等速肌力測試在軀干核心肌群中的應(yīng)用進(jìn)展

杜東，尹瑞雪，何任紅，范建中

南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，廣東廣州市510515

等速肌力測試是一種客觀評價和優(yōu)化肌肉各項量化指標(biāo)的先進(jìn)技術(shù)，具有較高的信度和效度[1]，在全范圍關(guān)節(jié)運動過程中可使任何一點肌肉的活動均承受最大的阻力[2]，測出的數(shù)值具有客觀性、安全性和可重復(fù)性的特點。等速測試設(shè)備在恒定的速度下提供一種順應(yīng)性阻力，使得等速收縮同時具備等張收縮和等長收縮的部分優(yōu)點，對臨床醫(yī)學(xué)和運動醫(yī)學(xué)都具有重要價值。

軀干核心肌群是人體重要的運動肌群，主要功能為屈伸和旋轉(zhuǎn)軀干，維持身體的動靜態(tài)平衡，同時對脊柱的穩(wěn)定也起到至關(guān)重要的作用。但因軀干運動參與肌群的復(fù)雜性，軀干力學(xué)測量也無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，給軀干肌群和核心肌群的研究帶來很多困難。

近年來，等速肌力測試系統(tǒng)應(yīng)用于軀干肌定性和定量評價，并拓展到很多領(lǐng)域。本文就等速肌力測試在軀干核心肌群的應(yīng)用研究進(jìn)行綜述。

1 應(yīng)用范圍

1.1 慢性腰痛

慢性腰痛是一組以下背、腰骶和臀部疼痛為主要癥狀的綜合征[3]。軀干肌群和核心肌群對下背部和腰骶的穩(wěn)定起到至關(guān)重要的作用。腰痛發(fā)作時，軀干肌群和核心肌群肌肉指標(biāo)的變化有明顯的臨床意義。

Bernard等[4]指出，青少年腰痛時軀干肌表現(xiàn)為在軀干屈伸運動中，伸肌減弱，屈肌增強。雖然在等速肌力測試時具有統(tǒng)計學(xué)差異，但在訓(xùn)練方面卻無明確效果。Sertpoyraz等[5]對慢性腰痛患者的等速肌力訓(xùn)練和標(biāo)準(zhǔn)運動訓(xùn)練進(jìn)行一項隨機(jī)對照研究，通過比較發(fā)現(xiàn)，等速肌力訓(xùn)練與常規(guī)的軀干肌群訓(xùn)練在腰痛方面具有同等的療效，未顯示出統(tǒng)計學(xué)差異。認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)的鍛煉計劃很容易實施，且成本很低，建議為鍛煉的首選。

在軀干肌群的耐力方面，等速肌力測試可測得靜態(tài)耐力(等長收縮)和動態(tài)耐力(等速收縮)。張德輝等[6]對青年慢性腰痛患者腰背肌耐力的研究發(fā)現(xiàn)，患者存在明顯的腰背肌靜態(tài)耐力下降，而動態(tài)耐力測試結(jié)果與正常組無顯著性差異，說明慢性腰痛與青年的腰背肌靜力收縮關(guān)系密切，與動態(tài)收縮關(guān)系不密切。這與國外的一些報道不一致[7]?？赡苁菢颖玖坎煌斐傻恼`差，有待進(jìn)一步確定。

1.2 中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病

軀干肌群和核心肌群對于腦卒中后偏癱患者的平衡和步行能力起到至關(guān)重要的作用[8]。運用等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)對偏癱患者的軀干肌群和核心肌群進(jìn)行系統(tǒng)的訓(xùn)練，有助于提高平衡和步行能力。Quintino等[9]對腦卒中偏癱患者的軀干屈伸進(jìn)行對比研究，恢復(fù)期腦卒中患者與匹配的健康受試者相比，軀干所有的肌肉指標(biāo)都要低很多。

目前國內(nèi)等速肌力訓(xùn)練對腦卒中等中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床使用范圍主要集中于軀干和下肢大肌群。沈雅萍等[10]的研究表明，強化軀干肌等速訓(xùn)練對提高腦卒中偏癱患者步行能力具有顯著促進(jìn)作用。王中莉等[11]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，強化腦卒中偏癱患者軀干核心肌力，優(yōu)化軀干肌群間協(xié)調(diào)能力，能夠糾正異常步態(tài)，提高步行能力。另外，姜璧珺等[12]對下肢步行中的關(guān)鍵部位進(jìn)行單獨訓(xùn)練，如膝關(guān)節(jié)過伸、踝背屈肌痙攣[13]等，均取得顯著效果。鐘裕等[14]將180例老年腦卒中康復(fù)期偏癱患者隨機(jī)分為觀察組(等速訓(xùn)練組)和對照組，訓(xùn)練6周后評定兩組步行能力，結(jié)果顯示，偏癱側(cè)峰力矩和日常生活活動能力等方面，觀察組顯著優(yōu)于對照組。與一般常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練相比，等速肌力訓(xùn)練模式對老年腦卒中偏癱患者更加有效。

1.3 運動醫(yī)學(xué)

等速肌力測試可在運動醫(yī)學(xué)中應(yīng)用于軀干肌和核心肌群的研究。目前研究分為兩個部分：運動員軀干肌指標(biāo)測定和非運動員健康人群的等速訓(xùn)練。

1.3.1 運動員軀干肌指標(biāo)測定

運動員的軀干肌指標(biāo)測定目的在于客觀地量化每一位運動員的肌肉水平。為進(jìn)一步確定等速肌力測試的信度和效度[1]，Müller等[15]對青少年運動員肌肉各項指標(biāo)的最大值進(jìn)行重復(fù)測量，結(jié)果顯示，具有很高信度和效度。比較常用的指標(biāo)有峰力矩、峰力矩角度、總功和力矩/總功比等。這些指標(biāo)某種程度上可以推測或預(yù)判運動員的潛力，在運動醫(yī)學(xué)中具有重要意義。

1.3.2 非運動員健康人群的等速訓(xùn)練

健康人群的軀干肌力量訓(xùn)練佐證了等速肌力訓(xùn)練的有效性。劉夏等[16]的研究結(jié)果顯示，等速訓(xùn)練組軀干肌的很多指標(biāo)較對照組明顯提高。也有一小部分研究顯示無統(tǒng)計學(xué)差異。

2 研究內(nèi)容

2.1 軀干運動

2.1.1 屈伸

軀干屈伸運動是人們在生活中需要經(jīng)常使用的一個運動，對于屈伸的研究意義在于通過評估屈伸運動的肌力、耐力和不同角度下的應(yīng)力情況[17]，推測脊柱最易受損的角度。Ben等[18]對高水平運動員等速向心屈伸的峰力矩和做功進(jìn)行分析，并與非運動員對照組進(jìn)行比較。在60°/s和90°/s的角速度下，運動員組的峰力矩明顯高于非運動員組；在90°/s和120°/s的角速度下，運動員的做功(耐力)明顯高于非運動組。

2.1.2 旋轉(zhuǎn)

軀干肌群旋轉(zhuǎn)運動涉及的肌肉和肌群為豎脊肌、背闊肌、腹內(nèi)斜肌和腹外斜肌等。這些肌群的力量大小和平衡情況決定了軀干旋轉(zhuǎn)運動的完成情況。

軀干肌群的力量大小常用峰力矩和總功來衡量，軀干的平衡情況常使用左右旋轉(zhuǎn)的峰力矩和總功對比來參考。Bae等[19]對韓國51名專業(yè)高爾夫運動員進(jìn)行軀干旋轉(zhuǎn)等速測試，結(jié)果顯示，這些運動員擊球常用旋轉(zhuǎn)方向上的峰力矩和總功都明顯高于非常用方向，并且在60°/s的情況下明顯高于健康成人對照組。另外，F(xiàn)an等[20]在對軀干旋轉(zhuǎn)進(jìn)行等速研究的同時，結(jié)合表面肌電技術(shù)對背闊肌、腹內(nèi)斜肌和腹外斜肌進(jìn)行生物肌電信號收集，更加完整地描述了軀干旋轉(zhuǎn)肌的平衡和康復(fù)訓(xùn)練效果。

2.2 收縮模式

軀干肌群的收縮模式可選用等速向心收縮、等速離心收縮和等長收縮。

等速向心收縮和離心收縮屬于動態(tài)等速收縮，而等長收縮屬于肌肉靜態(tài)收縮。同一肌肉在不同收縮模式下，等速測試結(jié)果也不盡相同。Huang等[21]單獨對軀干屈肌的肌力進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，離心收縮峰力矩范圍為211～218 N·m；向心收縮峰力矩范圍為66～140 N·m；靜力收縮(等長收縮)峰力矩范圍為80～172 N·m。單從數(shù)值上看，軀干等速離心收縮的峰力矩最大，這與許多研究結(jié)果一致。

孔令筠[22]的研究表明，軀干屈肌在不同的等速運動方式下，離心-離心等速運動方式明顯高于向心-向心等速運動方式，而兩種運動方式在軀干伸肌方面無明顯差異。

在訓(xùn)練方面，向心收縮和離心收縮對軀干肌群的效果是否相同，還有待研究。

2.3 角速度

在軀干肌等速測試中，恒定的等速收縮速度由研究人員通過機(jī)頭控制。在屈伸和旋轉(zhuǎn)運動模式中，等速肌力測試常選用30°/s、60°/s、90°/s和 120°/s的角速度進(jìn)行分組對比研究[18,20]。而Roth等[23]采用的是150°/s甚至更大的角速度。

許多研究認(rèn)為，低速運動產(chǎn)生的峰力矩更高，隨著速度的增加，峰力矩逐漸減少[20,24]。這可能是由于低速時肌肉收縮使肌纖維產(chǎn)生最大程度的募集，從而表現(xiàn)出更高的峰力矩。

對于不同層次的核心肌群訓(xùn)練，劉業(yè)鵬等[25]認(rèn)為，人體骶脊肌中慢肌纖維(Ⅰ型肌纖維)的截面積均較快肌纖維(Ⅱ型肌纖維)大，而腹肌中均勻分布著慢肌纖維。在等速測試中，軀干的快速運動主要募集Ⅱ型肌纖維。若訓(xùn)練腹部核心肌群，建議使用較高角速度；若訓(xùn)練腰背核心肌群，建議使用較低角速度。

等速肌力訓(xùn)練是參與同一運動所有肌群協(xié)同收縮完成的訓(xùn)練，目前還無法精確地觀察到核心肌群不同層面的影響。結(jié)合表面肌電技術(shù)可以對肌肉進(jìn)行更加細(xì)致的研究，對深部肌群的單獨測試還有待于發(fā)展。

2.4 強度

在等速肌力測試中，由于受試者緊張、對測試設(shè)備不熟悉等，單次最大收縮誤差較大，需要取一定次數(shù)的平均值進(jìn)行分析。還要合理分配體力和每組之間的休息時間，使每一組次測試都在肌肉最佳狀態(tài)下完成。

Barczyk-Pawelec等[24]在研究青少年腰背肌力時，讓受試者在60°/s的角速度下重復(fù)5次，休息3 min后，在120°/s的角速度下重復(fù)10次。很早以前，就有人提出慢速測試，一般重復(fù)5次即可。而快速測試要重復(fù)10次，甚至15次。

3 展望

等速肌力測試系統(tǒng)可精確地測出軀干肌群和核心肌群的客觀量化數(shù)據(jù)，分析爆發(fā)力(峰力矩)、耐力(峰力矩下降曲線)和屈肌與伸肌比值等力學(xué)指標(biāo)。另外，運用最新技術(shù)還可以得到一些傳統(tǒng)上無法量化的指標(biāo)，如將最大力矩加速時間精確到毫秒。最大力矩加速時間某種程度上可反映軀干肌的反應(yīng)能力、爆發(fā)力和收縮強度等，在一些對軀干肌群要求很高的競技體育運動等項目中具有重要意義。目前這方面鮮有報道。等速肌力測試還可以結(jié)合其他技術(shù)進(jìn)行同步研究，如表面肌電和超聲等。

等速肌力測試對軀干肌群和核心肌群的量化和評定具有重要意義，但是目前的研究還有很多盲區(qū)。