武術功力運動對腕骨形態(tài)結構影響的定量CT研究

宋曉霞 ，陳雁卉 ，劉鴻宇，張 杰，李中華

（1.中北大學生理學實驗室，山西 太原 030051；2.山西晉城煤業(yè)集團總醫(yī)院，山西 晉城 048006）

武術功力是指通過武術功法的訓練使身體某一部分或在某一個方面的運動能力或承受能力所達到的程度，即基本的練功或鍛煉方法，稱之為“功法”，通過武術功法練習所獲得的運動能力和專門技能所達到的程度，稱之為“功力”。武術功法分為柔功、內功、硬功、輕功和感知功五類，通過這些功法的訓練所獲得的功力有掌功功力、腿功功力、腰功功力、臂功功力等各種單一功力，以及套路演練技能和與人格斗技能等功力[1]。這些功力都可以通過某一種運動形式來展示出這方面的能力。單掌斷磚是訓練掌功功力的一種訓練方法，2004年被列為全國武術功力大賽的規(guī)定競賽項目，成為展示掌功功力的一種運動形式。

本文運用計算機斷層掃描成像技術（CT）定量研究單掌斷磚運動員掌根部（腕部）各腕骨的形態(tài)結構，目的為分析功力運動員的腕部骨骼抗擊打能力的解剖學基礎，為運動員訓練和選材提供科學的理論基礎，對現代體育競技項目如拳擊、排球、體操等的訓練具有借鑒意義，同時將對武術基本功法訓練的推廣起到促進作用。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選擇20～30歲成年男性，分為兩組，功力組是參加2007年全國武術功力大賽單掌斷磚項目的優(yōu)秀運動員8人，對照組為健康志愿者6人，均右手發(fā)力。

1.2 圖像掃描

采用GE美國通用電氣公司Light Speed 64排螺旋CT機（廣東省人民醫(yī)院、山西晉城晉煤集團總醫(yī)院）。掃描范圍為兩手腕掌部；掃描視野：30cm×30cm；管電壓120kV、管電流250mA；探測器：64×0.625；螺距：0.984∶1；床速度：9.84；掃描層厚0.6mm；掃描間距0.3mm。

1.3 數據采集與測量

獲得兩組人群的腕部原始數據，用Analyze AW 4.3_0.5中3D重建工具進行圖像后處理，通過閾值分割、三維重建、再手動分割，分割出各個腕骨，空洞填充之后，獲得各腕骨體積及平均CT值、標準差。

CT醫(yī)學圖像是用組織對X線的吸收系數來說明其密度高低的程度，在實際工作中，將吸收系數換算成CT值（HU），用CT值來反映人體對X光的吸收程度，說明密度的大小。骨密度（Bone mineral density，BMD）指骨單位面積所含的骨礦物量，它是反映人體骨骼代謝狀況的一項重要指標。本研究是用CT值反映BMD，CT值與骨組織表觀密度近似線性關系，能夠較精確反映骨骼的骨量信息[2]。

1.4 統計學處理

計算功力組和正常對照組各腕骨的體積、相對體積（各腕骨體積/八塊腕骨的總體積）、CT值的平均數和標準差，用獨立樣本t檢驗計算兩組間差異的顯著性，P<0.05為差異有顯著性。所有統計計算方法均使用SPSS 11.5軟件包完成。

2 結果

測量結果見表1，2和圖1，2。

2.1 功力運動員左、右手腕骨體積與對照組比較

功力運動員左、右手各腕骨體積除小多角骨大于對照組（P<0.05）外，其它腕骨與對照組的差異無顯著性（P>0.05）（表1）。兩組各腕骨的相對體積無統計學差異（P>0.05）。功力運動員左、右手間各腕骨體積和相對體積無統計學差異（P>0.05）。

2.2 功力運動員左、右手腕骨平均CT值與對照組比較

功力運動員右手頭狀骨和鉤骨平均CT值大于對照組，左手頭狀骨平均CT值大于對照組（P<0.05）（表2）。功力運動員左、右手間平均CT值無統計學差異（P>0.05）。

表1 兩組腕骨體積（cm3）的測量結果（±s）

表1 兩組腕骨體積（cm3）的測量結果（±s）

注：1：P<0.05表示兩組數據具有顯著性差異。

手舟骨月骨三角骨豌豆骨大多角骨小多角骨頭狀骨鉤骨功力組 對照組 t值 P值右 3.69±0.77 2.96±0.63 -1.790 0.105左 3.76±0.56 3.09±0.50 -2.190 0.054右 2.40±0.22 2.14±0.36 -1.455 0.182左 2.48±0.45 2.19±0.35 -1.260 0.238右 1.86±0.37 1.74±0.19 -0.695 0.508左 1.95±0.38 1.76±0.30 -0.962 0.360右 0.95±0.14 0.84±0.14 -1.348 0.207左 0.99±0.09 0.91±0.23 -0.789 0.453右 2.81±0.36 2.77±0.24 -0.260 0.801左 2.76±0.26 2.50±0.25 -1.731 0.114右 2.09±0.36 1.64±0.24 -2.476 0.0361左 2.04±0.29 1.65±0.22 -2.617 0.0271右 4.44±0.52 4.11±0.44 -1.208 0.256左 4.32±0.58 3.91±0.30 -1.539 0.165右 3.67±0.42 3.37±0.33 -1.364 0.204左 3.50±0.44 3.25±0.37 -1.031 0.328

表2 兩組腕骨CT值的測量結果（±s）

表2 兩組腕骨CT值的測量結果（±s）

注：1：P<0.05表示兩組數據具有顯著性差異。

手舟骨月骨三角骨豌豆骨大多角骨小多角骨頭狀骨鉤骨功力組 對照組 t值 P值右 577.00±31.50 512.00±70.13 2.075 0.077左 545.67±31.16 514.00±40.72 1.513 0.163右 546.00±38.63 544.83±33.67 0.056 0.957左 522.50±19.17 527.67±57.03 0.210 0.838右 536.67±51.67 495.33±44.80 1.480 0.170左 523.50±59.80 470.00±56.01 1.599 0.141右 420.33±58.32 386.50±44.22 1.132 0.286左 400.33±59.01 370.83±46.70 0.960 0.361右 430.33±42.88 441.50±40.52 0.464 0.653左 417.17±33.60 427.50±40.32 0.482 0.640右 492.17±43.04 446.33±61.39 1.497 0.169左 427.17±60.34 429.83±54.64 1.274 0.232右 520.67±57.85 455.83±34.82 2.352 0.0461左 497.17±44.19 442.50±37.17 2.319 0.0441右 530.17±48.28 474.17±37.04 2.254 0.0481左 495.00±44.21 441.38±55.93 1.827 0.098

3 討論

19世紀Wolff[3]第一次提出：長期的力學刺激在一定程度上會造成骨的內部結構和形態(tài)的適應性改變，從而改變應力骨的物理功能。單掌斷磚運動是以一只手掌的掌根（腕部）內側擊斷橫置于支架上的磚塊，通過正確的練習，反復給打擊部位遞增負荷和強度，使其逐漸對外力刺激產生適應，改善運動員擊打部位的肌肉、骨骼、韌帶、關節(jié)的形態(tài)與機能，提高其對外力的承受能力。本研究采用64層螺旋CT掃描，能準確、直觀的顯示各腕骨的解剖形態(tài)結構，運用三維重建技術定量檢測各腕骨大小、BMD的適應性改變。

3.1 單掌斷磚運動對腕骨體積的影響

腕骨共8塊，均為不規(guī)則骨，腕骨間關節(jié)呈多軸運動，周圍韌帶交織附著，形成腕部獨特的結構和功能[4]。資料顯示，近側列腕骨中手舟骨最大，依次是月骨、三角骨、豌豆骨，遠側列中頭狀骨最大，依次為鉤骨、大多角骨、小多角骨，這種體積特點與其的生物學功能和人類學進化有關[5-6]。本研究結果表明，單掌斷磚的沖擊負荷沒有改變腕骨體積的內在比例，說明這種局部應力并不能改變腕骨整體的功能分布。同時，功力運動員遠側列4塊腕骨間關節(jié)間距離非常小，這樣的適應性改變有利于腕部的穩(wěn)定性。

研究還發(fā)現，功力組左、右手小多角骨體積雖大于對照組，然而功力運動員與普通人群各腕骨的相對體積差異沒有顯著性，同時功力運動員的左、右手也沒有統計學差異。說明單掌斷磚運動所形成的應力，并沒有導致腕骨體積改變。腕骨體積與個體年齡、身高、性別、遺傳等因素有關，手腕部應力大小、方式可能還不足以引起體積改變。國外學者對男女各腕骨體積進行比較，顯示男性大于女性。但是，當用相對體積做比較時，排除性別差異后，男性與女性各腕骨的體積構成比則沒有差異[7-8]。

3.2 單掌斷磚運動對腕骨體積、BMD的影響

大量研究證明，被施加負荷的骨骼部位比未施加負荷的骨骼部位表現出更大的骨礦含量值。例如，Duchera等[9]研究顯示，長期網球運動在優(yōu)勢臂橈骨遠端骨礦含量增加顯著；拳擊運動員由于長期打擊訓練，橈骨和尺骨BMD及骨礦含量明顯大于普通人[10]。武術功力運動項目“指鼎較力”比賽某冠軍獲得者經醫(yī)院檢查，手指無任何損傷，僅BMD比普通人大[11]。

本研究結果顯示，功力組右手頭狀骨、鉤骨及左手頭狀骨BMD均大于對照組。資料顯示，在中立位時，頭狀骨與近側列腕骨的接觸面積超過一半以上，且有48%的軸向應力是由頭狀骨向近側列腕骨傳遞[12]。因此，頭狀骨是遠側列腕骨中體積最大的一塊骨，且BMD也相對較大，說明頭狀骨在手的各種運動、應力傳遞中起重要作用。本研究中，功力組頭狀骨BMD大于對照組，可能是由于單掌斷磚運動員進行訓練時，手部運動及應力較一般人多。而功力運動員右手鉤骨BMD較普通人高，除以上原因外，可能是因為單掌斷磚運動主要以掌根內側擊打磚塊，掌根內側中心位置是鉤骨鉤部的體表位置[13]，應力主要通過鉤骨鉤部向周圍傳遞。右腕鉤骨的BMD較普通人群高，功力運動員左、右手各腕骨骨密度比較無顯著差異，是由于功力訓練一般要求對稱性，單掌斷磚運動員在訓練時往往左右手交替進行所致。

本文研究了武術功力單掌斷磚運動對腕骨形態(tài)結構的影響，結果說明僅頭狀骨、鉤骨的BMD有所改變，可能是由于長期擊打的反作用力造成了BMD的增加，這對提高武術功力運動員腕部抗擊打能力發(fā)揮一定作用。然而，能夠承受擊斷4～5塊磚的力，這種超常規(guī)的運動能力除需要技巧外，還有多方面的因素共同參與，如發(fā)達肌肉的緩沖、強勁的肌腱力量、骨骼強度或硬度、關節(jié)部位的特殊構造等。因此，僅僅BMD、骨體積的改變并不能很好的說明機體在特殊運動中所承受的力量大小，更復雜的力學機理尚待進一步研究。

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