孫 明 運(yùn)

1 前言

Richardson and Jull（1995）［20］首先闡述了局部穩(wěn)定訓(xùn)練對(duì)于治療背痛有一定的效果。Ferreira M 等（2007）［11］、Richardson C等（2004）［19］也闡述了同樣的觀點(diǎn)。Katharina von Garnier等（2009）［13］應(yīng)用局部穩(wěn)定訓(xùn)練表明，背痛患者能再學(xué)習(xí)精確的軀干深層肌肉腹橫肌和多裂肌共激活方式。Storheim K等（2002）［21］認(rèn)為，由于很難觸診到人體軀干深層肌肉，所以，測(cè)量這些肌肉的收縮能力會(huì)變得特別困難。

而腹橫肌是維持脊柱穩(wěn)定的重要的深層肌肉之一，且容易被觸診，于是，人們對(duì)其發(fā)生了濃厚的興趣（Hodges，1999）［12］。腹橫肌橫向纖維在腹部脊柱周圍直接形成了一條較寬廣的“保護(hù)帶”，Cresswell等（1992）［8］認(rèn)為，腹橫肌的力學(xué)作用就是通過調(diào)整腹內(nèi)壓來維持脊柱穩(wěn)定性，或者脊柱通過胸腰筋膜傳遞力的作用（Barker等，2006）［4］。當(dāng)然，腹橫肌還有其他功能，如協(xié)助呼吸（De Troyer，1990）［9］、控制脊柱運(yùn)動(dòng)。

M.Eriksson Crommert等 （2011）［16］認(rèn) 為，有 間 接 的 證據(jù)表明腹橫肌在運(yùn)動(dòng)控制中的激活受到不同的負(fù)荷模式、各種身體姿勢(shì)影響。最近的文獻(xiàn)表明，人們利用各種方法來探索下背部肌肉的募集反饋和測(cè)量人體腹橫肌收縮能力，應(yīng)用的儀器主要有超聲波儀、肌電圖儀、生物壓力反饋儀（Ferreira M 等，2007；Anderson Worth，2007）［11，2］。 其中，生物壓力反饋儀已被應(yīng)用于人體俯臥位、腹部中空時(shí)腹橫肌的正確收縮判斷上，根據(jù)反饋儀的壓力變化來辨別腹 橫 肌 是 否 收 縮 或 舒 張 （Chattanooga Group ，2001）［6］。Richardson C等（2004）［19］在臨床上應(yīng)用生物壓力反饋儀對(duì)軀干深層肌肉進(jìn)行測(cè)試評(píng)估，其也作為軀干穩(wěn)定性練習(xí)的輔助手段（Cairns MC，2000）［5］。

臨床上對(duì)于腹橫肌的康復(fù)功能評(píng)定應(yīng)用較多（PedroOlavo de Paula Lima等，2011）［17］，而 在 體 育 運(yùn) 動(dòng) 訓(xùn) 練 中還很少發(fā)現(xiàn)有相關(guān)類似研究。本研究的目的是通過利用上海體育學(xué)院自主研發(fā)的慣性杠鈴進(jìn)行腰腹部核心力量訓(xùn)練，應(yīng)用壓力生物反饋儀（The STABILIZERTMPressure Bio－Feedback）測(cè)試腹橫肌收縮壓力變化特征，驗(yàn)證慣性杠鈴對(duì)于核心肌肉的訓(xùn)練效果。本研究的主要假設(shè)是慣性杠鈴訓(xùn)練對(duì)于腹橫肌收縮力具有增強(qiáng)作用，從而間接證明慣性杠鈴對(duì)于核心力量訓(xùn)練具有一定的效果。

人體的大多數(shù)運(yùn)動(dòng)都是多關(guān)節(jié)、多肌群參與的全身性運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過程中，腹橫肌所在的核心區(qū)域是四肢及頭部的運(yùn)動(dòng)樞紐。核心區(qū)域平衡穩(wěn)定性直接影響身體遠(yuǎn)端肢體的運(yùn)動(dòng)。核心力量是同上下肢力量并存，在人們?nèi)粘＿\(yùn)動(dòng)健身、生活、工作時(shí)不可缺少的力量能力，因而，加強(qiáng)核心力量訓(xùn)練及評(píng)估對(duì)于有效完成運(yùn)動(dòng)、日常生活工作動(dòng)作、預(yù)防損傷具有十分重要的意義。

2 方法

2.1 研究對(duì)象

上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院男性本科生共計(jì)26名，平均年齡21±1歲，體重69±7.7kg，身高1.78±0.51 m。身體健康、無脊柱畸形和損傷史、無其他運(yùn)動(dòng)損傷且無專業(yè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練史的男性受試者。隨機(jī)分為2組：實(shí)驗(yàn)組慣性杠鈴訓(xùn)練，對(duì)照組常規(guī)杠鈴訓(xùn)練；在訓(xùn)練期內(nèi)，2組均可進(jìn)行日常運(yùn)動(dòng)，但避免（除了實(shí)驗(yàn)安排的訓(xùn)練）其他核心訓(xùn)練。所有受試者對(duì)于訓(xùn)練方案熟悉 ，并自愿參加實(shí)驗(yàn)。

2.2 訓(xùn)練方案

2.2.1 訓(xùn)練計(jì)劃

訓(xùn)練期內(nèi)實(shí)驗(yàn)人員按照表1訓(xùn)練計(jì)劃、表2動(dòng)作要求嚴(yán)格執(zhí)行，并做好訓(xùn)練記錄。

2.2.2 訓(xùn)練動(dòng)作要求

2.3 訓(xùn)練器械及測(cè)量儀器

實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的主要訓(xùn)練器械及儀器有：慣性杠鈴7個(gè)、普通杠鈴6個(gè)；配重杠鈴片若干，1kg／片；數(shù)字秒表1個(gè)；表面平坦光滑堅(jiān)硬寬長凳1條；壓力生物反饋儀（The STABILIZERTMChattanooga Group，Inc，USA）1套（測(cè)量范圍0～200mmHg，精度為±3mmHg）。

2.4 測(cè)量過程

測(cè)試前，要求被試膀胱尿量保持最少狀態(tài)。測(cè)試過程中要求室內(nèi)保持安靜，測(cè)試人員密切注意任何可能干擾測(cè)試結(jié)果的情況，如被試注意力不集中、動(dòng)作理解情況、任何不規(guī)范動(dòng)作出現(xiàn)、壓力反饋儀是否漏氣等。為了避免不同測(cè)試儀器引起的誤差，整個(gè)研究測(cè)試過程中始終使用相同型號(hào)生物壓力測(cè)試反饋儀。根據(jù)生物壓力反饋儀（STABILIZERTMPressure Bio－Feedback）說明可知，該反饋儀的精度為±3mmHg。為了保證測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確，確保反饋儀不漏氣，測(cè)試人員以70mmHg為起始值，按測(cè)試要求將5kg杠鈴片放于氣墊上24h后，壓強(qiáng)變化在0.5mmHg以內(nèi)認(rèn)為該反饋儀不漏氣（Katharina von Garnier等，2009）［13］。特別注意該反饋儀氣墊含天然橡膠乳膠成分，該成分可能引起人體過敏反應(yīng)。隨時(shí)注意觀察被試有無過敏不適感覺。

2名測(cè)試人員測(cè)試前1周按照生物壓力反饋儀（STABILIZERTMPressure Bio－Feedback）說明進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉測(cè)試目的、測(cè)試方法、動(dòng)作要領(lǐng)要求及注意事項(xiàng)。測(cè)試人員首先向被試講明測(cè)試動(dòng)作要領(lǐng)及注意事項(xiàng)，并示范。被試熟悉并掌握測(cè)試動(dòng)作后開始測(cè)試。被試俯臥于表面平坦光滑堅(jiān)硬寬長凳上，手臂伸直放置于身體兩側(cè)，呈放松狀態(tài)；頭部放松，使得頸部和軀干保持一條直線。充氣袋放置于腹部，其末端和髂前上棘連線齊平（Richardson和Jull，1995）［20］。生物壓力反饋儀起始?jí)簭?qiáng)為70mmHg，被試腹部完全放松躺在上面，待穩(wěn)定時(shí)記錄此時(shí)壓力計(jì)值，然后測(cè)試人員開始測(cè)試口令計(jì)時(shí)，被試盡最大努力腹部“鼓氣”，腹橫肌收縮，持續(xù)10s，記錄壓力計(jì)最大讀數(shù)，一次測(cè)試完成，休息3min，進(jìn)行下一次測(cè)試。每名被試有效測(cè)試3次。

表1 本研究訓(xùn)練計(jì)劃一覽表Table 1 Training Plan

表2 本研究訓(xùn)練動(dòng)作要求一覽表Table 2 Training Action Request

圖1 生物壓力反饋儀示意圖（由三部分組成——壓強(qiáng)計(jì)、充氣小球、氣墊）Figure 1. Biological Pressure Feedback Device，Consists of Three Components－Pressure Gauge，Inflatable Ball，Cushion

2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

實(shí)驗(yàn)前、后測(cè)試均對(duì)每名被試3次測(cè)試結(jié)果取平均值，并將以mmHg為單位的值轉(zhuǎn)換成以國際制單位帕斯卡（Pa）為單位的值。應(yīng)用SPSS 15.0軟件進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)方法為組內(nèi)前、后測(cè)試采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，組間采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，顯著性水平設(shè)為P＜0.05，非常顯著性水平設(shè)為P＜0.01；并應(yīng)用origin 8軟件獲得圖表。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本研究共測(cè)試26人。由于在后測(cè)時(shí)生物壓力反饋儀出現(xiàn)漏氣以及個(gè)別被試超出生物壓力反饋儀量程，所以，實(shí)際得到測(cè)試的有效人數(shù)為22人，訓(xùn)練前后俯臥位壓力變化均值如表3所示，對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組個(gè)人實(shí)驗(yàn)前后壓強(qiáng)增量如表4所示。

由表3可以看出，實(shí)驗(yàn)前對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組腹橫肌壓力值無顯著性差異（P1＝0.48＞0.05）；對(duì)照組實(shí)驗(yàn)前后數(shù)據(jù)差異非常顯著（P2＝0.004＜0.01）；實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)前后數(shù)據(jù)差異非常顯著（P3＝0.000＜0.01）；對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)差異顯著（P4＝0.048＜0.05）。

由表4、圖2可以看出，對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組個(gè)人實(shí)驗(yàn)前、后壓強(qiáng)增量差異顯著（P＝0.02＜0.05）。

4 分析

陳小平（2007）［1］認(rèn)為，目前專項(xiàng)力量器械的應(yīng)用還有局限性：一些項(xiàng)目如短跑、鐵餅、鉛球等雖然有自己的專項(xiàng)力量訓(xùn)練器械，但在器械上完成的動(dòng)作與專項(xiàng)動(dòng)作還有一定區(qū)別，不能滿足發(fā)展專項(xiàng)力量的基本要求——力量訓(xùn)練動(dòng)作在肌群工作順序、神經(jīng)沖動(dòng)、肌群間協(xié)作配合方式、能量供應(yīng)方式、空間結(jié)構(gòu)和負(fù)荷特征等方面與專項(xiàng)動(dòng)作具有一致性。

表3 本研究訓(xùn)練前、后俯臥位壓力反饋儀測(cè)量值增量一覽表Table 3 The Pressure Feedback Measuring Change Values of the Prone Position before and after Training （Pa）

表4 本研究對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組個(gè)人實(shí)驗(yàn)前后壓強(qiáng)增量值一覽表Table 4 The Individual Increase Pressure Values of the Control Group and the Experimental Group before and after the Training（Pa）

圖2 本研究實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組增量均值比較示意圖Figure 2. The Comparison of the Change Mean Values between Experimental Group and Control Group

傳統(tǒng)負(fù)重抗阻訓(xùn)練注重提高大肌群力量，往往忽視小肌群的協(xié)調(diào)發(fā)展，容易導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)損傷。具有代表性的新型力量訓(xùn)練方法有兩種，一種是電刺激法（Banerjee，2010）［3］，分為神經(jīng)肌肉電刺激法和肌肉直接電刺激法；一種是振動(dòng)訓(xùn)練法，該法與常規(guī)抗阻訓(xùn)練的結(jié)合被認(rèn)為比單一抗 阻 訓(xùn) 練 效 果 更 好。但 是，Wilcock等 （2009）［22］、Luo（2005）［15］認(rèn)為，這兩種力量訓(xùn)練方法使用時(shí)間不長，一些關(guān)鍵問題，如刺激時(shí)間、使用頻率等還存在一定爭議，力量提高效果還不明顯，通常只被當(dāng)作力量訓(xùn)練的輔助手段。

近年來，隨著訓(xùn)練理念的不斷發(fā)展，一些新的方法逐漸應(yīng)用到力量訓(xùn)練領(lǐng)域，以滿足力量發(fā)展的全面、均衡和精細(xì)化需求。人們已開發(fā)的核心力量訓(xùn)練方法多種多樣，例如，應(yīng)用各種動(dòng)作徒手肌力訓(xùn)練法，借助器具如平衡軟踏、泡沫軸、抗力球、平衡墊、健身球、平衡半球、懸吊訓(xùn)練器械、核心板、普拉提、Bodyblade振動(dòng)棒、飛力仕、彈力帶等加強(qiáng)核心力量的訓(xùn)練法。這些訓(xùn)練主要強(qiáng)調(diào)在不穩(wěn)定環(huán)境下的訓(xùn)練，其理論依據(jù)為動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定的支撐環(huán)境增加了對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的刺激，進(jìn)而提高了中樞神經(jīng)系統(tǒng)動(dòng)員肌纖維參與收縮的能力，即中樞激活提高。這些訓(xùn)練方法增加了力量訓(xùn)練動(dòng)作的數(shù)量和范圍，提高了力量訓(xùn)練的難度和復(fù)雜性，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)負(fù)重抗阻訓(xùn)練法的力量與平衡、力量與協(xié)調(diào)、力量與靈敏不足。Kohler等（2010）［14］比較健美運(yùn)動(dòng)員分別在穩(wěn)固的板凳和瑞士球上完成相同最大相對(duì)強(qiáng)度的肩部推舉動(dòng)作，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著工作條件不穩(wěn)定性的增加，外部負(fù)荷逐漸下降，其建議在不穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行核心力量訓(xùn)練時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇較輕的負(fù)荷；Willardson等（2009）［23］在研究中也得出了類似的結(jié)果。說明這些方法也有自身的不足，主要是由于在不穩(wěn)定條件下訓(xùn)練外部負(fù)荷很難加大，絕對(duì)力量也很難大幅提高。

于是，研究之初曾思考能否有一種器械，在訓(xùn)練時(shí)既可以對(duì)人體核心訓(xùn)練創(chuàng)造較大的不穩(wěn)定環(huán)境，又能加大外部負(fù)荷，因而就產(chǎn)生了慣性杠鈴的設(shè)想、研發(fā)。目前，上海體育學(xué)院已研發(fā)出了該產(chǎn)品的模型，并應(yīng)用于訓(xùn)練研究。慣性杠鈴是內(nèi)部有一可旋轉(zhuǎn)的主軸，主軸兩端兩個(gè)擺錘桿和擺錘構(gòu)成了可旋轉(zhuǎn)的偏心擺，調(diào)節(jié)擺錘重量、擺錘到主軸的距離及兩個(gè)擺錘桿的夾角來調(diào)節(jié)慣性力的大小。擺錘桿和擺錘的晃動(dòng)造成軀干及全身的不穩(wěn)定，利用人體對(duì)這種不穩(wěn)定性的控制使核心部位得到訓(xùn)練。人體可穩(wěn)定站立時(shí)使用，也可以在不穩(wěn)定站立時(shí)使用。當(dāng)穩(wěn)定站立使用時(shí)可以增加杠鈴片，逐步加大擺錘重量，給人體動(dòng)作造成更大干擾，核心部位的刺激加大，神經(jīng)肌肉控制能力訓(xùn)練得到增強(qiáng)。首先應(yīng)用此模型產(chǎn)品和普通杠鈴進(jìn)行對(duì)比研究，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組設(shè)計(jì)同樣的腰部水平屈伸動(dòng)作、訓(xùn)練方案，用以對(duì)比核心肌群的刺激效果。

應(yīng)用生物壓力反饋儀（STABILIZERTMPressure Bio－Feedback）評(píng)定腹橫肌壓力變化，間接判斷人體核心力量的增減情況。那么，就有一個(gè)問題出現(xiàn)，該反饋儀的測(cè)量信度如何，是否可以作為評(píng)估手段？Katharina von Garnier等（2009）［13］通過對(duì)該類生物壓力反饋儀信度研究認(rèn)為，不同操作人員之間的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intra－class correlation coefficient，ICC）是 0.47［95% 置 信 區(qū) 間confidence interval（CI）0.20～0.67］，同一測(cè)試人員重復(fù)測(cè)量信度ICC 為0.81（95%CI，0.67～0.90）。Pedro Olavo de Paula Lima等（2011）［17］對(duì)應(yīng)用該類生物壓力反饋儀測(cè)試腹橫肌的活性的文獻(xiàn)進(jìn)行了綜述，總結(jié)出同一測(cè)試人員信度ICC值范圍0.50～0.81，不同測(cè)試人員信度ICC值范圍0.47～0.82，相關(guān)系數(shù)值評(píng)估效度（validity）范圍為0.48～0.90，認(rèn)為以前的研究總體上還是過于樂觀的，盡管臨床上關(guān)于該測(cè)量方法的一些問題還沒有完全清楚。可見，應(yīng)用生物壓力反饋儀作為研究腹橫肌激活特性方法是可行的。

再有一個(gè)問題，本研究中為什么要用最大壓強(qiáng)差作為測(cè)試指標(biāo)？一是，因?yàn)榍叭搜芯恳延袘?yīng)用，如Costa等（2006）［7］收集了10s測(cè)試期間內(nèi)超過2s最大壓強(qiáng)減少值；Storheim等（2002）［21］也收集了8～10s期間內(nèi)至少2 s內(nèi)最大壓強(qiáng)減少值。二是，因?yàn)樯飰毫Ψ答亙x數(shù)值變化可以間接地反映腹橫肌力量改變，或者說壓力值和腹橫肌力量增加呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。

由結(jié)果可知，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)前壓力值并無顯著性差異，而在訓(xùn)練后壓力值均提高，且組內(nèi)比較均具有非常顯著性差異，但實(shí)驗(yàn)組的提高更大，與對(duì)照組相比具有顯著性差異。同樣的訓(xùn)練負(fù)荷配比、密度，但由于器械的結(jié)構(gòu)不同，慣性杠鈴給人體的干擾更大，致使訓(xùn)練強(qiáng)度更大，對(duì)腹橫肌的激活作用更明顯。說明無論是慣性杠鈴、普通杠鈴均可以提高核心力量，比較而言，慣性杠鈴效果更好些。這也驗(yàn)證了本研究的假設(shè)。

當(dāng)然，正如前文所說，核心肌肉生物反饋測(cè)試還有其他 方 法，如 Pernille Vedsted（2011）［18］應(yīng) 用 表 面 肌 電 圖（ENG）研究了斜方肌生物反饋?zhàn)兓卣鳎J(rèn)為這是一個(gè)很好的方法；Donna T等（2009）［10］應(yīng)用肌電圖研究了腹部深層肌肉的活動(dòng)，認(rèn)為腹橫肌對(duì)于腰盆的穩(wěn)定性具有一定的貢獻(xiàn)。如果結(jié)合這些方法評(píng)估腹橫肌活性，也許更能進(jìn)一步反映出生物壓力反饋儀方法的優(yōu)劣。生物壓力反饋儀方法和肌電圖法、超聲波法相比較，操作更簡單、反饋及時(shí)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，所以，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)該方法的研究，以便能更好地應(yīng)用于實(shí)踐。

本研究局限于普通人群，并未考慮背痛患者，如果再增加腰背痛患者作為對(duì)比研究，結(jié)果也許將會(huì)更有意義。

5 結(jié)論與建議

慣性杠鈴與普通杠鈴訓(xùn)練相比，慣性杠鈴對(duì)于腹橫肌活性具有更大的增強(qiáng)作用，從而間接證明其對(duì)于核心力量訓(xùn)練具有較好的效果。

本實(shí)驗(yàn)針對(duì)普通大學(xué)生的測(cè)試中，個(gè)別被試已超量程，說明生物壓力反饋儀量程0～200mmHg偏小，故建議針對(duì)普通健康人群測(cè)試時(shí)，應(yīng)使用較大量程的生物壓力反饋儀；在以后的研究中增設(shè)腰背痛患者作為對(duì)比研究，可能的情況下結(jié)合肌電、超聲波進(jìn)行方法對(duì)比研究。

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