太极拳运动对老年人足底压力的影响

孔德刚 高 虹 王 璐 (河北工程大学公共体育部，河北 邯郸 056038)

太极拳作为我国一项古老的体育健身术，兼具强身健体和防治疾病之功效〔1〕。诸多研究证明长期练习太极拳的老年人在跨越障碍物时对障碍物的判断更加准确，下肢稳定性、柔韧性、协调性更优秀，防跌倒能力和平衡能力明显较同龄人高〔2～4〕。而通过足底压力测试研究老年人长期练习太极拳对平衡能力的影响尚未见报道，特别是长期练习太极拳对老年人足底压力的影响尚不清楚。鉴此，本研究通过对长期练习太极拳老年人和不参与专门运动的老年人分别进行足底压力测试，探讨太极拳运动对老年人足底压力的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究以邯郸市自愿参加本测试的练习3年以上太极拳和无专门运动的老年男性33人为研究对象。年龄60～70岁，身体健康，所有受试者经询问无糖尿病史，无足部畸形、下肢无严重疾患，行走时步态没有功能性障碍，在测试前24 h内未参加过剧烈运动，无肌肉疲劳症状。研究对象一般情况见表1。

表1 研究对象一般情况

1.2 研究方法 采用比利时足底压力分布测试系统Footscan insole(测量频率为500 Hz，传感器厚度2.2 mm，传感器密度4个/cm2。引出厚度1.5 mm，压力范围1～60 N/cm2，最小分辨率为25 g，一致性为±25 g)对研究对象进行测试。测试时将Footscan测力平板平放在地板上，测力平板两边均铺上延长跑道，要求所有受试者均脱鞋袜，以个人平常步态自然行走，测量3次，足底压力分布解析系统可获得完整步态周期的足底压力分布图。数据采集与分析采用配套软件Footscan7.0，分析过程将足底分为10个区域:第1趾骨、第2～5趾骨、第1跖骨、第2跖骨、第3跖骨、第4跖骨、第5跖骨、足弓、足跟内侧和足跟外侧。研究内容包括足底压力曲线特征、区域峰值压力值、足底压力中心轨迹。

1.3 统计学处理 采用SPSS17.0统计软件包对所测试数据进行统计学处理，结果均以±s表示。

2 结果

2.1 练习太极拳组和无专门运动组老年人足底压力曲线特征结果与分析 足底压力曲线反映足在垂直方向上的受力情况，图1所示的是练习太极拳组和无专门运动组老年人左足单步的时间-压力曲线。可见，练习太极拳组老年人在行走过程中，从足跟接触地面的一瞬间，压力迅速上升，达到第一个波峰，然后压力开始下降，形成了一个波谷，接着压力再度上升，呈现第二个波峰后转入下降，整个过程大体形成一个双峰曲线。而无专门运动组的老年人其足底压力曲线也是由第一波峰、波谷、第二波峰组成的双峰曲线，但其峰谷值相差较小，曲线更加平缓，并且两个峰值均显著小于练习太极拳组老年人足底压力曲线峰值。通过两组足底压力曲线变化可以看出，无专门运动组老年人，其着地时刻与蹬地时刻的压力峰值均小于练习太极拳组老年人，说明无专门运动组老年人在行走时无论是在脚刚接触地面还是在离地时所用的力均小于练习太极拳组老年人。以往的研究发现，无专门运动的老年人平衡能力下降、瘦体重降低、反应时变慢、下肢肌力减退、认知能力和视力减弱、昏厥和整体活动能力均降低〔5〕。为了避免在行走中摔倒，无专门运动的老年人在行走过程中，相应地表现出步态上的一些变化，为了维持平衡，步长有所缩短，导致其峰值减小〔6〕。主要为步行时脚跟着地、屈膝和踝跖屈等动作缓慢，伸髋不充分，外观表现为行走时拖拉，故出现如此足底压力变化曲线。

图1 练习太极拳组和无专门运动组老年人足底压力-时间变化曲线

2.2 练习太极拳组和无专门运动组老年人足底压力各区域峰值压力分布结果与分析 由表2可知，练习太极拳组老年人在行走过程中，左右足的压力分布基本呈一致性，只是在第4跖骨和足弓区域，左右足峰值压力差异表现出显著性(P＜0.05)，足底最大受力部位集中在足跟、足弓和前掌第2、3跖骨头区域。无专门运动组老年人左右足峰值压力在第2～5趾骨、第3跖骨、第5跖骨、足弓4个区域差异具有显著性(P＜0.05)，右足均大于左足。产生这一结果的原因可能是无专门运动组老年人由于身体机能退化，维持平衡的能力较正常人弱，因此行走时不能很好控制重心的连贯移动，这种不连贯使得左右足的受压不均匀，表现为某些着力点受力的非对称性，而右足通常作为优势侧往往承担了更多的压力变化〔7〕。

练习太极拳组与无专门运动组老年人相比，左足在第2跖骨、第3跖骨、第4跖骨、足弓、足跟内侧、足跟外侧6个区域的足底压力统计学差异具有显著性(P＜0.05);右足在第2-5趾骨、第2跖骨、第3跖骨、第4跖骨、第5跖骨、足弓、足跟内侧、足跟外侧8个区域的足底压力统计学差异具有显著性(P＜0.05);练习太极拳组的老年人足底压力峰值普遍高于无专门运动组老年人。形成这一结果的原因可能与无专门运动组老年人足着地方式有较大关系。不常参加运动的老年人足部控制能力减弱，因此在足部着地时，为防止跌倒可能更加小心谨慎。这种人体自身的保护机制，导致足着地方式发生了变化，足跟着地点靠近身体总重心，着地角度更垂直，降低了足部着地时受到的大的冲击。导致单步步长缩短，和速度下降，这样着地时刻足底压力峰值下降。

2.3 练习太极拳组和无专门运动组老年人足底压力中心轨迹变化结果与分析 由表3可知，练习太极拳组老年人左、右足足底压力中心轨迹具有较好的一致性。无专门运动组老年人行走时压力中心轨迹左、右足表现出不对称性，其压力中心轨迹右足相对于左足，在X轴方向移动范围显著性的增大，统计学差异具有显著性(P＜0.05);无专门运动组与练习太极拳组老年人相比，压力中心轨迹在Y轴方向上的移动范围显著性的降低，统计学差异具有显著性(P＜0.05);而在X轴方向的移动范围则显著性的增加，统计学差异具有显著性(P＜0.05)。这一结果表明，无专门运动组老年人在行走时压力中心由足跟向自前脚掌移动时侧向摆动幅度增大，足中部移动过快且不均衡，这可能是由于无专门运动组老年人足部背屈和跖屈肌群控制足底压力中心能力减弱，对足中部控制不良。

表2 练习太极拳组和无专门运动组老年人足底压力各区域峰值压力分布(±s，f/N)

表2 练习太极拳组和无专门运动组老年人足底压力各区域峰值压力分布(±s，f/N)

与同组间左右足比较:1)P＜0.05;与无专门运动组相应足比较:2)P＜0.05;下表同

右足部位 练习太极拳组(n=16)左足 右足无专门运动组(n=17)左足3±21.71第2～5趾骨 30.48±7.78 36.21±7.252) 32.57±8.09 47.55±15.121)第1跖骨 136.74±28.54 123.21±48.14 124.91±36.72 119.04±32.24第2跖骨 174.57±49.74 187.41±52.221)131.35±22.35 126.08±26.67第3跖骨 184.14±41.35 198.77±37.851)108.96±23.27145.94±37.851)第4跖骨 104.85±38.172)151.45±32.211)2)213.54±41.31 193.01±42.92第5跖骨 147.48±32.48 141.14±42.632)168.43±32.86235.26±31.541)足弓 294.95±45.622)381.46±46.651)2)201.46±37.51278.78±26.491)足跟内侧 373.95±63.452)433.64±62.512)233.72±54.61 277.15±53.92足跟外侧 284.64±52.742)331.27±51.722)第1趾骨 106.14±19.26 98.77±30.54 117.75±22.35 92.2 251.97±56.78 279.51±44.97

表3 练习太极拳组和无专门运动组老年人足底压力中心轨迹变化(mm)

3 讨论

人体在静止或运动时，在自身重力的作用下，足底在垂直方向上受到一个地面的作用力，这个力就是足底压力〔8〕。对人足底压力的研究，可以揭示人体运动过程中足的动力学特征。足底压力是影响人步行步态特征的重要因素，测定人足底压力分布的变化情况不仅是运动生物力学研究的内容，同时在医疗康复、鞋的设计中也是必不可少的内容。人在一个步态周期中一般分为两个阶段:站立时相和摆动时相。其中站立时相又包括3个阶段，即后跟着地期、中间稳定期、推进期。站立时相是足与地面互相接触的阶段，也是足底受到地面反作用力的阶段，最能体现足-地二者的关系。在整个站立阶段，足会尽可能地应对一定的足底压力(即足与支撑地面之间总体相互垂直的作用力)而增大接触部位受力面积，以保证相对较低的足底压强(即单位面积的足底应力)，从而防止足底组织遭受过高足底压力的损伤。通常足底分区的压力峰值的大小，作为评判足底不同区域受力情况，是反映足底压力分布的重要指标。人两脚在地面上移动或站立时存在单脚接触地面、无接触或双脚接触等形式，在与地面接触时，人体向地面施加压力的作用点轨迹称为压力中心轨迹。压力中心轨迹的变化与下肢关节周围肌肉的变化及整个身体重心运动相关联〔9〕。压力中心轨迹变化趋势可以揭示足部运动稳定性。

本研究表明，练习太极拳组老年人左、右足足底压力峰值普遍高于无专门运动组老年人，足底压力中心轨迹好于无专门运动组老年人。对于老年人来说，肌肉的力量是维持平衡的重要因素，随着老年人年龄的增长，肌肉力量的下降，其保持平衡的能力也随之大幅下降，甚至发生跌倒的危险。Laughton等〔10〕研究表明，和青年人相比，在安静站立时，老年人的股四头肌活动高出两倍，胫骨前肌活动高出3倍。他们认为这可能是由于年龄的增长，肌肉力量下降造成的一种补偿，这些肌肉活动的增加，是老年人姿势稳定性下降的一个特点。肌肉活动是步行动力的基础因素，也是维持人体稳定姿势的基本保障。老年人由于身体功能的下降，下肢肌肉的活动性也衰退，从而在行走中反映为步态各期在时间上的分配与青年人有所不同〔11〕。老年人在维持平衡中，需动员更多的身体部位，核心区的功能显得尤为重要。腰部在维持人体直立姿势及各种复杂动作中都起到了关键作用，在老年人身体姿势的维持中更是至关重要。下肢肌力会影响老年人平衡功能，肌力较差者平衡功能也较差。人体平衡能力可分为静态平衡能力和动态平衡能力。步态指走路时的姿态，其反映了人在动态情况中维持身体姿势的能力，即动态平衡能力。随着年龄的增大，下肢各关节的活动度总体上趋于减小，造成行走速度缓慢、步长小的步态特征，甚至造成步态的不稳定，严重影响了老年人的动态平衡能力。

张彩芳〔12〕的研究认为:太极拳强调重心的动静结合、虚实转换、动作缓慢、连绵不断。较多的“开胯屈膝”、“下蹲弯腰”动作，对脊柱、髋、膝、踝关节的韧带有缓慢持续的牵伸作用，增加关节柔韧性，改善关节活动度，使踝、膝关节的屈曲活动范围和髋关节的屈曲、外展活动范围明显增加，有利于增加步伐的稳定性。“虚实变化”是指身体重心在两脚之间的动态转移和控制，充分强调了在运动过程中控制身体重心和调整姿势的能力。这不仅锻炼了老年人对身体重心的把握，以调整步伐的稳定性，而且很大程度的训练了主动移动的意识-太极运动中重点强调重心与下肢动作的稳定性，能够改善移动能力。侍丽萍〔13〕的研究认为:太极拳是一种轻灵缓慢的动作，俗话说:“人老腿先老”，老年人腿脚不灵，站立不稳是常见的现象，而太极拳虽说是一种全身性的锻炼，但它的基本功都在腿上，运动在单腿支撑身体重量与两腿的折叠转换过程中柔和缓慢地进行，这种下肢虚实分明，运动时间较长的连绵不断的运动，使腿部肌肉处于缓慢放松-紧张-放松的有环无端的循环运动状态，腿部得到较长时间的压挤与放松的机械按摩作用，加快了肌体的血液循环及新陈代谢〔14〕，使得练太极拳的老人个个精神抖擞，行如风，立如松，坐如钟。郭静如等〔15〕的研究发现:太极拳运动还有利于平衡各器系的锻炼与发展。首先，太极拳练习中支撑腿多为半屈态，这种动作特点使股四头肌的肌力得到发展。众所周知，股四头肌是直立稳定的关键因素;其次，由于太极拳具有技击和健身的双重功能，若坚持不懈地练习能从中达到对自身平衡稳定的控制能力。此外，太极拳套路中独立平衡架式比比皆是，如金鸡独立、分脚、蹬脚等，这些动作在独立支撑下或徐缓或急速有力，正确完成一个动作就是对下肢肌力及身体平衡协调能力的极好锻炼。她的研究还发现太极拳能发展老年人的力量素质，太极拳动作中如“云手”“单鞭”“贯耳”等动作以及“胳膊劲由心发，行肩过肘至指”的顺缠法和“劲由后脚跟越腿肚，顺脊上行串至肩臂，转过由胳膊背面运行至手背”等突出特点，使人们在平时长期的练习中，力量素质得到很好发展。

1 张彩芳.太极拳锻炼对老年人肌力与平衡能力关系的研究〔J〕.中外医疗，2011;30(14):185.

2 张 翠.太极拳运动对老年女性跨越障碍物策略的影响〔D〕.吉林体育学院，2008.

3 陈孝道.太极拳对老年人静态平衡能力的现状调查与分析〔J〕.内蒙古体育科技，2011;24(3):119-21.

4 周雁林，铁 英.太极拳运动对老年人下肢平衡力的影响〔J〕.中国老年学杂志，2010;30(10):1453-4.

5 Rubenstein LZ，Josephson KR.The epidemiology of falls and syncope〔J〕.Clin Geriatr Med，2002;18(2):141-58.

6 Lord SR，Lloyd DG，Li SK.Sensori-motor function gait patterns and falls in community-dwelling women〔J〕.Age Ageing，1996;25(4):292-9.

7 Michel-Pellegrino V，Hwqaon D，Hogrel JY，et al.Biomechanical analysis of older adults stepping up:a method of evaluating balance〔J〕.J Aging Phys Act，2008;16(2):171-87.

8 王永慧，严 励，杨 川，等.不同年龄健康人足底压力参数的比较〔J〕.中华老年医学杂志，2005;24(10):761-2.

9 Streepey JW，Angulo-Kinzler RM.The role of task difficulty in the control of dynamic balance in children and adults〔J〕.Hum Mov Sci，2002;21(4):423-38.

10 Laughton CA，Slavin M，Katdare K，et al.Aging muscle activity and balance control physiological changes associated with balance impairment〔J〕.Gait Posture，2003;18(2):101-8.

11 Scott G，Menz HB，Newcombe L.Age-related differences in foot structure and function〔J〕.Gait＆ Posture，2007;26(1):68-75.

12 张彩芳.太极拳锻炼对老年人肌力与平衡能力关系的研究〔J〕.中外医疗，2011;14(1):185.

13 侍丽萍.太极拳锻炼对老年人身体素质作用的研究〔J〕.体育科技文献通报，2008;16(3):85-7.

14 邓永明.太极拳对老年人平衡能力的影响〔J〕.山西师大体育学院，2004;11(3):45-8.

15 郭静如，洪友廉.太极拳运动对改善老年人运动功能作用初探〔J〕.天津体育学院学报，1996;11(4):14-7.