健身反向走練習(xí)對青年人下肢動作特征的影響

許 岳，高 原

（1.北京體育大學(xué)運(yùn)動康復(fù)系，北京100084；2.燕山大學(xué)體育學(xué)院，河北秦皇島066004）

健身反向走練習(xí)對青年人下肢動作特征的影響

許 岳1，高 原2

（1.北京體育大學(xué)運(yùn)動康復(fù)系，北京100084；2.燕山大學(xué)體育學(xué)院，河北秦皇島066004）

為了探究反向走練習(xí)對青年人下肢動作特征的影響，選取受試者25名，分為熟練組（P組）和非熟練組，對后者的練習(xí)前組（IB組）進(jìn)行6周反向走訓(xùn)練，完成訓(xùn)練后為練習(xí)后組（IA組）。記錄并分析受試者的反向走動作特征參數(shù)，運(yùn)用配對與獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較各組間動作特征指標(biāo)的差異。結(jié)果表明：與P組相比，反向走時IB組步長、跨步長較大，步頻較低，但整體步速較快；髖關(guān)節(jié)后伸不足，膝關(guān)節(jié)折疊過大，且軀干的回旋無規(guī)律性特征；豎脊肌工作不足，股二頭肌激活進(jìn)行屈膝代償。6周反向走練習(xí)后，IA組下肢運(yùn)動特征以及步態(tài)周期均產(chǎn)生了合理化改變，肌肉工作方式與熟練組更加接近，表明已初步建立了反向走動作模式，建議青年人應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行反向走練習(xí)。

反向走；動作特征；關(guān)節(jié)角度；表面肌電

隨著“開展全民健身，達(dá)到全民健康，實(shí)現(xiàn)全民小康”這一基本國策逐步深入人心，廣大民眾越來越清楚地認(rèn)識到體育鍛煉的重要性，積極參與體育鍛煉正在逐漸成為民眾日常生活的重要內(nèi)容。在日常生活和健身活動中，健步走是目前最為流行的健身方式之一，由于沒有場地、裝備等苛刻條件的限制，健身走運(yùn)動變得越來越受歡迎。

直立行走是人體所具備的最基本能力，這種看似簡單的行為，實(shí)際上涉及到神經(jīng)系統(tǒng)、人體動力學(xué)和外部環(huán)境等各方面。正常健康人行走時，不需要有意識地思考，成熟的動力定型嚴(yán)格地控制著足、踝、膝、髖、軀干、頸、肩、臂的肌肉和關(guān)節(jié)的運(yùn)動，使其有序地協(xié)調(diào)統(tǒng)一。根據(jù)行走方向的不同，可分為正向走、反向走和側(cè)向走。其中，反向走是在正向走的基礎(chǔ)上人體運(yùn)動的一種自然形式，它屬于一種新穎的、非常規(guī)的反序運(yùn)動。

國外學(xué)者自上世紀(jì)80年代就開始對反向走進(jìn)行研究，但主要集中在探討其健身作用方面。眾多研究發(fā)現(xiàn)：與正向走相比，反向走運(yùn)動消耗的能量更高，對心肺功能刺激更大，更有助于提高心肺適能［1，2］；可明顯提高中老年人的平衡能力，增加機(jī)體的穩(wěn)定性；增強(qiáng)本體感覺、增加肌肉力量、減少關(guān)節(jié)負(fù)荷［3－6］。也正是由于反向走運(yùn)動具有這些健身和康復(fù)價值，越來越多的人選擇反向走運(yùn)動作為健身手段。

在我國，健步走的相關(guān)研究主要集中于正向走，雖然反向走運(yùn)動的實(shí)踐已經(jīng)展開，但尚缺少理論系統(tǒng)研究，鍛煉時亦缺少科學(xué)性指導(dǎo)。因此，本研究選擇普通青年人，研究反向走練習(xí)前后反向走步態(tài)時空參數(shù)、下肢各關(guān)節(jié)角度以及下肢主要肌肉的激活時序等變化特點(diǎn)，并與反向走健身愛好者相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，探討反向走運(yùn)動下肢的動作特征，以期為反向走運(yùn)動能夠更好地成為大眾健身的有效手段提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究共招募在校普通男性大學(xué)生25人，共分2大組（表1）。第一組為無反向走鍛煉經(jīng)歷的普通大學(xué)生，即非熟練組，18人。本文對該組受試對象進(jìn)行了為期6周的反向走練習(xí)，故該組又分為練習(xí)前組（Intervention Before Group，簡稱IB組）和練習(xí)后組（Intervention after Group，簡稱IA組）。第二組為熟練組（Professional Group，簡稱P組），7人，該組入選標(biāo)準(zhǔn)為：年齡與非熟練組相當(dāng)；反向走鍛煉1年以上，每周鍛煉時間超過2 h；對反向走有一定的了解；通過身體協(xié)調(diào)程度、注意力集中程度、回頭的次數(shù)、步幅和步頻特征、擺臂的姿勢等外在表現(xiàn)進(jìn)行綜合判斷。所有受試者均身體健康，無創(chuàng)傷和疾病，且都理解本實(shí)驗(yàn)的意圖和可能風(fēng)險(xiǎn)，自愿參與實(shí)驗(yàn)測試并簽署知情同意書。

表1 受試者基本情況一覽表

1.2 研究方法

1.2.1 反向走練習(xí)方案

練習(xí)原則：1）安全第一，反向走是一種方向相反、不習(xí)慣、不能直接前行的運(yùn)動，容易摔倒，必須把安全擺在第一位。2）循序漸進(jìn)，由少到多，由近到遠(yuǎn)，由慢到快，由易到難。

訓(xùn)練方案：整個實(shí)驗(yàn)練習(xí)時間為6周，每周4次，每次60 min。每次練習(xí)均由準(zhǔn)備、基本和整理三部分組成。其中，準(zhǔn)備部分包括慢跑、活動關(guān)節(jié)和拉伸；整理部分包括放松練習(xí)和游戲；基本部分進(jìn)行反向走練習(xí)。具體練習(xí)方案詳見表2，整個練習(xí)過程都是在專業(yè)人員帶領(lǐng)和指導(dǎo)下進(jìn)行。

表2 反向走整體練習(xí)方案

1.2.2 測試方法

采用芬蘭產(chǎn)Newtest紅外測速儀測試受試者反向走的最大速度。測速儀的兩個支架擺放距離測試路線約2 m之內(nèi)，支架間距為3 m。采用美國產(chǎn)Motion analysis紅外光點(diǎn)高速運(yùn)動捕捉系統(tǒng)采集運(yùn)動學(xué)數(shù)據(jù)，采集頻率200 Hz，選取海耶斯模型，受試者體表共固定33個紅外反光標(biāo)志點(diǎn)。采用芬蘭產(chǎn)MegaWin6000 16導(dǎo)表面肌電儀同步采集肌電數(shù)據(jù)。測試肌肉包括豎脊肌、腹直肌、腹外斜肌、臀中肌、臀大肌、股二頭肌、股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、脛骨前肌、腓腸肌內(nèi)和外側(cè)頭及腓骨長肌。

測試前受試者換上統(tǒng)一泳裝和運(yùn)動鞋，測試人員指導(dǎo)受試者計(jì)算步點(diǎn)。所有測試人員聽從統(tǒng)一指令，聽到開始后，受試者以最大速度的75%自然反向行走，且統(tǒng)一右腳先落地，每名受試者測定3次有效數(shù)據(jù)，每次測試間隔10 s。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)美國Perry醫(yī)生提出的RLA方法［7］，并結(jié)合本研究的實(shí)際需要劃分步態(tài)周期。以右側(cè)足為例，將反向走的步態(tài)周期定義為7個特征時刻點(diǎn)，分別為足趾著地、足放平、站立中期、足趾離地、足跟離地、邁步初期和足趾著地，并以7個特征時刻點(diǎn)為依據(jù)，劃分為足著地期、支撐中期、推離期、加速期、擺動前期和擺動后期6個階段。計(jì)算各時期占步態(tài)周期的百分比和步態(tài)時空參數(shù)，并進(jìn)行組間比較。

運(yùn)用Motion自帶采集及處理軟件Cortex對運(yùn)動學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對采集得到的標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識，通過各標(biāo)識點(diǎn)計(jì)算相應(yīng)環(huán)節(jié)中心坐標(biāo)，再用建立環(huán)節(jié)坐標(biāo)系方法求解三維角度。

表面肌電信號在MegaWin軟件中進(jìn)行整流積分處理得到積分肌電后以ASCII文件形式輸出。通過Excel軟件計(jì)算出每塊肌電振幅的峰值，根據(jù)其大于肌肉肌電峰值15%且持續(xù)時間≥5%動作總時間判斷出肌肉開始動員的時刻和結(jié)束時刻，由此獲得肌肉的動員時間和肌肉持續(xù)工作時間。用肌肉的動員時間除以動作總時間，得出肌肉動員時間百分比；肌肉持續(xù)工作時間除以動作總時間，得出肌肉持續(xù)工作時間百分比。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對受試者練習(xí)前、后的動作特征指標(biāo)運(yùn)用配對樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行差異性分析；對受試者組間動作特征的指標(biāo)運(yùn)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行差異性分析。顯著性水平定為P＜0．05，非常顯著性水平定為P＜0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 反向走練習(xí)前后下肢動作運(yùn)動學(xué)特征的比較

2.1.1 反向走步態(tài)參數(shù)的比較

2.1.1.1 步態(tài)周期各階段時間百分比

反向走的步態(tài)周期分為足著地期、支撐中期和推離期等6個階段。各組左足的比較結(jié)果為：與熟練組（P組）相比，對于沒有反向走鍛煉經(jīng)歷的非熟練組，練習(xí)前IB組的加速期與擺動前期占步態(tài)周期百分比較大（P＜0．05或P＜0．01），而支撐中期與擺動后期顯著減小（P＜0.05）（表3），即IB組的支撐時間較P組短，而擺動時間較P組長。

表3 反向走動作中IB組、IA組和P組左足各階段時間百分比

但是經(jīng)過6周的練習(xí)后，與IB組相比，IA組支撐中期顯著延長，擺動前期顯著變短而擺動后期顯著變長（P＜0．05或0．01）；同時，該組所有6個時期的時間百分比參數(shù)與P組均無顯著性差異（P＞0.05）。

IB組右足的各時期的時間百分比分布規(guī)律與左足相似，但其中僅有擺動前期與P組之間存在顯著性差異（P＜0.05）。經(jīng)過6周練習(xí)后，IA組仍然表現(xiàn)為擺動前期的時間百分比顯著長于P組（P＜0.05）；而與IB組相比，IA組的足著地期顯著縮短，支撐中期顯著延長（P＜0.05或P＜0.01）（表4）。

表4 反向走動作中IB組、IA組和P組右足各階段時間百分比

2.1.1.2 步態(tài)周期時空參數(shù)

與熟練組P組相比，非熟練組的IB組和IA組在支撐相、擺動相和步態(tài)周期的時間等指標(biāo)與P組相近，步態(tài)周期距離大于P組，但無顯著性差異（P＞0.05）；IB和IA組的左、右足步長、跨步長和步速顯著大于P組，而步頻顯著小于P組（P＜0.05）。另一方面，6周練習(xí)前后IB組與IA組之間，所有步態(tài)時空參數(shù)指標(biāo)均非常相似，兩組之間無顯著性差異（P＞0.05）（表5）。

表5 反向走動作中IB組、IA組和P組步態(tài)時空參數(shù)的比較（M±SD）

2.1.2 反向走動作中下肢各關(guān)節(jié)角度的比較

2.1.2.1 特征時刻關(guān)節(jié)角度：

IB組、IA組和P組反向走動作中各個特征時刻關(guān)節(jié)角度對比結(jié)果見表6。對髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)而言，在自足趾著地至邁步初期所有特征時刻，未進(jìn)行反向走練習(xí)的IB組的髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的角度與P組之間存在明顯的差異，其中兩組髖關(guān)節(jié)各個特征時刻的角度均具有非常顯著性差異；踝關(guān)節(jié)除足趾離地和足跟離地時刻外，其他時刻也都存在非常顯著性差異（P＜0.01）。經(jīng)過6周的反向走練習(xí)后，IA組髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)各個特征時刻角度皆朝著P組方向變化，僅在足趾著地、足平放和足趾離地時刻的髖關(guān)節(jié)角度與P組有顯著性差異（P＜0.05），髖關(guān)節(jié)其余時刻以及踝關(guān)節(jié)所有時刻兩組關(guān)節(jié)角度均無顯著性差異（P＞0.05）。此外，在IB組與IA組之間多數(shù)特征時刻髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)角度存在顯著差異（P＜0.05或P＜0.01）。

對膝關(guān)節(jié)而言，除足趾著地時刻外，其他特征時刻關(guān)節(jié)角度在IB組、IA組和P組之間均無顯著性差異（P＞0.05）。

表6 反向走動作中IB組、IA組和P組各特征時刻下肢關(guān)節(jié)角度的比較

從IB組、IA組和P組肩髖分離角度的比較結(jié)果中可以看出（表7），盡管IB組與P組、IA組的肩髖分離角僅在足跟離地時刻有非常顯著性差異（P＜0.01），但是從IB組的均值來看，其與IA組、P組差異很大，這主要是由于IB組中各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差過大所致。IA組與P組肩髖分離角度的變化特點(diǎn)比較接近，因而兩組間無顯著性差異（P＞0.05）。

表7 反向走動作中IB組、IA組和P組肩髖分離角度的比較

2.1.2.2 步態(tài)周期中下肢各關(guān)節(jié)角度的變化趨勢特點(diǎn)

在一個步態(tài)周期中，從髖、膝、踝關(guān)節(jié)角度大小及其變化趨勢特點(diǎn)來看，IA組的變化趨勢與P組非常相似，故在此僅重點(diǎn)分析IB組和IA組之間的差異（圖1）。

圖1 IB組和IA組反向走動作中下肢各關(guān)節(jié)角度變化趨勢的比較

從圖1的A圖中可以看出兩組反向走時髖關(guān)節(jié)角度變化差異顯著。IB組在整個步態(tài)周期中多數(shù)時間保持髖關(guān)節(jié)伸位，且變化幅度集中在10°至－30°之間，而IA組在整個步態(tài)周期中伸髖比例僅占20%，屈髖比例占80%。兩組膝關(guān)節(jié)角度的變化趨勢基本相同（B圖），僅在步態(tài)周期65%至結(jié)束時，IB組膝角度屈曲角度大于P組。對于踝關(guān)節(jié)而言（C圖），兩組踝關(guān)節(jié)角度變化趨勢也是相似的，但I(xiàn)B組在整個步態(tài)周期中踝關(guān)節(jié)跖屈所占比例較小而背屈比例較大。兩組肩髖分離角變化趨勢（D圖）的比較結(jié)果顯示，IB組在整個步態(tài)周期中，肩髖分離角變化幅度較大，且明顯偏高。

2.1.3 反向走動作中下肢各關(guān)節(jié)角速度的比較

由于IA組和P組髖、膝、踝關(guān)節(jié)和肩寬分離角速度變化趨勢基本相似，故在此僅IB組和IA組進(jìn)行對比分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組的上述角速度變化趨勢存在很大差異（圖2）。圖2的A圖顯示從足趾著地時刻開始，IA組髖關(guān)節(jié)由伸髖快速轉(zhuǎn)至屈髖，當(dāng)足趾離地開始擺動時，髖關(guān)節(jié)迅速完成由屈髖向伸髖的轉(zhuǎn)換；IB組在足趾著地時刻開始時則相反，此后髖關(guān)節(jié)角速度出現(xiàn)較小幅度的持續(xù)波動。在B圖中，從足趾著地時刻開始，IA組膝關(guān)節(jié)由伸膝變?yōu)榍?，在足跟離地進(jìn)入擺動前期時達(dá)到最大屈膝角度，之后完成伸膝；但I(xiàn)B組膝關(guān)節(jié)角速度的變化與IA組相反，IA組角速度變化明顯快于IB組。對于踝關(guān)節(jié)而言，盡管兩組總體變化趨勢相似，但I(xiàn)B組踝關(guān)節(jié)背屈與跖屈角速度明顯小于IA組，且出現(xiàn)了較為明顯的波動。D圖顯示兩組肩寬分離角角速度變化大體趨勢基本相似，IA組在整個步態(tài)周期過程中變化比較平緩，只是在站立中期向擺動期過度和擺動前期向擺動后期出現(xiàn)較大的波動，而IB組則始終處于快速波動狀態(tài)。

圖2 IB組和IA組反向走動作中下肢各關(guān)節(jié)角速度變化趨勢的比較

2.2 反向走練習(xí)前后肌肉工作特征的比較

運(yùn)動學(xué)特征是人體行走時機(jī)體的外在表現(xiàn)形式，而肌肉活動是人體運(yùn)動的動力來源。本文通過對IB組、IA組及P組反向走動作中肌電信號的觀察，以分析反向走練習(xí)前后肌肉激活時間和肌肉持續(xù)工作時間的變化特點(diǎn)。

通過對各組間肌肉首次激活時間的比較發(fā)現(xiàn)（表8）：IB組肌肉首次激活時間順序依次為股二頭肌、股外側(cè)肌和股直肌，腓腸肌外側(cè)頭激活時間最晚；IA組的激活順序?yàn)楣芍奔?、股?nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌和腹直肌，脛骨前肌激活時間最晚；而P組激活順序?yàn)椋和沃屑　⒐啥^肌和腹直肌，脛骨前肌激活時間最晚。與P組相比，IB組脛骨前肌的激活時間顯著早，而IA組臀中肌和股二頭肌的激活時間顯著晚；IB組臀中肌、股二頭肌和脛骨前肌的激活時間顯著早于IA組（P＜0.05或P＜0.01）。

就肌肉持續(xù)工作時間而言，IB組肌肉持續(xù)工作時間最長的肌肉依次為股二頭肌、腹外斜肌和股直肌，腓腸肌外側(cè)頭持續(xù)工作時間最短；IA組持續(xù)工作時間最長的肌肉為股直肌、腹直肌和股內(nèi)側(cè)肌，腓腸肌內(nèi)側(cè)頭持續(xù)工作時間最短；P組持續(xù)工作時間最長的為臀中肌、豎脊肌和腓骨長肌，脛骨前肌持續(xù)工作時間最短。IB組的豎脊肌、臀中肌、股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、腓腸肌內(nèi)外側(cè)頭和腓骨長肌等7塊肌肉、IA組的上述6塊肌肉（除股二頭肌外）的持續(xù)工作時間顯著短于P組（P＜0.05或P＜0.01），且P組肌肉總的持續(xù)工作時間顯著長于非熟練的IB和IA組；而與IA組相比，IB組的腹外斜肌、股二頭肌和股直肌持續(xù)工作時間顯著大于IA組（P＜0.05或P＜0.01）（表9）。

表8 反向走動作中IB組、IA組和P組肌肉首次激活時間百分比（%）

表9 反向走動作中IB組、IA組和P組肌肉持續(xù)工作時間百分比（%）

3 討論

反向走作為一種新穎的、非常規(guī)的運(yùn)動方式，具有與正向走不同的動作特征。本文設(shè)置了反向走練習(xí)前組、練習(xí)后組以及熟練組三個組別，并通過對不同組別反向走步態(tài)時空參數(shù)、運(yùn)動學(xué)參數(shù)和肌肉工作特征進(jìn)行對比分析，來探討經(jīng)常進(jìn)行反向走練習(xí)（P組）與無反向走練習(xí)經(jīng)歷（IB組）的被試之間的動作差異、同一批被試（IB組和IA組）經(jīng)過6周反向走練習(xí)后的動作變化和發(fā)展特征，以及經(jīng)常進(jìn)行反向走練習(xí)（P組）和經(jīng)過6周反向走練習(xí)（IA組）的動作改善狀況，進(jìn)而闡明反向走運(yùn)動下肢的動作特征及其健身價值。

3.1 反向走練習(xí)前后運(yùn)動學(xué)特征分析

3.1.1 反向走練習(xí)前后的步態(tài)特征

就步態(tài)周期各階段時間百分比而言，對于沒有反向走鍛煉經(jīng)歷的IB組，其左右足的支撐時間較P組短，而擺動時間較P組長；經(jīng)過6周的反向走練習(xí)后，IA組的支撐中期顯著延長，擺動前期顯著變短而擺動后期顯著變長；而且IA組各指標(biāo)與P組非常接近，左右足各指標(biāo)亦呈現(xiàn)同步變化。說明反向走練習(xí)后，非熟練組的步態(tài)周期動作特征發(fā)生明顯變化，左右側(cè)足步態(tài)的時相對稱性得到改善，步態(tài)周期的支撐時相和擺動時相的分配更加合理。由此也為反向走練習(xí)在腦卒［8］等康復(fù)中的作用提供了佐證。

然而，在步態(tài)時空參數(shù)方面，IB組僅在步長、跨步長、步速和步頻等與P組有顯著性差異，即采用“邁大步”的動作方式，并且在6周練習(xí)前后各指標(biāo)無明顯變化。其原因可能為，反向走對人體來說是一種非常規(guī)的刺激，在行進(jìn)過程中需要建立與保持一個合適姿勢和身體的動態(tài)穩(wěn)定性，對于實(shí)現(xiàn)慣用的姿勢控制的感知與運(yùn)動調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說必須適應(yīng)這個新的任務(wù)與環(huán)境，但完成這樣的改變6周的時間是不夠的。

3.1.2 反向走練習(xí)前后的關(guān)節(jié)角度與角速度特征

由于IB組無反向走運(yùn)動經(jīng)驗(yàn)，其下肢各關(guān)節(jié)角度和角速度均與P組存在明顯差異。在整個步態(tài)周期中，IB組無伸髖且屈髖角度較??；膝關(guān)節(jié)始終處于屈位，其最大屈角明顯大于P組；踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動方式為背屈—跖屈—背屈，而P組則為跖屈—背屈—跖屈，且IB組踝關(guān)節(jié)的最大背屈角度明顯大于P組，最大跖屈角度卻小于P組。同樣，對于角速度，IB組的屈髖和伸髖轉(zhuǎn)換速度快；屈膝向伸膝的轉(zhuǎn)換較少；跖屈和背屈轉(zhuǎn)換速度較慢；脊柱進(jìn)行快速左右旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)幅度較大。

IB組出現(xiàn)上述動作特征原因?yàn)椋琁B組反向走動作活動方式并不熟悉，身體會以一種新的方式來組織關(guān)節(jié)的活動范圍來保證動作的完成和身體的平衡性。當(dāng)軀干過度后傾、重心后移時，勢必限制了髖關(guān)節(jié)的伸展；而膝關(guān)節(jié)可通過屈曲來有效提高步態(tài)的協(xié)調(diào)有效性，減緩重心變化，也可使擺動側(cè)肢體的垂直長度變短，有助于足在地面上廓清；踝關(guān)節(jié)保持背屈可以增加接觸面積，加之脊柱左右旋轉(zhuǎn)幅度較大，用以代償新異刺激對機(jī)體穩(wěn)定性的影響，進(jìn)而有助于保持機(jī)體的平衡。同時，IB組的這種動作特征也是機(jī)體對新異刺激所做的反饋性調(diào)整，采取了一些措施，如快速屈髖伸髖和膝關(guān)節(jié)屈曲都有利于肢體的快速擺動和抬高肢體等，這樣在預(yù)防跌倒的同時還可以使身體快速向后移動。由此可見，反向走時IB組下肢動作明顯不如P組流暢自然。

經(jīng)過6周反向走練習(xí)后，IA組下肢動作特征雖與P組還有一定差距，但其各關(guān)節(jié)角度及角速度均發(fā)生了有益的變化。即整個步態(tài)周期中，屈膝角度有所減小，脊柱左右旋轉(zhuǎn)幅度逐漸減小，髖關(guān)節(jié)的屈位逐漸發(fā)展為伸位—屈位交替、踝關(guān)節(jié)以背屈為主逐步發(fā)展為以跖屈為主等動作特征。這些變化說明隨著機(jī)體對反向走練習(xí)逐漸適應(yīng)后，新的動作模式逐步建立，完成反向走時更加科學(xué)、合理。

與正向走相比，反向走時人體各環(huán)節(jié)運(yùn)動方式發(fā)生明顯改變，同時由于下肢的解剖結(jié)構(gòu)和功能在矢狀軸上存在不對稱性，致使反向走的下肢屈伸運(yùn)動完全不同于正向走［9－12］。因而進(jìn)行反向走練習(xí)時，身體各環(huán)節(jié)就會做出很多與正向走不同的活動，這樣不僅豐富了關(guān)節(jié)的活動類型，而且還能加強(qiáng)對身體本體感覺器官的刺激，提高身體的姿勢控制能力［5］。此外，對青年人進(jìn)行反向走訓(xùn)練，尤其是在不同環(huán)境狀態(tài)（如有坡度、冰雪或凹凸不平的地面，在水中）進(jìn)行訓(xùn)練［3，13］，還有助于建立一些新的動作模式，以適應(yīng)在特殊環(huán)境中保持身體穩(wěn)定的功能需要。

3.2 反向走練習(xí)前后肌肉工作特征分析

由于環(huán)境刺激和神經(jīng)支配等因素的影響，不同個體或相同個體不同狀態(tài)時，即使完成相同的關(guān)節(jié)運(yùn)動，其肌肉的工作特征亦存在明顯差異。因此，本文中在反向走熟練組與非熟練組的練習(xí)前、后兩組之間，肌肉工作特征均存在明顯差異。

從肌肉首次激活時間來看，IB組首先動員股二頭肌、股外側(cè)肌和股直肌等運(yùn)動膝關(guān)節(jié)的肌群來啟動反向走，其次動員脛骨前肌使足背屈；而P組卻首先激活臀中肌、股二頭肌和腹直肌，在保持軀干的穩(wěn)定的同時啟動伸髖動作，其次動員腓骨長肌協(xié)助足的跖屈，最晚激活的是脛骨前肌。經(jīng)過6周反向走練習(xí)后，IA組在首先激活股直肌等伸膝肌群的同時，激活了腹直肌，其次激活了腓骨長肌，最晚激活的也是脛骨前肌。由此表明IA組的動作模式有向P組方向發(fā)展的趨勢。上述三組各肌肉激活時間差異較大，這不僅與Van Deursen［14］的研究結(jié)果類似，同時也說明無反向走練習(xí)經(jīng)歷的IB組，在進(jìn)行反向走時可能會出現(xiàn)緊張、怕跌倒等心理影響而使其肌肉首次激活時間缺少規(guī)律性。

從肌肉持續(xù)工作時間來看，P組所有肌肉總的持續(xù)工作時間明顯大于非熟練組，表明P組經(jīng)過長時間的反向走練習(xí)后，肌肉的持續(xù)工作能力明顯改善，尤其是背部和臀部的肌肉持續(xù)工作能力顯著增強(qiáng)，這樣對于維持軀干穩(wěn)定有著重要作用。人在倒退行走時，腰背部肌肉的運(yùn)動方向與正向走時相反，腹部肌肉需要相對放松而背部肌肉則應(yīng)持續(xù)收縮。本文中腰背部豎脊肌在反向走時工作時間較長，同時肩髖分離角也會呈規(guī)律性變化，說明反向走能夠長時間激活腰背部肌群，增加腰背部肌肉力量，有利于腰背部損傷的預(yù)防。同時，反向走練習(xí)還可使人體因習(xí)慣性前行而帶來脊柱的某些缺陷得到糾正，改善背部血液循環(huán)，進(jìn)而對脊柱姿態(tài)異常和損傷起到積極地預(yù)防與康復(fù)作用。這與曹利民和王良興［15－16］等研究結(jié)果一致。

本文的IB組表現(xiàn)出少數(shù)肌肉持續(xù)工作時間過長的特點(diǎn)，其中股二頭肌不僅激活時間早且持續(xù)工作時間長，這可能是由于豎脊肌收縮不足，對伸髖支持較弱，故而以股二頭肌激活進(jìn)行屈膝代償所致；而腹外斜肌長時間持續(xù)收縮，也使得IB組在反向走中脊柱回旋過于頻繁。這些特點(diǎn)皆可造成IB組反向走動作的僵硬和不流暢。而經(jīng)過6周的練習(xí)，盡管IA組所有肌肉總的持續(xù)工作時間仍然比較明顯地小于P組，但上述問題已得到顯著改進(jìn)。

有研究表明反向走練習(xí)可以提高下肢肌肉工作能力和平衡能力，并且還可以作為一種康復(fù)訓(xùn)練手段，增加行走的穩(wěn)定性，提高肌肉力量和不同肌肉之間的協(xié)調(diào)性［3，4，9，15，16］。本文中P組的臀中肌、腓骨長肌、股外側(cè)肌以及腓腸肌內(nèi)外側(cè)頭等肌肉的持續(xù)工作時間顯著大于IA和IB組，這些肌肉參與工作的時間的延長，說明下肢各環(huán)節(jié)的肌肉的持續(xù)工作能力增強(qiáng)，這樣可以帶動整個下肢運(yùn)動鏈工作能力的提升，對人體下肢的協(xié)調(diào)發(fā)力能力和平衡能力具有積極作用，也是反向走動作的合理化和自動化的表現(xiàn)。

此外，肌肉力量和整體平衡能力的不足是導(dǎo)致腰部和膝關(guān)節(jié)損傷的重要原因。從上述分析中還可以看出，反向走練習(xí)不僅僅能夠增強(qiáng)下肢的肌肉力量，改善各環(huán)節(jié)肌肉協(xié)調(diào)工作能力；而且在視覺屏蔽的情況下，反向走依然要維持同樣的變化趨勢，說明反向走還可通過增強(qiáng)其本體感覺來維持身體平衡［5，6］。因此，反向走練習(xí)亦可作為平衡能力的訓(xùn)練方法，對損傷的預(yù)防和康復(fù)有重要意義。

4 結(jié)論

對于未經(jīng)練習(xí)的情況下青年人（即非熟練組），反向走的動作特征表現(xiàn)為：步長、跨步長較大，步頻較低，但整體步速較快，即采用“邁大步”的動作方式。髖關(guān)節(jié)后伸不足，膝關(guān)節(jié)折疊過大，未表現(xiàn)出擺動腿著地后由足尖向足跟的充分滾動，且軀干的回旋無規(guī)律性特征。同時，由于豎脊肌工作不足，對伸髖支持較弱，因而以股二頭肌激活進(jìn)行屈膝代償。

6周的反向走練習(xí)首先引起環(huán)節(jié)運(yùn)動特征以及步態(tài)周期的合理化改變，但對于步長、步頻等未產(chǎn)生影響，可能是因訓(xùn)練時間較短所致。同時，豎脊肌工作有所增加，股二頭肌刻意的屈膝工作消失，肌肉工作方式與熟練組更加接近。

由于反向走是一種非常規(guī)性運(yùn)動，建議青年人經(jīng)常進(jìn)行反向走練習(xí)，特別是在不同環(huán)境狀態(tài)下進(jìn)行練習(xí)，可有助于其建立一些新的動作模式，增強(qiáng)肌肉的工作能力，以適應(yīng)在特殊環(huán)境中保持身體穩(wěn)定的功能需要。

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［責(zé)任編輯 江國平］

Effect of Backward Walk Training on the Characteristics of Lower Limb Movement of Young People

XU Yue1，GAO Yuan2
（1.Department of Sport Rehabilitation，Beijing Sport University，Beijing 100084，China；2.College of P.E.，Yanshan University，Qinghuangdao 066004，China）

This study intends to discover the effect of backward walking training on the characteristics of lower limb movement of young people.25 subjects were divided into professional group（group P）and unprofessional group.The Before Intervention Group（group IB）of latter was trained by backward walking for 6 weeks，and after the training group was named the After Intervention Group（group IA）.Recording and analyzing the reverse motion characteristic parameters of the subjects，using the paired and independent samples t test to compare the differences of the action characteristic indexes between the groups.Compared with group P，group IB's step length and stride length is larger，frequency is lower，but the overall pace is faster；hip extension is lack and knee fold is too large，there is no regular feature in trunk swing；lack of erector spine working，the biceps femoris muscle is activated to compensate of knee flexion.After the backward walk training of 6 weeks，group IA's lower extremity motor characteristics and gait cycle had reasonable change，muscle working is closer with the professional group that has indicate that the action mode of backward walking is establish preliminary，suggesting that young people should always train by backward walking.

backward walking；movement characteristics；joint angle；Surface Electromyography

G806

：A

：1007－7413（2016）06－0049－11

2016－10－05

北京體育大學(xué)自主科研課題（2012ZD006）

許岳（1991—），男，北京市人，在讀碩士。研究方向：體育保健與運(yùn)動康復(fù)。通信作者：高原（1978—），男，黑龍江大慶人，講師，博士。研究方向：運(yùn)動解剖學(xué)。