孟昭莉 明瑞科

(大連理工大學(xué) 體育與健康學(xué)院，遼寧 大連 116024)

隨著我國(guó)社會(huì)人口老齡化進(jìn)程的逐步加快，老年人的身體健康狀況正受到越來越多的關(guān)注；伴隨著年齡的增大，老年人機(jī)體內(nèi)的組織器官功能都會(huì)逐漸衰退，下肢肌肉力量也會(huì)減弱，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)和平衡能力下降，跌倒風(fēng)險(xiǎn)增加。在全球范圍內(nèi)，60歲以上的人口增長(zhǎng)速度超過任何其他年齡組，在年齡超過65歲的社區(qū)居民中，超過33%的人每年至少跌倒一次，這其中約50%的人會(huì)經(jīng)常跌倒[1]。在我國(guó)，跌倒是導(dǎo)致傷害甚至是死亡的第4位原因，在65歲以上人群中其為導(dǎo)致傷害甚至是死亡的首位原因[2]。這其中的一個(gè)直接原因就是人體從60歲開始骨流失和肌力減弱的下降速度快速增加[3]。并且，下肢肌力作為老年人跌倒風(fēng)險(xiǎn)的因素之一，已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可[4,5]。同時(shí)，由于中老年人主要的鍛煉方式是步行、太極拳、廣場(chǎng)舞等健身活動(dòng)，針對(duì)下肢的肌力訓(xùn)練幾乎沒有，因此研究適用大眾健康的簡(jiǎn)便下肢肌力訓(xùn)練方法是有其必要性的。

1 文獻(xiàn)回顧

當(dāng)前，針對(duì)老年人下肢肌力訓(xùn)練存在著許多研究，M,Damush T[6]等人對(duì)62名平均年齡為68歲的社區(qū)婦女進(jìn)行了為期8周的彈力帶抗阻訓(xùn)練后，對(duì)照組的肌肉力量顯著增加，表明彈力帶為老年女性提供了一個(gè)廉價(jià)、實(shí)用的鍛煉計(jì)劃，能在8周內(nèi)有效增強(qiáng)力量。鄒魁[7]等人用對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明，柔和的彈力帶抗阻訓(xùn)練明顯改善了老年女性關(guān)節(jié)肌力，減少了跌倒風(fēng)險(xiǎn)。劉國(guó)華[8]等人通過16周彈力帶抗阻訓(xùn)練，證明中等強(qiáng)度的彈力帶抗阻訓(xùn)練能顯著提高老年女性的肌力、股骨頸抗骨折能力、平衡能力，從而能有效延緩骨骼肌衰減，且中老年女性應(yīng)盡早進(jìn)行抗阻訓(xùn)練。Gehlsen G[9]等人發(fā)現(xiàn)用彈力帶進(jìn)行的阻力訓(xùn)練可以增強(qiáng)老年婦女的力量和肌肉耐力，而4周的停止訓(xùn)練期對(duì)肌肉力量有不利影響，這表明力量訓(xùn)練計(jì)劃是防止功能減退的有效干預(yù)措施，有助于改善老年人的神經(jīng)肌肉功能。蘇中軍[10]對(duì)28名老年人進(jìn)行靜態(tài)拉伸與下肢肌力鍛煉相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)方法來進(jìn)行訓(xùn)練，下肢肌力鍛煉主要選擇抗自身重力的等長(zhǎng)收縮為主，證明靜態(tài)拉伸結(jié)合下肢肌力鍛煉可以有效提高老年人的平衡能力，可作為預(yù)防老年人跌倒的鍛煉方式。祝令慶[11]等人通過對(duì)50名56-72歲的社區(qū)居民進(jìn)行12周，每周不低于4次，每次不低于20分鐘的沙袋負(fù)重練習(xí)，測(cè)試結(jié)果為老年人下肢肌力和平衡能力顯著提高，表明負(fù)荷伸膝運(yùn)動(dòng)可以有效改善老年人下肢肌力和平衡能力，并可以在老年人中進(jìn)一步推廣實(shí)施。李紅川[12]選取了19名52-72歲之間中老年女性，進(jìn)行20周，每周3次的彈力帶抗阻訓(xùn)練，測(cè)試的結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)前后，受試者的肌肉力量有顯著性提高，平衡能力有顯著性增強(qiáng)。這些都說明了彈力帶抗阻訓(xùn)練可以提高肌肉力量，并且可以提高中老年人的平衡能力。

然而，大部分研究都只是針對(duì)下肢的屈伸肌肉群進(jìn)行鍛煉，而對(duì)于下肢的其余自由度沒有進(jìn)行相應(yīng)鍛煉。但是，人體的肌肉根據(jù)其在同一動(dòng)作的不同作用，可以區(qū)分為原動(dòng)肌、對(duì)抗肌、固定肌和中和肌。原動(dòng)肌主要是引起環(huán)節(jié)運(yùn)動(dòng)的主要?jiǎng)恿碓?，?duì)抗肌是與原動(dòng)肌作用相反的肌群，它與原動(dòng)肌的協(xié)調(diào)可以起到防止關(guān)節(jié)損傷的作用。固定肌和中和肌主要起到了輔助作用，維持機(jī)體穩(wěn)定并使動(dòng)作更加精確和高效。只有這些不同肌肉協(xié)同作用，機(jī)體才能更好控制相關(guān)動(dòng)作，并維持身體平衡。因此，本研究以下肢自由度為鍛煉目標(biāo)，采用彈力帶抗阻方式，對(duì)下肢的相關(guān)肌肉群進(jìn)行抗阻訓(xùn)練，探究針對(duì)下肢自由度的彈力帶抗阻訓(xùn)練對(duì)于中老年人動(dòng)態(tài)平衡能力的影響，以便中老年人群應(yīng)用參考。

2 研究對(duì)象和實(shí)驗(yàn)方法

2.1 研究對(duì)象

本實(shí)驗(yàn)共招募了16名受試者，將其分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各8人。受試者的納入標(biāo)準(zhǔn)包括：1)身體健康、無運(yùn)動(dòng)損傷；2)無代謝性疾??；3)無中樞神經(jīng)問題；4)BMI值在正常范圍之內(nèi)。在參加實(shí)驗(yàn)前，受試者需簽署知情同意書并自愿參加本次實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)在大連理工大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)進(jìn)行倫理審查。查閱大量文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，本年齡段的男性受試者與女性受試者的平衡能力無顯著性差異[2,3,13]，所以本實(shí)驗(yàn)不考慮男女差異。同時(shí)，將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的身高、體重、BMI輸入到SPSS22.0中，符合正態(tài)分布，進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，得到結(jié)果為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的身高、體重、BMI這些指標(biāo)無顯著性差異。表1為受試者的基本信息情況。

表1 受試者基本信息(X±SD)

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 指標(biāo)的選取與釋義

2.2.1.1 Korebalance平衡測(cè)試儀

使用Korebalance平衡測(cè)試儀測(cè)試穩(wěn)定極限指標(biāo)(Limit Of Stability)[14]，選取的數(shù)據(jù)是向前與向后穩(wěn)定極限測(cè)試中最大角度。測(cè)試時(shí)，受試者需脫鞋站立在不穩(wěn)定的平臺(tái)上，內(nèi)踝尖落在平臺(tái)上的固定白線上，雙手放于身體兩側(cè)，身體保持直立狀態(tài)。然后下肢發(fā)力，將平臺(tái)當(dāng)作操縱臺(tái)向前或者向后傾斜，使顯示屏上的光標(biāo)隨之發(fā)生移動(dòng)。在這個(gè)過程中，受試者必須以低于每秒8°的速度移動(dòng)重心，才能獲得分?jǐn)?shù)，如果受試者超過了這個(gè)速度，該測(cè)試將會(huì)暫停。整個(gè)過程需要堅(jiān)持30秒，受試者必須一直保持身體直立，不能有脊柱彎曲的動(dòng)作出現(xiàn)，雙手也必須垂在身體兩側(cè)，腳跟與腳尖都不能離開平臺(tái)。如若受試者在一次測(cè)試中沒有滿足以上要求，則重新進(jìn)行測(cè)試。每個(gè)方向測(cè)3次，取最大值。

2.2.1.2 TUG(Timed Up and Go test)

TUG測(cè)試[15]是在椅子上進(jìn)行的，測(cè)試者做好準(zhǔn)備后，受試者站立起來并以正常步速往返3米，然后再次獨(dú)立坐下，測(cè)試者用秒表記錄下受試者背部離開椅背到再次接觸椅背的時(shí)間，測(cè)量3次，取平均值。

2.2.1.3 Zebris壓力分布測(cè)量平板

使用Zebris壓力分布測(cè)量平板(FDM1.18.40型，Zebris Medical Gmb，Germany)測(cè)試受試者在行走狀態(tài)下動(dòng)態(tài)的力和壓力分布指標(biāo)。測(cè)試時(shí)，受試者光腳站在起始位置，在啟動(dòng)壓力測(cè)量平板之后，讓受試者以正常步速連續(xù)在壓力測(cè)量平板上行走三次，然后結(jié)束測(cè)量，得出足底壓力與步態(tài)的分析報(bào)告。選取的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)：Ant/post position指標(biāo)(Y偏移量)。為了消除腳長(zhǎng)對(duì)于Y偏移量數(shù)值的影響，取Y偏移量=Y偏移量/腳長(zhǎng)[16]。

2.2.1.4 FRT(Functional Reach Test)

FRT[17]是上肢功能性前伸測(cè)試。測(cè)試時(shí)，受試者雙肩靠在墻邊，雙臂上舉90°，用尺子記錄中指與墻壁之間的垂直距離，讓受試者手指盡量向前伸；測(cè)試過程中受試者需要保持全腳掌著地，足跟不可以離開地面；如果受試者在前伸過程中移動(dòng)腳掌，則該次數(shù)據(jù)重新測(cè)量；等受試者穩(wěn)定之后，再次測(cè)量中指與墻壁之間的垂直距離，計(jì)算前伸前后的差值，測(cè)量3次，取最大值。

2.2.1.5 自覺用力程度分級(jí)表(Ratings of Perceived Exertion RPE)

RPE量表是對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)的一種量表，其與心率高度相關(guān)，使用方便，是一種大量使用在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)控中的量表。本實(shí)驗(yàn)選用RPE量表在8周運(yùn)動(dòng)干預(yù)中進(jìn)行負(fù)荷監(jiān)控，將負(fù)荷控制在受試者們主觀感覺在12-13的中等強(qiáng)度狀態(tài)下完成運(yùn)動(dòng)干預(yù)實(shí)驗(yàn)。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)組的受試者共進(jìn)行8周的下肢彈力帶抗阻訓(xùn)練，每周3次，每次1個(gè)小時(shí)左右。訓(xùn)練的主要內(nèi)容是根據(jù)下肢自由度，針對(duì)髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的14個(gè)基本動(dòng)作的彈力帶抗阻訓(xùn)練，所有的動(dòng)作都是在站立位下完成且每組動(dòng)作重復(fù)10次，做2組，組間休息30s。同時(shí)，每個(gè)動(dòng)作完成之后，緩慢放松彈力帶至起始位置。對(duì)照組不進(jìn)行干預(yù)實(shí)驗(yàn)，保持原有的生活習(xí)慣。

運(yùn)動(dòng)干預(yù)的前4周，使用Joinfit的2米10磅的黃色彈力帶，后4周使用2米20磅的綠色彈力帶。整個(gè)運(yùn)動(dòng)干預(yù)過程都是在指導(dǎo)人員帶領(lǐng)下完成，訓(xùn)練過程中指導(dǎo)人員會(huì)指導(dǎo)受試者不要脫離標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)，不出現(xiàn)代償動(dòng)作。著重拉伸受試者的股四頭肌、股二頭肌、小腿三頭肌、臀大肌、臀中肌、髂腰肌等。訓(xùn)練過程中的間隙會(huì)讓受試者填寫RPE量表，對(duì)受試者的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。保持在12-13的中等強(qiáng)度狀態(tài)下完成運(yùn)動(dòng)干預(yù)訓(xùn)練。

訓(xùn)練期間，當(dāng)受試者因假期或個(gè)人情況缺席集體訓(xùn)練時(shí)，則需受試者在家中按照訓(xùn)練計(jì)劃將訓(xùn)練補(bǔ)足。不能達(dá)到每周訓(xùn)練3次的受試者會(huì)被剔除。具體訓(xùn)練計(jì)劃見表2。

表2 彈力帶抗阻訓(xùn)練計(jì)劃

注：1-4周黃色彈力帶；5-8周綠色彈力帶。

2.2.3 數(shù)據(jù)采集與處理

在8周干預(yù)之前和8周干預(yù)之后分別對(duì)于受試者進(jìn)行前后穩(wěn)定極限測(cè)試、TUG測(cè)試、步態(tài)壓力平板測(cè)試和FRT測(cè)試。同時(shí)，記錄受試者的腳長(zhǎng)，以Y偏移量除以自身的腳長(zhǎng)，進(jìn)行歸一化處理。

2.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用均值±標(biāo)準(zhǔn)差(X±SD)表示，數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析前，先采用單樣本K-S檢驗(yàn)對(duì)各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布性檢驗(yàn)，以各組數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布且方差齊同為前提。而后使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)來分析各指標(biāo)在兩組間的差異，并且用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)來檢驗(yàn)干預(yù)前后組內(nèi)數(shù)據(jù)的差異性。對(duì)于所有數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)顯著性設(shè)定為0.05。

3 研究結(jié)果

3.1 8周干預(yù)實(shí)驗(yàn)前各項(xiàng)指標(biāo)分析

表3 干預(yù)前各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果(X±SD)

注：各組間各指標(biāo)均無顯著差異，P>0.05。

表3顯示，8周訓(xùn)練之前Y偏移量、前后穩(wěn)定極限指標(biāo)、TUG和FRT指標(biāo)，在對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組之間沒有顯著性差異。

3.2 8周干預(yù)實(shí)驗(yàn)后各項(xiàng)指標(biāo)的分析

3.2.1 干預(yù)前后穩(wěn)定極限、FRT平衡指標(biāo)分析

表4 干預(yù)前后穩(wěn)定極限、FRT平衡指標(biāo)結(jié)果分析(X±SD)

注：*表示干預(yù)前后存在顯著性差異(P<0.5)。

表4顯示，干預(yù)訓(xùn)練前后，對(duì)照組的前后穩(wěn)定極限、FRT測(cè)量值無顯著差異(P>0.05)。實(shí)驗(yàn)組的前后穩(wěn)定極限、FRT測(cè)量值有顯著差異(P<0.05)。干預(yù)訓(xùn)練后，組間前后穩(wěn)定極限、FRT測(cè)量值存在顯著差異(P<0.05)。

3.2.2 干預(yù)前后TUG、Y偏移量平衡指標(biāo)分析

表5 干預(yù)前后TUG、Y偏移量平衡指標(biāo)結(jié)果分析(X±SD)

注：干預(yù)前后指標(biāo)無顯著差異，P>0.05。

表5顯示，干預(yù)訓(xùn)練前后，對(duì)照組的TUG、Y偏移量測(cè)量值無顯著差異(P>0.05)。實(shí)驗(yàn)組的TUG、Y偏移量測(cè)量值也無顯著差異(P>0.05)。干預(yù)訓(xùn)練后，組間TUG、Y偏移量測(cè)量值無顯著差異(P>0.05)。

4 討論

前后穩(wěn)定極限測(cè)試與FRT測(cè)試主要是在人體保持站立的狀態(tài)下，通過下肢屈伸肌群的離心收縮，以及其它肌群的協(xié)同配合，以測(cè)試出機(jī)體維持平衡的最大能力。因此，測(cè)試需要受試者有足夠的下肢肌力水平和肌肉的協(xié)調(diào)性，才能得到較好的測(cè)試結(jié)果。本研究通過8周的下肢彈力帶抗阻訓(xùn)練，對(duì)于受試者下肢肌群都起到了有效的鍛煉，導(dǎo)致訓(xùn)練前后指標(biāo)出現(xiàn)了顯著性差異；并且，人體在靜態(tài)站立時(shí)有兩個(gè)重要的平衡調(diào)節(jié)機(jī)制，即踝調(diào)節(jié)機(jī)制和髖調(diào)節(jié)機(jī)制[18]。踝調(diào)節(jié)機(jī)制主要是腓腸肌與腘繩肌等原動(dòng)肌的主要收縮，以及前側(cè)脛前肌與股四頭肌等對(duì)抗肌和內(nèi)外側(cè)趾長(zhǎng)伸肌和拇長(zhǎng)伸肌等固定肌與中和肌的協(xié)同配合，維持機(jī)體的向前擺動(dòng)。同時(shí)，脛前肌與股四頭肌等原動(dòng)肌的主要收縮，以及后側(cè)腓腸肌和腘繩肌等對(duì)抗肌和內(nèi)外側(cè)趾長(zhǎng)伸肌和拇長(zhǎng)伸肌等固定肌和中和肌的協(xié)同配合，維持機(jī)體的向后擺動(dòng)。髖調(diào)節(jié)機(jī)制是通過髖關(guān)節(jié)的屈伸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生與踝旋轉(zhuǎn)反相位的較大且快速的活動(dòng)來控制重心回到支撐面內(nèi)以保持站立平衡，參與的肌肉群有豎脊肌、腹肌、腘繩肌、股四頭肌、闊筋膜張肌、腓腸肌和脛前肌等。同時(shí)，研究表明，髖關(guān)節(jié)外展肌群對(duì)于人體步態(tài)穩(wěn)定性控制存在著重要的影響[19,20]。因此，人體的平衡能力與不同肌群的協(xié)同作用有著密切的聯(lián)系。

本研究根據(jù)下肢自由度對(duì)下肢各個(gè)肌肉群的訓(xùn)練，能夠更好地鍛煉到下肢肌肉群，讓它們?cè)陉P(guān)節(jié)活動(dòng)中不同作用都能得到有效的鍛煉，使其在具體日常活動(dòng)中，能夠更好地維持身體的平衡，防止跌倒的發(fā)生。同時(shí)，本次針對(duì)下肢自由度的彈力帶訓(xùn)練需要研究對(duì)象在自我控制下，慢速進(jìn)行，是向心收縮練習(xí)和離心收縮練習(xí)的結(jié)合，這樣訓(xùn)練更加高效并有助于肌力的增長(zhǎng)，從而對(duì)下肢穩(wěn)定性的控制能力加強(qiáng)，維持身體平衡的能力也隨之加強(qiáng)。最終，在8周訓(xùn)練之后，實(shí)驗(yàn)對(duì)象的動(dòng)態(tài)平衡能力得到了顯著提升。

而對(duì)于運(yùn)動(dòng)干預(yù)前后，表5的數(shù)據(jù)反映了對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組在Y偏移量以及TUG指標(biāo)沒有顯著性差異。對(duì)于此種情況，可能存在兩種解釋，第一種解釋是這些指標(biāo)主要是受試者以正常步速進(jìn)行行走，然后記錄其相應(yīng)的指標(biāo)。對(duì)于日常生活中的步行運(yùn)動(dòng)，老年人可能形成了步行習(xí)慣，僅僅8周的下肢肌力訓(xùn)練并不能改變中老年人的步行習(xí)慣。第二種解釋是受試者的人數(shù)較少，數(shù)據(jù)隨機(jī)性增加。并且，進(jìn)行肌力訓(xùn)練時(shí)主要是中等強(qiáng)度訓(xùn)練，可能對(duì)于平常步行活動(dòng)未起到合適的運(yùn)動(dòng)遷移，從而導(dǎo)致了本次研究結(jié)果的出現(xiàn)。因此，后續(xù)可以針對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行進(jìn)一步探究。

5 結(jié)語

針對(duì)下肢自由度所進(jìn)行的8周彈力帶抗阻訓(xùn)練，對(duì)于前后穩(wěn)定極限指標(biāo)、FRT指標(biāo)有顯著性影響。而對(duì)于正常步速下的TUG以及Y偏移量無顯著性影響。因此，8周下肢彈力帶抗阻訓(xùn)練可以改善中老年人的動(dòng)態(tài)平衡能力，而對(duì)于正常步速下的相關(guān)指標(biāo)未起到明顯改善效果，建議之后可以進(jìn)行更加深入的研究。