2.1  参与者数量分析  纳入受试者200名，分为2组，试验过程无脱落，全部进入结果分析。

2.2  两组受试者基线资料分析  见表1。受试者分组流程图见图1。

2.3  Biering-Sorensen(B-S)试验姿势动作分析  根据生物力学分析，骨盆及以下部位固定，上身悬空，身体处于水平位，椎旁肌对抗受试者自身髂前上棘以上体质量。测试动作解剖学分析见表2。

将每个受试者测试开始后第5秒L₃-L₄双侧竖脊肌和L₅-S₁双侧多裂肌的积分肌电值除以该块肌肉最大等长随意收缩时的积分肌电值，得到受试者做B-S测试中每块肌肉的动员率，见表3。可以看出，在做该动作时左竖脊肌、右竖脊肌、左多裂肌、右多裂肌动员率在40%-60%最大等长随意收缩之间，为中等负荷强度，受试者负自身髂前上棘以上体质量，负重具有自身特异性，具有实际价值，可以作为评定椎旁肌耐力的动作姿势。

2.4  肌电指标筛选  选取肌电频域指标平均功率频谱随时间变化斜率SlopeMPF，时域指标积分肌电值随时间变化斜率SlopeIEMG。进行一致性、可靠性检验，筛选适合青少年椎旁肌耐力测评的指标。

2.4.1  肌电指标变化一致性研究

(1)频域指标平均功率频谱随时间变化斜率SlopeMPF：①SlopeMPF范围：将所有受试者在进行整个B-S实验测试中各块肌肉平均功率频谱值做一元线性回归，得到平均功率频谱随时间变化斜率SlopeMPF，比较SlopeMPF>0和SlopeMPF<0占该组总数的百分比，结果见表4。可以看出，各组学生平均功率频谱随时间变化斜率SlopeMPF<0的人数占该组人数的100%，即所有受试者在做该测试时，频域指标平均功率频谱均呈现随时间变化下降的趋势。②平均功率频谱随时间变化一元线性回归检验：将所有受试者的测量时间(t)分为100份，平均功率频谱随时间变化的散点图见图2。③各组一元线性回归拟合系数：见表5。可以看出左竖脊肌、右竖脊肌、左多裂肌、右多裂肌的平均功率频谱变化与时间变化成高度的线性负相关，即在整个测试过程中，所有受试者平均功率频谱随时间的延长出现持续下降。

(2)时域指标积分肌电值随时间变化斜率SlopeIEMG： 将所有受试者在进行整个B-S实验测试中各块肌肉积分肌电值做一元线性回归，得到积分肌电值随时间变化斜率SlopeIEMG，比较SlopeIEMG>0和SlopeIEMG<0占该组学生的百分比。结果见表6。可以看出，在测试过程中，各年龄组积分肌电值的变化增加和减少都有出现，无规律性。

2.4.2  肌电指标变化可靠性研究  对受试者进行重复2次椎旁肌耐力测试。

(1)频域指标SlopeMPF的可靠性研究：比较分析2次测试结果，SlopeMPF可靠性统计分析结果见表7。可以看出所有受试者各肌肉SlopeMPF指标重复性检验均P > 0.05，差异无显著性意义，各组右竖脊肌、左多裂肌、右多裂肌组内的相关系数均为0.9以上，且具有非常显著性，可靠性佳。

(2)时域指标SlopeIEMG的可靠性研究：比较分析2次测试结果，时域指标SlopeIEMG可靠性统计分析结果见表8。可以看出各组学生在2次重复性测量中，左竖脊肌、右竖脊肌、左多裂肌、右多裂肌4块肌肉SlopeIEMG指标均值的重复性检验均P > 0.05，差异无显著性意义。初中男生组和高中男生组部分ESSlopeIEMG组内相关系数小于0.8，可靠性欠佳，其余各肌肉SlopeIEMG组内相关系数均在0.8以上，可靠性可以接受。

通过以上的对比研究，确定以MPFslope作为评价青少年椎旁肌耐力的评价指标，其具有一致性和可靠性的优点。

2.5  青少年椎旁肌耐力及左右侧对称性的评价与分析

2.5.1  正态分布检验  对初中组、高中组学生椎旁肌耐力及左右侧对称性测试结果采用非参数K-S正态分布检验，结果见表9。可以看出，初中、高中组学生椎旁肌耐力和左右侧对称性测试结果均服从正态分布。

2.5.2  拟合评价指标  研究表明从几块肌肉得出的肌电图指数，如平均值和极值，通常能够反映更有效和可靠的结果^[29-30]。左竖脊肌、右竖脊肌、左多裂肌、右多裂肌在维持脊柱稳定性和保持躯干直立状态起重要作用，其中任何一块肌肉耐力不足都会影响整个椎旁肌的功能状况，继而引起脊柱的不稳定。因此，研究将此4块椎旁肌作为共同研究对象，采用拟合计算，得到指数v和指数u，分别用来评价椎旁肌耐力及左右侧对称情况。具体计算如下公式：

复合性指标v作为椎旁肌耐力指数来评价椎旁肌耐力,以整个测试过程左竖脊肌、右竖脊肌、左多裂肌、右多裂肌四块肌肉slopeMPF的平均值来表示；复合性指标u作为椎旁肌左右侧对称性指数，综合考虑竖脊肌和多裂肌双侧肌肉，以左右竖脊肌slopeMPF差值相对值和左右多裂肌slopeMPF差值相对值之和来表示，u > 0反映椎旁肌左侧肌肉力量耐力较右侧强，u < 0反映椎旁肌右侧肌肉力量耐力较左侧强。

2.5.3  评价测试结果  将初中组、高中组所有受试者测试结果按上述计算方法处理，得到结果见表10。可以看出，高中组和初中组同性别学生相比较，椎旁肌耐力增长并有非常显著性。初中组男、女生椎旁肌耐力差异不显著，高中组男生椎旁肌耐力低于女性且具有非常显著性。初中组男、女生椎旁肌对称性均为右侧肌肉耐力强于左侧，高中组均为左侧肌肉耐力强于右侧，但是差异均无显著性意义。

2.5.4  建立评价标准

(1)椎旁肌耐力评分标准：利用离差法对青少年椎旁肌耐力进行评估，制定上、中上、中、中下、下5个等级，评估标准见表11。

根据初中组、高中组学生测试结果制定评价标准，将各年龄组学生的椎旁肌耐力分为5个等级，如表12。

(2)椎旁肌耐力左右侧对称性评分标准：利用离差法来对青少年椎旁肌耐力左右侧对称性进行评估。u=0表示椎旁肌耐力完全对称，以u=0为基准，即离差法中平均数所处的位置，按照不同组别的标准差，将各组学生椎旁肌耐力对称性分为5个等级进行评估，左>右(2级)表示左侧强于右侧，左>右(1级)表示左侧微强于右侧，对称表示左右侧基本对称；左<右(1级)表示右侧微强于左侧，左<右(2级)表示右侧强于左侧。评估标准见表13。

根据初中组、高中组学生测试结果制定评价标准，将各年龄组学生的椎旁肌左右侧对称性结果分为5个等级，见表14。

青少年处于生长发育第二高峰期，骨骼肌肉快速增长尚未定型，易受外力作用变形，椎旁肌耐力不足或左右侧不对称会引发下腰痛或脊柱侧弯。在体质测量评价中侧重对腰部整体力量的测评，对青少年椎旁肌的测评方法和指标并未有研究报道。非特异性慢性下腰痛(non-specific low back pain，NSLBP)的发病率高，但是病因至今并未明确，有研究表明其与腰椎功能不稳定后脊椎关节过载关系密切，与椎旁肌特别是与多裂肌的结构和功能有关^[1-3]，在成像中检测到肌肉退化的3个主要迹象：肌肉尺寸减小、射线照相密度降低和脂肪增加^[4]，也有研究表明是由于神经对腰部稳定肌的控制紊乱造成的^[1]。

青少年特发性脊柱侧凸是一种进行性生长疾病，影响脊柱活动和左右躯干对称性^[5]，其病因和发病机制包括遗传易感性^[6]、神经肌肉功能障碍^[7]、激素和环境因素^[8]。青少年特发性脊柱侧凸的异源性涉及疾病病理生理学中的多种组织类型，包括脊柱、椎间盘和椎旁肌^[9]，有学者提出躯干肌肉不平衡是青少年特发性脊柱侧凸发生发展的重要因素之一^[10]，青少年特发性脊柱侧凸患者椎旁深层肌群存在明显的肌肉体积失衡和脂肪增加^[11]，也有用肌肉平衡/调节理论来解释导致青少年特发性脊柱侧凸进展的肌肉失衡机制^[12]，通过遗传学研究发现，某些青少年特发性脊柱侧凸风险基因位点发生在与肌肉产生相关的基因附近或基因内^[13-14]。目前诊断青少年特发性脊柱侧凸和判断其进展的金标准为X射线片，但反复照X射线会对身体造成一定不良作用^[15]，因此也有学者利用超声和磁共振成像(MRI)对椎旁肌的形态进行诊断^{[1，11，16]}。

表面肌电技术具有无创伤、操作简便、信号易存等特点^[17]，能够反映肌肉的工作状态和神经肌肉控制能力，已被广泛应用于康复和运动领域^[18]。研究表明通过表面肌电测试，非特异性慢性下腰痛患者腰部脊柱两侧竖脊肌活动的变化不一致^[19]，非特异性慢性下腰痛患者多裂肌变化明显^[20-21]，与症状持续时间成比例^[22]。也有学者发现青少年特发性脊柱侧凸患者出现了椎旁肌的肌电活动差异^[23-26]，在轻中度青少年特发性脊柱侧凸患者中，凸侧椎旁肌的均方根值高于凹侧，均方根对比值与Cobb角、轴向躯干旋转角存在良好的正相关性^[15]。CHEUNG等^[24]表示通过测量椎旁肌的肌电图可能对预测特发性脊柱侧凸的进展有价值。

成年人非特异性慢性下腰痛高发^[1]，青少年特发性脊柱侧凸对青少年的危害巨大并且不易矫正，上述资料说明非特异性慢性下腰痛和青少年特发性脊柱侧凸均与椎旁肌的结构和功能密切相关^[26-28]。多裂肌、竖脊肌为最重要的椎旁肌，因此在早期密切关注多裂肌和竖脊肌的结构和功能对于预防非特异性慢性下腰痛和青少年特发性脊柱侧凸有重要意义，并且作者的前期研究发现腰部肌肉的功能改变先于结构形态的改变^[16]。因此，此次研究拟使用表面肌电测试制定科学可行的椎旁肌耐力及左右侧对称性测评方法和指标，以期在青少年特发性脊柱侧凸和非特异性慢性下腰痛发病前对青少年人群进行高风险因素筛查并及早进行预防或干预。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

1.1  设计  表面肌电测试、分组对照观察。

1.2  时间及地点  试验于2012年6月在北京体育大学完成。

1.3  对象  在北京市某中学随机抽取200名学生，初中男生、女生各50人，高中男生、女生各50人。

1.3.1  纳入标准  ①初中生年龄13-15岁；高中生年龄16-18岁；②身体健康；③受试者及其监护人自愿参加，对试验过程完全知情同意，并签署知情同意书。研究方案的实施符合北京体育大学的相关伦理要求。

1.3.2  排除标准  有神经系统、肌肉、骨科疾病以及其他重大疾病或者急性损伤。

1.4  材料  测试仪器：美国制造body-solid GRCH322罗马椅腰腹力量测试仪、芬兰制造16导ME-6000便携式表面肌电仪，Sony笔记本电脑、深圳斯柯达秒表。测试器材：体积分数75%乙醇，脱脂棉，纸巾、一次性表面心电极(购自北京市天润伟业医用设备厂)。

1.5  方法

1.5.1  测试环境和方法  测试方法：室温25 ℃，房间密闭，周围无大功率用电器，采用Biering-Sorensen(B-S)试验姿势，受试者俯卧于罗马椅腰腹力量测试仪上, 髂前上棘置于罗马椅座前沿，骨盆及下肢固定，绷带加固骨盆及下半身，上体悬空，检测开始，嘱受试者用力保持上半身与下半身在同一水平上，即腰背肌处于等长收缩状态，双臂抱于胸前，上身无法维持水平姿势或经3次提醒仍低于水平位时停止测试。记录实验开始到结束的维持时间t。肌电贴电极贴由同一人操作，肌电仪器操作由另一人操作。

采用表面肌电仪记录受试者在整个实验过程中L₃-L₄双侧竖脊肌和L₅-S₁双侧多裂肌肌电，表面电极的贴法及记录：①皮肤的处理：用脱脂棉球蘸取体积分数75%的乙醇顺肌纤维方向擦拭以上4块肌肉，清除皮肤表面的油脂；②表面电极的安放：触诊L₃-L₄和 L₅-S₁的位置并做标记，将表面肌电电极片顺肌纤维走向置于L₃-L₄双侧竖脊肌和L₅-S₁双侧多裂肌肌腹隆起处。采样频率：1 000 Hz。

1.5.2  椎旁肌最大等长随意收缩(maximal voluntary isometric contractions，MVC)时肌电测试  受试者俯卧于瑜伽垫上，做最大用力背起动作，髋关节以下部位固定，实验人员在肩胛骨上空5 cm给予阻力对抗，对抗阻力大于受试者最大用力，使椎旁肌做静力收缩5 s。采用表面肌电仪记录受试者在整个实验过程中L₃-L₄双侧竖脊肌和L₅-S₁双侧多裂肌放电情况，选取其中放电量最大的1 s为最大等长随意收缩时积分肌电值(integrated electromyography，IEMG)。

使用Megawin 3.1分析软件处理数据，得到时域指标积分肌电值和频域指标平均功率频谱(mean power frequency，MPF)作为基础指标。肌电指标变化可靠性研究方法：对各组每一个受试者进行重复2次上述测试，测试间隔2 h，测试环境、测试人员不变。

1.6  主要观察指标  ①受试者测试动作各肌肉动员率；②平均功率频谱随时间变化斜率SlopeMPF；③积分肌电值随时间变化斜率SlopeIEMG；④青少年椎旁肌耐力及左右侧对称性测量结果；⑤筛选指标并建立评价指数；⑥建立椎旁肌耐力评分标准及其左右侧对称性评分标准。

1.7  统计学分析  使用SPSS 22.0对数据进行统计学分析。测量一致性采用一元线性回归检验，可靠性分析采用组内相关系数(Intraclass correlation coefficient，ICC)分析法。组间差异检验采用独立样本t 检验，相关性采用皮尔逊相关分析。P < 0.05为差异有显著性意义，P < 0.01为差异有非常显著性意义。

BIERING-SORENSEN^[31]在1984年将背部肌肉耐力确定为第1次发生腰痛的预测因素之一，有研究者将肌电图用于判断下腰痛患者多裂肌募集能力下降的工具。也有学者采用肌电图对成人脊柱侧凸(ADS)的椎旁肌进行研究^[32]，这对于评估脊柱侧凸的进展是积极的。此次研究选取B-S测试姿势，利用解剖学分析和表面肌电测试肌电动员率，证实该动作的原动肌为竖脊肌和多裂肌。经过表面肌电测试，确定平均功率频谱随时间近线性变化，相关系数高于0.9。经一元线性回归计算SlopeMPF，指标在二次重复测量中可靠性佳。在肌肉运动过程中，肌肉疲劳，频谱左移，表现为平均功率频谱值下降，SlopeMPF为负值^[33]。

SlopeMPF最早由Nagamachi等提出，从肌肉运动学的角度作为评价肌肉疲劳的指标。在持续收缩过程中，肌电图频谱的负向斜率不易受干扰的影响，对与肌肉疲劳相关的生理变化较为敏感，特别是动作电位传导速度的降低，是测量局部肌肉疲劳的客观指标^[34]。在整个测试过程中时域指标积分肌电值随时间变化规律不一致，一般认为积分肌电值的上升和下降是疲劳发生发展中不同阶段的表现，疲劳初期运动单位募集增加，代偿疲劳的肌纤维，积分肌电值增加，但随着疲劳的加深，肌纤维疲劳数目增多无法代偿，参与收缩的运动单位减少，导致积分肌电值降低。在该实验中，可能因为受试者由于神经耐疲劳能力不同而停止实验时疲劳程度不同，导致积分肌电值在整个记录过程中趋势不同，因此不宜用SlopeIEMG来评价肌肉疲劳和反映肌肉耐力。因此，此次研究确定SlopeMPF作为评价单块肌肉疲劳的指标，反映肌肉耐力。研究表明从几块肌肉得出的肌电图指数，如平均值和极值，通常能够反映更有效和可靠的结果^[29-30]。左竖脊肌、右竖脊肌、左多裂肌、右多裂肌在维持脊柱稳定性和保持躯干直立中起重要作用，v取4块肌肉SlopeMPF的平均值，综合考虑比单一肌肉疲劳评定更加全面。

在以往的体育测评中，对椎旁肌左右侧对称性的重视程度不够，可以运用的检测方法和评价指标少。研究表明表面肌电可作为评价青少年特发性脊柱侧凸患者凹凸两侧肌电活动差异的客观检查^[35]，青少年特发性脊柱侧凸椎旁肌的电生理伴随组织学变化改变^[36]，曲线凸侧与凹侧相比，运动单位动作电位(MUP)的振幅显著增加，对青少年特发性脊柱侧凸人群进行静态运动时椎旁肌功能对称的肌电图评估，发现不对称运动在畸形的凸面和凹面两侧产生不同的肌肉张力模式^[37]。JUNG等^[38]发现胸椎竖脊肌，腰椎竖脊肌和腰椎多裂肌的肌肉收缩模式可能受脊柱曲线和特发性脊柱侧凸的影响，在青少年特发性脊柱侧凸患者的凸侧观察到不对称的肌肉活动。在此次研究中，采用左右侧竖脊肌SlopMPF差值和左右侧多裂肌SlopMPF差值的相对值之和作为复合指数评价椎旁肌左右对称性，相对于单块肌肉的检测结果更加具有综合性特点。在检测评估中，高中组男生和初中组男生相比较，椎旁肌耐力具有显著性增长，女生也出现同样结果，这与青少年生长发育规律一致。初中男、女生椎旁肌耐力无显著性差异，高中组男生椎旁肌耐力低于女生，且具有显著性，其原因可能与肌纤维的性别差异有关，与男性相比，女性Ⅰ型纤维占比例面积更高^[39]。肌肉平均功率频谱的下降率与肌肉纤维的类型有关，Ⅰ型纤维在力的维持方面更加经济，耐力较好。对称性结果评估各组均无统计学差异。

对所测结果采用非参数K-S正态分布检验，结果符合正态分布，由于初中组和高中组学生、高中组男女椎旁肌耐力具有显著性差异，因此应该分年龄段和性别制定评价标准。按照离差法制定青少年椎旁肌耐力和对称性5级评分标准。将椎旁肌耐力分为上、中上、中、中下、下等级，位于中等级别以下的青少年需要引起注意，椎旁肌对称性位于2级的青少年需要特别注意身体的左右侧对称情况，关注脊柱健康，避免不对称用力和不良的姿势和习惯，同时也可以通过体育锻炼及早干预^[40-42]，预防脊柱侧凸和下腰痛。

此次研究中也存在一定的局限性，流行病学调查显示青少年脊柱侧凸的主凸一般出现在胸段、胸腰段和腰段，文章的关注部位仅为腰段椎旁肌，并未对胸段进行检测和分析，因此对青少年脊柱侧凸的筛查和高风险预防作用并不全面，仅能筛查腰段侧凸的风险因素，但是文中所述腰段椎旁肌功能的检测评估方法不仅仅针对于脊柱侧凸预防，还能够对下腰痛的高风险因素起到一定的筛查作用，因此，该文的重点在于青少年腰部肌肉状况，在今后的研究中会增加身体不同部位的检测和评估，以期达到更加全面的筛查和更高的风险检测敏感性。同时，研究由于受到客观限制，所选用的样本数有限，并且年龄划分跨度较大，建议在接下来的研究和应用中增加样本量，细化年龄段，使青少年椎旁肌耐力和对称性的评分标准更加客观全面。

结论：对青少年椎旁肌耐力和左右侧对称性进行测评具有重要现实意义，研究建立评定青少年椎旁肌耐力及左右侧对称性测评的指标和方法，利用离差法制定初步评价标准，有效评估加重风险，具有重要的临床价值。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

文题释义：
平均功率频谱斜率(SlopeMPF)：最早由Nagamachi等提出，从肌肉运动学的角度作为评价肌肉疲劳的指标。在持续收缩过程中，肌电图频谱的负向斜率不易受干扰的影响，对与肌肉疲劳相关的生理变化较为敏感，特别是动作电位传导速度的降低，是测量局部肌肉疲劳的客观指标。
多裂肌：是人体正常的肌肉组织，存在于腰背部，位于竖脊肌的深部，比较厚实，它的纤维主要是纵向走行，并且有很大的力量。肌肉承担身体对侧的转体运动，对维持脊柱的稳定性具有非常重要的作用。长时间的一个姿势，长时间的重复某种动作，比如低头弯腰长时间的坐立等等，就会导致多裂肌的肌肉痉挛，充血水肿，形成无菌性的炎症会导致局部的疼痛。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

青少年脊椎骨化未完成,易受外力作用变形，椎旁肌耐力不足或左右侧不对称会引发下腰痛或脊柱侧弯。在以往的体育测评中，对椎旁肌左右侧对称性的重视程度不够，可以进行运用的检测方法和评价指标少。研究表明表面肌电可作为评价青少年特发性脊柱侧凸患者凹凸两侧肌电活动差异的客观检查，青少年特发性脊柱侧凸椎旁肌的电生理伴随组织学变化改变，曲线凸侧与凹侧相比，运动单位动作电位（MUP）的振幅显著增加，对青少年特发性脊柱侧凸人群进行静态运动时椎旁肌功能对称的肌电图评估，发现不对称运动在畸形的凸面和凹面两侧产生不同的肌肉张力模式。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程