研究人员利用先进的X射线成像技术观察颈部在用力任务中的运动，发现长期的颈部劳损会导致肌肉疲劳，进而加重颈椎曲度并导致颈部疼痛。
在当今世界，学习语言、发送电子邮件、参加在线课程或与全球的亲人联系等任务都可以通过智能手机上的一个按钮来完成。然而，这种便利却以增加颈部疼痛为代价。久坐的生活方式和长时间使用手持设备和电脑的增加，导致颈部不适显著增加。
虽然长期以来人们怀疑颈部肌肉的疲劳会导致疼痛，但导致脊柱和肌肉虚弱的具体机械变化之前并不清楚。
德克萨斯大学A&M分校的研究人员利用先进的X射线成像技术确定，持续的颈部用力导致肌肉疲劳，进而增加颈椎曲度并助长颈部疼痛。
研究结果发表在《国家科学院院刊》上。
“我们讨论的是颈部在保持某些姿势时的微妙运动，这些运动很难记录。由于颈部内部的众多组成部分或‘运动节段’，这些运动是复杂的，”工业与系统工程系的教授张旭东博士解释说。“我们的研究首次提供确凿的证据，证明疲劳导致机械变化，增加疼痛风险。”
张博士指出，这一见解可以指导未来的工作习惯和旨在降低颈部疼痛风险的产品设计，例如头戴设备。
颈部疼痛的普遍性
颈部疼痛被列为最常见的肌肉骨骼疾病之一，全球大约每10万人中就有2500人受到影响。预测显示，到2050年，全球颈部疼痛病例将增加32.5%。导致颈部疼痛的一个关键因素是长时间保持不良姿势。长时间在电脑前工作或过度使用智能设备显著加剧了这一问题。
颈部的位置由脊椎骨动态维持，这些骨骼由附着的肌肉固定在适当位置。虽然颈部相当灵活，但其本质上是不稳定的。
“肌肉通过产生力量来启动运动，”张博士表示。“我们推测，当不同的肌肉减少其力量时，骨骼的位置会发生变化，而这种变化是可以被检测到的。”
测量肌肉疲劳
为了探索这一假设，他们邀请健康参与者进行“持续到疲劳”颈部用力任务。参与者被要求在规定的时间内保持颈部在中性、40°伸展（向后倾斜）和40°向前弯曲的位置。研究人员使用肌电图（EMG）测量肌肉电活动，通过肌电信号频率的变化客观评估肌肉疲劳。此外，他们还利用高精度动态X射线技术观察颈椎几个度数的小幅运动。
“我们将颈椎可视化为一座悬臂桥，”张博士解释说。“过度或重复的压力可能导致桥梁下沉或屈曲；同样地，当肌肉疲劳时，颈椎可能会移动。”
研究证实，长期的用力导致肌电信号表明疲劳。从生物力学的角度来看，肌肉疲劳改变了脊柱的力学特性，增加了受伤的可能性。
未来研究方向
作为后续，研究人员计划建立动态生物力学模型，这是一种新的方法，旨在提供对导致疲劳的肌肉活动更准确的理解。与当前研究的静态假设不同，动态模型将捕捉到肌肉和骨骼随时间的重要微小变化。
