太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)老年人足底壓力的影響

孔德剛 高 虹 王 璐 (河北工程大學(xué)公共體育部，河北 邯鄲 056038)

太極拳作為我國(guó)一項(xiàng)古老的體育健身術(shù)，兼具強(qiáng)身健體和防治疾病之功效〔1〕。諸多研究證明長(zhǎng)期練習(xí)太極拳的老年人在跨越障礙物時(shí)對(duì)障礙物的判斷更加準(zhǔn)確，下肢穩(wěn)定性、柔韌性、協(xié)調(diào)性更優(yōu)秀，防跌倒能力和平衡能力明顯較同齡人高〔2～4〕。而通過(guò)足底壓力測(cè)試研究老年人長(zhǎng)期練習(xí)太極拳對(duì)平衡能力的影響尚未見(jiàn)報(bào)道，特別是長(zhǎng)期練習(xí)太極拳對(duì)老年人足底壓力的影響尚不清楚。鑒此，本研究通過(guò)對(duì)長(zhǎng)期練習(xí)太極拳老年人和不參與專門(mén)運(yùn)動(dòng)的老年人分別進(jìn)行足底壓力測(cè)試，探討太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)老年人足底壓力的影響。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 本研究以邯鄲市自愿參加本測(cè)試的練習(xí)3年以上太極拳和無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)的老年男性33人為研究對(duì)象。年齡60～70歲，身體健康，所有受試者經(jīng)詢問(wèn)無(wú)糖尿病史，無(wú)足部畸形、下肢無(wú)嚴(yán)重疾患，行走時(shí)步態(tài)沒(méi)有功能性障礙，在測(cè)試前24 h內(nèi)未參加過(guò)劇烈運(yùn)動(dòng)，無(wú)肌肉疲勞癥狀。研究對(duì)象一般情況見(jiàn)表1。

表1 研究對(duì)象一般情況

1.2 研究方法 采用比利時(shí)足底壓力分布測(cè)試系統(tǒng)Footscan insole(測(cè)量頻率為500 Hz，傳感器厚度2.2 mm，傳感器密度4個(gè)/cm2。引出厚度1.5 mm，壓力范圍1～60 N/cm2，最小分辨率為25 g，一致性為±25 g)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)將Footscan測(cè)力平板平放在地板上，測(cè)力平板兩邊均鋪上延長(zhǎng)跑道，要求所有受試者均脫鞋襪，以個(gè)人平常步態(tài)自然行走，測(cè)量3次，足底壓力分布解析系統(tǒng)可獲得完整步態(tài)周期的足底壓力分布圖。數(shù)據(jù)采集與分析采用配套軟件Footscan7.0，分析過(guò)程將足底分為10個(gè)區(qū)域:第1趾骨、第2～5趾骨、第1跖骨、第2跖骨、第3跖骨、第4跖骨、第5跖骨、足弓、足跟內(nèi)側(cè)和足跟外側(cè)。研究?jī)?nèi)容包括足底壓力曲線特征、區(qū)域峰值壓力值、足底壓力中心軌跡。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件包對(duì)所測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，結(jié)果均以±s表示。

2 結(jié)果

2.1 練習(xí)太極拳組和無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人足底壓力曲線特征結(jié)果與分析 足底壓力曲線反映足在垂直方向上的受力情況，圖1所示的是練習(xí)太極拳組和無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人左足單步的時(shí)間-壓力曲線?？梢?jiàn)，練習(xí)太極拳組老年人在行走過(guò)程中，從足跟接觸地面的一瞬間，壓力迅速上升，達(dá)到第一個(gè)波峰，然后壓力開(kāi)始下降，形成了一個(gè)波谷，接著壓力再度上升，呈現(xiàn)第二個(gè)波峰后轉(zhuǎn)入下降，整個(gè)過(guò)程大體形成一個(gè)雙峰曲線。而無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組的老年人其足底壓力曲線也是由第一波峰、波谷、第二波峰組成的雙峰曲線，但其峰谷值相差較小，曲線更加平緩，并且兩個(gè)峰值均顯著小于練習(xí)太極拳組老年人足底壓力曲線峰值。通過(guò)兩組足底壓力曲線變化可以看出，無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人，其著地時(shí)刻與蹬地時(shí)刻的壓力峰值均小于練習(xí)太極拳組老年人，說(shuō)明無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人在行走時(shí)無(wú)論是在腳剛接觸地面還是在離地時(shí)所用的力均小于練習(xí)太極拳組老年人。以往的研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)的老年人平衡能力下降、瘦體重降低、反應(yīng)時(shí)變慢、下肢肌力減退、認(rèn)知能力和視力減弱、昏厥和整體活動(dòng)能力均降低〔5〕。為了避免在行走中摔倒，無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)的老年人在行走過(guò)程中，相應(yīng)地表現(xiàn)出步態(tài)上的一些變化，為了維持平衡，步長(zhǎng)有所縮短，導(dǎo)致其峰值減小〔6〕。主要為步行時(shí)腳跟著地、屈膝和踝跖屈等動(dòng)作緩慢，伸髖不充分，外觀表現(xiàn)為行走時(shí)拖拉，故出現(xiàn)如此足底壓力變化曲線。

圖1 練習(xí)太極拳組和無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人足底壓力-時(shí)間變化曲線

2.2 練習(xí)太極拳組和無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人足底壓力各區(qū)域峰值壓力分布結(jié)果與分析 由表2可知，練習(xí)太極拳組老年人在行走過(guò)程中，左右足的壓力分布基本呈一致性，只是在第4跖骨和足弓區(qū)域，左右足峰值壓力差異表現(xiàn)出顯著性(P＜0.05)，足底最大受力部位集中在足跟、足弓和前掌第2、3跖骨頭區(qū)域。無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人左右足峰值壓力在第2～5趾骨、第3跖骨、第5跖骨、足弓4個(gè)區(qū)域差異具有顯著性(P＜0.05)，右足均大于左足。產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能是無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人由于身體機(jī)能退化，維持平衡的能力較正常人弱，因此行走時(shí)不能很好控制重心的連貫移動(dòng)，這種不連貫使得左右足的受壓不均勻，表現(xiàn)為某些著力點(diǎn)受力的非對(duì)稱性，而右足通常作為優(yōu)勢(shì)側(cè)往往承擔(dān)了更多的壓力變化〔7〕。

練習(xí)太極拳組與無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人相比，左足在第2跖骨、第3跖骨、第4跖骨、足弓、足跟內(nèi)側(cè)、足跟外側(cè)6個(gè)區(qū)域的足底壓力統(tǒng)計(jì)學(xué)差異具有顯著性(P＜0.05);右足在第2-5趾骨、第2跖骨、第3跖骨、第4跖骨、第5跖骨、足弓、足跟內(nèi)側(cè)、足跟外側(cè)8個(gè)區(qū)域的足底壓力統(tǒng)計(jì)學(xué)差異具有顯著性(P＜0.05);練習(xí)太極拳組的老年人足底壓力峰值普遍高于無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人。形成這一結(jié)果的原因可能與無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人足著地方式有較大關(guān)系。不常參加運(yùn)動(dòng)的老年人足部控制能力減弱，因此在足部著地時(shí)，為防止跌倒可能更加小心謹(jǐn)慎。這種人體自身的保護(hù)機(jī)制，導(dǎo)致足著地方式發(fā)生了變化，足跟著地點(diǎn)靠近身體總重心，著地角度更垂直，降低了足部著地時(shí)受到的大的沖擊。導(dǎo)致單步步長(zhǎng)縮短，和速度下降，這樣著地時(shí)刻足底壓力峰值下降。

2.3 練習(xí)太極拳組和無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人足底壓力中心軌跡變化結(jié)果與分析 由表3可知，練習(xí)太極拳組老年人左、右足足底壓力中心軌跡具有較好的一致性。無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人行走時(shí)壓力中心軌跡左、右足表現(xiàn)出不對(duì)稱性，其壓力中心軌跡右足相對(duì)于左足，在X軸方向移動(dòng)范圍顯著性的增大，統(tǒng)計(jì)學(xué)差異具有顯著性(P＜0.05);無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組與練習(xí)太極拳組老年人相比，壓力中心軌跡在Y軸方向上的移動(dòng)范圍顯著性的降低，統(tǒng)計(jì)學(xué)差異具有顯著性(P＜0.05);而在X軸方向的移動(dòng)范圍則顯著性的增加，統(tǒng)計(jì)學(xué)差異具有顯著性(P＜0.05)。這一結(jié)果表明，無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人在行走時(shí)壓力中心由足跟向自前腳掌移動(dòng)時(shí)側(cè)向擺動(dòng)幅度增大，足中部移動(dòng)過(guò)快且不均衡，這可能是由于無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人足部背屈和跖屈肌群控制足底壓力中心能力減弱，對(duì)足中部控制不良。

表2 練習(xí)太極拳組和無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人足底壓力各區(qū)域峰值壓力分布(±s，f/N)

表2 練習(xí)太極拳組和無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人足底壓力各區(qū)域峰值壓力分布(±s，f/N)

與同組間左右足比較:1)P＜0.05;與無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組相應(yīng)足比較:2)P＜0.05;下表同

右足部位 練習(xí)太極拳組(n=16)左足 右足無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組(n=17)左足3±21.71第2～5趾骨 30.48±7.78 36.21±7.252) 32.57±8.09 47.55±15.121)第1跖骨 136.74±28.54 123.21±48.14 124.91±36.72 119.04±32.24第2跖骨 174.57±49.74 187.41±52.221)131.35±22.35 126.08±26.67第3跖骨 184.14±41.35 198.77±37.851)108.96±23.27145.94±37.851)第4跖骨 104.85±38.172)151.45±32.211)2)213.54±41.31 193.01±42.92第5跖骨 147.48±32.48 141.14±42.632)168.43±32.86235.26±31.541)足弓 294.95±45.622)381.46±46.651)2)201.46±37.51278.78±26.491)足跟內(nèi)側(cè) 373.95±63.452)433.64±62.512)233.72±54.61 277.15±53.92足跟外側(cè) 284.64±52.742)331.27±51.722)第1趾骨 106.14±19.26 98.77±30.54 117.75±22.35 92.2 251.97±56.78 279.51±44.97

表3 練習(xí)太極拳組和無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人足底壓力中心軌跡變化(mm)

3 討論

人體在靜止或運(yùn)動(dòng)時(shí)，在自身重力的作用下，足底在垂直方向上受到一個(gè)地面的作用力，這個(gè)力就是足底壓力〔8〕。對(duì)人足底壓力的研究，可以揭示人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中足的動(dòng)力學(xué)特征。足底壓力是影響人步行步態(tài)特征的重要因素，測(cè)定人足底壓力分布的變化情況不僅是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的內(nèi)容，同時(shí)在醫(yī)療康復(fù)、鞋的設(shè)計(jì)中也是必不可少的內(nèi)容。人在一個(gè)步態(tài)周期中一般分為兩個(gè)階段:站立時(shí)相和擺動(dòng)時(shí)相。其中站立時(shí)相又包括3個(gè)階段，即后跟著地期、中間穩(wěn)定期、推進(jìn)期。站立時(shí)相是足與地面互相接觸的階段，也是足底受到地面反作用力的階段，最能體現(xiàn)足-地二者的關(guān)系。在整個(gè)站立階段，足會(huì)盡可能地應(yīng)對(duì)一定的足底壓力(即足與支撐地面之間總體相互垂直的作用力)而增大接觸部位受力面積，以保證相對(duì)較低的足底壓強(qiáng)(即單位面積的足底應(yīng)力)，從而防止足底組織遭受過(guò)高足底壓力的損傷。通常足底分區(qū)的壓力峰值的大小，作為評(píng)判足底不同區(qū)域受力情況，是反映足底壓力分布的重要指標(biāo)。人兩腳在地面上移動(dòng)或站立時(shí)存在單腳接觸地面、無(wú)接觸或雙腳接觸等形式，在與地面接觸時(shí)，人體向地面施加壓力的作用點(diǎn)軌跡稱為壓力中心軌跡。壓力中心軌跡的變化與下肢關(guān)節(jié)周圍肌肉的變化及整個(gè)身體重心運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)〔9〕。壓力中心軌跡變化趨勢(shì)可以揭示足部運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。

本研究表明，練習(xí)太極拳組老年人左、右足足底壓力峰值普遍高于無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人，足底壓力中心軌跡好于無(wú)專門(mén)運(yùn)動(dòng)組老年人。對(duì)于老年人來(lái)說(shuō)，肌肉的力量是維持平衡的重要因素，隨著老年人年齡的增長(zhǎng)，肌肉力量的下降，其保持平衡的能力也隨之大幅下降，甚至發(fā)生跌倒的危險(xiǎn)。Laughton等〔10〕研究表明，和青年人相比，在安靜站立時(shí)，老年人的股四頭肌活動(dòng)高出兩倍，脛骨前肌活動(dòng)高出3倍。他們認(rèn)為這可能是由于年齡的增長(zhǎng)，肌肉力量下降造成的一種補(bǔ)償，這些肌肉活動(dòng)的增加，是老年人姿勢(shì)穩(wěn)定性下降的一個(gè)特點(diǎn)。肌肉活動(dòng)是步行動(dòng)力的基礎(chǔ)因素，也是維持人體穩(wěn)定姿勢(shì)的基本保障。老年人由于身體功能的下降，下肢肌肉的活動(dòng)性也衰退，從而在行走中反映為步態(tài)各期在時(shí)間上的分配與青年人有所不同〔11〕。老年人在維持平衡中，需動(dòng)員更多的身體部位，核心區(qū)的功能顯得尤為重要。腰部在維持人體直立姿勢(shì)及各種復(fù)雜動(dòng)作中都起到了關(guān)鍵作用，在老年人身體姿勢(shì)的維持中更是至關(guān)重要。下肢肌力會(huì)影響老年人平衡功能，肌力較差者平衡功能也較差。人體平衡能力可分為靜態(tài)平衡能力和動(dòng)態(tài)平衡能力。步態(tài)指走路時(shí)的姿態(tài)，其反映了人在動(dòng)態(tài)情況中維持身體姿勢(shì)的能力，即動(dòng)態(tài)平衡能力。隨著年齡的增大，下肢各關(guān)節(jié)的活動(dòng)度總體上趨于減小，造成行走速度緩慢、步長(zhǎng)小的步態(tài)特征，甚至造成步態(tài)的不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響了老年人的動(dòng)態(tài)平衡能力。

張彩芳〔12〕的研究認(rèn)為:太極拳強(qiáng)調(diào)重心的動(dòng)靜結(jié)合、虛實(shí)轉(zhuǎn)換、動(dòng)作緩慢、連綿不斷。較多的“開(kāi)胯屈膝”、“下蹲彎腰”動(dòng)作，對(duì)脊柱、髖、膝、踝關(guān)節(jié)的韌帶有緩慢持續(xù)的牽伸作用，增加關(guān)節(jié)柔韌性，改善關(guān)節(jié)活動(dòng)度，使踝、膝關(guān)節(jié)的屈曲活動(dòng)范圍和髖關(guān)節(jié)的屈曲、外展活動(dòng)范圍明顯增加，有利于增加步伐的穩(wěn)定性。“虛實(shí)變化”是指身體重心在兩腳之間的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移和控制，充分強(qiáng)調(diào)了在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中控制身體重心和調(diào)整姿勢(shì)的能力。這不僅鍛煉了老年人對(duì)身體重心的把握，以調(diào)整步伐的穩(wěn)定性，而且很大程度的訓(xùn)練了主動(dòng)移動(dòng)的意識(shí)-太極運(yùn)動(dòng)中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)重心與下肢動(dòng)作的穩(wěn)定性，能夠改善移動(dòng)能力。侍麗萍〔13〕的研究認(rèn)為:太極拳是一種輕靈緩慢的動(dòng)作，俗話說(shuō):“人老腿先老”，老年人腿腳不靈，站立不穩(wěn)是常見(jiàn)的現(xiàn)象，而太極拳雖說(shuō)是一種全身性的鍛煉，但它的基本功都在腿上，運(yùn)動(dòng)在單腿支撐身體重量與兩腿的折疊轉(zhuǎn)換過(guò)程中柔和緩慢地進(jìn)行，這種下肢虛實(shí)分明，運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的連綿不斷的運(yùn)動(dòng)，使腿部肌肉處于緩慢放松-緊張-放松的有環(huán)無(wú)端的循環(huán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，腿部得到較長(zhǎng)時(shí)間的壓擠與放松的機(jī)械按摩作用，加快了肌體的血液循環(huán)及新陳代謝〔14〕，使得練太極拳的老人個(gè)個(gè)精神抖擻，行如風(fēng)，立如松，坐如鐘。郭靜如等〔15〕的研究發(fā)現(xiàn):太極拳運(yùn)動(dòng)還有利于平衡各器系的鍛煉與發(fā)展。首先，太極拳練習(xí)中支撐腿多為半屈態(tài)，這種動(dòng)作特點(diǎn)使股四頭肌的肌力得到發(fā)展。眾所周知，股四頭肌是直立穩(wěn)定的關(guān)鍵因素;其次，由于太極拳具有技擊和健身的雙重功能，若堅(jiān)持不懈地練習(xí)能從中達(dá)到對(duì)自身平衡穩(wěn)定的控制能力。此外，太極拳套路中獨(dú)立平衡架式比比皆是，如金雞獨(dú)立、分腳、蹬腳等，這些動(dòng)作在獨(dú)立支撐下或徐緩或急速有力，正確完成一個(gè)動(dòng)作就是對(duì)下肢肌力及身體平衡協(xié)調(diào)能力的極好鍛煉。她的研究還發(fā)現(xiàn)太極拳能發(fā)展老年人的力量素質(zhì)，太極拳動(dòng)作中如“云手”“單鞭”“貫耳”等動(dòng)作以及“胳膊勁由心發(fā)，行肩過(guò)肘至指”的順纏法和“勁由后腳跟越腿肚，順脊上行串至肩臂，轉(zhuǎn)過(guò)由胳膊背面運(yùn)行至手背”等突出特點(diǎn)，使人們?cè)谄綍r(shí)長(zhǎng)期的練習(xí)中，力量素質(zhì)得到很好發(fā)展。

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