核心穩(wěn)定性相關(guān)測(cè)試對(duì)軀干等長(zhǎng)力量的預(yù)測(cè)

郭 梁, LI Li, 吳 瑛

(1. 上海體育學(xué)院 體育教育訓(xùn)練學(xué)院,上海 200438;2. 廣州體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)輔具工程技術(shù)研究中心,廣東 廣州 510500;3. 美國(guó)佐治亞南方大學(xué) 健康與人類科學(xué)學(xué)院,斯泰茨伯勒 30458)

核心穩(wěn)定性(core stability，CS)是當(dāng)前學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者致力于該領(lǐng)域的研究[1-8]，但不同學(xué)者采用的定義和測(cè)量方法不同。例如：Panjabi等[9]認(rèn)為，CS是“穩(wěn)定整個(gè)人體系統(tǒng)，保持椎間中部區(qū)域在其生理極限范圍內(nèi)的能力”；Kibler等[4]將CS定義為“在一個(gè)完整的動(dòng)力鏈中，為保證將速度和力量最高效率地產(chǎn)生、傳遞、控制至四肢末端，所應(yīng)具備的控制軀干姿態(tài)和平衡的能力”。定義的不統(tǒng)一導(dǎo)致了其測(cè)量方法的多樣性，Waldhelm等[10]總結(jié)了34種常用的CS測(cè)量方法。

CS定義及其測(cè)量方法的多樣性導(dǎo)致了研究結(jié)論的不一致。例如：Prieske等[5]認(rèn)為受試者在CS訓(xùn)練(肩橋、側(cè)橋、平板支撐等)后短跑等運(yùn)動(dòng)能力顯著提高；Stanton等[11]則認(rèn)為受試者在CS訓(xùn)練干預(yù)(俄羅斯轉(zhuǎn)體、仰臥側(cè)滾、仰臥腿橋等)后跑的能力并未得到顯著提高，并認(rèn)為運(yùn)動(dòng)的特異性應(yīng)該被充分考慮。盡管越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)識(shí)到CS測(cè)量方法不一致帶來(lái)了諸多問(wèn)題[1,4]，但目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)CS測(cè)量方法的研究并不多，且研究人員未厘清各類CS測(cè)試之間的關(guān)系。

為了探究不同CS測(cè)試之間的關(guān)系，筆者將CS分為力量、耐力、柔韌性、平衡能力和功能性5個(gè)方面[10,12-13]，選擇了軀干等長(zhǎng)力量(trunk isometric strength,TIS)測(cè)試、軀干伸肌耐力(extensor endurance,EE)測(cè)試、軀干屈伸活動(dòng)范圍(trunk flexion and extension，TFE)測(cè)試、優(yōu)勢(shì)側(cè)單腿站立 (dominant leg standing,DLS) 測(cè)試、優(yōu)勢(shì)側(cè)單腿跳遠(yuǎn)(dominant leg hop,DLH)測(cè)試，分別反映CS的力量、耐力、柔韌性、平衡能力和功能性。上述5類測(cè)試基本涵蓋了前人使用的所有CS測(cè)試方法。此外，筆者還對(duì)TS測(cè)試和其他4項(xiàng)CS測(cè)試之間的關(guān)系進(jìn)行研究，初步探究CS內(nèi)部指標(biāo)之間的關(guān)系，為全面而準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)CS提供理論依據(jù)。

5項(xiàng)核心穩(wěn)定性相關(guān)測(cè)試(CSRM)都反映的是核心部位的能力，參與工作的核心肌肉組成大致相同，所以筆者假設(shè)軀干等長(zhǎng)力量測(cè)試與其他4項(xiàng)CSRM之間存在顯著性相關(guān)關(guān)系，并且CSRM通過(guò)多元線性回歸方程預(yù)測(cè)軀干等長(zhǎng)力量(TIS)。軀干力量是體育和醫(yī)學(xué)康復(fù)領(lǐng)域常用的反映人體核心穩(wěn)定性的指標(biāo)，基于等動(dòng)測(cè)試儀的軀干力量測(cè)試是公認(rèn)的反映軀干力量的金標(biāo)準(zhǔn)[14]，但是其測(cè)試方法相對(duì)比較復(fù)雜，測(cè)試費(fèi)用相對(duì)較高。相對(duì)于復(fù)雜的、價(jià)格昂貴的軀干力量測(cè)試，簡(jiǎn)單的CSRM具有一定的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究方法

1.1研究對(duì)象與測(cè)試者在美國(guó)某大學(xué)招募20名符合條件的大學(xué)生作為研究對(duì)象，納入標(biāo)準(zhǔn)為：過(guò)去2年有規(guī)律運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，無(wú)專業(yè)下肢力量訓(xùn)練經(jīng)歷，也無(wú)下肢或腰部損傷史。20名受試者包括7名男性和13名女性，均為右側(cè)優(yōu)勢(shì)腿，平均身高為(1.72±0.02) m，平均體質(zhì)量為(75.8±3.5) kg，平均年齡為(22.1±0.2)歲。本文經(jīng)過(guò)美國(guó)某大學(xué)倫理委員會(huì)認(rèn)證。測(cè)試前，所有受試者簽訂知情同意書(shū)。

1.2測(cè)試流程測(cè)試項(xiàng)目包括以上提及的5類核心穩(wěn)定性相關(guān)測(cè)試(TFE、DLS、DLH、EE、TIS)。所有的TIS均在同一臺(tái)等動(dòng)肌力測(cè)試儀(Biodex Medical Systems,Shirley,NY,USA)上進(jìn)行。整個(gè)測(cè)試持續(xù)2 h左右，首先記錄受試者的年齡，測(cè)試其身高和體質(zhì)量，然后給每位受試者一個(gè)編碼代表其身份，以保護(hù)受試者的隱私。測(cè)試開(kāi)始前，要求每位受試者跟隨視頻進(jìn)行5 min的熱身練習(xí)。熱身練習(xí)主要包括10個(gè)動(dòng)作，使受試者身體進(jìn)入最佳狀態(tài)。測(cè)試結(jié)束后，要求每位受試者跟隨視頻進(jìn)行整理運(yùn)動(dòng)，以防止肌肉酸痛的發(fā)生。

1.3核心穩(wěn)定性測(cè)試

1.3.1 TFE測(cè)試 采用TFE測(cè)試3種不同身體姿態(tài)下受試者第7頸椎(C7)和第一骶椎(S1)之間的距離[12]。測(cè)試前，受試者脫下鞋子，光腳平穩(wěn)地站立在地面上，雙腳與肩同寬。測(cè)試者使用彩筆標(biāo)記C7和S1的體表位置。測(cè)量的第1個(gè)位置是受試者保持中立位站立，雙腳與肩同寬，雙手自然下垂并置于身體兩側(cè)；第2個(gè)位置是受試者保持骨盆穩(wěn)定，軀干盡力向前彎曲至最大位置；第3個(gè)位置是受試者保持骨盆穩(wěn)定，雙眼保持注視前方，軀干盡力向后伸至最大位置。軀干最大前屈的C7/S1距離減去中立位的C7/S1距離記為T(mén)F，軀干最大后伸的C7/S1距離減去中立位的C7/S1距離記為T(mén)E，TFE=TF+TE。

1.3.2 DLS測(cè)試 DLS測(cè)試時(shí)受試者優(yōu)勢(shì)側(cè)腿站立，抬高另外一側(cè)腿至膝關(guān)節(jié)彎曲90°，髖關(guān)節(jié)伸直，兩下肢不相互接觸，前臂于胸前交叉，雙手放在對(duì)側(cè)肩上，閉上雙眼，測(cè)試開(kāi)始[15]。當(dāng)受試者出現(xiàn)以下?tīng)顩r中的任意一個(gè)時(shí)結(jié)束測(cè)試：①雙手胸前交叉失敗；②抬起的腳接觸地面；③依靠支撐腳移動(dòng)來(lái)維持平衡；④眼睛睜開(kāi)；⑤時(shí)間超過(guò)45 s。測(cè)試3次，取最長(zhǎng)時(shí)間作為受試者的最后成績(jī)。

1.3.3 DLH測(cè)試 DLH測(cè)試時(shí)受試者優(yōu)勢(shì)側(cè)單腿站立，盡最大努力向前跳出，落地時(shí)仍然保持優(yōu)勢(shì)側(cè)單腿站立，并維持平衡2 s以上[16]。測(cè)量跳躍前腳尖至跳躍后腳尖之間的距離，并將其作為跳遠(yuǎn)成績(jī)。每位受試者跳3次，取最好成績(jī)。

1.3.4 EE測(cè)試 EE測(cè)試前，受試者俯臥在一個(gè)箱子上，髂前上棘置于箱子邊緣，測(cè)試者用雙手將受試者的雙腳固定在箱子上[17]。測(cè)試開(kāi)始時(shí)，受試者上身騰空與地面平行，前臂于胸前交叉，雙手置于對(duì)側(cè)肩上，上臂垂直于地面，受試者盡最大努力保持該姿勢(shì)。當(dāng)受試者上身失去水平位置，或肘關(guān)節(jié)接觸到地面時(shí)停止計(jì)時(shí)。測(cè)試者每隔10 s被給予一次語(yǔ)言鼓勵(lì)，測(cè)試受試者能堅(jiān)持的最長(zhǎng)時(shí)間。

1.3.5 TIS測(cè)試 用綁帶將受試者固定在座椅上，雙腳踏在踏板上，雙手于胸前交叉，軀干成為唯一能活動(dòng)的身體環(huán)節(jié)。腰骶關(guān)節(jié)的中心線與等動(dòng)測(cè)試儀動(dòng)力頭的旋轉(zhuǎn)中心線對(duì)齊，該中心線位于髂嵴以下3.5 cm[18]。通過(guò)調(diào)整腳的位置使膝關(guān)節(jié)屈曲120°，等動(dòng)測(cè)試儀測(cè)試座椅采用“半站立”模式，受試者雙腳固定在踏板上。測(cè)試時(shí)，受試者坐在座椅上，軀干垂直于地面的位置定義為90°，向后伸30°為120°，向前屈30°為60°。每組間隔60 s。測(cè)試前，受試者應(yīng)充分休息，以保證每組以個(gè)人最好成績(jī)完成。受試者不舒服時(shí)可以按下手邊的紅色按鈕隨時(shí)停止測(cè)試。測(cè)試正式開(kāi)始之前，受試者會(huì)以次最大強(qiáng)度練習(xí)一組。用每組測(cè)試的等動(dòng)測(cè)試儀力矩峰值反映受試者的最大軀干等長(zhǎng)力量。

1.4統(tǒng)計(jì)分析所有數(shù)據(jù)采用SPSS (SPSS version 23.0,IBM Corporation,Armonk,NY,USA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(Mean±SE)的形式表示。用Pearson相關(guān)系數(shù)反映TIS和CSRM之間的關(guān)系；配對(duì)t檢驗(yàn)用來(lái)對(duì)比相同角度位置、不同方向的軀干等長(zhǎng)力矩峰值的差異性。多元線性回歸用來(lái)預(yù)測(cè)軀干等長(zhǎng)力矩峰值，以反映TIS和CSRM之間的相關(guān)關(guān)系。TIS作為因變量，CSRM作為自變量，采用逐步回歸法進(jìn)行多元線性回歸，顯著性水平設(shè)為P≤0.05。

2 測(cè)試結(jié)果

表1顯示，3種角度條件下的軀干伸肌等長(zhǎng)力矩峰值都大于屈肌，具有顯著性差異(P<0.01)。

表1 CSRM的統(tǒng)計(jì)結(jié)果(n=20)

注：A60、A90、A120分別表示等動(dòng)訓(xùn)練儀在60°、90°、120°位置時(shí)，體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化后的軀干后伸等長(zhǎng)力矩峰值；T60、T90、T120分別表示等動(dòng)訓(xùn)練儀在60°、90°、120°位置時(shí)，體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化后的軀干前屈等長(zhǎng)力矩峰值；**表示P<0.01，即與相同速度或角度條件下的相反力矩方向進(jìn)行對(duì)比具有顯著性差異；DLH/H是指身高標(biāo)準(zhǔn)化后的DLH值

表2顯示：TFE與A60(P<0.01)、A90(P<0.01)、A120(P<0.01)、T120(P<0.01)具有顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系；DLH/H與A60(P<0.01)、T60(P<0.05)、A90(P<0.05)、T90(P<0.01)、A120(P<0.05)、T120(P<0.01)具有顯著性相關(guān)關(guān)系，EE與T60(P<0.05)具有顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系。DLS與所有的TIS都不具有顯著性相關(guān)關(guān)系。

表2 CSRM與TIS的Pearson相關(guān)分析結(jié)果(n=20)

注：*表示P<0.05，**表示P<0.01

表3顯示了通過(guò)多元線性回歸建立的TIS預(yù)測(cè)方程及相關(guān)參數(shù)。本文涉及的所有軀干等長(zhǎng)力矩峰值均可通過(guò)CSRM進(jìn)行預(yù)測(cè)。軀干伸肌等長(zhǎng)力矩峰值(A60、A90、A120)的預(yù)測(cè)方程中只有TFE，而在軀干屈肌等長(zhǎng)力矩峰值的預(yù)測(cè)方程中，T120的自變量有DLH/H和TFE，T60和T90的自變量只有DLH/H。隨著軀干角度的增加，軀干等長(zhǎng)力矩峰值預(yù)測(cè)方程的決定系數(shù)R2表現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì)。

表3 采用多元線性回歸法建立的軀干等長(zhǎng)力量預(yù)測(cè)方程及相關(guān)參數(shù)

表4顯示，隨著軀干角度增加，相關(guān)系數(shù)有逐漸增大的趨勢(shì)，P值均小于0.05。

表4 TIS實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的Pearson相關(guān)分析結(jié)果(n=20)

3 討論

筆者選擇了5類能全面評(píng)估CS的測(cè)試方法[12-13]，對(duì)4項(xiàng)CSRM與TIS之間的關(guān)系進(jìn)行研究，結(jié)果表明：TFE與A60、A90、A120、T120具有顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系，DLH與A60、T60、A90、T90、A120和T120具有顯著性相關(guān)關(guān)系。建立了TIS的預(yù)測(cè)方程，認(rèn)為T(mén)FE和DLH是預(yù)測(cè)TIS的有效指標(biāo)。隨著軀干角度增加，TFE、DLH與TIS的共享變異度有逐漸增大的趨勢(shì)，TFE、DLH與TIS的相關(guān)程度具有環(huán)節(jié)位置特異性。

CS是當(dāng)前學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，CS訓(xùn)練在競(jìng)技體育、大眾健身和康復(fù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[4]，眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者致力于該領(lǐng)域的研究[1-7]，但CS的概念并不統(tǒng)一， Panjabi[19]、Kibler等[4]、Roth等[20]、Willson等[21]等在不同領(lǐng)域、從不同角度對(duì)CS進(jìn)行了定義，但CS測(cè)試目前暫無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[22-23]。盡管越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)識(shí)到CS測(cè)量方法不統(tǒng)一帶來(lái)了諸多問(wèn)題[1,4]，但目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)CS測(cè)量方法的研究并不多，各類CS測(cè)試之間的關(guān)系并不清楚。為了探索不同CS測(cè)試之間的關(guān)系，筆者將CS定義為人體穩(wěn)定其核心的能力，是人體各種能力，包括力量、耐力、柔韌性、平衡能力和功能性等[10,13]，在其核心部位的集中表現(xiàn)。筆者選擇的CSRM測(cè)試都是前人常用的測(cè)試方法，都是可靠的[10]。

目前，已有很多基于等速測(cè)試儀進(jìn)行軀干力量測(cè)試方面的研究。Granacher等[24]發(fā)現(xiàn)軀干伸肌等長(zhǎng)力矩峰值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于屈肌。Smith等[25]研究了等長(zhǎng)和等動(dòng)條件下的軀干屈伸力量，發(fā)現(xiàn)軀干屈伸力矩比低于1…1.1。軀干肌肉產(chǎn)生的力矩隨著運(yùn)動(dòng)速度和軀干角度位置的改變而改變，軀干伸肌的力量要高于屈肌，比例取決于軀干的位置[26]。本文的研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果相似，3種位置角度的軀干伸肌等長(zhǎng)力矩峰值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于屈肌(P<0.01)，這與人體的解剖結(jié)構(gòu)和動(dòng)作習(xí)慣有關(guān)[14,25]。人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，軀干前屈動(dòng)作可借助一定的重力作用，而后伸則要克服人體重力，導(dǎo)致軀干伸肌運(yùn)動(dòng)的負(fù)荷高于屈肌，其力量適應(yīng)性增加得也更多。而且本文受試者在進(jìn)行軀干力量測(cè)試時(shí)，雙腳踩在一個(gè)踏板上，軀干伸肌力量測(cè)試時(shí)可借助腳踏板發(fā)力，這可能會(huì)導(dǎo)致屈伸力矩差異更大。

關(guān)于TIS和CSRM之間的關(guān)系，Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示：EE與T60具有顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系。EE反映的是軀干背肌(伸肌)耐力，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)中將“耐力”定義為有機(jī)體堅(jiān)持長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)的能力[27]。本文采用軀干背肌堅(jiān)持等長(zhǎng)收縮克服人體重力的最長(zhǎng)時(shí)間反映核心耐力。T60反映的是較小軀干角度下的軀干屈肌等長(zhǎng)收縮力量(爆發(fā)力)。在人體素質(zhì)構(gòu)成中，耐力和爆發(fā)力是一對(duì)矛盾體。通常而言，爆發(fā)力比較好的人，耐力素質(zhì)相對(duì)會(huì)比較差，這是由人體肌纖維類型構(gòu)成比例、代謝供能方式等多方面的原因造成的[28-29]，這可能是導(dǎo)致2項(xiàng)指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系的原因之一。

TFE與A60、A90、A120、T120具有顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系，DLH/H與A60、T60、A90、T90、A120和T120具有顯著性相關(guān)關(guān)系。為了進(jìn)一步探究TIS和CSRM之間的關(guān)系，本文通過(guò)多元線性回歸法建立了TIS的預(yù)測(cè)方程，TIS均可通過(guò)TFE和DLH/H進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)回代實(shí)驗(yàn)對(duì)方程進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果顯示：TIS實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值具有顯著性相關(guān)關(guān)系。隨著軀干角度增加，TIS被解釋的百分比有逐漸增大的趨勢(shì)，回代實(shí)驗(yàn)中實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)也表現(xiàn)出了這樣的趨勢(shì)。這可能是因?yàn)殡S著軀干角度增加，人體姿勢(shì)更接近于站立時(shí)的姿勢(shì)，其動(dòng)作的結(jié)構(gòu)和形式與TFE、DLH測(cè)試更接近[28]，從而導(dǎo)致指標(biāo)間有更多的共性，所以TFE、DLH與TIS的相關(guān)程度具有環(huán)節(jié)位置特異性，這提示：在核心力量訓(xùn)練時(shí)應(yīng)特別關(guān)注運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)間的位置關(guān)系，以便進(jìn)行高效率的核心力量訓(xùn)練。

軀干伸肌等長(zhǎng)力矩峰值(A60、A90、A120)的預(yù)測(cè)方程自變量只有TFE，而且兩者是負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明過(guò)高的軀干屈伸活動(dòng)范圍可能會(huì)降低軀干伸肌等長(zhǎng)力量。關(guān)于軀干柔韌性與軀干力量的關(guān)系，前人大多采用柔韌性或力量訓(xùn)練對(duì)受試者進(jìn)行干預(yù)，然后觀察軀干柔韌性或力量的變化[30-31]，而直接研究個(gè)體內(nèi)軀干柔韌性和力量相互關(guān)系的報(bào)道并不多，但過(guò)高的關(guān)節(jié)柔韌性會(huì)影響關(guān)節(jié)力量則是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練界的共識(shí)[27]。本文的研究結(jié)論也強(qiáng)調(diào)了人體核心力量與核心柔韌性的負(fù)相關(guān)關(guān)系。建議在核心訓(xùn)練時(shí)，應(yīng)科學(xué)地安排核心力量與核心柔韌練習(xí)的比例，以提高訓(xùn)練效果。

DLH/H與軀干伸肌等長(zhǎng)力矩峰值具有顯著性相關(guān)關(guān)系。人體進(jìn)行跳躍時(shí)，下肢髖、膝、踝三關(guān)節(jié)伸肌力矩是決定跳躍能力的直接因素[32]。筆者在TIS中設(shè)計(jì)的軀干后伸動(dòng)作與DLH測(cè)試的髖關(guān)節(jié)后伸動(dòng)作相似，參與工作的主要肌肉群也大致相同，這可能是導(dǎo)致DLH/H與軀干伸肌等長(zhǎng)力矩峰值具有顯著性相關(guān)關(guān)系的原因。DLH/H與軀干屈肌等長(zhǎng)力矩峰值也具有顯著性相關(guān)關(guān)系，并且軀干屈肌等長(zhǎng)力矩峰值(T60、T90、T120)的預(yù)測(cè)方程中都含有DLH/H。查閱相關(guān)文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，王艷玲[33]認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員平衡能力與軀干屈肌力矩具有顯著性相關(guān)關(guān)系。在DLH測(cè)試時(shí)要求受試者單腿起跳，并且落地后維持平衡2 s以上，單腿起跳動(dòng)作和落地后的維持平衡動(dòng)作都需要軀干屈肌進(jìn)行一定的核心動(dòng)作維持平衡，這可能是導(dǎo)致DLH/H與軀干屈肌等長(zhǎng)力矩峰值共享變異度較高的原因。總之，DLH與所有TIS都具有顯著性相關(guān)關(guān)系，TFE與軀干伸肌等長(zhǎng)力量具有顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系。多元線性回歸分析顯示，TFE和DLH可以預(yù)測(cè)TIS。

4 結(jié)論與建議

TFE和DLH是預(yù)測(cè)軀干等長(zhǎng)力量的有效指標(biāo)，在體育和醫(yī)學(xué)康復(fù)領(lǐng)域可以作為評(píng)估個(gè)體軀干等長(zhǎng)力量的簡(jiǎn)易測(cè)試方法。TFE、DLH與TIS的共享變異度具有環(huán)節(jié)位置特異性。建議在核心力量訓(xùn)練時(shí)，應(yīng)特別注意運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)間的位置關(guān)系，以提高核心力量訓(xùn)練的效率。