健康青年人群踝關(guān)節(jié)屈伸等速肌力測(cè)試研究

朱 燁，寧邇玉，謝孝楓，焦 健

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬蘇州醫(yī)院骨科，江蘇 蘇州 215008)

踝關(guān)節(jié)是下肢重要的負(fù)重關(guān)節(jié)，它在維持人體的平衡、跑跳等運(yùn)動(dòng)中都發(fā)揮著重要作用。踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定很大程度上取決于踝關(guān)節(jié)周圍肌肉力量的大小。研究指出，功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者內(nèi)翻肌群力量顯著下降，外翻及屈伸肌群力量不變[1]。等速肌力測(cè)試廣泛應(yīng)用于肌力的定量評(píng)估[2]，目前對(duì)于下肢肌力的等速評(píng)估膝關(guān)節(jié)較多，踝關(guān)節(jié)較少且踝關(guān)節(jié)等速肌力測(cè)定研究中，又基本集中在對(duì)特定運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的等速肌力特征研究上，對(duì)于健康青年人群的踝關(guān)節(jié)屈伸等速肌力特征研究罕有。本研究探討了不同運(yùn)動(dòng)參與水平的健康青年人群在不同角速度下的踝關(guān)節(jié)屈伸等速肌力特征，為臨床評(píng)估和訓(xùn)練提供客觀依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料納入標(biāo)準(zhǔn)：選擇2020～2021年在我院實(shí)習(xí)、規(guī)培的學(xué)生以及社會(huì)招募者，年齡處于20～29歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：患有下肢關(guān)節(jié)疾病或曾患有現(xiàn)遺留疼痛不適等后遺癥;體力差不能耐受測(cè)試者;接受過(guò)專業(yè)肌力訓(xùn)練者;體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)<18.5或者BMI≥28;難以良好配合測(cè)試者。共納入男96人，女96人，平均年齡(23.96±2.90)歲。根據(jù)過(guò)去半年中體力活動(dòng)的參與水平[3]將192人分為三組分別為：(1)規(guī)律運(yùn)動(dòng)組：每周參加3次及以上的有氧運(yùn)動(dòng)，每次持續(xù)30 min以上，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到中等，每周運(yùn)動(dòng)總時(shí)間達(dá)到150 min及以上;(2)不規(guī)律運(yùn)動(dòng)組：參加運(yùn)動(dòng)但達(dá)不到以上規(guī)律運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的人群;(3)不運(yùn)動(dòng)組：不參加運(yùn)動(dòng)。各組基本情況見(jiàn)表1，各性別組內(nèi)受試者年齡、身高、體重、BMI均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

表1 受試者基本情況

1.2 方法詳細(xì)告知受試者需配合的動(dòng)作及注意事項(xiàng)，并簽署知情同意書(shū)。測(cè)試開(kāi)始前，所有受試者統(tǒng)一進(jìn)行5 min的熱身活動(dòng)。受試者坐于等速肌力測(cè)試儀上，后背貼緊座椅靠背，與水平面成70°。支撐桿放置于腘窩上方，支撐大腿，小腿與地面水平。調(diào)整儀器，使踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)軸對(duì)準(zhǔn)儀器旋轉(zhuǎn)軸，調(diào)節(jié)各部位綁帶松緊適中。測(cè)試開(kāi)始后先進(jìn)行3次亞極量收縮，在正式開(kāi)始后不斷給予口頭鼓勵(lì)及動(dòng)作指示。測(cè)試中選取分別代表低速、中速、高速運(yùn)動(dòng)的角速度60°/s重復(fù)5次，120°/s重復(fù)10次，180°/s重復(fù)10次，組間休息60 s。所有受試者按測(cè)試排序的奇偶順序，奇數(shù)者測(cè)右側(cè)踝關(guān)節(jié)，偶數(shù)者測(cè)左側(cè)踝關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍保持一致。

1.3 觀察指標(biāo)選取PT、PT/BW、PTR作為觀察指標(biāo)。PT是每次測(cè)試中測(cè)得的最大力矩值，是等速肌力評(píng)估的金標(biāo)準(zhǔn)[4]，它反映肌肉收縮的最大力矩，準(zhǔn)確度高、可重復(fù)性好。將所得PT值除以受試者體重可以得到相應(yīng)的PT/BW，是不同人群之間肌力大小的特異性比較，針對(duì)性更好。將測(cè)得的背屈肌群峰值力矩除跖屈肌群峰值力矩得到踝關(guān)節(jié)的PTR，PTR反映了關(guān)節(jié)主動(dòng)肌、拮抗肌之間的平衡關(guān)系，是關(guān)節(jié)穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)能力的重要指標(biāo)[5]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 24.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計(jì)量資料用“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，同一角速度下的男女比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，不同體力活動(dòng)水平組間差異比較選用秩和檢驗(yàn)，顯著性水平定為P<0.05。

2 結(jié)果

2.1 男女踝關(guān)節(jié)背屈、跖屈等速向心測(cè)試結(jié)果相同角速度下、同等體力活動(dòng)參與水平下，女性踝關(guān)節(jié)屈伸肌PT、PT/BW顯著小于男性(P<0.05);PT/BW男性PTR與女性PTR值比較無(wú)顯著性差異，不同角速度下踝關(guān)節(jié)PTR無(wú)顯著性差異(P>0.05)。見(jiàn)表2、表3、表4、表5。

表2 60°/s不同體力活動(dòng)參與水平的健康男女踝關(guān)節(jié)屈伸PT以及

表3 120°/s不同體力活動(dòng)參與水平的健康男女踝關(guān)節(jié)屈伸PT以及

表4 180°/s不同體力活動(dòng)參與水平的健康男女踝關(guān)節(jié)屈伸PT以及

表5 不同角速度下男女踝關(guān)節(jié)背屈/跖屈比率

2.2 不同體力活動(dòng)參與水平受試者踝關(guān)節(jié)背屈、跖屈等速向心測(cè)試結(jié)果不論是男性還是女性在三個(gè)角速度下規(guī)律運(yùn)動(dòng)組屈伸PT都顯著大于不規(guī)律運(yùn)動(dòng)組和不運(yùn)動(dòng)組(P<0.05)，提示規(guī)律的運(yùn)動(dòng)可以提高踝關(guān)節(jié)的屈伸肌力;不規(guī)律運(yùn)動(dòng)組PT和不運(yùn)動(dòng)組無(wú)顯著性差異(P>0.05);隨著角速度增加不論是背屈還是跖屈峰值力矩皆減小，這與之前的研究結(jié)果一致[6]。見(jiàn)表6。

表6 不同體力活動(dòng)參與水平健康青年踝關(guān)節(jié)屈伸

3 討論

本研究結(jié)果顯示，男女比較屈伸肌峰值力矩差異性顯著，峰值力矩/體重由于排除了體重差異帶來(lái)的影響，其差值百分比較峰值力矩小，提示我們對(duì)于體重差異明顯的群體間力量比較采用峰值力矩體重比更加準(zhǔn)確。本研究分別測(cè)試了60°/s、120°/s、180°/s下的踝關(guān)節(jié)屈伸肌力，旨在反映踝關(guān)節(jié)的最大肌力以及快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的爆發(fā)力，研究結(jié)果顯示隨著角速度增大，峰值力矩下降，這符合Hill的力速方程。速度越快，肌纖維募集時(shí)間越短，參與收縮的慢肌纖維越少，產(chǎn)生的力矩輸出則越小，所以高速運(yùn)動(dòng)時(shí)更易發(fā)生踝關(guān)節(jié)扭傷。

主動(dòng)肌拮抗肌比率反映的是關(guān)節(jié)局部肌力的平衡。本研究顯示男女在相同角速度下踝關(guān)節(jié)背屈/跖屈峰值力矩比值基本等同，且隨著角速度變大，比值有變小的趨勢(shì)，這與楊雪清[7]等人所測(cè)得的數(shù)據(jù)是吻合的。米思琪[8]等人在對(duì)162名男性青少年網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員等速研究中得出角速度為60°/s時(shí)踝關(guān)節(jié)跖屈/背屈肌力比值是3.86，小于本研究結(jié)果，這可能是由于網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)所需要大量的彈跳導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員具有更好踝關(guān)節(jié)跖屈肌肉力量。過(guò)往關(guān)于踝關(guān)節(jié)屈伸PTR的研究較膝關(guān)節(jié)少，基本集中于專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員且暫無(wú)定論。

本研究采用向心向心收縮方式測(cè)得PTR，有筆者指出，應(yīng)該采用拮抗肌離心收縮峰值力矩(eccentric contraction peak torgue,ECPT)/主動(dòng)肌向心收縮峰值力矩(concentric contraction peak torgue,CCPT)比值作為關(guān)節(jié)肌力均衡性的指標(biāo)。因?yàn)樵趯?shí)際的運(yùn)動(dòng)中并不存在主動(dòng)肌向心收縮同時(shí)拮抗肌向心收縮的運(yùn)動(dòng)方式，所以由此測(cè)試出來(lái)的PTR值也意義有限。后人在此基礎(chǔ)上，提出動(dòng)態(tài)控制率(dynamic control rate,DCR)的概念并且認(rèn)為DCR 具有重要的意義，尤其是對(duì)于不穩(wěn)定的關(guān)節(jié)[9]。但目前國(guó)內(nèi)對(duì)該指標(biāo)研究太少，后續(xù)需要進(jìn)一步的研究和探討。

對(duì)于不同運(yùn)動(dòng)參與水平的健康青年等速肌力測(cè)試結(jié)果顯示，每周大于3次，每次大于30 min的中等強(qiáng)度以上的有氧運(yùn)動(dòng)可以提高踝關(guān)節(jié)肌力。關(guān)于規(guī)律的有氧運(yùn)動(dòng)所帶來(lái)的益處報(bào)道很多,Bonander等提到中等強(qiáng)度的體育活動(dòng)可以明顯降低絕經(jīng)后婦女的髖關(guān)節(jié)骨折發(fā)生率[10]。馬佐瑤[11]指出規(guī)律的太極拳結(jié)合核心肌力訓(xùn)練可以提高老年人的骨密度及平衡功能，增加運(yùn)動(dòng)功能，降低跌倒風(fēng)險(xiǎn)。體力活動(dòng)與心血管疾病、糖尿病、骨關(guān)節(jié)炎、肥胖、乳腺癌、焦慮抑郁負(fù)相關(guān)關(guān)系的證據(jù)越來(lái)越多。世界衛(wèi)生組織關(guān)于體育活動(dòng)和久坐行為的2020年指南中提到所有成年人每周都應(yīng)進(jìn)行150～300 min的中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，或75～150 min的高強(qiáng)度體育活動(dòng)，或中等強(qiáng)度和高強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的同等運(yùn)動(dòng)[12]。本研究結(jié)果顯示，規(guī)律的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)于踝關(guān)節(jié)屈伸肌力提升同樣有促進(jìn)作用，這可能與健康青年人所選擇的有氧運(yùn)動(dòng)類型有關(guān)，本研究中的受試者有氧運(yùn)動(dòng)以跑步、球類、舞蹈、有氧體操等為主，對(duì)于踝關(guān)節(jié)的肌肉激活作用明顯。關(guān)于不同運(yùn)動(dòng)類型的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)于踝關(guān)節(jié)肌肉的鍛煉效果還需要進(jìn)一步的研究。

綜上所述，我們通過(guò)對(duì)健康青年人群在不同角速度下的踝關(guān)節(jié)屈伸肌力的等速測(cè)試，為臨床康復(fù)評(píng)估及訓(xùn)練提供了客觀依據(jù)。對(duì)于健康青年人群，男性踝關(guān)節(jié)屈伸肌力顯著大于女性，但是踝關(guān)節(jié)主動(dòng)肌拮抗肌比率基本相同。規(guī)律的有氧運(yùn)動(dòng)在提升踝關(guān)節(jié)屈伸肌群力量方面有促進(jìn)作用，但是關(guān)于不同有氧運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的不同作用特點(diǎn)及作用機(jī)制有待進(jìn)一步探討。