轟炸機飛行員頸肌強度及訓練效果研究

310007 空軍杭州航空醫學鑒定訓練中心 陳瓊 朱超 陳曉健 孫瑋 李交杰

頸部損傷是我軍飛行員的常見病和多發病，而導致其頸部損傷存在多方面因素。目前，國內關于轟炸機飛行員頸部各肌群強度以及訓練方法的研究較少。本研究應用CME-1飛行員頸肌訓練器測試并比較了不同年齡段轟炸機飛行員各方向肌群的強度，對訓練效果進行了評價。

1 對象與方法

1.1 對象 24例男性轟炸機飛行員按年齡分為N1組(21～30歲)、N2組(31～40歲)和N3組(41～50歲)，每組各8例。飛行時間400～4 000 h。既往均無頸部疾病及頸椎X線異常。

1.2 方法 采用空軍航空醫學研究所研制的CME-1飛行員頸肌訓練器進行為期3周共9次頸肌訓練。每周訓練3次，分別在周二、四、六。每周四即第2、5和8次進行可變阻力和可變速度訓練模式(CVR)訓練，其余均為等長訓練模式。訓練前進行5～10 min的頸部熱身運動。等長訓練時前、后、左、右各肌群強度測試均在正中位，最大用力等長訓練10 s/次，間隙休息10 s，共12次。進行CVR模式訓練時，前屈(30°)后伸(15°)和左右側屈(均為30°)各16次，各方向訓練間休息3 min。第1次目標負荷設為300 N，其余每次以前一次相同訓練模式的平均最大肌力為目標負荷。統計等長模式訓練中各肌群12次測量中平均最大肌力的均值±標準差(x±s)作為平均頸肌強度；等長模式訓練中各肌群12次測量中平均10 s最大沖量(頸肌強度×作用時間)的x±s作為平均頸肌的耐力。①比較訓練前和訓練3周各年齡段飛行員的前、后、左、右各肌群平均頸肌強度、平均10 s最大沖量的均值。②對比第1(T1組)和9(T9組)次訓練時前、后、左、右肌群的平均頸肌強度、平均10 s最大沖量的均值并計算訓練3周的相對增長率。

1.3 統計學處理 采用SPSS 13.0統計軟件包進行統計學分析，實驗數據采用x±s表示，不同年齡段間的比較采用單因素方差分析(ANOVA)，多組間兩兩比較采用SNK(Student-Newman-Keuls)檢驗；訓練前和訓練3周的比較采用兩組獨立樣本的t檢驗；P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 訓練前不同年齡段轟炸機飛行員各肌群平均頸肌強度、平均10 s最大沖量均值的比較 N3組各肌群平均頸肌強度、平均10 s最大沖量的均值與其他組相比差異有統計學意義(P＜0.05，表1～2)。

2.2 訓練3周不同年齡段轟炸機飛行員各肌群平均頸肌強度、平均10 s最大沖量均值的比較 訓練3周后3組飛行員各項指標相比差異均無統計學意義(P＞0.05，表3～4)。

2.3 第1和9次訓練時各肌群平均頸肌強度、平均10 s最大沖量均值的比較 T9組與T1組相比二者差異均有統計學意義(P＜0.05)；訓練3周各肌群的平均頸肌強度的均值的相對增長率分別為47.5％、37.3％、51.1％和47.3％，平均10 s最大沖量均值的相對增長率分別為56.5％、39.9％、59.9％和55.3％(表5～6)。

表1 訓練前不同年齡段轟炸機飛行員平均頸肌強度(N)的均值(x±s)

表2 訓練前不同年齡段轟炸機飛行員平均10 s最大沖量(N·s)的均值(x±s)

表3 訓練3周不同年齡段轟炸機飛行員平均頸肌強度(N)的均值(±s)

表3 訓練3周不同年齡段轟炸機飛行員平均頸肌強度(N)的均值(±s)

組別 例數 前屈 后伸 左側屈 右側屈N1 8 128.4±14.0 221.5±30.8 159.7±21.9 172.7±23.0 N2 8 133.3±17.6 229.1±31.2 156.2±37.0 170.4±29.5 N3 8 121.9±8.2 217.9±26.2 154.4±14.7 166.4±8.6

表4 訓練3周不同年齡段轟炸機飛行員平均10 s最大沖量(N·s)的均值(x±s)

表5 各肌群平均頸肌強度(N)訓練3周平均值對照

表6 各肌群平均10 s最大沖量(N·s)訓練3周平均值對照

3 討論

頸部損傷的潛在根源在于頸部解剖學結構特征和生理功能：斜方肌、頭夾肌和肩胛提肌是長筋膜結構，頸椎體較小、活動范圍大以及活動頻率高，棘間韌帶和項韌帶頻繁受力。頸部損傷的初期出現頸部疲勞、不適和頸痛，從而對頸肌的肌力產生影響。頸肌是維持頸椎穩定的關鍵結構，頸肌肌力的下降說明維持頸椎穩定的功能下降，即承擔載荷的能力下降。當作用于頭部的負荷超過頸部正常耐限，就可能激發頸部疼痛、肌肉痙攣乃至肌肉功能失調。軍事飛行員所處的航空動力學環境容易導致飛行員頸部損傷[1]，飛行訓練時，頭頸部姿勢和高危運動[2]，飛行加速度[3]以及頭盔及附加裝置[4]等對飛行員的頸部均有影響，這些均使其處于易于損傷的不利環境，并加重了頸部的急慢性損傷和頸椎退行性變。

目前，解決飛行員頸部損傷問題的手段包括減輕頭盔等裝備的重量、人機工效學指標的進一步優化以及限制頭部與軀干不利的相對運動、加強頸部力量訓練[5]。而后者也成為目前飛行員行之有效的預防和保護頸部損傷的措施。通過地面頸肌強度訓練能最大限度地減少飛行員頸部損傷，對提高頭頸部的快速反應能力、掌握好飛行中頭部的控制技術，具有重要的作用和軍事意義。外軍非常重視飛行員頸部肌肉的強度訓練，西點軍校[6]運用頸部訓練器對飛行員頸部進行了為期6周、每周2次的全范圍阻抗訓練，使得頸部相對強度增加56％。軍內關于頸肌訓練的研究開展較少，余紅英[7]應用NMT-Ⅰ頸肌訓練器對63例肩頸痛飛行員進行30 d、每次30 min的等張訓練，有效率達到85.7％。但是這種等張模式訓練存在安全性問題，另外其由砝碼提供負荷，也難以調整到精確的合適負荷。

既往，學者們常常把研究重點放在戰斗機飛行員，尤其是高性能戰斗機飛行員上面[8]。他們認為這類飛行員頸部長期、反復經受高載荷和高載荷增長率的作用，更易造成其頸部的急慢性損傷，因而較少關注甚至忽視轟炸機等機種飛行員。然而，2010年柳松楊等[9]對我軍1 924名飛行員頸部損傷情況的調查卻顯示轟炸機飛行員發生頸部不適和頸部疼痛的比例高居各機種之首，分別高達74.4％和28.6％，其頸部問題已經妨礙飛行工作效率，影響飛行安全。因此，本研究將重點放在轟炸機飛行員上，運用CME-1型飛行員頸肌訓練器對24例不同年齡段轟炸機飛行員進行了為期3周共9次，等長模式與CVR模式相結合的主動訓練。該訓練器將等長模式、CVR模式肌力訓練的原理和生物反饋技術應用于測試和主動訓練飛行員的頸肌強度和耐力，而CVR模式訓練使得訓練者即便在能源枯竭和乳酸生成引起肌疲勞，致使其所能發揮的肌力及運動速度降低的情況下，也能相應地自動調節訓練負荷和訓練速度。本實驗記錄并對比了訓練前后不同年齡段轟炸機飛行員頸部各肌群的頸肌強度和耐力。結果顯示，訓練前，40歲以上飛行員頸部各肌群的頸肌強度和耐力均較低，其余兩個年齡段飛行員頸部各肌群的頸肌強度和耐力無差異。訓練3周后，所有飛行員頸肌強度和耐力均有顯著提高，提高幅度在37.3％至59.9％；其中，40歲以上飛行員頸部各肌群的頸肌強度和耐力提高最多，訓練后各年齡段飛行員各方向指標均無差異。由于自身對于頸部損傷的影響以及頸肌鍛煉的重要性未能引起重視，我們不難理解隨著年齡和飛行時間的增長，尤其是40歲以上飛行員頸肌強度和耐力有降低趨勢，這也與之前相關研究提示40歲以上飛行員頸部損傷發病率較高相一致；同時我們也發現經過3周系統的頸肌訓練，飛行員尤其40歲以上組提高顯著，這也提示我們保持頸部生理健康和體育鍛煉，尤其是加強針對性的頸部強度訓練的重要性。其總影響飛行員頸部各肌群的頸肌強度和耐力的可能與其飛行日飛行時間較長，連續飛行任務多，飛行航程長，同時針對性地面鍛煉缺乏有關。相關影響因素包括飛行日留空時間、頭盔及附加裝置甚至體育鍛煉中的損傷。另外由于飛行機種的問題，運輸機飛行員自身對于頸部損傷的影響以及頸肌鍛煉的重要性未能引起重視。因此提示我們在日常生活、健康鑒定和療養中對其加強頸部健康宣教，采取相應的措施完善地面頸肌訓練機制。

由于療養時間的局限，本研究共進行了3周的地面頸肌訓練。由于飛行員軍事、體能訓練任務繁重以及飛行時間不固定，所以，較長周期的地面頸肌訓練如何在飛行部隊按時按量、有效的實施以及達到理想的頸肌強度和耐力目標后，如何維持也有待研究。

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