基于功能性动作筛查的消防学员体能分析与纠正策略

杜吉生，袁帅强，李 燕

1.中国消防救援学院，北京 102202； 2.河北体育学院，河北 石家庄 050041；3.上海大学 体育学院，上海 200444

0 引言

消防员体能训练是在模拟各种实战环境下，根据不同救援任务特点而进行的各种不同针对性训练，是提高遂行多样化任务能力的重要途径和前提保障，在基层消防训练中必不可少。尤其是在当前我国“全灾种、大应急”消防救援改革背景下，随着遂行任务日趋多样化、复杂化、不可预期化，各类灾情救援对基层一线消防员的体能素质提出了更高标准和更严要求，给常规消防员体能训练带来新的挑战。消防员体能训练具有强度高、标准高、难度大等特点，训练损伤一般难以避免，可能发生不同程度的损伤[1-3]。为满足新时期消防员体能要求，当前消防员体能训练不论是训练科目、训练强度，还是模拟救援场景、救援时效等都更为复杂多样，倘若缺乏科学的专业评估及训练指导，将导致训练损伤大幅度提升，造成不必要的伤病，这也是当前我国消防员职业化发展道路上面临的新问题。

功能性动作筛查(Functional Movement Screen，简称FMS)是由美国康复专家Gray Cook与训练专家Lee Burton等人提出的一套基于动作模式预测运动风险的筛查系统[4]。FMS包含7个动作模式测试和3个疼痛性排除动作测试，基于FMS筛查分析结果，可筛查出存在的动作受限并进行针对训练，达到预防运动损伤和改善身体功能的目的。研究表明，国外FMS除成功应用于足球、NCAA等常规体育项目及康复领域外[5-6]，近年来也逐步应用于其他多个领域，如Gray Cook[7]等对脑瘫儿童和绝经女性的研究，均取得了较好效果。国内FMS目前已成功应用于足球、篮球、沙滩排球、曲棍球、击剑等运动项目当中[8]，应用人群也从竞技领域向特种行业等普通人群逐步展开，并且取得良好信度反馈。然而，目前消防员的体能训练和损伤后的医务检查相对独立，并未涉及动作模式的评估。FMS在消防体能训练方面的研究处于起步阶段，其中黎宏业[9]、贾云柯等[10]分别就基层消防员的专项体能成绩、损伤率与FMS分数相关性进行初步尝试分析，都取得了一定进展，但二者均是基于基层一线消防员进行测试，对于我国消防救援类院校学员考虑不足。当前，我国消防救援类院校学员毕业后将承担基层消防员的重任，因此，能否对消防学员的体能训练进行科学评估并建立合理的针对性训练策略将直接影响基层消防员的作战能力，也是当下我国消防救援院校体能训练急需解决的问题。

笔者立足我国当前“全灾种、大应急”消防救援职业化改革背景，以减少或降低我国消防救援类院校消防学员体能训练损伤为目的，尝试在消防体能训练教学设计中引入FMS，筛查消防学员的动作模式缺陷、不对称、失衡等受限情况，在消防学员的运动表现和医学检查之间建立FMS测试桥梁，减少训练风险，评估消防学员的基本动作模式，并构建针对性训练策略，为提升消防训练水平、降低训练损伤率提供方法支撑。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

抽取中国消防救援学院在校60名消防学员为研究对象，受试者平均年龄(24.03±4.05)岁，平均身高(174.2±3.32) cm，平均体重(67.9±4.42) kg。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

通过查阅《应急救援业务训练与考核大纲》、功能性动作筛查和纠正性训练等相关文献，熟悉当前功能性动作筛查在其他领域的应用情况，在此基础上熟悉FMS测试流程，提高测试结果准确性和统计分析可靠性。

1.2.2 测量法

FMS包括深蹲、跨栏上步、直线弓步蹲、肩部灵活性、直膝抬腿、躯干稳定性俯卧撑、旋转稳定性7个基础动作模式测试。每个动作满分3分，最低分0分。0分表示受试者在测试过程中出现任何部位的疼痛；1分表示受试者无法完成整个动作或保持起始姿势；2分表示受试者能够完成整个动作，但完成质量不高；3分表示受试者能够高质量完成动作。测试要求受试者不进行热身，按照测试人员的讲解进行动作筛查，每个动作做三次，取三次中最高分为该动作分数。7项测试动作相加为该消防员的最终FMS分数(测试内容见表1)[10]。

表1 测试内容

1.2.3 数理统计法

利用统计软件SPSS 24.0对FMS测试数据进行统计分析，为本次研究提供相应的量化依据。

2 结果与分析

2.1 测试结果及总体分析

FMS通过分级评分对消防学员的动作质量进行评价，并不是孤立地进行单个动作测试，而是从人体整体角度出发，发现身体稳定性和灵活性等方面可能存在的问题，这些问题在日常训练中未必显现，但与运动损伤的风险具有相关性。根据相关研究判断损伤阈值，当FMS总得分≤14分时会增加训练伤风险[11-13]。从测试结果看(见表2)，60名消防学员的平均得分为(13.40±2.10)分，其中≤14分的为43人，占总人数的71.7%，>14分的为17人，占总人数的28.3%，表明该消防学员测试组存在较大的运动损伤潜在风险。从FMS总分分布区间看，主要集中分布于12～14分之间，占总人数的56.7%，分值特别低及特别高的均占比相对偏低，整体呈正态分布，说明本次测试的数据结果整体相对合理，如图1所示。从FMS各单项得分看，从高到低依次为躯干稳定性俯卧撑>旋转稳定性>直膝抬腿>肩部灵活性>直线弓步蹲>深蹲>跨栏上步，其中跨栏上步得分最低，为(1.65±0.65)分，躯干稳定性俯卧撑得分最高，为(2.20±0.70)分，如图2所示。

表2 消防学员FMS测试结果统计表

图1 FMS总分分布情况

图2 FMS各功能模式单项得分情况

2.2 FMS测试结果单项分析

2.2.1 深蹲模式得分分析

深蹲动作是一个典型的多关节复合动作，可评价受试者的髋、膝、踝双侧均衡性和功能灵活性。该功能模式受试者的平均得分为(1.72±0.73)分，多集中于2分，高分3和低分0大体相当且均有少量分布(见图3)。在测试中，问题主要表现为膝关节超伸、上体前倾和髋关节不稳定等，其可能存在腘绳肌被拉长、背阔肌紧张、臀肌无力等原因，造成受试者膝、踝等关节灵活性受限，进而影响动作模式。

图3 深蹲模式得分

2.2.2 跨栏上步模式得分分析

跨栏上步动作可以反映出髋、膝、踝以及骨盆—胸腔核心区域的稳定性，同时可以评价受试者髋部与躯干的协调性和单腿的稳定性。该功能模式受试者的普遍得分为(1.65±0.65)分，多集中于1分和2分，低分0比高分3多(见图4)，是7项动作模式中得分最低的项目。在测试过程中，问题主要表现为跨栏上步时出现核心代偿及部分受试者左右不对称情况，分析原因：一方面受试者股四头肌和胫骨前肌过紧，髂腰肌等肌肉处于代偿位置，导致单腿稳定性下降；另一方面可能跟消防员下肢高损伤率且损伤后专业康复较少[2]有关，导致跨栏上步动作模式受限，影响动作表现。

图4 跨栏上步模式得分

2.2.3 直线弓步蹲模式得分分析

直线弓步蹲是消防员在救援工作中常见的动作组合，主要评价躯干、肩、髋、踝关节的灵活性与稳定性，股四头肌柔韧性和膝关节稳定性。该动作模式消防学员的得分为(1.83±0.69)分，2分占多数，其他高、中、低分均有少量分布且大体相当(见图5)。部分受试者在测试中出现躯干重心前移、膝超伸等问题，这一方面与受试者手持灭火装备高频训练时需躯干前倾配合相关，另一方面受试者股四头肌、背阔肌、髂腰肌紧张都是导致躯干前移和膝超伸的原因。肌肉紧张产生关节活动度受限，使受试者移动身体重心来做代偿补充。

图5 直线弓步蹲模式得分

2.2.4 肩部灵活性模式得分分析

肩部灵活性模式评价双侧肩的运动范围，以及内收肌内旋和外展肌外旋。受试者的肩关节灵活性得分为(1.95±0.76)分，分数较高，多集中于2分和3分，低分0相对偏少(见图6)。受试者的基础训练科目6 m拉梯、挂钩梯等项目，对肩关节的运用较多，大部分受试者的灵活程度较好。肩关节是人体最灵活的球窝关节，但过于灵活也不利于上肢负重训练，因此，肩袖肌群和背部肌群的力量是消防学员基础能力训练中必不可少的身体条件。

图6 肩部灵活性模式得分

2.2.5 直膝抬腿模式得分分析

直膝抬腿能够评价在骨盆稳定、对侧腿上抬时，受试者的腘绳肌腱与腓肠肌—比目鱼肌柔韧性。受试者得分为(1.97±0.68)分，多集中于2分，低分1和高分3大体相当，0分仅有1个(见图7)。测试过程中分数低于2分的受试者，出现稳定腿的被动屈膝和不对称情况，这是因为：(1)受试者日常训练后不注重拉伸。(2)大腿后表链肌群较紧和骨盆稳定性差，造成腘绳肌与比目鱼肌等柔韧性较差。交互模式下核心肌肉控制出现问题，影响直膝抬腿的得分情况。

图7 直膝抬腿模式得分

2.2.6 躯干稳定性俯卧撑模式得分分析

躯干稳定性俯卧撑能够反映上肢在进行对称性运动时，躯干在矢状面上的稳定性，筛查人体保持核心稳定的能力。该项的得分水平最高，达到了(2.20±0.70)分，主要集中于2分和3分，低分0和1分布相对偏少(见图8)。此项得分水平最高并不意外，作为日常训练科目，俯卧撑与躯干稳定性俯卧撑具备高度的相似性。部分得分低的受试者，主要是由于个人协调性和伤病原因，导致其分数偏低。

图8 躯干稳定性俯卧撑模式得分

2.2.7 旋转稳定性模式得分分析

旋转稳定性评价上下肢同时运动时躯干在多个维度上的稳定性，并能反映整体躯干的神经—肌肉的控制能力。该功能模式受试者的得分为(2.10±0.69)分，主要集中于2分，其次是3分，低分0和1相对较少(见图9)，大多数得2分的受试者，主要表现在同侧水平伸展时出现身体晃动和动作代偿情况。结合实际情况分析，可能由于受试者深层核心力量不足，造成动作模式紊乱。

图9 旋转稳定性模式得分

2.2.8 0分分布及FMS不对称性分析

在测试过程中，受试者共出现25人次0分，其中深蹲6人次，跨栏上步5人次，直线弓步蹲5人次，肩部灵活性3人次，直膝抬腿1人次，躯干稳定性俯卧撑2人次，旋转稳定性3人次。从0分项目分析来看，损伤风险主要集中在下肢，这与受试者在训练中下肢负重明显(如负重爬楼、上梯等训练)，长此以往导致下肢出现疼痛性增加有关。另外，FMS筛查结果还显示，大多数受试者存在左右不对称情况，其中跨栏上步不对称性最为突出，其次是直线弓步蹲，旋转稳定性不对称性相对偏低(见图10)。在不对称情况中同时存在2个以上不对称情况的有26人，占比达到43%。功能性动作的左右不对称是导致受伤的一项潜在因素，以直线弓步蹲为例，它对体能训练中下肢负重技术影响非常大。如果受试者直线弓步蹲存在左右不对称，在训练中将对弱侧膝关节的内侧副韧带等造成额外的冲击力，会加大膝关节受伤风险。因此，如果受试者存在大面积的左右不对称情况，需要进行针对性训练，降低受伤概率。

图10 FMS不对称性动作模式分析

3 消防学员体能训练纠正策略

3.1 主要模式缺陷训练总体纠正策略

从FMS测试筛查出的受试者动作模式主要薄弱环节可以看出，深蹲、跨栏上步和直线弓步蹲是存在问题最明显的3个测试动作，结合消防类院校基础体能和应用体能训练科目现状，在相关学者[14]有关纠正性训练的研究成果基础上，借助运动解剖学、运动生物力学等专业知识，对消防学员制定针对性纠正训练策略，即总体采取FMS模式筛查→灵活性纠正训练→稳定性纠正训练→动作模式重建的策略，从而达到提高身体薄弱环节、增强整体运动能力、降低运动损伤风险的目的，具体如图11所示。

图11 主要模式缺陷训练总体纠正策略

3.2 主要模式缺陷训练单项纠正策略

针对上述深蹲、跨栏上步和直线弓步蹲的单项模式缺陷，均采取“筋膜放松、肌肉伸展、神经激活和整合训练”的单项纠正策略，具体如下。

3.2.1 深蹲

深蹲是动作筛查中最为复杂的动作模式，正确的深蹲需要踝关节背屈和膝关节、髋关节屈曲及胸椎的伸展性配合，体能训练科目中深蹲和深蹲起立等负重类动作非常多。在测试中发现消防学员此项主要存在的问题是膝关节稳定性不足，踝关节背屈能力不够等。当膝关节稳定性存在不足，在折返跑训练科目产生急停时，就非常容易产生韧带损伤。针对消防学员深蹲中膝关节不稳定和踝关节等问题，可采用的纠正性训练策略见表3。

表3 深蹲纠正性训练策略

3.2.2 跨栏上步

跨栏上步是双腿到单腿的运动模式，其不断转换支撑基础控制重心的转变，是100 m消防障碍、10楼负重等攀爬类项目中常见动作之一。针对跨栏上步存在的髋关节灵活性不够及单腿稳定性不足问题，可采取的纠正性训练策略见表4。

表4 跨栏上步纠正性训练策略

3.2.3 直线弓步蹲

直线弓步蹲主要涉及体能训练中减速、转向等动作，是5×40 m搬运重物和5×10 m折返跑等速度类项目训练中的重要能力。事实上，消防学员在进行这些运动时需要具备较强的灵活性、稳定性和控制能力。针对消防学员直线弓步蹲的纠正性训练策略见表5。

表5 直线弓步蹲纠正性训练策略

3.3 FMS动作模式纠正策略

纠正策略重视灵活性、稳定性和动作模式训练，纠正练习具体内容应根据消防学员自身反应、练习情况和练习进度随时调整。纠正练习种类有很多，针对消防学员的FMS纠正性训练，主要选取在功能性训练和实践中应用效果较好的练习，见表6。

表6 FMS纠正性策略

4 结论与建议

本文立足我国当前“全灾种、大应急”消防救援职业化改革背景，以减少或降低消防救援类院校消防学员体能训练损伤为目的，选取60名消防学员作为受试者，开展了基于FMS的消防学员体能分析及纠正策略研究。研究认为：(1)FMS得分14分为损伤阈值，受试者FMS平均得分为(13.40±2.10)分，且平均分≤14分的人数占比高达71.7%，说明受试者在消防体能训练中存在较大的损伤潜在风险；(2)FMS各项得分从高到低为躯干稳定性俯卧撑>旋转稳定性>直膝抬腿>肩部灵活性>直线弓步蹲>深蹲>跨栏上步，说明跨栏上步、深蹲、直线弓步蹲是消防学员问题较为明显的3项动作模式；(3)FMS单项得分、分值分布及动作问题表现，说明不同消防学员有不同的灵活性、稳定性等运动受限，需要针对性建立纠正训练策略，减少损伤潜在风险。

基于本研究成果，建议后续体能教学与训练中：(1)从降低潜在训练损伤风险角度考虑，首先针对FMS得分低于14分的受试者进行纠正性训练，最大限度降低后期训练过程可能带来的损伤风险；(2)为受试学员建立FMS测试档案，观测FMS得分情况，并密切关注受试学员训练损伤情况，以进一步验证测试结果与纠正策略的有效性；(3)依据前测的效果检验，探索并制定有效的FMS测试制度，对全体消防学员定期开展功能性动作筛查，制定消防学员体能训练损伤评估与预防指南，将其作为降低训练损伤风险和评估训练效果的有效手段纳入体能教学训练体系，为消防类院校的体能训练教学设计及训练实施提供科学依据。