全身振動訓(xùn)練對男性大學(xué)生動態(tài)平衡能力的影響*

王宇笛 賀子寧 劉漢林 羅模銳 劉家鳳

全身振動訓(xùn)練對男性大學(xué)生動態(tài)平衡能力的影響*

王宇笛 賀子寧 劉漢林 羅模銳 劉家鳳

（成都文理學(xué)院 體育與醫(yī)護(hù)學(xué)院，四川 成都 610401）

目的：通過比較全身振動訓(xùn)練（WBVT）前后普通男性大學(xué)生動態(tài)平衡能力的變化，探究WBVT對受試者平衡能力的影響，從而為提高大學(xué)生平衡能力、減少運(yùn)動損傷的發(fā)生提供參考。方法：在成都文理學(xué)院隨機(jī)抽取60名無心血管系統(tǒng)疾病且實(shí)驗前6個月無運(yùn)動損傷史的非體育類專業(yè)的男性大學(xué)生。隨機(jī)分為實(shí)驗組和對照組，每組各30人。對照組不進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)驗組受試者進(jìn)行為期4周，每周三次，每次30分鐘的WBVT，該訓(xùn)練在康復(fù)治療師的指導(dǎo)下進(jìn)行。實(shí)驗前后分別采集60名大學(xué)生重心軌跡長度、重心軌跡外周面積、單位面積軌跡長度3個指標(biāo)。使用SPSS 24.0統(tǒng)計軟件對康復(fù)訓(xùn)練前后獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)使用獨(dú)立樣本T檢驗進(jìn)行分析處理。結(jié)果：對照組各項指標(biāo)無明顯變化（＞0.05），TLP較訓(xùn)練前增大（＜0.05），而TLG和PAG較訓(xùn)練后減少（＜0.05）。結(jié)論：全身振動訓(xùn)練有利于提高男性大學(xué)生的動態(tài)平衡能力，可以作為改善平衡能力、增強(qiáng)體質(zhì)健康的一種訓(xùn)練方法。

全身振動訓(xùn)練；平衡；大學(xué)生

全身振動訓(xùn)練（whole body vibration training，WBVT）是一種新型有效的訓(xùn)練方法，它是放置于地面上的專門振動臺（可供雙腳或單腳站立、雙手支撐或坐姿）產(chǎn)生振動[1]，利用機(jī)械振動和外在抗阻負(fù)荷刺激機(jī)體以引起肌肉振蕩及中樞神經(jīng)系統(tǒng)適應(yīng)而改善神經(jīng)肌肉功能的訓(xùn)練方法[2]。它可以增加主動肌的激活程度,并提高閾值運(yùn)動單位的生物學(xué)活性，引起參與運(yùn)動單位肌群以高頻率放電，從而達(dá)到神經(jīng)肌肉系統(tǒng)興奮性提高的訓(xùn)練效果[3-4]。全身振動訓(xùn)練在不同人群的運(yùn)動康復(fù)中應(yīng)用較廣，其主要應(yīng)用在一些慢性病的康復(fù)中，如骨質(zhì)疏松[5]、膝骨關(guān)節(jié)炎[6]、腦癱兒童[7]等。

在競技體育活動中，運(yùn)動者為了順利完成各類不一樣的動作技術(shù)，有時必需保持或變更特定的身體姿勢，以確保活動時的身體平衡，因而發(fā)展良好的平衡能力對每個人來說都是非常重要的。平衡能力是保持身體姿勢的本領(lǐng)，尤其是在較小的撐持面上控制身體重心的能力，也就是當(dāng)身體重心垂線偏離穩(wěn)定的支撐面時，人體能當(dāng)即通過反射性或自主的活動促使重心垂線回歸穩(wěn)定的支撐面的能力。人體的平衡可以分為動態(tài)平衡能力和靜態(tài)平衡能力，前者根據(jù)坐位平衡分級又可以將動態(tài)平衡分為II級的自動態(tài)平衡和III級的他動態(tài)平衡[8]。動態(tài)平衡能力是指在人體重心通過運(yùn)動系統(tǒng)在非靜態(tài)過程中控制和調(diào)整姿勢的能力，它需要依靠中樞神經(jīng)和感覺器的信息輸入作為前提，從而完成全過程[9]。尤其在站立位，下肢將接觸地面的系統(tǒng)向中樞神經(jīng)系統(tǒng)提供，其觸覺敏感度對保持姿勢的穩(wěn)定性有很大的影響[10]。人體保持姿勢的穩(wěn)定性是一種復(fù)雜的機(jī)制，涉及到視覺、前庭覺和軀體感覺系統(tǒng)的輸入以及相互作用來協(xié)調(diào)整個身體的關(guān)節(jié)和肌肉群從而保持平衡[11]。平衡這一指標(biāo)被廣泛運(yùn)用于評估和治療評價體系中，是一個重要的指征。但從多地區(qū)發(fā)布的當(dāng)?shù)貒耋w質(zhì)監(jiān)測報告的數(shù)據(jù)來看，成年男性的閉眼單腳站立時間在下降，這表明成年男性的平衡能力處于減弱趨勢。大學(xué)生作為成年階段的初期，需要提升對體質(zhì)的重視。本文針對男性大學(xué)生動態(tài)平衡能力的訓(xùn)練效果進(jìn)行分析和探討，為體質(zhì)檢測和健康研究提供參考。

1 研究方法

1.1 實(shí)驗法

1.1.1 研究對象

表1 受試者基本情況

在成都文理學(xué)院隨機(jī)抽取60名無心血管系統(tǒng)疾病且實(shí)驗前6個月無運(yùn)動損傷史的非體育類專業(yè)的男性大學(xué)生，分為實(shí)驗組和對照組，每組各30人。在實(shí)驗正式開始前，實(shí)驗人員告知每一位受試者關(guān)于本實(shí)驗的操作流程和注意事項，并簽訂《受試者知情同意書》。所有受試者基本情況如表1所示，其年齡、身高、體重均無統(tǒng)計學(xué)差異。

受試者納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）本實(shí)驗開始前6個月無運(yùn)動損傷史且自愿參加本實(shí)驗；（2）身體質(zhì)量指數(shù)在18.5-23.9區(qū)間內(nèi)；（3）無心血管疾?。唬?）無神經(jīng)系統(tǒng)疾??；（5）實(shí)驗開始前24小時未進(jìn)行劇烈運(yùn)動。

受試者剔除標(biāo)準(zhǔn)：（1）依從性差且不遵從實(shí)驗要求者；（2）下肢有手術(shù)史；（3）存在皮膚破損等其他皮膚病。

1.1.2 實(shí)驗器材與測試指標(biāo)

（1）實(shí)驗器材：身高測量儀、體重秤、振動訓(xùn)練儀、Pro-kin平衡康復(fù)訓(xùn)練儀。

（2）測試指標(biāo)：重心軌跡長度（TLG，Trajectory Length of COG）、重心軌跡外周面積（PAG，Peripheral Area of the COG trajectory）、單位面積軌跡長度（TLP，Trajectory Length of Per unit area）。

1.1.3 實(shí)驗方案

在正式進(jìn)行實(shí)驗前，首先對所有受試者進(jìn)行身高和體重測定。實(shí)驗者對身高測量儀和體重秤進(jìn)行檢查，重點(diǎn)核對儀器刻度、表盤、電源等設(shè)施設(shè)備是否正常。待確認(rèn)無誤后，告知受試者脫去外套，穿著運(yùn)動服，光腳站立在身高測量儀和體重秤上。實(shí)驗者點(diǎn)擊“開始測試”按鈕，受試者保持兩眼平視正前方、雙臂自然下垂、挺胸收腹的動作，待儀器數(shù)值穩(wěn)定后由實(shí)驗人員記錄。隨后，囑受試者進(jìn)行訓(xùn)練前的平衡能力測試。受試者站在平衡康復(fù)訓(xùn)練儀上，雙腳按指定軌跡位置站立。站立時需保持身體重心軌跡控制在穩(wěn)定極限范圍內(nèi)并盡可能不使軌跡偏離，軌跡可通過注視平衡儀的電腦屏幕進(jìn)行位置調(diào)整，待系統(tǒng)測試模塊開始后根據(jù)系統(tǒng)提示完成平衡測試，由實(shí)驗人員記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。上述工作完成后，實(shí)驗組受試者開始為期4周、每周3次的全身振動訓(xùn)練，受試者在振動訓(xùn)練儀上分別以站立位、深蹲位和弓步進(jìn)行各10min的振動訓(xùn)練。4周后，再次測量所有受試者的平衡能力指標(biāo)。平衡能力測試總共測量3次，計算數(shù)據(jù)的平均值作為結(jié)果進(jìn)行分析。

1.2 數(shù)理統(tǒng)計法

對WBVT實(shí)驗前后獲得的所有數(shù)據(jù)以.txl按格式輸出后保存，并在Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分組、在SPSS24.0統(tǒng)計軟件中用獨(dú)立樣本t檢驗進(jìn)行分析處理，所有測試指標(biāo)的計數(shù)資料用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，以＜0.05為差異顯著，＜0.01 為差異非常顯著。

2 研究結(jié)果

2.1 重心軌跡長度（TLG）變化

WBVT前后，實(shí)驗組與對照組TLG記錄數(shù)據(jù)如表2所示。TLG反映在整個測量周期內(nèi)人體重心移動的總距離，也表示人體的晃動程度[12]。對照組的數(shù)值在訓(xùn)練前后無統(tǒng)計學(xué)差別，實(shí)驗組TLG由練習(xí)前的45.37±14.23cm降低到4周后的26.52±5.40cm。實(shí)驗組的數(shù)據(jù)變化具有統(tǒng)計學(xué)差異（＜0.01），而在訓(xùn)練前實(shí)驗組與對照組沒有統(tǒng)計學(xué)意義，4周后實(shí)驗組與對照組比有明顯差異（＜0.05），這表明WBVT能明顯的減少人體的晃動程度。

注：與訓(xùn)練前比較：**表示＜0.01，與組間比較：表示＜0.05

2.2 重心軌跡外周面積（PAG）變化

WBVT前后，兩個組的PAG如表3所示。PAG是重心移動軌跡包圍成的所有多邊形表面積的總和，它直觀反映了人體晃動的重心走過的區(qū)域范圍，反映了人體晃動的程度，表示平衡障礙的程度[12]。對照組4周先后無統(tǒng)計學(xué)差別，實(shí)驗組PAG由訓(xùn)練前的8.13±2.21㎝2減小到4周后的5.34±1.72㎝2。數(shù)據(jù)的變化在訓(xùn)練前后具有統(tǒng)計學(xué)差異（＜0.01），組間數(shù)據(jù)在訓(xùn)練前無統(tǒng)計學(xué)差異，4周后實(shí)驗組與對照組比有明顯差異（＜0.05），這表明WBVT能極大地提高重心的穩(wěn)定性。

表3 實(shí)驗組與對照組訓(xùn)練前后PAG變化（單位：㎝2）

注：與訓(xùn)練前比較：**表示＜0.01，與組間比較：表示＜0.05

2.3 單位面積軌跡長度（TLP）變化

WBVT前后，兩組的單位TLP如表4所示，TLP是總長度除以外周面積的值，反映姿勢的細(xì)微調(diào)節(jié)及脊髓對姿勢固有反射性調(diào)節(jié)[12]。對照組在4周訓(xùn)練前后無統(tǒng)計學(xué)差別，實(shí)驗組由練習(xí)前的5.60±0.34㎝增加到4周后的7.56±1.12㎝。實(shí)驗組訓(xùn)練前后數(shù)據(jù)的變化具有統(tǒng)計學(xué)差異（＜0.05），兩組在練習(xí)前均無統(tǒng)計學(xué)差異。4周后實(shí)驗組與對照組比有明顯差別（＜0.05），這表明WBVT能改善姿勢的細(xì)微性調(diào)節(jié)。

表4 實(shí)驗組與對照組訓(xùn)練前后TLP變化（單位：cm）

注：與訓(xùn)練前比較：*表示＜0.05，與組間比較：表示＜0.05

3 討論與分析

本研究結(jié)果顯示，在進(jìn)行為期4周的WBVT后，實(shí)驗組TLP增加（＜0.05），PAG明顯減小（＜0.01）且TLG也明顯減?。ǎ?.01）。已有研究指出雙腿站立下的重心軌跡長度、重心軌跡外周面積、單位面積軌跡長都是測量人體動態(tài)平衡力的重要指標(biāo)[13]。作為評價動態(tài)平衡本領(lǐng)的指標(biāo)，受試者的TLP越大，TLG和PAG越小，表明受試者的動態(tài)平衡本領(lǐng)就越好。本實(shí)驗中。實(shí)驗組與對照組在訓(xùn)練前無統(tǒng)計學(xué)差異，4周后有明顯差異，這與Yuta TAKANASHI[14]等研究結(jié)果一致。因此本研究受試者在進(jìn)行WBVT后，動態(tài)平衡能力顯著提高，所以該訓(xùn)練能明顯提高男性大學(xué)生動態(tài)平衡能力。

對于平衡能力較好的各類人群，他們發(fā)生損傷的風(fēng)險更低。身體平衡能力發(fā)生改變可能和復(fù)雜運(yùn)動技能發(fā)展、成熟和衰退有關(guān)[15]。動態(tài)平衡是平衡感覺傳入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，經(jīng)過中樞整合，動作電位產(chǎn)生使得調(diào)節(jié)肌骨系統(tǒng)糾正人體重心的偏移來保持平衡[16]。人體在保持平衡的過程中，需要由人體自身的前庭感覺、視覺、本體感覺、大腦和小腦等多種感覺器官的共同參與。當(dāng)平衡發(fā)生變化時，人體將先后以踝調(diào)節(jié)機(jī)制、髖調(diào)節(jié)機(jī)制和跨步調(diào)節(jié)機(jī)制來應(yīng)對不同的平衡調(diào)整，使運(yùn)動模式控制協(xié)同發(fā)揮，來讓重心重新回到原來的范圍，或者建立新的平衡[17]。因此運(yùn)動系統(tǒng)在維持人體平衡中起著重要作用，其中包括協(xié)同運(yùn)動和自實(shí)行協(xié)同運(yùn)動模式。國內(nèi)外研究證明，動態(tài)平衡能力的評定包括睜眼動態(tài)平衡測試，動態(tài)平衡儀以及YBT測試[18,19]。要維持穩(wěn)定的姿勢，不但要有正常的平衡感覺，而且一定要有穩(wěn)定的軀干肌和四肢肌的肌力和張力。而WBVT通過一定頻率的振動促進(jìn)了肌梭和腱梭的感受性提高，從而改善了平衡的控制能力。國內(nèi)外有研究表明，中國傳統(tǒng)養(yǎng)生功法可以提升各個年齡段人群的平衡能力，例如24式太極拳[20]、跳繩[21]、足球[22]等，并且上述研究均表明動態(tài)平衡能力與運(yùn)動協(xié)調(diào)性呈正相關(guān)，因此人體的動態(tài)平衡是保持身體活動的一個基本身體素質(zhì)。

盡管大學(xué)生人群的體質(zhì)較其他年齡段人群更穩(wěn)定，但容易在運(yùn)動中產(chǎn)生損傷從而影響平衡能力。例如常見的全民運(yùn)動項目之一籃球，其運(yùn)動損傷多發(fā)生于單腿落地或者強(qiáng)力撞擊等過程中，此過程動作的精準(zhǔn)控制則主要依靠人體的動態(tài)平衡能力。WBVT通過頻率的振動使關(guān)節(jié)和肌肉內(nèi)的感受器受到刺激后產(chǎn)生收縮舒張的交替性運(yùn)動，從而提升神經(jīng)肌肉控制能力，達(dá)到訓(xùn)練和提升的效果[23]。下肢肌肉力量的增強(qiáng)可以幫助人體平衡的維持，影響肌肉力量的因素有運(yùn)動單位的募集程度，當(dāng)肌肉在WBVT過程中受到頻率沖動的信息時，會激活運(yùn)動單位，從而使肌肉力量得到提高。相比于球類運(yùn)動，WBVT安全性和操作性更優(yōu)，適合各類人群的使用。此外，有研究表明人在坐姿下的WBVT也可以產(chǎn)生對平衡提高的效果[24]，這為行動不便或下肢損傷人群提供了參考。除了適用于訓(xùn)練，損傷康復(fù)也常用到該方法，Jeong[25]等研究表明WBVT對慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的運(yùn)動員有康復(fù)的作用，改善了踝關(guān)節(jié)周圍的肌肉功能，提高了損傷疼痛的閾值[26]，這些研究進(jìn)一步擴(kuò)大了WBVT應(yīng)用范圍。

普通大學(xué)生在日常生活中，容易存在因為長期在體態(tài)不良或錯誤姿勢狀態(tài)下而引起的脊柱側(cè)彎、頸椎生理曲度變直、扁平足、膝內(nèi)翻等癥狀，這些運(yùn)動系統(tǒng)疾病會直接帶來身體穩(wěn)定性減弱和動態(tài)平衡能力的下降。已有研究表明，WBVT對老年人的姿勢穩(wěn)定性有提升作用[27]，也有學(xué)者聯(lián)合了SEBT等運(yùn)動康復(fù)技術(shù)，均表明WBVT對動態(tài)平衡能力的正向促進(jìn)作用[28]。而本實(shí)驗中所使用的平衡測試系統(tǒng)也是捕捉受試者重心控制目標(biāo)的追蹤軌跡，顯示出多種軌跡形狀從而體現(xiàn)重心的側(cè)移能力和平衡轉(zhuǎn)移能力。受試者在WBVT后，踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)和軀干周圍肌群的共同被激活參與維持姿勢的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了中樞控制，改善了各個環(huán)境下人體感覺系統(tǒng)信息提供與身體的空間位置相關(guān)信息的敏感度。

作為人體最常見的運(yùn)動控制指標(biāo)，平衡發(fā)揮著重要的作用。國外有學(xué)者研究平衡能力對下肢主要關(guān)節(jié)的影響后發(fā)現(xiàn)，除了關(guān)節(jié)本身存在病理疾病、運(yùn)動學(xué)限制以外，本體感覺、神經(jīng)肌肉控制、力量和姿勢穩(wěn)定控制等功能的減弱更影響著人體平衡能力的強(qiáng)弱[29]。尤其是在踝關(guān)節(jié)周圍肌肉力量薄弱的情況下，發(fā)生慢性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的幾率將大幅度增加，并且有學(xué)者將其定義為一種常見的運(yùn)動行為障礙[30]，被納入到體檢之中，可見肌肉周圍的力量與神經(jīng)控制對平衡的重要性。本實(shí)驗結(jié)果表明，肌肉在WBVT之后所表現(xiàn)出來的平衡控制得到了提高，這不僅是在對單一方向的控制，而是包括了各個方向的穩(wěn)定性。當(dāng)本體感受器在一定頻率的振動狀態(tài)下保持?jǐn)?shù)分鐘后得到了激活，使得更多α運(yùn)動神經(jīng)元的肌纖維募集能力進(jìn)一步增強(qiáng)，促進(jìn)了本體感覺在神經(jīng)傳導(dǎo)通路中的傳遞效率，這與李靜雅等人的研究結(jié)果一致[31]。

隨著體育強(qiáng)國和健康中國戰(zhàn)略的實(shí)施，大眾人群更加注重自身健康，年輕人尤其大學(xué)生群體更喜歡參加各類運(yùn)動項目，這些項目對人們的動態(tài)平衡能力提出了更高的要求。與此同時，對于普通人群參與體育運(yùn)動則需要精確科學(xué)的指導(dǎo)和循序漸進(jìn)的方案，這要求我們在平時提升對身體基本素質(zhì)的認(rèn)識。群眾體育不同于專項競技體育，不能將專項訓(xùn)練籠統(tǒng)地放在普通人身上。因此，WBVT可以作為一項科學(xué)性強(qiáng)、應(yīng)用面廣的訓(xùn)練方式幫助更多人參與到運(yùn)動中，從而改善體質(zhì)。

4 結(jié)論與建議

四周的WBVT能夠提高男性大學(xué)生的動態(tài)平衡能力，使人體對重心的偏移控制更為精準(zhǔn)，有利于增強(qiáng)人體關(guān)節(jié)控制的使用能力，可以作為一種平衡能力的訓(xùn)練方式。因此，在成年男性平衡能力指標(biāo)處于下降趨勢時，高校需要重視并督促學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)訓(xùn)練從而提高體質(zhì)健康水平。

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The Effect of Whole-Body Vibration Training on Dynamic Balance Ability of Male College Students

WANG Yudi, etal.

(Chengdu College of Arts and Sciences, Chengdu 610401, Sichuan, China)

成都文理學(xué)院2022年校級科研項目（項目編號：WLYB2022050）。

王宇笛（1996—），碩士，助教，研究方向：運(yùn)動分析與損傷康復(fù)。