等速肌力测试在躯干核心肌群中的应用进展

杜东，尹瑞雪，何任红，范建中

南方医科大学南方医院康复医学科，广东广州市510515

等速肌力测试是一种客观评价和优化肌肉各项量化指标的先进技术，具有较高的信度和效度[1]，在全范围关节运动过程中可使任何一点肌肉的活动均承受最大的阻力[2]，测出的数值具有客观性、安全性和可重复性的特点。等速测试设备在恒定的速度下提供一种顺应性阻力，使得等速收缩同时具备等张收缩和等长收缩的部分优点，对临床医学和运动医学都具有重要价值。

躯干核心肌群是人体重要的运动肌群，主要功能为屈伸和旋转躯干，维持身体的动静态平衡，同时对脊柱的稳定也起到至关重要的作用。但因躯干运动参与肌群的复杂性，躯干力学测量也无统一标准，给躯干肌群和核心肌群的研究带来很多困难。

近年来，等速肌力测试系统应用于躯干肌定性和定量评价，并拓展到很多领域。本文就等速肌力测试在躯干核心肌群的应用研究进行综述。

1 应用范围

1.1 慢性腰痛

慢性腰痛是一组以下背、腰骶和臀部疼痛为主要症状的综合征[3]。躯干肌群和核心肌群对下背部和腰骶的稳定起到至关重要的作用。腰痛发作时，躯干肌群和核心肌群肌肉指标的变化有明显的临床意义。

Bernard等[4]指出，青少年腰痛时躯干肌表现为在躯干屈伸运动中，伸肌减弱，屈肌增强。虽然在等速肌力测试时具有统计学差异，但在训练方面却无明确效果。Sertpoyraz等[5]对慢性腰痛患者的等速肌力训练和标准运动训练进行一项随机对照研究，通过比较发现，等速肌力训练与常规的躯干肌群训练在腰痛方面具有同等的疗效，未显示出统计学差异。认为标准的锻炼计划很容易实施，且成本很低，建议为锻炼的首选。

在躯干肌群的耐力方面，等速肌力测试可测得静态耐力(等长收缩)和动态耐力(等速收缩)。张德辉等[6]对青年慢性腰痛患者腰背肌耐力的研究发现，患者存在明显的腰背肌静态耐力下降，而动态耐力测试结果与正常组无显著性差异，说明慢性腰痛与青年的腰背肌静力收缩关系密切，与动态收缩关系不密切。这与国外的一些报道不一致[7]。可能是样本量不同造成的误差，有待进一步确定。

1.2 中枢神经系统疾病

躯干肌群和核心肌群对于脑卒中后偏瘫患者的平衡和步行能力起到至关重要的作用[8]。运用等速肌力训练系统对偏瘫患者的躯干肌群和核心肌群进行系统的训练，有助于提高平衡和步行能力。Quintino等[9]对脑卒中偏瘫患者的躯干屈伸进行对比研究，恢复期脑卒中患者与匹配的健康受试者相比，躯干所有的肌肉指标都要低很多。

目前国内等速肌力训练对脑卒中等中枢神经系统疾病的临床使用范围主要集中于躯干和下肢大肌群。沈雅萍等[10]的研究表明，强化躯干肌等速训练对提高脑卒中偏瘫患者步行能力具有显著促进作用。王中莉等[11]进一步研究发现，强化脑卒中偏瘫患者躯干核心肌力，优化躯干肌群间协调能力，能够纠正异常步态，提高步行能力。另外，姜璧珺等[12]对下肢步行中的关键部位进行单独训练，如膝关节过伸、踝背屈肌痉挛[13]等，均取得显著效果。钟裕等[14]将180例老年脑卒中康复期偏瘫患者随机分为观察组(等速训练组)和对照组，训练6周后评定两组步行能力，结果显示，偏瘫侧峰力矩和日常生活活动能力等方面，观察组显著优于对照组。与一般常规康复训练相比，等速肌力训练模式对老年脑卒中偏瘫患者更加有效。

1.3 运动医学

等速肌力测试可在运动医学中应用于躯干肌和核心肌群的研究。目前研究分为两个部分：运动员躯干肌指标测定和非运动员健康人群的等速训练。

1.3.1 运动员躯干肌指标测定

运动员的躯干肌指标测定目的在于客观地量化每一位运动员的肌肉水平。为进一步确定等速肌力测试的信度和效度[1]，Müller等[15]对青少年运动员肌肉各项指标的最大值进行重复测量，结果显示，具有很高信度和效度。比较常用的指标有峰力矩、峰力矩角度、总功和力矩/总功比等。这些指标某种程度上可以推测或预判运动员的潜力，在运动医学中具有重要意义。

1.3.2 非运动员健康人群的等速训练

健康人群的躯干肌力量训练佐证了等速肌力训练的有效性。刘夏等[16]的研究结果显示，等速训练组躯干肌的很多指标较对照组明显提高。也有一小部分研究显示无统计学差异。

2 研究内容

2.1 躯干运动

2.1.1 屈伸

躯干屈伸运动是人们在生活中需要经常使用的一个运动，对于屈伸的研究意义在于通过评估屈伸运动的肌力、耐力和不同角度下的应力情况[17]，推测脊柱最易受损的角度。Ben等[18]对高水平运动员等速向心屈伸的峰力矩和做功进行分析，并与非运动员对照组进行比较。在60°/s和90°/s的角速度下，运动员组的峰力矩明显高于非运动员组；在90°/s和120°/s的角速度下，运动员的做功(耐力)明显高于非运动组。

2.1.2 旋转

躯干肌群旋转运动涉及的肌肉和肌群为竖脊肌、背阔肌、腹内斜肌和腹外斜肌等。这些肌群的力量大小和平衡情况决定了躯干旋转运动的完成情况。

躯干肌群的力量大小常用峰力矩和总功来衡量，躯干的平衡情况常使用左右旋转的峰力矩和总功对比来参考。Bae等[19]对韩国51名专业高尔夫运动员进行躯干旋转等速测试，结果显示，这些运动员击球常用旋转方向上的峰力矩和总功都明显高于非常用方向，并且在60°/s的情况下明显高于健康成人对照组。另外，Fan等[20]在对躯干旋转进行等速研究的同时，结合表面肌电技术对背阔肌、腹内斜肌和腹外斜肌进行生物肌电信号收集，更加完整地描述了躯干旋转肌的平衡和康复训练效果。

2.2 收缩模式

躯干肌群的收缩模式可选用等速向心收缩、等速离心收缩和等长收缩。

等速向心收缩和离心收缩属于动态等速收缩，而等长收缩属于肌肉静态收缩。同一肌肉在不同收缩模式下，等速测试结果也不尽相同。Huang等[21]单独对躯干屈肌的肌力进行研究，结果显示，离心收缩峰力矩范围为211～218 N·m；向心收缩峰力矩范围为66～140 N·m；静力收缩(等长收缩)峰力矩范围为80～172 N·m。单从数值上看，躯干等速离心收缩的峰力矩最大，这与许多研究结果一致。

孔令筠[22]的研究表明，躯干屈肌在不同的等速运动方式下，离心-离心等速运动方式明显高于向心-向心等速运动方式，而两种运动方式在躯干伸肌方面无明显差异。

在训练方面，向心收缩和离心收缩对躯干肌群的效果是否相同，还有待研究。

2.3 角速度

在躯干肌等速测试中，恒定的等速收缩速度由研究人员通过机头控制。在屈伸和旋转运动模式中，等速肌力测试常选用30°/s、60°/s、90°/s和 120°/s的角速度进行分组对比研究[18,20]。而Roth等[23]采用的是150°/s甚至更大的角速度。

许多研究认为，低速运动产生的峰力矩更高，随着速度的增加，峰力矩逐渐减少[20,24]。这可能是由于低速时肌肉收缩使肌纤维产生最大程度的募集，从而表现出更高的峰力矩。

对于不同层次的核心肌群训练，刘业鹏等[25]认为，人体骶脊肌中慢肌纤维(Ⅰ型肌纤维)的截面积均较快肌纤维(Ⅱ型肌纤维)大，而腹肌中均匀分布着慢肌纤维。在等速测试中，躯干的快速运动主要募集Ⅱ型肌纤维。若训练腹部核心肌群，建议使用较高角速度；若训练腰背核心肌群，建议使用较低角速度。

等速肌力训练是参与同一运动所有肌群协同收缩完成的训练，目前还无法精确地观察到核心肌群不同层面的影响。结合表面肌电技术可以对肌肉进行更加细致的研究，对深部肌群的单独测试还有待于发展。

2.4 强度

在等速肌力测试中，由于受试者紧张、对测试设备不熟悉等，单次最大收缩误差较大，需要取一定次数的平均值进行分析。还要合理分配体力和每组之间的休息时间，使每一组次测试都在肌肉最佳状态下完成。

Barczyk-Pawelec等[24]在研究青少年腰背肌力时，让受试者在60°/s的角速度下重复5次，休息3 min后，在120°/s的角速度下重复10次。很早以前，就有人提出慢速测试，一般重复5次即可。而快速测试要重复10次，甚至15次。

3 展望

等速肌力测试系统可精确地测出躯干肌群和核心肌群的客观量化数据，分析爆发力(峰力矩)、耐力(峰力矩下降曲线)和屈肌与伸肌比值等力学指标。另外，运用最新技术还可以得到一些传统上无法量化的指标，如将最大力矩加速时间精确到毫秒。最大力矩加速时间某种程度上可反映躯干肌的反应能力、爆发力和收缩强度等，在一些对躯干肌群要求很高的竞技体育运动等项目中具有重要意义。目前这方面鲜有报道。等速肌力测试还可以结合其他技术进行同步研究，如表面肌电和超声等。

等速肌力测试对躯干肌群和核心肌群的量化和评定具有重要意义，但是目前的研究还有很多盲区。