键盘操作引起的腕管综合征.pdf

?综述?键盘操作引起的腕管综合征宿芳?张智君?随着计算机的日益普及,键盘操作在为人们的工作、学习和生活带来帮助的同时,也带来了某些伤害。腕管综合征(carpaltunnel syndrome,CTS)是一种典型的由键盘操作等活动诱发的肌肉骨骼损伤疾病,主要源于某些手动和高重复性的活动。本文主要探讨键盘操作中 CTS 发生的临床特征、致病机制和诊治方法,并对今后的相关工作加以展望。一、CTS 的产生及临床表现计算机使用者经常长时间手腕悬空,高速、单一和重复敲击键盘,肢体处于强迫姿态,很容易出现 CTS。据美国劳工部 1999 年 公布的资 料显示,美 国的 CTS 患者已 超过800 万;在工作性上肢损伤中,CTS 对职业计算机操作者的影响最大1。Szabo 2对 1994年报道的 37 804名工作性腕管综合征患者的资料进行了分析,发现其中 7 897 例是由重复性打字或数据输入引起的。在我国,虽然目前还没有发生 CTS的确切统计数据,但也是一种十分常见的与工作有关的疾病。CTS 主要源于敲击键盘时腕管掌侧和腕管内正中神经的持续受压,因此是一种典型的外部压迫性神经疾病。腕部长期固定于某种特殊的用力姿势,易造成腕部慢性软组织损伤、肌肉劳损及肌腱滑膜发炎、水肿、增生,甚至纤维化,从而导致腕管内压力增高,刺激和压迫正中神经,影响后者所支配的手部感觉和运动功能。CTS 的临床表现多为单侧,右手比左手高 3 倍,也可双侧发病,好发于中年人,平均发病年龄 48 岁,以女性多见,男女之比为 1?4。CTS发病较隐袭,起病时常感手部发麻和针刺感,主要出现在拇指、食指、中指和环指桡侧的掌面,也涉及这些手指近侧间关节的背侧面,偶尔至腕部和前臂下部,甚至肘部或肩部,夜间加重,还常伴有难以形容的烧灼痛,并出现肿胀和紧张感,有时需要通过起床甩手、按摩双手或上肢悬垂床边才能使症状缓解。一般认为,夜间发病是睡觉姿势改变了体液分布或为了体温调节而使肢体血流增加所致;白天缓解,但过度用手后会使症状加剧;病史越长,日间出现上述症状的概率也越高。在运动功能方面,CTS 会严重影响腕关节活动,甚至端水杯或拿电话也会使患者感到痛苦不堪,少数人的手部半精细动作可能出现困难,正中神经支配部位功能减退,掌肌萎缩,甚至手功能丧失。二、CTS 的致病机制及其诱发因素CTS的发生和发展受很多因素影响。虽然目前对 CTS与工作的关系及其病理机制的看法并不一致,但大多观点认作者单位:310028 杭州,浙江大学心理与行为科学系为,腕管压力(carpal tunnel pressure,CTP)的增高是 CTS 发生的一个重要因素。当腕部处中立位置、手指弯曲 30?以及前臂呈半旋前姿势时,CTP 最小。由于键盘本身的设计特征,在用键盘输入时手和腕几乎不可能达到最佳姿势。相反,传统键盘操作中最常见的情况是:胳膊外展、手掌向下、腕弯曲、尺骨偏离以及手指伸展。这些姿势必定导致 CTP 增高,并最终引起神经内膜水肿和小范围的病理变化。Szabo 等3的研究均支持键盘操作中 CTP 增高的观点。将 CTS 患者与正常人进行比较,发现CTS 患者的CTP 明显高于对照组;CTP的增高即使在停止键盘操作后仍会持续较长时间,神经受损程度可进一步发展。研究发现,手的解剖结构特征、极端姿势、频繁或重复的操作以及键阻力或手指用力是诱发 CTS 和导致 CTP 增高的重要因素。1?手的解剖结构特征:腕管是由骨和韧带形成的狭窄隧道,腕横韧带致密坚硬、缺乏弹性。腕管内为来自前臂的紧密排列的 9 条长肌腱和正中神经,在腕管范围内正中神经位置最表浅,紧贴于腕横韧带下方,腕横韧带的任何改变均直接影响正中神经的功能。这样,用手掌打击或敲击物体时的刺激将直接刺激正中神经并引发 CTS。因此,手的特殊的解剖结构特点是诱发 CTS 的根本原因。2?极端姿势:Buckle 4认为,当腕处于极端姿势时,腕部正中神经伸展或受到压迫,导致局部缺血和腕管内压力增高;CTP 增高是与键盘操作有关的 CTS 发病机制的最重要的因素。在键盘操作中,手和手指的运动是一个适应键盘的动态过程,为了迎合不舒适的操作姿势,需要采取伸或缩的姿势,并由此引起大于手指放松时的 CTP。Werner 等 5发现,腕部伸展使得弯曲的肌腱和正中神经绷紧,造成它们的背面压力增大。手指弯曲对 CTP 的影响也很大,如 CTP 在 90?弯曲时比 45?弯曲时大。此外,操作中由于缺少休息而引起屈肌的过度载荷也会破坏屈肌和展肌之间的平衡,造成腕管手掌表面的压力增大。这种增大的压力会加大已经升高的CTP,给腕部组织造成更大的危害。Simoneau 等 6检测了不同姿势下 CTP 的变化情况,结果发现,当尺骨偏离由 10?增加到 20?时,CTP 分别比手腕保持中立姿势时高 20、50 mm Hg。Marklin 等 7对分裂键盘与 QWERTY 键盘进行了比较研究,结果发现,使用分裂键盘能明显减少腕部尺骨的偏离程度,使用 QWERTY 键盘双臂尺骨均偏离 15?30?,而使用分裂键盘时左尺骨的偏离降低到 7.0?8.5?,右尺骨的偏离降低到2.7?5.0?;同时,CTP 也明显降低。Liao 等 8发现,操作姿势会随着键盘高度的变化而变化,当键盘高度超过肘高时,手479中华劳动卫生职业病杂志 2004 年12 月第22 卷第 6 期?Chin J Ind Hyg Occup Dis,December 2004,Vol.22,No.6臂外展和不舒适性都将增强。Marklin 等9指出,键盘高度会影响手臂的舒适性和外展程度,从而间接影响手腕的姿势,并最终导致 CTP 发生变化。总之,腕部的偏离或腕部姿势的偏离会导致腕管容积减小。在这种条件下,不仅手部力量急剧降低,而且腱移和摩擦增加,并最终导致 CTP 增高。所以,腕部姿势的偏离将增加累积性损伤的危害性。3?频繁或重复的操作:从生物力学的角度出发,人体能接受的最大重复运动频率为每个手指 30 次/min 10。但在从事键盘操作任务时,经常会出现高达 38 40 次/min 的敲击频率。在频繁或高重复性的键盘操作中,附近的肌腱会相互滑动。因为摩擦力随腱张力呈比例变化,所以最终会导致腱鞘增厚,CTP 增高。腕部重复运动可造成屈肌腱鞘增厚并导致正中神经受压,大多数 CTS患者显示出较多的纤维症和腱鞘水肿。实际工作情景的研究也表明,伴随腕部运动重复频率的增加,CTS 发生的可能性随之增加。任何周期小于 30 s的重复性运动都可成为诱发 CTS 的危害因素 11。4?键阻力或手指用力:许多研究报道,键盘操作中的力是引起 CTS 的因素之一。键阻力与键盘操作中所用力之间关系很密切,一般键盘阻力大,打字力也大。绝大多数键盘操作者的按键用力是所需力的 2.5 9.3 倍12。持续过大的按键力会引起肌腱张力增强,从而导致更大的肌腱摩擦和腱移,CTS 发生的可能性相应也越大。例如,Gerard 等 13比较了键盘启动力分别为 0.28 N 和 0.83 N 的两种键盘。结果发现,使用 0.83 N 键盘时,手指打字力比使用 0.28 N 键盘大54%;在 0.83 N 键盘操作中有轻微的疲劳出现。Serina 等 14指出,手指在高频率的运动中,力量会逐渐削弱。当指尖力小于 1N 时,腕部肌腱将产生更大的张力,这样会直接导致CTS 的发生。Dennerlein 等 15的研究显示,在键盘操作中,肌腱平均最大张力为 8.3 16.6N,是所测得指尖力的4 7 倍。三、诊断方法一般应先进行全面的职业史和身体检查,如果怀疑患CTS,则进一步通过检测其腕管正中神经来确认。目前常用的诊断技术有神经传导速度研究(nerve conduction studies,NCS)、Phalen 检测、Tinel 检测以及结构成像等。1?NCS:NCS 是诊断 CTS 疾病最有效的技术。其方法是通过皮肤电刺激正中神经,使其产生动作电位,记录电流经过表面电极时的去极化状况(信号的潜伏期和振幅),并据此进行评价。具体做法是:比较通过腕管的正中神经纤维与正常正中神经冲动传导的潜伏期(或振幅)的差异,或比较正中神经与同一只手的没有通过腕管的其他神经(尺骨神经或桡骨神经)的差异。许多研究证实,后者在 CTS 的诊断中比前者更敏感。CTS的 NCS 诊断标准是:感觉神经末梢潜伏期大于 3.7ms,运动神经末梢潜伏期大于 4.4 ms,或者通过腕管的感觉传导速度低于 49 m/s 16。这些标准与 CTS 的主要症状之间存在非常明显的相关。朱守芳等 17对 17 例 CTS 患者进行了电反应检测,结果发现,正中神经的传导速度明显延长,其中 15例患者的腕-拇短展肌潜伏期超过 4.5 ms。赵龙柱等 18对 30例临床诊断 CTS 患者进行电反应检测,结果正中神经末端运动潜伏期延长率为 80%,感觉传导速度减慢率为 91%,同时电位波幅下降,肌电图出现正锐波(失神经电位),而不通过腕管的尺神经的传导速度正常。通过检测腕部神经传导的延迟情况,NCS 还能对神经受损部位进行定位并客观量化其受损程度。相对于其他技术而言,NCS对 CTS 的诊断具有较高的灵敏性(80%92%)和特异性(80%99%)19。不过,由于仍有不少临床CTS 病例无法确诊,因此 NCS 不是定量检测腕部正中神经的惟一技术。2?Phalen 检测:该方法的典型操作是:让测试者把肘放在测试桌上,前臂竖直且手腕做最大可能的持续弯曲。这种姿势会使腕内导管变窄且导致正中神经压力增高。如果60 s内正中神经支配区出现麻木或麻刺感即为 CTS 阳性。如果在不到 30 s 的时间内,正中神经支配区出现麻木或麻刺感,即表明正中神经受损比较严重。这种方法的灵敏性为75%88%,特异性为 100%20。后来对上述方法进行了改进,在屈腕时让拇指用力压食、中指尖,结果提高了测试的灵敏性,某些屈腕试验 CTS 阴性者可显示出阳性。3?Tinel检测:该方法的典型操作为:在腕横韧近侧缘处,用手指叩击正中神经部位,如手部的正中神经支配区出现放射性疼痛或感觉异常,即 CTS 为阳性。这通常仅发生在中指而不是整个正中神经的分布区。Tinel 检测法在诊断 CTS 时的灵敏性是 67%、特异性是 100%20。然而,Phalen 检测法和Tinel 检测法都不能可靠地确诊或排除 CTS,因此只能作为CTS 的早期诊断方法,需要依据 NCS 等方法进一步确认。4?结构成像:利用结构成像来诊断和评估 CTS 并不多见。但近来的研究发现,核磁共振成像技术(MRI)有助于该疾病的诊断。已有的 MRI 研究结果表明,CTS 的典型表现为:腕管附近的正中神经出现水肿,腕管末端的神经扁平,腕横韧带掌屈 21。随着微型高频传感器的发展,超声波在 CTS的评估中也得到了较多的应用,且其测试结果与 MRI 十分一致。由于超声波具有动态检测的优点,因此尤其适合于各种手腕姿势的评估。四、治疗方法1?非手术疗法:早期或暂时性 CTS 病例一般使用保守治疗方法就能取得理想的效果。一种常用的治疗方法是用夹板固定、校正手腕的位置,使其保持中立位。这种方法一般需持续带 3 4 周,以后只需在晚上或根据医生的指导来使用夹板。第二种方法是使用口服或注射药物治疗,纠正内分泌或代谢异常,从而起到减轻腕管内水肿和使肌腱滑膜变薄的目的。非类固醇药物、抗炎药物都能暂时减轻疼痛,但并不能缓减腕管内压力或改善病情。往腕管内注射皮质类固醇也能缓减症状,但大多数学者认为这种缓减也仅是暂时的,同时只有那些熟悉腕部生理结构、有丰富经验的医生才能操作,否则可导致神经受损和肌腱断裂。Becher 等证明,CTS 患者出现维生素 B6缺乏。他们利用480中华劳动卫生职业病杂志2004 年 12 月第 22 卷第 6期?Chin J Ind Hyg Occup Dis,December 2004,Vol.22,No.6维生素 B6治疗 CTS,结果 10例中有9 例获得了明显的效果。郁忠尧22用维生素 B6治疗 24 例经局封治疗无效的 CTS 患者,具体为每天口服维生素 B6300mg,连服 4 周,若有效再服3 个月停药,结果也收到了良好效果。但是,Fang 等23指出,维生素 B6在临床上的治疗效果不明显,而且高剂量时可能有毒。Kaplan 等 24建议,5 种情况不适合非手术治疗:(1)患者年龄大于 50 岁;(2)症状持续超过 10 个月;(3)持续的感觉异常;(4)出现弹响指;(5)Phalen 检测时阳性指标在 30 s内出现。患者只要出现上述情况中的一种,非手术治疗就有60%的失败可能性。2?手术治疗:经 1 2 个疗程保守治疗无效或缓解后又复发者、拇短展肌明显萎缩者、持续性手麻或潜伏期明显延长者以及 X 线片示腕部有骨性异常者均应考虑手术治疗。手术前需进行神经生理检测以确诊症状。急性 CTS 则要求尽可能及时进行减压手术。手术能消除腕管内占位性病变,增加腕管容积,缓解和解除对神经的压迫。常用手术方法是:腕管切开减压,并对所发现的病变作相应处理,如切除占位性病变、水肿肥厚的滑膜和骨赘,对脱位腕骨进行复位、清除结核病灶等。为提高手术疗效,现提倡:(1)切除腕横韧带,而不仅仅单纯切断;(2)对神经外膜或束膜有疤痕者作神经内松解术。除了特别严重的患者外,一般手术的成功率为 82%98%。最新的手术治疗技术是内镜减压术。许多学者报道,这种技术能使患者很快恢复并降低手术后的疼痛。然而,使用该方法的治疗费用较贵,还没有得到广泛接受,同时在理论上仍存在减压不完全的危险。五、展望为防止和减少键盘操作诱发 CTS,可从键盘设计和研究CTS 与工作活动类型之间的关系两方面着手。首先,尽量减少键盘操作中的危险因素,键盘的设计应符合人体工效学的标准。近年来出现了许多替代键盘,分裂式键盘就是其中一种。所谓分裂键盘就是把键盘分成左、右两半,操作者可根据需要调整两片键盘的放置位置。从人体测量学或对坐姿的分析来看,当手处于一个正常的操作范围(腕外展最大角度为15?、弯曲不超过 20?和尺骨中度偏离)时,腕管的压力最小。此外,还可适当调整键盘的布局,以改变传统键盘中手指载荷分布不均的状况。总之,键盘的设计应遵循以下原则:(1)保证腕部处中立位置;(2)减少组织压迫;(3)避免对内部结构的重复施力;(4)减少腕部的加速度。其次,研究发现,CTS 的发生与工作活动的类型存在很强的相关。但是,由于人们对其间的因果关系仍缺乏了解,因此需深入探讨工作活动的工效学与包括 CTS 在内的工作性损伤之间的关系。参?考?文?献1US Department of Labour.CTD News.http/./bls.html.1999.2Szabo RM.Carpal tunnel syndrome as a repetitive motion disorder.ClinOrthop,1998,351:78?89.3Szabo RM,Chidgey LK.Stress carpal tunnel pressures in patients withcarpal tunnel syndrome and normal patients.J Hand Surg,1989,14:624?627.4Buckle PW.Work factors and upper limb disorders.BMJ,1997,315:1360?1363.5Werner RA,Armstrong TJ.Carpal tunnel syndrome:ergonomic risk fac?tors and intra carpal canal pressure.Physical Medicine and Rehabilita?tion Clinics of North America,1997,8:555?569.6Simoneau GG,Marklin RW,Monroe JF.Wrist and forearm postures ofusers of conventional computer keyboards.Hum Factors,1999,41:413?424.7Marklin RW,Simoneau GG,Monroe JF.Wrist and forearm posture fromtyping on split and vertically inclined computer keyboards.Hum Fac?tors,1999,41:559?569.8Liao MH,Drury CG.Posture,discomfort and performance in a VDTtask.Ergonomics,2000,43:345?359.9Marklin RW,Simoneau GG.Effect of setup configurations of split com?puter keyboards on wrist angle.Phys Ther,2001,81:1038?1048.10Bergamasco R,Girola C,Colombini D.Guidelines fordesigning jobs fea?turing repetitive tasks.Ergonomics,1998,41:1364?1383.11Marras SW.Biomechanics of the human body.The Human Factors Fun?damentals,1997.232?267.12Gerard MJ,Armstrong TJ,Rempel DA,et al.Short term and long termeffects of enhanced auditory feedback on typing force,EMG,and comfortwhile typing.Appl Ergon,2002,33:129?138.13GerardMJ,Armstrong TJ,Foulke JA,et al.Effects of key stiffness onforce and the development of fatigue while typing.AmInd Hyg Assoc J,1996,57:849?854.14Serina ER,Mote CD Jr,Rempel D.Force response of the fingertip pulpto repeated compression?effects of loading rate,loading angle and an?thropometry.J Biomech,1997,30:1035?1040.15Dennerlein JT,Diao E,Mote CD Jr,et al.In vivo finger flexor tendonforce while tapping on a keyswitch.J Orthop Res,1999,17:178?184.16You H,Simmons Z,Freivalds A,et al.Relationships between clinicalsymptom severity scales and nerve conductionmeasures in carpal tunnelsyndrome.Muscle Nerve,1999,22:497?501.17朱守芳,朱盛修,徐仕琦.腕管综合症 17 例术中病变观察.中华手外科杂志,1995,11:29?31.18赵龙柱,袁国莲,陈君长.腕管综合征的神经电生理改变.陕西医学杂志,1999,28:464?465.19Werner RA,Andary M.Carpal tunnel syndrome:pathophysiology andclinical neurophysiology.Clin Neurophysiol,2002,113:1373?1381.20Williams TM,Mackinnon SE,Novak CB,et al.Verification of the pres?sure provocative test in carpal tunnel syndrome.Ann Plast Surg,1992,29:8?11.21Brahme SK,Hodler J,Braun RM,et al.Dynamic MR imaging of carpaltunnel syndrome.Skeletal Radiol,1997,26:482?487.22郁忠尧.腕管综合征 24 例应用维生素 B6的疗效观察.江苏医药,1982,(1):55.23Fang J,Fang JY,Stofman GM.Carpal tunnel syndrome.Prim Care Up?date OB/Gyns,1995,2:100?103.24Kaplan SJ,Glickel SZ,Eaton RG.Predictive factors in the non?surgicaltreatment of carpal tunnel syndrome.J Hand Surg,1990,15:106?108.(收稿日期:2003?12?01)(本文编辑:何雅晖)481中华劳动卫生职业病杂志 2004 年12 月第22 卷第 6 期?Chin J Ind Hyg Occup Dis,December 2004,Vol.22,No.6