,並描述了這些疾病在人群中的發生情況。 介紹了基於流行病學研究的當前對與工作和個人相關的風險因素的理解。 對於許多疾病,在與工作相關的風險因素方面有相當令人信服的數據,但目前,關於風險因素與疾病之間的暴露效應關係的數據有限。 需要此類數據才能製定設計更安全工作的指南。

儘管缺乏定量知識,但可以提出預防方向。 預防與工作有關的肌肉骨骼疾病的主要方法是重新設計工作,以優化工作量並使其與工人的身心表現能力相適應。 鼓勵工人通過定期體育鍛煉保持健康也很重要。

並非本章中描述的所有肌肉骨骼疾病都與工作有因果關係。 然而,對於職業健康和安全人員來說,了解這些疾病並考慮與它們相關的工作量是很重要的。 使工作適合工人的工作能力將有助於他或她成功和健康地工作。

 

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週三,二月16 2011:20 51

肌肉

身體活動可以通過增加肌肉體積和增加代謝能力等變化來增加肌肉力量和工作能力。 不同的活動模式會導致肌肉發生各種生化和形態適應。 一般來說,組織必須是活躍的才能保持生存能力。 不活動會導致萎縮,尤其是肌肉組織。 運動醫學和科學研究表明,不同的訓練方式可以產生非常具體的肌肉變化。 力量訓練對肌肉施加強大的力量,增加收縮絲(肌原纖維)的數量和肌漿網的體積(見圖 1)。 高強度運動會增加肌肉酶的活性。 糖酵解酶和氧化酶的比例與工作強度密切相關。 此外,長時間的劇烈運動會增加毛細血管密度。

圖 1. 參與興奮收縮偶聯的肌肉細胞的主要成分以及 ATP 產生部位線粒體的示意圖。

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有時,過度運動會引起肌肉酸痛,這種現像對於要求肌肉表現超出其能力的人來說是眾所周知的。 當肌肉過度使用時,首先會出現惡化過程,然後是修復過程。 如果允許有足夠的時間進行修復,肌肉組織最終可能會增加容量。 另一方面,長時間過度使用而沒有足夠的修復時間會導致疲勞並損害肌肉性能。 這種長時間的過度使用可能會導致肌肉發生慢性退行性變化。

肌肉使用和濫用的其他方麵包括各種工作任務的運動控制模式,這取決於力量水平、力量發展速度、收縮類型、持續時間和肌肉任務的精確度(Sjøgaard 等人,1995 年)。 個別肌肉纖維被“募集”用於這些任務,一些募集模式可能會對單個運動單元造成高負荷,即使整個肌肉的負荷很小。 大量募集特定運動單位將不可避免地引起疲勞; 職業性肌肉疼痛和損傷可能隨之而來,並且很容易與這種高需求導致的肌肉血流量不足和肌肉內生化變化引起的疲勞有關(Edwards 1988)。 高肌肉組織壓力也可能阻礙肌肉血流,這會降低必需化學物質到達肌肉的能力,以及血液清除廢物的能力; 這會導致肌肉出現能量危機。 運動可以誘導鈣積累,自由基的形成也可能促進退行性過程,例如肌肉膜的破壞和正常代謝的損害(線粒體能量轉換)(圖 2)。 這些過程可能最終導致肌肉組織本身發生退行性變化。 與正常受試者相比,在患有與工作相關的慢性肌肉疼痛(肌痛)的患者的肌肉活檢中更頻繁地發現具有顯著退行性特徵的纖維。 有趣的是,由此鑑定出的退化肌纖維是“慢肌纖維”,它與低閾值運動神經相連。 這些是通常在低持續力而非高力相關任務中招募的神經。 疲勞和疼痛的感知可能在預防肌肉損傷方面發揮重要作用。 保護機制誘導肌肉放鬆和恢復以恢復力量 (Sjøgaard 1990)。 如果忽略來自外周組織的這種生物反饋,疲勞和疼痛最終可能導致慢性疼痛。

圖 2. 圖 2 中肌肉膜和肌肉內部結構的放大圖。說明了鈣 () 在肌肉細胞中引起損傷的發病機制中的事件鏈

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有時,在頻繁過度使用後,各種正常的細胞化學物質可能不僅本身會引起疼痛,而且可能會增加肌肉受體對其他刺激的反應,從而降低激活閾值 (Mense 1993)。 將信號從肌肉傳遞到大腦(感覺傳入)的神經可能因此隨著時間的推移而變得敏感,這意味著引起疼痛的給定劑量的物質會引發更強的興奮反應。 也就是說,激活閾值降低,較小的曝光可能會引起較大的響應。 有趣的是,通常在未受傷組織中用作疼痛感受器(傷害感受器)的細胞是沉默的,但這些神經也可能會產生持續的疼痛活動,即使在疼痛的原因已經終止後仍會持續存在。 這種效應可以解釋初始損傷癒合後出現的慢性疼痛狀態。 當癒合後疼痛持續存在時,軟組織的原始形態變化可能難以識別,即使疼痛的主要原因或初始原因位於這些外周組織中。 因此,可能無法追踪疼痛的真正“原因”。

風險因素和預防策略

與工作相關的肌肉障礙風險因素包括重複、力量、靜負荷、姿勢、精確度、視覺需求和振動。 如果在下一個工作週期之前不允許有足夠的恢復期,那麼不適當的工作/休息週期可能是肌肉骨骼疾病的潛在危險因素,從而永遠無法提供足夠的生理休息時間。 環境、社會文化或個人因素也可能發揮作用。 肌肉骨骼疾病是多因素的,一般來說,簡單的因果關係很難檢測。 然而,重要的是記錄職業因素與疾病的因果關係的程度,因為只有在因果關係的情況下,消除或最小化暴露才有助於預防疾病。 當然,必鬚根據工作任務的類型實施不同的預防策略。 在高強度工作的情況下,目的是減少力量和工作強度,而對於單調的重複性工作,更重要的是在工作中引起變化。 簡而言之,目的是優化曝光。

職業病

與工作有關的肌肉疼痛最常發生在頸部和肩部、前臂和腰部。 儘管它是導致病假的主要原因,但在對疼痛進行分類和指定診斷標準方面存在很多混淆。 常用術語分為三類(見圖 3)。

圖 3. 肌肉疾病的分類。

MUS050F3

當假設肌肉疼痛與工作有關時,它可以歸類為以下疾病之一:

  • 職業性頸臂疾病 (OCD)
  • 重複性勞損 (RSI)
  • 累積性創傷障礙 (CTD)
  • 過度使用(傷害)綜合症
  • 與工作有關的頸部和上肢疾病。

 

與工作相關的頸部和上肢障礙的分類清楚地表明,病因學包括外部機械負荷,這很可能發生在工作場所。 除了肌肉組織本身的疾病外,這一類別還包括肌肉骨骼系統其他軟組織的疾病。 值得注意的是,診斷標準可能無法識別這些軟組織之一的疾病具體位置。 事實上,肌腱連接處的形態學變化很可能與肌肉疼痛的感知有關。 這提倡在局部肌肉疾病中使用術語纖維肌痛。 (見圖3)

不幸的是,不同的術語用於基本相同的醫療條件。 近年來,國際科學界越來越關注肌肉骨骼疾病的分類和診斷標準。 全身性疼痛和局部或區域性疼痛之間存在區別 (Yunus 1993)。 纖維肌痛綜合徵是一種全身性疼痛,但不被認為與工作有關。 另一方面,局部疼痛障礙可能與特定的工作任務有關。 肌筋膜疼痛綜合徵、緊張性頸部和肩袖綜合徵是局部疼痛障礙,可被視為與工作相關的疾病。

 

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週三,二月16 2011:21 22

施加和移除力時發生的變形稱為“彈性”變形。 施加力或移除力後發生的變形稱為“粘性”變形。 由於人體組織同時具有彈性和粘性,因此被稱為“粘彈性”。 對於給定的力量和持續時間,如果連續運動之間的恢復時間不夠長,則恢復將不完整,肌腱會隨著每次連續運動而進一步拉伸。 戈爾茨坦等人。 (1987) 發現當手指屈肌腱承受 8 秒 (s) 的生理負荷和 2 秒的休息時,500 次循環後累積的粘性應變等於彈性應變。 當肌腱進行 2 s 的工作和 8 s 的休息時,500 次循環後累積的粘性應變可以忽略不計。 給定勞逸結合的關鍵恢復時間尚未確定。

肌腱的特點是複合結構,膠原纖維平行束排列在粘多醣的凝膠狀基質中。 肌腱末端的張力導致波紋展開和膠原鏈拉直。 額外的負載導致拉直的股線拉伸。 因此,隨著肌腱變長,肌腱會變得更硬。 垂直於肌腱長軸的壓縮力導致膠原蛋白鏈被迫靠得更近,並導致肌腱變平。 肌腱一側的剪切力導致最靠近表面的膠原蛋白鏈相對於最遠的膠原蛋白鏈發生位移,並使肌腱的側視圖看起來傾斜。

肌腱作為結構

力通過肌腱傳遞,以保持特定工作要求的靜態和動態平衡。 收縮的肌肉傾向於使關節朝一個方向旋轉,而身體和工作物體的重量往往會使關節朝另一個方向旋轉。 不可能精確確定這些肌腱力,因為每個關節結構都有多種肌肉和肌腱作用; 然而,可以證明作用在肌腱上的肌肉力遠大於工作對象的重量或反作用力。

收縮肌肉所施加的力稱為拉伸力,因為它們會拉伸肌腱。 拉力可以通過拉動橡皮筋的末端來證明。 肌腱還受到壓縮力和剪切力以及流體壓力的影響,如圖 4 中手腕的手指屈肌腱所示。

圖 1. 肌腱在解剖表面或滑輪周圍拉伸的示意圖以及相應的拉伸力 (Ft)、壓縮力 (Fc)、摩擦力 (Ff) 和靜水壓力或流體壓力 (Pf)。

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手指用力抓住或操縱工作物體需要前臂和手部肌肉的收縮。 當肌肉收縮時,它們拉動各自肌腱的末端,這些肌腱穿過手腕的中心和圓周。 如果手腕沒有保持在使肌腱完全筆直的位置,它們將壓迫相鄰的結構。 手指屈肌腱壓在腕管內的骨骼和韌帶上。 在用彎曲的手腕用力捏時,可以看到這些肌腱在皮膚下向手掌突出。 類似地,當用伸出的手指伸展手腕時,可以看到伸肌腱和外展肌腱在手腕的背面和側面突出。

摩擦力或剪切力是由肌腱摩擦相鄰解剖表面的動態作用引起的。 這些力作用於肌腱表面並平行於肌腱表面。 可以通過同時在平坦表面上按壓和滑動手來感受到摩擦力。 肌腱在相鄰解剖表面上的滑動類似於皮帶繞滑輪滑動。

體液壓力是由將體液排出肌腱周圍空間的運動或姿勢引起的。 對腕管壓力的研究表明,手腕與外表面的接觸和某些姿勢會產生足夠高的壓力,從而損害循環並威脅組織活力 (Lundborg 1988)。

肌肉收縮會立即拉伸其肌腱。 肌腱將肌肉連接在一起。 如果持續用力,肌腱將繼續伸展。 肌肉放鬆會導致肌腱快速恢復,隨後恢復緩慢。 如果初始拉伸在一定範圍內,肌腱將恢復到其初始卸載長度 (Fung 1972)。

肌腱作為活組織

肌腱的力量掩蓋了它們賴以滋養和癒合的潛在生理機制的脆弱性。 肌腱基質中散佈著活細胞、神經末梢和血管。 神經末梢向中樞神經系統提供信息,用於運動控制和急性超負荷警告。 血管在肌腱某些區域的營養中起著重要作用。 肌腱的一些區域是無血管的並且依賴於由外腱鞘的滑液襯里分泌的液體的擴散(Gelberman et al. 1987)。 滑液還可以潤滑肌腱的運動。 滑膜鞘存在於肌腱與相鄰解剖表面接觸的位置。

肌腱的過度彈性或粘性變形會損傷這些組織並削弱它們的癒合能力。 據推測,變形可能會阻礙或阻止肌腱的循環和營養(Hagberg 1982;Viikari-Juntura 1984;Armstrong 等人 1993)。 沒有足夠的循環,細胞活力就會受損,肌腱的癒合能力也會降低。 肌腱變形會導緻小撕裂,進一步導致細胞損傷和炎症。 如果循環恢復並且肌腱有足夠的恢復時間,受損組織就會癒合(Gelberman 等人 1987 年;Daniel 和 Breidenbach 1982 年;Leadbetter 1989 年)。

肌腱疾病

已經表明,肌腱疾病以可預測的模式發生(Armstrong 等人,1993 年)。 它們的位置出現在與高應力集中相關的身體部位(例如,在岡上肌、二頭肌、外在手指屈肌和伸肌的肌腱中)。 此外,工作強度與肌腱疾病的患病率之間存在關聯。 這種模式也適用於業餘和專業運動員 (Leadbetter 1989)。 工人和運動員的共同因素是肌肉肌腱單元的重複性勞累和超負荷。

在一定限度內,機械負荷造成的傷害會痊癒。 癒合過程分為三個階段:炎症、增殖和重塑(Gelberman 等人 1987 年;Daniel 和 Breidenbach 1982 年)。 炎症階段的特徵是存在多形核細胞浸潤、毛細血管出芽和滲出,並持續數天。 增殖期的特徵是成纖維細胞和隨機取向的膠原纖維在傷口區域和鄰近組織之間增殖,並持續數週。 重塑階段的特徵是膠原纖維沿加載方向排列,並持續數月。 如果組織在癒合完成之前再次受傷,恢復可能會延遲並且情況可能會惡化 (Leadbetter 1989)。 通常癒合導致組織加強或適應機械應力。

重複負荷的影響在前臂手指屈肌腱中很明顯,它們與腕管內壁接觸(Louis 1992;Armstrong 等人 1984)。 已經表明,在腕管邊緣和肌腱上的接觸應力最大的中心之間,滑膜組織逐漸增厚。 肌腱增厚伴隨著滑膜增生和結締組織增生。 腱鞘增厚是腕管內正中神經受壓的一個被廣泛引用的因素。 可以說滑膜組織增厚是肌腱對機械損傷的適應。 如果不是因為對導致腕管綜合症的正中神經壓迫的次要影響,它可能被認為是一個理想的結果。

在確定最佳肌腱負荷方案之前,雇主應監測工人是否有肌腱疾病的體徵或症狀,以便他們可以乾預工作調整以防止進一步受傷。 只要發現或懷疑有上肢問題,就應檢查作業是否存在明顯的風險因素。 工作標準、程序或工具發生變化時,也應隨時檢查工作,以確保將風險因素降至最低。

 

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週三,二月16 2011:22 39

骨骼和關節

骨骼和軟骨是構成骨骼系統的特殊結締組織的一部分。 骨骼是一種不斷自我更新的活組織。 骨骼的硬度非常適合提供機械支撐功能,而軟骨的彈性則適合關節的活動能力。 軟骨和骨骼都由專門的細胞組成,這些細胞在細胞外產生和調節物質基質。 該基質富含膠原蛋白、蛋白多醣和非膠原蛋白。 礦物質也存在於骨基質中。

骨骼的外部稱為皮質,是密質骨。 海綿狀的內部(小梁骨)充滿了造血(造血)骨髓。 骨骼的內部和外部具有不同的代謝周轉率,對晚年骨質疏鬆症有重要影響。 骨小樑的自我再生速度比密質骨快,這就是為什麼骨質疏鬆症首先出現在脊柱的椎體中,因為它們有大的小梁部分。

顱骨和其他選定部位的骨骼直接通過骨形成(膜內骨化)形成,無需經過軟骨中間階段。 四肢的長骨通過稱為軟骨內骨化的過程從軟骨發育而來。 這個過程導致長骨的正常生長,骨折的修復,以及在成年後期,導致骨關節炎的關節中獨特的新骨形成。

成骨細胞是一種骨細胞,負責合成骨中的基質成分:獨特的膠原蛋白(I 型)和蛋白多醣。 成骨細胞還合成骨的其他非膠原蛋白。 這些蛋白質中的一些可以在血清中測量以確定骨轉換率。

另一種不同的骨細胞稱為破骨細胞。 破骨細胞負責骨的再吸收。 在正常情況下,舊骨組織被吸收,同時新骨組織生成。 骨骼通過產生溶解蛋白質的酶而被吸收。 骨轉換稱為重塑,通常是吸收和形成的平衡協調過程。 重塑受身體激素和局部生長因子的影響。

可移動的(動關節)關節形成於兩塊骨頭接合在一起的地方。 關節表面設計用於承重,並適應一定範圍的運動。 關節被纖維囊包圍,囊的內表面是滑膜,分泌滑液。 關節面由透明軟骨構成,軟骨下方是堅硬(軟骨下)骨的背襯。 在關節內,韌帶、肌腱和纖維軟骨結構(某些關節中的半月板,例如膝蓋)提供關節表面之間的穩定性和緊密貼合。 這些關節成分的特化細胞合成和維持基質大分子,這些大分子的相互作用負責維持韌帶和肌腱的拉伸強度、支持血管和滑膜細胞成分的疏鬆結締組織、粘性滑液、透明軟骨的彈性和軟骨下骨的剛性強度。 這些關節部件相互依存,它們的關係如表1所示。

表 1. 關節組件的結構-功能關係和相互依賴性。

組件

結構體

操作功能

韌帶和肌腱

緻密的纖維結締組織

防止關節過度伸展,提供穩定性和強度

滑膜

乳暈、血管和細胞

分泌滑液,溶解(吞噬)滑液中的顆粒物質

滑液

粘性流體

為關節軟骨提供營養,在關節運動時潤滑軟骨

軟骨

堅硬的透明軟骨

構成關節面,承重,彈性響應壓縮

潮標

鈣化軟骨

將關節軟骨與下面的骨骼分開

軟骨下骨

有骨髓腔的硬骨

為接合面提供支撐; 骨髓腔為軟骨基部提供營養,是具有新骨形成潛力的細胞的來源

資料來源:Hamerman 和 Taylor 1993。

骨關節疾病精選

骨質減少是用於描述 X 射線檢測到的骨質減少的通用術語。 通常在早期階段沒有症狀,它最終可能表現為骨骼變弱。 下面列出的大多數情況都會引起骨質減少,儘管發生這種情況的機制不同。 例如,過多的甲狀旁腺激素會增強骨吸收,而鈣和磷酸鹽缺乏症(可能由多種原因引起,通常是由於維生素 D 不足)會導致礦化不足。 隨著人們年齡的增長,骨骼的形成和吸收之間存在不平衡。 在絕經期左右的女性中,吸收通常占主導地位,這種情況稱為 I 型骨質疏鬆症。 在高齡,再吸收會再次占主導地位並導致 II 型骨質疏鬆症。 I 型骨質疏鬆症通常影響椎體骨丟失和塌陷,而 II 型骨質疏鬆症主要是髖部骨折。

骨關節炎(OA)是某些活動關節的主要慢性疾病,其發病率隨著年齡的增長而增加。 到 80 歲時,幾乎所有人的手指關節(赫伯登氏結節)都會腫大。 這通常具有非常有限的臨床意義。 易患骨關節炎的主要負重關節是髖、膝、足和脊柱小平面。 肩部雖然不承重,但也可能出現各種關節炎變化,包括肩袖撕裂、肱骨頭半脫位和蛋白水解酶含量高的積液——這種臨床表現通常被稱為“密爾沃基肩”並與嚴重的疼痛和運動受限。 OA 的主要變化主要是軟骨退化之一,但通常在 X 射線上可以看到稱為骨贅的新骨形成。

 

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週三,二月16 2011:22 41

椎間盤

椎間盤約佔脊柱的三分之一。 由於它們不僅為脊柱提供柔韌性,而且還傳遞負荷,因此它們的力學行為對整個脊柱的力學有很大影響。 很大一部分腰痛病例與椎間盤有關,直接通過椎間盤突出,或者間接地發生,因為退化的椎間盤使其他脊柱結構處於異常壓力之下。 在這篇文章中,我們回顧了椎間盤的結構和組成及其機械功能,並討論了椎間盤在疾病中的變化。

解剖學

人的脊椎有24個椎間盤,穿插在椎體之間。 這些共同構成了脊柱的前(前)部分,關節面關節和橫向和棘突構成了後(後)元素。 椎間盤沿著脊柱逐漸增大,前後約 45 毫米,橫向約 64 毫米,下背部區域約 11 毫米。

椎間盤由軟骨樣組織製成,由三個不同的區域組成(見圖 1)。 內部區域(髓核)是膠狀物質,尤其是在年輕人中。 椎間盤的外部區域(纖維環)堅硬且呈帶狀。 纖維環的纖維交叉排列,使其能夠承受高彎曲和扭曲載荷。 隨著年齡的增長,細胞核失去水分,變得更堅固,這兩個區域之間的區別不如生命早期那麼明顯。 椎間盤通過一層薄薄的透明軟骨(第三區域)與骨骼隔開。 在成年期,軟骨終板和椎間盤本身通常沒有自己的血管,而是依靠鄰近組織(如韌帶和椎體)的血液供應來輸送營養和清除廢物。 只有椎間盤的外部受神經支配。

圖 1. 正常成人椎間盤和軟骨終板三種主要成分的相對比例。

MUS020F1

組成

與其他軟骨一樣,椎間盤主要由膠原纖維基質(嵌入蛋白多醣凝膠中)和水組成。 這些一起佔總組織質量的 90% 到 95%,儘管比例隨椎間盤內的位置以及年齡和退化而變化。 細胞散佈在整個基質中,負責合成和維持其中的不同成分(圖 2)。 可以在 Urban 和 Roberts 1994 中找到關於椎間盤生物化學的綜述。

圖 2. 椎間盤結構示意圖,顯示帶狀膠原纖維散佈著許多瓶刷狀蛋白多醣分子和少量細胞。

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蛋白多醣:椎間盤的主要蛋白聚醣,聚集蛋白聚醣,是一種大分子,由一個中心蛋白核心組成,許多醣胺聚醣(雙醣的重複鏈)附著在該核心蛋白上(見圖 3)。 這些側鏈具有與之相關的高密度負電荷,因此使它們對水分子具有吸引力(親水性),這種特性被描述為膨脹壓力。 這對光盤的功能非常重要。

 

 

 

 

 

圖 3. 部分圓盤蛋白多醣聚集體的示意圖。 G1、G2 和 G3 是中央核心蛋白的球形折疊區域。

MUS020F3當單個分子連接到另一種化學物質透明質酸的鏈上時,會形成巨大的蛋白多醣聚集體。 聚集蛋白聚醣的大小各不相同(分子量從 300,000 到 7 萬道爾頓不等)取決於構成聚集體的分子數量。 最近還在椎間盤和軟骨終板中發現了其他較小類型的蛋白多醣,例如核心蛋白聚醣、雙醣鏈蛋白聚醣、纖維調節蛋白和熒光蛋白聚醣。 它們的功能通常未知,但纖維調節蛋白和核心蛋白聚醣可能參與調節膠原網絡形成。

:水是椎間盤的主要成分,佔組織體積的 65% 到 90%,具體取決於椎間盤的年齡和區域。 蛋白多醣的量與基質的含水量之間存在相關性。 水量還取決於施加在椎間盤上的負載,因此白天和晚上的含水量不同,因為睡眠時負載會非常不同。 水對於椎間盤的機械功能和提供基質內溶解物質運輸的介質都很重要。

膠原:膠原蛋白是體內的主要結構蛋白,由至少 17 種不同的蛋白質組成。 所有膠原蛋白都有螺旋區域,並通過一系列分子內和分子間交聯來穩定,這使得分子在抵抗機械應力和酶促降解方面非常強大。 不同類型的膠原蛋白分子的長度和形狀以及呈螺旋狀的比例各不相同。 椎間盤由幾種類型的膠原蛋白組成,外環主要是 I 型膠原蛋白,而核和軟骨終板主要是 II 型膠原蛋白。 兩種類型都形成提供椎間盤結構框架的原纖維。 細胞核的原纖維(直徑 >> 毫米)比纖維環的原纖維(直徑 0.1 至 0.2 毫米)細得多。 椎間盤細胞通常被一些其他類型的膠原蛋白(例如 VI 型)的膠囊包圍。

細胞:與其他組織相比,椎間盤的細胞密度非常低。 儘管細胞密度很低,但它們的持續活動對於椎間盤的健康至關重要,因為細胞在整個生命過程中都會產生大分子,以取代那些隨著時間的推移而分解和丟失的大分子。

功能

圓盤的主要功能是機械的。 椎間盤沿脊柱傳遞負荷,還允許脊柱彎曲和扭曲。 椎間盤上的負荷來自體重和肌肉活動,並隨姿勢變化(見圖 4)。 在日常活動中,椎間盤會承受複雜的負荷。 由於體重和幾何形狀的差異,伸展或彎曲脊柱主要在椎間盤上產生拉應力和壓應力,這些應力沿著脊柱向下增大。 旋轉脊柱會產生橫向(剪切)應力。

圖 4. 與直立壓力 (100%) 相比,不同姿勢下的相對椎間盤內壓力。

MUS020F4

椎間盤承受著壓力,壓力隨著姿勢的不同而變化,從靜止時的 0.1 到 0.2 MPa 左右,到彎曲和抬起時的 1.5 到 2.5 MPa 左右。 壓力主要是由於正常椎間盤中穿過核和內環的水壓。 當圓盤上的負載增加時,壓力會均勻分佈在端板和整個圓盤上。

在裝載過程中,圓盤變形並失去高度。 終板和纖維環隆起,增加了這些結構的張力,核的壓力隨之升高。 圓盤的變形程度取決於其加載的速率。 在屈曲和伸展過程中,椎間盤會顯著變形,壓縮或伸展 30% 至 60%。 相鄰脊柱突之間的距離可增加 300% 以上。 如果負載在幾秒鐘內被移除,圓盤會迅速恢復到原來的狀態,但如果負載保持不變,圓盤會繼續失去高度。 這種“蠕變”是由椎間盤結構的持續變形和流體流失引起的,因為椎間盤由於壓力增加而流失流體。 10% 到 25% 的椎間盤液體會在日常活動中緩慢流失,此時椎間盤承受的壓力要大得多,而在休息時會恢復。 這種水分流失會導致日工從早到晚身高下降 1 至 2 厘米。

當椎間盤因老化或退化而改變其成分時,椎間盤對機械負載的響應也會發生變化。 隨著蛋白多醣和水含量的損失,細胞核不能再有效地做出反應。 這種變化導致終板和纖維環上的應力不均勻,在退變嚴重的情況下,椎間盤加載時內部纖維可能會向內凸出,這反過來可能導致其他椎間盤結構上的異常應力,最終導致他們的失敗。 退化椎間盤的蠕變率也增加,因此在相同負載下,椎間盤失去高度的速度比正常椎間盤快。 椎間盤間隙變窄會影響其他脊柱結構,例如肌肉和韌帶,尤其會導緻小關節壓力增加,這可能是脊柱小關節出現退行性變化的原因光盤。

主要成分對功能的貢獻

蛋白多醣

椎間盤功能取決於維持平衡,其中椎間盤的水壓由椎間盤膨脹壓力平衡。 溶脹壓力取決於被帶負電荷的蛋白多醣吸引到圓盤中的離子濃度,因此直接取決於蛋白多醣的濃度。 如果圓盤上的負載增加,水壓會升高並破壞平衡。 作為補償,液體從椎間盤中滲出,增加了蛋白多醣濃度和椎間盤滲透壓。 這種流暢的表達會一直持續到恢復平衡或去除椎間盤上的負載。

蛋白多醣還以其他方式影響液體運動。 由於它們在組織中的濃度很高,因此鏈之間的空間非常小(0.003 至 0.004 毫米)。 通過這種小孔的流體流動非常緩慢,因此即使存在很大的壓差,流體流失的速度也很慢,因此圓盤蠕變的速度也很慢。 然而,由於退化的椎間盤具有較低的蛋白多醣濃度,流體可以更快地流過基質。 這可能就是退化椎間盤比正常椎間盤高度下降更快的原因。 蛋白多醣的電荷和高濃度控制其他溶解物質進入和移動到圓盤中。 小分子(葡萄糖、氧氣等營養物質)很容易進入椎間盤並穿過基質。 正電化學物質和離子,例如 Na+金鈣2+, 在帶負電的圓盤中的濃度高於周圍的間質液。 大分子,例如血清白蛋白或免疫球蛋白,體積太大而無法進入椎間盤,並且僅以非常低的濃度存在。 蛋白聚醣也可能影響細胞活性和新陳代謝。 小蛋白聚醣,如雙醣鏈蛋白聚醣,可以結合生長因子和其他細胞活性介質,並在基質降解時釋放它們。

水是椎間盤的主要成分,組織的硬度由蛋白多醣的親水特性維持。 隨著最初的失水,隨著膠原蛋白網絡的鬆弛,椎間盤變得更加鬆弛和變形。 然而,一旦圓盤失去大量水分,其機械性能就會發生巨大變化; 組織在負載下表現得更像固體而不是複合材料。 水還提供了營養物和廢物在椎間盤與周圍血液供應之間交換的媒介。

膠原

可以支撐高拉伸負荷的膠原蛋白網絡為椎間盤提供框架,並將其固定在相鄰的椎體上。 網絡因蛋白多醣吸收的水而膨脹; 反過來,網絡會限制蛋白多醣並防止它們從組織中逸出。 這三個部件因此一起形成能夠支撐高壓縮載荷的結構。

膠原纖維的組織為椎間盤提供了靈活性。 原纖維分層排列,每層的原纖維在相鄰椎體之間運行的角度,方向交替。 這種高度專業化的編織允許椎間盤廣泛楔入,從而允許脊柱彎曲,即使膠原纖維本身只能延伸約 3%。

代謝

椎間盤細胞產生大分子和可以分解基質成分的酶。 在健康的椎間盤中,基質產生和分解的速率是平衡的。 如果平衡被打破,光盤的組成最終必須改變。 在生長過程中,新分子和替代分子的合成速率高於降解速率,並且基質材料在細胞周圍積累。 隨著老化和退化,相反的情況發生。 蛋白聚醣通常可以持續約兩年。 膠原蛋白可以持續很多年。 如果平衡被打破,或者細胞活性下降,基質中的蛋白多醣含量最終會降低,從而影響椎間盤的機械性能。

椎間盤細胞也對機械應力的變化有反應。 加載影響椎間盤代謝,但機制尚不清楚。 目前無法預測哪些機械需求會促進穩定的平衡,哪些可能有利於基質的降解而不是合成。

營養供給

由於椎間盤從鄰近組織的血液供應中吸收營養,氧氣和葡萄糖等營養物質必須通過基質擴散到椎間盤中心的細胞。 細胞距離最近的血液供應可能多達 7 至 8 毫米。 陡峭的梯度發展。 在椎間盤和椎體的交界處,氧氣濃度約為 50%,而在椎間盤中心,氧氣濃度低於 1%。 椎間盤代謝主要是無氧的。 當氧氣含量低於 5% 時,椎間盤會增加乳酸(一種代謝廢物)的產生。 細胞核中心的乳酸濃度可能比血液或間質中的乳酸濃度高 5 到 XNUMX 倍(見圖 XNUMX)。

圖 5. 椎間盤的主要營養途徑是從椎體 (V) 內的脈管系統擴散,通過終板 (E) 到達核 (N) 或從纖維環外的血液供應 (A) .

MUS020F5

通常認為營養供應下降是椎間盤退變的主要原因。 椎間盤的終板滲透性隨著年齡的增長而降低,這可能會阻礙營養物質輸送到椎間盤中,並可能導致廢物的積累,例如乳酸。 在營養輸送減少的椎間盤中,椎間盤中心的氧氣濃度會降至非常低的水平。 在這裡,無氧代謝和隨之產生的乳酸增加,椎間盤中心的酸度可能降至 pH 6.4。 如此低的 pH 值以及低氧張力會降低基質合成速率,從而導致蛋白多醣含量下降。 此外,細胞本身可能無法長時間暴露於酸性 pH 環境中。 在人類椎間盤中發現了高比例的死細胞。

椎間盤的退化導致蛋白多醣的損失及其結構的改變、膠原網絡的解體和血管的向內生長。 其中一些變化有可能被逆轉。 該光盤已被證明具有一定的修復能力。

疾病

脊柱側彎:脊柱側凸是脊柱的側彎,椎間盤和椎體都被楔入。 它通常與脊柱的扭曲或旋轉有關。 由於肋骨與椎骨的連接方式,這會導致“肋骨隆起”,當受影響的個體向前彎曲時可見。 脊柱側凸可能是由於脊柱的先天性缺陷,例如楔形半椎,也可能繼發於神經肌肉營養不良等疾病。 然而,在大多數情況下,病因不明,因此被稱為特發性脊柱側凸。 疼痛很少成為脊柱側彎的問題,並且進行治療,主要是為了阻止脊柱側彎的進一步發展。 (有關此病症和其他脊柱病症的臨床治療的詳細信息,請參閱 Tidswell 1992。)

腰椎滑脫: 脊椎前移是一個椎骨相對於另一個椎骨向前的水平滑動。 它可能是由於連接椎骨前部和後部的骨橋骨折所致。 顯然,兩個這樣的椎骨之間的椎間盤被拉伸並承受異常載荷。 該椎間盤的基質,以及較小程度上的相鄰椎間盤,顯示出典型的退化成分變化——水分和蛋白多醣的損失。 這種情況可以通過 X 射線診斷。

椎間盤破裂或脫垂:後環破裂在體力活躍的年輕人或中年人中很常見。 它不能通過 X 射線診斷,除非進行椎間盤造影,從而將不透射線的物質注入椎間盤的中心。 然後可以通過跟踪椎間盤造影液來證明撕裂。 有時,孤立和隔離的椎間盤材料碎片可以通過這種撕裂進入椎管。 刺激或壓迫坐骨神經會導致下肢劇烈疼痛和感覺異常(坐骨神經痛)。

退行性椎間盤疾病:這個術語適用於一組不明確的腰痛患者。 它們可能會顯示 X 射線外觀的變化,例如椎間盤高度降低以及椎體邊緣可能形成骨贅。 這組患者可能代表幾種病理途徑的終末期。 例如,未經處理的環狀撕裂最終可能會呈現這種形式。

脊柱狹窄:在椎管狹窄中發生的椎管變窄導致脊神經根及其血液供應的機械壓迫。 因此,它會導致虛弱、反射改變、疼痛或感覺喪失(感覺異常)等症狀,有時甚至沒有任何症狀。 椎管變窄又可能由多種因素引起,包括椎間盤突出到椎管空間、小關節中新骨形成(小關節肥大)和關節炎伴有其他軟結締組織的炎症。

與椎間盤病理學相關的最新成像技術的解釋尚未完全建立。 例如,磁共振成像 (MRI) 上的退化椎間盤給出的信號與“正常”椎間盤所見的信號不同。 然而,MRI 上“退化”外觀的椎間盤與臨床症狀之間的相關性很差,45% 的 MRI 退化椎間盤沒有症狀,37% 的腰痛患者的脊柱 MRI 正常。

风险因素

載入中

圓盤上的負載取決於姿勢。 椎間盤內測量表明,坐姿導致的壓力是靜止脊柱內壓力的五倍(見圖 8)。 如果舉起外部重物,這會大大增加椎間盤內壓力,尤其是當重物遠離身體時。 顯然,增加的負荷會導致椎間盤破裂,否則可能會保持完好無損。

Brinckmann 和 Pope (1990) 回顧的流行病學調查在一個方面同意:重複提舉或攜帶重物或以彎曲或過度伸展的姿勢進行工作是腰背問題的風險因素。 同樣,某些運動,例如舉重,可能比游泳等運動更容易引起背痛。 機制尚不清楚,儘管不同的加載模式可能相關。

抽烟

椎間盤的營養非常不穩定,只需要少量減少營養物質的流動,就足以使椎間盤細胞的正常新陳代謝不足。 吸煙會導致這種減少,因為它會影響椎間盤外的循環系統。 僅吸煙 20 至 30 分鐘後,輸送到椎間盤的營養物質(例如氧氣、葡萄糖或硫酸鹽)就會顯著減少,這可能解釋了與不吸煙的人相比,吸煙的人腰痛的發生率更高( Rydevik 和 Holm 1992)。

振動

流行病學研究表明,暴露於高強度振動的個體腰痛的發生率增加。 脊柱在其自然頻率下很容易受到損傷,尤其是 5 到 10 赫茲。 許多車輛會在這些頻率下激發振動。 Brinckmann 和 Pope (1990) 報告的研究表明,這種振動與腰痛的發生率之間存在關聯。 由於振動已被證明會影響其他組織中的小血管,因此這也可能是其影響脊柱的機制。

 

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週三,二月16 2011:23 00

低背區

腰痛是工作年齡人群的常見疾病。 大約 80% 的人在一生中都經歷過腰痛,它是所有職業群體中短期和長期殘疾的最重要原因之一。 根據病因,腰痛可分為六類:機械性、感染性(如結核病)、炎症性(如強直性脊柱炎)、代謝性(如骨質疏鬆症)、腫瘤性(如癌症)和內臟性(疼痛)由內臟器官疾病引起)。

大多數人的腰痛是由機械原因引起的,包括腰骶扭傷/勞損、退行性椎間盤疾病、脊椎滑脫、椎管狹窄和骨折。 這裡只考慮機械性腰痛。 機械性腰痛也稱為區域性腰痛,可能是局部疼痛或放射到單腿或雙腿的疼痛(坐骨神經痛)。 機械性腰痛的特點是偶發性發生,在大多數情況下,自然過程是有利的。 在大約一半的急性病例中,腰痛會在兩週內消退,大約 90% 的病例會在兩個月內消退。 據估計,大約每十分之一的病例都會變成慢性病,正是這群腰痛患者佔了因腰痛引起的費用的主要部分。

結構與功能

由於直立姿勢,人類脊柱下部(腰骶脊柱)的結構在解剖學上與大多數脊椎動物不同。 直立姿勢還會增加腰骶脊柱結構上的機械力。 通常腰椎有五塊椎骨。 如圖 1 所示,骶骨是剛性的,尾巴(尾骨)在人類中沒有任何功能。

圖 1. 脊柱、椎骨和曲率。

MUS130F1

椎骨由椎體之間的椎間盤以及韌帶和肌肉連接在一起。 這些軟組織結合使脊柱靈活。 兩個相鄰的椎骨形成一個功能單元,如圖 2 所示。椎體和椎間盤是脊柱的承重元件。 椎骨的後部形成神經弓,保護椎管內的神經。 椎弓通過確定運動方向的小關節(關節突關節)相互連接。 椎弓也被許多韌帶束縛在一起,這些韌帶決定了脊柱的運動範圍。 向後伸展軀幹的肌肉(伸肌)附著在椎弓上。 重要的附著部位是椎弓的三個骨投射(兩個側向和脊柱突)。                  

圖 2. 脊柱的基本功能單元。

MUS130F2

脊髓終止於最高腰椎 (L1-L2) 的水平。 腰椎管由脊髓的延伸,馬尾神經填充,由脊神經根組成。 神經根通過椎間孔(孔)成對離開椎管。 支配背部組織的分支從每個脊神經根發出。 肌肉、韌帶和關節中有神經末梢傳遞痛覺(傷害感受末梢)。 在健康的椎間盤中,除了環的最外層部分外,沒有這樣的神經末梢。 然而,椎間盤被認為是腰痛的最重要來源。 已知環狀破裂是痛苦的。 作為椎間盤退變的後遺症,椎間盤的半膠質內部部分(即髓核)突出可發生在椎管內,並導致脊神經受壓和/或發炎以及坐骨神經痛的症狀和體徵,如下圖所示圖 3。

圖 3. 椎間盤突出。

MUS130F3

肌肉負責背部的穩定性和運動。 背部肌肉向後彎曲軀幹(伸展),腹部肌肉向前彎曲軀幹(屈曲)。 由於肌肉或韌帶的持續或重複負荷或突然過度用力而導致的疲勞會導致腰痛,儘管這種疼痛的確切起源很難定位。 關於軟組織損傷在腰背部疾病中的作用存在爭議。

腰背疼痛

發生

腰痛的患病率估計因不同調查中使用的定義而異。 表 30 列出了 1 歲以上的芬蘭一般人群中腰痛綜合徵的患病率。四分之三的人在其一生中經歷過腰痛(以及三分之一的坐骨神經痛)。 每個月有五分之一的人患有腰痛或坐骨神經痛,並且在任何時間點,六分之一的人患有臨床可證實的腰痛綜合症。 坐骨神經痛或椎間盤突出不太普遍,影響了 4% 的人口。 大約一半的腰痛綜合徵患者有功能障礙,5%的人功能障礙較重。 坐骨神經痛在男性中比在女性中更常見,但其他腰背疾病同樣常見。 腰痛在 20 歲之前相對不常見,但之後患病率穩步上升,直到 65 歲,之後出現下降。

表 1. 芬蘭 30 歲以上人群背部疾病的患病率,百分比。

 

男士+

女士+

背痛的終生患病率

76.3

73.3

坐骨神經痛的終生患病率

34.6

38.8

導致臥床休息至少兩週的坐骨神經痛的五年患病率

17.3

19.4

腰痛或坐骨神經痛的一個月患病率

19.4

23.3

臨床驗證點流行:

   

腰痛綜合症

17.5

16.3

坐骨神經痛或脫垂的椎間盤*

5.1

3.7

+ 年齡調整
* p 0.005
資料來源:改編自 Heliövaara 等人。 1993.

腰椎退行性改變的患病率隨著年齡的增長而增加。 大約一半的 35 至 44 歲男性和十分之九的 65 歲或以上男性有腰椎椎間盤退變的放射學跡象。 嚴重椎間盤退變的跡象分別為 5% 和 38%。 退行性變化在男性中比在女性中更常見。 腰椎有退行性改變的人比沒有腰椎的人更容易出現腰痛,但退行性改變在無症狀人群中也很常見。 在磁共振成像 (MRI) 中,6% 的 20 歲或以下的無症狀女性和 79 歲或以上的女性中有 60% 發現椎間盤退變。

一般來說,腰痛在藍領職業中比在白領職業中更常見。 在美國,物料搬運工、護士助理和卡車司機的代償性背傷發生率最高。

工作中的風險因素

流行病學研究一​​致發現,腰痛、坐骨神經痛或椎間盤突出以及腰椎退行性變化與繁重的體力勞動有關。 然而,人們對背部物理負荷的可接受極限知之甚少。

腰痛與頻繁或沉重的舉重、搬運、拉和推有關。 高張力指向肌肉和韌帶,高壓力指向骨骼和關節表面。 這些力會對椎體、椎間盤、韌帶和椎骨後部造成機械損傷。 受傷可能是由於突然的超載或重複加載引起的疲勞造成的。 重複的微創傷,甚至可能在不被注意的情況下發生,被認為是腰椎退化的一個原因。

腰痛還與頻繁或長時間的扭曲、彎曲或其他非中立的軀幹姿勢有關。 運動對於椎間盤的營養是必需的,靜止的姿勢可能會損害營養。 在其他軟組織中,會出現疲勞。 長時間以一種姿勢坐著(例如,機器裁縫或機動車司機)也會增加腰痛的風險。

已發現長時間駕駛機動車會增加腰痛和坐骨神經痛或椎間盤突出的風險。 駕駛員暴露在對椎間盤營養有不利影響的全身振動中。 崎嶇不平的道路、姿勢壓力和專業司機處理材料的突然衝動也可能導致風險。

背部受傷的一個明顯原因是墜落或滑倒等事故造成的直接創傷。 除了急性損傷外,有證據表明創傷性背部損傷在很大程度上導致了慢性腰背綜合症的發展。

腰痛與工作中的各種心理社會因素有關,例如工作單調和工作時間壓力大,以及來自同事和上司的社會支持不足。 社會心理因素會影響腰痛的報告和恢復,但對其病因學作用存在爭議。

個人風險因素

身高和超重:關於腰痛與身材和超重之間關係的證據是矛盾的。 然而,關於坐骨神經痛或椎間盤突出與身高之間的關係的證據非常有說服力。 由於椎間槃體積較大,個子高的人可能在營養方面處於劣勢,而且他們在工作場所也可能存在人體工程學問題。

 

身體素質: 關於身體健康與腰痛之間關係的研究結果不一致。 腰痛在體力低於工作要求的人群中更為常見。 在一些研究中,沒有發現不良的有氧運動能力可以預測未來的腰痛或受傷索賠。 最不健康的人可能會增加背部受傷的總體風險,但最健康的人可能會遭受最昂貴的傷害。 在一項研究中,良好的背部肌肉耐力可以防止首次出現腰痛。

人與人之間的腰椎活動度存在相當大的差異。 患有急性和慢性腰痛的人活動能力下降,但在前瞻性研究中,活動能力並不能預測腰痛的發生率。

 

抽烟:多項研究表明,吸煙會增加腰痛和椎間盤突出的風險。 吸煙似乎也會促進椎間盤退化。 在實驗研究中,已發現吸煙會損害椎間盤的營養。

 

結構因素:先天性椎骨缺陷以及腿長不均會導致脊柱負荷異常。 然而,這些因素在腰痛的起因中並不被認為是非常重要的。 狹窄的椎管容易導致神經根受壓和坐骨神經痛。

 

心理因素: 慢性腰痛與心理因素(如抑鬱症)有關,但並非所有患有慢性腰痛的人都有心理問題。 曾用多種方法來區分心理因素引起的腰痛和生理因素引起的腰痛,但結果卻相互矛盾。 精神壓力症狀在腰痛患者中比在無症狀人群中更常見,精神壓力甚至似乎可以預測未來腰痛的發生率。

預防

基於對風險因素的流行病學研究積累的知識主要是定性的,因此只能為預防方案的規劃提供廣泛的指導。 預防與工作相關的腰背病有三種主要方法:符合人體工程學的工作設計、教育和培訓以及工人選擇。

工作設計

人們普遍認為,預防與工作相關的腰背痛最有效的方法是工作設計。 人體工程學乾預應解決以下參數(如表 2 所示)。

 

表 2. 為降低工作中腰痛的風險而應解決的參數。

參數

1.負載

搬運物的重量、搬運物的大小

2.對象設計

手柄的形狀、位置和大小

3.提拉技術

物體重心與工人的距離,扭轉動作

4. 工作場所佈置

任務的空間特徵,如搬運距離、運動範圍、樓梯等障礙物

5.任務設計

任務的頻率和持續時間

6. 心理學

工作滿意度、自主權和控制權、期望

七、環境

溫度、濕度、噪音、足部牽引力、全身振動

八、工作組織

團隊合作、激勵、輪班、工作輪換、機器節奏、工作保障。

資料來源:改編自 Halpern 1992。

 

大多數人體工程學乾預措施會修改負載、處理物體的設計、提陞技術、工作場所佈局和任務設計。 這些措施在控制腰痛發生或醫療費用方面的有效性尚未得到明確證明。 降低峰值負載可能是最有效的。 一種建議的方法是設計一份工作,使其在大部分工作人口的身體能力範圍內(Waters 等人,1993 年)。 在靜態工作中,運動的恢復可以通過重組工作、工作輪換或工作豐富來實現。

教育和培訓

工人應接受培訓,以適當和安全地開展工作。 工人安全起重的教育和培訓已得到廣泛實施,但結果並不令人信服。 人們普遍認為,讓負重靠近身體,避免猛拉和扭動是有益的,但至於抬腿和抬背的優勢,專家們的意見是矛盾的。

如果發現工作要求與工人的力量不匹配,並且無法重新設計工作,則應為工人提供體能訓練計劃。

在預防因腰痛或慢性病引起的殘疾方面,事實證明,背部學校對亞急性病例有效,而一般健身訓練對亞慢性病例有效。

培訓也需要擴展到管理。 管理培訓的方麵包括早期干預、初始保守治療、患者隨訪、工作安置和安全規則的執行。 積極的管理計劃可以顯著降低長期殘疾索賠和事故率。

醫務人員應接受早期干預、保守治療、患者隨訪和工作安置技術的好處方面的培訓。 魁北克特別工作組關於活動相關脊柱疾病管理的報告和其他臨床實踐指南為正確治療提供了合理的指導。 (Spitzer 等人,1987 年;AHCPR 1994 年。)

工人選擇

一般而言,就業前對工人的選擇不被認為是預防與工作相關的腰痛的適當措施。 既往背痛病史、腰椎 X 光片、一般力量和健康測試——這些都沒有顯示出足夠好的敏感性和特異性來識別未來腰背痛風險增加的人。 在就業前篩選中使用這些措施可能導致對某些工人群體的不當歧視。 然而,有些特殊的職業群體(例如,消防員和警察)可以認為在其中進行就業前篩選是合適的。

臨床特徵

腰痛的確切起因往往無法確定,表現為腰痛分類困難。 在很大程度上,分類依賴於臨床檢查或影像學結果支持的症狀特徵。 基本上,在臨床體格檢查中可以診斷由脊神經根受壓和/或炎症引起的坐骨神經痛患者。 至於許多其他臨床實體,例如小關節綜合徵、纖維化、肌肉痙攣、腰椎間隔室綜合徵或骶髂綜合徵,臨床驗證已被證明是不可靠的。

為了解決混淆,魁北克脊柱疾病特別工作組進行了全面而批判性的文獻回顧,並最終推薦使用表 3 中所示的腰痛患者分類。


表 3. 根據魁北克脊柱疾病工作組對腰背疾病的分類

1.疼痛

2.下肢近端放射痛

3. 放射到下肢遠端的疼痛

4.下肢放射痛及神經體徵

5. 簡單 X 光片推測脊神經根受壓(即脊柱不穩或骨折)

6. 脊神經根受壓通過以下方式確認: 特定成像技術(計算機斷層掃描、  

            脊髓造影或磁共振成像),其他診斷技術(例如,肌電圖,

            靜脈造影)

7.椎管狹窄

8. 術後狀態,干預後 1-6 週

9. 術後狀態,干預後 >6 週

9.1. 無症狀

9.2. 有症狀的

10.慢性疼痛綜合症

十一、其他診斷

對於類別 1-4,附加分類基於
(a) 症狀持續時間(7 週),
(b) 工作狀態(工作;閒置,即缺勤、失業或閒置)。

資料來源:斯皮策等。 1987.


 

對於每個類別,報告中都根據對文獻的嚴格審查給出了適當的治療措施。

椎骨溶解和脊椎滑脫

椎弓峽部裂是指椎弓(關節間部或峽部)的缺陷,而脊椎前移是指椎體相對於下方椎骨向前移位。 這種紊亂最常發生在第五腰椎。

脊椎前移可由先天性異常、疲勞性骨折或急性骨折、兩相鄰椎骨因退變導致的不穩定以及感染性或腫瘤性疾病引起。

脊椎裂和脊椎滑脫的患病率在 3% 到 7% 之間,但在某些種族群體中患病率要高得多(拉普斯人,13%;阿拉斯加的愛斯基摩人,25% 到 45%;日本的愛努人,41%),這表明遺傳傾向。 腰椎滑脫在有和沒有腰痛的人中同樣常見,但有腰椎滑脫的人容易出現復發性腰痛。

急性外傷性脊椎滑脫可因工作事故而發展。 運動員在某些體育活動中的患病率增加,例如美式足球、體操、投擲標槍、柔道和舉重,但沒有證據表明工作中的體力消耗會導致脊椎裂或脊椎滑脫。

梨狀肌綜合症

梨狀肌綜合徵是一種罕見且有爭議的坐骨神經痛病因,其特徵是在梨狀肌穿過坐骨大切蹟的區域出現坐骨神經受壓的症狀和體徵。 沒有關於該綜合徵患病率的流行病學數據。 目前的知識是基於病例報告和病例係列。 長時間的髖關節屈曲、內收和內旋會加重症狀。 最近,通過計算機斷層掃描和磁共振成像,已在一些梨狀肌綜合徵病例中證實梨狀肌增大。 該綜合徵可能由梨狀肌損傷引起。

 

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週三,二月16 2011:23 22

胸椎區

背部和脊柱上部最常見的症狀和體徵是背部疼痛、壓痛、虛弱、僵硬和/或畸形。 與上軀幹(胸背部)相比,下背部(腰椎)和頸部的疼痛更為常見。 除了局部症狀外,胸部疾病還可能引起腰部和下肢、頸部和肩部、肋骨和腹部的疼痛。

疼痛性軟組織疾病

胸背痛的原因是多方面的,而且往往是模糊的。 在許多情況下,這些症狀是由於過度使用、過度拉伸和/或通常是軟組織輕度破裂引起的。 然而,也有許多特定的疾病會導致背痛,例如嚴重的脊柱側凸(駝背)或不同病因的脊柱後凸、Morbus Sheuermann(胸椎骨軟骨炎,有時在青少年中疼痛,但在成人中很少),以及其他外傷或某些神經和肌肉疾病可能導致的畸形。 脊柱感染(脊柱炎)通常位於胸部區域。 多種微生物均可引起脊柱炎,如結核病。 風濕性疾病,特別是強直性脊柱炎和嚴重的骨質疏鬆症可能會出現胸背痛。 許多其他脊柱內、胸腔內和腹腔內疾病,例如腫瘤,也可能導致背部症狀。 通常,胸椎可能會感到疼痛(牽涉痛)。 來自其他部位的癌症骨骼轉移通常位於胸椎; 對於轉移性乳腺癌、腎癌、肺癌和甲狀腺癌尤其如此。 胸椎間盤破裂極為罕見,發生率為所有椎間盤破裂的 0.25% 至 0.5%。

檢查:在檢查時,應始終牢記許多引起胸背部症狀的脊柱內和脊柱外疾病。 患者年齡越大,原發性腫瘤或轉移瘤引起的背部症狀越頻繁。 因此,全面的面試和仔細的檢查非常重要。 檢查的目的是明確疾病的病因。 臨床檢查應包括常規程序,如視診、觸診、肌力檢查、關節活動度檢查、神經功能檢查等。 對於症狀和體徵持續時間長且嚴重的病例,以及 X 線平片懷疑特定疾病時,其他放射學檢查,如 MRI、CT、同位素成像和 ENMG 有助於明確病因診斷和定位疾病過程。 如今,MRI 通常是胸背痛的首選放射學方法。

退行性胸椎疾病

所有成年人都會遭受隨年齡增長的脊柱退行性變化。 大多數人不會因這些變化而出現任何症狀,這些變化通常是在調查其他疾病時發現的,通常沒有任何臨床意義。 胸部區域的退行性變化很少會導致局部和放射症狀——疼痛、壓痛、僵硬和神經體徵。

椎管變窄、椎管狹窄可能導致血管和神經組織受壓,導致局部和/或放射痛和神經功能障礙。 胸椎間盤突出很少引起症狀。 在許多情況下,放射學檢測到的椎間盤脫垂是一種附帶發現,不會引起任何症狀。

胸椎退行性疾病的主要體徵是局部壓痛、肌肉痙攣或無力以及脊柱局部活動能力下降。 在某些情況下,可能存在神經系統障礙——受影響組織局部和/或遠端的肌肉麻痺、反射和感覺缺陷。

胸椎間盤突出症的預後通常是好的。 幾週內腰部和頸部的症狀就會消退。

檢查. 適當的檢查是必不可少的,尤其是對於長期處於劇烈疼痛和麻痺狀態的老年人。 除了詳細的面談外,還應進行充分的臨床檢查,包括檢查、觸診、活動能力測試、肌肉力量和神經系統狀態。 放射學檢查中,X線平片、CT尤其是MRI有利於脊柱病變的病因診斷和定位。 ENMG 和同位素成像可能有助於診斷。 在鑑別診斷中,實驗室檢查可能很有價值。 在單純的椎間盤脫垂和退行性變化中,實驗室檢查沒有特殊異常。

 

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週三,二月16 2011:23 23

頸部

頸部疼痛和不適是與工作相關的一些最常見症狀。 它們發生在繁重的體力工作以及坐著、久坐的工作中,並且症狀通常會持續很長時間——事實上,在某些情況下,會持續一生。 由此可見,頸部疾病一旦發生就很難治愈,因此應重視初級預防。 頸部疾病在工作生活中很常見,主要原因有以下三個:

  1. 由於工作對視覺的高要求以及在使用手臂工作時需要穩定頸肩區域,因此頸部結構的負荷會長時間保持。
  2. 對注意力和工作產出的質量和數量有很高要求的心理要求很高的工作很常見,並會增加頸部肌肉的活動。 如果由於勞資關係不佳、對工作組織的影響很小等原因,如果總體上工作在心理上有壓力,這種緊張感會進一步增加。
  3. 頸部的椎間盤和關節通常是退行性變化的部位,並且隨著年齡的增長而增加。 這降低了承受職業工作負荷的能力。 由於工作的體力需求,退化率也可能增加。

 

頸部的解剖學和生物力學

頸部的肌肉骨骼部分由七個椎體、六個椎間盤(由軟骨組成)、將它們固定在一起並將它們連接到頭骨和胸椎的韌帶以及脊柱周圍的肌肉組成。 雖然頸椎各關節的活動範圍非常有限,但頸部的屈、伸、扭轉、傾斜等活動範圍相對較大(見表1)。 在正常的直立姿勢下,直視前方,頭部和頸部的重心實際上位於支撐中心的前方,因此需要靠背部肌肉,即位於椎體後面的肌肉來平衡. 當頭部向前傾斜時,需要更多的肌肉力量來平衡頭部,而當頭部保持向前傾斜的時間過長時,會產生嚴重的肌肉疲勞。 除了肌肉疲勞之外,傾斜和彎曲頭部會導致椎間盤的壓力增加,這可能會加速退行性過程。

表 1. 頭部長時間駕駛運動範圍 (ROM) 的正常和允許範圍(以度為單位)。

 

正常1

允許的2 長時間駕駛

橫向彎曲

45

-

60

0 – 15

屈曲

45

0 – 25

延期

- 45

0 – –5

1 美國骨科醫師學會 1988 年。
2 漢森1987

頸部周圍的肌肉在手臂運動中也很活躍,以穩定肩/臂複合體。 斜方肌和其他幾塊肌肉起源於頸椎並向下/向外延伸以插入肩部。 這些肌肉通常是功能障礙和紊亂的部位,尤其是在手臂抬高且視力固定的靜態或重複性工作任務中。

穩定頸部的結構非常堅固,用於保護椎管內的神經組織和從椎間孔發出並供應頸部、上肢和胸部上部的神經。 椎間盤、椎體的相鄰部分和椎間孔的小關節通常是退行性變化的部位,這會對神經施加壓力並縮小其空間。 (見圖 1)。

圖 1. 三個下頸椎體 (1) 和椎間盤的橫截面示意圖; (2)椎間孔; (3)和神經根; (4) 從側面看。

MUS080F1

如介紹中所述,頸部疼痛、酸痛和不適等症狀非常普遍。 根據使用的標準和調查方法,頸部疾病的患病率各不相同。 如果使用針對肌肉骨骼疾病的郵寄詢問或面談,疾病的患病率通常高於包括體檢在內的徹底調查。 因此,僅當採用相同的調查技術時,才應進行組間比較。 圖 2 給出了冰島人口代表性樣本的一年患病率數據,他們回答了郵寄查詢,即所謂的“北歐”肌肉骨骼疾病問卷(Kuorinka 等人,1987 年)。 頸部問題(疼痛、疼痛或不適)是第三大常見問題(整個樣本的平均 38%),僅次於肩部 (43%) 和腰背 (56%) 問題。 頸部疾病在女性中比在男性中更常見,並且在 25 歲至 30 歲之前患病率有所增加,此時發病率趨於穩定; 他們在 50 至 55 歲時再次有所下降。在來自斯德哥爾摩的 200 名 16 至 65 歲男性和女性的代表性樣本中,12 個月的患病率在男性中約為 30%,在女性中約為 60%。 在瑞典哥德堡的人口樣本中,22% 的人發現最近頸部疼痛至少持續一個月,再次被列為僅次於肩部和腰部疼痛的第三大常見問題。

圖 2. 冰島人口隨機抽樣 (n=1000) XNUMX 個月的頸部疾病症狀流行率

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工作中的風險因素

頸部疾病在某些職業群體中更為普遍。 使用北歐調查問卷(Kuorinka 等人,1987 年),瑞典職業健康服務機構收集了來自多個職業的數據。 結果表明,視覺顯示單元 (VDU) 操作員、縫紉機操作員、女裁縫和電子裝配工人患頸部疾病(疼痛、疼痛或不適)的風險非常高,12 個月的流行率超過 60%。 此外,多達三分之一的報告疾病的人還表示,這些問題對他們的工作生活有影響,要么導致他們請病假,要么需要更換工作或工作任務。

對頸部和肩部疾病的流行病學研究進行了審查,並根據暴露類型(分別是重複性工作和肩部以上工作)匯總了不同的研究。 頸部軟組織疾病,如緊張性頸部和其他肌痛,在許多職業任務中顯著增加,如數據輸入、打字、剪刀製造、燈組裝和膠捲滾動。

頸部椎間盤的退行性疾病在煤礦工人、牙醫和肉類行業工人中更為常見 (Hagberg 和 Wegman 1987)。

姿勢

頸部長時間的屈、伸、側彎和扭轉會引起肌肉疲勞,並可能導致慢性肌肉損傷和頸椎退行性改變。 抵消頭部重量所需的肌肉活動 前屈 如圖 3 所示,頸部的屈曲角度會增加。如果進行長時間的工作,頸部屈曲時會出現疲勞和疼痛。 當頭部向前傾斜到其運動範圍的極限時,主要負荷從肌肉轉移到頸椎周圍的韌帶和關節囊。 據計算,如果最大程度地屈曲整個頸椎,則頭頸對第七頸椎至第一胸椎椎體之間的椎間盤施加的力矩增加3.6倍。 這種姿勢僅在大約 15 分鐘內就會導致疼痛,而且由於劇烈疼痛,通常姿勢必須在 15 至 60 分鐘內恢復正常。 頸部長時間向前彎曲的姿勢(數小時)在工業裝配工作、VDT 工作以及工作站設計不佳的包裝和檢查任務中很常見。 這種姿勢通常是由於在不抬高手臂的情況下用手進行工作的需要與同時需要視覺控制之間的折衷造成的。 有關從肌肉疲勞到受傷的機制的回顧,請參閱隨附的文章“肌肉”。

圖 3. 增加頸部傾斜度(屈曲度)所需的最大頸部伸展強度的百分比。

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延期 長時間的頸部活動,如建築行業的高空作業,會使頸椎前部的肌肉非常疲勞。 特別是在攜帶安全帽等重型防護設備時,頭部向後傾斜的力矩會很大。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

重複動作

雙手進行的重複運動增加了對頸部和肩部區域穩定性的要求,從而增加了頸部不適的風險。 對運動速度和精度的高要求,以及對手施加力的高要求等因素,意味著對身體近端區域穩定性的更高要求。 頭部的重複運動不太常見。 視覺目標之間的快速和重複變化通常是通過眼球運動來完成的,除非所觀察的物體之間的距離相當大。 例如,這可能發生在大型計算機化工作站。

振動

手的局部振動,例如使用鑽頭和其他振動的手持機器,會沿著手臂傳遞,但傳遞到肩頸區域的部分可以忽略不計。 然而,為了穩定手和工具,握住振動工具可能會引起近端肩頸肌肉收縮,從而可能對頸部造成疲勞。 這種振動引起的投訴的機制和普遍性並不為人所知。

工作組織

在這種情況下,工作組織被定義為工作任務隨時間的分配和工人之間的分配、工作任務的持續時間以及休息時間和休息時間的持續時間和分配。 工作和休息時間的長短對組織疲勞和恢復有深遠的影響。 關於工作組織對頸部疾病的影響的具體研究很少。 瑞典的一項大型流行病學研究發現,每天超過 1992 小時的 VDU 工作與頸部症狀的增加有關(Aronsson、Bergkvist 和 Almers XNUMX)。 這些發現隨後在其他研究中得到證實。

心理和社會因素

工作中的心理和社會因素與頸部疾病之間的關聯已在多項研究中得到證實。 尤其突出的因素包括感知到的心理壓力、工作組織控制不力、與管理層和同事的關係不佳以及對工作準確性和速度的高要求。 在橫斷面研究中,這些因素與疾病風險增加(高達兩倍)有關。 作為一般“壓力”反應的一部分,其機制可能是斜方肌和頸部周圍其他肌肉的張力增加。 由於控制良好的縱向研究很少,因此仍不確定這些因素是因果關係還是加重因素。 此外,工作中經常出現不良的心理和社會狀況,其特徵還包括長時間的尷尬姿勢。

個人因素

年齡、性別、肌肉力量和耐力、身體健康、體型、個性、智力、閒暇時間習慣(體育活動、吸煙、飲酒、飲食)和既往肌肉骨骼疾病等個人特徵已被討論為可能改變對反應的影響因素身體和社會心理暴露。 年齡作為一個風險因素已在上文中進行了討論,並在圖 2 中進行了說明。

女性通常報告頸部症狀的患病率高於男性。 最可能的解釋是,女性比男性更容易暴露於身體和社會心理風險因素,例如從事 VDU、小部件組裝和機縫工作。

對頸部以外的肌肉群的研究並不一致表明低靜態強度意味著發生疾病的風險增加。 沒有關於頸部肌肉的數據。 在最近對斯德哥爾摩隨機人群的一項研究中,低 耐力 頸部伸展與後來頸部疾病的發展弱相關 (Schüldt et al. 1993)。 腰背部疾病也有類似的結果。

在瑞典的一項縱向研究中,人格類型是肩頸疾病發展的危險因素(Hägg、Suurküla 和 Kilbom,1990 年)。 那些具有 A 型人格(例如,雄心勃勃和急躁)的員工比其他人出現了更嚴重的問題,並且這些關聯與個人生產力無關。

其他個體特徵與頸部疾病之間的關聯知之甚少。

預防

工位設計

工作場所的佈置應確保頭部不會靜態彎曲、伸展或扭曲,超出表 1 中為長時間駕駛給出的允許運動範圍的限制。偶爾,在正常範圍內的運動運動是可以接受的,偶爾的運動也是可以接受的。 實驗研究表明,軀幹略微向後傾斜時頸部肌肉的負荷低於直立姿勢,而直立姿勢又優於軀幹前傾 (Schüldt 1988)。

工作站的設置和工作對象的定位需要仔細考慮,並在最佳頭部和肩臂姿勢的需求之間進行權衡。 通常工作對象的位置略低於肘部高度,但這可能會對頸部肌肉造成高壓力(例如,在裝配工作中)。 這需要可單獨調節的工作站。

視覺疲勞會增加頸部肌肉的緊張,因此應注意工作站的照明和對比度,以及 VDU 和印刷材料上提供的信息的可讀性。 對於 VDU 工作,觀看距離應優化為約 45 至 50 厘米,視角應優化為 10 至 20 度。 應藉助眼鏡優化工人的視力。

工作組織

在頸部承受靜態負荷的工作中,例如裝配和數據輸入 VDU 工作,應經常休息以從疲勞中恢復過來。 一些地方已經發布了每小時大約 10 分鐘一次休息時間以及將 VDU 工作限制在每天最多四小時的建議。 如上所述,這些關於頸部的建議的科學依據相對薄弱。

頸部疾病的臨床特徵和治療

疼痛的軟組織疾病

緊張性頸部和其他肌痛

頸部緊張和其他肌痛最常見的部位是斜方肌的上部,但起源於頸部的其他肌肉通常會同時受到影響。 症狀是頸部僵硬和工作時疼痛 在休息。 經常會感覺到過度的肌肉疲勞,即使是在短期和低水平的工作期間也是如此。 肌肉有壓痛,觸診時常可發現“壓痛點”。 在頸部和肩部承受長時間靜態負荷的工作中,頸部緊張很常見。 組織的顯微鏡檢查顯示肌肉形態發生變化,但其機制尚不完全清楚,可能涉及血液循環和神經調節。

急性斜頸

這種劇烈的頸部疼痛和僵硬狀態可以由頭部的突然扭轉和對側手臂的伸展引起。 有時無法識別激發事件。 急性斜頸被認為是由頸部韌帶的拉傷和部分斷裂引起的。 通常在休息、頸部(衣領)外部支撐和肌肉放鬆藥物後一周內疼痛和僵硬會消退。

退化性疾病

急性疾病(椎間盤突出症)

頸椎的退化涉及椎間盤,椎間盤失去了一些抵抗力,即使是輕微的壓力。 椎間盤突出及其內容物的擠壓或隆起會損害椎間盤外側和後部的神經組織和血管。 一種急性椎間盤退行性疾病是從脊髓延伸並供應頸部、手臂和上胸部的神經根受壓。 根據受壓程度(第二和第三頸椎之間的椎間盤、第三和第四頸椎之間的椎間盤等),神經支配的區域會出現急性感覺和運動症狀。 頸部和手臂急性症狀的調查包括徹底的神經系統檢查以確定可能的椎間盤脫垂的程度和普通 X 射線檢查,通常輔以 CT 掃描和 MRI。

慢性疾病(頸椎病和頸椎綜合症)

頸椎退化涉及椎間盤變窄、從頸椎邊緣延伸的新骨(所謂的骨贅)的形成以及急性病症中的韌帶增厚。 當骨贅延伸到椎間孔時,它們可能會壓迫神經根。 脊椎病 是用於頸部放射學變化的術語。 有時這些變化與慢性局部症狀有關。 放射學變化可能在沒有嚴重症狀的情況下發展,反之亦然。 症狀通常是頸部酸痛,有時會延伸到頭部和肩部,並且行動不便。 每當神經根受壓時,診斷 頸椎綜合症 用來。 頸椎綜合症的症狀是頸部酸痛、頸部活動能力下降,以及神經根受壓一側的感覺和運動症狀。 手和手臂常見的症狀包括對觸覺的敏感性降低、麻木、刺痛和力量減弱。 因此,症狀與急性椎間盤脫垂引起的症狀相似,但通常起病更為緩慢,嚴重程度可能因外部工作負荷而波動。 頸椎病和頸椎綜合症在普通人群中都很常見,尤其是在老年人中。 頸椎病的風險在頸部結構承受持續高生物力學負荷的職業人群中升高,例如煤礦工人、牙醫和肉類行業工人。

創傷性疾病(揮鞭傷)

在追尾車禍中,頭部(如果沒有受到來自後面的支撐的限制)會在高速和大力的情況下向後傾斜。 輕微的事故可能只是部分肌肉斷裂,而嚴重的事故可能會嚴重損傷頸椎前方的肌肉和韌帶,還會損傷神經根。 最嚴重的情況發生在頸椎脫臼時。 揮鞭傷需要仔細檢查和治療,因為如果護理不當,頭痛等長期症狀可能會持續存在。

 

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週三,二月16 2011:23 32

肩部

肩部疾病是普通人群和工作人群的常見問題。 多達三分之一的女性和四分之一的男性報告每天或每隔一天感到頸部和肩部疼痛。 據估計,普通人群中肩肌腱炎的患病率約為 2%。 據估計,在美國的男性和女性工人中,肩肌腱炎的患病率在暴露於高度重複或高強度手部運動的人群中高達 8%,而在沒有此類肌肉骨骼疾病的人群中,這一比例約為 1%壓力。

解剖學

肩部的骨骼包括鎖骨(鎖骨)、肩胛骨(肩胛骨)和(肩)盂肱關節,如圖 1 所示。鎖骨通過胸鎖關節與身體相連,並與肩胛骨相連由肩鎖關節。 胸鎖關節是上肢與身體其他部位的唯一連接點。 肩blade骨本身沒有直接連接,因此肩膀依賴於肌肉固定在軀幹上。 上臂通過盂肱關節連接到肩胛骨。

圖 1. 肩帶骨骼部分的示意圖。

MUS090F1

肩部的功能是為上肢及其部分肌肉提供平台。 儘管盂肱關節的運動範圍比髖關節的下肢更大,但這種靈活性是以穩定性為代價的。 雖然髖關節的韌帶非常強壯,但盂肱關節的韌帶卻很少而且很弱。 為了補償這種相對弱點,盂肱關節被袖口形式的肩部肌肉包圍,稱為肩袖。

 

 

 

 

生物力學

手臂約佔全身重量的 5%,其重心大約在盂肱關節和手腕之間的中間位置。 當手臂抬起並彎曲遠離或朝向身體(外展或屈曲)時,會產生一個槓桿,其中與重心的距離增加,因此扭力和負荷扭矩會作用在盂肱關節上增加。 然而,扭矩增加的速率並不僅僅與手臂彎曲的角度成正比,因為描述生物力學力的數學函數不是線性的,而是外展角度的正弦函數。 如果屈曲或外展角度從 10 度減少到 90 度,扭矩將僅減少約 60%。 但是,如果角度從 60 度減小到 30 度,扭矩將減少多達 50%。

女性盂肱關節的屈曲強度約為 40 至 50 Nm,男性約為 80 至 100 Nm。 當手臂伸直(向前彎曲 90 度)並且沒有外部負載施加在手臂上時——也就是說,人沒有握住任何東西或使用手臂施加力——靜態負載仍然約為 15 至女性為最大自願能力 (MVC) 的 20%,男性為約 10% 至 15% MVC。 如果手握重 1 kg 的工具並伸直手臂,肩部相應的負荷約為女性 MVC 的 80%,如圖 2 所示。

圖 2. 女性和男性的力量顯示了手握 1 千克工具的結果,手臂伸直,肩部彎曲的不同角度。

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最重要的外展肌肉——或將手臂從身體抬高到一側——是三角肌、肩袖肌肉和二頭肌長頭。 前屈最重要的肌肉是三角肌前部、肩袖肌肉、喙肱肌和肱二頭肌短頭。 向內旋轉由胸大肌、肩胛下肌、三角肌前部和背闊肌執行。 外旋由三角肌後部、岡下肌和小圓肌和大圓肌執行。

肩袖肌肉參與盂肱關節的任何運動,也就是說手臂的任何運動。 肩袖肌起自肩胛骨,其肌腱呈袖帶狀排列在肱骨周圍,因此得名。 四個肩袖肌肉是棘上肌、棘下肌、小圓肌和肩胛下肌。 這些肌肉在盂肱關節中起到韌帶的作用,並且還使肱骨頭保持在肩胛骨上。 肩袖(例如,棘上肌腱)的斷裂會導致外展強度降低,特別是涉及手臂彎曲遠離身體的那些位置。 當三角肌功能喪失時,無論手臂彎曲的角度如何,外展力量都會減少 50%。

任何時候手臂向前彎曲或外展,系統都會承受負荷。 許多運動也會產生扭力或扭矩。 由於手臂通過盂肱關節連接到肩胛骨,因此施加在該關節上的任何負荷都將轉移到肩胛骨。 盂肱關節的負荷,以 % MVC 測量,幾乎與施加在將肩胛骨固定到位的肌肉(上斜方肌)上的負荷成正比。

重大特定工病

肩袖疾病和二頭肌肌腱炎

肌腱炎和腱鞘炎是肌腱和腱鞘滑膜的炎症。 肩袖肌肉(岡上肌、岡下肌、肩胛下肌和小圓肌)和肱二頭肌長頭的肌腱是肩部炎症的常見部位。 這些位置涉及肌腱的大運動。 在抬高過程中,當肌腱傳遞到肩關節和那裡的骨結構(喙肩峰弓)下時,它們可能會受到撞擊,並可能導致炎症。 這些疾病有時被稱為撞擊綜合徵。 肌腱的炎症可能是一般炎症性疾病的一部分,例如類風濕性關節炎,但也可能是由機械刺激和摩擦引起的局部炎症引起的。

肩關節和肩鎖關節骨關節炎

肩關節和肩鎖關節骨關節炎,OA,是關節和椎間盤中軟骨和骨的退行性改變。

流行病學

肩部肌腱炎在焊工和電鍍工中的患病率很高,分別為 18% 和 16%。 在一項將焊工和鋼板工與男性上班族進行比較的研究中,焊工和鋼板工患這種疾病的可能性是男性辦公室工作人員的 11 到 13 倍,這是通過比值比來衡量的。 在一項對雙手與肩齊平或肩高的男性產業工人的病例對照研究中發現了類似的優勢比 11。 與沒有此類工作要求的工人相比,患有急性肩痛和肌腱炎的汽車裝配工需要更頻繁、更長時間地抬起手臂。

對美國產業工人的研究表明,肩部肌腱炎和累積性創傷障礙 (CTD) 退行性關節病(肩部)的患病率為 7.8%,這些工人的任務涉及用力或重複運動,或兩者兼而有之。手腕和手。 在一項研究中,進行重複肩部屈曲的女學生患上了可逆性肩肌腱炎。 他們開發了這樣一種情況:在一小時內,屈曲率為每分鐘向前屈曲 15 次,屈曲角度在 0 到 90 度之間。 布料、折疊和縫紉工人肩部肌腱炎的發病率是針織工人的兩倍。 在職業棒球投手中,約有 10% 的人經歷過肩肌腱炎。 一項針對加拿大游泳俱樂部游泳者的調查發現,15% 的游泳者報告有嚴重的肩部殘疾,主要是由於撞擊。 這個問題尤其與蝶泳和自由泳有關。 世界上最好的 11 名網球運動員中有 84% 的人發現肱二頭肌肌腱炎。

另一項研究表明,肩關節骨關節炎在牙醫中比在農民中更常見,但尚未確定與肩關節 OA 相關的人體工程學暴露。 據報導,建築工人患肩鎖骨關節炎的風險增加。 提重物和搬運重型工具並伴有手臂振動被認為是與肩鎖關節 OA 相關的暴露。

疾病的機制和危險因素

肩肌腱炎的病理生理學

肌腱退化通常是肩肌腱炎發展的誘發因素。 肌腱的這種退化可能是由於肌腱循環障礙導致新陳代謝受阻所致。 機械應力也可能是一個原因。 肌腱內的細胞死亡形成碎片,鈣可能沉積在其中,可能是退化的初始形式。 岡上肌、肱二頭肌(長頭)和岡下肌上部的肌腱有一個區域沒有血管(無血管),正是在這個區域出現退化跡象,包括細胞死亡,鈣沉積物和微觀破裂,主要位於。 當血液循環受損時,例如通過肩部肌腱的壓縮和靜態負荷,退化會加速,因為正常的身體維護將無法發揮最佳功能。

當手臂抬高時,肌腱會受到壓迫。 一個通常被稱為撞擊的過程涉及迫使肌腱穿過肩部的骨通道,如圖 3 所示。肩袖肌腱(尤其是岡上肌肌腱)受壓的結果是因為肱骨頭和緊繃的肌肉之間的空間喙肩弓狹窄。 由於慢性滑囊炎或肩袖肌腱或肱二頭肌完全或部分撕裂而長期殘疾的人通常也患有撞擊綜合徵。

圖 3. 撞擊

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血液到肌腱的循環也取決於肌肉張力。 在肌腱中,血液循環與張力成反比。 在非常高的張力水平下,循環可能會完全停止。 最近的研究表明,肩關節向前屈曲或外展 30 度時,棘上肌的肌內壓可超過 30 毫米汞柱,如圖 4 所示。在該壓力水平下會出現血液循環障礙。 由於供應棘上肌腱的主要血管穿過棘上肌,因此在肩關節向前彎曲或外展 30 度時,肌腱的循環甚至可能受到干擾。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖 4. 將手臂抬高到不同的高度和不同的角度會對棘上肌施加不同的肌內壓力。

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由於這些生物力學效應,在那些參與需要靜態收縮岡上肌或重複肩部前屈或外展的活動的人中,發現肩肌腱損傷的高風險並不奇怪。 焊工、電鍍工和下水道工等職業群體的工作涉及這些肌肉的靜態張力。 汽車行業的裝配線工人、油漆工、木匠和游泳運動員等運動員是進行重複性肩關節運動的其他職業群體。

在退化的肌腱中,勞累可能引發對死細胞碎片的炎症反應,導致活動性肌腱炎。 此外,感染(例如,病毒、泌尿生殖系統)或全身性炎症可能使個體易患肩部反應性肌腱炎。 一種假設是,使免疫系統活躍的感染增加了異物對肌腱退行性結構產生反應的可能性。

骨關節病的發病機制

骨關節病 OA 的發病機制尚不清楚。 原發性(特發性)OA 是最常見的診斷,在沒有誘發因素(例如既往骨折)的情況下。 如果存在誘發因素,則 OA 稱為繼發性。 那些聲稱(原發性)OA 是一種代謝或遺傳疾病的人與那些聲稱累積性機械創傷也可能在原發性 OA 的發病機制中起作用的人之間存在爭議。 由於突然衝擊或重複衝擊載荷引起的微骨折可能是載荷相關 OA 的一種致病機制。

管理與預防

在本節中,將考慮肩部疾病的非藥物治療。 如果肌腱炎被認為是由於局部肩部負荷過高,則有必要改變工作場所設計或改變工作任務。 肩部肌腱炎的病史使從事重複性工作或高空作業的工人容易患上肌腱炎復發。 骨關節炎關節的負荷應該通過工作的人體工程學優化來最小化。

一級預防

通過改善工作姿勢、動作、材料處理和工作組織,消除手臂振動或全身振動等外部危險因素,可以預防與工作相關的肩部肌肉骨骼疾病。 一種可能有利於改善人體工程學工作條件的方法是參與式人體工程學,採用宏觀人體工程學方法。

  • 工作姿勢: 由於肩部肌腱的壓縮發生在手臂抬高 30 度(外展)時,工作的設計應使上臂保持靠近軀幹。
  • 議案: 重複的手臂抬高可能會引發肩部肌腱炎,工作時應避免高度重複的手臂運動。
  • 材料處理: 處理工具或物體可能會對肩部肌腱和肌肉造成嚴重負荷。 手持工具和物體應保持在可行的最低重量,並應與支撐一起使用以協助提升。
  • 工作組織:工作組織的設計應允許暫停和休息。 休假、輪換和擴大工作崗位都是可以避免重複加載單個肌肉或結構的技術。
  • 外在因素:電動工具的衝擊振動和其他影響可能會對肌腱和關節結構造成拉傷,增加骨關節病的風險。 通過使用不同類型的支撐或槓桿,應盡量減少電動工具的振動水平,並避免衝擊振動和其他類型的衝擊暴露。 全身振動可能會引起肩部肌肉的反射性收縮並增加肩部的負荷。
  • 參與式人體工程學:這種方法涉及工人自己定義問題和解決方案,以及對解決方案的評估。 參與式人體工程學從宏觀人體工程學的角度出發,涉及對整個生產系統的分析。 該分析的結果可能會導致生產方法發生大規模變化,從而提高健康和安全以及利潤和生產力。 分析也可能導致較小規模的變化,例如工作站設計。
  • 預科考試:目前可用的信息不支持就業前篩查可有效減少與工作相關的肩部疾病發生率的觀點。
  • 醫療控制和監視:肩部症狀的監測很容易使用標準化問捲和工作場所檢查走查進行。

 

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週三,二月16 2011:23 43

肘部

上con炎

上髁炎是一種疼痛性疾病,發生在肘部,允許手腕和手指移動的肌肉與骨頭相遇。 當這種痛苦的情況發生在外側時,它被稱為網球肘(外上髁炎)。 當它發生在肘部彎曲的內側時,它被稱為高爾夫球肘(內側上髁炎)。 網球肘在普通人群中是一種相當常見的疾病,在一些研究中觀察到,在一些需要大量手工操作的職業人群中,網球肘的發病率很高(表 1); 它比內側上髁炎更常見。

表 1. 不同人群的上髁炎發病率。

研究人口

每 100 的費率

人年

參數支持

5,000 名各行各業的工人

1.5

Manz 和 Rausch 1965

正常人群的 15,000 名受試者

<1.0

阿蘭德 1974

7,600 名各行各業的工人

0.6

基維 1982

102 男切肉工

6.4

Kurppa 等人。 1991

107 名女性香腸製造商

11.3

Kurppa 等人。 1991

118名女包裝工

7.0

Kurppa 等人。 1991

141 名從事非繁重工作的男性

0.9

Kurppa 等人。 1991

197 名女性從事非繁重工作

1.1

Kurppa 等人。 1991

 

上髁炎被認為是由手腕和手指反復用力用力引起的; 然而,對照研究給出了關於手工密集型任務在疾病發展中的作用的相互矛盾的結果。 外傷也可以發揮作用,在不同的研究中,外傷後發生的病例比例從 0% 到 26% 不等。 上髁炎通常發生在 40 歲及以上的人群中。 這種疾病在 30 歲以下很少見。其他個體危險因素知之甚少。 關於病理學的一個普遍看法是肌肉插入處有撕裂。 上髁炎的症狀包括疼痛,尤其是在手和腕部用力時,並且伸直肘部抓握時可能會極度疼痛。

上髁炎的發病機制有多種概念。 上髁炎的持續時間通常為數周至數月,之後通常會完全康復。 在從事手工密集型工作的工人中,由於上髁炎導致的病假時間通常約為或略多於兩週。

鷹嘴滑囊炎

鷹嘴滑囊炎是肘背側充滿液體的囊(鷹嘴滑囊)的炎症。 它可能由反复的機械創傷(創傷性或“學生”滑囊炎)引起。 它也可能是由於感染或與痛風有關。 由於滑囊積液,觸診有局部腫脹和波浪樣運動。 當皮膚溫度升高時,建議感染過程(化膿性滑囊炎)。

骨關節病

在 60 歲以下的人群中很少觀察到由肘部軟骨破壞引起的骨關節病或退行性疾病。但是,在一些工作包括大量使用手動工具或其他重物的職業人群中發現骨關節病的患病率過高體力勞動,例如煤礦工人和築路工人。 然而,也有關於此類職業沒有過度風險的有效研究的報導。 肘關節病也與振動有關,但據信肘關節骨關節病並非振動所特有。

症狀包括局部疼痛,首先是在運動期間,後來也​​在休息期間,以及運動範圍受限。 在關節中存在游離體的情況下,可能會發生關節鎖定。 完全伸展關節的能力的喪失尤其致殘。 在 X 射線上看到的異常包括在韌帶和肌腱與骨骼相交的部位生長新骨組織。 有時可以看到鬆散的軟骨或骨頭碎片。 關節軟骨的損傷可能導致下方骨組織的破壞和關節表面的變形。

肘骨關節病的預防和治療強調通過改進工具和工作方法來優化工作負荷,以減少施加在上肢上的機械負荷,並最大限度地減少振動。 可以使用主動和被動運動療法,以盡量減少運動範圍的限制。

 

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