等速肌力測試在軀干核心肌群中的應用進展

杜東，尹瑞雪，何任紅，范建中

南方醫科大學南方醫院康復醫學科，廣東廣州市510515

等速肌力測試是一種客觀評價和優化肌肉各項量化指標的先進技術，具有較高的信度和效度[1]，在全范圍關節運動過程中可使任何一點肌肉的活動均承受最大的阻力[2]，測出的數值具有客觀性、安全性和可重復性的特點。等速測試設備在恒定的速度下提供一種順應性阻力，使得等速收縮同時具備等張收縮和等長收縮的部分優點，對臨床醫學和運動醫學都具有重要價值。

軀干核心肌群是人體重要的運動肌群，主要功能為屈伸和旋轉軀干，維持身體的動靜態平衡，同時對脊柱的穩定也起到至關重要的作用。但因軀干運動參與肌群的復雜性，軀干力學測量也無統一標準，給軀干肌群和核心肌群的研究帶來很多困難。

近年來，等速肌力測試系統應用于軀干肌定性和定量評價，并拓展到很多領域。本文就等速肌力測試在軀干核心肌群的應用研究進行綜述。

1 應用范圍

1.1 慢性腰痛

慢性腰痛是一組以下背、腰骶和臀部疼痛為主要癥狀的綜合征[3]。軀干肌群和核心肌群對下背部和腰骶的穩定起到至關重要的作用。腰痛發作時，軀干肌群和核心肌群肌肉指標的變化有明顯的臨床意義。

Bernard等[4]指出，青少年腰痛時軀干肌表現為在軀干屈伸運動中，伸肌減弱，屈肌增強。雖然在等速肌力測試時具有統計學差異，但在訓練方面卻無明確效果。Sertpoyraz等[5]對慢性腰痛患者的等速肌力訓練和標準運動訓練進行一項隨機對照研究，通過比較發現，等速肌力訓練與常規的軀干肌群訓練在腰痛方面具有同等的療效，未顯示出統計學差異。認為標準的鍛煉計劃很容易實施，且成本很低，建議為鍛煉的首選。

在軀干肌群的耐力方面，等速肌力測試可測得靜態耐力(等長收縮)和動態耐力(等速收縮)。張德輝等[6]對青年慢性腰痛患者腰背肌耐力的研究發現，患者存在明顯的腰背肌靜態耐力下降，而動態耐力測試結果與正常組無顯著性差異，說明慢性腰痛與青年的腰背肌靜力收縮關系密切，與動態收縮關系不密切。這與國外的一些報道不一致[7]。可能是樣本量不同造成的誤差，有待進一步確定。

1.2 中樞神經系統疾病

軀干肌群和核心肌群對于腦卒中后偏癱患者的平衡和步行能力起到至關重要的作用[8]。運用等速肌力訓練系統對偏癱患者的軀干肌群和核心肌群進行系統的訓練，有助于提高平衡和步行能力。Quintino等[9]對腦卒中偏癱患者的軀干屈伸進行對比研究，恢復期腦卒中患者與匹配的健康受試者相比，軀干所有的肌肉指標都要低很多。

目前國內等速肌力訓練對腦卒中等中樞神經系統疾病的臨床使用范圍主要集中于軀干和下肢大肌群。沈雅萍等[10]的研究表明，強化軀干肌等速訓練對提高腦卒中偏癱患者步行能力具有顯著促進作用。王中莉等[11]進一步研究發現，強化腦卒中偏癱患者軀干核心肌力，優化軀干肌群間協調能力，能夠糾正異常步態，提高步行能力。另外，姜璧珺等[12]對下肢步行中的關鍵部位進行單獨訓練，如膝關節過伸、踝背屈肌痙攣[13]等，均取得顯著效果。鐘裕等[14]將180例老年腦卒中康復期偏癱患者隨機分為觀察組(等速訓練組)和對照組，訓練6周后評定兩組步行能力，結果顯示，偏癱側峰力矩和日常生活活動能力等方面，觀察組顯著優于對照組。與一般常規康復訓練相比，等速肌力訓練模式對老年腦卒中偏癱患者更加有效。

1.3 運動醫學

等速肌力測試可在運動醫學中應用于軀干肌和核心肌群的研究。目前研究分為兩個部分：運動員軀干肌指標測定和非運動員健康人群的等速訓練。

1.3.1 運動員軀干肌指標測定

運動員的軀干肌指標測定目的在于客觀地量化每一位運動員的肌肉水平。為進一步確定等速肌力測試的信度和效度[1]，Müller等[15]對青少年運動員肌肉各項指標的最大值進行重復測量，結果顯示，具有很高信度和效度。比較常用的指標有峰力矩、峰力矩角度、總功和力矩/總功比等。這些指標某種程度上可以推測或預判運動員的潛力，在運動醫學中具有重要意義。

1.3.2 非運動員健康人群的等速訓練

健康人群的軀干肌力量訓練佐證了等速肌力訓練的有效性。劉夏等[16]的研究結果顯示，等速訓練組軀干肌的很多指標較對照組明顯提高。也有一小部分研究顯示無統計學差異。

2 研究內容

2.1 軀干運動

2.1.1 屈伸

軀干屈伸運動是人們在生活中需要經常使用的一個運動，對于屈伸的研究意義在于通過評估屈伸運動的肌力、耐力和不同角度下的應力情況[17]，推測脊柱最易受損的角度。Ben等[18]對高水平運動員等速向心屈伸的峰力矩和做功進行分析，并與非運動員對照組進行比較。在60°/s和90°/s的角速度下，運動員組的峰力矩明顯高于非運動員組；在90°/s和120°/s的角速度下，運動員的做功(耐力)明顯高于非運動組。

2.1.2 旋轉

軀干肌群旋轉運動涉及的肌肉和肌群為豎脊肌、背闊肌、腹內斜肌和腹外斜肌等。這些肌群的力量大小和平衡情況決定了軀干旋轉運動的完成情況。

軀干肌群的力量大小常用峰力矩和總功來衡量，軀干的平衡情況常使用左右旋轉的峰力矩和總功對比來參考。Bae等[19]對韓國51名專業高爾夫運動員進行軀干旋轉等速測試，結果顯示，這些運動員擊球常用旋轉方向上的峰力矩和總功都明顯高于非常用方向，并且在60°/s的情況下明顯高于健康成人對照組。另外，Fan等[20]在對軀干旋轉進行等速研究的同時，結合表面肌電技術對背闊肌、腹內斜肌和腹外斜肌進行生物肌電信號收集，更加完整地描述了軀干旋轉肌的平衡和康復訓練效果。

2.2 收縮模式

軀干肌群的收縮模式可選用等速向心收縮、等速離心收縮和等長收縮。

等速向心收縮和離心收縮屬于動態等速收縮，而等長收縮屬于肌肉靜態收縮。同一肌肉在不同收縮模式下，等速測試結果也不盡相同。Huang等[21]單獨對軀干屈肌的肌力進行研究，結果顯示，離心收縮峰力矩范圍為211～218 N·m；向心收縮峰力矩范圍為66～140 N·m；靜力收縮(等長收縮)峰力矩范圍為80～172 N·m。單從數值上看，軀干等速離心收縮的峰力矩最大，這與許多研究結果一致。

孔令筠[22]的研究表明，軀干屈肌在不同的等速運動方式下，離心-離心等速運動方式明顯高于向心-向心等速運動方式，而兩種運動方式在軀干伸肌方面無明顯差異。

在訓練方面，向心收縮和離心收縮對軀干肌群的效果是否相同，還有待研究。

2.3 角速度

在軀干肌等速測試中，恒定的等速收縮速度由研究人員通過機頭控制。在屈伸和旋轉運動模式中，等速肌力測試常選用30°/s、60°/s、90°/s和 120°/s的角速度進行分組對比研究[18,20]。而Roth等[23]采用的是150°/s甚至更大的角速度。

許多研究認為，低速運動產生的峰力矩更高，隨著速度的增加，峰力矩逐漸減少[20,24]。這可能是由于低速時肌肉收縮使肌纖維產生最大程度的募集，從而表現出更高的峰力矩。

對于不同層次的核心肌群訓練，劉業鵬等[25]認為，人體骶脊肌中慢肌纖維(Ⅰ型肌纖維)的截面積均較快肌纖維(Ⅱ型肌纖維)大，而腹肌中均勻分布著慢肌纖維。在等速測試中，軀干的快速運動主要募集Ⅱ型肌纖維。若訓練腹部核心肌群，建議使用較高角速度；若訓練腰背核心肌群，建議使用較低角速度。

等速肌力訓練是參與同一運動所有肌群協同收縮完成的訓練，目前還無法精確地觀察到核心肌群不同層面的影響。結合表面肌電技術可以對肌肉進行更加細致的研究，對深部肌群的單獨測試還有待于發展。

2.4 強度

在等速肌力測試中，由于受試者緊張、對測試設備不熟悉等，單次最大收縮誤差較大，需要取一定次數的平均值進行分析。還要合理分配體力和每組之間的休息時間，使每一組次測試都在肌肉最佳狀態下完成。

Barczyk-Pawelec等[24]在研究青少年腰背肌力時，讓受試者在60°/s的角速度下重復5次，休息3 min后，在120°/s的角速度下重復10次。很早以前，就有人提出慢速測試，一般重復5次即可。而快速測試要重復10次，甚至15次。

3 展望

等速肌力測試系統可精確地測出軀干肌群和核心肌群的客觀量化數據，分析爆發力(峰力矩)、耐力(峰力矩下降曲線)和屈肌與伸肌比值等力學指標。另外，運用最新技術還可以得到一些傳統上無法量化的指標，如將最大力矩加速時間精確到毫秒。最大力矩加速時間某種程度上可反映軀干肌的反應能力、爆發力和收縮強度等，在一些對軀干肌群要求很高的競技體育運動等項目中具有重要意義。目前這方面鮮有報道。等速肌力測試還可以結合其他技術進行同步研究，如表面肌電和超聲等。

等速肌力測試對軀干肌群和核心肌群的量化和評定具有重要意義，但是目前的研究還有很多盲區。