太極拳與健步走對老年人行走穩定性影響的比較研究

姜 娟

（沈陽體育學院武術學院，遼寧沈陽 110102）

?民族傳統體育學

太極拳與健步走對老年人行走穩定性影響的比較研究

姜 娟

（沈陽體育學院武術學院，遼寧沈陽 110102）

運用三維攝像法、圖像解析法和數理統計法，對常年分別從事太極拳和健步走運動的男性老年人常速行走的相關指標進行研究，進而比較太極拳與健步走運動對老年人行走穩定性的影響。結果:太極拳組老年人與健步走組老年人在常速行走過程中的步長、步幅、步速、步頻、步態周期，以及人體重心在一個步態周期各時相的前后、上下、左右移動的速度方面不存在顯著的統計學差異;但太極拳組老年人的髖關節、踝關節活動幅度要明顯好于健步走組老年人。結論:太極拳運動對老年人行走時擺動腿抬高的幅度，踝關節背屈能力的保持方面好于健步走運動。

太極拳;健步走;步態生物力學參數;關節角度

老年人的身體健康已經成為很多國家和政府特別關注的焦點。中國有句俗語“人老腿先老”，這句話可以理解為，人到老年，因運動系統和平衡功能的退行性變化等因素而引起的老年人下肢功能的減退。因步態穩定性降低而引發的跌倒正在成為影響老年人健康的主要問題之一，因為跌倒不僅會使老年人產生恐懼和焦慮，誘發疾病，而且還會造成腦部損傷、軟組織損傷、骨折等并發癥。

太極拳和健步走運動由于具有舒緩、平穩、運動強度可控、安全性較高、不受場地限制等優點而為老年人所青睞。太極拳與健步走都是非常注重下肢鍛煉的運動項目，對老年人的行走穩定性的衰退均能夠起到延緩的作用。然而，太極拳與健步走對老年人行走穩定性的影響是否有所不同，究竟哪一個運動更適合于老年人等卻少有研究。基于此，運用三維攝像法和圖像解析法對日常分別以太極拳和健步走為鍛煉方式，在年齡、身高、體重、鍛煉年限無顯著差異以及日常生活環境、生活習慣類似的兩組男性老年人進行了常速行走步態的分析，比較太極拳與健步走對老年人行走穩定性的影響，為太極拳與健步走運動更好地延緩老年人行走穩定性的衰退，維持老年人的平衡能力，減少跌倒的幾率，提高老年人的生活質量以及減少醫療開支等找尋更佳的運動方式。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

通過問卷調查與訪談，確定了沈陽市和平區南十社區陽春園太極拳健身輔導站習練太極拳男性老年人10名和經常在陽春園內進行健步走運動的男性老年人（以下稱健步走組）10名（表1）為受試者，兩組老年人除有規律地參加太極拳和健步走運動外無其他規律性的鍛煉活動，無中樞神經問題以致影響平衡能力和步態特征，并且近3個月以來未服用對中樞神經產生影響的藥物，無髖、膝、踝關節疾病。兩組受試者的文化程度相當，生活環境、生活方式類似。

表1 研究對象簡況（N=20）

1.2 研究方法

1.2.1 三維攝像法 在步行通道周圍架設2臺攝像機（SONY），1臺在受試者的正前方8.54米處，1臺在受試者的正左側面8.96米處，2臺攝像機主光軸成90°同步拍攝，頻率50Hz，平滑系數取10，同時記錄受試者常速步行圖像。具體步驟為，向受試者說明測試目的與方法，使其充分理解并合作;要求受試者穿輕便運動鞋，按平時習慣自然行走;粘貼標志點;先拍受試者靜止站立位圖像，然后拍攝自然行走圖像。

1.2.2 圖像解析法 運用愛捷解析系統（APAS）對圖像進行解析，從拍攝的視頻中，通過尋找圖像同步點剪切每個受試者行走過程中的一個完整的步態周期，先對框架的8根桿上面的25個點進行標定，然后再標定受試者圖片，即對剪輯好的每位受試者的一個步態周期的正面和側面畫面，總計2 600余張圖片中受試者的左右側足、踝、髖、肩、肘、腕、手等16個部位以及1個標志點進行打點標定，再通過數據轉換將打點標定的兩個二維數據文件轉化合成為三維文件，然后通過數據平滑和過濾，得到需要的數據，依據相關計算方法轉換成位移、角度、速度等運動學指標，最后將數據導出。

1.2.3 數理統計法 運用SPSS 17.0統計軟件對所得數據進行統計處理，結果以均數±標準差表示，組間樣本采用獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為差異顯著性水平，以P＜0.01為差異非常顯著性水平，數據統一保留到小數點后兩位。

2 結果與分析

正常步行并不需要思考，然而步行的控制十分復雜，包括中樞命令、身體平衡和協調控制，涉及足、踝、膝、髖、軀干、頸、肩、臂的肌肉和關節協同運動［1］。步態是人類步行的行為特征。步態是指人在步行運動過程中的姿態，步態受到人體解剖結構、生理功能、運動控制能力和心理狀態等多種因素的影響［2］。步態與年齡有關，隨著年齡的增長，平衡功能下降，下肢肌肉的機能性衰退，步態的相關指標都會發生非良性變化，從而影響老年人在正常行走過程中的穩定性，尤其是在步行過程中遇到非正常情況時，老年人跌倒連帶發生其他病變（如骨折）的幾率明顯多于年輕人。一般來講，老年人步態的運動學特征表現為髖關節的過伸度減小、膝關節屈曲度增大和踝關節背伸度增大、環屈曲度減小，腿前伸足著地時踝跖屈、屈膝等動作緩慢，雙支撐時間加長，從而導致步長變短、步速減慢，足上抬高度降低、踝關節穩定性減弱等等，所以，老年人在行走時，一般較為普遍地表現出“拖拉”或“蹭著走”的現象［3］。

2.1 兩組老年人步態生物力學參數比較

人的步態，不僅可以從側面反映出人的某些生理特征，還可以對下肢、關節、肌肉和韌帶的正常度做出客觀的評價。步態的時間和空間參數包括步長、步幅、步速、步頻、步態周期、步態時相等。行走時左右足跟或足趾之間的縱間距離稱為步長。從表2可以看出，兩組老年人在常速行走過程中，太極拳組的平均步長是72.31cm，健步走組的平均步長是70.50cm。從結果來看，太極拳組的步長要稍稍大于健步組，但經獨立樣本T檢驗后發現（P=0.65，P＞0.05），兩組步長不存在顯著性差異。步幅為同一側足跟或足趾間兩次著地之間的距離。太極拳組步幅均值為144.63cm，健步走組步幅均值141.00cm，獨立樣本T檢驗結果P=0.65，表明兩組老年人在步幅上的差異不顯著。步速是指步行的平均速度。在評定步態的參數中，步速是一個常用的評價指標，可以較好地反映被測試者行走功能的變化，簡單、實用，且有較好的信度和敏感性［4］。步頻是指單位時間內所行進的步數。步態周期是指行走時，從一側足跟著地起到該側足跟再次著地為止所用的時間［5］。通過對太極拳組和健步走組的步速、步頻、步態周期3個指標測試數據的獨立樣本T檢驗（P=0.91、P=0.84、P=0.83，P ＞0.05）表明，太極拳組老年人與健步走組老年人在步速、步頻、步態周期方面不存在顯著性差異。

表2 兩組老年人步態生物力學參數對照（N=20）

根據腿部動作的特征，在一個步態周期中，可以分為支撐階段和擺動階段［1］，分別稱為站立相和擺動相。支撐階段包括5個環節，依次為足跟著地、足掌著地、支撐中期、足跟離地、足趾離地。擺動階段則包括2個環節，即經加速期至擺動中期，再經減速期終止于足跟著地。支撐時間的長短與行走速度密切相關，速度越快，站立所占的時間越短［6］。為了進行較為深入的分析，本研究又進一步對兩組老年人步態周期不同階段的時間及所占百分比進行了比較（表3）。從表3中以可以看出，太極拳組老年人站立相的平均時間是0.69s，占一個步態周期的67.65%。健步走組老年人站立相的平均時間是0.70s，占一個步態周期的67.55%，通過對兩組老年人站立相的平均時間及所占百分比的均值進行T檢驗發現（P=0.67、P=0.96，P＞0.05），不存在顯著的統計學差異。從擺動相來看，太極拳組擺動相的時間均值為0.34s，健步走組擺動相的時間均值為0.35s，分別占一個步態周期的33.15%和33.68%，經獨立樣本 T檢驗P=0.89（P＞0.05），差異不顯著。由此可知，太極拳組與健步走老年人在步態周期的支撐時間和擺動時間方面均不存在顯著性差異。

表3 兩組老年人步態周期階段對照（N=20）

2.2 兩組老年人行走時下肢關節角度參數的對比

人在步行時，最顯著的運動是髖、膝、踝關節的屈和伸。行走時，兩下肢的各關節在矢狀面上的角度變化是步態分析的重要參數［2］。髖關節角度值反映腿向前擺動過程中，大腿與軀干之間的夾角，值越小表明大腿抬得越高;膝關節角度值反映行走中大小腿折疊的程度，值越小說明大小腿折疊越大;踝關節角度值反映行走中腳背抬起的程度，值越小表明腳背抬起越大［7］。本研究獲取了兩組老年人一個步態周期中的左腳著地、左腳離地、右腳著地、右腳離地時相的左右髖、膝、踝關節的角度進行比較。從表4～7中可以看出，太極拳組和健步走組老年人在左腳著地時相、左腳離地時相、右腳著地時相、右腳離地時相的左右踝、膝、髖關節的角度呈現出一定的規律性。左腳著地時，太極拳組老年人的左踝、右髖關節角度均值分別為106.7°、81.04°，健步走組老年人左踝、右髖關節角度均值分別為117.34°、86.44°，經統計學檢驗發現兩組數據呈現顯著性差異（P＜0.05）。左腳離地時，太極拳組老年人右踝、左髖94.86°、160.07°，健步走組老年人右踝、左髖關節角度均值分別為99.06°、172.68°，經獨立樣本T檢驗表明，兩組數據具有顯著性差異（P＜0.05）。右腳著地時，太極拳組老年人右踝、左髖關節角度均值分別為113.74°、82.50°，健步走組老年人右踝、左髖關節角度分別為關節角度均值分別為121.02°、89.6°，經統計學檢驗發現兩組數據呈現顯著性差異（P＜0.05）。右腳離地時，太極拳組老年人的左踝、右髖關節角度均值分別為89.18°、158.26°，健步走組老年人的左踝、右髖關節角度均值分別為96.85°、170.89°，經獨立樣本T檢驗表明，兩組數據具有顯著性差異（P＜0.05）。兩組老年人的左右膝關節在各時相的角度均無顯著性差異（P＞0.05）。

通過對太極拳組和健步走組老年人的左右腳著地、離地4個時相的踝、膝、髖關節角度的比較，可以看出，太極拳組老年人的踝、髖關節在左右腳著地、離地4個時相的角度均明顯小于健步走組老年人。上述結果表明，太極拳組老年人在行走的過程中，大腿抬起的高度，腳背抬起的程度要明顯優于健步走組老年人。兩組受試者膝關節角度在各時相的比較說明，太極拳組和健步走組老年人在行走過程中，大小腿折疊的程度基本相同。

表4 兩組老年人左腳著地時相各關節角度對照（N=20）

表5 兩組老年人左腳離地時相各關節角度對照（N=20）

表7 兩組老年人右腳離地時相各關節角度對照（N=20）

2.3 兩組老年人行走時重心移動速度比較

人體重心位于第二骶骨前緣，兩髖關節中央。行走時人體重心不僅在前后方向，而且在垂直方向、左右方向上不斷改變著位置和速度，其中，身體重心在前后方向、垂直方向的速度變化與各關節及其活動肌的力學狀況有密切關系［8］。在常速行走等直線運動中，人體重心的位置及變化速度最小，在快速直線行走、常速弧線行走以及慢跑等運動中，人體重心變化的位置及速度都要比常速行走時的幅度要大，在人體體位姿勢發生較大變化的情況下，重心變化的范圍就會更加明顯，甚至有時還會超出人體。人體重心的變化幅度對于人的正常站立、行走以及各種運動都至關重要，當重心幅度變化過大時，人就容易失去平衡，如果中樞神經系統反應滯后，或運動系統的協同運動不足，不能及時地將人體重心調整回到原范圍內或重新建立平衡，很有可能因為不能及時恢復平衡而出現跌倒的現象。因本文研究的是老年人平地常速行走的狀態，不涉及人體重心幅度移動過大的現象，所以對兩組受試者重心移動幅度沒做對照。再者，人體重心變化的速度對人體維持自身的穩定也有較大的影響。重心變化速度越快，表明重心移動越劇烈，相對來說維持平衡的難度就更大。為此，本研究對兩組老年人的身體重心在各個時相的速度變化情況進行了對比。從表8來看，在常態行走過程中，太極拳組和健步走組老年人的人體重心在左腳著地時相、左腳離地時相、右腳著地時相、右腳離地時相的前后、上下、左右的移動速度均不存在顯著性差異，P值在0.10～0.46之間（P＞0.05），即太極拳組與健步走組老年人在常態行走時的身體重心移動速度基本一致。

表8 兩組老年人左、右腳著地、離地時相的重心速度對照*（N=20）

2.4 兩組老年人測試結果差異的原因分析

通過上述對太極拳組和健步走組老年人常速行走時的步態生物力學參數，各時相的髖、膝、踝關節角度，以及人體重心在各時相的移動速度的比較可以看出，兩組受試者在步長、步幅、步速、步頻、步態周期，各時相的膝關節角度，人體重心的前后、上下、左右移動的速度方面均無統計學差異，表明太極拳運動和健步走運動對于老年人常態行走時的上述指標的影響基本一致。但兩組受試者在常態行走各時相的髖、踝關節角度卻呈現出顯著的統計學差異，具體為，左腳著地、離地時相的左踝、右髖，右踝、左髖關節角度，右腳著地、離地時相的右踝、左髖，左踝、右髖關節角度，并且太極拳組上述關節角度明顯小于健步走組老年人，這與太極拳、健步走運動方法的不同有很大關系。

太極拳和健步走均是尤其強調下肢運動的項目，但在技術特點上卻有所不同。健步走的技術特點是上體自然直立、兩臂自然下垂、挺胸、抬頭、兩眼平視，一腿屈膝前擺下壓，小腿順勢前擺，以足踵著地，向前滾動緩沖至身體重心移至前足掌，當身體重心移過前足掌后開始后蹬，兩腿交替重復，兩臂自然前后擺動［9］。在健步走過程中，不要求過分屈膝以明顯降低人體的重心，不要求有明顯的單腿支撐體重的時相，因此，健步走這種雙腳負重行為，使得關節部位承受壓力不大，但經常行走能夠增強人體下肢的肌力和關節、韌帶的柔韌性，尤其通過不斷地抬腿過程，使得髖關節和膝關節得到持續的刺激，活動的幅度得到加強，有利于維持下肢關節的靈活性及穩固性［1］。

太極拳是一種輕靈、柔和、緩慢的拳術［10］，在行拳過程中要求上體自然中正、含胸拔背、眼隨手動，在屈膝以降低重心的狀態中，兩下肢要歷經單獨、共同、再單獨支撐體重的過程，上肢隨同做出相應動作。在太極拳運動中，人的單腿負載體重的時間要比人在正常行走時單腿支撐體重的時間要長。太極拳的這種動作方法在速度上遠不及健身走，但由于太極拳運動中特別強調在人體重心降低的前提條件下，單腿較長時間地承載身體的重量，因此，緩慢的太極拳練法中也有較大的運動量。腿部在太極拳的走勢中時時負重，這對于腿部肌肉力量尤其是股四頭肌和小腿三頭肌力量的增強，膝、踝關節承受能力的提高等要強于健步走運動。

在太極拳練習時，由于人體重心的降低，下肢在比健步走過程中承載較大負荷的同時，還要帶領足部離地前行。太極拳家們強調“腰似車軸”［11］，即在步法變換過程中，要求以腰先微微左右轉動，帶動股骨近端較大幅度的上下、左右、前后運動，進而再帶動下肢近端、遠端的更大幅度的協同運動。以一個完整的太極步法為例，由開立步起，兩腿微屈，右腳外撇;腰微左轉，左髖向上、左、下轉動，重心前移，帶動左腳前行踏實，右髖、膝要充分伸展，成左弓步;重心后移，左髖繼續左轉，帶動左腳外撇，重心前移，右髖向左、上、下轉動，帶動右膝、右踝向左腳處前行，然后，右髖向右、上、下轉動，帶動右腳前行踏實，左髖、膝要充分伸展，成右弓步。在這個過程中，因為人體重心處于較低的狀態，人的髖關節的動作幅度要明顯大于健步走運動，否則將難以使下肢完成動作。不僅如此，在太極步法中，由于需要有重心后移的過渡動作，就使得髖關節活動的頻次明顯多于健步走運動，而且重心后移，對髖關節上下活動幅度的增大具有明顯的作用，加之成弓步時，要求后腿髖、膝充分伸展，又進一步增大了髖關節的活動幅度。在常速行走過程中，人體下肢的髖關節同樣也在進行著屈、伸、內收和外展的動作，在太極拳的全部動作中，髖關節在前進的路線上進行著要比正常行走時的頻次要多、幅度、負荷要大的屈、伸、內收和外展動作。上述可能就是太極拳組老年人的髖關節在各時相的角度均明顯小于健步走組老年人，即太極拳組老年人髖關節上抬的高度要明顯好于健步走組老年人的緣由。

太極行拳過程中，下肢足部的左旋右轉、外展和內扣、提起和下落等，極為有利地活動了踝部關節，再者，足部落地的一般順序是（跟步、退步、側行步、碾步、插步等除外），足尖由自然下垂變為上翹，然后足跟—腳掌—腳趾依次落地。足跟首先著地，踝前方肌肉保持稍長時間的背屈，接著發生緩速的跖屈，起制動調節作用的小腿三頭肌收縮、股四頭肌進行緩慢的退讓收縮，控制重心的移動。太極拳的動作速度比正常行走時的速度要慢，人體重心比正常行走時的重心要低，而且在太極走架的絕大部分動作中，非支撐腿落地時一定要腳跟先落地，腳背上翹，然后再慢慢過渡到腳掌、腳趾，并且落地要輕，而不能如同人在正常行走時，在擺動腿的腳落地前，人體重心已經明顯前移，而且腳跟著地到腳趾著地的過程較快，尤其是一些老年人，甚至表現出整個腳底幾乎同時平行落地的現象，而這在太極拳練習的過程中是絕對不允許的。這可能就是太極拳組老年人在行走各時相踝關節角度小于健步走組老年人，即習練太極拳的老年人的踝背屈的能力要好于健步走組老年人的原因所在。

3 結論

1）太極拳組老年人與健步走組老年人在常速行走過程中的步態生物力學參數（步長、步幅、步速、步頻、步態周期）測試結果的比較中不存在顯著的統計學差異，表明太極拳運動與健步走運動對于老年人的步態生物力學指標的影響效果基本相近。

2）對太極拳組與健步走組老年人常速行走時下肢各關節角度參數的對比表明，太極拳組老年人的髖關節、踝關節活動幅度要明顯好于健步走組老年人，即太極拳運動對老年人行走時擺動腿抬高的幅度，踝關節背屈能力的保持方面要好于健步走運動。

3）在步態各時相，太極拳組老年人與健步走組老年人的人體重心在前后、上下、左右移動的速度無顯著性統計學差異，表明太極拳運動與健步走運動對于老年人重心移動速度的影響基本一致。

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Effects of Taijiquan and Vigorous Walking on Walking Stability of the Elderly

JIANG Juan
（Wushu School，Shenyang Sport University，Shenyang 110102，Liaoning，China）

By the method of three－dimensional camera technology，video analysis and statistics to compare the relative indexes of normal walking between the elderly who take part in Taijiquan and vigorous walking every year.Results:the step length，stride，speed，frequency，period and the moving speed of the body center of gravity along the front and rear，up and down，left and right during the different phases hadn’t significant difference between Taijiquan and the vigorous walking groups.Taijiquan groups were better than vigorous walking groups at the range of hip and ankle joint.Conclusion:Taijiquan was better than vigorous walking to keep the raising range of leg and the ability of ankle dorsiflex for the elderly.

Taijiquan;vigorous walking;gait biomechanical parameter;joint angle

G852.11

A

1004－0560（2012）04－0122－04

2012－03－14;

2012－04－13

2011年遼寧省高等學校杰出青年學者成長計劃（WJQ2011048）。

姜 娟（1973－），女，副教授，博士，主要研究方向為太極拳健身文化、民族民間體育文化與教育。

責任編輯:喬艷春