基于功能性動作篩查的消防學員體能分析與糾正策略

杜吉生，袁帥強，李 燕

1.中國消防救援學院，北京 102202； 2.河北體育學院，河北 石家莊 050041；3.上海大學 體育學院，上海 200444

0 引言

消防員體能訓練是在模擬各種實戰環境下，根據不同救援任務特點而進行的各種不同針對性訓練，是提高遂行多樣化任務能力的重要途徑和前提保障，在基層消防訓練中必不可少。尤其是在當前我國“全災種、大應急”消防救援改革背景下，隨著遂行任務日趨多樣化、復雜化、不可預期化，各類災情救援對基層一線消防員的體能素質提出了更高標準和更嚴要求，給常規消防員體能訓練帶來新的挑戰。消防員體能訓練具有強度高、標準高、難度大等特點，訓練損傷一般難以避免，可能發生不同程度的損傷[1-3]。為滿足新時期消防員體能要求，當前消防員體能訓練不論是訓練科目、訓練強度，還是模擬救援場景、救援時效等都更為復雜多樣，倘若缺乏科學的專業評估及訓練指導，將導致訓練損傷大幅度提升，造成不必要的傷病，這也是當前我國消防員職業化發展道路上面臨的新問題。

功能性動作篩查(Functional Movement Screen，簡稱FMS)是由美國康復專家Gray Cook與訓練專家Lee Burton等人提出的一套基于動作模式預測運動風險的篩查系統[4]。FMS包含7個動作模式測試和3個疼痛性排除動作測試，基于FMS篩查分析結果，可篩查出存在的動作受限并進行針對訓練，達到預防運動損傷和改善身體功能的目的。研究表明，國外FMS除成功應用于足球、NCAA等常規體育項目及康復領域外[5-6]，近年來也逐步應用于其他多個領域，如Gray Cook[7]等對腦癱兒童和絕經女性的研究，均取得了較好效果。國內FMS目前已成功應用于足球、籃球、沙灘排球、曲棍球、擊劍等運動項目當中[8]，應用人群也從競技領域向特種行業等普通人群逐步展開，并且取得良好信度反饋。然而，目前消防員的體能訓練和損傷后的醫務檢查相對獨立，并未涉及動作模式的評估。FMS在消防體能訓練方面的研究處于起步階段，其中黎宏業[9]、賈云柯等[10]分別就基層消防員的專項體能成績、損傷率與FMS分數相關性進行初步嘗試分析，都取得了一定進展，但二者均是基于基層一線消防員進行測試，對于我國消防救援類院校學員考慮不足。當前，我國消防救援類院校學員畢業后將承擔基層消防員的重任，因此，能否對消防學員的體能訓練進行科學評估并建立合理的針對性訓練策略將直接影響基層消防員的作戰能力，也是當下我國消防救援院校體能訓練急需解決的問題。

筆者立足我國當前“全災種、大應急”消防救援職業化改革背景，以減少或降低我國消防救援類院校消防學員體能訓練損傷為目的，嘗試在消防體能訓練教學設計中引入FMS，篩查消防學員的動作模式缺陷、不對稱、失衡等受限情況，在消防學員的運動表現和醫學檢查之間建立FMS測試橋梁，減少訓練風險，評估消防學員的基本動作模式，并構建針對性訓練策略，為提升消防訓練水平、降低訓練損傷率提供方法支撐。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

抽取中國消防救援學院在校60名消防學員為研究對象，受試者平均年齡(24.03±4.05)歲，平均身高(174.2±3.32) cm，平均體重(67.9±4.42) kg。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法

通過查閱《應急救援業務訓練與考核大綱》、功能性動作篩查和糾正性訓練等相關文獻，熟悉當前功能性動作篩查在其他領域的應用情況，在此基礎上熟悉FMS測試流程，提高測試結果準確性和統計分析可靠性。

1.2.2 測量法

FMS包括深蹲、跨欄上步、直線弓步蹲、肩部靈活性、直膝抬腿、軀干穩定性俯臥撐、旋轉穩定性7個基礎動作模式測試。每個動作滿分3分，最低分0分。0分表示受試者在測試過程中出現任何部位的疼痛；1分表示受試者無法完成整個動作或保持起始姿勢；2分表示受試者能夠完成整個動作，但完成質量不高；3分表示受試者能夠高質量完成動作。測試要求受試者不進行熱身，按照測試人員的講解進行動作篩查，每個動作做三次，取三次中最高分為該動作分數。7項測試動作相加為該消防員的最終FMS分數(測試內容見表1)[10]。

表1 測試內容

1.2.3 數理統計法

利用統計軟件SPSS 24.0對FMS測試數據進行統計分析，為本次研究提供相應的量化依據。

2 結果與分析

2.1 測試結果及總體分析

FMS通過分級評分對消防學員的動作質量進行評價，并不是孤立地進行單個動作測試，而是從人體整體角度出發，發現身體穩定性和靈活性等方面可能存在的問題，這些問題在日常訓練中未必顯現，但與運動損傷的風險具有相關性。根據相關研究判斷損傷閾值，當FMS總得分≤14分時會增加訓練傷風險[11-13]。從測試結果看(見表2)，60名消防學員的平均得分為(13.40±2.10)分，其中≤14分的為43人，占總人數的71.7%，>14分的為17人，占總人數的28.3%，表明該消防學員測試組存在較大的運動損傷潛在風險。從FMS總分分布區間看，主要集中分布于12～14分之間，占總人數的56.7%，分值特別低及特別高的均占比相對偏低，整體呈正態分布，說明本次測試的數據結果整體相對合理，如圖1所示。從FMS各單項得分看，從高到低依次為軀干穩定性俯臥撐>旋轉穩定性>直膝抬腿>肩部靈活性>直線弓步蹲>深蹲>跨欄上步，其中跨欄上步得分最低，為(1.65±0.65)分，軀干穩定性俯臥撐得分最高，為(2.20±0.70)分，如圖2所示。

表2 消防學員FMS測試結果統計表

圖1 FMS總分分布情況

圖2 FMS各功能模式單項得分情況

2.2 FMS測試結果單項分析

2.2.1 深蹲模式得分分析

深蹲動作是一個典型的多關節復合動作，可評價受試者的髖、膝、踝雙側均衡性和功能靈活性。該功能模式受試者的平均得分為(1.72±0.73)分，多集中于2分，高分3和低分0大體相當且均有少量分布(見圖3)。在測試中，問題主要表現為膝關節超伸、上體前傾和髖關節不穩定等，其可能存在腘繩肌被拉長、背闊肌緊張、臀肌無力等原因，造成受試者膝、踝等關節靈活性受限，進而影響動作模式。

圖3 深蹲模式得分

2.2.2 跨欄上步模式得分分析

跨欄上步動作可以反映出髖、膝、踝以及骨盆—胸腔核心區域的穩定性，同時可以評價受試者髖部與軀干的協調性和單腿的穩定性。該功能模式受試者的普遍得分為(1.65±0.65)分，多集中于1分和2分，低分0比高分3多(見圖4)，是7項動作模式中得分最低的項目。在測試過程中，問題主要表現為跨欄上步時出現核心代償及部分受試者左右不對稱情況，分析原因：一方面受試者股四頭肌和脛骨前肌過緊，髂腰肌等肌肉處于代償位置，導致單腿穩定性下降；另一方面可能跟消防員下肢高損傷率且損傷后專業康復較少[2]有關，導致跨欄上步動作模式受限，影響動作表現。

圖4 跨欄上步模式得分

2.2.3 直線弓步蹲模式得分分析

直線弓步蹲是消防員在救援工作中常見的動作組合，主要評價軀干、肩、髖、踝關節的靈活性與穩定性，股四頭肌柔韌性和膝關節穩定性。該動作模式消防學員的得分為(1.83±0.69)分，2分占多數，其他高、中、低分均有少量分布且大體相當(見圖5)。部分受試者在測試中出現軀干重心前移、膝超伸等問題，這一方面與受試者手持滅火裝備高頻訓練時需軀干前傾配合相關，另一方面受試者股四頭肌、背闊肌、髂腰肌緊張都是導致軀干前移和膝超伸的原因。肌肉緊張產生關節活動度受限，使受試者移動身體重心來做代償補充。

圖5 直線弓步蹲模式得分

2.2.4 肩部靈活性模式得分分析

肩部靈活性模式評價雙側肩的運動范圍，以及內收肌內旋和外展肌外旋。受試者的肩關節靈活性得分為(1.95±0.76)分，分數較高，多集中于2分和3分，低分0相對偏少(見圖6)。受試者的基礎訓練科目6 m拉梯、掛鉤梯等項目，對肩關節的運用較多，大部分受試者的靈活程度較好。肩關節是人體最靈活的球窩關節，但過于靈活也不利于上肢負重訓練，因此，肩袖肌群和背部肌群的力量是消防學員基礎能力訓練中必不可少的身體條件。

圖6 肩部靈活性模式得分

2.2.5 直膝抬腿模式得分分析

直膝抬腿能夠評價在骨盆穩定、對側腿上抬時，受試者的腘繩肌腱與腓腸肌—比目魚肌柔韌性。受試者得分為(1.97±0.68)分，多集中于2分，低分1和高分3大體相當，0分僅有1個(見圖7)。測試過程中分數低于2分的受試者，出現穩定腿的被動屈膝和不對稱情況，這是因為：(1)受試者日常訓練后不注重拉伸。(2)大腿后表鏈肌群較緊和骨盆穩定性差，造成腘繩肌與比目魚肌等柔韌性較差。交互模式下核心肌肉控制出現問題，影響直膝抬腿的得分情況。

圖7 直膝抬腿模式得分

2.2.6 軀干穩定性俯臥撐模式得分分析

軀干穩定性俯臥撐能夠反映上肢在進行對稱性運動時，軀干在矢狀面上的穩定性，篩查人體保持核心穩定的能力。該項的得分水平最高，達到了(2.20±0.70)分，主要集中于2分和3分，低分0和1分布相對偏少(見圖8)。此項得分水平最高并不意外，作為日常訓練科目，俯臥撐與軀干穩定性俯臥撐具備高度的相似性。部分得分低的受試者，主要是由于個人協調性和傷病原因，導致其分數偏低。

圖8 軀干穩定性俯臥撐模式得分

2.2.7 旋轉穩定性模式得分分析

旋轉穩定性評價上下肢同時運動時軀干在多個維度上的穩定性，并能反映整體軀干的神經—肌肉的控制能力。該功能模式受試者的得分為(2.10±0.69)分，主要集中于2分，其次是3分，低分0和1相對較少(見圖9)，大多數得2分的受試者，主要表現在同側水平伸展時出現身體晃動和動作代償情況。結合實際情況分析，可能由于受試者深層核心力量不足，造成動作模式紊亂。

圖9 旋轉穩定性模式得分

2.2.8 0分分布及FMS不對稱性分析

在測試過程中，受試者共出現25人次0分，其中深蹲6人次，跨欄上步5人次，直線弓步蹲5人次，肩部靈活性3人次，直膝抬腿1人次，軀干穩定性俯臥撐2人次，旋轉穩定性3人次。從0分項目分析來看，損傷風險主要集中在下肢，這與受試者在訓練中下肢負重明顯(如負重爬樓、上梯等訓練)，長此以往導致下肢出現疼痛性增加有關。另外，FMS篩查結果還顯示，大多數受試者存在左右不對稱情況，其中跨欄上步不對稱性最為突出，其次是直線弓步蹲，旋轉穩定性不對稱性相對偏低(見圖10)。在不對稱情況中同時存在2個以上不對稱情況的有26人，占比達到43%。功能性動作的左右不對稱是導致受傷的一項潛在因素，以直線弓步蹲為例，它對體能訓練中下肢負重技術影響非常大。如果受試者直線弓步蹲存在左右不對稱，在訓練中將對弱側膝關節的內側副韌帶等造成額外的沖擊力，會加大膝關節受傷風險。因此，如果受試者存在大面積的左右不對稱情況，需要進行針對性訓練，降低受傷概率。

圖10 FMS不對稱性動作模式分析

3 消防學員體能訓練糾正策略

3.1 主要模式缺陷訓練總體糾正策略

從FMS測試篩查出的受試者動作模式主要薄弱環節可以看出，深蹲、跨欄上步和直線弓步蹲是存在問題最明顯的3個測試動作，結合消防類院校基礎體能和應用體能訓練科目現狀，在相關學者[14]有關糾正性訓練的研究成果基礎上，借助運動解剖學、運動生物力學等專業知識，對消防學員制定針對性糾正訓練策略，即總體采取FMS模式篩查→靈活性糾正訓練→穩定性糾正訓練→動作模式重建的策略，從而達到提高身體薄弱環節、增強整體運動能力、降低運動損傷風險的目的，具體如圖11所示。

圖11 主要模式缺陷訓練總體糾正策略

3.2 主要模式缺陷訓練單項糾正策略

針對上述深蹲、跨欄上步和直線弓步蹲的單項模式缺陷，均采取“筋膜放松、肌肉伸展、神經激活和整合訓練”的單項糾正策略，具體如下。

3.2.1 深蹲

深蹲是動作篩查中最為復雜的動作模式，正確的深蹲需要踝關節背屈和膝關節、髖關節屈曲及胸椎的伸展性配合，體能訓練科目中深蹲和深蹲起立等負重類動作非常多。在測試中發現消防學員此項主要存在的問題是膝關節穩定性不足，踝關節背屈能力不夠等。當膝關節穩定性存在不足，在折返跑訓練科目產生急停時，就非常容易產生韌帶損傷。針對消防學員深蹲中膝關節不穩定和踝關節等問題，可采用的糾正性訓練策略見表3。

表3 深蹲糾正性訓練策略

3.2.2 跨欄上步

跨欄上步是雙腿到單腿的運動模式，其不斷轉換支撐基礎控制重心的轉變，是100 m消防障礙、10樓負重等攀爬類項目中常見動作之一。針對跨欄上步存在的髖關節靈活性不夠及單腿穩定性不足問題，可采取的糾正性訓練策略見表4。

表4 跨欄上步糾正性訓練策略

3.2.3 直線弓步蹲

直線弓步蹲主要涉及體能訓練中減速、轉向等動作，是5×40 m搬運重物和5×10 m折返跑等速度類項目訓練中的重要能力。事實上，消防學員在進行這些運動時需要具備較強的靈活性、穩定性和控制能力。針對消防學員直線弓步蹲的糾正性訓練策略見表5。

表5 直線弓步蹲糾正性訓練策略

3.3 FMS動作模式糾正策略

糾正策略重視靈活性、穩定性和動作模式訓練，糾正練習具體內容應根據消防學員自身反應、練習情況和練習進度隨時調整。糾正練習種類有很多，針對消防學員的FMS糾正性訓練，主要選取在功能性訓練和實踐中應用效果較好的練習，見表6。

表6 FMS糾正性策略

4 結論與建議

本文立足我國當前“全災種、大應急”消防救援職業化改革背景，以減少或降低消防救援類院校消防學員體能訓練損傷為目的，選取60名消防學員作為受試者，開展了基于FMS的消防學員體能分析及糾正策略研究。研究認為：(1)FMS得分14分為損傷閾值，受試者FMS平均得分為(13.40±2.10)分，且平均分≤14分的人數占比高達71.7%，說明受試者在消防體能訓練中存在較大的損傷潛在風險；(2)FMS各項得分從高到低為軀干穩定性俯臥撐>旋轉穩定性>直膝抬腿>肩部靈活性>直線弓步蹲>深蹲>跨欄上步，說明跨欄上步、深蹲、直線弓步蹲是消防學員問題較為明顯的3項動作模式；(3)FMS單項得分、分值分布及動作問題表現，說明不同消防學員有不同的靈活性、穩定性等運動受限，需要針對性建立糾正訓練策略，減少損傷潛在風險。

基于本研究成果，建議后續體能教學與訓練中：(1)從降低潛在訓練損傷風險角度考慮，首先針對FMS得分低于14分的受試者進行糾正性訓練，最大限度降低后期訓練過程可能帶來的損傷風險；(2)為受試學員建立FMS測試檔案，觀測FMS得分情況，并密切關注受試學員訓練損傷情況，以進一步驗證測試結果與糾正策略的有效性；(3)依據前測的效果檢驗，探索并制定有效的FMS測試制度，對全體消防學員定期開展功能性動作篩查，制定消防學員體能訓練損傷評估與預防指南，將其作為降低訓練損傷風險和評估訓練效果的有效手段納入體能教學訓練體系，為消防類院校的體能訓練教學設計及訓練實施提供科學依據。