全身振动训练对青少年体操运动员腰背肌力和平衡的影响

徐利亚 古鸿毅 张一民 孙婷婷

(1.北京体育大学运动人体科学学院;2.北京体育大学中国运动与健康研究院,运动与体质健康教育部重点实验室 北京 100084)

腰背部处于人体解剖结构的核心部位，腰背部肌群的作用主要是为了维持脊柱的稳定以及运动过程中的支撑。青少年体操运动员由于年龄小、自我保护意识不足等原因容易发生运动损伤，而发展腰背肌肉力量可增强腰椎的稳定性，因此在青少年体操运动员训练中，加入强化腰背肌力和平衡能力的练习是尤为必要的。近年来，全身振动训练（Whole-Body Vibration Training，WBVT）是运用于竞技体育中提高运动员腰背肌力，改善平衡力，提高身体机能和运动能力的一种新型训练方法。

WBVT是通过站在振动板上，在垂直或重力及重力传感器方向上协同工作来实现的，其振动频率范围为0～50Hz，位移幅度为0～12mm。WBVT 对力量、平衡、改善疼痛等方面都有效。在一项针对成年人的早期研究中，Rhonda 等人研究了WBVT 代替深蹲的效果，与普通深蹲相比，WBVT显著增加了支配深蹲肌群的肌肉力量；Amano等人也证实了WBVT对动态平衡的效果。截至目前，关于WBVT的研究较多，但是针对于青少年体操运动员这一样本人群的研究还没有，据此该研究运用Power Plate 振动训练仪对青少年体操运动员进行WBVT，探究不同频率对其腰背肌力和平衡能力的影响。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选取武汉体育学院32 名青少年体操运动员，受试者均自愿参与此次实验，在测试之前了解实验所有流程并签署知情同意书。整个实验过程样本流失率为0，基本情况见表1。

表1 受试者的基本情况

1.2 训练方法

使用随机数表法将32 名受试者分为A、B、C、D 四组，每组8 人，D 组为对照组，不进行训练，其余3 组的振动频率分别为A组无振动，B组30Hz，C组50Hz。训练方法借鉴刘悦等人的研究，受试者在Power Plate振动训练仪上采用静态屈膝卷腹动作进行训练。每次训练5组，每组30s，组间休息30s。实验流程见图1。

图1 受试者分组流程图

1.3 评定方法

8 周训练前后对受试者进行腰背肌力测试及星形偏移平衡测验，此实验采用David 脊柱康复系统对受试者进行综合性评估，每个测试动作重复3 次，取最好成绩。

DAVID F110腰椎后伸测试：调节仪器座椅至受试者合适高度，取人体髂棘最高点紧贴靠背，固定肩部，屈膝90°。设备活动臂在30°屈方向锁定，让受试者尽力推动锁定的活动臂。DAVID F150腰椎侧屈测试要求同上。

星形偏移平衡测验：测量受试者下肢长，即髂前上棘至内踝尖的距离。受试者单脚支撑站立在星形图（测量图）的中心点，另一只腿尽力向8个方向伸直，轻触地面。8 个方向分别是：前（Anterior，ANT），外前（Anterolateral，ALAT），外（Lateral，LAT），外后（Posterolateral，PLAT），后（Posterior，POST），内后（Posteromedial，PMED），内（Medial，MED），内前（Anteromedial，AMED）。记录8 个方向的3 次测试距离，并取平均值，该距离与受试者下肢长的比值即为受试者该方向的平衡稳定值。

1.4 观察指标

（1）腰椎后伸肌群等长肌力（N·m）；（3）腰椎侧屈肌群等长肌力（N·m）；（3）星形偏移平衡比值。

1.5 统计学方法

实验所涉及的指标全部以均数±标准差表示，数理统计分析采用SPSS 16.0 统计软件。对实验中所有指标数据进行一般统计描述，<0.05 表示具有显著性差异；<0.01表示具有非常显著性差异。

2 结果

2.1 训练前后腰背肌群等长肌力的变化

根据表2可以看出，B、C两组受试者在经过8周训练后，3 个方向的腰椎等长肌力均有所增长，C 组增长优于B组，A组和D组受试者8周前后腰椎等长肌力无明显变化。

表2 4组腰背肌群各方向等长肌力评估结果

根据表3 可以看出，与训练前相比，8 周后B、C 两组后伸、右侧屈、左侧屈等长肌力均增大，具有非常显著性差异（<0.01），C 组增长优于B、D 组，A 组和D 组训练前后组内对比无显著性差异。

表3 4组训练前后等长肌力组内方差分析的显著性比较

根据表4 可以看出，训练前A、B、C、D 四组在腰椎后伸、右侧屈和左侧屈等长肌力差异均无统计学意义（>0.05）；训练8 周后，A 和B、B 和C、A 和C、B 和D、C和D 组间后伸等长肌力变化具有显著性差异（<0.05）；训练8 周后，B 组和D 组间右侧屈等长肌力具有显著性差异（<0.05），A和C、B和C、C和D组间右侧屈等长肌力变化具有非常显著性差异（<0.01）；训练8周后，A和B、B和D组间左侧屈等长肌力均具有显著性差异（<0.05），A和C、B和C、C和D组间左侧屈等长肌力均具有非常显著性差异（<0.01）。

表4 4组等长肌力组间方差分析的显著性比较

2.2 训练前后星形偏移平衡测试结果的变化

根据表5、表6 可以看出，A、B、C 三组受试者在经过8周训练后，8个方向的星形偏移平衡能力均有所增长，A 组受试者变化不明显。A、B、C 三组组间相比，B组、C 组在ANT、POST、PMED、MED 4 个方向上平衡能力增长率高于A组和D组（<0.05）。组内前后比较结果显示，3 组经过8 周振动训练后，8 个方向都有提升。C组在ANT、LAT、PLAT、POST、PMED、MED 6个方向上有显著差异（<0.05），在AMED 方向上显著差异非常明显（<0.01）；B 组在POST、AMED 2 个方向上有显著差异（<0.05）。D 组受试者8 周前后星形偏移平衡能力无明显变化。

表5 4组ANT、ALAT、LAT、PLAT测试结果比较

表6 4组POST、PMED、MED、AMED测试结果比较

3 讨论

3.1 振动训练对青少年体操运动员腰背肌力的影响

躯干腰背区的肌力不仅影响四肢动作所有力量运动支点是否稳固，还影响全身所有动作的控制。在此实验中，当受试者在进行WBVT时，腰背区的运动单位在短时间内迅速被激活进而被募集，经过8 周的训练后，周围神经系统和中枢神经系统产生适应性，所以在8周WBVT后进行腰背肌群等长肌力测试时，大量的运动单位被募集，从而产生腰背等长肌力提高的结果。一方面，肌力的提高可能是因为振动训练改善了肌肉的发力情况。另一方面，可能是肌肉适应了Power Plate振动训练仪的振动频率和振幅，表现出肌力的提高。由此可知，WBVT 能够提高青少年体操运动员腰背区力量，50Hz的振动频率训练对于改善腰背部位后伸、左侧屈、右侧屈肌群的效果要优于30Hz。孙越颖等人以24名男性排球运动员为实验对象，发现45Hz的振动频率提高排球运动员腰背部位屈伸肌群力量效果优于30Hz，且振动训练后的运动能力、腰背肌力和健康状况的改善效果比常规运动后更明显。但目前针对肌肉力量提高的振动训练还没有完善的指导方针，不同的研究人员有着不同的方案。

3.2 振动训练对青少年体操运动员平衡能力的影响

平衡能力是人体的一项重要身体素质能力，有研究表明腰背肌力量以及下肢肌肉力量是维持身体平衡素质的重要因素。该实验研究结果表明采用合适的训练时间和训练频率可以增强腰背肌群的力量以及平衡能力，从而有效提高青少年体操运动员的平衡能力。有学者认为，身体平衡能力与腰背稳定性密切相关，所以当腰背肌力提高时，身体的平衡能力也能提高。韩永谷等人根据WBVT对脑瘫儿童平衡和行走能力的直接影响进行研究，从这项研究的结果来看，WBVT是促进脑瘫儿童平衡能力的有效干预措施。Mozy 等人的一项研究探究了WBVT对健康成年男性下肢训练的影响，显著提高了健康成年男性的动态平衡能力。

4 结语

该研究表明，8周30Hz或50Hz振动训练均可以增强青少年体操运动员的腰背肌力和平衡能力，50Hz 振动训练效果更佳。该实验排除了单独的静态屈膝卷腹动作和青少年8 周自然发育对实验造成的影响，但只使用星形偏移平衡测试稍显不足，多种测试方法的综合应用或可使平衡测试更可靠。该实验测试过程中只采用了静态屈膝卷腹一种动作，可能不同的训练动作会产生不同的实验数据及结果。