下肢截肢者和腰痛

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原始的编辑器-伊莎贝尔·霍夫曼，斯泰西卡梅隆，加布里埃尔·布鲁姆，金正日杰克逊而且埃文·托马斯。

简介［|］

腰痛在普通人群中是一种常见的抱怨[1]被认为是导致残疾的主要原因。[２]在成年普通人群中，腰痛的点患病率约为12%，一个月患病率为23%，一年患病率为38%，终身患病率约为40%。[3]然而，腰痛在下肢截肢者中的患病率被认为高于普通人群。[1][4]［5］据报道，52%至89.6%的下肢截肢者受背痛影响。[4]［5］一些涉及下肢截肢者的研究发现，腰痛通常被认为比幻肢痛或残肢痛更令人烦恼。[6]［5］在一项对下肢截肢患者(n=255)的回顾性横断面调查中，52%的人认为他们的背痛是“持续的、令人烦恼的”，25%的人认为背痛是频繁的、严重的，影响了日常活动，如社交、娱乐、家庭和工作活动。[7]随后，人们已经承认，这一人群的腰痛会显著影响幸福感和身心健康。[6][3][8]

在文献中，假设下肢截肢患者的腰痛通常归因于体化或不适当制作的假体，不适当的残肢和生物力学因素，如运动和肌肉不对称。[8][4][9]据认为，这种不对称和运动障碍可能导致异常的组织负荷和肌肉骨骼结构变形，从而导致该人群的下腰痛和残疾。[10]

无干扰(%) 最小干扰(%) 中度干扰(%) 严重干扰(%)
日常活动 15 43 20. 22
娱乐、社交、家庭活动 21 40 16 23
工作公司，学校和家务工作 24 33 15 28

图1。背部疼痛对活动的干扰等级[7]

下肢截肢的类型［|］

在英国，进行各种下肢截肢手术。在选择一种方法之前，会考虑诸如可以保留多少肢体等因素。下表展示了各种下肢截肢手术:

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图2。下肢截肢的类型[11]

相关黄旗［|］

黄旗在截肢者腰痛的主观评估中具有有效的作用，通常突出可能影响恢复的感觉、行为和思想方面。一些例子包括:

在最近的文献中，心理因素和患者功能测量和疼痛严重程度之间的联系已在残疾人中得到确认[14]．

抑郁和焦虑在下肢截肢后普遍存在[15]．个人面临着许多心理威胁和挑战，如身体功能障碍、自我概念的改变、疼痛和生活方式的改变[16][17]．除了物理康复完成之外，环境和社会因素也是至关重要的[18]．

人们一直认为，将“专注于疼痛并消极评价自己应对疼痛的能力的倾向”大事化是与功能障碍和疼痛相关的最大心理因素[19][20][21]．

此外，几项研究的结果强调了社会环境对截肢者出院后最初几个月的重要性。据推测，社会因素可以预测疼痛和身体功能的发展。此外，在社会支持下出院的患者缺乏关怀的环境，不太可能出现疼痛，报告身体功能障碍水平降低。[14]因此，关键是要理解并相应地对待个人的价值观和需求。

下肢截肢者LBP背后的假设［|］

下肢截肢会导致躯体感觉和运动控制的丧失。[22]一个人的行走依赖于传入感官刺激和传出运动控制的结合。[22]为了进行日常活动，截肢者用完整肢体和残肢的代偿来补偿感觉运动功能的损失。[22]

不对称代偿策略被认为是截肢后的“正常”适应;然而，有人提出，其中一些不对称可能是“适应不良”导致继发性肌肉骨骼功能障碍。[10]

不对称步态模式［|］

有一个不断发展的研究领域表明，LBP对下肢截肢者的功能有慢性影响。目前还没有截肢者腰痛的确切原因，但运动不对称和肌肉不对称被认为是导致腰痛的原因。这个模型[10]提供了一个框架，强调了下肢截肢患者LBP的潜在原因。

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图3。下肢截肢患者LBP的潜在机制[10]

运动不对称［|］

时距参数［|］

截肢者发现行走要比非截肢者困难得多，因为他们需要依靠假肢来支撑体重和步态[23]．因此，截肢者步态的生物力学改变导致不对称。这些不对称可以改变负荷的分布，从而导致背痛的发展[24]．各种方法已经被用于确定四肢之间的对称性和能量消耗，姿态和步态速度是被广泛接受的测量步态对称性的手段[23]．

能量消耗［|］

众所周知，下肢截肢者的能量消耗高于非截肢者(NA)。[25]．下肢截肢者的步态机械效率被认为是由于与步态相关的异常运动模式而降低的[26]．这些异常模式是为适应一个或多个肢体功能丧失而采取的代偿策略的结果[27]．肢体的缺失会导致关节缺失、主动和被动结构以及杠杆长度的差异[10][25]．因此，用来对抗这种损失的补偿策略包括更大的重心运动和对剩余的完整关节、韧带和肌肉组织的补偿[26]．因此，他们的步态改变，这导致下肢截肢者在步态中消耗更多的能量[26]．

一般认为膝盖以上截肢者(AKA)比膝盖以下截肢者(BKA)消耗更多的能量[26][10]因为BKA有一个完整的膝盖机制，更完整的肌肉组织和更长的杠杆，这些都被认为在步态中提供更好的功能，比AKA消耗更少的能量[10][25]．膝关节以下截肢者，由于踝关节足底屈肌缺失，其能量消耗高于NA[10]．因此，剩余的关节和肢体肌肉组织必须补偿增加的能量消耗。
文献普遍认为AKA比BKA消耗更多能量。一项对89名下肢截肢者(22名AKA, 61名BKA和6名syme)的研究得出结论:截肢越高，步态中消耗的能量越多(P<0.001)。[25]．沃特斯，佩里，安东内利等。[28]同意这一点，并得出AKA比BKA消耗更多的能量。然而，在这项研究中，他们也报道了创伤性BKA比血管性和创伤性AKA有更高的摄氧量，可能是由于BKA的步态速度增加。然而，Goktepe, Cakir, Yilmaz等人。[29]报告AKA比BKA消耗更多的能量，但在测量下肢截肢者在平地和斜面上以不同速度行走时的能量消耗时，差异不显著(P=0.35-0.75)。

由于下肢截肢者采用代偿策略，步态中需要增加的努力可能是导致LLA中腰痛发展的因素(图3)。

的立场［|］

由于运动学和动力学的改变，截肢者的站立相位被认为是不对称的[23]．一项对89篇论文的系统综述显示，与截肢腿相比，患有BKA和AKA的患者在未截肢腿上的站立相位增加[30]．由于站立阶段的增加，增加的负荷通过完整的关节，这种重复的压力可能会导致下肢截肢者所经历的疼痛增加和关节退变，从而导致腰痛的发展[31][32]．

步速［|］

据报道，较低的步态速度与步态不对称有关，这与腰痛的发生率有关[27][10]．截肢者的步态通常比非截肢者慢，这是由于在失去一个或多个肢体时发生的运动学变化[10]．因此，下肢截肢者的功能不如非截肢者有效，截肢者必须适应从而降低步态速度[10][25][28]．

Vllasolli等人。[25]，以及测量能量效率，研究下肢截肢者的步态速度。他们得出结论，与以舒适速度行走的BKA相比，AKA的步态速度明显较慢(P=<0.001)。[25]．沃特斯等人。[28]结论截肢程度越高，步态速度越慢。可以假设，截肢者会调整他们的步态速度，以保持他们的能量消耗在正常范围内。[28]发现。这可能是截肢者所采用的一种保护机制，这样他们就可以持续长时间的运动而不会感到疲惫[28]．

Beyaert等人。[33]一项对15名非截肢者和17名截肢者的研究得出结论，BKA和NA的步行速度和节奏相当。这可能是由于假肢技术的不断发展，使得步态模式更加正常[10]．更快的行走速度已被证明会增加完整肢体的负荷，并导致显著的不对称[32]．因此，这就有可能导致腰痛的发展。

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图4。下肢截肢者的步态速度[28]

关节的运动［|］

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图5。也就是截肢者的测试对象[34]

腰骨盆和髋关节［|］

根据Morgenroth等人(2010)的研究，有腰bp的膝上截肢者(AKA) (n=9)与无腰bp的AKA (n=8)相比，横向平面运动增加。此外，与无残疾的对照组(n=6)相比，AKA患者(n=17)在步态中腰椎伸展有所增加。[35]．然而，这一发现被认为可能是受对照组个体平均年龄(32.3岁)低于实验组(47.5岁)的影响。

Rabuffetti等人(2005)观察到AKA患者的步态(n=14)与对侧腿进行了比较，并注意到在假肢脚跟撞击时髋关节伸展有限。作者认为，这一发现是由于研究中大多数人的坐骨负重窝在整个站立阶段增加了骨盆前倾。腰盆腔区域的动态不对称可能具有重要意义，因为有证据表明观察到的结果可能是截肢后腰痛的易感性因素[36][35]．

树干［|］

经观察，在假腿在额平面的站立阶段，大多数膝盖以上截肢者的躯干向被截肢侧弯曲[10]．这种运动不对称被认为与被截肢一侧的髋关节稳定肌肉(髋关节屈肌和外展肌)薄弱有关[37]．然而这一理论仍有待检验[10]，根据Jaegers等人的研究，[38]在膝盖以上截肢的患者中，与完好的一侧相比，高达30%的髋关节稳定肌可能萎缩。萎缩的程度被认为与脑沟长度密切相关[37]．

狗准丸子等。[39]还调查了膝盖以上截肢患者的躯干和骨盆运动(n=27)。该研究的结果表明，与正常对照组(n=33)相比，膝上截肢患者的额面和矢状面骨盆活动范围更大(p=0.05)。这项研究的结果还观察到，在膝盖以上截肢的患者中，骨盆和躯干横切面之间的反向旋转减少[39]．这可能具有重要意义，因为有证据表明，腰痛患者也缺乏反向旋转骨盆和躯干的能力[40][41]．

图5 a - b。腹侧(a)和背侧(B)的膝上截肢短残肢的三维重建(1，髂骨;2、腰肌大肌;3、缝匠肌;4、股直肌;5、股肌;6、阔筋膜张肌;7、臀中肌;8、臀大肌;9、股二头肌; 10, semitendinosus; 11, semimembranosus; 12, pectineus; 13, adductor longus; 14, adductor magnus; 15, gracilis; *femur.)＂src=






图6 a - b。腹侧(a)和背侧(B)的膝上截肢短残肢的三维重建(1，髂骨;2、腰肌大肌;3、缝匠肌;4、股直肌;5、股肌;6、阔筋膜张肌;7、臀中肌;8、臀大肌;9、股二头肌; 10, semitendinosus; 11, semimembranosus; 12, pectineus; 13, adductor longus; 14, adductor magnus; 15, gracilis; *femur.)[38]

膝盖［|］

在截肢者的膝关节发生了对肢体损失的补偿策略，这改变了动力学和运动学[27][10]．膝关节对于在步态周期中提供稳定性和推进力非常重要，并且为了防止负重关节的磨损，它还具有“减震”作用[33][30]．

BKA对17个单侧的研究得出结论，与义肢和NA的膝关节屈曲角度相比，完整肢体在负载响应期间的膝关节屈曲度显著增加(在5-9°之间)[33]．负重阶段的膝关节屈曲参数与NA中完好肢体相比降低了3-9˚[30]．在这一阶段，由于膝关节缺失，假肢经常出现无屈或负屈[30]．假肢上膝关节屈曲度的降低可能是为了防止膝关节因膝关节伸肌力量的降低和跖屈肌的缺失而发生屈曲[42][30]．此外，完整膝关节在步态中所承担的工作明显大于假肢，与正常人的完整肢体和截肢者的假肢相比，负重也明显大于假肢[33][30]．这可能是保护残肢的一种保护机制，因为残肢不是一个自然的负重关节，或者因为肌肉无力，信心和/或截肢腿的平衡能力下降[33]．

脚踝［|］

补偿机制用于响应肢体的损失，改变关节动力学和运动学在脚踝[27][43]．这被认为会影响站姿、脚趾脱落和步态周期的早期摆动阶段[30]．踝关节足底屈肌是步态中脱趾阶段活动的主要肌肉，负责步态周期中这一阶段产生的80%的力[10]．因此，在下肢截肢者中，这种脱趾力减少，而假肢所做的工作约为NA脚踝所做的总工作的20%[43]．这大大减少了下肢在步态过程中产生的机械功[43]．由于缺乏足底屈肌，在步态的站立阶段，下肢截肢者的假肢与完整肢体的踝关节相比，踝关节的活动范围较小[27][30]．一项对18名参与者的研究报告称，与非截肢者(21˚)相比，截肢者完整肢体(26˚)的步态活动范围增加。[27]．然而，这种差异并不显著。由于假肢踝关节活动范围有限，截肢者完整肢体活动范围的增加是为了使他们在步态摆动阶段能够清除假肢[27]．一项对24名参与者的研究得出结论，足底屈肌的缺失会影响脚踝的运动学，从而导致补偿[43]．补偿包括完整的肢体在踝关节处比假肢多做三分之一的工作，因为假肢的推力减少了。因此，踝关节的运动学和动力学的改变可能是腰痛发展的原因之一。

肌肉形态不对称［|］

形态变化被认为发生在截肢者由于卧床休息，改变步态补偿和不能充分接触远端肌肉的残肢[44]．残肢周围软组织的组成和周长可以通过假体内窝的贴合性、舒适性和完全负重能力来影响假体的控制[44]．

膝盖以上截肢术［|］

AKA之后，被截肢一侧的臀部肌肉萎缩达30%[37]．近端截肢水平与萎缩程度呈正相关[37]．在5名AKA参与者中，双能x线吸收仪检测到残肢与对侧肢体相比有明显的肌肉萎缩(P<0.001)，这也对应着脂肪百分比的显著增加(P<0.05)。肌肉横截面积与正常大腿的相对肢差为117.6%±22.2%[44]．

膝下截肢术(BKA)［|］

在完好肢体和截肢肢体之间，肌肉和脂肪成分有显著变化。脂肪横截面积四肢间平均差异39% (P<0.05)，残肢肌肉横截面积相对差异显著小于残肢104.4%±32.6% (P<0.01)。[44]．

类似的结果发现，17名佩戴髌骨承载假体的截肢患者与对侧肢体相比，截肢侧大腿明显萎缩(P<0.001)[45]参与者接受了肌肉超声检查，股直肌、股外侧肌、股中肌和股中间肌有明显萎缩(P<0.001)，但缝匠肌、股薄肌和半腱肌没有萎缩。大腿的一般截面积从69.6%-96.7%的范围下降)[45]．

在两项研究中已经确认，在未受伤一侧的股直肌可以发生肌肉萎缩[45]．我们可以假设，截肢患者可能在康复的初始阶段花了大量的时间在轮椅上或失去双脚，导致萎缩的发生。

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图7。与对侧肌肉相比，截肢大腿肌肉厚度和截面积的百分比(ND未确定，NS不显著)。[45]

肌肉招募不对称［|］

树干［|］

与BKA相比，AKA显著提高了背部伸肌力量(P<0.05)。[8]．这可能是通过在走路时使用背部伸肌来补偿腿筋和股四头肌缺乏的一种策略。背部伸肌力量的增加会改变中性姿势和脊柱稳定性。

相比之下，AKA组的后伸肌耐力明显低于BKA组(P<0.05)。[8]．耐力降低可能通过两种方式引起腰痛。首先，当肌肉疲劳时，额外的压力施加在脊柱的支撑结构上，导致LPB。其次，假腿的步幅较短，对背部伸肌的要求较低，因此活动减弱，可能发生不稳定[7]。只有一项研究探讨了背部伸肌力量和腰压。本研究缺乏手动肌力测试的评分者间信度，且统计功效较低(<60%)。由于缺乏相关研究，目前还没有关于下肢截肢者躯干力量和腰压的可比性研究[8]．

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图8。按截肢程度分组的所有变量的独立t检验。[8]

臀部［|］

对13篇文章的系统回顾确定了截肢腿和未截肢腿在行走时的主要不对称[22]．与对照组相比，两腿的髋关节伸肌在站立初期都有增加。行走过程中臀大肌激活的增加被认为是将能量转移到躯干以促进前进。其中一项支持这一发现的研究发现，在完整肢体的初始姿态下，髋关节伸肌的工作增加了270%[27]．两项研究都表明，在初始姿势时髋关节外伸的增加被认为有助于从假肢上推离。由于假体踝关节的活动能力和缺乏跖屈，它只能完成控制踝关节20%的工作[43]．因此，髋关节伸肌活动的增加是一种代偿机制，为向前推进提供了主要的能量来源[43]．

在一项非随机对照研究中发现了类似的结果，即完整肢体增加了髋关节活动[43]．使用步态分析系统将8名参与者与8名对照组进行比较。在站立状态下，未受伤肢体的同心髋关节伸展量大于正常受试者和截肢受试者(9.9+/- 5.5J vs 3.6 +/- 2.6 J)。在推离阶段，未受伤肢体的髋屈肌活动也显著增加(p<0.05)。[43]．这被认为是鼓励重量转移到假肢。系统综述中强调的大多数不对称可归因于假腿重量接受度降低和踝关节跖屈肌丧失[22]．

膝盖BKA［|］

截肢者患肢股四头肌和腘绳肌力量明显降低(P<0.01)[46]．Isakov等人(1996)使用测力仪测量了18名截肢者的力量，并观察到与完好的一侧相比，其力量有35-60%的差异[46]．这表明完好的腿需要更大的工作负荷来克服这种力量的损失并促进行走。这些发现与多名作者的结论相一致，他们认为在行走过程中，未跛行的地面反作用力大于假腿[33][47]．地面反作用力的增加表明，四肢之间的力量差异导致截肢者严重依赖其完整的肢体，从而导致不对称的肢体负载。

由于假体一侧缺乏足底屈肌，截肢者依靠股四头肌和腘绳肌向前推进[47]．因此，在截肢的膝盖上，股四头肌和腘绳肌力量的减弱将损害残肢产生足够的行走推进力的能力[47]．这种显著的膝盖肌肉之间的力量不对称对应于数字步态分析识别的不对称运动[47]．数字步态分析发现截肢组的不对称性比对照组多66% (P>0.05)，这些发现确定了力量和步态不对称性之间的相关性[47]．

残肢腘绳肌和股四头肌力量下降的一种解释是，行走对残肢产生的力会增加肢体的水泡、疼痛和不适，从而导致步态不对称;伸展臀部和膝盖可以减少窝内的压力，这可能会减少对肌肉的需求，降低力量[47]．

下肢假肢［|］

假肢的处方与患者的需要和功能水平相对应。假体组件在成本上有很大的差异，因此从业者需要为假体处方制定客观的标准[30]．

Blachfords Prosthetics and Orthotics是全球领先的假肢公司，为NHS提供超过35%的假肢。他们规定的成分是基于一个分级的影响和活动指南。
已经确定不同的假体部件影响步态的对称性[48]．参与者报告说，他们对某种假肢脚更有信心，这减少了他们的补偿策略。尽管可以假设一个更灵活的部件会使完整的腿对称，但它并不一定会产生对称的步态。如果一个人没有足够的精力和控制能力来稳定移动部件，他们很可能会早期疲劳，导致不对称的运动，并可能导致肌肉骨骼疾病。

适当的套接可以改善对假体的控制，潜在地改善本体感觉和力向残肢的传递[48]．这突出了MDT工作的重要性，在康复和截肢患者的生活中获得最大的套接。与此相结合的是教被截肢者如何独立地套上和脱下套，以最大限度地控制假肢的重要性。

例如，不同类型的假体组件都有局限性和优点;经股坐骨窝限制了髋关节的自然伸展，并可引起骨盆的代偿机制。活动能力较差的假体踝关节具有明显的背屈性，可能导致代偿机制，如髋关节移动以促进地板间隙和未复位髋关节的过度活动[43][49][50]．

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图9。下肢假肢的类型

视频面试［|］

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