腰酸背痛好難受！下背痛有兩種，如果發炎別輕忽

• 作者 / 醫藥新知
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下背疼痛行動困難，竟是僵直性脊椎炎惹禍！

今年四十歲的阿良哥（化名）在年輕時就常出現下背痛，但活動伸展後就緩解，因此不以為意。不料沒幾天後下背痛反覆發作，吃止痛藥症狀也沒改善，讓他難以入眠且心情憂鬱，最後駝背到腰挺不直、頸椎也出現僵硬，造成轉頭困難，甚至痛到無法下床，最後連工作都停擺，影響家庭經濟收入，讓他感覺跌入人生谷底。經輾轉到免疫風濕科檢查，確診罹患「僵直性脊椎炎」，經兩個月生物製劑治療後，大幅改善症狀，讓他恢復自信，迎向光明燦爛的人生。

僵直性脊椎炎與遺傳相關，有家族史需提高警覺

中山醫學大學附設醫院副院長暨過敏免疫風濕科魏正宗醫師說明，僵直性脊椎炎好發於年輕族群，男女比為 3：1，病因多爲先天遺傳基因加上後天環境因素影響，僵直性脊椎炎與 HLA-B27（人類白血球抗原B27）有強烈的關聯性，根據研究顯示，有 95% 僵直性脊椎炎的患者都帶有 HLA-B27 基因，發病率約莫 10~20%；而後天環境因素包括受傷及感染（如細菌、病毒等），誘發異常的免疫發炎反應發生。

魏正宗醫師進一步說明，僵直性脊椎炎以脊椎為主要症狀，患者早上起床時會有下背僵硬疼痛現象，不過活動伸展後就會獲得紓緩，不像一般背痛需要休息才會改善，不過也容易造成患者忽略徵兆，錯失就醫良機。除了脊椎病變外，也會侵犯周邊關節及其他器官，包含周邊關節炎、虹彩炎、發炎性腸道疾病、皮膚乾癬及跟腱炎等，提醒有家族史的民眾若出現相關症狀，就應提高警覺及早就醫檢查。

僵直性脊椎炎治療多元，懷孕生子不是夢！

魏正宗醫師說明，目前針對僵直性脊椎炎的治療，可分為非藥物治療及藥物治療：非藥物治療包括運動及生活改善，運動建議以有氧運動、溫和伸展操為主，如游泳、伸展運動、瑜伽體操或太極拳，應避免激烈運動。生活改善方面除了要維持作息規律、早睡早起等習慣外，保持身心愉悅也對疾病有很大的幫助，另外僵直性脊椎炎患者千萬不要抽菸，避免加劇疾病惡化。

藥物治療方面，魏正宗醫師表示，目前第一線治療以口服的非類固醇抗發炎藥物為主，主要在緩解患者疼痛症狀；而第二線可使用免疫調節劑，分為傳統口服的免疫調節劑及生物製劑，其中口服免疫調節劑可溫和調節患者免疫系統，但需要長期每天服用。目前有新型的生物製劑，可針對發炎因子進行精準阻斷，80~90% 的患者能獲得有效控制，加上已經通過健保給付，患者可以多與醫師溝通討論適合自己的藥物。

魏正宗醫師補充，過去對於懷孕或需要哺乳的女性僵直性脊椎炎患者，僅能使用少許安全藥物或採取停藥方式來控制病情，容易造成疾病復發，因此許多患者因而不敢結婚及生育，但隨著醫學持續進步發展，目前已有適合計畫懷孕患者及生育後哺乳使用的生物製劑，只要及早跟醫師溝通調整用藥，還是有機會可以懷孕生子。

魏正宗醫師提醒，罹患僵直性脊椎炎的患者不必過於難過害怕，只要遵守醫囑、定期回診，積極接受正規治療，就可以避免病情惡化，維持正常生活品質。

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• 作者：吳芳瑜、周盈妤／永春高中

「數感盃青少年寫作競賽」提供國中、高中職學生在培養數學素養後，一個絕佳的發揮舞台。本競賽鼓勵學生跨領域學習，運用數學知識，培養及展現邏輯思考與文字撰寫的能力，盼提升臺灣青少年科普寫作的風氣以及對數學的興趣。
本文為 2021 數感盃青少年寫作競賽／高中組專題報導類佳作之作品，為盡量完整呈現學生之作品樣貌，本文除首圖及標點符號、錯字之外並未進行其他大幅度編修。

我從高一就加入熱舞社，認識一位二十多歲的舞蹈老師。某次練習時，他說他因為一次空翻失誤，造成了椎間盤突出；後來，聽到一位籃球教練，因長期的運動，也有著椎間盤突出的問題；而身邊也有幾位長輩年輕時經常搬重物，導致了椎間盤突出。 

我開始好奇，到底甚麼是椎間盤突出？查了資料才發現，許多從事搬重物的工作者、年輕的運動員，都飽受「腰痛」以及四肢發麻的困擾；而經過檢查發現，這些腰痛及四肢發麻等問題，都是「椎間盤突出」造成的。 

有些健康網站或新聞建議了蹲下再搬重物的姿勢，避免造成椎間盤突出問題。而我們試著用簡單的模型，探討這些生活中「不同姿勢對椎間盤所造成的壓力」的問題。 

壹、脊椎結構 

首先，我們先來大致的了解一下脊椎的結構，每個人身上都有 33 塊脊椎骨，分別有 7 塊頸椎、12 塊胸椎、5 塊腰椎、5 塊薦椎、4 塊尾椎。每一節脊椎都會由椎間盤、小關節及韌帶連接。 

（一）椎間盤 

連接上下兩塊脊椎骨，具有保護、緩衝的功 能，從內到外的結構分別為：髓核、纖維環 、軟骨板（終板），其中髓核是椎間盤最重 要的部分，內部為膠狀物質，可隨外部壓力 改變形狀，負責緩衝的功能。

（二）小關節 

主要負責穩定兩相鄰脊椎，其表面有相對的軟骨 （作為骨頭的緩衝），周圍有關節滑囊（潤滑）。

貳、甚麼是椎間盤突出?  

俗稱為「椎間盤滑脫」是指位於椎間盤中間、成果凍狀的「髓核」受到擠壓，壓迫到神經、韌帶、脊髓硬膜，或是從外層纖維環的裂縫流出來。大致上可以分成二種情況：

參、椎間盤突出受力分析  

由於我們無法拿實際的骨頭做測量，因此我們詢問生物老師，老師幫我們去保健室取得腰椎模型，得到腰椎長約 3 公分，寬 2 公分，椎間盤間距約為 1 公分。

我們先以長方形的假設對脊椎截面進行討論：脊椎未彎曲時，完整承受正向力的截面積約為 6cm² = 0.0006m²

接下來我們考慮一位身高 170 公分，體重 60 公斤的人，要抬起重量 10kg = 100N 的物體；又假設上半身重量佔全身重量的 75%，則此人上半身重量為 60×75% = 45kg = 4500N

因為多數的椎間盤突出發生在尾椎的位置，所以我們用尾椎第三節及第四節進行討論。如下圖所表示，當我們在彎腰的時候，上方的脊椎對下方脊椎的夾角為 θ，則下方脊椎的垂直受力面積為 2× cos θ × 3(cm²)，我們先計算下方接觸面所承受的壓力。

我們會使用正向應力的公式：  \( \sigma =\frac{P}{A}(Pa\, or\, N/m^{2}) \)

（一）不彎腰 

假設搬重物時，直接下蹲，且脊椎沒有任何彎曲，則此時的彎曲角度為 0°，椎間盤單位面積所承受的力為 (100+4500)÷0.0006=7666666Pa 

（二）單膝彎腰 

假設搬重物時，單膝彎腳下蹲，且稍微彎腰，考慮此時脊椎彎曲角度約為10°，那麼椎間盤單位面積所承受的力為 (100+4500)÷0.0005908=7786052Pa 

（三）站立彎腰 

假設搬重物時直接彎腰，考慮此時脊椎彎曲角度達到最大限度，約為 30°。那麼椎間盤單位面積所承受的力為 (100+4500)÷0.0005196=8852963Pa 

脊椎不同彎曲角度之受力分析 

接下來我們進一步考慮椎間盤內部，如下方示意圖。其中 AB 線段從 A 處開始依序通過了纖維環、髓核，再到達前方 B 處的纖維環；C、D 是線段通過髓核的兩側端點；O 是脊髓中點。經剖面圖測量估計， \( \overline{AC}:\overline{CD}:\overline{DB} \) ≒ 1:4:1

假設上方正向力的大小是 F，在脊椎未彎曲的情形下，也就是 0° 時，受力是平均的，所以每一個部分的平均正向應力皆相同。若有彎曲的狀況，考慮從 A 點到 B 點的範圍，從 0 均勻增加到 2F 的受力分布；在這個狀況下，雖然平均受力仍然是 F，但在  \( \overline{AC} \) 、  \( \overline{CO} \) 、  \( \overline{OD} \) 、  \( \overline{DB} \) 四個對應範圍的正向應力也會有所不同，受力範圍也個別不同。

可推算出各範圍正向力： \( \overline{AC}\approx \frac{F}{6} \) 、 \( \overline{CO}\approx \frac{2F}{3} \) 、 \( \overline{OD}\approx \frac{4F}{3} \) 、 \( \overline{DB}\approx \frac{11F}{6} \) 。

以下是各個對應範圍的正向應力分析：

從上面表格中可以發現，用錯誤的姿勢搬重物，對於纖維環的壓力甚至可能達到正確姿勢的  \( \frac{21153}{1666}\approx 13 \) 倍以上！

在一開始討論的例子中，F 的值是 4600N，水深增加 1m，壓力大約就增加 101.3hPa，所以 m=xF÷100÷101.3hPa，換算出這些壓力對應到在海裡大約是多少深度： 

肆、結論  

由上表得知當脊椎彎曲 30° 時，  \( \overline{DB} \) 部分纖維環所承受的壓力是 0° 時的 13 倍，且超過了 人體極限的 32 倍（人類自由潛水最深紀錄為 300m），換算成海的深度就接近世界上第六深的海溝——克馬德克海溝（深度約 10047 m）的底部，難怪對椎間盤會造成這麼大的傷害！ 

所以我們要用正確的姿勢搬重物，對椎間盤造成的傷害也會大幅的降低，透過這次的數學模型分析，我們才了解到錯誤的動作會對椎間盤承受的壓力有多大，因此希望大家好好保護自己的脊椎，不要再直接彎腰下去拿重物了！ 

引注資料： 

• 《腰痛》／長谷川淳史 
• 《背部保健學習百科》／John Tanner
• 頸／脊椎的結構與功能 
• 應變 Strain & 應力 Stress （原文的連結有誤）
• 脊椎生物力學 （原文的連結有誤）

• 作者 / 照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《駝背、變矮、下背痛，當心骨質疏鬆警訊，以免骨折害性命！骨科醫師圖文解析》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔

李女士是活動力很好的人，到了六十多歲依舊忙進忙出。這天她如往常般彎腰搬起一個箱子時，突然感到背部劇痛，整個人跌坐在地，完全站不起身，最後只能在救護人員的協助下抵達急診室。

「聽完病人的描述，我們大概就可以猜到是因為骨質疏鬆，彎腰搬重物所造成的脊椎骨骨折。」義大醫院骨科部脊椎科楊士階醫師表示，「骨質疏鬆患者因為彎腰搬重物所導致的脊椎骨折比較常發生在胸腰椎交界的地方，若是在滑倒時用手去撐地，可能骨折的部位是手腕關節，或是髖關節的股骨頸。」

骨質疏鬆症是全身性骨骼疾病，會在無聲無息中逐漸惡化，倘若沒有接受檢查，患者大多沒有自覺，楊士階醫師說，很多患者都是在骨折突然發生時才發現嚴重骨質疏鬆。

骨質疏鬆本身雖然不會致命，但是在骨折之後，患者可能被迫臥床且疼痛難耐，生活品質大受影響，各種併發症也會接踵而至。根據統計，髖部骨折患者一年內的平均死亡率高達 22% [1]，對中老年人而言，是不容忽視的健康威脅。

此外，在骨折之後，患者可能會失能，甚至得完全仰賴他人照顧，為個人及家庭帶來沉重的負擔。

台灣人口逐漸高齡化，楊士階醫師強調，及早發現、積極治療，才能預防骨質疏鬆症造成的危害。

三項自我檢查，及早發現骨質疏鬆

骨質疏鬆症常發生在停經後的婦女，大概五十多歲，楊士階醫師指出，不過較高齡的老人大概六十五歲以後不管男性、女性都有可能出現骨質疏鬆。2005〜2008 年國民營養調查報告指出台灣 50 歲以上男性與女性，以雙能量 X 光吸光式測定儀檢測骨鬆症，分別為 23.9% 及 38.3% [2]。

我們可以替自己或家人先做個簡單的評估，如果有駝背現象、身高變矮 4 公分以上、常常感到下背疼痛，就要懷疑有骨質疏鬆的問題。

年紀較大或出現骨質疏鬆警訊的民眾，務必盡快就醫，楊士階醫師說，檢查骨質密度可以利用定量超音波骨密度檢查儀或雙能量 X 光吸光式測定儀（dual-energy X ray Absorptiometry，DXA），超音波檢查的速度較快、便利性高、沒有侵入性，X 光檢查的準確度較高，能夠針對脊椎與髖關節進行掃描，檢查時間大約 15〜20 分鐘。

骨密度檢查的報告會標示 T 值（T-Score）：

• 當 T 值大於或等於 -1.0 時屬於「正常」
• 當 T 值介於 -1.0 至 -2.5 之間稱為「骨質缺乏（osteopenia）」
• 當 T 值等於或小於 -2.5 時，稱為「骨質疏鬆症（osteoporosis）」。
• 如果患者已有骨折發生時，稱為「嚴重性骨質疏鬆症」。

運用骨密度檢查我們可以利用較客觀的數據了解骨質的狀況，楊士階醫師說明，如果骨密度檢查屬於骨質缺乏、甚至骨質疏鬆，建議要接受進一步的治療。

國際骨質疏鬆症基金會也有製作骨折風險評估工具（Fracture Risk Assessment Tool，FRAX），填入年齡、性別、體重、身高、骨折病史、父母髖骨骨折病史、抽菸、類固醇使用、股骨頸骨質密度等資料，便能估算未來十年發生骨折的風險。

積極治療骨質疏鬆，預防骨折

我們骨頭中具有造骨細胞與破骨細胞，造骨細胞（Osteoblast）會產生新的骨質，破骨細胞（Osteoclast）則會吸收骨質，讓骨頭一直處在動態平衡的狀態。

楊士階醫師解釋，想要治療骨質疏鬆，可以從這兩個方面著手，抑制破骨細胞或刺激造骨細胞。

抑制破骨細胞的藥物包括雙磷酸鹽、雌激素、選擇性雌激素調節劑、RANKL 單株抗體、抑鈣素等，可以減少骨質被吸收。

刺激造骨細胞的藥物源自人類的副甲狀腺素，可以促進造骨細胞生成骨質，需要每天皮下注射。

目前還有一類藥物屬於雙重機轉藥物，能夠降低破骨細胞的骨質吸收作用，且能增加造骨細胞的骨質生成作用，有助降低骨質疏鬆患者發生骨折的機率。接受骨質疏鬆治療時，請記得每天要補充鈣質與維生素 D。

預防骨質疏鬆，可以這樣做

隨著年紀增加，骨質會持續流失，我們要從年經時便增高最大顛峰骨量，預防骨質疏鬆，楊士階醫師說，日常生活中請盡量減少骨質疏鬆的危險因子，包括戒菸、戒酒，也要減少咖啡因的攝取。

每天攝取足量的鈣質與維生素 D，有助維持骨骼健康。國際骨質疏鬆症基金會建議，50 歲以上成人每日鈣質攝取量須達1200 毫克，維生素 D 攝取量須達 800 至 1000 IU 國際單位（international units，IU）[2]。

鈣質必須由食物中獲得，富含鈣質的食物包括乳製品、豆類、深綠色蔬菜、海帶、香菇、堅果、芝麻等。

接受日照後，身體可以合成維生素 D，每天要適度接受日照，食物方面可選擇牛奶、起司、蛋黃、海水魚、淡水魚、蕈菇、黑木耳等。

倘若無法由食物中攝取足量鈣質與維生素 D，便可適度補充。

負重運動有助增加骨質密度，肌力足夠也能改善平衡、減少跌倒及骨折風險。從年輕便養成規律運動的習慣，好處多多！

貼心小提醒

骨質疏鬆是每個人都可能遭遇的問題，由於骨質流失時通常沒有明顯感覺，很多患者都是在骨折發生後，才驚覺患有骨質疏鬆症，楊士階醫師叮嚀，如果具有危險因子，如年紀較大、抽菸、飲酒過量等，或是觀察到有駝背現象、身高變矮 4 公分以上、常常感到下背疼痛，建議就醫接受骨質密度檢查。
如果有骨質缺乏、甚至骨質疏鬆的狀況，務必定期追蹤並積極接受治療，以降低骨折及其他併發症發生的機會！

本衛教文章由台灣安進協助刊登

參考資料

1. Downey C, Kelly M, Quinlan JF. Changing trends in the mortality rate at 1-year post hip fracture – a systematic review. World J Orthop. 2019;10(3):166-175. Published 2019 Mar 18. doi:10.5312/wjo.v10.i3.166
2. 2020台灣成人骨質疏鬆症防治之共識及指引

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