踝關(guān)節(jié)背屈訓(xùn)練器對老年女性平衡能力的影響

李小生，王琨

西安體育學(xué)院，陜西西安市710068

踝關(guān)節(jié)是人體負(fù)重的主要關(guān)節(jié)，日常生活中的行走和跳躍等活動主要依靠踝關(guān)節(jié)的背屈和跖屈運動完成[1]。踝周圍肌群的有效收縮保證人體完成各種運動，并有效維持人體姿態(tài)平衡和正常的行走步態(tài)。

隨著年齡增大，老年人肌力下降，容易跌倒。老年人跌倒的原因很多，肌力和平衡能力尤其是下肢肌力明顯減退是其中的重要原因[2-3]。朱從德等[4]研究發(fā)現(xiàn)，女性在60歲以前，踝關(guān)節(jié)屈、伸肌衰退基本處于平衡狀態(tài)，而在60～69歲期間屈肌衰退明顯快于伸肌。

對有跌倒史和無跌倒史老年人的下肢力量和步態(tài)進行研究，發(fā)現(xiàn)跌倒組踝關(guān)節(jié)背屈力量顯著下降，認(rèn)為增加踝關(guān)節(jié)運動和力量可以減小發(fā)生跌倒的風(fēng)險[5]。

跌倒不僅給老年人帶來嚴(yán)重傷害，導(dǎo)致其生活質(zhì)量下降，也給家庭和社會帶來一定的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)[6]。

本研究探討一種對踝關(guān)節(jié)屈肌群進行力量訓(xùn)練的方法，并分析其對平衡能力的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2017年3月至4月通過廣告和走訪西安市黃雁村周邊社區(qū)，招募有鍛煉意向的社區(qū)老年女性。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①女性；②60～70歲；③身體健康，能獨立進行日常訓(xùn)練活動；④能夠按時參加訓(xùn)練安排。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①并發(fā)嚴(yán)重的冠心病、高血壓、肺結(jié)核、肺心病、前庭功能障礙、股骨頭壞死、腦卒中等影響平衡能力和運動風(fēng)險較大的疾病；②下肢運動障礙、下肢運動損傷、足底及踝關(guān)節(jié)感覺障礙。

剔除和脫落標(biāo)準(zhǔn)：①患者及家屬要求終止試驗；②不能按照研究方案訓(xùn)練或中途放棄；③其他事件等導(dǎo)致不能完成訓(xùn)練。

共入組36例，隨機數(shù)表法分為對照組和試驗組，各18例。兩組受試者的基線資料無顯著性差異(P＜0.05)。見表1。

所有志愿者均對本研究內(nèi)容知情同意并簽署相關(guān)文件。本研究經(jīng)西安體育學(xué)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 訓(xùn)練方法

兩組在西安體育學(xué)院田徑訓(xùn)練綜合館外小廣場進行廣場舞訓(xùn)練，試驗組還在學(xué)院實驗中心實驗室內(nèi)進行踝關(guān)節(jié)背屈力量訓(xùn)練。

1.2.1.1 廣場舞鍛煉

每天進行自由形式廣場舞鍛煉40 min，每周5 d，共3個月。

1.2.1.2 踝關(guān)節(jié)訓(xùn)練

自行設(shè)計制作踝背屈訓(xùn)練器。膝關(guān)節(jié)適度屈曲，約130°，將訓(xùn)練側(cè)足部用繃帶固定于金屬鞋內(nèi)，金屬鞋底后下方接一個剛體金屬桿，桿與大定輪相連；繩子一端固定于大定輪，另一端掛金屬啞鈴片，啞鈴片可增減；大定輪的另一側(cè)安裝限位裝置，防止踝關(guān)節(jié)背屈結(jié)束向跖屈轉(zhuǎn)換的時候，跖屈過度，造成損傷。儀器見圖1。

當(dāng)足背屈時，帶動定輪順時針轉(zhuǎn)動，牽拉小啞鈴片向上運動，通過增減小啞鈴片，調(diào)節(jié)運動阻力。

訓(xùn)練負(fù)荷約為訓(xùn)練前背屈等速測試平均負(fù)荷的60%～80%?？筛鶕?jù)個人每次訓(xùn)練的感覺調(diào)整。

6次背屈訓(xùn)練為1組，組間休息3 min，每次訓(xùn)練7組以上，雙側(cè)訓(xùn)練，每次訓(xùn)練30 min以上，每周3次，共3個月。

表1 兩組基本情況

圖1 踝關(guān)節(jié)訓(xùn)練儀示意圖

1.2.2 測試方法

1.2.2.1 踝關(guān)節(jié)肌力測試

使用ISOMED 2000等速測試系統(tǒng)對受試者的左右踝關(guān)節(jié)力量進行測試，角速度60°/s。記錄踝關(guān)節(jié)背屈的相對峰值力矩。

1.2.2.2 平衡能力測試

使用Footscan足底壓力板進行平衡測試。①睜眼目視前方20 s，身體保持直立，雙臂自然下垂；②閉眼20 s，身體保持直立，雙臂自然下垂。

1.2.2.3 站立提踵測試

受試者雙腳前腳掌站在樓梯臺階前沿上，后腳掌懸空。聽到“開始”口令后，受試者盡自己最大能力將后腳掌提起，計時開始，當(dāng)身體有明顯晃動時停止計時。測試時保持環(huán)境安靜。測試3次，取最大值。

訓(xùn)練前和結(jié)束時進行測試。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 19.0進行統(tǒng)計處理。數(shù)據(jù)以(xˉ±s)表示，兩組基本情況比較采用獨立樣本t檢驗，同組訓(xùn)練前后比較采用配對樣本t檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 踝關(guān)節(jié)肌力

訓(xùn)練后，對照組踝關(guān)節(jié)背屈相對峰力矩值與訓(xùn)練前相比無顯著性差異(P＞0.05)；試驗組較訓(xùn)練前增加(P＜0.05)。見表2。

2.2 平衡能力測試

睜眼和閉眼狀態(tài)下，對照組訓(xùn)練后與訓(xùn)練前相比，重心移動面積、重心位移長度和速度均無顯著性差異(P＞0.05)；試驗組重心移動面積和重心位移速度減小(P＜0.05)。見表3。

2.3 站立提踵測試

訓(xùn)練后，對照組站立提踵測試時間無顯著性差異(P＞0.05)；試驗組站立提踵測試時間顯著延長(P＜0.001)。見表4。

3 討論

良好的平衡能力不僅可以改善身體的協(xié)調(diào)性和反應(yīng)速度，而且可以增加踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，對于損傷的預(yù)防有積極的意義[7]。

平衡能力是老年人的一種重要基礎(chǔ)能力。通過太極拳、五禽戲、廣場舞、大眾健美操、倒走等形式的鍛煉，可以改善老年人平衡能力[8-14]。

表2 兩組踝關(guān)節(jié)背屈相對峰力矩值比較(N·m/kg)

表3 雙支撐時的重心特征研究

表4 兩組站立提踵測試結(jié)果比較(s)

平衡的保持非常復(fù)雜，踝關(guān)節(jié)功能是一個值得重視的因素。通過訓(xùn)練踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和力量可改善平衡能力，踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性下降會導(dǎo)致姿勢穩(wěn)定性下降[15-16]。而功能性踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)者的姿勢穩(wěn)定性下降導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)損傷風(fēng)險增加。

周成林[17]發(fā)現(xiàn)，對大學(xué)生進行踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性訓(xùn)練，可顯著提高大學(xué)生的重心控制能力。下肢功能障礙患者通過主、被動踝背屈牽拉橡皮筋訓(xùn)練踝背屈，可改善步態(tài)和平衡能力。

老年女性踝關(guān)節(jié)屈伸肌群的力量都有下降，但踝背屈力量下降得更多。因此，提高踝背屈肌群力量更為重要。

雖然周成林[17]的迷你帶抗阻勾腳具有一定的踝背屈訓(xùn)練效果，但是由于迷你帶韌性較大，且以等長收縮為主，只能在個別易發(fā)力角度下進行踝的背屈等長力量訓(xùn)練。對經(jīng)常進行力量訓(xùn)練的人群來說，向心收縮較為常見，力量效果也較好，很少有人只依靠等長收縮來訓(xùn)練力量。因此，對于急需提高踝背屈力量的老年女性來說，采用這個方法效果可能欠佳。該方法對于大學(xué)生具有較好的效果，是因為大學(xué)生的屈伸肌群力量相對均衡。踝關(guān)節(jié)肌力控制訓(xùn)練和本體感覺訓(xùn)練可改善人體平衡能力，預(yù)防并減少踝關(guān)節(jié)損傷[18-21]。因此，對于力量不是主要制約因素的大學(xué)生來說，增加踝本體感覺或控制能力就能提高平衡能力。

踝背屈牽拉皮筋也存在一定的不足。如果皮筋彈力較小，訓(xùn)練未必有很好的效果；皮筋彈力較大，則皮筋越長，阻力越大，力量不好控制；訓(xùn)練時踝屈伸運動無固定支點，也很難發(fā)力。因此，對于老年女性改善踝背屈力量的效果可能有限。

為了進一步提高老年女性的踝關(guān)節(jié)背屈力量，需要尋找一種有效的鍛煉方法或者鍛煉器械。常見的體育鍛煉可以在一定程度上改善踝關(guān)節(jié)周圍肌群的力量。人體阻力的克服是以踝關(guān)節(jié)跖屈為主。健步走、慢跑、上樓梯、羽毛球等項目中踝關(guān)節(jié)背屈情況也較多見，但都不克服較大阻力。健步走時，踝跖屈產(chǎn)生蹬地的力量，推動人體前行，但是背屈只是抬高腳前掌，幫助人體完成行走，克服阻力較小。其余很多運動也有類似情況。

針對缺乏運動鍛煉方法和有效鍛煉器械的情況，根據(jù)人體解剖結(jié)構(gòu)特點以及踝屈伸的運動范圍，踝關(guān)節(jié)訓(xùn)練器可以實現(xiàn)踝背屈抗阻訓(xùn)練。老年女性訓(xùn)練3個月后，踝關(guān)節(jié)背屈肌群力量提高。

等速肌力測試系統(tǒng)與傳統(tǒng)肌力測量相比，具有恒定角速度和可調(diào)節(jié)阻力等特點，還可以模擬不同的肌肉收縮方式[22]，測量肌力、爆發(fā)力和耐力等[23]，用途較多。該方法信度很高[24-25]，已臨床中被廣泛應(yīng)用。ISOMED2000等速測試系統(tǒng)在國內(nèi)外使用較為普遍。

良好的踝部肌力和穩(wěn)定性有助于平衡。人體站立時，重心會發(fā)生移動，肌肉無意識下發(fā)生的收縮，將人體重心的移動范圍和移動速度降到最低，使得重心不會超過支撐面。當(dāng)重心移動較大時，重心投影線到踝的力臂最長，即阻力矩最大，因此，踝需要產(chǎn)生較大的動力矩才可以克服重心的移動。踝關(guān)節(jié)屈肌群力量增強后，無論閉眼還是睜眼，試驗組重心移動面積和速度均有下降，說明踝關(guān)節(jié)力量的均衡性更加有利于平衡。

站立提踵測試可以很好地反映下肢不穩(wěn)定狀態(tài)下的平衡能力。提踵后，只有主動肌和拮抗肌共同收縮，才可以很好地將關(guān)節(jié)控制在相對固定的位置，將人體重心調(diào)整到支撐面內(nèi)。試驗組站立提踵時間顯著增加，說明受試者踝關(guān)節(jié)肌力的增加是其維持下肢平衡的重要保證。有研究顯示[26-28]，老年女性的平衡能力與下肢肌力高度相關(guān)。我們的研究與之相似。

綜上所述，隨著年齡增加，老年女性的踝關(guān)節(jié)屈肌群力量下降較快，但是現(xiàn)有的體育鍛煉方法對于屈肌群的力量訓(xùn)練存在一定局限。本課題研制的踝背屈訓(xùn)練器可增加老年女性踝關(guān)節(jié)屈肌群的力量，增強平衡能力。

但是由于經(jīng)費限制，該儀器還存在不細(xì)致的環(huán)節(jié)，人性化的設(shè)計還需要進一步完善。