功能性运动筛查应用研究进展:评价方法、信度、标准

焦广发,刘 徽,王海英,杨金田

功能性运动筛查应用研究进展:评价方法、信度、标准

焦广发,刘 徽,王海英,杨金田

功能性运动筛查(FMS)是由功能动作训练衍生出来的一种新的运动能力测量和评价工具,FMS主要是通过功能活动的表现收集人类运动模式的数据,预防损伤的发生风险。FMS利用7种不同身体姿势活动的表现评价全身的功能性运动能力,发现肌肉活动的受限和不对称。FMS的测试评分方法除了传统的0-3分的评分标准,还有学者提出加权100分和仪器评分的方法。目前的研究总体认为FMS评分方法均具有较高的效度和信度,但FMS可能受年龄、BMI、活动规律和损伤经历等因素的影响,在不同的人群中标准平均值存在较大的差异。

功能性运动筛查;评价方法;信度;标准

核心力量训练、功能性训练是近年来体能训练领域新的理论和方法,功能性运动筛查(Functional Movement Screen,FMS)是评价以上训练方法新的工具。FMS由著名的功能动作训练所衍生出来,其确定了一个制定功能训练计划的基准,并且提供了一个测定运动成绩的方法,它可以很快地发现人体的危险动作模式。FMS从建立到正式应用到运动领域仅十几年的时间,目前对FMS评价方法和信度,以及评价标准进行深入的研究越来越多。本文对FMS近年来在应用研究中评分标准、预测研究的信度以及风险预测值和标准值等相关问题综述,为FMS的科学合理应用提供参考。

1 FMS概述

FMS是由Gray Cook和Lee Burton为体能专业人员建立并完善的评价工具,FMS主要是通过功能活动的表现收集人类运动模式的数据,预测损伤的发生风险。FMS广泛应用于职业运动员、军队警察和大中学生运动损伤的预防。FMS的每个测试项目是通过加重人体补偿运动模式,从而使测试者容易发现运动存在的障碍。体能专业人员还可以发现运动中的缺陷,帮助运动员避免在运动活动的伤害。

Meeuwisse[1]提出除非对每个人都建立特殊的标记,否则确定谁容易发生运动损伤是极为困难的。传统的测试方法为仰卧起坐、俯卧撑、耐力跑、短跑和灵敏性活动,因此需要特别的评价方法确定运动的缺陷。FMS就是在这一思想指导下建立的运动质量评价的主观方法,利用不同身体姿势的7种整合全身的运动,FMS可以发现肌肉活动的受限和不对称。FMS预防策略建立的基础是针对个体的动作操作风险预测的有效性。因此,FMS适合个体的损伤评价和预测。在整个功能运动测试评价体系中,FMS是介于特殊运动能力和技术测试之下,临床疼痛症状专项测试之上应用范围的测试评价工具(见图1)。

图1 FMS在功能运动评价体系中的位置示意图[2]

FMS主要是捕捉活动受限和左右肢体活动的不对称。FMS由7个基本的运动测试项目组成,主要检查异常的运动形式、受损的灵活性和稳定性。这7个测试项目包括:深蹲、栏跨、直线弓箭步、肩部柔韧、主动举腿、俯卧撑和体旋稳定性。7个测试项目反映的部位和功能状态如下[3]:(1)深蹲主要是测试臀、膝、踝的双侧对称和功能灵活性;(2)跨栏是测试运动不对称的形式下身体步行的机制;(3)直线弓箭步测量臀、躯干灵活性和稳定性,股四头肌的柔韧性,踝、膝的稳定性;(4)肩关节灵活性测试双侧肩关节的活动范围,肩胛骨的灵活性,胸椎的伸展性;(5)主动举腿测试的腘绳肌、腓肠肌和比目鱼肌的灵活性,维持骨盆的稳定性;(6)脊柱稳定性俯卧撑评价在对称的上肢运动时躯干稳定性; (7)体旋稳定性评价多个平面的躯干稳定性,以及在组合的运动中上下肢活动的稳定性。

2 FMS的评价方法

FMS的常用评价方法各单项动作测试评分从0到3分,总分为21分[4]。0分标准:在测试过程中任何部位出现疼痛;1分标准:在补偿方式的情况下也不能完成活动;2分标准:在补偿方式或异常机制下完成活动;3分标准:在没有任何补偿方式下完成活动。

在FMS测试评分过程中肩关节灵活性、俯卧撑和体旋稳定性项目还存在3个伤病排查性动作,这种测试动作只进行疼痛现象的判断,决定与它们相关的其他测试是否进行,以保证在实际FMS测试中这些测试能安全完成[2]。肩关节疼痛排查动作是用手触对侧肩部;脊柱伸展疼痛排查动作是在大腿和腹部支撑姿势下做俯卧撑容易下压;脊柱弯曲疼痛排查动作是在跪坐臀部触及脚后跟,胸部触及大腿姿态下,上肢前伸。如果在这些动作过程中出现疼痛,则相应的测试项目同时记为0分,并且要进行更为全面的检查。

针对传统评分方法的,有学者提出了其他的评价方法。Frost等在研究中FMS的测试使用了3种评分方法[5]:一是传统的0-3分,二是加权(补偿) 100分,三是改良的100分。FMS测试100分评分方法,即每项测试分为基本的客观分和次要的补偿分[6]。如果出现客观分的现象,给予1分(0分为最好。每项测试的得分给予相同的权值,100分为最差。传统评分和100分两种方法测试前后的相关性为0.86和0.85,但两种方法分数的变化在运动干预前后无差异。

FMS是根据测试人员的经验进行分数的判定,测试者主要依据个人的主观判断评价。因此有学者尝试利用传感器进行FMS的深蹲测试,以排除主观人为因素的影响[7]。这种方法是利用躯体感受器系统将4个SHIMMERTM传感器分别位于右侧小腿、大腿,左侧足跟、握杆。传感器可以帮助进行FMS的评价,或提供比0-3分更详细的评分结果。目前这种方法仅在深蹲项目中进行了研究,但并不适用于其他的FMS测试项目,如主动抬腿或肩关节灵活性测试项目。Whiteside等尝试用运动图像捕捉系统(IMU)来客观地分析FMS的动作,但与传统评分方法的一致性极差[8]。FMS或许只能提供一般运动质量的临时结果,需要建立更完善的测试程序,评价标准的解释以及可靠的测评人员。

3 FMS的信度研究

3.1 FMS与运动损伤的预测研究

FMS的主要功能是进行运动损伤风险的预测,多数的研究认为FMS可以有效的实现这一目标。通过对49名半程马拉松业余选手训练的研究[9], FMS对运动损伤预测的特异性可以达到97.2%。在对100名大学生运动员的测试和调查发现,FMS低于17分的运动员在之后一个赛季发生膝踝损伤风险几率是高于这一分值运动员的4.7倍[10]。FMS分数低可能会增加随时间增长的运动损伤风险,但FMS分数和长期损伤风险的因果关系还有待进一步的研究[3]。

也有学者对FMS的预测作用持怀疑态度,研究发现FMS对运动训练并不敏感,不适用于指导运动的进展,可能并不是期望的诊断工具[6]。FMS评价训练有效性的研究显示[5],60名消防队员参加12周的训练,训练后FMS总分无差异,85%无训练的队员FMS改变。优秀爱尔兰盖尔式足球和曲棍球无损伤病史的运动员测试FMS平均值为15.8± 1.58,而认为水平略低的运动员 FMS平均值为15.34±1.31,两组之间并无差异[4]。FMS在优秀运动员和青年人或经常参加运动的人群之间并无差异,提示FMS做为预测运动损伤的指标和方法要谨慎地使用。

3.2 FMS信度研究

FMS是在测试者指导下,按评分标准对受试者完成规定动作质量的主观评价。不同测试条件下以及FMS各项目测试的信度是FMS结果可靠性的基础。Smith等[11]进行了FMS信度的详细研究,4名受过2小时FMS培训的测试者和1名持有FMS正规合格资格的测试者,对19名受试者间隔1周进行2次测试,2次测试的组内相关系数(ICC)为 0.89和0.87,在具体项目中跨栏2次ICC较差,而肩关节灵活性ICC较高。Schneiders等学者的研究进行2次重复测试[12],测试者信度为0.971,测试的一致性为0.7-1.0。还有研究发现,FMS测试人员对FMS测试项目的一致性从低到高分别为俯卧撑、深蹲、体旋稳定性、肩关节灵活性、主动抬腿、跨栏、直线弓箭步[13]。

测试人员经验和水平是否影响FMS测试结果可靠性,这是目前争议比较大的问题。在对男性冰球运动员的FMS测试在同一测试者和不同测试者间表现出良好的信度,并且5项指标的一致性也很高[14]。对测试录相进行FMS评分,具有6个月以上FMS经验组ICC为0.946,无经验运动员教练ICC为0.771[15]。Kraus提出FMS的结果可靠需要评价人员经过良好的培训和超过100次的测试经验[16]。

但也有研究发现FMS的信度与测试者的经验和文化程度无关,所有测试者的结果ICC为0.81-0.91,这说明FMS的评价与测试经验无关,提示2小时的FMS训练效果良好[11]。2名FMS指导专家和2名新手测试员,通过对40名受试者的共同评分,表现出了较好的一致性[17]。Teyhen等的研究也证实FMS新测试人员的可靠性较高[13]。通过新测试者对大样本量军人的FMS测试,说明无经验的FMS测试人员测试结果信度较高[18]。综合分析测试人员的经验对FMS测试结果影响不大。

4 FMS标准参考值的研究

4.1 预测损伤风险标准值

FMS满分为21分,未达到21分说明存在运动损伤的风险,因此确定可能出现损伤的最大风险标准值是学者们关注的重点。采用受试者工作特征曲线(ROC)方法获得的标准,运动员FMS低于14分容易发生运动损伤[3]。其他一些不同样本量的研究结果分别显示,有15.6%的受试者小于14分[13],31%的受试者低于14分[12],89%的低于14分[19]。通过108名消防员FMS测试确定14分为预测分数线[20],深蹲和俯卧撑是受伤风险较好的预测因子。874名军人所有受试者的平均分为16分,大约10%左右的人低于14分,在长时间和短时间的训练中,FMS低于14分的军人都显示了高受伤的风险几率,但同时也发现FMS大于18分的受伤率较高[21],这需要深入研究。目前这些研究初步认为FMS 14分是预测风险标准值。

但在对大学生运动员的测试发现,有损伤和无损伤的运动员FMS总分无差异,均在14分左右,并且FMS与损伤发生率也没有相关性。在FMS的测试中只发现直线弓箭步与运动损伤存在相关性,但发现分值为2的人的损伤风险要低于3的人[22]。长跑运动员过劳性损伤风险可以达到79%-90%,但45名长跑运动员的FMS平均分在运动经验长短和有无运动损伤经历运动员之间得分无差异[23]。在三维动态生物力学模型测试下,FMS测试高于14分和低于14分的男性受试者腰椎活动的各项生物力学参数并无差异[24]。

Peate等人在研究中将FMS分数合格线设为17分,433名消防员69.3%的人合格,30.7%的人不合格,平均分为14.7[25]。还有研究认为,FMS结合其他的一些评分方法能更有效预测损伤风险。874名海军士兵体能测试 (PFT)和 FMS测试结果发现[26],PFT中3英里跑时间(RT)是损伤预测的重要因子,RT≥20.5 min的人损伤风险升高,而RT加上FMS小于14分预测效果更好,同时还发现力竭性的俯卧撑与4项 FMS测试相关,但相关性较低。

4.2 FMS平均值的研究

4.2.1 不同项目运动员和职业人群FMS平均值

在经常运动的健康青年人群中FMS平均值范围从14.14±2.85到15.7±1.9[2]。而不同项目运动员的FMS平均值变化范围更大。本文汇总了部分研究中不同项目运动员和职业人群FMS的平均值,但可能由于测试样本数量、男女性别比例以及年龄等因素的影响,各研究所得到的FMS平均值变化范围较大(见表1)。

表1 不同项目运动员和职业人群FMS平均值

续表1

4.2.2 性别、年龄和运动对FMS平均值的影响

FMS可能存在性别差异,中学生女孩FMS平均值高于男孩[27]。有学者发现FMS总分未见性别差异,但FMS各测试项目分数之间出现性别差异,整体上男性俯卧撑和体旋稳定性项目得分优于女性,而女性在主动举腿和肩部柔韧项目上表现较好[12]。男女长跑运动员在FMS总分上无差异,但在深蹲,俯卧撑,主动举腿存在明显的差异[23]。但在8-14岁男女运动员的FMS的测试发现,性别在这一年龄阶段对FMS无影响[28]。10-11岁儿童的FMS测试也不有发现存在性别差异[29]。在对士兵的测试得到男女性别之间无差异,但30岁以下的人得分高于超过这个年纪的士兵[30]。

FMS可能受年龄、活动规律和损伤经历等因素的影响。将66名8-14岁运动员分为三组,FMS平均值青春期前14.28±0.44,青春期早期14.55± 0.44,后青春期15.91±0.47,同时根据性别进行2 ×3因素的方差分析,发现青春期是FMS分数的重要作用因素,青春期后的FMS显著升高[28]。40岁以下的长跑运动员得分要优于年纪大的,并且在深蹲,跨栏,直线弓箭步更为明显,但测试发现男女性别无差异,而俯卧撑和主动举腿女性得分较高[31]。

Kiesel K等[19]的研究62名橄榄球运动员7周的训练,运动干预可以改变FMS;较好的预测项目为深蹲。622名健康成年人活动多FMS分数高,年龄大则FMS分数低[32]。FMS分数下降与受试者年龄、等级、工作时间升高相关,每增加1岁分数下降0.1分,过去的损伤与FMS分数相关,一次损伤可以降低3.44分[25]。儿童经过4周的体能训练并没有提高FMS的成绩[33]。大学生的足球和排球运动员在一个赛季前后FMS测试的总分没有变化,但深蹲和直线弓箭步得分升高,但主动举腿和体旋稳定性下降,并且运动不对称的状态加重[34]。

4.2.3 BMI对FMS平均值的影响

FMS在评价肥胖等运动能力不强的人群存在质疑。成年人体重正常FMS测试结果较好,25岁左右青年受试者为BMI 25.1,FMS平均分15.7[13],18 -40岁受试者 BMI为 24.4,FMS平均分为15.7[12]。在对肥胖儿童的测试中发现[29],FMS与BMI呈负相关,与体育活动呈正相关,正常体重儿童的FMS为15.5分,超重或肥胖的儿童平均为10.6分。还有研究发现[35],BMI超过30严重影响FMS测试,但受试者为老年人。

综合分析目前对于运动损伤的FMS预测风险值和各类人群的标准值,其研究对象大多来自某一类的人群,如军人、消防员、运动员或是青少年等,是否需要通用的标准值或风险值,这些标准值是否可以应用到普通人群,特别是不运动的健康人群还需要深入研究。

[1] MeeuwisseWH.Predictability of sports injuries.What Is the Epidemiological Evidence?[J].Sports Med,1991,12(1):8-15.

[2] Cook G,Burton L,Hoogenboom BJ,et al.Functional Movement Screening:the Use of Fundamental Movements as an Assessment of function-part2[J].Int JSports Phys Ther,2014,9(4):549 -63.

[3] Kiesel K,Plisky PJ,VoightML.Can Serious Injury in Professional Football be Predicted by a Preseason Functional Movement Screen?[J].N Am JSports Phys Ther,2007,2(3):147-58.

[4] Fox D,O'Malley E,Blake C.Normative Data for the Functional Movement Screen in Male Gaelic field Sports[J].Phys Ther Sport,2014,15(3):194-9.

[5] Frost DM,Beach TA,Callaghan JP,et al.Using the Functional Movement Screen to Evaluate the Effectiveness of Training[J].J Strength Cond Res,2012,26(6):1620-30.

[6] Frost DM BTA,Callaghan JPMSM.Movement Screening for Performance:What Information Do We Need to Guide Exercise Progression[J].Journal of Strength and Conditioning Research, 2011,25:S2-S3.

[7] Jensen U WF,Rott F EB.Wireless Mobile Communication and Healthcare[M].France:Third International Conference,Mobi Health 2012:215-223.

[8] Whiteside D,Deneweth JM,Pohorence MA,et al.Grading the Functional Movement Screen:A Comparison of Manual(Real-Time)and Objective Methods[J].JStrength Cond Res,2014,in press.

[9] Hoover D KCB,Bourcier B LS,Thomas JWR.Predictive Validity of the Tunctional Movement Screen TM in a Population of Recreational Runners Training for a Half Marathon[J].2008,5 (40):219.

[10] Letafatkar A,Hadadnezhad M,Shojaedin S,et al.Relationship Between Functional Movement Screening Score and History of Injury[J].Int JSports Phys Ther,2014,9(1):21-7.

[11] Smith CA,Chimera NJ,Wright NJ,et al.Interrater and Intrarater Reliability of the Functional Movement Screen[J].J Strength Cond Res,2013,27(4):982-7.

[12] Schneiders AG,Davidsson A,Horman E,et al.Functional Movement Screen Normative Values in a Young,Active Population[J].Int JSports Phys Ther,2011,6(2):75-82.

[13] Teyhen DS,Shaffer SW,Lorenson CL,et al.The Functional Movement Screen:A Reliability Study[J].JOrthop Sports Phys Ther,2012,42(6):530-40.

[14] Parenteau-G E,Gaudreault N,Chambers S,et al.Functional Movement Screen Test:A reliable Screening Test for Young Elite Ice Hockey Players[J].Phys Ther Sport,2014,15(3):169 -75.

[15] Gribble PA,Brigle J,Pietrosimone BG,et al.Intrarater Reliability of the Functional Movement Screen[J].J Strength Cond Res,2013,27(4):978-81.

[16] Kraus K,Schutz E,TaylorWR,etal.Efficacy of the Functional Movement Screen:A Review[J].JStrength Cond Res,2014.

[17] Minick KI,Kiesel KB,Burton L,et al.Interrater Reliability of the Functional Movement Screen[J].J Strength Cond Res, 2010,24(2):479-86.

[18] Teyhen DS.Functionalmovement screen:A Reliability Study in Service Members[J].U.S.Army Medical Department journal, 2012,42(6):530-540.

[19] Kiesel K,Plisky P,Butler R.Functional Movement Test Scores Improve Following A Standardized off-season Intervention Program in Professional Football Players[J].Scand J Med Sci Sports,2011,21(2):287-92.

[20] Butler RJ,Contreras M,Burton LC,etal.Modifiable Risk Factors Predict Injuries in Firefighters During Training Academies [J].Work,2013,46(1):11-17.

[21] O'Connor FG,Deuster PA,Davis J,et al.Functional Movement Screening:Predicting Injuries in Officer Candidates[J].Med Sci Sports Exerc,2011,43(12):2224-30.

[22] Warren M,Smith CA,Chimera NJ.Association of Functional Movement ScreenWith Injuries in Division IAthletes[J].JSport Rehabil,2014,in press.

[23] Agresta C,Slobodinsky M,Tucker C.Functional Movement ScreenTM-Normative Values in Healthy Distance Runners[J]. Int JSports Med,2014,35(14):1203-1207.

[24] Beach TA,Frost DM,Callaghan JP.FMS Scores and Low-Back Loading During Lifting—Whole-Body MovementScreening as an Ergonomic tool?[J].Appl Ergon,2014,45(3):482-9.

[25] Peate WF,Bates G,Lunda K,et al.Core Strength:A New Model for Injury Prediction and Prevention[J].J Occup Med Toxicol,2007,2:3.

[26] Lisman P,O'Connor FG,Deuster PA,et al.Functional Movement Screen and Aerobic Fitness Predict Injuries in Military Training[J].Med Sci Sports Exerc,2013,45(4):636-43.

[27] R.Burton KE,K.B.Kiesel aPJP.Gender Differences in Functional Movement Screen and Y-Balance Test Scores in Middle Aged School Children[J].Medicine&Science in Sports&Exercise,2009,41:183.

[28] Mr PJR,Dr WMC.Comparison of Functional and Static Evaluation Tools Among Adolescent Athletes[J].JStrength Cond Res, 2013,in press.

[29] Duncan MJ,Stanley M.Functional Movement is Negatively Associated with Weight Status and Positively Associated with Physical Activity in British Primary School Children[J].J Obes, 2012,2012:1-5.

[30] Teyhen DS,Riebel MA,McArthur DR,et al.Normative Data and The Influence of Age and Gender on Power,Balance,Flexibility,and Functional Movement in Healthy Service Members [J].Mil Med,2014,179(4):413-20.

[31] Loudon JK,Parkerson-Mitchell AJ,Hildebrand LD,et al. Functional Movement Screen Scores in A Group of Running Athletes[J].JStrength Cond Res,2014,28(4):909-13.

[32] Perry FT,Koehle MS.Normative Data for the Functional Movement Screen in Middle-Aged Adults[J].JStrength Cond Res, 2013,27(2):458-62.

[33] Wright MD,Portas MD,Evans VJ,et al.The Effectiveness of Four Weeks of Fundamental Movement Training on Functional Movement Screen and Physiological Performance in Physically Active children[J].J Strength Cond Res,2014,29(1):254 -261.

[34] Sprague PA,Mokha M,Gatens DR.Changes in Functional Movement Screen Scores Over a Season in Collegiate Soccer and Volleyball Athletes[J].JStrength Cond Res,2014,28(11): 3155-3163.

[35] Zoico E,Di FV,Guralnik JM,et al.Physical Disability and Muscular Strength in Relation to Obesity and Different Body Composition Indexes in a Sample of Healthy ElderlyWomen[J].Int J Obes Relat Metab Disord,2004,28(2):234-41.

Applied Research Progress of Functional M ovement Screen: Evaluation M ethods,Reliability and Standard

JIAO Guangfa,LIU Hui,WANG Haiying,YANG Jintian

Functional Movement Screen(FMS)is a new athletic ability measurement and evaluation tool deriving from functionalmovement training.FMS collects data of human movement patterns mainly through functional activity performance to prevent injury.By using seven kinds of integrated bodymovements of differentbody postures,FMS can detect the restraints and asymmetry ofmuscular work.FMS test applies 0-3 points scoring method.But other scoringmethods such asweighted 100 points andmovementsensor equipmenthave been proposed in some studies.The current study suggests that different scoringmethods of FMSall have high reliability,but as FMSmay be affected by age,BMI,activity patterns,injury experience and other factors,there is a big difference of standard average value in different populations.

functionalmovement screen;evaluation methods;reliability;standard

G804.5

A

1001-9154(2015)01-0018-05

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1001-9154(2015)01-0018-05

10.15942/j.jcsu.2015.01.004

2013年河北省体育局体育科技研究课题(20132004);河北体育学院院管科研项目。

焦广发,博士,研究方向:运动生理学,E-mail:jgf1975@ 126.com。通讯作者:杨金田。

河北体育学院,河北石家庄050041 Hebei Institute of Physical Education,Shijiazhuang Hebei 050041

2014-10-23