長期有規律鍛煉對女大學生靜態平衡能力的影響

李廣周 何本祥 劉建宇 吳成亮

長期有規律鍛煉對女大學生靜態平衡能力的影響

李廣周1何本祥2劉建宇1吳成亮1

（1．重慶三峽學院體育與健康學院，重慶萬州 404020）（2．成都體育學院附屬醫院，四川成都 610041）

以80名健康女大學生為研究對象，采用Tetrax平衡及穩定性測試系統測試其八種姿勢下的總體穩定性、傅立葉頻譜、體重分布指數及同步性，探討長期有規律鍛煉對女大學生靜態平衡能力的影響．結果：（1）八種姿勢下實驗組的ST均小于對照組，實驗組的ST在NC、HL兩種姿勢下極小于對照組（P＜0.01）；在PC、HB、HF三種姿勢下小于對照組（P＜0.05）；（2）在HF姿勢下，在F1頻段實驗組的FTI低于對照組（P＜0.05）；在NC、PO、PC、HL、HR、HB、HF等七種姿勢下，在F2~F4頻段實驗組的FTI也低于對照組（P＜0.05）；（3）實驗組的WDI在PC姿勢下小于對照組（P＜0.05）；（4）實驗組在NO姿勢下AC、BD、AD、BC的SY低于對照組（P＜0.05）；在HB姿勢下實驗組的BD、AD的SI低于對照組（P＜0.05）．結論：長期有規律鍛煉可以提高身體的總體穩定性，降低維持身體平衡對視覺的依賴性；外周前庭功能、中樞前庭功能和肌肉本體感受功能對維持機體平衡能力得到了加強和提高．

女大學生；平衡能力；穩定性指數；體重分配指數

平衡能力是人體維持站立、行走以及協調地完成各種動作的重要保障[1]43，它作為人體的一項基本能力，不僅對患者、運動員非常重要，對正常人在日常生活中也起著非常重要的作用[2]．成年人的平衡功能在20歲左右發育完善后隨之下降，處于青春期后期的女大學生平衡功能基本發育成熟，此時注重平衡能力的訓練，將有助于避免運動損傷的發生，并為以后長期保持良好平衡能力打下基礎．目前在大學生健康體質測試中還沒有人體平衡能力這項測量指標，國內外對人體平衡能力的研究也多見于中老年人，本研究對于豐富靜態平衡能力的基礎研究，了解長期有規律鍛煉對女大學生靜態平衡能力的影響，指導女大學生健身鍛煉有一定的參考價值．

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究選取重慶三峽學院2012級女生80名，年齡為19~23歲，身體健康、無美尼爾氏綜合癥等眩暈病史，其中實驗組為體教專業40名女生，身高為163.43 ± 2.7 cm，體重為53.03 ± 4.6 kg，專項練習在3年或以上，上課期間每周專項鍛煉3次或以上；對照組為漢語言文學專業40名女生，身高162.52 ± 4.7 cm，體重為52.21 ± 7.2 kg，平時除上體育課外，無其它有規律鍛煉習慣，兩組受試者的年齡、身高、體重無顯著性差異（P＞0.05）．

1.2 研究方法

1.2.1 儀器設備 采用以色列Sunlight公司生產的Tetrax平衡及穩定性測試系統對受試者進行測試．該設備通過四塊相互獨立的壓力感應平臺，分別測量受試者左腳與右腳的前、后兩個部分對平臺垂直施加的壓力變化[3]，并記錄傳入電腦，由專用軟件對其分析處理，將力學變化的信號轉變成數字或圖片的形式輸出打?。?/p>

1.2.2 測試方法 由專業檢驗師完成所有測試，檢驗前向受試者充分解釋測試目的、流程和注意事項，盡量減少環境對受試者的干擾．受試者直立于Tetrax測試力臺上，保證左右腳的腳跟和腳趾準確地踩放于A（左腳跟）、B（左腳尖）、C（右腳跟）、D（右腳尖）四塊平衡平板上，面部朝前，雙臂懸垂于身體兩側，頭正直、雙眼直視前方某靜止目標，本測量姿勢為基本姿勢，其它姿勢可參考本姿勢進行比較．測定她們在NO（睜眼、堅固平面）、NC（閉眼、堅固平面）、PO（睜眼、加海綿腳墊）、PC（閉眼、加海綿腳墊）、HR（閉眼、頭轉向右側45°）、HL（閉眼、頭轉向左側45°）、HB（閉眼、頭向后仰30°）以及HF（閉眼、低頭前傾30°）等八種姿勢下的各種指標．每種姿勢的測試時間為32 s．

1.2.3 測試指標 （1）總體穩定性系數（ST）：該指標反映測試對象的整體穩定性，數值越大表示穩定性越差，0~35表示低跌到風險，36~57表示中跌到風險，58~100表示高跌到風險；（2）體重分布指數（WDI）：是體重在四塊力臺上的分配與標準均值25%（理想情況下A、B、C、D四塊力臺上應各分得25%）偏差的平方，WDI理論值最低為0，即每個力臺上的體重分配為25%；（3）傅立葉頻譜分析（FTI）：該指標數值的大小反映測試對象在不同頻率范圍內姿勢擺動的強度，分為八個基本頻率段．低頻段：F1=0.01~0.1Hz；中低頻段：F2~F4=0.1~0.5Hz；中高頻段：F5~F6=0.5~1.0Hz；高頻段：F7~F8=1.0~3.0Hz及3.0Hz以上；（4）同步性（SI）：兩腳跟和兩腳趾在Tetrax四塊相互獨立的力臺上產生的擺動模式的相關性，有左腳跟腳趾、右腳跟腳趾、左右腳跟、左右腳趾、左腳跟右腳趾和右腳跟左腳趾等六種可能的測量．

1.3 統計學分析

對所測數據用SPSS16.0軟件包統計，均數以`x ± S表示．組間同一指標采用配對T檢驗．P＜0.05表示有顯著性差異，P＜0.01表示有極顯著性差異．

2 結果分析

2.1 兩組受試者八種姿勢下總體穩定系數與體重分布指數的對比

從表1可見，八種姿勢下對照組的總體穩定性系數和體重分布指數均大于實驗組，其中總體穩定性系數在閉眼固體平面和閉眼頭左轉45°兩種姿勢下，兩組相比有極顯著性差異（P＜0.01）；在閉眼海綿腳墊、閉眼頭后仰30°和閉眼后仰30°三種姿勢下，兩組相比有顯著性差異（P＜0.05）；體重分布指數在閉眼海綿腳墊姿勢下，兩組相比有顯著性差異（P＜0.05）.

表1 兩組受試者八種姿勢下總體穩定性系數與體重分配指數的對比

注：*表示兩組相比P＜0.05，#表示兩組相比P＜0.01．

2.2 兩組受試者八種姿勢下姿勢擺動傅立葉頻譜分析的對比

從表2可見，在閉眼低頭前傾30°姿勢下，實驗組的傅立葉頻譜分析值F1頻段值較低，與對照組比有顯著性差異（P＜0.05）；在閉眼堅固平面、睜眼海綿腳墊、閉眼海綿腳墊、閉眼頭左右轉、閉眼前后傾等七種姿勢下，實驗組在F2~F4頻段值較低，與對照組比有顯著性差異（P＜0.05）．

表2 兩組受試者八種姿勢下姿勢擺動傅立葉頻譜分析的對比

注：*表示兩組相比P＜0.05．

2.3 兩組受試者八種姿勢下六種同步性指數的對比

從表3可見，實驗組在睜眼堅固平面姿勢下AC（左、右腳跟）、BD（左、右腳尖）、AD（左腳跟、右腳尖）與BC（左腳尖、右腳跟）同步性系數值較低，與對照組比有顯著性差異（P＜0.05）；實驗組在閉眼頭后仰30°姿勢下AD（左腳跟、右腳尖）同步性系數值較低，與對照組比有顯著性差異（P＜0.05）．

表3 兩組受試者八種姿勢下六種同步性指數的對比

注：*表示兩組相比P＜0.05．

3 分析討論

平衡能力是指人體維持某種姿勢穩定性或受到外力作用時自動地調整并維持姿勢的能力，前者屬于靜態平衡，即人體或人體某一部位在相對靜止的狀態下保持某種特定姿勢，如坐或站等姿勢時保持穩定狀態的能力[4]200-201．維持人體平衡的機制十分復雜，其中視覺、本體感覺和前庭系統在維持人體平衡的過程中起著重要作用[5]．Tetrax是目前較為先進的人體平衡能力與維持平衡機制能力的測試分析系統，可測量一系列不同姿勢下人體的平衡能力和姿勢擺動，以及維持身體平衡的各系統受到干擾時對平衡造成的影響．

總體穩定性系數（ST）本質上是姿勢擺動量化后的數學表達，充分地將人體在四塊力臺上的擺動區域、幅度、速度及重心轉移模式等因素相互關聯，反映的是測試對象的整體穩定性．本研究發現，實驗組的總體穩定系數在八種姿勢下均低于對照組，其中在閉眼堅固平面、閉眼加海綿腳墊上、閉眼頭左轉、閉眼頭后仰、閉眼頭前傾等五種姿勢下與對照組比有極顯著性差異．閉眼狀態是去除人體平衡能力對視力提示的依賴；加海綿腳墊減弱了用于控制平衡的本體感覺接受；頭部位置變化主要反映中樞神經和前庭功能對平衡控制的影響，閉眼頭前傾時主要反映身體平衡控制很大程度上依賴于頸部和胸椎部對平衡控制的影響，閉眼頭后仰時主要反映身體平衡控制很大程度上依賴于腰骶部的作用，閉眼頭左、右轉時主要反映身體平衡控制很大程度上依賴于頸部對平衡控制的影響．這表明通過長期有規律體育鍛煉實驗組身體平衡能力的維持對視覺的依賴性降低，前庭器官功能和本體感覺功能對身體平衡能力的調節作用得到提高．劉艷紅[6]等研究發現，視力殘疾學生比視力正常學生的單腿站立的平衡能力低，劉璟[7]等研究也發現，同樣視覺條件下，在受試者足底加海綿墊以干擾其本體感覺，會造成受試者的重心動搖面積及軌跡長度的增大，姿勢控制能力降低．而處于平衡能力基本發育完善、身體機能狀態良好的女大學生，平衡能力的不足有可能被視覺、肌肉力量所代償，故在睜眼姿勢下兩組的平衡能力無顯著性差異，在閉眼（視力受到干擾）、加海綿腳墊（本體感覺受到干擾）和頭部位置變化（前庭功能受到干擾）時，無長期有規律體育鍛煉習慣的對照組顯示出維持調節平衡能力的不足，長期進行有規律體育鍛煉的實驗組顯示出較好的維持調節平衡的能力．劉波[7]等在應用海綿墊干擾本體感覺來分析正常人維持姿勢平衡的各種感覺整合作用時發現，在視覺未被干擾時，本體感覺變化導致的足底壓力中心平均晃動速度增加程度較??；本體感覺未被干擾時，視覺條件的變化導致的足底壓力中心平均晃動速度增加程度也較??；在視覺和本體感覺同時受到干擾時，足底壓力中心平均晃動速度顯著增加；最終得出在維持姿勢平衡過程中前庭系統所起作用較大，其次是視覺和本體感覺．孔維佳[8]等還發現在一定范圍內，隨著海綿墊厚度增加，直立其上的人體本體感覺受到的干擾程度加劇，其姿勢穩定性逐漸降低．

傅立葉頻譜分析（FTI）反映人體在不同頻率下姿勢擺動的強度．由于人體是向前行走，并以最省力的方式最長時間地維持正常的穩定姿勢，所以人體的正常姿勢擺動是前后擺動大、左右擺動小，并具有高強度低頻率的特點．本研究發現，在閉眼低頭前傾30°姿勢下，實驗組的傅立葉頻譜分析值在F1頻段值較低，與對照組比有顯著性差異；在閉眼堅固平面、睜眼加海綿腳墊、閉眼加海綿腳墊、閉眼左右轉、閉眼前后傾等七種姿勢下，實驗組在F2~F4頻段值較低，與對照組比有顯著性差異，這表明在視覺受到干擾（閉眼）和低頭前傾30°（頸部受到壓迫）情況下，與實驗組比較，對照組的平衡調節代償能力下降（F1頻譜異常提示視覺功能障礙），而實驗組的外周前庭功能（F2~F4頻譜異常提示外周前庭功能障礙）、肌肉本體感覺功能（F2~F4頻譜異常提示肌肉本體感覺功能障礙）和中樞前庭功能（F2~F4頻譜異常提示中樞前庭功能障礙）等表現出良好的適宜調節功能．前庭器官功能在維持平衡中占主導地位，其穩定性可在運動訓練過程中得到改善．鄒容琪[9]等對木蘭拳練習者平衡能力的研究發現，木蘭拳練習改善了老年婦女的前庭功能，提高了其平衡能力，而前庭功能在維持姿勢平衡過程中作用較大．

體重分配指數（WDI）是反映人體重量的分配模式，其理論最低值是0，正常值為4~6之間；同步性系數（SI）是反映姿勢擺動時左右腳，兩腳跟、兩腳趾承重波動模式的相關性，其波形可呈現鏡像（互補）同步或同相（協同）同步，完全互補時同步性系數為﹣1 000，完全協同時同步性系數為﹢1 000．本研究發現，實驗組的體重分配指數在閉眼海綿墊上姿勢時小于對照組，與對照組比較有顯著性差異，表明實驗組在視覺和本體感覺受到限制時，前庭器官對身體平衡能力調節功能優于對照組．實驗組在睜眼堅固平面姿勢下左右腳跟、左右腳尖、左腳跟右腳尖、左腳尖右腳跟的同步性系數較低，與對照組比有顯著性差異；在閉眼頭后仰30°姿勢下實驗組的左右腳尖、左腳跟右腳尖的同步性系數較低，與對照組比有顯著性差異．體育運動良好地刺激了人體的前庭器官、視覺和本體感覺，長期有規律鍛煉會使視覺更敏銳、前庭器官和本體感受器對頭部位置、身體姿勢和肌肉關節形狀的改變更為敏感，使大腦能迅速感覺身體的位置和運動狀態，并進行迅速調整，久之出現自動化、節能化．

4 結 論

長期有規律的鍛煉可以提高女大學生身體的總體穩定性，降低維持身體平衡對視覺的依賴性；通過長期有規律的地鍛煉，女大學生加強了外周前庭功能、中樞前庭功能和肌肉本體感受功能維持機體平衡能力的作用．

[1] 郭學軍.康復醫學[M].鄭州：鄭州大學出版社，2008.

[2] 田霞.平衡能力的影響因素[J].內江科技，2010，31（7）：24.

[3] 張麗，黎春華，甕長水，等.Tetrax平衡測試系統用于老年人平衡功能測試的重測信度[J].中國康復理論與實踐，2011，17（7）：637-639.

[4] 孫慶祝.體育測量與評價[M].北京：高等教育出版社，2008.

[5] 陳右學，尤桂杰，楊少崢.大學生靜態平衡能力與運動及性別的關系：定量對比分析[J].中國組織工程研究與臨床康復，2007，49（11）：9941-9945.

[6] 劉艷紅，李惠敏，焦青，等.視力殘疾學生與普通學生平衡能力比較研究[J].中國特殊教育，2001，（1）：24-26.

[7] 劉波，孔維佳，鄒宇.應用海綿墊干擾本體覺分析正常人人姿勢平衡中的感覺整合作用[J].臨床耳鼻喉頭頸外科雜志，2007，21（4）：162-165.

[8] 孔維佳，劉波，吳青，等.不同厚度海綿墊對健康人直立姿勢穩定性的影響[J].中華耳鼻喉頭顱外科雜志，2007，42（10）：721-725.

[9] 鄒榮琪，劉旭東，李廣周，等.木蘭拳練習對改善老年婦女的平衡能力前庭功能的影響[J].中國體育科技，2007，43（2）：61-63.

[10] 張孟雁.大學生有氧踏板成套動作統計分析與研究——重慶市體育院校組[J].重慶三峽學院學報，2015（3）：149-153.

（責任編輯：鄭宗榮）

The Effect of Long-term Regular Exercises on Static Postural Balance of Female College Students

LI Guangzhou1HE Benxiang2LIU Jianyu1WU Chengliang1

This study sought to the effect of long-term regular exercises on static postural balance of female college students. It takes 80 healthy female college students as the subjects to test their general stability, Fourier spectrum, weight distribution index and the synchronization of the eight postures by Tetrax balance and stability testing system. The results are as follows: 1) The experimental group showed lower SI than the control group in all assessed conditions, with a statistically significant difference (P＜0.05) in the conditions of NC, HL, HB, HF and PC. 2) The experimental group had lower values than the control group in all frequency bands. There was a statistically significant difference (P＜0.05) between groups in F1 bands in the condition of HF, in the F2~F4 bands in the condition of NC, PO, PC, HR, HL, HB, HF. 3) The experimental group showed lower WDI than the control group in all assessed conditions, with a statistically significant difference (P＜0.05) in the condition of PC. 4) There was a statistically significant difference (P＜0.05) between groups, with lower values in the experimental group, in AC, BD, AD and BC synchronizations in the condition of NO; in AD synchronizations in the condition of HB. According to the data, the paper get the conclusion that long-term regular exercise can improve the general stability index of the body, reduce the dependence of visual sense, and through the long-term regular exercise, the peripheral vestibular function, the central vestibular function and proprioception in the maintenance of static postural balance can be strengthened and improved.

female college students; static postural balance; stability index; weight distribution index

G804.22

A

1009-8135（2016）03-0107-05

2015-11-02

李廣周（1973-），男，河南淮陽人，重慶三峽學院副教授，碩士，主要研究運動人體科學．

國家科技支撐計劃課題（2012BAK21B02）階段性成果