全身振動訓練對青少年體操運動員腰背肌力和平衡的影響

徐利亞 古鴻毅 張一民 孫婷婷

(1.北京體育大學運動人體科學學院;2.北京體育大學中國運動與健康研究院,運動與體質健康教育部重點實驗室 北京 100084)

腰背部處于人體解剖結構的核心部位，腰背部肌群的作用主要是為了維持脊柱的穩定以及運動過程中的支撐。青少年體操運動員由于年齡小、自我保護意識不足等原因容易發生運動損傷，而發展腰背肌肉力量可增強腰椎的穩定性，因此在青少年體操運動員訓練中，加入強化腰背肌力和平衡能力的練習是尤為必要的。近年來，全身振動訓練（Whole-Body Vibration Training，WBVT）是運用于競技體育中提高運動員腰背肌力，改善平衡力，提高身體機能和運動能力的一種新型訓練方法。

WBVT是通過站在振動板上，在垂直或重力及重力傳感器方向上協同工作來實現的，其振動頻率范圍為0～50Hz，位移幅度為0～12mm。WBVT 對力量、平衡、改善疼痛等方面都有效。在一項針對成年人的早期研究中，Rhonda 等人研究了WBVT 代替深蹲的效果，與普通深蹲相比，WBVT顯著增加了支配深蹲肌群的肌肉力量；Amano等人也證實了WBVT對動態平衡的效果。截至目前，關于WBVT的研究較多，但是針對于青少年體操運動員這一樣本人群的研究還沒有，據此該研究運用Power Plate 振動訓練儀對青少年體操運動員進行WBVT，探究不同頻率對其腰背肌力和平衡能力的影響。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選取武漢體育學院32 名青少年體操運動員，受試者均自愿參與此次實驗，在測試之前了解實驗所有流程并簽署知情同意書。整個實驗過程樣本流失率為0，基本情況見表1。

表1 受試者的基本情況

1.2 訓練方法

使用隨機數表法將32 名受試者分為A、B、C、D 四組，每組8 人，D 組為對照組，不進行訓練，其余3 組的振動頻率分別為A組無振動，B組30Hz，C組50Hz。訓練方法借鑒劉悅等人的研究，受試者在Power Plate振動訓練儀上采用靜態屈膝卷腹動作進行訓練。每次訓練5組，每組30s，組間休息30s。實驗流程見圖1。

圖1 受試者分組流程圖

1.3 評定方法

8 周訓練前后對受試者進行腰背肌力測試及星形偏移平衡測驗，此實驗采用David 脊柱康復系統對受試者進行綜合性評估，每個測試動作重復3 次，取最好成績。

DAVID F110腰椎后伸測試：調節儀器座椅至受試者合適高度，取人體髂棘最高點緊貼靠背，固定肩部，屈膝90°。設備活動臂在30°屈方向鎖定，讓受試者盡力推動鎖定的活動臂。DAVID F150腰椎側屈測試要求同上。

星形偏移平衡測驗：測量受試者下肢長，即髂前上棘至內踝尖的距離。受試者單腳支撐站立在星形圖（測量圖）的中心點，另一只腿盡力向8個方向伸直，輕觸地面。8 個方向分別是：前（Anterior，ANT），外前（Anterolateral，ALAT），外（Lateral，LAT），外后（Posterolateral，PLAT），后（Posterior，POST），內后（Posteromedial，PMED），內（Medial，MED），內前（Anteromedial，AMED）。記錄8 個方向的3 次測試距離，并取平均值，該距離與受試者下肢長的比值即為受試者該方向的平衡穩定值。

1.4 觀察指標

（1）腰椎后伸肌群等長肌力（N·m）；（3）腰椎側屈肌群等長肌力（N·m）；（3）星形偏移平衡比值。

1.5 統計學方法

實驗所涉及的指標全部以均數±標準差表示，數理統計分析采用SPSS 16.0 統計軟件。對實驗中所有指標數據進行一般統計描述，<0.05 表示具有顯著性差異；<0.01表示具有非常顯著性差異。

2 結果

2.1 訓練前后腰背肌群等長肌力的變化

根據表2可以看出，B、C兩組受試者在經過8周訓練后，3 個方向的腰椎等長肌力均有所增長，C 組增長優于B組，A組和D組受試者8周前后腰椎等長肌力無明顯變化。

表2 4組腰背肌群各方向等長肌力評估結果

根據表3 可以看出，與訓練前相比，8 周后B、C 兩組后伸、右側屈、左側屈等長肌力均增大，具有非常顯著性差異（<0.01），C 組增長優于B、D 組，A 組和D 組訓練前后組內對比無顯著性差異。

表3 4組訓練前后等長肌力組內方差分析的顯著性比較

根據表4 可以看出，訓練前A、B、C、D 四組在腰椎后伸、右側屈和左側屈等長肌力差異均無統計學意義（>0.05）；訓練8 周后，A 和B、B 和C、A 和C、B 和D、C和D 組間后伸等長肌力變化具有顯著性差異（<0.05）；訓練8 周后，B 組和D 組間右側屈等長肌力具有顯著性差異（<0.05），A和C、B和C、C和D組間右側屈等長肌力變化具有非常顯著性差異（<0.01）；訓練8周后，A和B、B和D組間左側屈等長肌力均具有顯著性差異（<0.05），A和C、B和C、C和D組間左側屈等長肌力均具有非常顯著性差異（<0.01）。

表4 4組等長肌力組間方差分析的顯著性比較

2.2 訓練前后星形偏移平衡測試結果的變化

根據表5、表6 可以看出，A、B、C 三組受試者在經過8周訓練后，8個方向的星形偏移平衡能力均有所增長，A 組受試者變化不明顯。A、B、C 三組組間相比，B組、C 組在ANT、POST、PMED、MED 4 個方向上平衡能力增長率高于A組和D組（<0.05）。組內前后比較結果顯示，3 組經過8 周振動訓練后，8 個方向都有提升。C組在ANT、LAT、PLAT、POST、PMED、MED 6個方向上有顯著差異（<0.05），在AMED 方向上顯著差異非常明顯（<0.01）；B 組在POST、AMED 2 個方向上有顯著差異（<0.05）。D 組受試者8 周前后星形偏移平衡能力無明顯變化。

表5 4組ANT、ALAT、LAT、PLAT測試結果比較

表6 4組POST、PMED、MED、AMED測試結果比較

3 討論

3.1 振動訓練對青少年體操運動員腰背肌力的影響

軀干腰背區的肌力不僅影響四肢動作所有力量運動支點是否穩固，還影響全身所有動作的控制。在此實驗中，當受試者在進行WBVT時，腰背區的運動單位在短時間內迅速被激活進而被募集，經過8 周的訓練后，周圍神經系統和中樞神經系統產生適應性，所以在8周WBVT后進行腰背肌群等長肌力測試時，大量的運動單位被募集，從而產生腰背等長肌力提高的結果。一方面，肌力的提高可能是因為振動訓練改善了肌肉的發力情況。另一方面，可能是肌肉適應了Power Plate振動訓練儀的振動頻率和振幅，表現出肌力的提高。由此可知，WBVT 能夠提高青少年體操運動員腰背區力量，50Hz的振動頻率訓練對于改善腰背部位后伸、左側屈、右側屈肌群的效果要優于30Hz。孫越穎等人以24名男性排球運動員為實驗對象，發現45Hz的振動頻率提高排球運動員腰背部位屈伸肌群力量效果優于30Hz，且振動訓練后的運動能力、腰背肌力和健康狀況的改善效果比常規運動后更明顯。但目前針對肌肉力量提高的振動訓練還沒有完善的指導方針，不同的研究人員有著不同的方案。

3.2 振動訓練對青少年體操運動員平衡能力的影響

平衡能力是人體的一項重要身體素質能力，有研究表明腰背肌力量以及下肢肌肉力量是維持身體平衡素質的重要因素。該實驗研究結果表明采用合適的訓練時間和訓練頻率可以增強腰背肌群的力量以及平衡能力，從而有效提高青少年體操運動員的平衡能力。有學者認為，身體平衡能力與腰背穩定性密切相關，所以當腰背肌力提高時，身體的平衡能力也能提高。韓永谷等人根據WBVT對腦癱兒童平衡和行走能力的直接影響進行研究，從這項研究的結果來看，WBVT是促進腦癱兒童平衡能力的有效干預措施。Mozy 等人的一項研究探究了WBVT對健康成年男性下肢訓練的影響，顯著提高了健康成年男性的動態平衡能力。

4 結語

該研究表明，8周30Hz或50Hz振動訓練均可以增強青少年體操運動員的腰背肌力和平衡能力，50Hz 振動訓練效果更佳。該實驗排除了單獨的靜態屈膝卷腹動作和青少年8 周自然發育對實驗造成的影響，但只使用星形偏移平衡測試稍顯不足，多種測試方法的綜合應用或可使平衡測試更可靠。該實驗測試過程中只采用了靜態屈膝卷腹一種動作，可能不同的訓練動作會產生不同的實驗數據及結果。