全身振动训练对神经肌肉功能的影响*

邓桂勇,王 震,薛文忠

(1．广东农工商职业技术学院 广东 广州 510507； 2. 广东青年职业学院 广东 广州 510550；3.广州体育学院 广东 广州 510500)

人们日常生活中会受到不同来源的全身振动(WBV)刺激。研究发现[1-2]，与对照组相比，WBV训练改善肌肉性能显著。大量研究短期WBV训练可增强下肢肌肉力量、功率、骨密度和功能性移动，以及有效预防骨骼肌肉疾病患者跌倒[3,1,2]。WBV训练辅助其他运动锻炼比单独的平衡训练更有效地增强平衡和力量[4]。本综述目的是观察WBV训练对神经肌肉性能的影响，探讨不同振动特性(频率、振幅和振动方式)和运动方案对训练效果的影响。

1 方法

1.1 检索及筛选

通过知网、PubMed、Web of science等电子资源数据库，以关键词whole body vibration、strength、power、neuromuscular和EMG 进行检索。检索到24篇文献，根据研究标题、摘要、全文，纳入16篇研究文献。依据研究内容和纳入标准剔除6篇，最后纳入10篇文献，其中5篇文献符合评审标准[2，5-8]。

1.2 排除标准

文献检查有以下情况，剔除该研究文献：(1)非随机对照试验；(2)未发表的研究或会议摘要；(3)没有使用WBV。

1.3 纳入标准

文献纳入研究标准：(1)随机对照试验；(2)单独WBV或运动(安慰剂)或WBV辅助常规疗法；(3)至少一项研究结果与肌肉力量有关。研究文献受试者特征和文献特征及运动方案见表1和表2。

表1 纳入研究文献受试者特征

表2 纳入研究文献的特征及运动方案

1.4 评估质量

根据国际肌肉骨骼与神经元相互作用学会(ISMNI)WBV干预研究指南，研究质量评估方法，由13个因子组成[9]，见表3。依据13个因子，查看WBV参数和受试者位置，评估研究文献质量。各因子得分为“有”(1)或“不确定”(0)。没说明振动类型为“0”。

文献质量评级方法采用Niklasson等人[10]。本综述采用修改后的质量评级方法，见表3。纳入研究的质量得分是8±1.41。

表3 ISMNI方法评估内容

2 WBV对膝关节伸肌等长肌力的影响

三篇文献研究振动对膝关节伸肌等长肌力影响[5,6,8]，振动时间20到30s，两篇研究振动时间为60s[10,13]。研究发现[8]，频率26 Hz与频率30至50 Hz比较，低频率振动募集神经肌肉兴奋性增加，有或无WBV主观感觉疲劳无显著变化。受试者膝关节屈曲100°，最大主动收缩(MVC)为70%，振动30s，与没有锻炼组相比，深蹲训练组扭矩下降显著，机体疲劳和神经肌肉疲劳无显著性变化，但神经肌肉功能有差异。

Samah等[7]研究，与半蹲运动(PL)相比，WBV组膝关节伸肌等长力量和下蹲跳(CMJ)改善显著。在CMJ期间，受试者从站立位屈膝下跳，后垂直起跳，结果发现WBV组和PL组后测CMJ有显著性变化，这也证实了WBV干预可改善膝关节伸肌肉力量和表现。

3 WBV对膝关节屈曲等长肌力的影响

有研究表明，膝关节屈曲70°，静态下蹲运动20s，WBV频率30Hz，振幅为2mm，膝关节屈曲等长肌力改善非常显著[6]。Samah等[7]研究发现，膝关节屈曲100°等速测力，膝关节屈曲90°CMJ，半蹲运动，WBV频率35到40 Hz，结果表明WBV和PL组肌肉性能显著增强，WBV组改善效果更好，这说明膝关节屈曲短期振动训练辅助下蹲运动，膝关节屈曲肌肉力量和表现改善非常显著。

4 不同频率WBV对肌电信号响应的影响

Cardinale等[10]研究16名女排球运动员，WBV振动频率(0Hz、30 Hz、40 Hz和50 Hz)，膝关节半蹲屈曲100°，振动60s，间歇60s，与无WBV相比，WBV会导致股外侧肌EMG RMS活动显著增强，频率30Hz时出现最高响应，与无WBV和50 Hz相比，频率在30 Hz和40 Hz时EMG RMS改善显著。膝关节屈曲100°，与无WBV相比，股内侧肌、股外侧肌和股二头肌平均积分肌电(IEMG)活动没有变化[5]。Rittweger等[8]研究发现，振动(26 Hz、12 mm)和负重运动(体重40%)深蹲运动至力竭，肌电中值频率增加，这提示在疲劳时动员I型运动单位。持续振动训练+下蹲起至力竭，髌骨肌腱拉伸反射得到改善，这说明振动增强a-运动神经元募集高阈值运动单位和肌纤维。

Lienhard等[6]研究EMG信号受运动伪影和反射活动的影响，随机分组：(1)WBV无负重；(2)WBV负重33 kg，受试者膝关节屈曲70°静蹲练习，30 Hz，振动20s，间歇60s，检测下肢肌肉sEMG：VL、RF、BF、SOL和G，与无负重相比，负重WBV组肌肉基波和谐波的EMG RMS均显著性提高；在无WBV条件下，两个负重组之间肌肉基波和谐波的EMG RMS没有显著性差异。综上述，低频率全身振动辅助其他运动对肌肉力量和肌电信号改善显著。此外，建议采取适当的滤波技术消除运动伪影，减少EMG参数及肌肉活动的偏差。

5 分析讨论

全身振动增强肌肉力量已成共识，辅助其他运动有助于进一步改善肌肉表现。研究表明[1,2]，振动可增强肌肉活动。Samah等[7]研究发现，WBV改善膝关节等长力量(伸展屈曲)和脚踝(跖背屈曲)。研究报道[11]，低频率(2至20 Hz)WBV改善膝关节伸肌肌肉力量。Ahlborg等[12]研究表明，脑瘫成人患者8周WBV或8周抗阻训练，发现腿部肌肉力量和步行能力改善无显著性差异，WBV与抗阻训练相比，WBV减少膝关节伸肌痉挛。研究表明[13]，WBV干预可改善患者的步行能力和痉挛，同时增强肌肉力量。

Kang等[14]对多发性硬化症患者肌肉力量和功能性活动的影响进行回顾和元分析发现，与无振动相比，三项WBV研究[11,15,16]对膝关节伸肌力量有积极影响，两项研究[15,16]WBV频率在25到45 Hz之间，不能改善膝关节屈肌力量。Kang 等[14]与大多数离散性研究一致，认为WBV结合其他运动可增强膝关节伸肌力量，但不能增强膝关节屈肌力量，其他研究也证实了类似的结论[1,5,7]。Bosco等[17]研究10天的WBV训练，频率26 Hz，发现连续5s跳高高度和机械功率有显著性变化。Rittweger等[8]研究发现，当WBV频率为26 Hz时，神经肌肉性能改善无显著性差异。实验发现[1]，WBV训练后肌肉等长和等速力量显著提高，且膝关节等长伸肌力量增加16.6%。Cormie等[5]研究结果表明，与无振动相比，WBV对JH有显著性影响，这些研究表明WBV能提高肌肉的爆发力。

有研究[18]与上述相矛盾，实验发现WBV后，JH下降显著(9.1%)。WBV辅助跳高、短跑和敏捷性，实验结束2天后进行测试，发现肌肉力量没有改善[12]。Torvinen等[19]研究发现，实验组4个月WBV训练后，WBV训练组等长肌肉力量和跳高高度增加，持续训练8个月后，发现垂直跳高高度增加，肌肉力量没有增加。有研究发现[20]，大学生进行11周WBV训练，肌肉力量改善不显著。这些结果可能的原因是对照组和实验组样本量较小，训练效果可能存在剂量效应，只有一定量的振动才可增加肌肉力量和表现。

有研究报道[8]，持续WBV训练(26 Hz、6 mm)+动态蹲起至力竭，改善髌骨肌腱拉伸反射，这说明振动增强了a-运动神经元，募集了高阈值单位和肌肉纤维。Hopkins 等[21]研究得出相反的结论，间歇性振动(26 Hz、4 mm)对髌骨肌腱拉伸反射没有影响。负重深蹲(40%体重)+振动( 26 Hz、12 mm)，结果发现肌电图中值频率增加，在疲劳时募集了I型运动单位[8]。这说明振动训练对肌电髌骨肌腱反射及募集运动单位还有待研究。

sEMG信号可能包括肌肉活动期间锁相频率及多重谐波，RMS峰值随着肌肉激活基数增加而增加，且与sEMG信号的RMS高度相关，这提示在WBV期间sEMG信号受运动伪影影响[14]。有研究发现[22]，通过振动频率及多重谐波峰值，证实存在运动伪影。有研究发现，剔除sEMG频谱中不必要的峰值会消除运动伪影，且会消除振动引起的反射活动。因此，原始sEMG要高通滤波(10至20 Hz)，低通滤波(500 Hz)，全波整流，或建议采用适当的滤波技术消除运动伪影且不会影响肌肉活动。

6 结论

全身振动对神经肌肉性能改善优势明显，主要影响因素有：振幅、频率、振动类型及应用方法、训练强度、运动方案和受试者的特征。WBV训练辅助其他练习可提高肌肉力量和功率，其最佳参数和方案还需进一步研究。WBV适宜的频率范围在20～50 Hz之间。在WBV期间，sEMG信号受运动伪影的影响，需要滤波。WBV干预在治疗领域有广阔的前景，WBV干预可增强不愿意或不能完成常规锻炼计划患者的神经肌肉功能。

7 局限性

局限性有：1)研究文献样本量较小；2)WBV长期干预研究未纳入本综述；3)文献研究受试者特征不同；4)文献研究方法缺乏统一性，如最佳的振动参数或锻炼方案；5)WBV频率、振幅、位移、姿势和运动方案等参数不同；6)评估肌肉力量的方法不相同。