全身振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)青少年體操運(yùn)動(dòng)員腰背肌力和平衡的影響

徐利亞 古鴻毅 張一民 孫婷婷

(1.北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院;2.北京體育大學(xué)中國(guó)運(yùn)動(dòng)與健康研究院,運(yùn)動(dòng)與體質(zhì)健康教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100084)

腰背部處于人體解剖結(jié)構(gòu)的核心部位，腰背部肌群的作用主要是為了維持脊柱的穩(wěn)定以及運(yùn)動(dòng)過程中的支撐。青少年體操運(yùn)動(dòng)員由于年齡小、自我保護(hù)意識(shí)不足等原因容易發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷，而發(fā)展腰背肌肉力量可增強(qiáng)腰椎的穩(wěn)定性，因此在青少年體操運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中，加入強(qiáng)化腰背肌力和平衡能力的練習(xí)是尤為必要的。近年來，全身振動(dòng)訓(xùn)練（Whole-Body Vibration Training，WBVT）是運(yùn)用于競(jìng)技體育中提高運(yùn)動(dòng)員腰背肌力，改善平衡力，提高身體機(jī)能和運(yùn)動(dòng)能力的一種新型訓(xùn)練方法。

WBVT是通過站在振動(dòng)板上，在垂直或重力及重力傳感器方向上協(xié)同工作來實(shí)現(xiàn)的，其振動(dòng)頻率范圍為0～50Hz，位移幅度為0～12mm。WBVT 對(duì)力量、平衡、改善疼痛等方面都有效。在一項(xiàng)針對(duì)成年人的早期研究中，Rhonda 等人研究了WBVT 代替深蹲的效果，與普通深蹲相比，WBVT顯著增加了支配深蹲肌群的肌肉力量；Amano等人也證實(shí)了WBVT對(duì)動(dòng)態(tài)平衡的效果。截至目前，關(guān)于WBVT的研究較多，但是針對(duì)于青少年體操運(yùn)動(dòng)員這一樣本人群的研究還沒有，據(jù)此該研究運(yùn)用Power Plate 振動(dòng)訓(xùn)練儀對(duì)青少年體操運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行WBVT，探究不同頻率對(duì)其腰背肌力和平衡能力的影響。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選取武漢體育學(xué)院32 名青少年體操運(yùn)動(dòng)員，受試者均自愿參與此次實(shí)驗(yàn)，在測(cè)試之前了解實(shí)驗(yàn)所有流程并簽署知情同意書。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程樣本流失率為0，基本情況見表1。

表1 受試者的基本情況

1.2 訓(xùn)練方法

使用隨機(jī)數(shù)表法將32 名受試者分為A、B、C、D 四組，每組8 人，D 組為對(duì)照組，不進(jìn)行訓(xùn)練，其余3 組的振動(dòng)頻率分別為A組無振動(dòng)，B組30Hz，C組50Hz。訓(xùn)練方法借鑒劉悅等人的研究，受試者在Power Plate振動(dòng)訓(xùn)練儀上采用靜態(tài)屈膝卷腹動(dòng)作進(jìn)行訓(xùn)練。每次訓(xùn)練5組，每組30s，組間休息30s。實(shí)驗(yàn)流程見圖1。

圖1 受試者分組流程圖

1.3 評(píng)定方法

8 周訓(xùn)練前后對(duì)受試者進(jìn)行腰背肌力測(cè)試及星形偏移平衡測(cè)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)采用David 脊柱康復(fù)系統(tǒng)對(duì)受試者進(jìn)行綜合性評(píng)估，每個(gè)測(cè)試動(dòng)作重復(fù)3 次，取最好成績(jī)。

DAVID F110腰椎后伸測(cè)試：調(diào)節(jié)儀器座椅至受試者合適高度，取人體髂棘最高點(diǎn)緊貼靠背，固定肩部，屈膝90°。設(shè)備活動(dòng)臂在30°屈方向鎖定，讓受試者盡力推動(dòng)鎖定的活動(dòng)臂。DAVID F150腰椎側(cè)屈測(cè)試要求同上。

星形偏移平衡測(cè)驗(yàn)：測(cè)量受試者下肢長(zhǎng)，即髂前上棘至內(nèi)踝尖的距離。受試者單腳支撐站立在星形圖（測(cè)量圖）的中心點(diǎn)，另一只腿盡力向8個(gè)方向伸直，輕觸地面。8 個(gè)方向分別是：前（Anterior，ANT），外前（Anterolateral，ALAT），外（Lateral，LAT），外后（Posterolateral，PLAT），后（Posterior，POST），內(nèi)后（Posteromedial，PMED），內(nèi)（Medial，MED），內(nèi)前（Anteromedial，AMED）。記錄8 個(gè)方向的3 次測(cè)試距離，并取平均值，該距離與受試者下肢長(zhǎng)的比值即為受試者該方向的平衡穩(wěn)定值。

1.4 觀察指標(biāo)

（1）腰椎后伸肌群等長(zhǎng)肌力（N·m）；（3）腰椎側(cè)屈肌群等長(zhǎng)肌力（N·m）；（3）星形偏移平衡比值。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)所涉及的指標(biāo)全部以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 16.0 統(tǒng)計(jì)軟件。對(duì)實(shí)驗(yàn)中所有指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行一般統(tǒng)計(jì)描述，<0.05 表示具有顯著性差異；<0.01表示具有非常顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 訓(xùn)練前后腰背肌群等長(zhǎng)肌力的變化

根據(jù)表2可以看出，B、C兩組受試者在經(jīng)過8周訓(xùn)練后，3 個(gè)方向的腰椎等長(zhǎng)肌力均有所增長(zhǎng)，C 組增長(zhǎng)優(yōu)于B組，A組和D組受試者8周前后腰椎等長(zhǎng)肌力無明顯變化。

表2 4組腰背肌群各方向等長(zhǎng)肌力評(píng)估結(jié)果

根據(jù)表3 可以看出，與訓(xùn)練前相比，8 周后B、C 兩組后伸、右側(cè)屈、左側(cè)屈等長(zhǎng)肌力均增大，具有非常顯著性差異（<0.01），C 組增長(zhǎng)優(yōu)于B、D 組，A 組和D 組訓(xùn)練前后組內(nèi)對(duì)比無顯著性差異。

表3 4組訓(xùn)練前后等長(zhǎng)肌力組內(nèi)方差分析的顯著性比較

根據(jù)表4 可以看出，訓(xùn)練前A、B、C、D 四組在腰椎后伸、右側(cè)屈和左側(cè)屈等長(zhǎng)肌力差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（>0.05）；訓(xùn)練8 周后，A 和B、B 和C、A 和C、B 和D、C和D 組間后伸等長(zhǎng)肌力變化具有顯著性差異（<0.05）；訓(xùn)練8 周后，B 組和D 組間右側(cè)屈等長(zhǎng)肌力具有顯著性差異（<0.05），A和C、B和C、C和D組間右側(cè)屈等長(zhǎng)肌力變化具有非常顯著性差異（<0.01）；訓(xùn)練8周后，A和B、B和D組間左側(cè)屈等長(zhǎng)肌力均具有顯著性差異（<0.05），A和C、B和C、C和D組間左側(cè)屈等長(zhǎng)肌力均具有非常顯著性差異（<0.01）。

表4 4組等長(zhǎng)肌力組間方差分析的顯著性比較

2.2 訓(xùn)練前后星形偏移平衡測(cè)試結(jié)果的變化

根據(jù)表5、表6 可以看出，A、B、C 三組受試者在經(jīng)過8周訓(xùn)練后，8個(gè)方向的星形偏移平衡能力均有所增長(zhǎng)，A 組受試者變化不明顯。A、B、C 三組組間相比，B組、C 組在ANT、POST、PMED、MED 4 個(gè)方向上平衡能力增長(zhǎng)率高于A組和D組（<0.05）。組內(nèi)前后比較結(jié)果顯示，3 組經(jīng)過8 周振動(dòng)訓(xùn)練后，8 個(gè)方向都有提升。C組在ANT、LAT、PLAT、POST、PMED、MED 6個(gè)方向上有顯著差異（<0.05），在AMED 方向上顯著差異非常明顯（<0.01）；B 組在POST、AMED 2 個(gè)方向上有顯著差異（<0.05）。D 組受試者8 周前后星形偏移平衡能力無明顯變化。

表5 4組ANT、ALAT、LAT、PLAT測(cè)試結(jié)果比較

表6 4組POST、PMED、MED、AMED測(cè)試結(jié)果比較

3 討論

3.1 振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)青少年體操運(yùn)動(dòng)員腰背肌力的影響

軀干腰背區(qū)的肌力不僅影響四肢動(dòng)作所有力量運(yùn)動(dòng)支點(diǎn)是否穩(wěn)固，還影響全身所有動(dòng)作的控制。在此實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)受試者在進(jìn)行WBVT時(shí)，腰背區(qū)的運(yùn)動(dòng)單位在短時(shí)間內(nèi)迅速被激活進(jìn)而被募集，經(jīng)過8 周的訓(xùn)練后，周圍神經(jīng)系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生適應(yīng)性，所以在8周WBVT后進(jìn)行腰背肌群等長(zhǎng)肌力測(cè)試時(shí)，大量的運(yùn)動(dòng)單位被募集，從而產(chǎn)生腰背等長(zhǎng)肌力提高的結(jié)果。一方面，肌力的提高可能是因?yàn)檎駝?dòng)訓(xùn)練改善了肌肉的發(fā)力情況。另一方面，可能是肌肉適應(yīng)了Power Plate振動(dòng)訓(xùn)練儀的振動(dòng)頻率和振幅，表現(xiàn)出肌力的提高。由此可知，WBVT 能夠提高青少年體操運(yùn)動(dòng)員腰背區(qū)力量，50Hz的振動(dòng)頻率訓(xùn)練對(duì)于改善腰背部位后伸、左側(cè)屈、右側(cè)屈肌群的效果要優(yōu)于30Hz。孫越穎等人以24名男性排球運(yùn)動(dòng)員為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，發(fā)現(xiàn)45Hz的振動(dòng)頻率提高排球運(yùn)動(dòng)員腰背部位屈伸肌群力量效果優(yōu)于30Hz，且振動(dòng)訓(xùn)練后的運(yùn)動(dòng)能力、腰背肌力和健康狀況的改善效果比常規(guī)運(yùn)動(dòng)后更明顯。但目前針對(duì)肌肉力量提高的振動(dòng)訓(xùn)練還沒有完善的指導(dǎo)方針，不同的研究人員有著不同的方案。

3.2 振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)青少年體操運(yùn)動(dòng)員平衡能力的影響

平衡能力是人體的一項(xiàng)重要身體素質(zhì)能力，有研究表明腰背肌力量以及下肢肌肉力量是維持身體平衡素質(zhì)的重要因素。該實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明采用合適的訓(xùn)練時(shí)間和訓(xùn)練頻率可以增強(qiáng)腰背肌群的力量以及平衡能力，從而有效提高青少年體操運(yùn)動(dòng)員的平衡能力。有學(xué)者認(rèn)為，身體平衡能力與腰背穩(wěn)定性密切相關(guān)，所以當(dāng)腰背肌力提高時(shí)，身體的平衡能力也能提高。韓永谷等人根據(jù)WBVT對(duì)腦癱兒童平衡和行走能力的直接影響進(jìn)行研究，從這項(xiàng)研究的結(jié)果來看，WBVT是促進(jìn)腦癱兒童平衡能力的有效干預(yù)措施。Mozy 等人的一項(xiàng)研究探究了WBVT對(duì)健康成年男性下肢訓(xùn)練的影響，顯著提高了健康成年男性的動(dòng)態(tài)平衡能力。

4 結(jié)語

該研究表明，8周30Hz或50Hz振動(dòng)訓(xùn)練均可以增強(qiáng)青少年體操運(yùn)動(dòng)員的腰背肌力和平衡能力，50Hz 振動(dòng)訓(xùn)練效果更佳。該實(shí)驗(yàn)排除了單獨(dú)的靜態(tài)屈膝卷腹動(dòng)作和青少年8 周自然發(fā)育對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響，但只使用星形偏移平衡測(cè)試稍顯不足，多種測(cè)試方法的綜合應(yīng)用或可使平衡測(cè)試更可靠。該實(shí)驗(yàn)測(cè)試過程中只采用了靜態(tài)屈膝卷腹一種動(dòng)作，可能不同的訓(xùn)練動(dòng)作會(huì)產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果。