全身振动训练对我国大学生膝关节肌力影响的Meta分析

张自云，金成吉，解 超

（辽宁师范大学体育学院，辽宁 大连 116029）

全身振动训练对我国大学生膝关节肌力影响的Meta分析

张自云，金成吉，解 超

（辽宁师范大学体育学院，辽宁 大连 116029）

运用元分析（Meta-analysis）检验全身振动训练（WBV）对我国大学生膝关节屈伸肌群最大力量的影响。通过对筛选出的12篇文献进行元分析，采用随机效应模型对研究的效应值和异质性进行检验。Meta分析结果：屈膝肌峰值力矩（MD=-11.79，95%CI为-21.62～-1.97），伸膝肌峰值力矩（MD=-16.47，95%CI为-29.70～-3.25），屈膝肌相对峰值力矩（MD =-0.33，95%CI为-0.50～-0.15），伸膝肌相对峰值力矩（MD=-0.31，95%CI为-0.60～-0.03），且均有统计学意义（P＜0.05），文献研究间均不存在异质性和发表偏倚。研究结论：全身振动训练对膝关节屈肌峰值力矩、膝关节屈肌相对峰值力矩、膝关节伸肌峰值力矩和膝关节伸肌相对峰值力矩这4项指标均有显著性的积极影响，因此，全身振动训练对我国大学生膝关节肌力具有显著性的积极影响。

全身振动训练；膝关节；峰值力矩；最大力量；Meta分析

全身振动（whole-body vibration，WBV）训练，是一种新型的快速提高肌肉力量的训练方法[1-3]，主要针对下肢相关肌肉（群）进行训练，运动员通过下肢接受振动刺激，比较符合绝大多数运动项目的技术动作特点和发力要求。振动训练作为一种功能性力量训练的方法，突破了目前单调的力量训练方法，为力量训练提供了新的思路和渠道。近十几年来，振动训练作为一种新兴的训练方法，正得到越来越广泛的应用，目前主要应用在竞技和大众体育、康复理疗、航空、美容医学等方面[4]。根据国内外研究结果，振动训练区别于其他力量训练方法的最大特点是能够以相对较小的附加负荷有效地提高肌肉的最大力量、快速力量及力量耐力[5]。在运动中，膝关节屈伸肌群不仅要维持人体最复杂关节的稳定性，而且要在快速奔跑中发挥决定性作用，所以对膝关节屈伸肌群进行肌肉最大力量测试，选取60°/S角速度下的峰值力矩和相对峰值力矩作为评价肌肉最大力量的指标，峰值力矩[6]是关节屈伸运动过程中最大力矩的表达，是目前肌力测试中最常用的黄金指标，可以反映下肢肌肉的最大负荷情况，一般认为可以代表肌肉的最大力量，峰值力矩因受试者体重的差异而造成个体的差异较大，所以大多采用相对峰值力矩，测试结果对评价大学生肌肉功能、预防膝关节及屈伸肌群的损伤有着重要的意义。研究采用Meta分析的方法，检索全身振动训练对我国大学生人群膝关节屈伸肌群最大力量影响的相关研究文献进行Meta分析，为该训练方法的应用提供更为客观、可靠的研究证据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象 以全身振动训练对我国大学生膝关节肌力影响为研究对象。

1.2 研究方法

1.2.1 文献收集 研究通过中国知网、万方数据知识服务平台、百度学术、谷歌学术以及维普数据库对振动训练国内公开发表的相关中文文献进行收集。分别以“振动训练”“等速力量”“下肢肌肉力量”“膝关节峰值力矩”“最大力量”“Meta分析”等为关键词进行检索。检索时间为建库至2016年7月。检索策略采用主题词与自由词相结合的方式，并且经反复预检后确定并辅以手工检索。

1.2.2 文献的筛选 根据研究的检索策略，初步检索收集到相关文献共306篇，其中在中国知网检索到文献174篇，其他搜索工具收集到文献132篇，剔除重复发表文献55篇，剩余文献251篇。根据检索出的题目、摘要等信息，排除明显不合格文献208篇，剩余文献43篇。根据研究目的、纳入和排除标准进行二次筛选，再次排除不合格文献31篇，最终纳入12篇文献进行Meta分析。文献筛选流程见图1。

图1 文献筛选流程

根据研究目的和Meta分析的要求，为最大程度排除异质性存在的可能性，设置了文献纳入和排除标准。

1.2.2.1 纳入标准 1）研究采用实验法，对实验组与对照组描述清晰的文献；2）文献结果变量中包括膝关节峰值力矩或相对峰值力矩；3）研究报告了振动训练干预前后实验组与对照组平均数和标准差的文献；4）同一组数据重复发表算作一项研究。

1.2.2.2 排除标准 1）实验前实验组与对照组基线不可比的文献；2）动物实验；3）无法获得全文的会议摘要和综述研究；4）重复性研究。

1.2.3 已纳入文献特征 研究由2位从事运动训练研究多年的博士，分别独立严格按照纳入和排除标准，对选取的文献筛选，进行等级评价后提取数据，对评价结果不一致的文献采用集中讨论的方式进行确定。从文献中提取的数据包括纳入研究的基本信息、研究方法、研究对象特征、干预措施、结局指标和研究结果等。研究最终纳入文献的基本特征见表1。

研究检索时间为建库至2016年7月，经过严格筛选共纳入12篇发表时间在2004-2014年之间的文献，研究样本为17～23岁之间的大学生，样本含量共159人，其中实验组81人、对照组78人。12篇文献中均采用振动训练的干预方式，研究设计均为随机对照实验。12篇文献包括学术期刊论文6篇、硕士学位论文5篇、博士学位论文1篇。

1.2.4 文献质量评价 由2位研究人员完成纳入文献的方法学质量评价，Jadad量表[19]（Jadad scale）从随机方案及其隐藏、盲法、退出与失访病例的原因3个方面进行评价，评价标准采用0～5分记分法，≤2分被认定为低质量研究，≥3分则被认定为质量较高。Jadad量表评定标准详见表2。

按照Jadad评分表对纳入的每一篇文献进行评价，研究所纳入的12篇文献均采用随机方法，其中3篇文献[9,11,15]对具体的随机方法进行描述；12篇文献均采用盲法，其中11篇文献[7-16,18]对具体的盲法进行描述；纳入研究的所有文献对研究中退出和失访的例数和理由都进行了详细的描述。Jadad量表质量评估结果显示：3篇文献得分为5分，8篇文献得分为4分，1篇文献得分为3分，均为较高质量的文献。

表2 Jadad 量表

1.2.5 统计学方法 运用Cochrane 协作网提供的Reviewer Manager 5.2版本软件对12篇文献数据进行统计学分析。通过计算文献的合并效应值Q值和I2值来考察文献间的异质性。研究采用随机效应模型对文献的效应值d进行计算，效应值d公式为：

公式中d为效应值，Me为实验组平均值，Mc为对照组平均值，Sw为实验组和对照组标准差的和。

Q检验是异质性检验的常用统计方法，当纳入研究的样本量较小或纳入Meta分析的研究数目较少时，Q检验的检验效能较低。Reviewer Manager 5.3软件为了避免样本含量对统计量效能的影响，将I2作为异质性检验的另一重要指标，I2统计量反映异质性部分在效应量总的变异中所占的比重。I2公式为：

公式中，Q为异质性检验的卡方值，df为自由度，在研究样本量较小的情况下，I2值比Q统计量的敏感度要高。

2 结 果

2.1 膝关节屈伸肌峰值力矩的异质性检验与发表偏倚分析

图2 全身振动训练对膝关节屈肌峰值力矩干预效果研究的森林图

表1 研究纳入文献的基本特征

2.1.1 全身振动训练对膝关节屈肌峰值力矩的异质性检验与发表偏倚分析 森林图是以统计效应量和统计分析方法（可信区间）为基础，用数值运算结果绘制出的图形[20-21]。本研究的元分析与异质性检验结果见图2。森林图中每条横线代表各个研究结果的置信区间，是真值可能存在的范围，反映结果的准确性；横线中间的点为各个研究的干预效应值；最下方的菱形代表多个研究的合并效应量。无效竖线将图分为左右两半，用于判断振动训练干预对膝关节最大力量的影响有无统计学意义。

由图2可知，10篇文献涉及的127名参与者测试了膝关节屈肌峰值力矩，研究的异质性检验指标Q值为4.95，df=9（P=0.84），I2=0%。根据对异质性检验标准的相关研究[22-23]，对研究进行Q检验时，异质性结果P＞0.10，认为多个研究结果之间具有同质性，使用固定效应模型；异质性结果P＜0.10，认为多个研究结果之间具有异质性。Cochrane官方手册将I2值代表的异质性水平分为4个程度：0～40%，轻度异质性；40%～60%，中度异质性；50%～90%，较大异质性；75%～100%，很大的异质性[21]。综上所述，研究所纳入的10篇文献不存在异质性。

总效应值Z=2.35，WMD为-11.79，95%CI（-21.62，-1.97），P=0.02＜0.05，具有统计学意义，即实验组与对照组之间具有显著性差异，本研究中振动训练组的实验效果优于对照组的实验效果。因此，全身振动训练干预对膝关节屈肌峰值力矩具有显著性的影响。

漏斗图是一种定性测量发表偏倚的常用方法，它是将单个研究的效应量作为横轴，研究规模作为竖直轴，作散点图[24]。研究文献的发表偏倚漏斗图见图3。

图3 全身振动训练对膝关节屈肌峰值力矩干预效果研究的漏斗图

由图3漏斗图可以看出，研究全身振动训练对膝关节屈肌峰值力矩的影响共纳入10篇文献，均匀地分布在效应平均值两侧，各个研究均在2条虚拟95%可信区间线之内，并分布在漏斗图中上部，因此，纳入的文献不存在发表偏倚。

2.1.2 全身振动训练对膝关节伸肌峰值力矩的异质性检验与发表偏倚分析

图4 全身振动训练对膝关节伸肌峰值力矩干预效果研究的森林图

由图4可知，10篇文献涉及的127名参与者测试了膝关节伸肌峰值力矩，研究的异质性检验指标Q值为4.31，df=9（P=0.89），I2=0%。因此，本研究所纳入的10篇文献不存在异质性。

总效应值Z=2.44，WMD为-16.47，95%CI（-29.70，-3.25），P=0.01＜0.05，具有统计学意义，即实验组与对照组之间具有显著性差异，本研究中振动训练组的实验效果优于对照组的实验效果。因此，全身振动训练干预对膝关节伸肌峰值力矩具有显著性的影响。

图5 全身振动训练对膝关节伸肌峰值力矩干预效果研究的漏斗图

由图5漏斗图可以看出，研究全身振动训练对膝关节伸肌峰值力矩的影响共纳入10篇文献，相对均匀地分布在效应平均值两侧，各个研究均在2条虚拟95%可信区间线之内，大部分分布在漏斗图中上部，少数分布在中下部，因此，纳入的文献不存在发表偏倚。

2.2 膝关节屈伸肌相对峰值力矩的异质性检验与发表偏倚分析

2.2.1 全身振动训练对膝关节屈肌相对峰值力矩的异质性检验与发表偏倚分析

心功能构成比比较中说明各组心功能构成比以Ⅲ级为主，且随着年龄增大，心功能Ⅳ级所占比例越大，心功能越差，同时也说明，患者就诊时心衰程度多已较重，多达Ⅲ、Ⅳ级。研究表明，年龄及心功能Ⅳ级影响DCM心力衰竭患者的全因死亡率[14]。三组 DCM患者BNP比较中，老年组BNP值高于青年组、中年组，说明老年组BNP水平较高，这与老年组以心功能Ⅳ级所占比例增大相符，说明老年患者心衰程度较重，同时也进一步证实BNP是反映心衰程度的良好指标。男女心功能构成比及BNP水平的比较中提示女性心衰较重，BNP水平较男性高，考虑与女性激素、内分泌、代谢及遗传等因素相关，目前暂无相关文献及研究报道。

力矩干预效果研究的森林图

由图6可知，6篇文献涉及的66名参与者测试了膝关节屈肌相对峰值力矩，研究的异质性检验指标Q值为5.61，df=5（P=0.35），I2=11%。因此，研究所纳入的6篇文献间不存在异质性。而总效应值Z=3.66，WMD为-0.33，95%CI（-0.50，-0.15），P=0.0003＜0.01，具有统计学意义，即实验组与对照组之间具有非常显著性差异，研究中振动训练组的实验效果明显优于对照组的实验效果。因此，全身振动训练干预对膝关节屈肌相对峰值力矩具有非常显著性的影响。

图7 全身振动训练对膝关节屈肌相对峰值力矩干预效果研究的漏斗图

由图7漏斗图可以看出，研究全身振动训练对膝关节屈肌相对峰值力矩的影响共纳入6篇文献，相对均匀地分布在效应平均值两侧，各个研究均在2条虚拟95%可信区间线之内，大部分分布在漏斗图顶部，只有1篇在中下部，因此，纳入的文献不存在发表偏倚。

2.2.2 全身振动训练对膝关节伸肌相对峰值力矩的异质性检验与发表偏倚分析

图8 全身振动训练对膝关节伸肌相对峰值力矩干预效果研究的森林图

由图8可知，6篇文献涉及的66名参与者测试了膝关节伸肌相对峰值力矩，研究的异质性检验指标Q值为2.63，df=5（P=0.76），I2=0%。因此，研究所纳入的6篇文献不存在异质性。

总效应值Z=2.14，WMD为-0.31，95%CI（-0.60，-0.03），P=0.03＜0.05，具有统计学意义，即实验组与对照组之间具有显著性差异，本研究中振动训练组的实验效果优于对照组的实验效果。因此，全身振动训练干预对膝关节伸肌相对峰值力矩具有显著性的影响。

图9 全身振动训练对膝关节伸肌相对峰值力矩干预效果研究的漏斗图

由图9漏斗图可以看出，研究全身振动训练对膝关节伸肌相对峰值力矩的影响共纳入6篇文献，均匀地分布在效应平均值两侧，各个研究均在2条虚拟95%可信区间线之内，并分布在漏斗图中上部，因此，纳入的文献不存在发表偏倚。

3 讨 论

国外学者Rittweger[26]等研究结果表明，全身振动力量训练可有效地提高受试者的最大力量和爆发力；Webre[27]进行了在常规力量中附加振动刺激的实验：振动频率为25Hz，每周训练2次，每次4组练习，重复次数为8次，强度为本人最大力量的80%，5周后发现，受试者最大力量提高了24%～34%，明显高于以往文献中报道的常规力量训练肌肉力量的增大值；德国科隆体育大学Schwarzer[28]以站姿对运动员进行垂直方向的振动刺激训练：每周3次，每次以最大力量的60%完成12次，振动频率为10～24Hz，振幅为6mm，一段时间后发现，腿部蹬伸最大力量增加了40%；Delecluse[29]等研究发现12周的全身振动训练能引起伸膝肌最大力量明显提高（P＜0.05），而对照组提高不显著；Berschin[30]等人也发现，振动训练能增加下肢伸肌和屈肌的最大力量。以上诸多国外研究也已经证实全身振动力量训练可以有效地提高受测者的肌肉力量。国内振动训练结合抗阻力发展下肢力量的研究结果发现振动力量训练法优于传统力量训练以及超等长训练。我国对这一训练模式的引进主要是在2000年以后，危小焰[7]设计并开发了振动训练仪应用于人体振动力量训练，极大地促进了这一训练模式在国内的广泛开展。对10名竞赛运动员进行为期8周的振动训练，结果发现有效地提高了肌肉的最大力量。同时还利用自己设计的下肢力量训练的振动台，尝试性对运动员进行力量训练，与对照组相比发现，振动力量训练可以较快地增长肌肉的最大力量。刘振宇[31]等人以专业运动员为实验对象，经过8周的振动刺激训练发现，振动刺激训练能够显著地提高肌肉力量。还有很多研究振动训练应用于运动训练的具有代表性的研究成果[32-41]，主要以运动员的下肢力量训练为研究目标，通过传统的力量训练结合振动训练为手段，探讨对下肢力量产生的效果。可见，振动训练结合传统力量训练对下肢力量增长的效果优于单纯的传统力量训练。

本次Meta分析纳入的12篇文献共涉及我国大学生受试者159名，其中实验组81人，对照组78人。通过选取膝关节屈肌峰值力矩、膝关节屈肌相对峰值力矩、膝关节伸肌峰值力矩和膝关节伸肌相对峰值力矩这4项指标，可以有效地反映我国大学生膝关节肌力的情况。

Meta分析结果显示：全身振动训练可以非常显著地提高膝关节屈肌相对峰值力矩（P＜0.01）；全身振动训练可以显著地提高膝关节屈肌峰值力矩、膝关节伸肌峰值力矩和膝关节伸肌相对峰值力矩（P＜0.05），因此，全身振动训练对我国大学生膝关节肌力具有显著的影响。

4 结 论

全身振动训练对膝关节屈肌峰值力矩、膝关节屈肌相对峰值力矩、膝关节伸肌峰值力矩和膝关节伸肌相对峰值力矩这4项指标均有显著性的积极影响，因此，全身振动训练对我国大学生膝关节肌力具有显著性的积极影响。

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Effcacy of WBV Training for Knee Extensors and Flexors of Chinese College Students: A Meta-analysis

ZHANG Zi-yun, JIN Cheng-ji, XIE Chao
（School of Physical Education, Liaoning Normal University, Dalian 116029，Liaoning China）

Meta-analysis was used to test the effect of whole body vibration training (WBV) on the maximal strength of knee fexion and extension in Chinese college students. The effect of the study on the effect and heterogeneity of the study was carried out by using the random effect model to analyze the 12 literatures. Meta analysis results: flexor knee peak torque (MD = -11.79, 95%CI -21.62 ～ -1.97), the peak torque of the extensor muscle (MD= -16.47, 95% CI -29.70 ～ -3.25), the relative peak torque (MD= -0.33, 95%CI -0.50 ～ -0.15), the relative peak torque of the extensor muscle (MD= -0.31, 95%CI -0.60 ～ -0.03), and all were statistically significant (P ＜0.05), there was no heterogeneity and publication bias in the literature. Conclusion: Whole body vibration training has a signifcant positive effect on the peak torque of knee fexor, the relative peak torque of knee fexor, the peak torque of knee extensor and the relative peak torque of knee extensor. The effect of vibration training on the knee strength of Chinese college students has a signifcant positive effect.

WBV; knee joint; peak torque; maximum strength; meta-analysis

G804

A

1004 - 7662(2017 )05- 0078- 07

2016-09-09

张自云，博士研究生，研究方向：运动员选材与训练监控。