全身振動訓練對男性大學生動態(tài)平衡能力的影響*

王宇笛 賀子寧 劉漢林 羅模銳 劉家鳳

全身振動訓練對男性大學生動態(tài)平衡能力的影響*

王宇笛 賀子寧 劉漢林 羅模銳 劉家鳳

（成都文理學院 體育與醫(yī)護學院，四川 成都 610401）

目的：通過比較全身振動訓練（WBVT）前后普通男性大學生動態(tài)平衡能力的變化，探究WBVT對受試者平衡能力的影響，從而為提高大學生平衡能力、減少運動損傷的發(fā)生提供參考。方法：在成都文理學院隨機抽取60名無心血管系統(tǒng)疾病且實驗前6個月無運動損傷史的非體育類專業(yè)的男性大學生。隨機分為實驗組和對照組，每組各30人。對照組不進行訓練，實驗組受試者進行為期4周，每周三次，每次30分鐘的WBVT，該訓練在康復治療師的指導下進行。實驗前后分別采集60名大學生重心軌跡長度、重心軌跡外周面積、單位面積軌跡長度3個指標。使用SPSS 24.0統(tǒng)計軟件對康復訓練前后獲得的相關數(shù)據(jù)使用獨立樣本T檢驗進行分析處理。結果：對照組各項指標無明顯變化（＞0.05），TLP較訓練前增大（＜0.05），而TLG和PAG較訓練后減少（＜0.05）。結論：全身振動訓練有利于提高男性大學生的動態(tài)平衡能力，可以作為改善平衡能力、增強體質健康的一種訓練方法。

全身振動訓練；平衡；大學生

全身振動訓練（whole body vibration training，WBVT）是一種新型有效的訓練方法，它是放置于地面上的專門振動臺（可供雙腳或單腳站立、雙手支撐或坐姿）產生振動[1]，利用機械振動和外在抗阻負荷刺激機體以引起肌肉振蕩及中樞神經系統(tǒng)適應而改善神經肌肉功能的訓練方法[2]。它可以增加主動肌的激活程度,并提高閾值運動單位的生物學活性，引起參與運動單位肌群以高頻率放電，從而達到神經肌肉系統(tǒng)興奮性提高的訓練效果[3-4]。全身振動訓練在不同人群的運動康復中應用較廣，其主要應用在一些慢性病的康復中，如骨質疏松[5]、膝骨關節(jié)炎[6]、腦癱兒童[7]等。

在競技體育活動中，運動者為了順利完成各類不一樣的動作技術，有時必需保持或變更特定的身體姿勢，以確保活動時的身體平衡，因而發(fā)展良好的平衡能力對每個人來說都是非常重要的。平衡能力是保持身體姿勢的本領，尤其是在較小的撐持面上控制身體重心的能力，也就是當身體重心垂線偏離穩(wěn)定的支撐面時，人體能當即通過反射性或自主的活動促使重心垂線回歸穩(wěn)定的支撐面的能力。人體的平衡可以分為動態(tài)平衡能力和靜態(tài)平衡能力，前者根據(jù)坐位平衡分級又可以將動態(tài)平衡分為II級的自動態(tài)平衡和III級的他動態(tài)平衡[8]。動態(tài)平衡能力是指在人體重心通過運動系統(tǒng)在非靜態(tài)過程中控制和調整姿勢的能力，它需要依靠中樞神經和感覺器的信息輸入作為前提，從而完成全過程[9]。尤其在站立位，下肢將接觸地面的系統(tǒng)向中樞神經系統(tǒng)提供，其觸覺敏感度對保持姿勢的穩(wěn)定性有很大的影響[10]。人體保持姿勢的穩(wěn)定性是一種復雜的機制，涉及到視覺、前庭覺和軀體感覺系統(tǒng)的輸入以及相互作用來協(xié)調整個身體的關節(jié)和肌肉群從而保持平衡[11]。平衡這一指標被廣泛運用于評估和治療評價體系中，是一個重要的指征。但從多地區(qū)發(fā)布的當?shù)貒耋w質監(jiān)測報告的數(shù)據(jù)來看，成年男性的閉眼單腳站立時間在下降，這表明成年男性的平衡能力處于減弱趨勢。大學生作為成年階段的初期，需要提升對體質的重視。本文針對男性大學生動態(tài)平衡能力的訓練效果進行分析和探討，為體質檢測和健康研究提供參考。

1 研究方法

1.1 實驗法

1.1.1 研究對象

表1 受試者基本情況

在成都文理學院隨機抽取60名無心血管系統(tǒng)疾病且實驗前6個月無運動損傷史的非體育類專業(yè)的男性大學生，分為實驗組和對照組，每組各30人。在實驗正式開始前，實驗人員告知每一位受試者關于本實驗的操作流程和注意事項，并簽訂《受試者知情同意書》。所有受試者基本情況如表1所示，其年齡、身高、體重均無統(tǒng)計學差異。

受試者納入標準：（1）本實驗開始前6個月無運動損傷史且自愿參加本實驗；（2）身體質量指數(shù)在18.5-23.9區(qū)間內；（3）無心血管疾病；（4）無神經系統(tǒng)疾病；（5）實驗開始前24小時未進行劇烈運動。

受試者剔除標準：（1）依從性差且不遵從實驗要求者；（2）下肢有手術史；（3）存在皮膚破損等其他皮膚病。

1.1.2 實驗器材與測試指標

（1）實驗器材：身高測量儀、體重秤、振動訓練儀、Pro-kin平衡康復訓練儀。

（2）測試指標：重心軌跡長度（TLG，Trajectory Length of COG）、重心軌跡外周面積（PAG，Peripheral Area of the COG trajectory）、單位面積軌跡長度（TLP，Trajectory Length of Per unit area）。

1.1.3 實驗方案

在正式進行實驗前，首先對所有受試者進行身高和體重測定。實驗者對身高測量儀和體重秤進行檢查，重點核對儀器刻度、表盤、電源等設施設備是否正常。待確認無誤后，告知受試者脫去外套，穿著運動服，光腳站立在身高測量儀和體重秤上。實驗者點擊“開始測試”按鈕，受試者保持兩眼平視正前方、雙臂自然下垂、挺胸收腹的動作，待儀器數(shù)值穩(wěn)定后由實驗人員記錄。隨后，囑受試者進行訓練前的平衡能力測試。受試者站在平衡康復訓練儀上，雙腳按指定軌跡位置站立。站立時需保持身體重心軌跡控制在穩(wěn)定極限范圍內并盡可能不使軌跡偏離，軌跡可通過注視平衡儀的電腦屏幕進行位置調整，待系統(tǒng)測試模塊開始后根據(jù)系統(tǒng)提示完成平衡測試，由實驗人員記錄相應數(shù)據(jù)。上述工作完成后，實驗組受試者開始為期4周、每周3次的全身振動訓練，受試者在振動訓練儀上分別以站立位、深蹲位和弓步進行各10min的振動訓練。4周后，再次測量所有受試者的平衡能力指標。平衡能力測試總共測量3次，計算數(shù)據(jù)的平均值作為結果進行分析。

1.2 數(shù)理統(tǒng)計法

對WBVT實驗前后獲得的所有數(shù)據(jù)以.txl按格式輸出后保存，并在Excel 2016進行數(shù)據(jù)整理與分組、在SPSS24.0統(tǒng)計軟件中用獨立樣本t檢驗進行分析處理，所有測試指標的計數(shù)資料用平均值±標準差表示，以＜0.05為差異顯著，＜0.01 為差異非常顯著。

2 研究結果

2.1 重心軌跡長度（TLG）變化

WBVT前后，實驗組與對照組TLG記錄數(shù)據(jù)如表2所示。TLG反映在整個測量周期內人體重心移動的總距離，也表示人體的晃動程度[12]。對照組的數(shù)值在訓練前后無統(tǒng)計學差別，實驗組TLG由練習前的45.37±14.23cm降低到4周后的26.52±5.40cm。實驗組的數(shù)據(jù)變化具有統(tǒng)計學差異（＜0.01），而在訓練前實驗組與對照組沒有統(tǒng)計學意義，4周后實驗組與對照組比有明顯差異（＜0.05），這表明WBVT能明顯的減少人體的晃動程度。

注：與訓練前比較：**表示＜0.01，與組間比較：表示＜0.05

2.2 重心軌跡外周面積（PAG）變化

WBVT前后，兩個組的PAG如表3所示。PAG是重心移動軌跡包圍成的所有多邊形表面積的總和，它直觀反映了人體晃動的重心走過的區(qū)域范圍，反映了人體晃動的程度，表示平衡障礙的程度[12]。對照組4周先后無統(tǒng)計學差別，實驗組PAG由訓練前的8.13±2.21㎝2減小到4周后的5.34±1.72㎝2。數(shù)據(jù)的變化在訓練前后具有統(tǒng)計學差異（＜0.01），組間數(shù)據(jù)在訓練前無統(tǒng)計學差異，4周后實驗組與對照組比有明顯差異（＜0.05），這表明WBVT能極大地提高重心的穩(wěn)定性。

表3 實驗組與對照組訓練前后PAG變化（單位：㎝2）

注：與訓練前比較：**表示＜0.01，與組間比較：表示＜0.05

2.3 單位面積軌跡長度（TLP）變化

WBVT前后，兩組的單位TLP如表4所示，TLP是總長度除以外周面積的值，反映姿勢的細微調節(jié)及脊髓對姿勢固有反射性調節(jié)[12]。對照組在4周訓練前后無統(tǒng)計學差別，實驗組由練習前的5.60±0.34㎝增加到4周后的7.56±1.12㎝。實驗組訓練前后數(shù)據(jù)的變化具有統(tǒng)計學差異（＜0.05），兩組在練習前均無統(tǒng)計學差異。4周后實驗組與對照組比有明顯差別（＜0.05），這表明WBVT能改善姿勢的細微性調節(jié)。

表4 實驗組與對照組訓練前后TLP變化（單位：cm）

注：與訓練前比較：*表示＜0.05，與組間比較：表示＜0.05

3 討論與分析

本研究結果顯示，在進行為期4周的WBVT后，實驗組TLP增加（＜0.05），PAG明顯減小（＜0.01）且TLG也明顯減小（＜0.01）。已有研究指出雙腿站立下的重心軌跡長度、重心軌跡外周面積、單位面積軌跡長都是測量人體動態(tài)平衡力的重要指標[13]。作為評價動態(tài)平衡本領的指標，受試者的TLP越大，TLG和PAG越小，表明受試者的動態(tài)平衡本領就越好。本實驗中。實驗組與對照組在訓練前無統(tǒng)計學差異，4周后有明顯差異，這與Yuta TAKANASHI[14]等研究結果一致。因此本研究受試者在進行WBVT后，動態(tài)平衡能力顯著提高，所以該訓練能明顯提高男性大學生動態(tài)平衡能力。

對于平衡能力較好的各類人群，他們發(fā)生損傷的風險更低。身體平衡能力發(fā)生改變可能和復雜運動技能發(fā)展、成熟和衰退有關[15]。動態(tài)平衡是平衡感覺傳入中樞神經系統(tǒng)，經過中樞整合，動作電位產生使得調節(jié)肌骨系統(tǒng)糾正人體重心的偏移來保持平衡[16]。人體在保持平衡的過程中，需要由人體自身的前庭感覺、視覺、本體感覺、大腦和小腦等多種感覺器官的共同參與。當平衡發(fā)生變化時，人體將先后以踝調節(jié)機制、髖調節(jié)機制和跨步調節(jié)機制來應對不同的平衡調整，使運動模式控制協(xié)同發(fā)揮，來讓重心重新回到原來的范圍，或者建立新的平衡[17]。因此運動系統(tǒng)在維持人體平衡中起著重要作用，其中包括協(xié)同運動和自實行協(xié)同運動模式。國內外研究證明，動態(tài)平衡能力的評定包括睜眼動態(tài)平衡測試，動態(tài)平衡儀以及YBT測試[18,19]。要維持穩(wěn)定的姿勢，不但要有正常的平衡感覺，而且一定要有穩(wěn)定的軀干肌和四肢肌的肌力和張力。而WBVT通過一定頻率的振動促進了肌梭和腱梭的感受性提高，從而改善了平衡的控制能力。國內外有研究表明，中國傳統(tǒng)養(yǎng)生功法可以提升各個年齡段人群的平衡能力，例如24式太極拳[20]、跳繩[21]、足球[22]等，并且上述研究均表明動態(tài)平衡能力與運動協(xié)調性呈正相關，因此人體的動態(tài)平衡是保持身體活動的一個基本身體素質。

盡管大學生人群的體質較其他年齡段人群更穩(wěn)定，但容易在運動中產生損傷從而影響平衡能力。例如常見的全民運動項目之一籃球，其運動損傷多發(fā)生于單腿落地或者強力撞擊等過程中，此過程動作的精準控制則主要依靠人體的動態(tài)平衡能力。WBVT通過頻率的振動使關節(jié)和肌肉內的感受器受到刺激后產生收縮舒張的交替性運動，從而提升神經肌肉控制能力，達到訓練和提升的效果[23]。下肢肌肉力量的增強可以幫助人體平衡的維持，影響肌肉力量的因素有運動單位的募集程度，當肌肉在WBVT過程中受到頻率沖動的信息時，會激活運動單位，從而使肌肉力量得到提高。相比于球類運動，WBVT安全性和操作性更優(yōu)，適合各類人群的使用。此外，有研究表明人在坐姿下的WBVT也可以產生對平衡提高的效果[24]，這為行動不便或下肢損傷人群提供了參考。除了適用于訓練，損傷康復也常用到該方法，Jeong[25]等研究表明WBVT對慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的運動員有康復的作用，改善了踝關節(jié)周圍的肌肉功能，提高了損傷疼痛的閾值[26]，這些研究進一步擴大了WBVT應用范圍。

普通大學生在日常生活中，容易存在因為長期在體態(tài)不良或錯誤姿勢狀態(tài)下而引起的脊柱側彎、頸椎生理曲度變直、扁平足、膝內翻等癥狀，這些運動系統(tǒng)疾病會直接帶來身體穩(wěn)定性減弱和動態(tài)平衡能力的下降。已有研究表明，WBVT對老年人的姿勢穩(wěn)定性有提升作用[27]，也有學者聯(lián)合了SEBT等運動康復技術，均表明WBVT對動態(tài)平衡能力的正向促進作用[28]。而本實驗中所使用的平衡測試系統(tǒng)也是捕捉受試者重心控制目標的追蹤軌跡，顯示出多種軌跡形狀從而體現(xiàn)重心的側移能力和平衡轉移能力。受試者在WBVT后，踝關節(jié)、膝關節(jié)、髖關節(jié)和軀干周圍肌群的共同被激活參與維持姿勢的穩(wěn)定性，增強了中樞控制，改善了各個環(huán)境下人體感覺系統(tǒng)信息提供與身體的空間位置相關信息的敏感度。

作為人體最常見的運動控制指標，平衡發(fā)揮著重要的作用。國外有學者研究平衡能力對下肢主要關節(jié)的影響后發(fā)現(xiàn)，除了關節(jié)本身存在病理疾病、運動學限制以外，本體感覺、神經肌肉控制、力量和姿勢穩(wěn)定控制等功能的減弱更影響著人體平衡能力的強弱[29]。尤其是在踝關節(jié)周圍肌肉力量薄弱的情況下，發(fā)生慢性踝關節(jié)不穩(wěn)的幾率將大幅度增加，并且有學者將其定義為一種常見的運動行為障礙[30]，被納入到體檢之中，可見肌肉周圍的力量與神經控制對平衡的重要性。本實驗結果表明，肌肉在WBVT之后所表現(xiàn)出來的平衡控制得到了提高，這不僅是在對單一方向的控制，而是包括了各個方向的穩(wěn)定性。當本體感受器在一定頻率的振動狀態(tài)下保持數(shù)分鐘后得到了激活，使得更多α運動神經元的肌纖維募集能力進一步增強，促進了本體感覺在神經傳導通路中的傳遞效率，這與李靜雅等人的研究結果一致[31]。

隨著體育強國和健康中國戰(zhàn)略的實施，大眾人群更加注重自身健康，年輕人尤其大學生群體更喜歡參加各類運動項目，這些項目對人們的動態(tài)平衡能力提出了更高的要求。與此同時，對于普通人群參與體育運動則需要精確科學的指導和循序漸進的方案，這要求我們在平時提升對身體基本素質的認識。群眾體育不同于專項競技體育，不能將專項訓練籠統(tǒng)地放在普通人身上。因此，WBVT可以作為一項科學性強、應用面廣的訓練方式幫助更多人參與到運動中，從而改善體質。

4 結論與建議

四周的WBVT能夠提高男性大學生的動態(tài)平衡能力，使人體對重心的偏移控制更為精準，有利于增強人體關節(jié)控制的使用能力，可以作為一種平衡能力的訓練方式。因此，在成年男性平衡能力指標處于下降趨勢時，高校需要重視并督促學生進行相應的科學訓練從而提高體質健康水平。

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The Effect of Whole-Body Vibration Training on Dynamic Balance Ability of Male College Students

WANG Yudi, etal.

(Chengdu College of Arts and Sciences, Chengdu 610401, Sichuan, China)

成都文理學院2022年校級科研項目（項目編號：WLYB2022050）。

王宇笛（1996—），碩士，助教，研究方向：運動分析與損傷康復。