夜黎本篇文章探討了「脊柱穩定性與背痛的關係」以及「醫源性因素對背痛的影響」。
很多人背痛時被告知「你的脊柱不穩定（通常是腰椎）」。然而這可能使個人「有意識或無意識地通過增加肌肉共激活來保護脊柱」，但當其超過穩定性的需求，反而會導致疼痛並強化脊柱易受傷害的觀念。
- 主題：Are Stability and Instability Relevant Concepts for Back Pain?
- 來源：Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy
- 作者：N. Peter Reeves, PhD、Jacek Cholewicki, PhD、Jaap H. van Dieën, PhD、Greg Kawchuk, PhD、Paul W. Hodges,PT, PhD, DSc, MedDr, BPhty (Hons)
- 文章類型：Clinical Commentary（臨床評論）｜Full Access（完全存取）
- 發表日期：2019/03/31
- 翻譯編輯：夜黎
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- 背痛的人經常被診斷為脊柱不穩定，儘管尚不清楚脊柱是否容易受到不穩定行為〔unstable behavior〕的影響。
- 穩定性的分類取決於正在研究哪個系統。缺乏肌肉的脊柱系統是不穩定的； 然而，如果我們擴展了系統使其包括軀幹肌肉，假設有足夠的肌肉激活水平，那麼脊柱就會變得穩定。
- 為了穩定，作用於系統的所有正和負反饋的貢獻必須產生「整體負反饋」。
- 中樞神經系統代表了一個高度適應性的控制系統，它已被證明可以根據『任務指示』、『視覺線索』和『對軀幹干擾的頻率內容 』或『響應不斷變化的任務動態 』來改變脊柱控制。
- 暗示脊柱極易因不穩定而受傷的信息，給人的印象是『脊柱是一個設計不良的系統，很容易失效』。 有了這種脆弱的心理形象，個人可能有意識或無意識地通過增加肌肉共激活來保護脊柱。但有些人可能會將軀幹協同激活提升到超出完成任務所需的水平，從而導致驅使疼痛障礙的非功能性適應。
「穩定性是一個定義不穩定的重載術語。」“Stability is a heavily loaded term with an unstable definition.” —— Richard Bellman
摘要
簡介
背痛的人經常被診斷為脊柱不穩定〔spine instability〕，儘管尚不清楚脊柱是否容易受到不穩定行為〔unstable behavior〕的影響。
脊柱是一個複雜的系統，具有許多無法直接觀察到的要素，這使得『脊柱功能研究』和『脊柱不穩定性的直接評估』變得困難。
眾所周知，軀幹肌肉的激活是為了滿足穩定性需求而調整的，這突出表明中樞神經系統密切監測對脊柱穩定性的威脅。 脊柱似乎受到神經性耦合〔neural coupling〕和機械性耦合〔mechanical coupling〕的保護，防止錯誤的動力控制〔motor control〕產生節段性不穩定〔segmental instability〕； 然而，這種神經性和機械性耦合在受傷的脊柱中可能會出現問題。
最後，傳統上從機械性和控制性視角考慮的不穩定性，可能潛在地被應用於涉及疼痛敏化〔pain sensitization〕的研究過程，以及在本質上可能是醫源性的背痛。
這篇評論主張一種更現代和更廣泛的穩定性觀點，它整合了跨學科知識，以捕捉背痛的複雜性。
J Orthop Sports Phys Ther 2019;49(6):415–424. Epub 25 Apr 2019. doi:10.2519/jospt.2019.8144
關鍵詞
醫源性背痛〔iatrogenic back pain〕、腰椎穩定性〔lumbar spine stability〕、疼痛敏化〔pain sensitization〕、基於系統的方法〔systems-based approach〕
內容
脊柱不穩定性[6,72] 的定義及其臨床相關性[52,81] 已經辯論了幾十年。 這場辯論不斷變化的性質似乎反映了概念的演變，這是由我們『對脊柱功能和背痛的更好理解』以及我們『對穩定性的更好理解』所推動的。
這篇評論提供了對穩定性的廣泛定義，後來被用來展示如何將「脊柱穩定性」的各種解釋整合到一個統一的框架中。
接下來，我們檢查了『支持或反駁脊柱不穩定存在』以及『脊柱不穩定與背痛的潛在聯繫』的基礎和臨床證據。 我們繼續強調在複雜、難以接近（即難以直接觀察）的脊柱系統中『推斷不穩定性』所面臨的挑戰，並討論『支持改善訪問〔underpin improved access〕』的近期科學和技術進步。
最後，我們推測穩定性概念發展的下一步可能，這進一步擴大了解釋範圍，將疼痛體驗中涉及的非機械性問題包括在內。
本評論的總體目標是展示『從研究穩定性概念中獲得的重要知識』，以及『在追求理解背痛病因學方面的未來進展潛力』。 評論的聚點是腰椎穩定性，但在研究其他形式的背痛時可以應用類似的概念，例如涉及骶髂關節/骨盆帶的背痛。
最後，雖然不是本文的主要重點，但以脊柱穩定性為例，展示了使用基於系統的方法進行跨學科知識整合。
定義「穩定性」
一般來說，穩定性是通過對感興趣的系統施加小擾動，並且觀察其新行為來測試的[90]。 如果新行為與舊行為大致相同，則系統是穩定的（例如，山谷中的球返回未受干擾的位置）。 如果被擾動的行為與舊行為顯著不同，則系統是不穩定的（例如，山丘的球在擾動後滾離）。
這種對穩定性的廣泛定義提供了框架，以討論不同情況下的穩定性〈包括「機械」穩定性和「控制」穩定性〉。但這個廣泛的定義也提供了〈與背痛表現相關的其他背景〉洞察。
這個定義在本質上可能看起來很模糊，但它源於數學定律，使其在應用中高度地穩健。 在這個正式的理論中，反饋對於穩定性的數學測定〔mathematical determination〕至關重要。
簡而言之，負反饋使系統穩定，而正反饋使系統不穩定。 為了穩定，作用於系統的所有正和負反饋的貢獻必須產生「整體負反饋」（參見圖 1 中，球的示例）。 隨著我們在不同的穩定性環境中取得進展，我們強調了在脊柱功能和背痛中正和負反饋的影響。
圖 1、山頂上的球是具有正反饋的系統示例。 施加小的擾動後，重力作用與球運動的方向相同（正反饋），這將球推離其原本未受干擾的位置。 或者，山谷中的球是具有負反饋的系統的一個示例。 施加小的擾動後，重力作用與球位移的方向相反，這使球返回其原本未受干擾的位置。
值得注意的是，我們在整篇論文中互換了穩定性和不穩定性的概念。 由於穩定性和不穩定性是通過定義其一的二分術語〔dichotomous terms〕[86,90]，因此我們定義了另一個。 此外，我們在『腰椎節間〔lumbar intersegmental〕穩定性』和『軀幹穩定性』的討論之間切換，以準確反映文獻。 本質上，腰椎節間穩定性和軀幹穩定性是相互關聯的。 脊柱的各個腰段都必須穩定，才能為控制軀幹提供必要的基礎。
脊柱穩定性和不穩定性概念的演變
早期的工作〈在靜態力學概念方面〉代表了穩定性（參見 Reeves 和 Cholewicki[85] 進行審查）（圖 2）。簡而言之，來自身體質量的重量會破壞脊柱的穩定性（正反饋），而來自被動組織（例如，椎間盤和韌帶）的剛性〔stiffness〕（負反饋）會發揮穩定的影響。
研究表明，處於中立位的脊柱沒有足夠的剛性來抵消上半身的質量； 因此，直立的脊柱〈在體重之下〉不穩定並彎曲[21]。 這通過穿過脊柱的肌肉（例如，椎旁肌〔paraspinal muscles〕）充當可變剛性彈簧來幫助穩定脊柱，剛性水平隨著激活而增加[53]。 超過一些公稱的〔nominal〕肌肉激活水平（大約是最大自主激活〔voluntary activation〕的 2%），就有足夠的剛性來支撐上半身[18]。
圖 2、在這種情況下，感興趣的系統是伴有肌肉的脊柱。 脊柱的這種靜態機械特性在這一點上不包括任何神經控制。 地心引力〔Gravitational forces〕可以數學地表示為正反饋，而來自被動組織和肌肉激活的剛性可以表示為負反饋。 如果肌肉激活足夠，負反饋的影響克服了正反饋的影響，產生一個整體負反饋的脊柱系統，使脊柱穩定。 縮寫：CNS，中樞神經系統。
作為旁注〔side note〕，穩定性的分類取決於正在研究哪個系統。 如上所述，這代表了缺乏肌肉的脊柱系統是不穩定的； 然而，如果我們擴展了系統使其包括軀幹肌肉，假設有足夠的肌肉激活水平，那麼脊柱就會變得穩定。 隨著我們捕獲系統的更多組件或子系統，我們對系統行為有了更具有代表性和更完整的理解。
從臨床角度來看，這可以解釋退行性脊柱變化〔degenerative spine changes〕（這會改變脊柱剛性並影響穩定性）[66]和背痛[48] 之間缺乏一對一的映射。
有人可能會爭辯說，退行性脊柱變化的醫學診斷不足以評估背痛，並且還必須考慮軀幹肌肉控制的質量[78]，因為這可能（或可能不會）足以補償退行性的影響[78,79]。同樣地，如果不考慮肌肉控制，關節鬆弛〔laxity〕或過度活動〔hypermobility〕將無法代表系統的功能。 換句話說，如果沒有綜合分析，複雜的脊柱系統就無法在診斷中準確地表現出來。
脊柱穩定性一詞演變的下一階段涉及從靜態機械性〔static mechanical〕概念到動態控制性〔dynamic control〕概念的轉變（參見 Reeves 等人[90]的評論）（圖 3）。
擴展了概念框架，以納入以下影響：
- 突發的、意外的負荷事件被認為會導致嚴重的背部受傷[9,28,99]。
- 探索『延遲的軀幹肌肉反射反應』與『背部疼痛[62,83,88]』和『未來背部損傷[19]』之間的關係。
- 在可預測的脊柱擾動之前，改進的預備性〔modified preparatory〕軀幹控制的潛在作用[46]。
前面對脊柱穩定性的靜態表徵顯示了防止脊柱屈曲所需的軀幹肌肉活動幅度，但它忽略了脊柱控制的一個重要方面，即肌肉激活的時間。
圖 3、在動態不穩定性的情況下，系統包括伴有肌肉的脊柱（圖中簡化了）和動態控制脊柱所需的神經元件。 文獻表明，當脊柱直立時，來自骨韌帶和肌肉的被動剛性不足以維持穩定性[69]，這反映了一個整體的正反饋系統。 反射貢獻〔Reflex contributions〕創建了一個小但足夠的負反饋迴路，使整個系統變得穩定。 因此，在存在擾動的情況下，脊柱將保持其原始行為，這將使其恢復到未受干擾的靜止位置或某些預期的脊柱運動軌跡。 縮寫：CNS，中樞神經系統。
通過這種穩定性的動態表徵，新的脊柱模型被創建（將系統解析為 2 個組件：脊柱/軀幹），表示了要控制的對象和神經控制，表示了確保穩定脊柱行為所必需的各種感覺運動通路〔sensorimotor pathways〕[26,30,33,89]。使用這種新的表示，發現了軀幹肌肉的內在機械剛性不足以支撐脊柱，並且需要反射貢獻來保持穩定性[69]。本工作和其他人的工作[16,106] 支持這樣一種觀點，即脊柱在非劇烈活動期間非常接近穩定性和不穩定性之間的邊界，並意味著必須嚴格地調節神經控制以避免受傷。
支持或反駁脊柱不穩定性導致背痛的觀點的證據
有強有力的證據表明中樞神經系統監測脊柱穩定性，儘管仍不清楚哪些信號/信息用於導出複雜現象。 建模和實驗結果都表明，軀幹肌肉會改變激活水平以滿足穩定性需求，例如：
- 保持更高的質量[32]
- 增加軀幹的重量[18]
- 舉起不穩定的負載[103]
- 當疲勞出力〔fatiguing exertion〕後軀幹控制受損而威脅穩定性時[88,95]
- 感覺信息丟失（例如，閉眼）[106]
- 當軀幹長時間屈曲後，固有〔intrinsic〕脊柱剛性降低時[109]。
這種反應反映了對脊柱不穩定的有意識或（也許）無意識的關注，並且神經肌肉控制可能會適應以避免它。
有一些解剖學特徵表明，人類可能已經進化到可以保護脊柱免受不穩定的影響。 例如，早期的解剖學觀察表明，脊髓中運動單位的神經耦合[94]通過長脊髓中間神經元〔long spinal interneurons〕來協調肌肉活動[73]。 與更遠端的肌肉相比，軸向肌肉具有更長的脊柱中間神經元，這表明軀幹肌肉傾向於一起激活，而遠端肌肉允許更獨立的控制（例如，控制手指的肌肉）[50]。
重要的是要承認，雖然基本的神經結構可以用於連接多個層次的活動，但這並不意味著軀幹肌肉只能集體行動。 已經在一系列任務中觀察到軀幹肌肉的獨立激活。 話雖如此，軀幹肌肉通常通過〈跨越多個脊柱節段的〉筋膜層[61] 和肌肉外筋膜〔extramuscular fascia〕的附件相互連接，從而在相鄰肌肉之間產生機械性耦合[55,56]。 與神經性耦合一樣，機械耦合分散了施加在脊柱上的力，從而增加了節段水平之間的控制依賴性〔control dependence〕。 這種神經性和機械性耦合表明，軀幹肌肉的募集〔recruitment〕不太容易出現可能導致節段性不穩定的錯誤運動控制信號。 然而，需要進一步的工作來確定這些特徵對功能的影響程度。
儘管神經性和機械性耦合機制似乎可用於保護健康的脊柱，但它們可能會對受傷脊柱的控制產生負面影響。
首先，關節鬆弛可能發生在損傷[77]、退行性椎間盤疾病[66,82]（儘管沒有更嚴重的退行性變[29]）和脊椎滑脫[34] 中。 由於損傷和退行性變化並非在所有級別均相同[1]，因此這種鬆弛可能被隔離到一個單一級別，從而產生節段性過度活動〔segmental hypermobility〕[102]。如上所述，僅考慮被動鬆弛並不意味著不穩定； 還必須考慮肌肉控制。
其次，更深的節段肌肉，如多裂肌〔multifidus〕，經常在背痛患者[36,37] 和腰椎退行性病變患者[93] 中萎縮，並伴有纖維化〔fibrosis〕[36,37] 和脂肪浸潤〔fatty infiltration〕[2,43] 的證據。 這種肌肉萎縮被認為與受傷後的反射抑制〔reflex inhibition〕有關[39] ，至少在受傷後的早期是這樣[42] 。 正如已經觀察到的，神經性抑制〔Neural inhibition〕也可以延遲受影響水平的肌肉激活[58] 。
從穩定性的視角來看，多裂肌萎縮和神經抑制都可能存在問題。 橫跨腰椎的大塊淺表肌肉增加了一種壓縮負荷，使脊柱不穩定，就像重力一樣[31] 。因此，非常重要的是，必須充分募集附著於特定脊柱水平的深層肌肉，以提供所需的剛性以防止脊柱彎曲[8] 。因此，必須仔細控制『深層到淺層肌肉激活的比例』以及『激活的時間』，其中較深的節段性肌肉在較淺的肌肉之前激活（參見 MacDonald 等人[58,59] 的關於深層到淺層軀幹肌肉激活模式的證據）。
因此，『關節過度活動』、『肌肉萎縮』和『更深節段肌肉的反射抑制』可能共同作用，在脊柱的機械性結構及其控制中產生不均勻性〔inhomogeneity〕，這可能對脊柱產生不穩定的影響。
可以使用相對簡單的解決方案來保護脊柱免受機械和神經不均勻性的影響。 最基本的，之前已經提到過，是通過軀幹肌肉共激活〔coactivation〕增加機械剛性[53] ，這將消除對『反射反應』或『微調預備激活〔fine-tuned preparatory activation〕』的需要。 有證據表明，一些背痛患者使用這種共激活策略來保護自己[64,101,104] ，健康個體應對急性有害輸入〔acute noxious input〕的反應也是如此[41] 。
一些額外的共激活可能對機械性和神經性不均勻的患者有益，但額外的共激活也可能導致疼痛和組織損傷。 例如，持續超過 5% 的最大自主努力（可能低至 2%）收縮會導致肌肉疲勞[105] 和疼痛[10,15,49] 。 正常的日常活動使用很少的軀幹肌肉激活[18] ，並且這種激活似乎低於水平〈肌肉變得疲勞的地方〉。
由於不穩定的威脅，一些人可能會將軀幹肌肉的激活提高到超出無疲勞範圍〔fatigue-free range〕。 使問題更加複雜的是，患有背痛的人有更多易疲勞的椎旁肌纖維類型[63] 。 因此，背痛也可能〈通過額外的需求和降低的肌肉容量〉與脊柱不穩定間接地〔indirectly〕相關，從而導致與疲勞相關的疼痛。 對於機械性和神經性不均勻的患者，調節椎旁肌肉以提高抗疲勞能力可能是一個可行的治療目標。
來自臨床試驗的混合證據支持脊柱不穩定和背痛之間的聯繫。 對臨床數據的匯總分析〔Pooled analyses〕表明，對於慢性背痛，特定的穩定鍛煉優於常規的醫療和教育，但不優於手法治療〔manipulative therapy〕[23] ，至少是當干預措施以通用方式應用而無需個體定制時。
將特定的穩定鍛鍊添加到常規物理治療計劃[23] 或其他主動干預措施[65,92] 中時，沒有發現額外的效果。 一些人認為，這些臨床改善是由於身體鍛煉的積極作用，而不是脊柱穩定性的改善[52] 。 調理肌肉的一般鍛煉可能會提高背痛患者的抗疲勞能力，這可以解釋為什麼特定的穩定鍛煉和其他主動的治療計劃之間可能沒有顯著差異。
對不同治療的功效之間有限差異的另一種解釋是，大多數臨床試驗忽略了背痛表現的異質性〔heterogeneity〕，並假設每個患者都可以從旨在增強穩定性（對所有患者進行相同的治療）的鍛鍊方法中受益。
即使在最樂觀的觀點中，不穩定〔instability〕或甚至類似的不穩定特性〔destabilizing characteristics〕（例如，關節過度活動、肌肉萎縮和反射抑制）似乎也不可能成為所有背痛表現的基礎。因此，有人爭論過，如果針對患者的表現進行個體化干預，針對那些出現與特定不穩定〔specific destabilizing〕影響相關的背痛亞型〔subtype〕的患者，則可能會產生更大的影響。儘管並非所有最近的證據都支持這一觀點（例如，穩定計劃對於預期會受益的個體與未受益的個體的結果，在 1 項試驗中沒有差異），但目前尚不清楚用於區分這些群體的標準是否與「不穩定」有關 [35] 。
此外，一些試驗沒有改變潛在運動控制障礙[47] 的屬性，這可能表明治療不足以改變目標的特徵。
評估脊柱穩定性的新方法
脊柱功能和背痛的研究具有挑戰性，因為我們受限的訪問〔limited access〕，無法直接觀察脊柱的許多特徵及其行為。 對於汽車和飛機等非人類系統，可以在整個系統中放置感測器〔sensors〕，以監測對穩定性和控制很重要的變量。 這些複雜的系統是可訪問的（可觀察的），這使得研究它們變得不那麼具有挑戰性—–但仍然具有挑戰性。 脊柱具有精密〔sophisticated〕人造機器的所有復雜性〔complexity〕，但沒有可訪問性〔accessibility〕。
然而，最近有一些科學和技術進步來改善脊柱的訪問。 這些進步包括用於『評估脊柱運動學的脊柱成像』和『基於系統的模型來揭示負責脊柱控制的元素』。 雖然臨床測量（例如，手動測試[3] 、問卷調查[60] 、射線照相[97] 和超音波評估[100] ）已被開發，並提倡用於評估不穩定性，但缺乏金標準測量，以及從多維視角〔multidimensional perspective〕考慮不穩定性的必要性，這意味著它們作為不穩定性測試的有效性仍不清楚。
無法精確測量椎間運動〔intervertebral motion〕是脊柱研究的主要障礙。 過去，單平面數位影像螢光透視〔Single-plane digital videofluoroscopy〕已被用於研究脊柱運動學[11,12,17,74] ，並記錄背痛患者[98]（發現脊柱控制受損和可能不穩定的提示）的異常脊柱運動。
最近，2 個數位影像螢光透視系統被結合，以獲取更完整的脊柱運動學視圖[54,110,111] 。 雙重〔Dual〕影像螢光透視系統〈通過利用脊柱形狀不規則的優勢〉提高空間精度（脊柱平移小於 0.4 毫米，脊柱速度為 0.20 毫米/秒）和可重複性（脊柱平移小於 0.3 毫米，脊柱旋轉小於 0.7°）[110] ，以註冊 2 個平面外圖像〔out-of-plane images〕。
與標準側向屈曲/伸展 X 光片相比，提高脊柱動作期間的空間分辨率〔spatial resolution〕可以〈通過更好地描述異常脊柱運動的方向來〉改善臨床診斷[22] 。 更好的臨床診斷可以改善臨床決策，並導致更個性化的治療以糾正異常的脊柱運動。然而，這只是脊柱控制可以被測量的一個方面，還需要在許多其他因素的測量方面取得進展。
我們不能明確地說明『脊柱的神經肌肉控制受損』會導致脊柱不穩定，因為我們不容易訪問到中樞神經系統和它激活的肌肉。 例如，我們並不完全了解『脊柱上和脊柱水平〔supraspinal and spinal levels〕的各種子系統如何處理來自感覺受體的傳入信號，以產生傳出信號』，以及『軀幹肌肉如何準確地執行這些命令以穩定脊柱』。 幸運的是，有強大的基於系統的方法可用於估計〔estimate〕不可訪問的信號和系統[80] 。
這些工具已成功地應用於複雜人造機器的分析，並開始用於研究脊柱控制和背痛[27,30,33,57,89,107] 。 機器人/驅動〔Robotic/actuated〕系統通常與基於系統的方法結合使用，以提高施加輸入〔applying input〕（例如，對脊柱的擾動）和測量輸出（例如，對擾動的運動學響應）的精度[30,33,51,91,106–108] 。 這種精度改進了所使用的基於系統的建模，以估計不可訪問的信號和系統。
使用基於系統的方法對脊柱控制進行建模可以提供〈用於維持脊柱穩定性的〉控制路徑〔control pathways〕的洞察力。中樞神經系統代表了一個高度適應性〔adaptive〕的控制系統，它已被證明可以根據『任務指示〔task instructions〕』、『視覺線索〔visual cues〕』和『對軀幹干擾的頻率內容[106] 』或『響應不斷變化的任務動態[5,75] 』來改變脊柱控制。
中樞神經系統似乎也能够識別受損的感覺訊號，為了淡化它們對脊椎控制的影響[13] ，轉而支持「更清潔〔cleaner〕」的感覺訊號[30]（即，感覺重新加權〔sensory reweighting〕）。基於系統的方法可能有助於解開脊柱控制的各個方面，以便各種控制路徑中的損傷可以被識別。
脊柱控制的建模仍處於早期階段。 當前模型聚焦於總軀幹控制〔gross trunk control〕[30,33,75,89,107] 而不是節段性控制〔segmental control〕。 與跟踪脊柱運動學相關的困難，阻礙了更詳細的建模。然而，高精度的雙熒光透視〔dual fluoroscopy〕可以與基於系統的方法結合使用，以開發一類新的多節段脊柱模型來識別節段不穩定性〔segmental instability〕。
未來的工作還應該擴展脊柱控制模型，以包括更廣陣列〔wider array〕的脊柱穩定條件。 例如，一些任務可能會促進軀幹在骨盆上〔trunk-on-pelvis〕的穩定性，例如在曲棍球中吸收身體檢查，而其他任務也可能對軀幹在空間中〔trunk-in-space〕的穩定性有額外的要求，例如在雪丘滑雪〔mogul skiing〕期間保持直立姿勢[106] 。
早期對脊柱穩定性的靜態力學定義的一個主要限制是『過分強調軀幹於骨盆上穩定〔trunk-on-pelvis stabilization〕』，這忽略了在某些任務中允許脊柱運動的更微妙的需要。 可以想像，一個背部受損〔compromised back〕的人採用保護性共激活策略〔protective coactivation strategy〕會成功地在軀幹於骨盆上穩定，但缺乏在空間中穩定軀幹的微妙控制。 根據該提議，有證據表明脊柱運動減少（與軀幹於骨盆上脊柱保護〔trunk-on-pelvis spine protection〕策略一致）會影響擾動後平衡恢復的品質（在空間中的軀幹/身體）[67,68] 。
從臨床視角來看，可能存在『特定的穩定模式』、『脊柱位置或運動』，或『挑戰脊柱穩定性的擾動類型』，以及『如果沒有全面評估，威脅穩定性的損傷可能會被忽視』。 如前所述，這種損害可能對每個人都是獨一無二的，突出了對個性化評估和個性化治療方法的需求。
當前的脊柱控制模型主要聚焦在用於穩定脊柱的反饋路徑〔feedback pathways〕上。 雖然穩定性主要是通過反饋控制來實現的[90] ，但前饋控制〔feedforward control〕的重要性需要考慮。 中樞神經系統存在可預測的內部擾動（例如，響應一個有計畫的上肢運動[38,45] ）和/或可預測的外部擾動（例如，行走時與地面接觸[4] ）的情況下，可以通過調整軀幹肌肉來保護脊柱，以前饋的方式抵消干擾。
前饋控制在調節肌肉激活以適應任務動態方面具有高度選擇性[14] ，從而對人體運動產生熟練和有效的控制[24,25] 。 然而，在存在疼痛的情況下，使用前饋指令〔feedforward commands〕來使用更熟練的軀幹控制的能力似乎受到了損害[40,44] 。
這就提出了一個有趣的問題：疼痛的存在，或者可能是對疼痛的恐懼，是否覆蓋了使用更熟練和有效控制的能力，從而採用更基本的控制模式（即共激活策略），旨在防止潛在的節段性不穩定？ 未來的脊柱控制模型可以結合前饋路徑來研究背痛患者依賴反饋與前饋控制的程度。未來的脊柱控制模型可以結合前饋路徑，來研究背痛患者依賴反饋控制的程度（與前饋控制對比）。
穩定性概念和反饋控制的潛在擴展
由於文獻中調查的缺乏，本節介紹了一些推測性的〔speculative〕概念。 儘管缺乏具體證據，但穩定性和反饋控制的基本概念是基於〈適用於任何系統的〉數學定律。 此外，本評論還表達了這樣一種觀點，即過去解釋穩定性的問題是從過於狹隘的視角產生的，這可能導致了不必要的爭論[72] 。 為了突破我們的理解界限，我們將穩定性概念應用於 2 個非傳統環境〔nontraditional contexts〕，以展示該框架如何整合多樣的科學知識。
在本文中，我們將對脊柱穩定性的理解，從靜態機械〔static mechanical〕概念擴展到動態控制〔dynamic control〕概念。 這種控制概念可以進一步擴展，不僅可以研究機械系統（脊柱）的控制，還可以研究神經信號的控制，例如傷害傳入〔nociceptive afference〕。 傷害受器〔Nociceptors〕有一個不受歡迎的屬性，它存在於所有不穩定的系統中——一個正反饋迴路。 當傷害受器釋放化學媒介〔chemical mediators〕使附近的傷害受器敏感和激活，並增加脊髓神經元的興奮性[50] 時，就會形成一個正反饋迴路（圖 4）。
因此，相同量級〔magnitude〕的有害刺激逐漸增加傷害受器傳入放電〔afferent discharge〕的量級，從而隨著時間的推移『放大上行輸入〔 ascending inputs〕』並『最終放大疼痛反應』，通常稱為敏化〔sensitization〕或「上發條〔wind-up〕」現象[50] 。
為了保持穩定、健康的體內平衡，動態控制概念可用於定義和控制〈負責疼痛放大和持續的〉疼痛過程。 這將涉及系統的擴展，以包括調節疼痛的周圍和中樞過程〔peripheral and central processes〕，從而反映對背痛的更全面視角。
圖 4、穩定性概念的擴展，以整合參與疼痛體驗的神經過程。在這個代表傷害性/疼痛通路的簡單模型的新子系統中，受正反饋影響而產生疼痛敏感性，以及負反饋影響而減少傷害性神經元放電（即，當你感到疼痛時，你使用鎮痛治療）。 研究團體的目標是系統地識別這些影響，以便可以應用有針對性的治療來『最小化正反饋途徑』和/或『加強負反饋影響』。 整個系統的目標是擁有多餘的負反饋來控制疼痛。 縮寫：ACh，乙醯膽鹼〔acetylcholine〕； CNS，中樞神經系統〔central nervous system〕； TENS，經皮神經電刺激〔transcutaneous electrical nerve stimulation〕。
作為需要考慮的第二個議題，通過過分強調 脊柱不穩定性 這個詞，脊柱研究人員和醫療保健提供者可能已經無意間地創建了另一個正反饋迴路，該迴路在普通人群中起作用，以放大背痛的嚴重程度。 暗示脊柱極易因不穩定而受傷的信息，給人的印象是『脊柱是一個設計不良的系統，很容易失效』。 有了這種脆弱的心理形象，個人可能有意識或無意識地通過增加肌肉共激活來保護脊柱。
如前所述，一些額外的共激活可能代表一種功能性適應〔functional adaptation〕，以解決威脅脊柱穩定性的機械性和神經性缺陷。 但有些人可能會將軀幹協同激活提升到超出完成任務所需的水平，從而導致驅使疼痛障礙的非功能性適應〔nonfunctional adaptation〕（參見 O’Sullivan[76] 的案例研究）。
當個人認為他們的脊柱易受不穩定影響，並通過過度共激活來保護他們的脊柱來應對這種威脅時，可能會創建一個正反饋迴路，這樣它會超過穩定性的需求，從而導致疼痛，然後強化脊柱易受傷害的觀念（見圖 5）。
目前，支持這一假設的研究有限。 例如，包括教育『脊柱是一個高度堅固的結構』的背痛干預措施，有一些療效證據[84] 。 由於疼痛持續存在的醫源性機制的潛力，至少在某些個體中，這是值得探索的。
圖 5、我們擴展系統以包括可能影響背痛的社會因素。 在這個系統中，臨床醫生表明脊柱脆弱的信息代表了對一般人群的輸入，這可能導致一些人改變他們的脊柱控制策略，變為一種可能導致過度組織負荷和損傷的共激活策略。 這隨後可以作為傷害/疼痛通路（傷害受器、脊髓神經元和 CNS 解釋子系統〔interpretation subsystems〕）的輸入。 然後反饋輸出（對疼痛的感知）以加強對脊柱脆弱的感知。 反過來，這會驅動一個正反饋迴路，該迴路會產生由醫源性方法〔iatrogenic means〕維持的背痛。 如果存在對背痛的醫源性維持，那麼一種解決方案是改變向普通人群傳達的信息，表明脊柱是一個高度堅固的結構。 縮寫：CNS，中樞神經系統〔central nervous system〕。
結論
總結，我們回到本文的標題「穩定性和不穩定性是否與背痛相關的概念嗎？」。正如這裡所表達的，我們對脊柱穩定性的理解已經隨著時間的推移而不斷發展，並且將繼續發展下去。 『獲得的與脊柱功能和背痛相關的知識』與『我們對穩定性和不穩定性理解的進步』聯繫在一起，這使得這些術語非常相關。
我們知道穩定性也與中樞神經系統有關。 多項研究表明，中樞神經系統會仔細監測脊柱的穩定性需求。 我們不知道脊柱是否會經歷不穩定的行為導致受傷。 神經性和機械性耦合降低了健康脊柱不穩定的風險。
然而，在受傷的脊柱中，『關節鬆弛』、『神經抑制』以及『肌肉產生力的能力和耐力降低』會產生一種環境，如果促進特徵〔contributing features〕收斂於該結果（例如，鬆弛和神經控制無法補償），則可能導致節段性不穩定。 即使這些因素不會導致不穩定，它們也會增加維持穩定性的需求，這可能是疼痛和損傷（繼發於疲勞或組織負荷增加）發展的基礎。
新的科學和技術進步有助於『訪問感興趣的變量』和『定義脊柱控制的要素』，結合對脊柱控制的更全面評估，有望進一步闡明不穩定性的相關性。 未來的研究方向可能會繼續擴展穩定性的概念。 這種擴展可能包括調整用於控制機械性變量（即脊柱運動學）的想法，以控制代表傷害性傳入和疼痛感知的神經信號，從而反映對背痛的更廣泛視角。
正如 Bellman[7] 在我們的開場題詞中指出的那樣，不穩定性是一個重要的術語，並非沒有歷史。 儘管在這一點上是推測性的，但脊柱不穩定性等術語的使用可能會導致背痛的持續存在，而這種背痛在本質上是醫源性的。 如果確實存在醫源性背痛，那麼圍繞脊柱及其脆弱性的信息必須經過深思熟慮地向公眾提出，以避免對那些本來會健康和富有成效的人採取適應不良的策略。
最後，本評論中使用的基於系統的框架具有跨學科知識整合的潛力，這是目前脊柱團體所缺乏的。 我們使用穩定性概念來展示基於系統的方法〈在統一圍繞背痛病因學的科學方面〉的好處。 我們對背痛的理解遠非完整，但該框架提供了一種方法，以嚴謹和連貫的方式向前邁進。
致謝
本研究機構依據的論壇「運動控制和腰痛的最新技術：國際臨床和研究專家論壇」得到了澳洲國家健康和醫學研究委員會的支持（與北美脊柱學會合作）。論壇由 Paul Hodges 博士主持。
夜黎的讀後分享
閱讀完本文章後，最觸動我的地方是「醫源性因素導致背痛持續存在」。這樣的事件是我切身經歷過的，下面我簡單分享一下這個經過，以及我後來是如何跳脫這個困境的。
曾經有醫生告訴我說「你是骨盆後傾，腰太鬆了」。當時的我以為這就是真相，因此我不敢活動腰而盡可能做一些擴展骨盆活動度的鍛鍊。但即使我很努力的鍛鍊，腰痛還是沒有變化。
直到我嘗試忘掉過去所學的一切，從新和身體的感覺對話，我才發現原來我的腰是太緊而不是太鬆。跟隨著感覺，我持續做放鬆腰部的鍛鍊，漸漸疼痛才產生了一些變化。
有時醫生的權威性話語反而會使我們忽略了自己的感受，反而使疼痛持續存在。因此我個人認為，不管採取任何干預措施，都要學會傾聽自己的感覺。自己的感覺才是帶領我們走向無痛生活的真正指引。
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2022/07/27 發佈本文
2022/07/28 修正受保護內容的密碼
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