Effect of spinal health exercises on primary school students with spinal dysplasia in Chengdu
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摘要:
目的 观察脊柱健康操对成都市脊柱发育异常小学生的矫治效果，为改善脊柱倾斜角度和脊柱后凸角度异常提供参考。 方法 在2020年9月至2021年6月，选取成都市武侯区4所小学中高年级331名小学生，筛查出脊柱弯曲异常者94名，随机分为对照组和观察组各47例。对照组实施为期12周的常规体育活动，观察组在对照组基础上，实施12周线上线下相结合的脊柱健康操训练。采用SpineScan手持式电子脊柱测量仪测试2组对象实施前后的脊柱活动度(颈椎、胸椎的侧屈角度、前屈后伸角度以及旋转角度)、脊柱倾斜角度、脊柱后凸角度、身体平衡度(肩水平线、骶髂后棘水平线)，并采用手持式肺活量计测试两组实验前后的肺活量。 结果 实施12周干预后，观察组和对照组在颈椎侧屈角度(78.36±3.72，72.39±3.17)°、颈椎前屈后伸角度(112.37±5.17，107.41±4.40)°、颈椎旋转角度(119.37±4.22，112.49±5.78)°、腰椎侧屈角度(49.37±4.12，41.85±3.37)°、腰椎前屈后伸角度(106.47±4.90，98.09±3.84)°、腰椎旋转角度(54.37±5.12，50.30±4.17)°，差异均有统计学意义(t值分别为5.24，2.82，4.02，4.96，4.36，5.75，P值均＜0.05)；两组的脊柱倾斜角度(4.14±0.36，6.02±0.48)°、脊柱后凸角度(30.17±1.82、37.48±2.14)°、肩水平线不平衡度(0.96±0.18，2.30±0.37)°、骶髂后棘水平线不平衡度(0.77±0.15，1.40±0.21)°差异均有统计学意义(t值分别为-5.95，-6.74，-7.52，-6.58，P值均＜0.01)；两组肺活量[(2 119.55±115.40)(2 042.47±104.35)mL]差异有统计学意义(t=4.81，P＜0.01)。 结论 脊柱健康操能提高脊柱弯曲异常小学生的脊柱关节活动度，改善脊柱倾斜角度和脊柱后凸角度异常，提高身体平衡度和肺活量。 Abstract:Objective To observe the intervention effect of spinal health exercises on primary school students with spinal dysplasia in Chengdu, and to provide a reference for improving abnormal spinal curvature. Methods From September 2020 to June 2021, 331 middle and senior primary school students from four primary schools in Wuhou District, Chengdu were selected, and 94 with abnormal spinal curvature were screened. They were randomly divided into control group (n=47) and observation group(n=47). The control group received 12 weeks of routine sports activities, and the observation group were administered with 12 weeks of online and offline spinal health exercises on the basis of the control group. Spinescan hand-held electronic spine measuring instrument was used to test the spinal mobility (including lateral flexion angle, forward flexion and extension angle and rotation angle of cervical spine and thoracic spine), spinal tilt angle, spinal kyphosis angle and body balance of the two groups before and after implementation (shoulder horizontal line and posterior sacroiliac spine horizontal line); and the vital capacity of the two groups before and after intervention was measured by hand-held spirometer. Results After 12 weeks of implementation, the observation group and the control group including cervical lateral flexion angle (78.36±3.72, 72.39±3.17)°, cervical flexion and extension angle (112.37±5.17, 107.41±4.40)°, cervical rotation angle (119.37±4.22, 112.49±5.78)°, lumbar lateral flexion angle (49.37±4.12, 41.85±3.37)°, lumbar flexion and extension angle (106.47±4.90, 98.09±3.84)°, lumbar rotation angle(54.37±5.12, 50.30±4.17)° the differences were statistically significant(t=5.24, 2.82, 4.02, 4.96, 4.36, 5.75, P < 0.05); Compared with the control group, the inclination angle of spine (4.14±0.36, 6.02±0.48)°, kyphosis angle (30.17±1.82, 37.48±2.14)°, shoulder horizontal line (0.96±0.18, 2.30±0.37)° and posterior sacroiliac spine horizontal line (0.77±0.15, 1.40±0.21)° in the observation group were smaller than those in the control group, and the differences were statistically significant (t=-5.95, -6.74, -7.52, -6.58, P < 0.01); Compared with the control group in vital capacity (2 119.55±115.40, 2 042.47±104.35)mL, the observation group was greater than the control group, and the difference was statistically significant(t=4.81, P < 0.01). Conclusion Spinal health exercises can improve the range of motion of spinal joints, the abnormal angle of spinal tilt and kyphosis, as well as the body balance and vital capacity of primary school students with spinal dysplasia. -
Key words:
- Spinal Fusion /
- Students /
- Health education /
- Physical education and training
1) 利益冲突声明 所有作者声明无利益冲突。 -
小学阶段是小学生身体发育更是脊柱发育的关键时段，在此阶段脊柱是否得到良好发育，将直接影响其后人生。相关数据统计[1-2]，脊柱出现异常和畸形会使寿命减少1/3，这也使得脊柱的生理曲线常被称作“第二生命线”[3]。当前，我国小学生脊柱相关疾病的发病率逐年上升[4]。其中又以脊柱倾斜角度异常和脊柱后凸角度最为常见。对此，国家卫生健康委在2021版本的《儿童青少年脊柱弯曲异常防控技术指南》[5]强调，要重视规范、科学地开展儿童青少年脊柱弯曲异常的防控工作。在上述背景下，本研究团队编写创立“脊柱健康操”，并采用线上线下混合式指导方案，对脊柱发育存在异常的小学生进行相关干预，取得较好效果，现报道如下。
1. 对象与方法
1.1 对象
脊柱弯曲异常的小学生选取标准：参照国家卫生健康委在2021版本的《儿童青少年脊柱弯曲异常防控技术指南》中属于脊柱弯曲异常者，其又包括脊柱倾斜角度(angle of trunk rotation，ATR)异常者和脊柱后凸角度异常者。在2020年9月至2021年6月选取成都市武侯区4所小学中高年级(三至六年级)331名小学生，筛查出脊柱弯曲异常94名。采用SPSS 20.0统计软件所随机生出的数字按照1∶1比例进行分组，得到对照组和观察组各47例。其中观察组男生21例，女生26例，年龄(10.28±0.94)岁，脊柱弯曲异常情况中ATR异常者17例，脊柱后凸角度异常者27例，兼有2种异常者3例。对照组男生19例，女生28例，年龄(10.23±1.02)岁，脊柱弯曲异常情况中ATR异常者18例，脊柱后凸角度异常者25例，兼有2种异常者4例。观察组小学生与对照组小学生在性别、年龄、身高、体重、脊柱弯曲异常情况指标间差异均无统计学意义(P值均>0.05)。本研究经过成都体育学院附属体育医院伦理委员会批准(批准号：2020018)，并获得所有纳入小学生监护人自愿签署的相关知情同意书。
1.2 方法
1.2.1 实施方案
对两组小学生父母进行健康教育，嘱咐其注意平时的姿势矫正。对照组进行为期12周的常规体育锻炼，包括接力跑步、跳绳、引体向上等，每周3次，每次40 min。观察组在对照组基础上，采用成都体育学院附属体育医院编制的脊柱健康操，具体步骤见表 1。
表 1 脊柱健康操相关步骤Table 1. Relevant steps of spine health exercises项目 具体方法 颈部静态抗阻后伸 选取站立位或坐位，双手抱于脑后的枕部，收紧下颌，头部水平向后发力与双手进行对抗。维持10 s/次，3次/组，连续完成2组。 胸大肌拉伸 上臂外展，与肩平行，屈肘关节90 °，身体前压到产生牵拉感，维持15 s为1次，每侧2次。 “W”字伸展 选取站立位，外展两侧手臂呈“W”型，肘部微屈，双手握拳，大拇指向后。背部发力使两侧肩胛骨向中间收紧，感受背部肌肉的发力。维持2 s/次，10次/组，连续完成2组。 站立侧弯 站立位一手叉腰一手侧举向对侧弯腰，身体不要旋转，感受到腰部的拉伸维持15 s，两边各3次。 压腰 臀部向后坐，双手向前伸展，维持15 s，3次。 猫式伸展 跪于瑜伽垫上，双脚双手张开与髋同宽，手臂、大腿与地面垂直，吸气时抬头挺胸，呼气时含胸拱背，每组20次，共2组。 臀桥 仰卧位，双手抱胸，双腿屈髋屈膝，臀部发力向上做顶跨运动保持不动。维持30 s，共2次。 拉伸股四头肌 站立，一手抓住一个稳定的物体作为支撑。用另一只手抓住同侧脚踝，把脚拉向臀部，上身直立，维持15 s，共3次。 拉伸髂腰肌 站立位双手叉腰向前弓步伸展，上身与地面垂直，骨盆不要旋转，向前顶，维持15 s，共3次。 在实施干预之前，先采用线下模式，利用1周时间在学校集中对观察组的小学生进行脊柱健康操的动作教学，并录制相关动作要领的线上视频课程，推送给其监护人，嘱咐监护人在家中监督。在干预实施时，要求小学生每周一20:00开启视频，课题成员进行线上实时指导，纠正相关错误动作；同时要求小学生每周三和周五自行录制脊柱健康操视频，要求其在录制前先口述当日日期，录制后将视频压缩发予课题成员统一抽查，指出不对动作并及时改正。锻炼持续12周后采集相关指标。
1.2.2 观测指标
采用SpineScan手持式电子脊柱测量仪测试两组对象实验前后的脊柱活动度(包括颈椎、胸椎的侧屈角度、前屈后伸角度以及旋转角度)，脊柱倾斜角度，脊柱后凸角度，身体平衡度(肩水平线、骶髂后棘水平线)。采用手持式肺活量计测试两组实验前后的肺活量。
1.3 统计学方法
运用SPSS 22.0软件进行统计处理，计量资料以(x±s)表示，组内比较采用配对样本t检验，组间比较采用t检验；计数资料比较采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 两组小学生脊柱活动度干预前后比较
由表 2可知，实施12周干预后，观察组所有活动度均高于干预前(P值均＜0.05)；对照组仅颈椎侧屈角度高于实施前(P＜0.05)，其他关节活动度与实施前相比差异均无统计学意义(P值均>0.05)。组间比较，实施12周后观察组所有活动度均高于对照组(P值均＜0.05)。
表 2 小学生干预前后脊柱侧曲角度、前屈角度、后伸角度以及旋转角度比较[x±s，(°)]Table 2. Comparison of spine lateral flexion angle, flexion angle, retroflex angle and rotation angle of primary school students before and after intervention[x±s, (°)]组别 人数 颈椎侧屈角度 颈椎前屈后伸角度 颈椎旋转角度 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 观察组 47 68.40±3.92 78.36±3.72* 104.96±5.22 112.37±5.17* 109.37±5.04 119.37±4.22* 对照组 47 69.88±4.36 72.39±3.17* 106.02±4.72 107.41±4.40 111.71±6.37 112.49±5.78 t值 -0.51 5.24 -0.48 2.82 -1.23 4.02 P值 0.32 ＜0.01 0.43 0.03 0.09 ＜0.01 组别 人数 腰椎侧屈角度 腰椎前屈后伸角度 腰椎旋转角度 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 观察组 47 43.83±2.74 49.37±4.12* 97.83±3.71 106.47±4.90* 48.63±4.83 54.37±5.12* 对照组 47 42.04±3.39 41.85±3.37 98.27±4.30 98.09±3.84 49.92±5.37 50.30±4.17 t值 0.85 4.96 -0.70 4.36 -1.81 5.75 P值 0.13 ＜0.01 0.19 ＜0.01 0.06 ＜0.01 注： *与干预前相比，P＜0.05。 2.2 小学生脊柱倾斜角度和脊柱后凸角度干预前后比较
由表 3可知，实施12周干预后，观察组脊柱倾斜角度和脊柱后凸角度均低于干预前(P值均＜0.05)；对照组在脊柱后凸角度低于干预前(P＜0.05)，而脊柱倾斜角度与干预前差异无统计学意义(P＞0.05)。实施12周干预后，观察组脊柱倾斜角度和脊柱后凸角度均低于对照组(P值均＜0.05)。
表 3 小学生干预前后脊柱倾斜角度和脊柱后凸角度比较[x±s，(°)]Table 3. Comparison of spinal inclination angle and kyphosis angle of primary school students before and after intervention[x±s, (°)]组别 人数 脊柱倾斜角度 脊柱后凸角度 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 观察组 47 6.18±0.66 4.14±0.36* 42.03±3.37 30.17±1.82* 对照组 47 6.10±0.52 6.02±0.48 41.47±3.10 37.48±2.14* t值 0.13 -5.95 0.46 -6.74 P值 0.90 ＜0.01 0.43 ＜0.01 注： *与干预前相比，P＜0.05。 2.3 小学生身体平衡度和肺活量干预前后比较
实施12周干预后，观察组在身体平衡度(肩水平线不平衡度和骶髂后棘水平线不平衡度)均低于干预前，肺活量高于干预前[(2 119.55±115.40)(1 934.85±114.54)mL](P值均＜0.05)；对照组干预后的肺活量高于干预前[(2 042.47±104.35)(1 948.93±126.92)mL](P＜0.05)，而两项身体平衡度指标与干预前差异均无统计学意义(P值均>0.05)。组间比较，观察组在两项身体平衡度指标和肺活量均高于对照组(P值均＜0.05)。观察组和对照组干预前肺活量差异无统计学意义(t=-0.38，P=0.57)，干预后观察组高于对照组(t=4.81，P＜0.01)。见表 4。
表 4 小学生干预前后身体平衡度比较[x±s，(°)]Table 4. Comparison of body balance and vital capacity of primary school students before and after intervention[x±s, (°)]组别 人数 肩水平线不平衡度 骶髂后棘水平线不平衡度 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 观察组 47 2.26±0.37 0.96±0.18* 1.39±0.28 0.77±0.15* 对照组 47 2.28±0.39 2.30±0.37 1.37±0.22 1.40±0.21 t值 0.08 -7.52 0.14 -6.58 P值 0.96 ＜0.01 0.90 ＜0.01 注： *与干预前相比，P＜0.05。 3. 讨论
小学是儿童脊柱生长发育较快的时期，此阶段骨骼中有机质相对多而无机质相对少，脊柱具有较好的柔韧性和可塑性[6-7]。对此，儿童正确的姿势能够保障脊柱的健康发育；相反，长期保持不良姿势也会带来诸多脊柱发育问题。近年来，我国儿童青少年学业较为繁重，长时间伏案学习等不良姿势加上缺乏运动，导致小学生脊柱相关疾病的发病率逐年上升。2021年7月，我国印发《进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》(简称“双减”)，从修复教育生态的目的出发，明确指出“开展适宜的体育锻炼”等个性化、差别化课外活动，保障中小学生的身心健康成长[8]。
本研究正是在疫情和“双减”的大环境下，沿用疫情期间线上线下混合式授课的模式，配合“双减”政策，对小学生常见的脊柱发育问题(脊柱倾斜异常和脊柱后凸异常)进行针对性的干预。线上授课及运动指导可以打破空间地域限制，在疫情常态化防控期间发挥重要作用。但是线上授课又可能存在部分动作细节无法准确指导等弊端，因此本研究采用了先线下—后线上的混合式教学，各取线上、线下之优势，配合微信打卡等管理方式。
从本研究的数据来看，脊柱倾斜角度异常检出率为12.68%，脊柱后凸角度异常检出率为17.82%，较中国青少年儿童活动中心以及其他研究提供的倾斜角度异常(20%)和后凸角度异常(26.2%)的检出率略低[9-10]，同时也低于成都地区的相关数据[11]。对照组实施跑步、跳绳等常规体育锻炼12周后，仅在肺活量、脊柱后凸角度改善程度以及颈椎侧屈的关节活动度优于实施前；而观察组在脊柱活动度(包括颈椎、胸椎的侧屈角度、前屈后伸角度以及旋转角度)、脊柱倾斜角度、脊柱后凸角度、身体平衡度(肩水平线、骶髂后棘水平线)以及肺活量全部观察指标在12周实施后均优于实施前。本研究的脊柱健康操是在长期实践过程中摸索而来的，9个动作由上而下，能兼顾脊柱颈、胸、腰、骶以及骨盆的相关核心肌群。通过文献检索，亦有较多的脊柱健康操干预脊柱疾病，如马偲铭等[12]通过功能锻炼干预脊柱侧弯，其内容包括臀桥练习、“小燕飞”练习、俯卧位“四点支撑”练习3类，针对性不足；麦全安等[13]通过身体功能训练干预脊柱后凸异常，其训练内容的“引颈展髋”“铁牛耕地”等又过于繁复。本研究简单易行，学生通过前期学习后能快速上手。9个动作各有兼顾，又各有侧重，既有抗阻力量性训练，能提高薄弱肌群的肌力；又有牵伸动作，缓解肌肉紧张；还有平衡性训练以及关节活动度训练，值得进一步推广和应用。
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表 1 脊柱健康操相关步骤
Table 1. Relevant steps of spine health exercises
项目 具体方法 颈部静态抗阻后伸 选取站立位或坐位，双手抱于脑后的枕部，收紧下颌，头部水平向后发力与双手进行对抗。维持10 s/次，3次/组，连续完成2组。 胸大肌拉伸 上臂外展，与肩平行，屈肘关节90 °，身体前压到产生牵拉感，维持15 s为1次，每侧2次。 “W”字伸展 选取站立位，外展两侧手臂呈“W”型，肘部微屈，双手握拳，大拇指向后。背部发力使两侧肩胛骨向中间收紧，感受背部肌肉的发力。维持2 s/次，10次/组，连续完成2组。 站立侧弯 站立位一手叉腰一手侧举向对侧弯腰，身体不要旋转，感受到腰部的拉伸维持15 s，两边各3次。 压腰 臀部向后坐，双手向前伸展，维持15 s，3次。 猫式伸展 跪于瑜伽垫上，双脚双手张开与髋同宽，手臂、大腿与地面垂直，吸气时抬头挺胸，呼气时含胸拱背，每组20次，共2组。 臀桥 仰卧位，双手抱胸，双腿屈髋屈膝，臀部发力向上做顶跨运动保持不动。维持30 s，共2次。 拉伸股四头肌 站立，一手抓住一个稳定的物体作为支撑。用另一只手抓住同侧脚踝，把脚拉向臀部，上身直立，维持15 s，共3次。 拉伸髂腰肌 站立位双手叉腰向前弓步伸展，上身与地面垂直，骨盆不要旋转，向前顶，维持15 s，共3次。 
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表 2 小学生干预前后脊柱侧曲角度、前屈角度、后伸角度以及旋转角度比较[x±s，(°)]
Table 2. Comparison of spine lateral flexion angle, flexion angle, retroflex angle and rotation angle of primary school students before and after intervention[x±s, (°)]
组别 人数 颈椎侧屈角度 颈椎前屈后伸角度 颈椎旋转角度 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 观察组 47 68.40±3.92 78.36±3.72* 104.96±5.22 112.37±5.17* 109.37±5.04 119.37±4.22* 对照组 47 69.88±4.36 72.39±3.17* 106.02±4.72 107.41±4.40 111.71±6.37 112.49±5.78 t值 -0.51 5.24 -0.48 2.82 -1.23 4.02 P值 0.32 ＜0.01 0.43 0.03 0.09 ＜0.01 组别 人数 腰椎侧屈角度 腰椎前屈后伸角度 腰椎旋转角度 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 观察组 47 43.83±2.74 49.37±4.12* 97.83±3.71 106.47±4.90* 48.63±4.83 54.37±5.12* 对照组 47 42.04±3.39 41.85±3.37 98.27±4.30 98.09±3.84 49.92±5.37 50.30±4.17 t值 0.85 4.96 -0.70 4.36 -1.81 5.75 P值 0.13 ＜0.01 0.19 ＜0.01 0.06 ＜0.01 注： *与干预前相比，P＜0.05。
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表 3 小学生干预前后脊柱倾斜角度和脊柱后凸角度比较[x±s，(°)]
Table 3. Comparison of spinal inclination angle and kyphosis angle of primary school students before and after intervention[x±s, (°)]
组别 人数 脊柱倾斜角度 脊柱后凸角度 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 观察组 47 6.18±0.66 4.14±0.36* 42.03±3.37 30.17±1.82* 对照组 47 6.10±0.52 6.02±0.48 41.47±3.10 37.48±2.14* t值 0.13 -5.95 0.46 -6.74 P值 0.90 ＜0.01 0.43 ＜0.01 注： *与干预前相比，P＜0.05。
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表 4 小学生干预前后身体平衡度比较[x±s，(°)]
Table 4. Comparison of body balance and vital capacity of primary school students before and after intervention[x±s, (°)]
组别 人数 肩水平线不平衡度 骶髂后棘水平线不平衡度 实施前 实施12周后 实施前 实施12周后 观察组 47 2.26±0.37 0.96±0.18* 1.39±0.28 0.77±0.15* 对照组 47 2.28±0.39 2.30±0.37 1.37±0.22 1.40±0.21 t值 0.08 -7.52 0.14 -6.58 P值 0.96 ＜0.01 0.90 ＜0.01 注： *与干预前相比，P＜0.05。
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