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114年:物治基礎(2)

下列那一姿勢下，腰椎椎間盤的髓核（nucleus pulposus）處，承受的壓力最小？

A輕鬆的站姿
B上身直挺的坐姿
C上身前傾的坐姿
D上身後傾在有靠背椅子上的坐姿

詳細解析

本題觀念：

本題考查的核心觀念是腰椎椎間盤壓力（Intradiscal Pressure）在不同姿勢下的變化。這類題目通常依據瑞典骨科醫師 Alf Nachemson 於 1970 年代發表的經典研究數據（Nachemson's Chart），該研究將「輕鬆站姿」時的第三腰椎（L3）椎間盤壓力設定為基準值（100%），並比較其他姿勢的相對壓力。

雖然較新的研究（如 Wilke et al., 1999）顯示部分數據可能有所修正（例如坐姿壓力可能與站姿相近），但在國家考試中，Nachemson 的經典比例仍是主要的判斷依據。

Nachemson 的經典壓力比例（由低至高）：

  1. 平躺（Lying supine）：約 25 kg（最低，約站姿的 25%）
  2. 側躺（Side lying）：約 75 kg
  3. 有靠背且後傾的坐姿（Sitting with backrest, reclined）：壓力低於站姿（視傾斜角度而定，可降至站姿的 50-80%）
  4. 輕鬆站姿（Standing relaxed）：100 kg（基準值，100%）
  5. 直挺坐姿（Sitting upright, unsupported）：約 140 kg（約站姿的 140%）
  6. 上身前傾坐姿（Sitting leaning forward）：約 185 kg（壓力甚高）
  7. 前傾並提重物（Forward flexion with weights）：壓力最大（>200%）

選項分析

  • A. 輕鬆的站姿 (Standing relaxed)：

    • 分析：在經典 Nachemson 模型中，此姿勢設為基準值 100%。站立時，腰椎承受上半身重量，且維持姿勢需要背部肌肉（如豎脊肌）的張力，這些都會對椎間盤產生壓縮力。
    • 結論：壓力中等，但並非最小。比起無靠背的坐姿低，但比「有靠背且後傾」的坐姿高。

  • B. 上身直挺的坐姿 (Sitting upright)：

    • 分析：此處通常指「無靠背支持」的直立坐姿。坐姿時，骨盆會後傾（posterior tilt），導致腰椎前凸（lordosis）變平或消失，這會增加椎間盤前側的壓力。此外，為了維持直立，背肌需要持續收縮。根據 Nachemson 的數據，此姿勢壓力約為站姿的 140%。
    • 結論：壓力高於站姿，故不選。

  • C. 上身前傾的坐姿 (Sitting leaning forward)：

    • 分析：當上身前傾時，上半身的重心遠離脊椎旋轉中心（力臂變長），為了抵抗身體倒下的力矩，背部肌肉必須強力收縮。肌肉收縮力加上上半身重量，會對椎間盤產生巨大的軸向壓縮力。此姿勢壓力約為站姿的 185% 或更高。
    • 結論：是四個選項中壓力最大的姿勢，絕對錯誤。

  • D. 上身後傾在有靠背椅子上的坐姿 (Sitting leaning back with backrest support)：

    • 分析：
      1. 重量轉移：當身體後傾並依靠在椅背上時，一部分的上半身重量會由椅背支撐，減少了垂直作用於椎間盤的重力分量。
      2. 肌肉放鬆：有了椅背支撐，背部伸肌（extensor muscles）不需要像站立或直坐時那樣持續收縮來維持姿勢，肌肉放鬆顯著降低了對椎間盤的壓縮力。
      3. 數據支持：研究顯示，當椅背後傾約 110-120 度並有適當腰靠時，椎間盤壓力可降至基準值的 50%~80% 左右，顯著低於站姿。
    • 結論：在所有坐姿與站姿選項中，這是壓力最小的姿勢，為正確答案。

答案解析

正確答案：D

本題要找出「壓力最小」的姿勢。根據生物力學原理與 Nachemson 的數據：

  • 前傾坐姿（壓力最大） > 直挺坐姿 > 輕鬆站姿 > 後傾靠背坐姿 > 平躺（壓力最小）。

選項中沒有「平躺」，因此在剩餘選項中，**「上身後傾在有靠背椅子上的坐姿」**因為有效地利用椅背分擔體重並減少肌肉收縮，其椎間盤內壓低於站立姿勢，是本題的最佳解答。

核心知識點

考生應背誦 Nachemson Intradiscal Pressure 的相對大小順序，這是國考骨科與生物力學的常考題：

  1. 平躺 (Lying Supine)：壓力最小 (25%)。
  2. 後傾靠背坐姿 (Sitting reclined with support)：壓力次低 (<100%)，優於站姿。
  3. 站姿 (Standing)：基準點 (100%)。
  4. 坐姿 (Sitting, unsupported)：壓力較高 (~140%)，因腰椎前凸消失。
  5. 站姿前彎 (Standing flexion)：壓力高 (~150%)。
  6. 坐姿前彎 (Sitting flexion)：壓力極高 (~185%)。
  7. 提重物 (Lifting)：壓力最大。

記憶口訣：躺 < 靠背坐 < 站 < 懸空坐 < 彎腰。

臨床重要性

對於椎間盤突出（HIVD）或下背痛（LBP）的患者，衛教重點在於避免長時間「坐姿前傾」或「無靠背久坐」。若必須久坐，應建議使用有腰椎支撐（Lumbar support）且椅背微後傾的椅子，以降低椎間盤壓力，減少疼痛復發風險。

參考資料

  1. Nachemson A. The lumbar spine. An orthopaedic challenge. Spine. 1976;1(1):59-71.
  2. Wilke HJ, Neef P, Caimi M, et al. New in vivo measurements of pressures in the intervertebral disc in daily life. Spine. 1999;24(8):755-762.
  3. Magee DJ. Orthopedic Physical Assessment. 6th ed. Elsevier; 2014. (Chapter on Lumbar Spine)
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