等速肌力訓練對老年人膝關節肌力和跌倒風險的影響

程文昌 霍少川 劉付懿斐 章聰煜 楊俊興

1.廣州中醫藥大學第六臨床醫學院，廣東廣州 510405；2.廣州中醫藥大學深圳醫院（福田）骨傷科，廣東深圳 518000

跌倒是導致大量老年人殘疾、日常功能喪失或死亡的重要因素之一，嚴重影響了老年人的健康和自理能力。研究證實，老年人群下肢肌力的下降是誘發其跌倒的重要危險因素[1-2]。增強下肢力量可以緩解疼痛，增加下肢肌肉減震能力可以減少跌倒的發生及其導致的危險后果[3-5]。本研究以老年人膝關節肌力為研究出發點，探討等速肌力訓練對老年人下肢肌肉力量及跌倒風險的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

受試者來自廣州中醫藥大學深圳醫院（福田）（以下簡稱“我院”）及周邊社區招募的老年人，共44 名，研究時間為2020 年5 月至2021 年5 月。納入標準：①年滿60 周歲；②理解本研究并能配合調查；③能夠行走（包括使用拐杖等設備）且可獨立完成日常生活；④自愿參加研究并簽署知情同意書。排除標準：①新發骨折（＜12 周）、嚴重肢體畸形、勞動能力喪失；②合并嚴重精神疾病、惡性腫瘤及心、肺等重要臟器衰竭；③單側或雙側膝骨關節炎；④1 年內患有急慢性重大疾病。

根據隨機信封法，44 名受試者被分為試驗組和對照組，各22 名。合并基礎疾病的受試者均處于慢性疾病穩定期（規律服用藥物）。兩組一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。見表1。本研究方案及實施經我院醫學倫理委員會批準[（NO.GZYLLCKY）-2020-006]。

表1 兩組一般資料比較

1.2 干預方法

對照組進行防跌倒知識宣教和功能鍛煉，鍛煉方案包括直腿抬高訓練，坐位或臥位，主動收縮股四頭肌并繃緊，保持5 s/次，30 次/組，6 組/d，雙腿交替進行，每天訓練結束推揉髕骨20 次；可根據情況配合半蹲訓練，背部緊貼墻壁，雙腿分開，與肩同寬，身體逐漸下蹲至膝關節呈90°，5 s/次，10 次/組，1 組/d，建議老年人正確合理使用輔助器械，包括手杖、助行器等，堅持訓練8 周。

試驗組在對照組基礎上，借助等速肌力評估訓練系統進行訓練，方案參考文獻[6]，即在等速肌力訓練系統上進行雙側膝關節屈伸等速向心訓練，每組訓練的2 個角速度分別為60°/s 和180°/s，在訓練中受試者的單側膝關節分別作10 次屈曲和伸直練習，每次調整速度間隔30 s，單側膝關節訓練結束后休息2 min，訓練2 次/周，堅持訓練8 周。每次結束后指導受試者進行約5 min 的按摩放松活動。

1.3 觀察指標

1.3.1 肌力測試 采用等速肌力評估訓練系統（美國BIODE MEDICAL SYSTEMS，型號：System 4 Pro）對訓練前后膝關節屈、伸肌峰力矩（peak torque，PT）進行測定，測試角速度為60°/s 和180°/s。

1.3.2 運動平衡能力及跌倒風險 采用《中國老年人跌倒風險評估專家共識（草案）》[7]中推薦的量表進行評估，即Tinetti 平衡與步態量表（Tinetti performance oriented mobility assessment，Tinetti POMA）得分越高表示跌倒風險越低，其滿分為28 分。24 分≤總得分≤28 分，提示受試者日常生活中平衡功能基本正常；19 分≤總得分＜24 分，提示受試者日常生活中有平衡功能障礙；總得分＜19 分，提示受試者日常生活中有較高的跌倒風險。起立行走計時測試（timed“up and go”test，TUGT），用時越多表明活動能力越差，用時20～29 s，提示受試者活動不穩定；用時≥30 s，提示受試者存在活動障礙[8]。

1.3.3 不良反應 記錄兩組訓練期間不良反應發生情況。

1.4 統計學方法

采用SPSS 25.0 對所得數據進行統計學分析，計量資料采用均數±標準差（）表示，比較采用t 檢驗；計數資料采用例數表示，比較采用χ2檢驗或Fisher 確切概率法。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

研究過程中共脫落4 名，其中兩組各脫落2 名（不能如期完成訓練，自行退出）。

2.1 兩組訓練前后膝關節屈、伸肌PT 比較

兩組訓練前膝關節屈、伸肌PT 比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。訓練后，兩組測試角速度為60°/s及180°/s 時膝關節屈、伸肌PT 均高于訓練前，且試驗組高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2～3。

表2 兩組訓練前后測試角速度為60°/s 的膝關節屈、伸肌PT 比較（N·m，）

表2 兩組訓練前后測試角速度為60°/s 的膝關節屈、伸肌PT 比較（N·m，）

注 PT：峰力矩

表3 兩組訓練前后測試角速度為180°/s 的膝關節屈、伸肌PT 比較（N·m，）

表3 兩組訓練前后測試角速度為180°/s 的膝關節屈、伸肌PT 比較（N·m，）

注 PT：峰力矩

2.2 兩組訓練前后Tinetti POMA 評分比較

兩組訓練前Tinetti POMA 評分比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。訓練后，兩組Tinetti POMA 評分均高于訓練前，且試驗組高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表4。

表4 兩組訓練前后Tinetti POMA 評分比較（分，）

表4 兩組訓練前后Tinetti POMA 評分比較（分，）

注 Tinetti POMA：Tinetti 平衡與步態量表

2.3 兩組訓練前后TUGT 用時比較

兩組訓練前TUGT 用時比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。訓練后，兩組TUGT 用時均短于訓練前，且試驗組短于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表5。

表5 兩組訓練前后TUGT 用時比較（s，）

表5 兩組訓練前后TUGT 用時比較（s，）

注 TUGT：起立行走計時測試

2.4 兩組不良反應發生情況

試驗組發生2 名輕微肌肉拉傷，不良反應總發生率為10%（2/20），休息3 d 后，正常進行訓練；對照組無不良反應發生。兩組不良反應總發生率比較，差異無統計學意義（χ2=0.526，P=0.468）。

3 討論

研究顯示，65 歲以上老年人每年跌倒率達30%，80 歲的老年人每年跌倒率甚至高達50%[9-10]。老年人跌倒后非常容易出現骨折及腦部損傷等嚴重并發癥[11]。引起老年人跌倒的原因眾多，如視力、注意力、認知能力、生活方式、相關基礎疾病等[12-13]，其中下肢肌肉力量的下降是導致老年人跌倒的關鍵[3-5]。而經過一定時間的康復訓練，老年人步行的速度、節律及關節活動度等都得到改善[14-16]。當前運動療法得到許多國際學術組織的倡導，可以有效改善關節功能，具有安全、便捷、不良反應少等特點[17-19]。強大的肌肉力量可以有效減少跌倒的發生及其導致的危險后果。目前針對我國中老年人群且根據其肌力變化給予精準反饋的肌力訓練方式比較少，所以在這方面進行探索及推廣有一定的意義及需求。

等速肌力測試和訓練技術已廣泛應用于運動醫學領域。訓練時，受試者可根據設定的速度，保持運動中速度恒定，而運動中肌肉受到的阻力和肌肉自身收縮產生的張力保持一致，訓練的全程肌肉都會承受與最大張力相匹配的最大阻力，所以能充分調動運動單元的活力，激發肌肉的收縮力[20-21]。本研究顯示，當角速度為60°/s 及180°/s 時，試驗組膝關節伸肌和屈肌PT 提升程度較對照組更佳。等速肌力測定中，60°/s 屬于慢速測試，主要用于評估受試者最大肌力；180°/s屬于快速測試，主要用于評估受試者肌肉的耐力[22-23]。可見基于等速肌力評估訓練系統的股四頭肌功能鍛煉可較好提升受試者下肢肌肉的最大力量及耐力，改善其運動能力。

目前評定老年人平衡力有效且可靠的量表主要有Tinetti POMA、TUGT、Berg 平衡量表等[24]。其中Tinetti POMA 簡單、易理解、測試風險低，且信效度優良，廣泛應用于普通社區的老年人群日常生活跌倒風險評估[7,25]。TUGT 可以方便快捷地評估受試者行走的姿態、步行平衡能力[8,26]。本研究中，試驗組訓練后Tinetti POMA 評分及TUGT 用時優于對照組，提示積極的等速肌力訓練可較好提升老年人運動平衡能力和降低跌倒風險。這可能與等速肌力訓練能實時判斷老年人的訓練狀態并給予反饋的優點相關。

綜上，針對性地采用等速肌力評估訓練系統積極進行股四頭肌功能訓練及防跌倒宣教可以提高老年人膝部最大力量，提升下肢耐力，提高平衡能力，降低跌倒風險，將其納入運動計劃可能會提高老年人的生活質量。今后應在遠期隨訪、方案優化、社區推廣等方面開展深入研究。