不同干預(yù)方式對斜方肌在運(yùn)動(dòng)中激活模式的影響

張思淵，張培珍，周興龍

1.北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)院，北京市 100084；2.山西大同大學(xué)，山西大同市 037009；3.北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院，北京市100084

肌肉的激活模式對身體姿勢的維持有很大影響，與生物力學(xué)因素、運(yùn)動(dòng)控制和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)也高度相關(guān)[1-3]。

隨著現(xiàn)代生活方式的改變，很多人在操作手機(jī)、電腦時(shí)，不自覺地使身體長期維持固定姿勢，相關(guān)的肌肉長期處于低負(fù)荷持續(xù)收縮狀態(tài)，導(dǎo)致韌帶等纖維組織基質(zhì)中水分減少，黏彈性降低，纖維間的潤滑作用降低。纖維間距縮短、接觸期延長，可能導(dǎo)致纖維間發(fā)生粘連。肌組織的慢性炎癥會(huì)產(chǎn)生新生纖維，這些新生纖維排列紊亂，與原有纖維形成粘連，進(jìn)一步限制纖維間的滑動(dòng)。久而久之，這種惡性循環(huán)將引起肌肉輕微攣縮，引起肌緊張甚至上交叉綜合征[4-6]。偏離健康姿勢表明存在神經(jīng)肌肉失衡，可能與肌肉骨骼的紊亂有關(guān)[7-9]。

上交叉綜合征可能是潛在感覺運(yùn)動(dòng)功能障礙的征兆，這會(huì)導(dǎo)致肌肉激活，運(yùn)動(dòng)模式和姿勢調(diào)整不平衡[10-11]。隨著癥狀加重，還會(huì)導(dǎo)致肩關(guān)節(jié)功能紊亂，影響運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[12-14]。

具體到斜方肌，會(huì)出現(xiàn)上斜方肌(upper trapezius muscle,UT)緊張，中斜方肌(middle trapezius muscle,MT)、下斜方肌(lower trapezius muscle,LT)薄弱的改變[6]：UT 提前激活，激活程度增加；MT、LT 激活時(shí)間延遲，激活程度下降；UT/MT、UT/LT比值增加。

肌肉激活時(shí)間的改變與肩關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)有重要聯(lián)系，對肩關(guān)節(jié)恢復(fù)正常也有積極意義[15-17]。有研究認(rèn)為[18]，肩胛骨周圍肌肉的穩(wěn)定是上肢前屈運(yùn)動(dòng)中保證肩袖充分發(fā)揮功能的重要基礎(chǔ)，肩胸關(guān)節(jié)周圍發(fā)揮穩(wěn)定的肌肉優(yōu)先激活，有利于維持肩胛骨的穩(wěn)定，使盂肱關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)更加順暢。因此無論是力量訓(xùn)練，還是損傷康復(fù)，都要綜合考慮肌肉激活程度和激活時(shí)間。

很多研究探究了斜方肌的鍛煉方法。目前比較公認(rèn)的恢復(fù)肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模式的方法是Cools等[19]提出的4個(gè)動(dòng)作：俯臥肩關(guān)節(jié)后伸、側(cè)臥肩關(guān)節(jié)外旋、側(cè)臥肩關(guān)節(jié)前屈、俯臥肩關(guān)節(jié)外展90°后水平外展。但研究發(fā)現(xiàn)，這些動(dòng)作存在某些局限性，未能改變UT/LT、UT/MT 的比值，肌肉的激活時(shí)序也沒有得到改善[20-21]。

我們認(rèn)為，改善UT 緊張、LT 薄弱的問題，有可能改善康復(fù)訓(xùn)練的有效性，在訓(xùn)練前進(jìn)行LT 激活非常有必要。

本研究借鑒其他肌肉激活的方法，在正式訓(xùn)練動(dòng)作前，先采用靜力牽拉放松UT，等長收縮強(qiáng)化LT，以期糾正激活模式，從而提升訓(xùn)練效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2017年9月至10月互聯(lián)網(wǎng)社交媒體招募受試者。

正常組納入標(biāo)準(zhǔn)：①肩關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)中不會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)的現(xiàn)象；②肩關(guān)節(jié)沒有疼痛，也沒有特殊癥狀。

觀察組納入標(biāo)準(zhǔn)[16,22-24]：①自覺肩關(guān)節(jié)存在不適；②肩頸部出現(xiàn)僵硬、疼痛，視覺模擬評分(Visual Analogue Score,VAS)2～3 分；③過去1 年中肩頸部疼痛＞30 d，且最近7 d內(nèi)有疼痛產(chǎn)生；④肩胛下角或肩胛內(nèi)側(cè)緣翹起(Kibler 分型I～I(xiàn)II 型)；⑤UT 出現(xiàn)僵硬、疼痛或者有明顯的壓痛點(diǎn)，VAS 2～3 分；⑥LT 出現(xiàn)疼痛或者有明顯的壓痛點(diǎn)，VAS 2～3分。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①近5 年內(nèi)曾有頸肩部外傷史；②頸肩部有明顯損傷，嚴(yán)重影響頸肩功能；③正在接受臨床相關(guān)疾病治療；④肩袖損傷，有明顯的疼痛弧、外展受限；⑤患有其他代謝性疾?。虎廾鞔_診斷為頸部腫瘤、頸椎病、類風(fēng)濕和風(fēng)濕及骨質(zhì)疏松等；⑦測試過程中出現(xiàn)不適或劇烈疼痛，不能完成試驗(yàn)或中途退出。

共報(bào)名58例，經(jīng)過體檢、問卷調(diào)查和篩查后，納入40 例，其中正常組20 例，觀察組20 例，在簽署知情同意書后進(jìn)行試驗(yàn)。兩組間年齡、體質(zhì)量、身高、體質(zhì)量指數(shù)均無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組一般情況比較

本研究已獲北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(No.2016007)。

1.2 方法

1.2.1 測試前準(zhǔn)備

測試前，測試人員會(huì)向受試者說明注意事項(xiàng)并講解動(dòng)作要領(lǐng)，受試者準(zhǔn)備20 min，直到完全掌握相關(guān)動(dòng)作。

1.2.2 最大隨意收縮(maximum voluntary contraction,MVC)測試

采用Trigno Wireless EMG System 無線肌電設(shè)備(美國DELSYE 公司)進(jìn)行檢測。肌電放置位置：UT，在頸部和肩的區(qū)域，約乳突到肩胛岡根距離一半的長度；MT，肩胛岡根到T3棘突之間；LT，朝向T10棘突上45°度至肩胛角內(nèi)側(cè)下角度兩個(gè)手指寬度區(qū)域內(nèi)。在固定好肌電電極之后，采集受試者在靜息狀態(tài)下肌電活動(dòng)，每次采集5 s，共3 次，以該肌電水平作為基礎(chǔ)值。然后測量每個(gè)肌束的MVC值，每塊肌肉重復(fù)3次，每次測量時(shí)保持等長收縮5 s，每塊肌肉測試結(jié)束后休息3 min。全部測試結(jié)束后，休息5 min[17]。

1.2.3 干預(yù)方法

正常組和觀察組均實(shí)施4種干預(yù)，順序隨機(jī)。

①無干預(yù)。

②UT 靜力牽拉。受試者坐位，背挺直，屈膝、屈髖90°，頭前屈。測試人員站在受試者身后，一手放在受試者頭部、一手放在肩峰處，牽拉UT，使受試者有被牽伸的緊張感。每次牽拉30 s，放松10 s，共3次。

③LT等長收縮。體位同上。測試人員將手指放在受試者肩胛骨內(nèi)角的位置，沿著與受試者身體中線呈45°的方向外上推肩胛骨；受試者同時(shí)等長收縮LT 維持肩胛骨的位置。每次收縮15 s，放松10 s，共3次。

④組合干預(yù)。先進(jìn)行UT 靜力牽拉30 s，然后立即進(jìn)行LT等長收縮15 s，放松10 s，共2次。

1.2.4 肌電測試

選擇3 個(gè)斜方肌常見的訓(xùn)練動(dòng)作：直臂側(cè)上舉、坐姿劃船和反向飛鳥[25-26]。彈力帶負(fù)荷12 RM。受試者完整完成每個(gè)動(dòng)作各3 次，在關(guān)節(jié)的最大活動(dòng)范圍處保持5 s，記錄肌電信號。不同動(dòng)作間休息3 min，至受試者恢復(fù)至起始水平。

1.3 評價(jià)指標(biāo)

比較不同動(dòng)作中，三束斜方肌在不同干預(yù)方式下的激活程度、激活比例和激活時(shí)間。

1.3.1 激活程度

觀察組使用不適一側(cè)的數(shù)據(jù)，正常組使用優(yōu)勢側(cè)數(shù)據(jù)；如果觀察組兩側(cè)都受累，則使用優(yōu)勢側(cè)數(shù)據(jù)。采用DELSYE EMG Works Signal Analysis 軟件計(jì)算肌電RMS。

因?yàn)榧‰娦盘柕膫€(gè)體差異性大，為了進(jìn)行不同個(gè)體、不同肌肉之間的比較，采用最大自主收縮肌電百分比(MVE%)表示激活程度。

RMSMVC：最大自主收縮時(shí)的RMS。RMSACT：動(dòng)作中實(shí)際測得的RMS。

1.3.2 激活比例

激活比例是指UT 與LT、UT 與MT 激活程度之比，即UT/LT、UT/MT。

1.3.3 激活時(shí)間

激活時(shí)間的判定需要結(jié)合視頻錄像。當(dāng)肌電值≥靜息狀態(tài)肌電值+10%MVC 肌電值，則認(rèn)為該肌肉激活[30-32]。根據(jù)視頻資料觀察激活時(shí)間。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料符合正態(tài)分布，以()表示，采用單因素方差分析進(jìn)行比較。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 激活程度

正常組中，三束斜方肌激活程度在直臂側(cè)上舉和反向飛鳥動(dòng)作中無顯著性差異(P＞0.05)；在坐姿劃船動(dòng)作中，UT 的激活程度低于LT 和MT(P＜0.05)。正常組進(jìn)行LT 等長收縮，三個(gè)動(dòng)作中LT 的激活程度均增加(P＜0.05)；進(jìn)行組合干預(yù)，坐姿劃船動(dòng)作中LT和MT的激活程度增加(P＜0.05)。

與正常組無干預(yù)時(shí)比較，觀察組在無干預(yù)時(shí)，在直臂側(cè)上舉動(dòng)作中UT 的激活程度增加(P＜0.05)，MT、LT 的激活程度下降(P＜0.05)；在反向飛鳥和坐姿劃船動(dòng)作中LT的激活程度下降(P＜0.05)。

觀察組進(jìn)行LT 等長收縮，反向飛鳥動(dòng)作中LT 的激活程度增加(P＜0.05)；進(jìn)行UT 靜力牽拉和組合干預(yù)后，直臂側(cè)上舉動(dòng)作中UT 的激活程度降低(P＜0.05)。見表2～表4。

表2 斜方肌各束在直臂側(cè)上舉動(dòng)作中的激活程度比較(%)

表3 斜方肌各束在坐姿劃船動(dòng)作中的激活程度比較(%)

表4 斜方肌各束在反向飛鳥動(dòng)作中的激活程度比較(%)

2.2 激活比例

正常組進(jìn)行LT 等長收縮后，直臂側(cè)上舉和反向飛鳥動(dòng)作中UT/LT 減小(P＜0.05)，反向飛鳥動(dòng)作時(shí)UT/LT 小于UT 靜力牽拉后(P＜0.05)；進(jìn)行UT 靜力牽拉后，反向飛鳥動(dòng)作中UT/MT減小(P＜0.05)。

觀察組在無干預(yù)時(shí)，與正常組比較，UT/LT 和UT/MT升高(P＜0.05)。

觀察組進(jìn)行LT 等長收縮、UT 靜力牽拉和組合干預(yù)后，直臂側(cè)上舉動(dòng)作中UT/MT 降低(P＜0.05)；LT等長收縮后直臂側(cè)上舉動(dòng)作中UT/LT 降低(P＜0.05)；LT等長收縮和組合干預(yù)后，反向飛鳥動(dòng)作中UT/LT降低(P＜0.05)；且LT 等長收縮后反向飛鳥動(dòng)作時(shí)UT/LT低于UT靜力牽拉后(P＜0.05)。見表5～表7。

表5 斜方肌各束在直臂側(cè)上舉動(dòng)作中的激活比例比較(%)

表6 斜方肌各束在坐姿劃船動(dòng)作中的激活比值比較(%)

表7 斜方肌各束在反向飛鳥動(dòng)作中的激活比值比較(%)

2.3 激活時(shí)間

三束斜方肌的激活時(shí)間各具特點(diǎn)。在無干預(yù)時(shí)，正常組直臂側(cè)上舉動(dòng)作時(shí)，三束斜方肌的激活時(shí)間無顯著性差異(P＞0.05)；坐姿劃船與反向飛鳥動(dòng)作時(shí)，LT 和MT 激活在前，UT 激活在后(P＜0.05)，但LT 與MT并無明顯差異。

直臂側(cè)上舉動(dòng)作中，在無干預(yù)時(shí)，觀察組三束斜方肌激活的時(shí)間次序是UT、MT、LT，與正常組比較無顯著性差異(P＞0.05)。坐姿劃船動(dòng)作中，在無干預(yù)時(shí)，觀察組三束斜方肌激活時(shí)間次序是UT、LT、MT，MT激活晚于UT(P＜0.05)；與正常組相比，UT激活提前，MT激活延后(P＜0.05)。反向飛鳥動(dòng)作中，在無干預(yù)時(shí)，觀察組三束斜方肌激活的時(shí)間次序是MT、UT、LT；與正常組比較，LT 激活時(shí)間延后(P＜0.05)。

與無干預(yù)時(shí)相比，觀察組UT 靜力牽拉和組合方式干預(yù)后，坐姿劃船動(dòng)作中UT 激活時(shí)間延后(P＜0.05)；LT 等長收縮干預(yù)后，坐姿劃船動(dòng)作時(shí)MT 激活提前(P＜0.05)，直臂側(cè)上舉動(dòng)作時(shí)LT 激活提前(P＜0.05)，反向飛鳥動(dòng)作時(shí)MT 和LT 均提前激活(P＜0.05)。見表8～表10。

表8 斜方肌各束在直臂側(cè)上舉動(dòng)作中的激活時(shí)間比較(ms)

表9 斜方肌各束在坐姿劃船動(dòng)作中的激活時(shí)間比較(ms)

表10 斜方肌各束在反向飛鳥動(dòng)作中的激活時(shí)間比較(ms)

3 討論

正常人在進(jìn)行不同的動(dòng)作時(shí)，三束斜方肌的激活模式不同。激活程度在直臂側(cè)上舉、坐姿劃船、反向飛鳥中分別為：UT ＞LT ＞MT、LT ＞MT ＞UT、MT ＞LT ＞UT；激活時(shí)間在三個(gè)動(dòng)作中分別為：MT ＜UT ＜LT、MT ＜LT ＜UT、LT ＜MT ＜UT。盡管不同動(dòng)作中三束肌纖維的激活程度不同，但都處于25%～50%之間，達(dá)到發(fā)展肌肉力量的條件，對刺激肩肱關(guān)節(jié)與肩胛骨周圍的肌肉、改善神經(jīng)肌肉控制能力有比較好的作用[33-35]。與正常人相比，肩關(guān)節(jié)不適者UT 激活程度增加，激活時(shí)間提前；MT 和LT 激活時(shí)間延后，激活程度下降；UT/LT 和UT/MT 也增高。這種錯(cuò)誤的激活模式會(huì)使肩胛骨上移，更靠近身體中線，肩峰下間隙減小，關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍減小，影響肱骨頭與關(guān)節(jié)窩的協(xié)同運(yùn)動(dòng)，引發(fā)疼痛、甚至發(fā)生肩峰撞擊綜合征等損傷[36-37]。

本研究中，肩關(guān)節(jié)不適者在運(yùn)動(dòng)前采用UT 靜力牽拉后，運(yùn)動(dòng)中UT 的激活模式改善。良好的柔韌性可以增加動(dòng)作幅度和動(dòng)作準(zhǔn)確性，可以使肌肉保持良好的彈性，預(yù)防肌肉僵硬和肌肉疲勞，從而減少運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生?；謴?fù)肌肉最佳的激活模式是肌肉協(xié)調(diào)發(fā)力的關(guān)鍵[38-39]。靜力牽拉是康復(fù)訓(xùn)練中的常用手段之一，在運(yùn)動(dòng)前進(jìn)行適當(dāng)?shù)臓坷兄谔岣哌\(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，因?yàn)闋坷梢灶A(yù)防肌肉僵硬，減少肌肉過勞運(yùn)動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，使肌肉恢復(fù)到正常長度并且增加關(guān)節(jié)活動(dòng)度[40-41]；涉及力學(xué)因素，如組織間黏彈性、塑性的改變，肌纖維排列順序的改變；也涉及神經(jīng)的因素，如神經(jīng)肌肉的放松、感覺傳導(dǎo)等因素。此外，牽拉出現(xiàn)效果的機(jī)制還包括黏彈性應(yīng)力松弛[42-43]、結(jié)締組織的塑形變形[44-45]、肌小節(jié)數(shù)目增加[46-47]、心理因素等[48-49]。

本研究中，LT 等長收縮干預(yù)之后，LT 激活模式改善，在正常人中有助于LT 有效發(fā)揮穩(wěn)定肩胛骨的功能；在肩關(guān)節(jié)不適者中，則促使異常模式轉(zhuǎn)向正常模式。肌肉等長收縮時(shí)，快速增加的肌張力是最有效的本體感覺刺激。可以增強(qiáng)神經(jīng)肌肉反應(yīng)，促進(jìn)肌肉功能恢復(fù)；等長收縮能合理糾正部分肌束或肌纖維的相對位移，恢復(fù)肌肉內(nèi)在的張力平衡[50-51]。等長收縮同樣也是康復(fù)訓(xùn)練中的常用手段之一，通過刺激主動(dòng)肌的收縮，抑制拮抗肌的激活，達(dá)到增加關(guān)節(jié)活動(dòng)度與穩(wěn)定性、發(fā)展肌肉力量的作用。等長收縮主要作用于肌梭；肌梭密度可以反映該肌肉的感覺反饋能力，決定了肌肉生理功能上的差別[52]。肌梭在斜方肌中多是散在存在，少數(shù)聚集成肌梭聯(lián)合體；在肌梭聯(lián)合體中，一條運(yùn)動(dòng)纖維支配多個(gè)肌梭，受其影響的感受器可動(dòng)員更多的運(yùn)動(dòng)單位；肌梭聯(lián)合體還能夠形成復(fù)雜傳入沖動(dòng)。肌梭與肌梭聯(lián)合體的密度在三束斜方肌中有一定的差別，UT 和MT 中的肌梭密度顯著低于LT[53]，因此LT 有較強(qiáng)的感覺反饋能力，在肩胛骨的穩(wěn)定與運(yùn)動(dòng)方面有重要作用，有利于更加敏感地監(jiān)測運(yùn)動(dòng)中的細(xì)微變化[54]。這個(gè)特征也解釋了本研究中LT等長收縮較UT 靜力牽拉效果更好，由于肌梭多分布于LT，因而對LT的干預(yù)能更有效地改善運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

而肩胛骨周圍肌肉的穩(wěn)定是上肢前屈運(yùn)動(dòng)中保證肩袖充分發(fā)揮功能的重要基礎(chǔ)。肩胸關(guān)節(jié)周圍肌肉優(yōu)先激活，有利于維持肩胛骨的穩(wěn)定，使得盂肱關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)更加順暢[37]。在運(yùn)動(dòng)前進(jìn)行適當(dāng)?shù)募せ?，可以進(jìn)一步增強(qiáng)后續(xù)的訓(xùn)練效果。同時(shí)，不同肌束在不同的動(dòng)作過程中發(fā)揮的作用不同，顯示出不同的激活模式。康復(fù)訓(xùn)練時(shí)需要結(jié)合實(shí)際情況選擇動(dòng)作。本研究的訓(xùn)練動(dòng)作和干預(yù)方式針對LT 薄弱、UT 緊張的特點(diǎn)。如果鍛煉者的癥狀與本研究不同，如UT 損傷、力量不足，應(yīng)選擇聳肩等增強(qiáng)UT 力量的練習(xí)方法[55]。另外康復(fù)訓(xùn)練時(shí)需要注意訓(xùn)練強(qiáng)度，本研究中采用的是中等強(qiáng)度(12 RM)。如果鍛煉的目的是肩關(guān)節(jié)恢復(fù)，應(yīng)該采用低強(qiáng)度或中等強(qiáng)度，避免采用大強(qiáng)度引發(fā)疲勞，影響恢復(fù)效果[19,56]。正常情況下，三束斜方肌纖維的激活時(shí)間與程度在不同的動(dòng)作中有所不同。在運(yùn)動(dòng)開始前采用UT 靜力牽拉、LT 等長收縮可以改善肩關(guān)節(jié)不適者的斜方肌在運(yùn)動(dòng)中的激活模式。通過干預(yù)，不適者的激活模式可以趨近于正常人，因而對運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)的肩關(guān)節(jié)不適癥狀，應(yīng)盡早開始干預(yù)。

本研究采用無線肌電的測試方法。相比于有線電極，無線設(shè)備更加方便易用，不干擾動(dòng)作的進(jìn)行，有著更廣泛的應(yīng)用場景[57]。在本研究中，受試者需要完成全范圍的關(guān)節(jié)活動(dòng)，體位姿勢轉(zhuǎn)換頻繁，無線肌電減少了對動(dòng)作的束縛，減少整理調(diào)整時(shí)間，有利于各項(xiàng)動(dòng)作的準(zhǔn)確完成。

很多研究會(huì)測試在不同關(guān)節(jié)角度下、不同動(dòng)作中肌電的變化，來探討關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；本研究主要探討斜方肌通過不同干預(yù)方式后，其激活模式在后續(xù)運(yùn)動(dòng)過程中的改善情況，肌電信號可以較好地反映出激活模式的變化情況。建議在今后的研究中，結(jié)合肌電圖與關(guān)節(jié)角度進(jìn)一步分析不同干預(yù)方式對運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。