2種軀干支柱力量訓練方案對平衡能力影響的研究
2016-07-28 06:56:42尹軍肖敏敏
首都體育學院學報 2016年4期
尹軍 肖敏敏
摘要：運用文獻資料法、專家訪談法、實驗法等，對運動訓練專業的24名學生進行為期10周的穩定狀態和非穩定狀態的2種實驗訓練，研究和分析2種軀干支柱力量訓練方案對平衡能力的影響程度。結果表明：軀干支柱力量訓練可以有效提高人體動態和靜態平衡能力，其中非穩定狀態下的訓練效果要優于穩定訓練狀態的訓練效果，單純的穩定狀態訓練不足以滿足更高層次的平衡能力需求；軀干支柱力量訓練可以有效增強軀干核心部位的肌群力量，這為改善靜態平衡能力提供了基礎性物質保障；多方向運動、多關節參與的動作模式可以均衡軀干各部位運動功能的對稱性發展，提高動力鏈傳遞效率，避免出現代償動作，優化動作質量，提高身體穩定性；非穩定狀態下的軀干支柱力量訓練可以更好地提高本體感受器的敏感性，從而提高神經對肌肉控制的精確性，提高中樞神經系統的興奮性和募集更多深層次的穩定肌參與運動，進而提高中樞神經系統的靈活性、身體協調性與穩定性。
關鍵詞： 軀干支柱力量；平衡能力；非穩定狀態；單足；力量訓練；動態平衡能力；靜態平衡能力
中圖分類號： G 808.1文章編號：1009783X（2016）04033308文獻標志碼： A
身體平衡是指維持人體重心處于支撐面內的能力，它分為靜態和動態2種平衡能力。平衡不僅是人類的基本運動技能，也是保持身體姿勢和進行各項活動的基礎[1]。從靜力學角度來看，人體平衡狀態與支撐面的大小、重心到支撐面的距離和重心垂線到支撐面邊緣的距離有關[2]。從生理學角度來看，保持人體平衡受視覺系統、前庭系統、本體感覺、觸覺、神經系統、關節的靈活性、肌肉力量和有效并能適應外界環境變化的肌張力共8種因素的影響[3]。提高平衡能力有賴于改善感覺輸入（前庭感覺、視覺和本體感覺）、中樞整合和肌肉力量對平衡的調整等環節。從運動解剖學角度來看，軀干支柱包括雙肩（shoulders）、軀干（torso）和髖部（hips）。軀干支柱力量（pillar strength）的水平對四肢動作穩定性具有決定作用，人體在運動時所需的動量主要是從軀干支柱發出的，并通過軀干傳遞和分配到四肢[4]。大量的訓練實踐證明，發展軀干支柱力量不僅能夠提高核心區域的穩定性，而且還能使近端的肌肉得到固定，進
而保證遠端肌肉產生良好的運動效果[5]。盡管目前軀干支柱力量訓練在競技體育、學校體育和群眾體育等領域得到一定程度的應用，各種軀干支柱力量訓練方法也是層出不窮；但是大多數教練員、體育教師、體育健身指導員和運動員對諸多練習方法的有效性及動力學原理知之甚少，少量的文獻報道也僅局限于一些理論推測，對于實驗研究成果極為罕見。基于此，本文在借鑒前人研究成果的基礎上，采用實驗法研究和分析2種軀干支柱力量訓練方案對身體平衡能力的影響程度，以期能為科學確定軀干支柱力量練習方法提供實證依據，為豐富運動訓練理論與方法做出應有的貢獻。
1研究方法
1.1實驗對象
選取首都體育學院運動訓練專業大三年級田徑專項的24名男生作為研究對象。實驗對象隨機分成2組，每組12人，基本情況見表1。
1.2研究方法
1.2.1文獻資料法
查閱近10年來國內外的相關文獻資料，把握當前軀干支柱力量訓練的研究現狀，并為制定實驗方案提供參考依據。
1.2.2專家訪談法
通過專家訪談確定實驗方案、訓練方法、訓練手段和測試指標。
1.2.3實驗法
1.2.3.1實驗過程
經過1周的預實驗后再進行8周的正式實驗訓練，第10周再次進行測試。其中，實驗組采用非穩定狀態下軀干支柱力量訓練方法，對照組采用穩定狀態下軀干支柱力量訓練方法。所有受試者均從未接受特殊的平衡訓練，未使用影響平衡能力的藥物，身體機能狀態良好，了解實驗流程和風險，自愿參與本次研究，并簽署了實驗知情同意書。
1.2.3.2實驗器材與測試儀器
實驗中使用到的器材主要包括迷你帶、瑞士球、重力球、懸吊帶、彈力帶、平衡盤、BOSU球、5 kg/10 kg杠鈴片、秒表、尺子等。測試儀器為Imoove FTM動態平衡測試儀。
1.2.3.3實驗時間與地點
實驗時間為2014年9月8日—11月14日（實驗時間共10周，其中第1周為預實驗，第10周進行測試，第2～9周進行正式實驗訓練）。每周安排訓練3次，每次訓練課時間90 min。實驗地點為首都體育學院身體運動功能訓練實驗中心。
1.2.3.4測試指標選取與要求
1） 動態平衡能力測試指標選取與分析。
實驗測試采用Imoove動態平衡能力測試儀，選取中等和極限2個難度等級分別對受試者進行動態平衡能力測試。其中，“綠色目標成績”是受試者通過拉動手柄控制藍色游標在綠色區域的有效次數，是評定受試者人體前庭系統、視覺系統、大腦平衡反射系統、小腦共濟協調系統及身體本體感覺系統的綜合指標；“協調性”是受試者肌肉、神經、感知覺3大系統協調配合，合理、準確、有效完成動作的能力體現，是評定身體控制能力的指標；“不平衡百分比”是評定受試者身體左右功能對稱性的指標；“穩定性”是評定受試者人體重心控制的整體情況的指標；“平衡分布”是評定受試者前后與左右平衡能力的對稱性的指標；“總分”是以上5個指標的均值，是整體動態平衡能力的直觀體現。
2）運動幅度測試指標選取。
Imoove動態平衡測評系統共有3個運動幅度，分別對應低等、中等、極限3個難度等級（見表2）。預實驗對受試者進行了3個難度等級測試，但測試結果顯示，低等級運動幅度測試時，絕大部分受試者的分值均接近滿分。參考相關專家建議，并結合受試者運動能力，本研究選取更具有研究意義的中等、極限2個難度等級用于正式實驗測試。
3）靜態平衡能力測試指標選取。
本實驗研究選取閉眼單足站立計時測試，作為靜態平衡能力測試指標。
4）動態平衡能力測試方法與要求。
受試者要充分了解儀器操作并充分做好熱身活動后開始測試。測試開始前，要求受試者雙足站在平臺指定位置，雙眼目視屏幕，雙手握住藍色彈力管的手柄，微屈髖屈膝，腹部、臀部收緊，身體保持穩定。測試開始時，受試者通過推拉彈力管盡量控制藍色游標在指定區域。測試時要求受試者盡力克服測試平臺帶來的晃動，盡力維持身體的穩定和平衡，同時通過雙手拉動機器上的彈力帶，盡量提高屏幕上的藍色游標在綠色區域的有效時間。測評系統共設有3個運動幅度，每個幅度持續測試1 min。測試指標共包括6個：綠色目標成績、協調性測試結果、不平衡百分比、穩定性測試結果、平衡分布、總分。
5）單足閉眼站立靜態平衡能力的測試方法與要求。
受試者直立，兩臂置于體側。測試開始后，閉上雙眼，抬起一側腳，要求抬起腳不能接觸支撐腿和支撐腳。支撐腳跳動、移動或者抬起腳觸地立即停止計時。
1.2.3.5訓練安排
正式實驗訓練總時間為8周，每周訓練2次，共16次。每次訓練1.5 h，分為動作準備、軀干支柱力量訓練、再生與恢復3個訓練模塊，見表3。
2組均由同一教練指導訓練并采用同樣的訓練方法或手段，兩者之間區別在于訓練刺激方式的差異，其中實驗組以非穩定狀態為主，對照組以穩定狀態為主。訓練過程分為2個階段：第1階段（前4周）為基礎適應階段（見表4）；第2階段（后4周）為增強提高階段（見表5）。
每次訓練根據訓練的具體任務，將訓練手段設置為若干個訓練站，站點進行編號排序。將實驗組和對照組分別分成2個小組，共4組，各小組分別選擇不同站點按照既定順序和路線，依次完成每站訓練任務。
1.2.3.6訓練負荷
由于軀干支柱位于人體中樞處，強調全身各環節整體協調發力，而非單個關節或單塊肌肉的重復做功；另外，為維持機體穩定，參與工作的肌肉相當一部分是處于深層的小肌肉群，不能承受過大的負重刺激；所以，在安排軀干支柱力量訓練負荷時不適宜采用與發展四肢力量一樣的大負重，因而軀干支柱力量訓練負荷一般以克服自身體重或小器械、輕負重的訓練為主。
1.3統計學方法
采用Excel 2010和SPSS 17.0統計分析軟件對測試結果進行了處理分析。主要采用數理統計方法相關性和差異性檢驗，用于比較實驗前后均值及提高幅度的差異顯著性。對比分析各項測試指標，研究和分析軀干支柱力量訓練方法對平衡能力的影響程度及組間和組內的差異程度。
2研究結果
2.1動態平衡能力測試結果
2.1.1中等難度動態平衡能力測試結果
測試結果顯示，在中等難度測試環境下，2組學生的動態平衡能力在整體（“總分”）上均有了明顯提高，見表6。其中：實驗組學生實驗前后的綠色目標成績、協調性、測試總分進行比較，差異均具有非常顯著性（P<0.01）；實驗組學生實驗前后的不平衡百分比、穩定性及平衡分布進行比較，未見顯著性差異（P>0.05）。
對照組學生實驗前后的綠色目標成績、協調性及總分進行比較，差異均具有顯著性（0.01 實驗前2組學生的動態平衡能力6項測試指標的分值經組間檢驗，均未見顯著性差異（P>0.05），見表8。8周實驗訓練后，2組學生的測試分值組間比較顯示：綠色目標成績、協調性的得分差異均具有顯著性（0.01 經過8周軀干支柱力量訓練后，雖然2組學生在中等難度測試環境下，動態平衡能力整體上都呈現增長，但是各項測試指標增長幅度也存在一定的差異，如圖1所示。實驗組綠色目標成績得分增長率達20.68%，協調性得分增長率達16.76%，不平衡百分比得分增長率達1.53%，穩定性得分增長率達2.33%，平衡分布得分增長率達0.97%，總分增長率達7.82%。對照組綠色目標成績得分增長率達19.80%，協調性得分增長率達12.60%，不平衡百分比得分增長率達0.67%，穩定性得分增長率達0.47%，平衡分布得分增長率達-4.48%，總分增長率達5.75%。 2.1.2極限難度動態平衡能力測試結果 在極限難度測試環境下，2組學生的動態平衡能力在整體上均出現了提高，見表9和表10。其中：實驗組學生實驗前后的綠色目標成績、協調性測試、不平衡百分比、穩定性得分進行比較，差異具有顯著性（0.01 對照組實驗前后的綠色目標成績、協調性、不平衡百分比及總分得分進行比較，差異均具有顯著性（0.01 表11顯示，實驗前2組學生的動態平衡能力6項測試指標組間檢驗均沒有呈現顯著性差異（P>0.05）。8周實驗訓練后，組間檢驗結果顯示：2組學生的綠色目標成績得分、協調性、穩定性得分比較，差異具有顯著性（0.01 從2組學生實驗訓練效果來看，經過8周軀干支柱力量訓練后，雖然2組學生在極限難度測試環境下，動態平衡能力整體都有增長，但是各項測試指標增長幅度之間存在差異，如圖2所示。其中，實驗組綠色目標成績得分增長率達19.90%，協調性得分增長率達21.94%，不平衡百分比得分增長率達1.87%，穩定性得分增長率達3.73%，平衡分布得分增長率達2.47%，總分增長率達9.82%。
對照組綠色目標成績得分增長率達20.42%，協調性得分增長率達14.94%，不平衡百分比得分增長率達2.07%，“穩定性”得分增長率達0.91%，平衡分布得分增長率達1.02%，總分增長率達7.75%。
經過8周的軀干支柱力量訓練，實驗組和對照組在中等難度和極限難度2種測試環境下，動態平衡能力整體（即總分）都有了明顯提高。其中，實驗組提高幅度明顯大于對照組，差異具有非常顯著性（P<0.01），對照組差異具有顯著性（0.01 2.2靜態平衡能力測試結果 本實驗選取閉眼單足站立計時測試作為靜態平衡能力測試指標。結果表明，實驗前2組閉眼單足站立測試成績組間比較，未見顯著性差異（P>0.05）。經過8周的軀干支柱力量訓練后，2組閉眼單足站立測試成績均有所提高，但實驗組的提升幅度更大一些。組內檢驗也顯示，實驗組學生實驗前后閉眼單足站立測試成績比較，差異具有非常顯著性（P<0.01）；對照組實驗前后比較，差異也具有顯著性（0.01 經過8周訓練后，2組學生的左右兩側測試成績都有了顯著增長，但是增長率不同。其中：實驗組左側平均成績提高了57.91 s，增長率達71.93%；右側平均分值提高了65.28 s，增長率達79.64%。對照組左側分值提高了18.89 s，增長率達23.09%；右側提高了23.40 s，增長率達28.92%。 3討論與分析 3.1對動態平衡能力影響的分析 維持身體動態平衡需要人體中樞神經系統對本體感覺、前庭和視覺系統所獲得的信息進行整合，實現對運動效應器的有效控制，表現為機體在運動或內外環境發生變化時，迅速準確地作出反應和調整，以維持身體的動態平衡[6]。在正常狀態下，本體感覺系統提供身體各部位的空間定位及肌肉狀態的信息。前庭系統提供加速度運動、瞬時直線加速運動及直線重力加速有關的頭部位置改變的信息。視覺系統提供周圍環境及身體運動和方向的信息。不同感受器通過換能作用將獲得的信息通過特定的傳入途徑投射到相應的中樞區域。 動態平衡能力是通過imoove動態平衡測試儀的中等和極限2種難度測試完成。受試者要克服平臺的旋轉、偏心和傾斜運動以維持身體平衡，這就需要激活人體前庭系統、視覺系統、本體感覺系統、大腦平衡反射系統、小腦共濟協調系統等，同時募集全身肌肉和關節快速做出準確反應。經過8周的軀干支柱力量訓練后，實驗組和對照組在中等難度和極限難度2種測試環境下，動態平衡能力總分都發生顯著性提高，分析其原因如下： 1）軀干支柱力量訓練強調全身各部位整合發力，包括穩定和非穩定2種狀態下的訓練刺激，它強調神經-肌肉系統的控制協調能力及肌肉和關節間的協作能力。 2）通過豐富的訓練器械和訓練手段提高人體中樞神經系統的興奮性和信息整合分析能力，募集更多的肌纖維參與，實現對機體穩定的有效控制，從而表現出更好的平衡能力。 3）軀干支柱力量訓練建立多方向運動、多關節參與的訓練模式，使人體多處于三維空間內運動。不僅包括傳統力量訓練中的前鏈、后鏈練習（例如傳統仰臥起坐、俯臥撐等），還包括人體容易忽視的側鏈和螺旋鏈上肌群力量練習（例如重力球上拋、下砸和側拋）。 4）軀干支柱力量訓練很好地突出了練習動作的三維性，很好地發展了弱勢鏈肌群的力量，均衡了軀干核心區域的原動肌、對抗肌、固定肌和中和肌的張力，從而增加了軀干穩定性，也為全身動力鏈傳遞創造了一個穩定的平臺，提高了整體動態平衡能力。 在2種測試條件下，雖然2組學生的動態平衡能力總分都有明顯提高，但是提高幅度存在著明顯差異，其中實驗組測試總分實驗前后成績比較，差異具有非常顯著性（P<0.01），對照組差異則具有顯著性（0.01 分析2組學生各項指標測試成績時發現，在2種測試條件下，無論實驗組還是對照組的學生，平衡分布指標測試成績提高幅度均未見顯著性差異（P>0.05），甚至對照組在中等難度測試時成績還出現了下降。平衡分布得分計算公式是：（左側/右側%+前側/后側%）/2，該指標反映了受試者整體平衡分布。而不平衡百分比指標反映了受試者身體功能的左右不對稱性。由此可以推斷：出現上述現象的原因可能是由于受試者從事的運動專項特點（全部為徑賽項目），導致身體左右側的運動功能對稱性較好；但前后運動功能的對稱性差，而本實驗訓練方案在設計時未能充分結合受試者的運動專項特點，即沒有安排相應的發展身體前后肌肉鏈對稱性的訓練手段。建議未來的研究者在進行軀干支柱力量訓練時，應盡量結合運動項目以便取得更好的實驗效果。 由上述研究結果可以看出，2組學生在中等難度和極限難度2種測試條件下，動態平衡能力整體上都有了明顯提高。其中，實驗組非穩定訓練提高幅度明顯大于對照組穩定訓練，表明軀干支柱力量訓練對提高動態平衡能力是有效的，尤其是非穩定條件下的訓練效果更好一些，而單純的穩定性訓練不足以滿足高難度的身體平衡需求。分析其可能性機制為：
1）軀干支柱力量訓練有助于建立多方向運動、多關節參與的訓練模式，均衡軀干各部位運動功能的對稱性發展，從而優化動態平衡能力。
2）非穩定狀態下的軀干支柱力量訓練可以有效提高本體感受器的敏感性，進而提高神經對肌肉控制的精確性。
3）非穩定狀態下的軀干支柱力量訓練可以募集更深層的穩定肌參與維持身體平衡，能夠較好地提高身體的穩定性和協調性。
3.2對靜態平衡能力影響的分析
靜態平衡能力是指機體在相對靜止狀態下，控制身體重心，以維持機體靜態穩定平衡。本研究選用閉眼單足站立計時評定靜態平衡能力，實驗結果表明經過8周軀干支柱力量訓練后，實驗組和對照組的靜態平衡能力都有了高度顯著性提高，但2組學生的提高幅度有所差異，表現為實驗組要明顯高于對照組，反映出非穩定軀干支柱力量訓練對靜態平衡能力的提高效果更好。分析其原因如下：
1）當單腿站立時，要維持人體穩定，需要踝、膝、髖關節和軀干的協調參與，將身體重心垂直控制在單足支撐面上，這時軀干肌群和下肢肌群要具備很好的肌力和張力。而軀干支柱力量訓練恰恰可以有效地增強髖關節、脊柱兩側和肩關節周圍的肌群力量，這就為較好地維持靜態平衡提供了基礎性保障。
2）人體平衡的維持需要依賴前庭感覺系統、本體感覺系統和視覺系統的信息傳入。而閉眼是控制視覺感受器的信息獲得。當一個人處于閉眼狀態時，人體平衡的維持需要依賴本體感覺系統和前庭感覺系統的代償來完成。如前文所述，非穩定訓練條件可以有效刺激本體感覺系統，這也是為什么通過8周的非穩定軀干支柱力量訓練，可以更有效提高靜態平衡能力的原因之一。
4結論
1）軀干支柱力量訓練可以有效提高人體的動態和靜態2種平衡能力，尤其是非穩定狀態下的訓練效果要優于穩定狀態的訓練效果，單純的穩定性訓練不足以滿足更高層次的平衡能力需求。
2）軀干支柱力量訓練可以顯著增強軀干核心部位肌群的力量，為維持靜態平衡提供基礎性的物質保障，而且多方向運動、多關節參與的訓練模式還可以均衡軀干各部位功能對稱性發展，提高動力鏈傳遞效率，避免出現代償動作，優化動作質量和提高身體穩定性。
3）非穩定狀態下的軀干支柱力量訓練可以提高本體感受器的敏感性，從而提高神經對肌肉控制的精確性；提高中樞神經系統的興奮性，募集更多和深層次的穩定肌參與運動；提高中樞神經系統的靈活性，增強身體的協調性與穩定性。
參考文獻：
[1]YIMCHIPLIS P K，TALBOT L A.Defining and measuring balance in adults[J].Biological research for nursing，2000，1（4）：321.
[2]高霞，劉振芳，張潔，等.腦卒中患者下肢運動功能、活動能力與站立穩定性的相關研究[J].中國康復醫學雜志，1999，14（5）：208.
[3]南登昆.康復醫學[M].北京：人民衛生出版社，2001：4748.
[4]尹軍.軀干支柱力量訓練與動力鏈的能量傳遞[J].中國體育教練員，2012（3）：40.
[5]尹軍，袁守龍.身體運動功能訓練[M].高等教育出版社，2015：7.
[6]DAVLINPATER C.The effects of visual information and perceptual style on static and dynamic balance.[J].Motor Control，2010，14（3）：362.
[7]GARDNERMORSE M G，STOKES I A.The effects of abdominal muscle co—activation on lumbar spine stability[J].Spine，1998，23（17）：86.
[8]BEHM D G，LEONARD A M，YOUNG W B，et al.Trunk muscle electromyographic activity with unstable and unilateral exercises[J].Strength Cond.Res，2005，19（1）：193.
[9]VERAGARCIA F J，GRENIER S G，MCGILL S M.Abdominal Muscle Response During Curlups on Both Stable and Labile Surfaces[J].Phys Ther，2000，80（6）：564.
[10]張蘄，童萼塘，陳俊寧.國產電腦型人體平衡功能儀信度與效度檢驗[J].中國康復，1999，14（1）：1.
[11]楊金帥.核心力量訓練對散打運動員平衡能力影響的研究[D].西安：西安體育學院，2013.
[12]陳海霞，寧寧.人體平衡功能評定研究的最新進展[J].現代護理，2006，12（33）：2173.
[13]王紅梅，徐秀林.人體動靜態姿勢平衡能力測試的理論與應用[J].中國組織工程研究與臨床康復，2010，14（43）：8095.
[14]劉崇，任立峰，史建偉.人體平衡能力的評價系統[J].中國組織工程研究與臨床康復，2009，13（2）：363.
[15]金冬梅，燕鐵斌，曾海輝.Berg平衡量表的效度和信度研究[J].中國康復醫學雜志，2003，25（14）：50.
[16]OLMSTED L C，CARCIA C R，HERTEL J，et al.Efficacy of the Star Excursion Balance Tests in Detecting Reach Deficits in Subjects With Chronic Ankle Instability[J].J Athl Train，2002，37（4）：501.
[17]朱鏞連，張皓，何靜杰.神經康復學[M].2版.北京：人民軍醫出版社，2010：98.
[18]GRAY C.動作：功能動作訓練體系[M].北京：北京體育大學出版社，2011：28.
[19]王衛星.競技運動員的核心力量訓練研究[J].北京體育大學學報，2007，30（8）：119.
[20]霍洪峰，趙煥彬.人體運動鏈的動力學規律研究進展[C].第14屆全國運動生物力學學術交流大會論文集，2010：379381.
[21]陳小平，黎涌明.核心穩定力量的訓練[J].體育科學，2007，27（9）：99.
[22]黎涌明.不同負重下穩定和非穩定練習的肌電比較研究[D].北京：清華大學，2010.
[23]POPE M H，PANJABI M M.Biomechanical definitions of spinal instability[J].Spine，1985，10（3）：255.
[24]PANJABI M M.The stabilizing system of the spine，part I Function，dysfunction，adaPtation，and enhancement[J].J Spinal Disord，1992，5（4）：383.
[25]BEN KIBLER W，PRESS J，SCIASCIA A.The role of core stability in athletic function[J].Sports Med，2006，36（3）：189.
[26]Telford R D.A simple method for the assessment of general fitness：the trilevel profile[J].Australian Journal of Science and medicine in sport，1989，27（9）：20.
[27]MARJORIE A K，MS，ATC.Pt University of Virginia Core stability：creating a foundation for functional rehabilitation[J].Athl Therapy Today，2000，11（3）：6.
[28]POLLOCK A S，DURWARD B R，ROWE P J，et al.What is balance[J].Clinical rehabilitation.2000，14：402.
[29]全國體育院校教材委員會.運動解剖學[M].北京：人民體育出版社，2000：51.
[30]劉敏娟，馬兆明.陜西省在校大學生身體平衡控制能力的實驗研究[J].問題探討，2009，11（2）：119.
[31]肖春梅，李一，陳曉光.老年人平衡能力測試方法的研究[J].北京體育大學學報，2003，25（2）：201.
[32]劉陽.人體平衡能力測試方法及平衡能力訓練的研究進展[J].沈陽體育學院學報，2007，8（4）：75.
[33]鄒榮琪.短距離場地自行車運動員平衡能力的研究[D].上海：上海體育學院，2007.
[34]國家體育總局群體司.2000年國民體質監測報告[M].北京：人民體育出版，2002：73.
