踝關(guān)節(jié)背屈訓(xùn)練器對(duì)老年女性平衡能力的影響

李小生，王琨

西安體育學(xué)院，陜西西安市710068

踝關(guān)節(jié)是人體負(fù)重的主要關(guān)節(jié)，日常生活中的行走和跳躍等活動(dòng)主要依靠踝關(guān)節(jié)的背屈和跖屈運(yùn)動(dòng)完成[1]。踝周圍肌群的有效收縮保證人體完成各種運(yùn)動(dòng)，并有效維持人體姿態(tài)平衡和正常的行走步態(tài)。

隨著年齡增大，老年人肌力下降，容易跌倒。老年人跌倒的原因很多，肌力和平衡能力尤其是下肢肌力明顯減退是其中的重要原因[2-3]。朱從德等[4]研究發(fā)現(xiàn)，女性在60歲以前，踝關(guān)節(jié)屈、伸肌衰退基本處于平衡狀態(tài)，而在60～69歲期間屈肌衰退明顯快于伸肌。

對(duì)有跌倒史和無(wú)跌倒史老年人的下肢力量和步態(tài)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)跌倒組踝關(guān)節(jié)背屈力量顯著下降，認(rèn)為增加踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和力量可以減小發(fā)生跌倒的風(fēng)險(xiǎn)[5]。

跌倒不僅給老年人帶來(lái)嚴(yán)重傷害，導(dǎo)致其生活質(zhì)量下降，也給家庭和社會(huì)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[6]。

本研究探討一種對(duì)踝關(guān)節(jié)屈肌群進(jìn)行力量訓(xùn)練的方法，并分析其對(duì)平衡能力的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2017年3月至4月通過(guò)廣告和走訪西安市黃雁村周邊社區(qū)，招募有鍛煉意向的社區(qū)老年女性。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①女性；②60～70歲；③身體健康，能獨(dú)立進(jìn)行日常訓(xùn)練活動(dòng)；④能夠按時(shí)參加訓(xùn)練安排。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①并發(fā)嚴(yán)重的冠心病、高血壓、肺結(jié)核、肺心病、前庭功能障礙、股骨頭壞死、腦卒中等影響平衡能力和運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)較大的疾??；②下肢運(yùn)動(dòng)障礙、下肢運(yùn)動(dòng)損傷、足底及踝關(guān)節(jié)感覺障礙。

剔除和脫落標(biāo)準(zhǔn)：①患者及家屬要求終止試驗(yàn)；②不能按照研究方案訓(xùn)練或中途放棄；③其他事件等導(dǎo)致不能完成訓(xùn)練。

共入組36例，隨機(jī)數(shù)表法分為對(duì)照組和試驗(yàn)組，各18例。兩組受試者的基線資料無(wú)顯著性差異(P＜0.05)。見表1。

所有志愿者均對(duì)本研究?jī)?nèi)容知情同意并簽署相關(guān)文件。本研究經(jīng)西安體育學(xué)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 訓(xùn)練方法

兩組在西安體育學(xué)院田徑訓(xùn)練綜合館外小廣場(chǎng)進(jìn)行廣場(chǎng)舞訓(xùn)練，試驗(yàn)組還在學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行踝關(guān)節(jié)背屈力量訓(xùn)練。

1.2.1.1 廣場(chǎng)舞鍛煉

每天進(jìn)行自由形式廣場(chǎng)舞鍛煉40 min，每周5 d，共3個(gè)月。

1.2.1.2 踝關(guān)節(jié)訓(xùn)練

自行設(shè)計(jì)制作踝背屈訓(xùn)練器。膝關(guān)節(jié)適度屈曲，約130°，將訓(xùn)練側(cè)足部用繃帶固定于金屬鞋內(nèi)，金屬鞋底后下方接一個(gè)剛體金屬桿，桿與大定輪相連；繩子一端固定于大定輪，另一端掛金屬啞鈴片，啞鈴片可增減；大定輪的另一側(cè)安裝限位裝置，防止踝關(guān)節(jié)背屈結(jié)束向跖屈轉(zhuǎn)換的時(shí)候，跖屈過(guò)度，造成損傷。儀器見圖1。

當(dāng)足背屈時(shí)，帶動(dòng)定輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，牽拉小啞鈴片向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)增減小啞鈴片，調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)阻力。

訓(xùn)練負(fù)荷約為訓(xùn)練前背屈等速測(cè)試平均負(fù)荷的60%～80%?？筛鶕?jù)個(gè)人每次訓(xùn)練的感覺調(diào)整。

6次背屈訓(xùn)練為1組，組間休息3 min，每次訓(xùn)練7組以上，雙側(cè)訓(xùn)練，每次訓(xùn)練30 min以上，每周3次，共3個(gè)月。

表1 兩組基本情況

圖1 踝關(guān)節(jié)訓(xùn)練儀示意圖

1.2.2 測(cè)試方法

1.2.2.1 踝關(guān)節(jié)肌力測(cè)試

使用ISOMED 2000等速測(cè)試系統(tǒng)對(duì)受試者的左右踝關(guān)節(jié)力量進(jìn)行測(cè)試，角速度60°/s。記錄踝關(guān)節(jié)背屈的相對(duì)峰值力矩。

1.2.2.2 平衡能力測(cè)試

使用Footscan足底壓力板進(jìn)行平衡測(cè)試。①睜眼目視前方20 s，身體保持直立，雙臂自然下垂；②閉眼20 s，身體保持直立，雙臂自然下垂。

1.2.2.3 站立提踵測(cè)試

受試者雙腳前腳掌站在樓梯臺(tái)階前沿上，后腳掌懸空。聽到“開始”口令后，受試者盡自己最大能力將后腳掌提起，計(jì)時(shí)開始，當(dāng)身體有明顯晃動(dòng)時(shí)停止計(jì)時(shí)。測(cè)試時(shí)保持環(huán)境安靜。測(cè)試3次，取最大值。

訓(xùn)練前和結(jié)束時(shí)進(jìn)行測(cè)試。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。數(shù)據(jù)以(xˉ±s)表示，兩組基本情況比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，同組訓(xùn)練前后比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 踝關(guān)節(jié)肌力

訓(xùn)練后，對(duì)照組踝關(guān)節(jié)背屈相對(duì)峰力矩值與訓(xùn)練前相比無(wú)顯著性差異(P＞0.05)；試驗(yàn)組較訓(xùn)練前增加(P＜0.05)。見表2。

2.2 平衡能力測(cè)試

睜眼和閉眼狀態(tài)下，對(duì)照組訓(xùn)練后與訓(xùn)練前相比，重心移動(dòng)面積、重心位移長(zhǎng)度和速度均無(wú)顯著性差異(P＞0.05)；試驗(yàn)組重心移動(dòng)面積和重心位移速度減小(P＜0.05)。見表3。

2.3 站立提踵測(cè)試

訓(xùn)練后，對(duì)照組站立提踵測(cè)試時(shí)間無(wú)顯著性差異(P＞0.05)；試驗(yàn)組站立提踵測(cè)試時(shí)間顯著延長(zhǎng)(P＜0.001)。見表4。

3 討論

良好的平衡能力不僅可以改善身體的協(xié)調(diào)性和反應(yīng)速度，而且可以增加踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，對(duì)于損傷的預(yù)防有積極的意義[7]。

平衡能力是老年人的一種重要基礎(chǔ)能力。通過(guò)太極拳、五禽戲、廣場(chǎng)舞、大眾健美操、倒走等形式的鍛煉，可以改善老年人平衡能力[8-14]。

表2 兩組踝關(guān)節(jié)背屈相對(duì)峰力矩值比較(N·m/kg)

表3 雙支撐時(shí)的重心特征研究

表4 兩組站立提踵測(cè)試結(jié)果比較(s)

平衡的保持非常復(fù)雜，踝關(guān)節(jié)功能是一個(gè)值得重視的因素。通過(guò)訓(xùn)練踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和力量可改善平衡能力，踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性下降會(huì)導(dǎo)致姿勢(shì)穩(wěn)定性下降[15-16]。而功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者的姿勢(shì)穩(wěn)定性下降導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)損傷風(fēng)險(xiǎn)增加。

周成林[17]發(fā)現(xiàn)，對(duì)大學(xué)生進(jìn)行踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性訓(xùn)練，可顯著提高大學(xué)生的重心控制能力。下肢功能障礙患者通過(guò)主、被動(dòng)踝背屈牽拉橡皮筋訓(xùn)練踝背屈，可改善步態(tài)和平衡能力。

老年女性踝關(guān)節(jié)屈伸肌群的力量都有下降，但踝背屈力量下降得更多。因此，提高踝背屈肌群力量更為重要。

雖然周成林[17]的迷你帶抗阻勾腳具有一定的踝背屈訓(xùn)練效果，但是由于迷你帶韌性較大，且以等長(zhǎng)收縮為主，只能在個(gè)別易發(fā)力角度下進(jìn)行踝的背屈等長(zhǎng)力量訓(xùn)練。對(duì)經(jīng)常進(jìn)行力量訓(xùn)練的人群來(lái)說(shuō)，向心收縮較為常見，力量效果也較好，很少有人只依靠等長(zhǎng)收縮來(lái)訓(xùn)練力量。因此，對(duì)于急需提高踝背屈力量的老年女性來(lái)說(shuō)，采用這個(gè)方法效果可能欠佳。該方法對(duì)于大學(xué)生具有較好的效果，是因?yàn)榇髮W(xué)生的屈伸肌群力量相對(duì)均衡。踝關(guān)節(jié)肌力控制訓(xùn)練和本體感覺訓(xùn)練可改善人體平衡能力，預(yù)防并減少踝關(guān)節(jié)損傷[18-21]。因此，對(duì)于力量不是主要制約因素的大學(xué)生來(lái)說(shuō)，增加踝本體感覺或控制能力就能提高平衡能力。

踝背屈牽拉皮筋也存在一定的不足。如果皮筋彈力較小，訓(xùn)練未必有很好的效果；皮筋彈力較大，則皮筋越長(zhǎng)，阻力越大，力量不好控制；訓(xùn)練時(shí)踝屈伸運(yùn)動(dòng)無(wú)固定支點(diǎn)，也很難發(fā)力。因此，對(duì)于老年女性改善踝背屈力量的效果可能有限。

為了進(jìn)一步提高老年女性的踝關(guān)節(jié)背屈力量，需要尋找一種有效的鍛煉方法或者鍛煉器械。常見的體育鍛煉可以在一定程度上改善踝關(guān)節(jié)周圍肌群的力量。人體阻力的克服是以踝關(guān)節(jié)跖屈為主。健步走、慢跑、上樓梯、羽毛球等項(xiàng)目中踝關(guān)節(jié)背屈情況也較多見，但都不克服較大阻力。健步走時(shí)，踝跖屈產(chǎn)生蹬地的力量，推動(dòng)人體前行，但是背屈只是抬高腳前掌，幫助人體完成行走，克服阻力較小。其余很多運(yùn)動(dòng)也有類似情況。

針對(duì)缺乏運(yùn)動(dòng)鍛煉方法和有效鍛煉器械的情況，根據(jù)人體解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及踝屈伸的運(yùn)動(dòng)范圍，踝關(guān)節(jié)訓(xùn)練器可以實(shí)現(xiàn)踝背屈抗阻訓(xùn)練。老年女性訓(xùn)練3個(gè)月后，踝關(guān)節(jié)背屈肌群力量提高。

等速肌力測(cè)試系統(tǒng)與傳統(tǒng)肌力測(cè)量相比，具有恒定角速度和可調(diào)節(jié)阻力等特點(diǎn)，還可以模擬不同的肌肉收縮方式[22]，測(cè)量肌力、爆發(fā)力和耐力等[23]，用途較多。該方法信度很高[24-25]，已臨床中被廣泛應(yīng)用。ISOMED2000等速測(cè)試系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外使用較為普遍。

良好的踝部肌力和穩(wěn)定性有助于平衡。人體站立時(shí)，重心會(huì)發(fā)生移動(dòng)，肌肉無(wú)意識(shí)下發(fā)生的收縮，將人體重心的移動(dòng)范圍和移動(dòng)速度降到最低，使得重心不會(huì)超過(guò)支撐面。當(dāng)重心移動(dòng)較大時(shí)，重心投影線到踝的力臂最長(zhǎng)，即阻力矩最大，因此，踝需要產(chǎn)生較大的動(dòng)力矩才可以克服重心的移動(dòng)。踝關(guān)節(jié)屈肌群力量增強(qiáng)后，無(wú)論閉眼還是睜眼，試驗(yàn)組重心移動(dòng)面積和速度均有下降，說(shuō)明踝關(guān)節(jié)力量的均衡性更加有利于平衡。

站立提踵測(cè)試可以很好地反映下肢不穩(wěn)定狀態(tài)下的平衡能力。提踵后，只有主動(dòng)肌和拮抗肌共同收縮，才可以很好地將關(guān)節(jié)控制在相對(duì)固定的位置，將人體重心調(diào)整到支撐面內(nèi)。試驗(yàn)組站立提踵時(shí)間顯著增加，說(shuō)明受試者踝關(guān)節(jié)肌力的增加是其維持下肢平衡的重要保證。有研究顯示[26-28]，老年女性的平衡能力與下肢肌力高度相關(guān)。我們的研究與之相似。

綜上所述，隨著年齡增加，老年女性的踝關(guān)節(jié)屈肌群力量下降較快，但是現(xiàn)有的體育鍛煉方法對(duì)于屈肌群的力量訓(xùn)練存在一定局限。本課題研制的踝背屈訓(xùn)練器可增加老年女性踝關(guān)節(jié)屈肌群的力量，增強(qiáng)平衡能力。

但是由于經(jīng)費(fèi)限制，該儀器還存在不細(xì)致的環(huán)節(jié)，人性化的設(shè)計(jì)還需要進(jìn)一步完善。