长期有规律锻炼对女大学生静态平衡能力的影响

李广周 何本祥 刘建宇 吴成亮

长期有规律锻炼对女大学生静态平衡能力的影响

李广周1何本祥2刘建宇1吴成亮1

（1．重庆三峡学院体育与健康学院，重庆万州 404020）（2．成都体育学院附属医院，四川成都 610041）

以80名健康女大学生为研究对象，采用Tetrax平衡及稳定性测试系统测试其八种姿势下的总体稳定性、傅立叶频谱、体重分布指数及同步性，探讨长期有规律锻炼对女大学生静态平衡能力的影响．结果：（1）八种姿势下实验组的ST均小于对照组，实验组的ST在NC、HL两种姿势下极小于对照组（P＜0.01）；在PC、HB、HF三种姿势下小于对照组（P＜0.05）；（2）在HF姿势下，在F1频段实验组的FTI低于对照组（P＜0.05）；在NC、PO、PC、HL、HR、HB、HF等七种姿势下，在F2~F4频段实验组的FTI也低于对照组（P＜0.05）；（3）实验组的WDI在PC姿势下小于对照组（P＜0.05）；（4）实验组在NO姿势下AC、BD、AD、BC的SY低于对照组（P＜0.05）；在HB姿势下实验组的BD、AD的SI低于对照组（P＜0.05）．结论：长期有规律锻炼可以提高身体的总体稳定性，降低维持身体平衡对视觉的依赖性；外周前庭功能、中枢前庭功能和肌肉本体感受功能对维持机体平衡能力得到了加强和提高．

女大学生；平衡能力；稳定性指数；体重分配指数

平衡能力是人体维持站立、行走以及协调地完成各种动作的重要保障[1]43，它作为人体的一项基本能力，不仅对患者、运动员非常重要，对正常人在日常生活中也起着非常重要的作用[2]．成年人的平衡功能在20岁左右发育完善后随之下降，处于青春期后期的女大学生平衡功能基本发育成熟，此时注重平衡能力的训练，将有助于避免运动损伤的发生，并为以后长期保持良好平衡能力打下基础．目前在大学生健康体质测试中还没有人体平衡能力这项测量指标，国内外对人体平衡能力的研究也多见于中老年人，本研究对于丰富静态平衡能力的基础研究，了解长期有规律锻炼对女大学生静态平衡能力的影响，指导女大学生健身锻炼有一定的参考价值．

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究选取重庆三峡学院2012级女生80名，年龄为19~23岁，身体健康、无美尼尔氏综合症等眩晕病史，其中实验组为体教专业40名女生，身高为163.43 ± 2.7 cm，体重为53.03 ± 4.6 kg，专项练习在3年或以上，上课期间每周专项锻炼3次或以上；对照组为汉语言文学专业40名女生，身高162.52 ± 4.7 cm，体重为52.21 ± 7.2 kg，平时除上体育课外，无其它有规律锻炼习惯，两组受试者的年龄、身高、体重无显著性差异（P＞0.05）．

1.2 研究方法

1.2.1 仪器设备 采用以色列Sunlight公司生产的Tetrax平衡及稳定性测试系统对受试者进行测试．该设备通过四块相互独立的压力感应平台，分别测量受试者左脚与右脚的前、后两个部分对平台垂直施加的压力变化[3]，并记录传入电脑，由专用软件对其分析处理，将力学变化的信号转变成数字或图片的形式输出打印．

1.2.2 测试方法 由专业检验师完成所有测试，检验前向受试者充分解释测试目的、流程和注意事项，尽量减少环境对受试者的干扰．受试者直立于Tetrax测试力台上，保证左右脚的脚跟和脚趾准确地踩放于A（左脚跟）、B（左脚尖）、C（右脚跟）、D（右脚尖）四块平衡平板上，面部朝前，双臂悬垂于身体两侧，头正直、双眼直视前方某静止目标，本测量姿势为基本姿势，其它姿势可参考本姿势进行比较．测定她们在NO（睁眼、坚固平面）、NC（闭眼、坚固平面）、PO（睁眼、加海绵脚垫）、PC（闭眼、加海绵脚垫）、HR（闭眼、头转向右侧45°）、HL（闭眼、头转向左侧45°）、HB（闭眼、头向后仰30°）以及HF（闭眼、低头前倾30°）等八种姿势下的各种指标．每种姿势的测试时间为32 s．

1.2.3 测试指标 （1）总体稳定性系数（ST）：该指标反映测试对象的整体稳定性，数值越大表示稳定性越差，0~35表示低跌到风险，36~57表示中跌到风险，58~100表示高跌到风险；（2）体重分布指数（WDI）：是体重在四块力台上的分配与标准均值25%（理想情况下A、B、C、D四块力台上应各分得25%）偏差的平方，WDI理论值最低为0，即每个力台上的体重分配为25%；（3）傅立叶频谱分析（FTI）：该指标数值的大小反映测试对象在不同频率范围内姿势摆动的强度，分为八个基本频率段．低频段：F1=0.01~0.1Hz；中低频段：F2~F4=0.1~0.5Hz；中高频段：F5~F6=0.5~1.0Hz；高频段：F7~F8=1.0~3.0Hz及3.0Hz以上；（4）同步性（SI）：两脚跟和两脚趾在Tetrax四块相互独立的力台上产生的摆动模式的相关性，有左脚跟脚趾、右脚跟脚趾、左右脚跟、左右脚趾、左脚跟右脚趾和右脚跟左脚趾等六种可能的测量．

1.3 统计学分析

对所测数据用SPSS16.0软件包统计，均数以`x ± S表示．组间同一指标采用配对T检验．P＜0.05表示有显著性差异，P＜0.01表示有极显著性差异．

2 结果分析

2.1 两组受试者八种姿势下总体稳定系数与体重分布指数的对比

从表1可见，八种姿势下对照组的总体稳定性系数和体重分布指数均大于实验组，其中总体稳定性系数在闭眼固体平面和闭眼头左转45°两种姿势下，两组相比有极显著性差异（P＜0.01）；在闭眼海绵脚垫、闭眼头后仰30°和闭眼后仰30°三种姿势下，两组相比有显著性差异（P＜0.05）；体重分布指数在闭眼海绵脚垫姿势下，两组相比有显著性差异（P＜0.05）.

表1 两组受试者八种姿势下总体稳定性系数与体重分配指数的对比

注：*表示两组相比P＜0.05，#表示两组相比P＜0.01．

2.2 两组受试者八种姿势下姿势摆动傅立叶频谱分析的对比

从表2可见，在闭眼低头前倾30°姿势下，实验组的傅立叶频谱分析值F1频段值较低，与对照组比有显著性差异（P＜0.05）；在闭眼坚固平面、睁眼海绵脚垫、闭眼海绵脚垫、闭眼头左右转、闭眼前后倾等七种姿势下，实验组在F2~F4频段值较低，与对照组比有显著性差异（P＜0.05）．

表2 两组受试者八种姿势下姿势摆动傅立叶频谱分析的对比

注：*表示两组相比P＜0.05．

2.3 两组受试者八种姿势下六种同步性指数的对比

从表3可见，实验组在睁眼坚固平面姿势下AC（左、右脚跟）、BD（左、右脚尖）、AD（左脚跟、右脚尖）与BC（左脚尖、右脚跟）同步性系数值较低，与对照组比有显著性差异（P＜0.05）；实验组在闭眼头后仰30°姿势下AD（左脚跟、右脚尖）同步性系数值较低，与对照组比有显著性差异（P＜0.05）．

表3 两组受试者八种姿势下六种同步性指数的对比

注：*表示两组相比P＜0.05．

3 分析讨论

平衡能力是指人体维持某种姿势稳定性或受到外力作用时自动地调整并维持姿势的能力，前者属于静态平衡，即人体或人体某一部位在相对静止的状态下保持某种特定姿势，如坐或站等姿势时保持稳定状态的能力[4]200-201．维持人体平衡的机制十分复杂，其中视觉、本体感觉和前庭系统在维持人体平衡的过程中起着重要作用[5]．Tetrax是目前较为先进的人体平衡能力与维持平衡机制能力的测试分析系统，可测量一系列不同姿势下人体的平衡能力和姿势摆动，以及维持身体平衡的各系统受到干扰时对平衡造成的影响．

总体稳定性系数（ST）本质上是姿势摆动量化后的数学表达，充分地将人体在四块力台上的摆动区域、幅度、速度及重心转移模式等因素相互关联，反映的是测试对象的整体稳定性．本研究发现，实验组的总体稳定系数在八种姿势下均低于对照组，其中在闭眼坚固平面、闭眼加海绵脚垫上、闭眼头左转、闭眼头后仰、闭眼头前倾等五种姿势下与对照组比有极显著性差异．闭眼状态是去除人体平衡能力对视力提示的依赖；加海绵脚垫减弱了用于控制平衡的本体感觉接受；头部位置变化主要反映中枢神经和前庭功能对平衡控制的影响，闭眼头前倾时主要反映身体平衡控制很大程度上依赖于颈部和胸椎部对平衡控制的影响，闭眼头后仰时主要反映身体平衡控制很大程度上依赖于腰骶部的作用，闭眼头左、右转时主要反映身体平衡控制很大程度上依赖于颈部对平衡控制的影响．这表明通过长期有规律体育锻炼实验组身体平衡能力的维持对视觉的依赖性降低，前庭器官功能和本体感觉功能对身体平衡能力的调节作用得到提高．刘艳红[6]等研究发现，视力残疾学生比视力正常学生的单腿站立的平衡能力低，刘璟[7]等研究也发现，同样视觉条件下，在受试者足底加海绵垫以干扰其本体感觉，会造成受试者的重心动摇面积及轨迹长度的增大，姿势控制能力降低．而处于平衡能力基本发育完善、身体机能状态良好的女大学生，平衡能力的不足有可能被视觉、肌肉力量所代偿，故在睁眼姿势下两组的平衡能力无显著性差异，在闭眼（视力受到干扰）、加海绵脚垫（本体感觉受到干扰）和头部位置变化（前庭功能受到干扰）时，无长期有规律体育锻炼习惯的对照组显示出维持调节平衡能力的不足，长期进行有规律体育锻炼的实验组显示出较好的维持调节平衡的能力．刘波[7]等在应用海绵垫干扰本体感觉来分析正常人维持姿势平衡的各种感觉整合作用时发现，在视觉未被干扰时，本体感觉变化导致的足底压力中心平均晃动速度增加程度较小；本体感觉未被干扰时，视觉条件的变化导致的足底压力中心平均晃动速度增加程度也较小；在视觉和本体感觉同时受到干扰时，足底压力中心平均晃动速度显著增加；最终得出在维持姿势平衡过程中前庭系统所起作用较大，其次是视觉和本体感觉．孔维佳[8]等还发现在一定范围内，随着海绵垫厚度增加，直立其上的人体本体感觉受到的干扰程度加剧，其姿势稳定性逐渐降低．

傅立叶频谱分析（FTI）反映人体在不同频率下姿势摆动的强度．由于人体是向前行走，并以最省力的方式最长时间地维持正常的稳定姿势，所以人体的正常姿势摆动是前后摆动大、左右摆动小，并具有高强度低频率的特点．本研究发现，在闭眼低头前倾30°姿势下，实验组的傅立叶频谱分析值在F1频段值较低，与对照组比有显著性差异；在闭眼坚固平面、睁眼加海绵脚垫、闭眼加海绵脚垫、闭眼左右转、闭眼前后倾等七种姿势下，实验组在F2~F4频段值较低，与对照组比有显著性差异，这表明在视觉受到干扰（闭眼）和低头前倾30°（颈部受到压迫）情况下，与实验组比较，对照组的平衡调节代偿能力下降（F1频谱异常提示视觉功能障碍），而实验组的外周前庭功能（F2~F4频谱异常提示外周前庭功能障碍）、肌肉本体感觉功能（F2~F4频谱异常提示肌肉本体感觉功能障碍）和中枢前庭功能（F2~F4频谱异常提示中枢前庭功能障碍）等表现出良好的适宜调节功能．前庭器官功能在维持平衡中占主导地位，其稳定性可在运动训练过程中得到改善．邹容琪[9]等对木兰拳练习者平衡能力的研究发现，木兰拳练习改善了老年妇女的前庭功能，提高了其平衡能力，而前庭功能在维持姿势平衡过程中作用较大．

体重分配指数（WDI）是反映人体重量的分配模式，其理论最低值是0，正常值为4~6之间；同步性系数（SI）是反映姿势摆动时左右脚，两脚跟、两脚趾承重波动模式的相关性，其波形可呈现镜像（互补）同步或同相（协同）同步，完全互补时同步性系数为﹣1 000，完全协同时同步性系数为﹢1 000．本研究发现，实验组的体重分配指数在闭眼海绵垫上姿势时小于对照组，与对照组比较有显著性差异，表明实验组在视觉和本体感觉受到限制时，前庭器官对身体平衡能力调节功能优于对照组．实验组在睁眼坚固平面姿势下左右脚跟、左右脚尖、左脚跟右脚尖、左脚尖右脚跟的同步性系数较低，与对照组比有显著性差异；在闭眼头后仰30°姿势下实验组的左右脚尖、左脚跟右脚尖的同步性系数较低，与对照组比有显著性差异．体育运动良好地刺激了人体的前庭器官、视觉和本体感觉，长期有规律锻炼会使视觉更敏锐、前庭器官和本体感受器对头部位置、身体姿势和肌肉关节形状的改变更为敏感，使大脑能迅速感觉身体的位置和运动状态，并进行迅速调整，久之出现自动化、节能化．

4 结 论

长期有规律的锻炼可以提高女大学生身体的总体稳定性，降低维持身体平衡对视觉的依赖性；通过长期有规律的地锻炼，女大学生加强了外周前庭功能、中枢前庭功能和肌肉本体感受功能维持机体平衡能力的作用．

[1] 郭学军.康复医学[M].郑州：郑州大学出版社，2008.

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[6] 刘艳红，李惠敏，焦青，等.视力残疾学生与普通学生平衡能力比较研究[J].中国特殊教育，2001，（1）：24-26.

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（责任编辑：郑宗荣）

The Effect of Long-term Regular Exercises on Static Postural Balance of Female College Students

LI Guangzhou1HE Benxiang2LIU Jianyu1WU Chengliang1

This study sought to the effect of long-term regular exercises on static postural balance of female college students. It takes 80 healthy female college students as the subjects to test their general stability, Fourier spectrum, weight distribution index and the synchronization of the eight postures by Tetrax balance and stability testing system. The results are as follows: 1) The experimental group showed lower SI than the control group in all assessed conditions, with a statistically significant difference (P＜0.05) in the conditions of NC, HL, HB, HF and PC. 2) The experimental group had lower values than the control group in all frequency bands. There was a statistically significant difference (P＜0.05) between groups in F1 bands in the condition of HF, in the F2~F4 bands in the condition of NC, PO, PC, HR, HL, HB, HF. 3) The experimental group showed lower WDI than the control group in all assessed conditions, with a statistically significant difference (P＜0.05) in the condition of PC. 4) There was a statistically significant difference (P＜0.05) between groups, with lower values in the experimental group, in AC, BD, AD and BC synchronizations in the condition of NO; in AD synchronizations in the condition of HB. According to the data, the paper get the conclusion that long-term regular exercise can improve the general stability index of the body, reduce the dependence of visual sense, and through the long-term regular exercise, the peripheral vestibular function, the central vestibular function and proprioception in the maintenance of static postural balance can be strengthened and improved.

female college students; static postural balance; stability index; weight distribution index

G804.22

A

1009-8135（2016）03-0107-05

2015-11-02

李广周（1973-），男，河南淮阳人，重庆三峡学院副教授，硕士，主要研究运动人体科学．

国家科技支撑计划课题（2012BAK21B02）阶段性成果