不同测量技术检验不同动力拉伸效益的对比实验研究

摘 要：目的：运用不同测量技术探讨2种不同动力拉伸方式（闭锁式与开放式），主动直腿抬高拉伸（straight leg raising stretch，SLR）以及主动脚趾接触拉伸（toe-touch stretch，TTS）对股后肌群柔韧、肌肉硬度、疼痛阈值与肌力影响的差异。方法：38位健康男性大学生，平均年龄20.09±2.31 a，平均身高175.27±4.03 cm，平均体重68.27±4.20 kg。以重复测量的交叉比较设计，前测进行肌肉硬度、疼痛阈值、被动直膝抬腿（passive straight leg lift，PSLL）、主动直膝抬腿（active straight leg lift，ASLL）、肌力（向心、离心）等测量，拉伸后进行后测，7 天后进行另一种拉伸，两种拉伸皆需进行前后测。结果：SLR拉伸组肌肉硬度、柔韧程度、向心肌力均达显著差异（P<0.05），TTS拉伸组在疼痛阈值、肌肉硬度、柔韧、向心与离心肌力上均达显著差异（P<0.05）。结论：TTS 拉伸比SLR拉伸更能明显增加柔韧素质，但TTS 拉伸会造成肌肉硬度下降，肌肉酸痛的阈值降低，肌力表现下降，可能是过度的拉伸导致肌肉横桥键结范围减少，造成力量表现降低，因此未来选择此拉伸方式可在强度与时间上做出调整。

关键词：动力拉伸；股后肌群；离心运动；超声检测

中图分类号：G804.6 文献标识码：A 文章编号：1006-2076（2018）04-0074-07

Abstract：Objective： Using different measurement techniques to investigate different dynamic stretching mode （closed and open）， active straight leg raise （SLR） and toe-touch stretch （TTS）， and to compare how they influence the results of flexibility test， muscle hardness， pain threshold， and muscle strength differently. Methods： A group of 38 healthy male college students， average age 20.09±2.31 a， average height 175.27±4.03 cm， average weight 68.27±4.20 kg， re-test and post-test their muscle hardness， pain measurement， flexibility measurements of passive straight leg lift （PSLL）

and active straight leg lift （ASLL）， and muscle strength （concentric and eccentric） with one dynamic stretching in between. 7 days later， another pre-test and post-test with the other dynamic stretching in between. Results： SLR group is significant in muscle hardness， flexibility， and concentric strength （P<0.05）. TTS group is significant in pain threshold， muscle hardness， flexibility， and concentric and eccentric muscle strength （P<0.05）. Conclusion： TTS stretching exercises can increase flexibility and decrease muscle hardness. However， the performance on muscle strength may decline and decrease the threshold of muscle soreness. The reason might be excessive stretching that reduces the bonding range of muscle cross bridge and decreases power performance. Adjustments on the intensity and the duration on stretching are recommended.

Key words：dynamic stretching； hamstrings； centrifugal movement； ultrasonic test

作為伸髋、屈膝主要支撑的股后肌群 [1]，其柔韧素质优劣程度是个体提升运动表现以及维持良好生活型态的核心关键。不过由于股后肌群肌肉长度横跨双关节，起点从髋部（坐骨）连接至胫骨近端终点，跨越髋关节及膝关节2个关节，因此损伤范围较广。股后肌群与其他运动伤害部位相比，损伤发生率较高（50%），且有较高初次损伤（12%～16%）与再次损伤（22%～34%）发生率[2]，其中又以股后肌群的股二头肌（BF）损伤率较高（约占53%）[3]，多发生在需反复进行长时间、高强度及高速度的牵张-缩短循环（SSC）运动型态中（足球、短跑径赛等）[4]。拉伸对于增进柔韧的效果众所皆知[6-7]，但拉伸的类型却有所差异，如动力、静力、弹性和神经肌肉本体促进等拉伸，其中又以主动式动力拉伸较受运动员以及锻炼者欢迎。不过，并非所有动力拉伸皆能提升肌肉功能，反而也可能降低肌肉功能表现。目前针对股后肌群进行的动力拉伸，几乎皆以开放式或未负重方式进行拉伸，如立姿直膝或屈膝向上抬腿拉伸方式[8-9]，甚至会增加股后肌群肌肉损伤及ACL损伤发生几率。鉴于此，本研究拟以多种测量指标与方法，探究直腿抬高（开放式）与脚趾接触（闭锁式）2种常用主动拉伸方式对于股后肌群柔韧、肌肉功能及力量的影响与差异，以期为未来选择与应用检测方法、拉伸方式提供科学参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

研究对象为38名身体健康的男性大学生，平均年龄20.09±2.31 a，平均身高175.27±4.03 cm，平均体重68.27±4.20 kg。

1.2 研究方法

1.2.1 实验方案

本研究以重复测量的交叉比较设计进行（图1），两种拉伸运动间需间隔 7 天，以降低与避免因肌肉疲劳或柔韧训练效应而影响测量结果。

1.2.1.1 第一阶段（实验前准备）

正式实验前7天，受试者皆须事先熟悉所有流程以及测量因变量（顺序如下：肌肉硬度→肌肉疼痛阈值→柔韧测量→向心和离心肌力测试）。其中，每种柔韧测量方式练习不超过 3 次，以避免产生练习效应。受试者以惯用腿进行柔韧测量前，需进行5 min速度 8（MET）跑步机热身。正式测验开始时，随机选取该 2 种测量方法进行测量，每种方法需连续测量 6 次（次间休息30 s）。

1.2.1.2 第二阶段（不同拉伸介入）

第一阶段结束后 7 天，受试者按照对抗平衡次序法（ABBA）进行主动直腿抬高拉伸或主动脚趾接触拉伸，2 种不同拉伸实验至少间隔 7 天，每种拉伸前后仍需进行柔韧素质、肌肉功能、肌力的检测。

1.2.2实验控制

1）受试者过去半年内不得有下背部、下肢肌肉及关节损伤等病史，以避免实验偏差；2）用AKE测试筛除股后肌群柔韧相对于全伸直时差距小于20°的受试者[10]，以避免极端值；3）实验当周及当天测量前，禁止从事激烈运动以及产生肌肉损伤或酸痛；4）每次测量时间均控制在相同的时段，以避免干扰变量；5）受试者平均身高、体重，分别控制在±5以内，以避免额外因素造成实验误差；6）实验当天，受试者均无任何进行中的疾病，如感冒、发热等；7）确保受试者了解实验目的、过程、权利和可能发生的危險，并在室内完成实验（室温约摄氏24°～27°）。

1.2.3 实验仪器

中国产数显电子量角器（electrogoniometer， TOTEAM， SHENZHEN， CHINA）；日本产伊藤肌肉状况快速测定系统（OE-220， Ito Co.， Ltd.， Tokyo， Japan）；美国产肌肉骨骼超声成像系统（ACUSON S2000 Ultrasound System， SIEMENS， California， USA）；美国产Biodex system 4 Pro等速肌力评估训练系统 （Biodex Medical Systems， NY， USA）；中国产爱康Performance 600i跑步机（ProForm treadmill， Made by ICON in China）。

1.2.4 测试指标与方法

1.2.4.1 柔韧素质测量

受试者仰躺于诊疗床上，全程保持身体放松，2位协助者帮助测量，第一位协助者将电子量角器装置于膝关节髌骨下方约2 cm处，为避免测量过程中因骨盆转动或不稳定而影响测量结果；第二位协助者需固定受试者髋关节位置，避免髋关节出现倾斜或转动。每种测量方式皆测量3次，每次测量间隔 30 s，方法如下：

1）被动直膝抬腿测试（passive straight leg lift，PSLL）。协助者将受试者测量脚由起始位置（定义膝关节伸直为起点 0°），逐渐往上抬高至股后肌群稍有紧绷感为终止位置，此测量角度为最大髋关节屈曲范围（图 2）。

2）主动直膝抬腿测试（active straight leg lift，ASLL）。受试者测量脚由起始位置（定义膝关节伸直为起点 0°），主动以最快速度往上抬高至股后肌群稍有紧绷感为终止位置，此测量角度为最大髋关节屈曲范围（图 3）。

1.2.4.2 肌肉硬度测量

肌肉硬度测量在股后肌群的股二头肌（BF）不同位置进行，共测量 3 个位置，分别为股后肌群中间肌腹距离膝关节 6 cm、10 cm、14 cm处，3种具体测量方法如下：1）使用Ito OE-220肌肉状况快速测定系统的组织硬度（Tissue Hardness，TH），数值越大表示肌肉越硬；2）使用ACUSON S2000肌肉骨骼超声成像系统的弹性成像（Elasticity Imaging，EI）（图4），以脂肪与肌肉进行比较，用脂肪除以肌肉得到百分比，数值越大表示肌肉越柔软；3）使用ACUSON S2000肌肉骨骼超声成像系统的声辐射力脉冲成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）（图5），以纵向方向进行测量，数值越大表示肌肉越硬。

1.2.4.3 肌肉疼痛阈值

使用Ito OE-220肌肉状况快速测定系统的Algometer Combo进行测量，在股后肌群的股二头肌（BF）不同位置进行，共测量 3 个肌群位置，分别为股后肌群中间肌腹距离膝关节 6 cm、10 cm、14 cm处。

1.2.4.4 肌力表现测量

使用Biodex system 4 Pro等速肌力评估训练系统进行下肢膝关节伸肌（股四头肌）、屈肌（股后肌群）最大等速向心肌力测试（角速度设定为60°/s）及最大等速离心肌力测试（角速度设定为30°/s），测量姿势为受试者以坐姿下进行（髋关节屈曲 85°），并将躯干固定于测量椅，膝关节股骨外侧髁（lateral femoral condyle）对准测力器轴心点处，阻力配件绑于外踝上方约3 cm处。测量最大等速向心肌力时膝关节以最大及最快反复速度进行屈曲及伸直动作，测量最大等速离心肌力时最大努力进行收缩膝屈肌群的动作，各连续测量 3 次，每次休息 30 s，项目间休息 5 min，并将每次收缩所测得力矩值、关节活动角度通过等速肌力系统进行分析，以计算峰力矩值（peak torque，PT）、峰力矩的角度（Angle of peak torque，APT）、达峰力矩的时间（Timing of peak torque，TPT）、总作工量（Total work，TW）、平均功率（Average power，AP），并计算3次测量的平均值。

1.2.4.5 拉伸运动

1）主动直腿抬高拉伸（active straight leg raise，SLR）

以站姿进行，身体躯干挺直并约垂直于地面，拉伸腿以主动直膝抬腿方式进行拉伸，以最快速度向上抬举，直至股后肌群稍有紧绷即可（无疼痛感），抬举一次约 1 s， 拉伸30 次后休息 30 s，重复进行 6 组。

2）主动脚趾接触拉伸（modified toe-touch test，TTS）

以弓后箭步站姿进行（图6），拉伸腿在前，颈部维持自然摆位不弯曲、骨盆保持前倾姿势，背部腰椎保持正直，双手伸直并拢且躯干逐渐向下弯曲，直至股后肌群感到紧绷为止，拉伸 30 s后休息 30 s，重复进行6组。

1.2.5 数据处理与分析

SPSS 19.0 for Windows进行统计处理，结果用均数±标准差表示（[AKX-]±SD）。以双因素方差分析（Two-way ANOVA）对不同拉伸类型、前后测值进行比较。统计学显著性水平为P<0.05，非常显著为P<0.01。

2 结果与分析

2.1 拉伸后的柔韧素质

表1显示，PSLL测量方面，SLR组ROM的前测与后测无显著差异（P > 0.05），TTS组ROM的前测与后测达显著差异（P < 0.05）。此外，SLR与TTS组ROM在后测上也达显著差异（P < 0.05）。ASLL 测量方面，SLR组ROM的前测与后测达显著差异（P < 0.05），TTS组ROM的前测与后测无显著差异（P > 0.05）。

2.2 拉伸后的肌肉硬度

2.2.1 TH模式

SLR和TTS组的肌肉硬度（表2），3个位置前后测值皆无显著差异（P > 0.05）。此外，SLR 与 TTS拉伸組的比较，在3个不同位置，组间也无显著差异（P > 0.05）。

2.2.2 EI模式

SLR组在3个位置的前后测值，仅在 10 cm处达显著差异（P < 0.05）（图8），TTS组则3个位置前后测值皆无显著差异（P>0.05）（图9）。此外，SLR 与 TTS拉伸组的比较，在3个不同位置，组间皆无显著差异（P > 0.05）。

2.2.3 ARFI模式

SLR组在3个位置的前后测值均达显著差异（P<0.05）（图 10），而TTS组在3个位置的前后测值则均无显著差异（P>0.05）（图 11）。此外，SLR 与 TTS拉伸组的比较，在3个不同位置，组间皆无显著差异（P > 0.05）。

2.3 拉伸后的肌肉疼痛阈值

SLR组在3个位置的前后测值均无显著差异（P>0.05）（图 12）。而TTS组在3个位置中，前后测值仅在 14 cm处有显著差异（P<0.05）（图 13）。此外，SLR 与 TTS拉伸组的比较上，3个不同位置，两组前后测值皆无显著差异（P>0.05）。

2.4 拉伸后的肌力表现

等速向心肌力测试（表3），股四头肌（膝伸直）作用时（CON-Q），SLR组TPT达显著差异（P < 0.05）。股后肌群（膝屈曲）作用时（CON-H），SLR组PT、TW的前后测值均达显著差异（P < 0.05），而TTS组PT、TW、AP的前后测值均达显著差异（P < 0.05）；等速离心肌力测试，股后肌群（膝屈曲）作用时（ECC-H），TTS组PT的前后测值达显著差异（P<0.05）。

3 讨论

3.1 SLR与 TTS拉伸在不同柔韧检测上的差异

传统测量股后肌群柔韧主要以间接的方式，如主被动直膝抬腿测试（ASLL、PSLL）、主被动膝关节伸直测试（AKE、PKE）、坐姿体前弯测试（SR）与双手触脚趾测试（TT）等[11]。其中，又以PSLL测试方式较方便且经常被使用，且具较高测量信度与效度，因为该测量方式较不易受到个体股后肌群延展程度的高低而影响结果。至于ASLL测量则有学者[12]指出，该法虽具高信度 （ICC 0.86与0.95），且具显著负相关（r=-0.72），但是测量法测量结果变异性超过50%。依据本实验结果，TTS组在 PSLL 检测时前后测成绩达显著进步（前测96.52±12.73；后测98.22±13.46），说明 TTS 拉伸方式增加股后肌群的柔韧，而且拉伸介入后肌肉延展效果的出现使柔韧增加更显著，支持张帆等人[10]、Laessoe等人[24]的研究。至于SLR与TTS组 PSLL 检测结果，后测成绩达显著差异（SLR组95.19±13.11；TTS组98.22±13.46），表示TTS 拉伸比 SLR拉伸更可以有效地增加柔韧，可能是因为TTS 拉伸方式须在颈部、腰椎关节呈现弯曲及脚背屈曲动作姿势下进行，此姿势会增加神经张力（非肌肉张力）[13]。SLR拉伸组在 ASLL 检测时前后测成绩显著退步（前测81.42±11.90；后测79.72±12.07），支持Askling等人的研究[14]。此现象可能是个体受到髋节屈肌与膝关节伸肌肌力、肌肉硬度的影响，而无法主动有效地将髋关节屈曲维持在 90°位置，以及无法主动伸直膝关节达至髋关节最大屈曲角度。

3.2 SLR与 TTS拉伸在肌肉硬度上的差异

对于肌肉硬度的测量，可以了解肌肉组织黏弹性特性及肌肉收缩状态，传统肌肉硬度的测量多采用肌肉状况快速测定系统（TH模式），尽管TH检测手段较为便捷快速，但由于测量范围较为表层，可能无法较准确了解肌肉实际硬度情况，容易出现结果不一致的现象，以往文献也予以证实[14，26]。事实上，近年来康复医学较常使用的肌肉骨骼超声成像系统，其中EI和ARFI模式，以非侵入性的检查肌肉组织纤维化的程度或物理特性，相较于传统超音波（TH模式），有着更精确、更详细的评估，因为该测量方式不需使用肌力来完成测量动作、关节结构、肌腱结构及韧带影响[27-28]，可有效评估疲劳运动以及离心损伤后肌肉组织僵硬变化情形及评估肌力强度。

在本實验中，TH检测部分，由于测量范围较为表层，而在结果上并未显著，无法证实相关学者提出的肌肉硬度值与肌力及肌肉电位值呈显著正相关[15]，即当肌肉收缩强度越大，肌肉硬度值以及肌肉电位值则越高，所以进一步使用EI进行肌肉硬度的测量。在EI检测部分，近年来EI多被运用在乳癌检查与组织硬化，即利用探头对施行部位给予适度压迫，对照超声射频信号来获取软组织相对硬度。2015年则首次有学者[16]使用 EI 进行肌肉硬度测量，结果发现经过拉伸后股二头肌（BF）、半腱肌（ST）、半膜肌（SM）在肌腹部分的硬度均有显著下降。而本研究 EI 检测结果显示，SLR组在 10 cm处有达显著上升，从解剖学来看 10 cm处约是股二头肌肌腱的位置，此结果可能是 SLR 拉伸属主动将大腿抬起至股后肌群感到紧绷为止的动作，会造成肌梭、高尔基腱器侦测到肌肉长度与张力过度被延展，进而产生抑制使肌腱处达到放松。在ARFI检测部分，该技术主要是利用声波辐射脉冲产生剪力波的方式，近年也开始有学者使用ARFI进行肌肉硬度的研究[17]，证明AFRI或许能够成为测量肌肉硬度的新式指标。依据本实验结果，ARFI 测量 SLR组的 6 cm、10 cm处均有达显著下降，而在 14 cm处则是显著上升，说明此拉伸方式在 6 cm、10 cm处（两处约为股二头肌肌腱处）会造成肌腱的硬度下降，此结果与使用 EI 在 10 cm处硬度下降相同，支持Yavuz 等人[17]的研究结果，但与 EI 仅在 10 cm处（股后肌群肌腱）有显著差异的结果，推论肌肉硬度表现可能较容易发生在肌腹部分。此外，相较于TH模式，EI、ARFI模式可作为有效鉴别肌肉损伤、肌肉硬度状况的指标。

3.3 SLR与 TTS拉伸在肌肉疼痛阈值上的差异

从事离心运动后，产生延迟性肌肉酸痛的情况最为明显[18]，其触痛的感觉经常会发生在远端的肌肉与肌腱连点的局部部位[19]，这似乎与本研究在 14 cm处出现较高疼痛值的实验结果一致。因为肌肉肌腱交接的肌纤维是斜向排列的，推测可能无法持续承受高张力的力量[23]，且此处肌纤维收缩能力也较差，所以易造成运动损伤。就本实验结果而言，SLR与 TTS组在经由拉伸介入后，10 cm与 14 cm疼痛阈值有下降的趋势，其中 TTS组在 14 cm时与前测值相比，后测达显著下降，可能原因是 TTS 拉伸方式为远端固定于地面，易使股后肌群产生微小损伤，进而造成股后肌群的敏感度增加，不支持Hirokawa[25]等人的研究，该研究认为闭锁式较开放式型态安全，尤其是针对 ACL 稳定性方面，因为闭锁式运动是通过作用肌与拮抗肌共同收缩方式下进行，不仅更能增加膝关节稳定度，同时提升股四头肌与腿后腱肌肌肉功能。不过主动开放式拉伸是有节奏、速度较快、幅度逐渐加大的多次重复一个动作的拉伸，属于以拮抗肌收缩来帮助原动肌拉伸放松的牵张反射，其拉伸效果受拮抗肌力量影响较大，推论对于肌力不佳的个体，相较SLR 拉伸而言，TTS 拉伸方式可能更容易造成肌肉酸痛的现象。

3.4 SLR与 TTS拉伸在肌力表现上的差异

随着动力拉伸越来越被推崇使用，有更多研究探讨性别、运动经验、专业或业余、拉伸强度及拉伸量（或组数）等因素会影响提升拉伸训练效益[20]。不过有研究指出[8，10]，动力拉伸会降低肌肉功能或力量表现，推测原因可能是因为此拉伸运动不仅增加柔韧之外，也同时降低肌肉组织硬度或降低组织被动阻力力矩等因素。就本实验结果而言，SLR组在股四头肌向心收缩时达TPT的后测花费时间显著比前测时间多，推测此现象可能与拉伸时造成股四头肌紧绷或疲劳有关。至于TTS组在股后肌群向心收缩时PT、TW、AP都显著下降的结果，与Costa等人[21]研究结果相似。此现象可能与进行传统拉伸运动后造成肌力下降机制有关，即 Herda等人[9]指出的拉伸可能会造成肌肉-横桥键结范围减少或肌肉硬度降低，进而影响肌力的发挥。需要指出的是，学者Batista 等人[22]以离心式拉伸动作合并拮抗肌收缩（股四头肌）来促使作用肌拉伸（股后肌群），结果显示不仅能显著增进股后肌群柔韧（被动直膝抬腿），甚至显著增进股四头肌与股后肌群肌力、行走能力及平衡能力等。不过，短期或短暂性离心拉伸动作是否建议作为热身预处理或疲劳运动后、损伤后恢复的干预以及适当的拉伸运动处方为何，仍需进一步探讨。

4 结论

4.1 主动式动力拉伸对于柔韧的提升会以回合迭加的效果予以表现，而 TTS 拉伸比SLR拉伸更能够明显的增加柔韧素质，但肌肉硬度以及肌肉疼痛阈值也会因为拉伸的介入而降低。

4.2 TTS 拉伸促进柔韧提升的同时，也会对运动表现产生消极影响。

4.3 在测量肌肉表现上，EI、ARFI模式可作为有效鉴别肌肉损伤、肌肉硬度状况的指标。

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