深層肌肉振動對緩解小腿三頭肌運動性疲勞的即刻效應

鄭鑫鑫，劉佳琦，盧 茜，李 敏，楊天祎，雷思藝，王 慧

（中日友好醫(yī)院 康復醫(yī)學科，北京 100029）

小腿三頭肌包括腓腸肌和比目魚肌。肌構(gòu)筑與肌功能密切相關(guān)[1]，比目魚肌是維持姿勢平衡的主要肌，腓腸肌只有在運動需要更多的力量和速度時才會參與。小腿三頭肌疲勞可造成肢體在整個活動中的穩(wěn)定性下降。以步行為例，由支撐末期過渡到擺動前期時小腿三頭肌是主動肌，同時也是該側(cè)肢體邁步的“推動力”，小腿三頭肌疲勞可使足蹬離地面不充分，從而增加跌倒的風險[2]。深層肌肉振動儀（deep muscle stimulator，DMS）是通過對深層肌肉組織進行振動和擊打，以緩解肌肉緊張和疲勞，從而促進肌肉功能的恢復。目前有關(guān)DMS緩解小腿三頭肌疲勞的作用尚無報道，本文通過使用DMS對小腿三頭肌進行干預，探討其對緩解肌肉疲勞的即刻效應。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2018年10月～12月在中日友好醫(yī)院康復醫(yī)學科學習及工作的30歲以下的成年女性14例。

入組標準:①年齡＜30歲，身體健康、無心腦血管及神經(jīng)系統(tǒng)疾病；②無肌肉損傷或疼痛；③實驗前近2周無劇烈運動；④能配合評估并接受干預。

排除標準:①測試腿有骨折史；②下肢放射痛。實驗前告知研究對象即將接受的試驗方法、注意事項、試驗后有可能出現(xiàn)的不適感覺，征得其理解并簽署知情同意書。本研究得到中日友好醫(yī)院倫理委員會批準。

采用隨機列表法將上述研究對象分為觀察組和對照組。2組研究對象的基本情況見表1，2組基線資料均無顯著差異（均P＞0.05）。

1.2 方法

1.2.1 等速測試

測試儀器采用美國BIODEX等速肌力評估訓練系統(tǒng)SYSTEM 5。采取踝關(guān)節(jié)等速肌力測試標準體位進行測試:坐位，雙手交叉抱于胸前，軀干略后傾，與髖關(guān)節(jié)夾角100°～120°，膝關(guān)節(jié)屈曲90°～100°，踝關(guān)節(jié)中立位，等速旋轉(zhuǎn)軸通過距骨、腓骨外側(cè)髁，略低于脛骨內(nèi)側(cè)髁。

1.2.2 小腿三頭肌疲勞的誘導

表1 2組研究對象的基線資料比較（±s）

表1 2組研究對象的基線資料比較（±s）

觀察組（n=7）對照組（n=7）年齡（歲）25.9±3.6 25.1±4.6身高（cm）163.7±4.6 162.4±4.0體重（kg）55.1±7.9 57±7.3 BMI（%）20.8±3.8 21.6±2.5

采用小腿三頭肌力竭實驗[3]，實驗如下:起始位置:標準體位下設置踝關(guān)節(jié)全范圍關(guān)節(jié)活動，起始位置為踝關(guān)節(jié)最大背伸位，跖屈角速度180°/s[4，5]，背伸角速度為60°/s。

動作過程:從起始位置開始，進行全范圍踝關(guān)節(jié)反復運動，囑受試者盡最大努力，跖屈到設置活動范圍末端時繼續(xù)跖屈，激發(fā)踝關(guān)節(jié)背伸，在踝關(guān)節(jié)被動背伸時受試者抵抗此運動。實驗人員參考峰值力矩和變移參數(shù)監(jiān)測受試者用力情況。

結(jié)束誘導標準:受試者力竭，不能堅持運動，測試者結(jié)合峰值力矩、最大做功，兩者當前實時數(shù)據(jù)至少下降為初始數(shù)值的50%時方可停止。

疲勞誘導實驗前，參與者進行簡單熱身活動:跑臺慢走 3min，速度為2.5～3km/h。

1.3 干預方法

DMS觀察組方法為:受試者結(jié)束疲勞誘導后，臥位休息5min，同時采用美國產(chǎn)DMS（標準型）刺激小腿三頭肌，振動頭與刺激部位之間墊2層治療巾（厚度約1mm），治療師手持DMS手柄的中間位置（虎口距振動頭10cm左右），振動頭垂直于刺激部位，振動過程中，治療師僅維持振動頭的位置并沿上述肌肉緩慢、勻速移動，不得通過手柄上提或下壓振動頭，僅以DMS的重力作用于刺激部位。DMS治療范圍:腘窩橫紋至跟腱小腿三頭肌結(jié)合部位，DMS技術(shù)參數(shù):振動頭敲擊頻率36.7Hz，振動頭伸縮距離6mm，手柄直徑5.08cm，重量2.5kg，鈦合金擊打頭。

對照組在疲勞誘導結(jié)束后進行5min主動牽伸，牽伸體位為站立位，面向墻壁，雙腳放于傾斜角度約為45°的斜板上，保持膝關(guān)節(jié)伸直，通過自身體重進行牽伸[6]。

1.4 評估參數(shù)

1.4.1 Borg評分

主觀疲勞程度量表，評分為0～10分，0分為完全沒有疲勞，代表沒有感覺到任何費力，沒有肌肉勞累，沒有氣喘吁吁或呼吸困難。10分代表最大值，是極其強烈的水平。

1.4.2 等速相關(guān)數(shù)據(jù)

峰值力矩:肌肉收縮過程中產(chǎn)生的最大力矩輸出，也就是力矩曲線上的最高點的力矩值。

總做功:肌肉進行一組動作，重復收縮所做的總功量，反映肌肉連續(xù)收縮做功的能力。以上指標在第一次疲勞誘導開始直至力竭，以及干預后再次進行此項活動后的評估。

1.5 統(tǒng)計學分析

采用統(tǒng)計軟件SPSS20.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，2組間數(shù)據(jù)對比采用獨立樣本t檢驗。

2 結(jié)果

表2示，2組干預前后Borg評分均存在顯著性差異（均P＜0.05），干預后組間Borg評分存在顯著性差異（P＜0.05）。2組峰值力矩與總做功均無顯著性差異（均 P＞0.05）。

3 討論

小腿三頭肌的主要功能是踝關(guān)節(jié)跖屈，小腿三頭肌疲勞除了負面的感覺體驗外，還會對踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性造成影響。大量研究顯示，踝關(guān)節(jié)與平衡密切相關(guān)[7，8]。DMS緩解肌肉疲勞的原因主要有以下2方面:（1）通過特定頻率的機械振動和刺激強度，對肌肉、韌帶，筋膜等產(chǎn)生牽拉作用，通過神經(jīng)、體液的反射及本體感覺反饋，激活肌肉神經(jīng)因素——增加肌梭敏感性和γ神經(jīng)元活性，從而降低肌肉緊張，解除肌肉痙攣[9]，緩解肌肉疲勞[10]；（2）振動波可以使肌肉內(nèi)毛細血管開放增多，局部血液供給增強，促進淋巴回流及局部炎癥疼痛物質(zhì)的消散，在較短的時間內(nèi)即可緩疼痛，并幫助恢復肌肉的最適長度和彈性[11]。還有實驗表明，振動刺激可提升肌肉內(nèi)總血紅蛋白和氧合血紅蛋白的濃度[12]，從而使組織獲得足夠的營養(yǎng)，促進其修復。

主動牽伸時使肌肉伸展更長，增加軟組織的延展性[13]，主動牽伸可以緩解疲勞主要是由于緩慢持續(xù)牽拉時，高爾基腱器興奮，激發(fā)抑制反應，使肌肉張力減低，放松肌肉，從而恢復肌肉的柔韌性。其次牽伸可以激活肌衛(wèi)星細胞進入細胞周期進行分裂增殖，實現(xiàn)肌纖維的修復和再生[14]。

表2 2組干預前后峰值力矩、總做功比較

本研究與其他研究相比差異性主要體現(xiàn)在以下幾個方面:（1）現(xiàn)階段小腿三頭肌疲勞模型的建立多采用“墊腳”動作，疲勞觀察方式多為表面肌電。此研究在疲勞模型的建立上使用等速系統(tǒng)，測試動作相對標準化，并結(jié)合等速數(shù)據(jù)進行分析，具有一定的探索性。（2）在DMS作用相關(guān)研究中，對照組多采用自我休息、物理因子治療、針灸和推拿手法等。而本研究采用牽伸法，已有研究證明其能夠有效緩解疲勞[13～15]。在此次研究中發(fā)現(xiàn)對于緩解運動后小腿三頭肌疲勞的即刻效應中兩者沒有顯著差異。

綜上所述，本研究中觀察組采用DMS，對照組采用主動牽伸來緩解肌肉疲勞。在Borg量表評分中顯示觀察組較對照組緩解疲勞更加有效，但在等速測試數(shù)據(jù)中，兩者缺乏有意義的統(tǒng)計學差異。因此，在緩解小腿三頭肌疲勞上，DMS方法可以等同于主動牽伸法。如考慮受試者主觀疲勞緩解效應，則可以采用DMS。

本研究中疲勞模型未與表面肌電相結(jié)合來判定受試者的疲勞情況，且樣本量較少，因此后續(xù)進一步研究中將會擴大樣本量，并對DMS緩解運動后疲勞的持續(xù)效應進行研究。