老齡化社會中提高體干肌機(jī)能的有效性及重要意義
——QOM（Quality of Motion）訓(xùn)練法

魏燕玲 徐杰瑞 田丸博朗 石井直方 小林寬道

（1.青海師范大學(xué)，青海 西寧 810016；2.東京大學(xué)綜合文化研究科，日本 東京）

人類歷史發(fā)展到今天，由于科技水平、醫(yī)療水平的大幅提高，人們的生活水平和生活質(zhì)量也不斷提高?？萍挤?wù)于生活、醫(yī)療服務(wù)于健康，使人類的壽命也大大延長。2021年為止，我國總?cè)丝跒?4.1178億，其中60歲以上人口占2.64億，而少兒人口占2.5億，這個(gè)數(shù)字比例表明人口贍養(yǎng)的壓力增大，養(yǎng)老問題和兒童教育問題會進(jìn)一步加劇。鄰國日本在2020年為止，總?cè)丝跒?.25708382億，其中65歲以上老年人口3617萬人，占總?cè)丝诘?8.7%，比前一年增長了30萬人。日本在急速超老齡化加劇的同時(shí)，少子化現(xiàn)象也在加劇，而我國也同樣面臨著老齡化和少子化的兩極分化。這意味著，社會醫(yī)療保障制度、看護(hù)體系等要受到嚴(yán)峻的考驗(yàn)。因此，重視健康壽命，老年人的健康管理顯得尤為重要起來。日本政府分別在1978年、1988年、2000年和2013年開展了國民體質(zhì)健康號召與實(shí)施活動，提出了提高生活品質(zhì)（Quality of Life，QOL）及為了提高生活品質(zhì)而需要保持的日常身體活動量概念（Activities of Daily Living，ADL），在這種大前提下，老年人不再覺得單純的活得時(shí)間久有意義，而是在活到老、到死之前保持自己的健康，不給子女和社會增添負(fù)擔(dān)才是硬道理。由此派生出了許多有關(guān)老年鍛煉和健康的問題：老年人如何維持身體平衡不摔倒、如何進(jìn)行身體活動和體育鍛煉、如何保持肌力、怎樣鍛煉等等。

一直以來，對中老年人的運(yùn)動或身體活動是由有氧活動為主導(dǎo)思想的，但是隨著年齡增大和老年性跌倒問題的頻繁出現(xiàn)，人們開始重視起身體骨骼肌的練習(xí)，目的為了增加肌肉力量、提高肌肉質(zhì)量等等，而通過肌肉練習(xí)之后進(jìn)一步認(rèn)識到，體干肌更是老年人維持身體良好機(jī)能的重要肌肉。體干肌也被稱為核心肌肉，由于多數(shù)肌群位于體干深層而不易被練習(xí)，但它在維持身體的平衡性、協(xié)調(diào)性及整個(gè)身體骨骼肌的共同作用方面起著重要的作用。尤其是對于中老年人，體干肌的力量下降、進(jìn)而導(dǎo)致身體平衡能力下降是跌倒的主要原因之一。加強(qiáng)體干肌練習(xí)可以提高身體平衡能力、身體的柔韌性等，有效預(yù)防跌倒。人體在逐漸退化過程中，四肢肌可以通過各種力量練習(xí)提高肌力等，但一般練習(xí)者尤其是中老年人，對力量練習(xí)具有排斥心理或是對體干肌的認(rèn)識不夠，對于下肢肌中的盆帶肌的作用往往被忽視。盆帶肌中的髂腰肌連接體干與下肢，在維持人體下肢活動及身體平衡力量等方面起著重要的作用，日本在多年前開始提倡加強(qiáng)體干肌的練習(xí)，同時(shí)也在探索很多對于體干肌力量、柔韌的練習(xí)方法、以及記錄和評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。東京大學(xué)體育先端科學(xué)研究所小林寛道教授提出并設(shè)計(jì)了QOM（Quality of Motion）訓(xùn)練法，就是利用特制器械，以體干肌練習(xí)為中心，利用自重進(jìn)行練習(xí)，增強(qiáng)體干肌力量，提高整體協(xié)調(diào)性、柔韌性和平衡能力，使身體活動的有效性大大提高。它具有以下特點(diǎn)：（1）可以提高動作的質(zhì)量，（2）增強(qiáng)體干深層肌力，（3）同時(shí)刺激腦的活性增加，（4）能夠練習(xí)與運(yùn)動相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)，（5)老年人或者體力水平低下的人均可參與練習(xí)，易于掌握，并被應(yīng)用于運(yùn)動訓(xùn)練及康復(fù)領(lǐng)域。

筆者在2019年東京大學(xué)訪學(xué)期間，與石井直方、小林寬道教授共同做了研究?；赒OM訓(xùn)練法還未從運(yùn)動生理學(xué)的多個(gè)方面進(jìn)行驗(yàn)證研究，為了探究QOM訓(xùn)練的有效性，本研究使用肌電圖記錄分析介入練習(xí)前后的訓(xùn)練效果。由于目前深層肌狀態(tài)監(jiān)測的技術(shù)還止于B超、CT、MRI等耗費(fèi)較高的儀器，而且對于實(shí)驗(yàn)研究的便利性受到限制，本研究探索性地采用表面肌電間接性描述體干深層肌的訓(xùn)練效果。雖然肌電圖只能記錄體表及淺層肌肉活動狀態(tài)，但髂腰肌等深層肌與下肢肌的活動相連，下肢肌的活動動態(tài)可以間接反映髂腰肌的肌肉活動狀態(tài)，因此，實(shí)驗(yàn)選用了與髖關(guān)節(jié)肌相關(guān)聯(lián)的大腿股直肌、大腿股二頭肌、臀大肌、腹外斜肌以及與人體神經(jīng)反射活動的身體轉(zhuǎn)動和平衡反應(yīng)高度相關(guān)的胸鎖乳突肌作為肌電實(shí)驗(yàn)肌肉。本研究對QOM訓(xùn)練后身體活動效果及平衡能力進(jìn)行驗(yàn)證，為今后我國運(yùn)動愛好者及老年人參與運(yùn)動過程中，核心體干肌的重要性提供理論與實(shí)踐的有力依據(jù)。

1 研究對象和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對象：招募一名自愿配合研究實(shí)驗(yàn)的無運(yùn)動經(jīng)驗(yàn)的25歲碩士研究生，進(jìn)行為期1個(gè)月的實(shí)驗(yàn)。

1.2 研究方法

采用實(shí)驗(yàn)法。

1.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及QOM訓(xùn)練儀器

（1）肌電儀使用KOMEDA公司無線小型肌電儀（EMG＆MotionTools）及加速度儀（GYRO SENSOR）。

（2）QOM訓(xùn)練儀器：使用的器械有十幾種，本次實(shí)驗(yàn)采用了HipLeg Swing訓(xùn)練和車軸移動式Power Bike訓(xùn)練。

①HipLeg Swing（如圖1）：主要練習(xí)大腿股四頭肌前部、大腿后群肌、臀大肌、臀中肌、臀小肌、腹部肌、胸部肌、背部肌以及骨盆?。ㄑ蠹　Ⅶ募?、梨狀肌等）。訓(xùn)練方法：在儀器臺上站立，一只腿大腿面位置夾在兩個(gè)滾軸之間，以髖部帶動大腿前后擺動，左右腿各20次為一組，做4組（約10分鐘左右）。實(shí)驗(yàn)負(fù)荷采用了0、2、3等級負(fù)荷。

圖1

②車軸移動式Power Bike（如圖2）：主要練習(xí)腰大肌、內(nèi)收肌等體干深層肌肉。訓(xùn)練方法：左右腿交替蹬車各25次為一組，做2組（約10分鐘左右）。實(shí)驗(yàn)負(fù)荷采用了5、8、10等級負(fù)荷。

圖2

1.2.2 肌電儀使用方法：肌電儀貼附在實(shí)驗(yàn)對象的右側(cè)股直肌、股二頭肌、臀大肌、腹外斜肌、胸鎖乳突肌，共5個(gè)；加速度儀貼附在右側(cè)大腿中間部位左右各1個(gè)、第二骶椎1個(gè)，共3個(gè)。

1.2.3 QOM擺腿HipLeg Swing測試：對被測者的右腿、右邊胸鎖乳突肌及腹外斜肌設(shè)定好肌電儀和加速度儀后，進(jìn)行動作測試，記錄10次擺腿的測試結(jié)果。

1.2.4 QOM車軸移動式Power Bike測試：對被測者的右腿、右邊胸鎖乳突肌及腹外斜肌設(shè)定好肌電儀和加速度儀后，進(jìn)行動作測試，記錄左右各10次蹬車的測試結(jié)果。

1.2.5 重心動搖測試：被測者單足閉眼站立于重心動搖儀之上，計(jì)時(shí)30秒，記錄30秒間身體重心晃動面積范圍。

1.2.6 前后擺腿測試：此項(xiàng)目作為與QOM擺腿HipLeg Swing的參考對比項(xiàng)目。被測者提前按照要求設(shè)定好肌電儀和加速度儀，手扶某一固定桿，右腿前后擺腿各10次，記錄肌電及髖關(guān)節(jié)活動角度。

1.2.7 功率自行車測試：此項(xiàng)目作為與QOM車軸移動式Power Bike的參考對比項(xiàng)目。被測者在選定的同樣部位設(shè)定好肌電儀和加速度儀，測試1分鐘蹬車時(shí)的肌電和髖關(guān)節(jié)活動角度。

1.2.8 對被測者設(shè)定好肌電儀和加速度儀，測試步行10m過程中肌肉活動和髖關(guān)節(jié)活動及角度。步行測試實(shí)施2次。

1.2.9 2步跨步實(shí)驗(yàn)：

確定一條開始線，兩腳站在線后。

盡最大可能連續(xù)依次跨出兩大步，并在最后雙腳平行站立時(shí)結(jié)束（2步?jīng)]有連貫性視為失敗）。

測量兩步幅的長度（從起點(diǎn)線至最后著地腳尖的落點(diǎn)）。

測試實(shí)施2次，取最好成績。

利用2步步幅（cm）÷身高（cm）=2跨步值的既定公式計(jì)算出測試成績。

1.2.10 實(shí)驗(yàn)的總流程

先進(jìn)行前期實(shí)驗(yàn)測試，內(nèi)容如圖3，之后開始每周2次、為期2周的QOM訓(xùn)練，2周訓(xùn)練結(jié)束后即刻進(jìn)行中期實(shí)驗(yàn)測試，測試結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)行為期2周的訓(xùn)練，訓(xùn)練結(jié)束之后進(jìn)行最終實(shí)驗(yàn)測試。

圖3

1.2.11 研究數(shù)據(jù)采用

在肌電實(shí)驗(yàn)過程中，由于中期實(shí)驗(yàn)過程中部分肌電儀器出現(xiàn)人為操作故障，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)中排除中期實(shí)驗(yàn)的肌電數(shù)據(jù)，只采用前期實(shí)驗(yàn)和最終實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對比。肌電圖數(shù)據(jù)分析采用RMS均方根值計(jì)算的最大自主收縮肌力（%MVC），加速度儀（Acc）顯示的髖關(guān)節(jié)屈伸位、內(nèi)收外展位及內(nèi)旋外旋位的可動范圍。

2 結(jié)果

2.1 最大自主收縮肌力（%MVC）結(jié)果

由表1的前后測試數(shù)據(jù)結(jié)果來看，前后擺腿、步行項(xiàng)目胸鎖乳突肌、股直肌的%MVC降低，腹外斜肌、股二頭肌%MVC增加；步行項(xiàng)目的臀大肌%MVC降低，前后擺腿項(xiàng)目的臀大肌%MVC增加，功率自行車項(xiàng)目的胸鎖乳突肌、腹外斜肌、臀大肌的%MVC降低，股直肌、股二頭肌的%MVC增加。

表1 最大自主收縮肌力（%MVC）

HipLeg Swing訓(xùn)練后胸鎖乳突肌、股直肌、臀大肌的%MVC下降，腹外斜肌、股二頭肌的%MVC增加。

車軸移動式Power Bike訓(xùn)練后所有項(xiàng)目的肌電顯示%MVC下降。

除腹外斜肌之外，測試前后的胸鎖乳突肌、股直肌、股二頭肌和臀大肌的%MVC均有顯著性差異。

2.2 所測動作項(xiàng)目的關(guān)節(jié)可動范圍

如表2所示，前后擺腿、功率自行車、自然走和盡力走項(xiàng)目的屈伸位、內(nèi)收外展位關(guān)節(jié)可動范圍增大，而內(nèi)旋外旋位除了功率自行車項(xiàng)目增大外，其他項(xiàng)目的關(guān)節(jié)可動范圍變小。在經(jīng)過QOM訓(xùn)練后，所測項(xiàng)目中車軸式自行車的屈伸位關(guān)節(jié)可動范圍變小，內(nèi)收外展位、內(nèi)旋外旋位關(guān)節(jié)可動范圍增大；擺腿負(fù)荷項(xiàng)目中所有位置的關(guān)節(jié)可動范圍均增大。

表2 肌電圖加速度儀前后所測項(xiàng)目下肢髖關(guān)節(jié)可動范圍

屈伸位、內(nèi)收外展位測試前后項(xiàng)目間均具有顯著性差異。

2.3 跨步實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表3中2步跨步實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看，經(jīng)過QOM訓(xùn)練后2跨步的步幅增大。

表3 重心動搖與跨步實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4 重心動搖實(shí)驗(yàn)結(jié)果

如圖4、5、6和表3所示，前期測試的重心動搖外周面積為442.7mm，中期測試為373.9mm，最終測試為300.9mm，所測外周面積逐漸變小。

圖4

圖5

圖6

3 討論

QOM訓(xùn)練法的主導(dǎo)理念第一點(diǎn)是最大限度利用人體體干的可動性，出最少的力，練最大的結(jié)果，使軀干深層肌肉的靈活性、力量等得到最大限度的鍛煉，從而提高身體的平衡能力以及其他活動能力。第二點(diǎn)是充分訓(xùn)練體干肌進(jìn)而增加髖關(guān)節(jié)的可動范圍，使人體慣用的髖關(guān)節(jié)及大腿的額狀軸運(yùn)動改進(jìn)為垂直軸運(yùn)動，從而增大髖關(guān)節(jié)的活動范圍，對提高體育運(yùn)動中的動作質(zhì)量、提高成績以及老年人身體的穩(wěn)定性和防跌倒能力具有重要意義。從動作本質(zhì)來講，就是利用認(rèn)知動作型訓(xùn)練儀器，通過身體的平衡力，不做多余的力量而進(jìn)行身體訓(xùn)練；通過利用自重移動身體，進(jìn)行各種練習(xí)，并且不分男女老幼、體弱者或需要身體康復(fù)者及運(yùn)動選手等均能按照不同需求去練習(xí)，因此，QOM訓(xùn)練能夠使人體用最小的力做最大的功，充分調(diào)動體干部肌肉的活動能力，這在本次實(shí)驗(yàn)最大自主收縮肌力（%MVC）結(jié)果可以看出，QOM HipLeg Swing訓(xùn)練后大腿股直肌和臀大肌%MVC下降，大腿后群肌和腹外斜肌%MVC增加，意味著平常身體活動中，和大腿前群肌肉相比，自主收縮不占主體的大腿后群肌和體干肌收縮肌力得到提高；而在QOM Power Bike訓(xùn)練后所有測試肌肉的%MVC下降，正驗(yàn)證了QOM Power Bike是利用自身體重移動身體，無需用很大力進(jìn)行平衡練習(xí)、提高身體活動質(zhì)量的結(jié)果。胸鎖乳突肌作為頭頸部運(yùn)動的主要肌肉，和腦神經(jīng)活動緊密關(guān)聯(lián)，是人體保持姿勢及在運(yùn)動時(shí)反映各種動作與平衡的重要肌肉，測試后所有項(xiàng)目的胸鎖乳突肌%MVC下降，證明機(jī)體可以不用很大的自主收縮肌力就能使身體的協(xié)同動作和平衡能力提高。

隨著年齡增大，人體下肢肌力比上肢肌力減少嚴(yán)重，70-80歲老年人的下肢等尺性最大收縮肌力要比20歲的人減少20%-40%。先行研究中有人使用組合練習(xí)方式對腰大肌的橫斷面積進(jìn)行核磁共振檢測，3個(gè)月后發(fā)現(xiàn)腰大肌的橫斷面積增大，本次研究通過表面肌電測試肌肉的自主收縮肌力，對間接連接體干和下肢的肌肉活動進(jìn)行記錄，其結(jié)果使QOM腰膝訓(xùn)練方法的有效性得到了驗(yàn)證。體干肌訓(xùn)練可以使行走步幅增大，本次研究通過QOM訓(xùn)練，2跨步實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了這個(gè)結(jié)果。而體干肌和下肢肌對于維持身體平衡和防止老年人跌倒具有重要作用，腰大肌起自第12胸椎和1-5腰椎，止于大腿小轉(zhuǎn)子，主要有髖關(guān)節(jié)的屈伸和外旋作用，其肌肉力量下降，容易引起身體失衡或跌倒。本研究結(jié)果中，QOM HipLeg Swing訓(xùn)練后的髖關(guān)節(jié)屈伸、內(nèi)收外展及內(nèi)旋外旋位活動度均增大，而QOM Power Bike訓(xùn)練后髖關(guān)節(jié)的屈伸位活動度變小，內(nèi)收外展和內(nèi)旋外旋位活動度變大，證明通過練習(xí)使人們慣用的髖關(guān)節(jié)額狀面前后屈伸運(yùn)動，逐漸增大至沿垂直軸進(jìn)行矢狀面左右運(yùn)動，使髖關(guān)節(jié)活動度增加、步幅增大。重心動搖實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明了QOM訓(xùn)練對體干肌的練習(xí)效果明顯，體干肌對重心穩(wěn)定、防止跌倒具有重要的意義。

4 結(jié)論

4.1 通過體表關(guān)聯(lián)肌訓(xùn)練可以間接反映體干肌的訓(xùn)練效果。

4.2 QOM訓(xùn)練可以提高肌肉活動效率、增加髖關(guān)節(jié)活動度。

4.3 QOM訓(xùn)練能夠使身體重心穩(wěn)定性提高，降低跌倒風(fēng)險(xiǎn)。