等速肌力训练对老年人膝关节肌力和跌倒风险的影响

程文昌 霍少川 刘付懿斐 章聪煜 杨俊兴

1.广州中医药大学第六临床医学院，广东广州 510405；2.广州中医药大学深圳医院（福田）骨伤科，广东深圳 518000

跌倒是导致大量老年人残疾、日常功能丧失或死亡的重要因素之一，严重影响了老年人的健康和自理能力。研究证实，老年人群下肢肌力的下降是诱发其跌倒的重要危险因素[1-2]。增强下肢力量可以缓解疼痛，增加下肢肌肉减震能力可以减少跌倒的发生及其导致的危险后果[3-5]。本研究以老年人膝关节肌力为研究出发点，探讨等速肌力训练对老年人下肢肌肉力量及跌倒风险的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

受试者来自广州中医药大学深圳医院（福田）（以下简称“我院”）及周边社区招募的老年人，共44 名，研究时间为2020 年5 月至2021 年5 月。纳入标准：①年满60 周岁；②理解本研究并能配合调查；③能够行走（包括使用拐杖等设备）且可独立完成日常生活；④自愿参加研究并签署知情同意书。排除标准：①新发骨折（＜12 周）、严重肢体畸形、劳动能力丧失；②合并严重精神疾病、恶性肿瘤及心、肺等重要脏器衰竭；③单侧或双侧膝骨关节炎；④1 年内患有急慢性重大疾病。

根据随机信封法，44 名受试者被分为试验组和对照组，各22 名。合并基础疾病的受试者均处于慢性疾病稳定期（规律服用药物）。两组一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。见表1。本研究方案及实施经我院医学伦理委员会批准[（NO.GZYLLCKY）-2020-006]。

表1 两组一般资料比较

1.2 干预方法

对照组进行防跌倒知识宣教和功能锻炼，锻炼方案包括直腿抬高训练，坐位或卧位，主动收缩股四头肌并绷紧，保持5 s/次，30 次/组，6 组/d，双腿交替进行，每天训练结束推揉髌骨20 次；可根据情况配合半蹲训练，背部紧贴墙壁，双腿分开，与肩同宽，身体逐渐下蹲至膝关节呈90°，5 s/次，10 次/组，1 组/d，建议老年人正确合理使用辅助器械，包括手杖、助行器等，坚持训练8 周。

试验组在对照组基础上，借助等速肌力评估训练系统进行训练，方案参考文献[6]，即在等速肌力训练系统上进行双侧膝关节屈伸等速向心训练，每组训练的2 个角速度分别为60°/s 和180°/s，在训练中受试者的单侧膝关节分别作10 次屈曲和伸直练习，每次调整速度间隔30 s，单侧膝关节训练结束后休息2 min，训练2 次/周，坚持训练8 周。每次结束后指导受试者进行约5 min 的按摩放松活动。

1.3 观察指标

1.3.1 肌力测试 采用等速肌力评估训练系统（美国BIODE MEDICAL SYSTEMS，型号：System 4 Pro）对训练前后膝关节屈、伸肌峰力矩（peak torque，PT）进行测定，测试角速度为60°/s 和180°/s。

1.3.2 运动平衡能力及跌倒风险 采用《中国老年人跌倒风险评估专家共识（草案）》[7]中推荐的量表进行评估，即Tinetti 平衡与步态量表（Tinetti performance oriented mobility assessment，Tinetti POMA）得分越高表示跌倒风险越低，其满分为28 分。24 分≤总得分≤28 分，提示受试者日常生活中平衡功能基本正常；19 分≤总得分＜24 分，提示受试者日常生活中有平衡功能障碍；总得分＜19 分，提示受试者日常生活中有较高的跌倒风险。起立行走计时测试（timed“up and go”test，TUGT），用时越多表明活动能力越差，用时20～29 s，提示受试者活动不稳定；用时≥30 s，提示受试者存在活动障碍[8]。

1.3.3 不良反应 记录两组训练期间不良反应发生情况。

1.4 统计学方法

采用SPSS 25.0 对所得数据进行统计学分析，计量资料采用均数±标准差（）表示，比较采用t 检验；计数资料采用例数表示，比较采用χ2检验或Fisher 确切概率法。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

研究过程中共脱落4 名，其中两组各脱落2 名（不能如期完成训练，自行退出）。

2.1 两组训练前后膝关节屈、伸肌PT 比较

两组训练前膝关节屈、伸肌PT 比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。训练后，两组测试角速度为60°/s及180°/s 时膝关节屈、伸肌PT 均高于训练前，且试验组高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2～3。

表2 两组训练前后测试角速度为60°/s 的膝关节屈、伸肌PT 比较（N·m，）

表2 两组训练前后测试角速度为60°/s 的膝关节屈、伸肌PT 比较（N·m，）

注 PT：峰力矩

表3 两组训练前后测试角速度为180°/s 的膝关节屈、伸肌PT 比较（N·m，）

表3 两组训练前后测试角速度为180°/s 的膝关节屈、伸肌PT 比较（N·m，）

注 PT：峰力矩

2.2 两组训练前后Tinetti POMA 评分比较

两组训练前Tinetti POMA 评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。训练后，两组Tinetti POMA 评分均高于训练前，且试验组高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表4。

表4 两组训练前后Tinetti POMA 评分比较（分，）

表4 两组训练前后Tinetti POMA 评分比较（分，）

注 Tinetti POMA：Tinetti 平衡与步态量表

2.3 两组训练前后TUGT 用时比较

两组训练前TUGT 用时比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。训练后，两组TUGT 用时均短于训练前，且试验组短于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表5。

表5 两组训练前后TUGT 用时比较（s，）

表5 两组训练前后TUGT 用时比较（s，）

注 TUGT：起立行走计时测试

2.4 两组不良反应发生情况

试验组发生2 名轻微肌肉拉伤，不良反应总发生率为10%（2/20），休息3 d 后，正常进行训练；对照组无不良反应发生。两组不良反应总发生率比较，差异无统计学意义（χ2=0.526，P=0.468）。

3 讨论

研究显示，65 岁以上老年人每年跌倒率达30%，80 岁的老年人每年跌倒率甚至高达50%[9-10]。老年人跌倒后非常容易出现骨折及脑部损伤等严重并发症[11]。引起老年人跌倒的原因众多，如视力、注意力、认知能力、生活方式、相关基础疾病等[12-13]，其中下肢肌肉力量的下降是导致老年人跌倒的关键[3-5]。而经过一定时间的康复训练，老年人步行的速度、节律及关节活动度等都得到改善[14-16]。当前运动疗法得到许多国际学术组织的倡导，可以有效改善关节功能，具有安全、便捷、不良反应少等特点[17-19]。强大的肌肉力量可以有效减少跌倒的发生及其导致的危险后果。目前针对我国中老年人群且根据其肌力变化给予精准反馈的肌力训练方式比较少，所以在这方面进行探索及推广有一定的意义及需求。

等速肌力测试和训练技术已广泛应用于运动医学领域。训练时，受试者可根据设定的速度，保持运动中速度恒定，而运动中肌肉受到的阻力和肌肉自身收缩产生的张力保持一致，训练的全程肌肉都会承受与最大张力相匹配的最大阻力，所以能充分调动运动单元的活力，激发肌肉的收缩力[20-21]。本研究显示，当角速度为60°/s 及180°/s 时，试验组膝关节伸肌和屈肌PT 提升程度较对照组更佳。等速肌力测定中，60°/s 属于慢速测试，主要用于评估受试者最大肌力；180°/s属于快速测试，主要用于评估受试者肌肉的耐力[22-23]。可见基于等速肌力评估训练系统的股四头肌功能锻炼可较好提升受试者下肢肌肉的最大力量及耐力，改善其运动能力。

目前评定老年人平衡力有效且可靠的量表主要有Tinetti POMA、TUGT、Berg 平衡量表等[24]。其中Tinetti POMA 简单、易理解、测试风险低，且信效度优良，广泛应用于普通社区的老年人群日常生活跌倒风险评估[7,25]。TUGT 可以方便快捷地评估受试者行走的姿态、步行平衡能力[8,26]。本研究中，试验组训练后Tinetti POMA 评分及TUGT 用时优于对照组，提示积极的等速肌力训练可较好提升老年人运动平衡能力和降低跌倒风险。这可能与等速肌力训练能实时判断老年人的训练状态并给予反馈的优点相关。

综上，针对性地采用等速肌力评估训练系统积极进行股四头肌功能训练及防跌倒宣教可以提高老年人膝部最大力量，提升下肢耐力，提高平衡能力，降低跌倒风险，将其纳入运动计划可能会提高老年人的生活质量。今后应在远期随访、方案优化、社区推广等方面开展深入研究。