主被動訓練模式下高性能戰機飛行員頸肌強度訓練效果觀察

陳曉健 夏凌 李交杰 張帆

主被動訓練模式下高性能戰機飛行員頸肌強度訓練效果觀察

陳曉健 夏凌 李交杰 張帆

目的 觀察主被動訓練模式下飛行員頸肌強度訓練效果。方法 對60名高性能戰機飛行員隨機分成主動組和被動組，每組各30例。主動組利用CME-1型飛行員頸肌訓練器進行主動訓練，被動組利用綜合訓練器進行被動訓練。各組隔日行10次訓練后評定效果。結果 參訓完成率、頸肌強度增長、頸肌耐力增長以及訓練舒適度等方面，主動組均優于被動組。結論 主動訓練不僅可明顯增強頸肌強度，提高頸肌耐力，且飛行員配合度高，訓練安全有效，對飛行員身體鑒定和挖掘飛行潛能有著重要的意義。

主被動訓練；飛行員；頸肌強度

隨著我軍主戰機型更新換代，戰機向著大載荷、長航程和高機動方向快速發展。在飛機綜合性能快速提高的同時，飛行員高載荷和高載荷增長率引起頸部損傷的發生率也呈現上升趨勢，特別是在高性能戰機飛行員中尤為突出，由此造成的非戰斗減員日益引起重視。本研究旨在通過測試我軍高性能戰機飛行員頸部前、后、左、右側各肌群強度，觀察其在主被動頸肌強度訓練模式下的訓練效果，并對數據進行統計對比，探討在飛行員療養期間有效提高我軍飛行員頸肌強度的手段。

1 對象與方法

1.1 對象 被試為2012-06—12來院健康療養的高性能戰斗機飛行員60名，均為男性，年齡26～43歲，飛行總時間為980～2 200 h。平素身體健康，堅持體育鍛煉，本次體檢鑒定均為飛行合格，訓練前無頸部不適。隨機分為主動組和被動組，各30例，兩組年齡無顯著性差異。

1.2 設備

1.2.1 測試和主動訓練設備 采用空軍航空醫學研究所研制的CME-1型飛行員頸肌訓練器，可測荷重范圍：0～500 N，精確度：±1 N，角度測定范圍：±45°。

1.2.2 被動訓練設備 采用制式配發的舒華SH-4105型五人站綜合訓練器頸肌訓練部分。

1.3 方法

1.3.1 頸肌測試方法 測試對象端坐在頸肌訓練器的訓練座椅上，調節座椅高度，使第7頸椎棘突對準角位傳感器中心，頭部處于0°中立位，固定環固定頭部，雙小腿懸空，避免下肢用力影響測試結果。測試開始，囑測試對象按規定的方向盡量用力等長測試10 s，間歇休息10 s，共測試10次。休息10 min后進行下一個方向的測試，直至四個方向測試結束。記錄每個測試對象各肌群10次測試的最大肌力(peak neck muscle strength，PNMS)及10次最大肌力的均值(mean neckmuscle strength，MNMS)，各組訓練周期前后均測試一次。記錄每次前、后、左、右肌群的峰值肌力均值、峰值總沖量均值并進行自身前后比較。

1.3.2 被動訓練方法 訓練方法按《蘇二七飛行人員專項體能訓練教材(2001)》相關頸肌訓練方法實施。參訓者取坐位，調整滑輪高度到眼水平。固定頭套后分別做頸后拉、左側屈、右側屈的練習。訓練共3周，頸后拉的初始重量為13 kg，左、右側屈的初始重量為8 kg，每周二、四、六上午訓練。每次每個方位練習3組，每組8～12次，組間休息30～180 s。頸后拉的重量每周增加1 kg，左、右側屈的重量每周增加0.5 kg。囑飛行員訓練時用力均勻、動作緩慢，全過程肌肉收縮和復位用力，使頸部的斜方肌、骶棘肌和胸鎖乳突肌得到充分鍛煉；訓練遵循循序漸進的原則，防止運動損傷，運動前充分做好頸部肌肉、韌帶的準備活動；訓練后做好放松、整理和按摩活動。

1.3.3 主動訓練方法 采用CME-1型頸肌訓練器進行為期3周共9次頸肌訓練。3次/周，分別在周一、三、五上午進行，每周三即第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的頸部放松熱身運動。等長訓練時前、后、左、右各肌群強度測試均在正中位，最大等長訓練10 s/次，間歇休息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，各方向訓練間歇休息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。

1.5 觀察指標 不同訓練模式下飛行員參訓完成率；不同訓練模式下飛行員頸肌強度增長比較；不同訓練模式下頸肌耐力增長比較；不同訓練模式下飛行員訓練舒適度比較。

2 結果

2.1 飛行員參訓完成率的比較 主動組2名飛行員因頸部不適退出訓練，經休息1 d后不適緩解，未出現訓練傷，參訓完成率為93.3%；與此相比，被動訓練組有5名飛行員因頸部不適退出訓練，且有2名因頸肌用力過度拉傷造成訓練傷予以理療，參訓完成率為83.3%。主動組在參訓完成率方面明顯優于被動組(表1)。

2.2 飛行員頸肌強度增長比較 頸肌強度以測試中各方位10次中的最大肌力均值±標準差(±s)進行統計。平均最大肌力是飛行員在頸肌測試中每次用力肌肉收縮的最大值的總和除以訓練次數所得到的平均值，可直觀、簡易地反映整個訓練過程頸部肌肉收縮的用力情況，是頸肌強度的代表性指標。主動組在訓練后各方向肌力增長高于被動組，其差異有統計學意義，以后伸方向肌力增長更為明顯(表2)。

2.3 飛行員頸肌耐力增長比較 頸肌耐力以各方位10次測試中每次最大沖量均值±標準差(±s)表示，平均10 s最大沖量是在訓練過程中，選用受訓飛行員肌力最大的一次數值與肌力的作用時間乘積，是描述力的時間累積效應的物理量，沖量是過程量，與時間相對應，其數值的高低主要反映飛行員頸肌耐力水平。雖然飛行員在進行頸肌主被動訓練后均提高了平均10 s最大沖量，但主動訓練在提高程度方面優于被動訓練，其差異有統計學意義(表3)。另外，前區肌群耐力明顯低于其他肌群，這可能和前屈肌群肌肉數量較其他方向肌群少有關。

2.4 訓練舒適度比較 訓練舒適度是指飛行員在每次訓練結束5 min后對訓練過程中的主觀舒適度進行評定。規定將頸部疼痛、不能忍受評為1分，將頸部舒服、非常放松評為10分，取其每組算術平均值。得分越高代表群體對訓練的適應性越好。無論主動還是被動頸肌訓練，飛行員對其舒適度評價都呈“淺碟型”分布，但全過程中，主動組的得分均高于被動組，其訓練舒適度及對訓練的認可明顯高于被動組(表4)。

表1 高性能戰機飛行員頸肌訓練參訓情況比較(n)

表2 高性能戰機飛行員各方向的平均最大肌力均值比較

表3 高性能戰機飛行員各方向的平均10 s最大沖量

續表3 高性能戰機飛行員各方向的平均10 s最大沖量

表4 高性能戰機飛行員訓練后舒適得分觀察

3 分析

隨著我軍新軍事變革不斷深入，飛行訓練向實戰化不斷靠近，飛行員長期暴露于高G值和高G增長率的環境中，然而人體頸椎的解剖學特點和頸部肌肉相對薄弱，導致頸部容易發生急慢性損傷和退行性病變。加之受制于戰機人-機界面的局限，飛行員在做空戰動作及對地攻擊時，需要不時地扭頭掃視儀表和地面標志物，使頸部肌肉承受載荷增加[1]。加之艦載機已裝備部隊，在起飛和著陸時頭頸部缺少束縛，故飛行員在X軸(前后軸)方向上所受載荷遠高于平時，故極易造成頸部急慢性損傷。劉紅巾等[2]對2003—2008年空軍總醫院180例戰斗機住院飛行員飛行不合格的疾病資料進行分析，結果顯示頸腰椎病是停飛的重要原因。

目前各國軍事機構對飛行員頸肌損傷的預防和治療進行了深入研究。目前解決方法無非4種：減輕頭部負荷、優化界面設計、加裝支持裝置、頸肌強度訓練。Coakwell[3]綜述了生物醫學、工效學、矯形外科學、神經病學、康復醫學、航空航天醫學等領域的文獻，認為增加的中軸壓縮力和獨特的生物力學的聯合作用造成了高性能戰機飛行員的頸部損傷，綜合措施的應用可以減少頸部損傷，尤其是特定的加強的頸部肌肉訓練。美國、芬蘭、瑞士、澳大利亞等國家的飛行員都很重視頸部肌肉的強度訓練[4-6]，Burnett運用兩種不同的方法進行了10周的頸肌強度訓練，結果顯示，較好的一組前屈、后伸、左右側屈肌群等長肌力分別提高了64.4%、62.9%、53.3%、49.1%[7]。

我軍同樣非常重視高性能戰斗機飛行員的頸肌訓練，很多學者在此方面進行研究。當前頸肌強度訓練方法主要集中在兩個領域：飛行員主動訓練和器械被動訓練。被動訓練指的是受試者用力抵抗外界所施加的力量從而鍛煉肌肉強度。此種頸肌訓練由于其設備簡單而廣為應用，我軍曾將此種訓練列入飛行員體能訓練大綱，其訓練設備也被列裝。武漢東湖療養院的高永喜等[8]應用自制的NMT-1型頸肌訓練器對飛行員進行被動頸肌訓練，取得了較好的效果。此種訓練屬于等張模式，阻力由砝碼提供，阻力大小能精準控制，但這種模式很難根據飛行員個體差異進行個體化調整，飛行員只是根據既往經驗被動地接受訓練，訓練強度難以實時調整，同時也存在安全隱患。主動訓練是指受試者自主發力使訓練器械產生位移或使力感受器承受相應的壓強，在國內頸肌訓練領域尚無報道。本文使用的CME-1型飛行員頸肌訓練器首次將等長訓練、可變阻力和可變速度肌力訓練的原理和生物反饋技術應用于飛行員頸肌訓練，采用傳感技術、計算機數據處理和記錄、視覺反饋和聲反饋技術，提高頸肌訓練的興趣，加速頸肌強度訓練的效果，是用來主動訓練和測試頸肌強度的專用設備[9]。本研究觀察主動訓練和被動訓練這兩種不同的訓練模式的訓練效果，從高性能戰機飛行員頸肌強度、頸肌耐力頸肌訓練傷的發病情況以及訓練舒適度這四個角度進行綜合比較分析。結果顯示，無論是在提高飛行員頸肌強度和頸肌耐力方面，還是在降低頸肌訓練傷發病率及提高訓練舒適度角度，利用CME-1型飛行員頸肌訓練器進行主動頸肌訓練效果遠遠高于利用綜合訓練器進行的被動訓練。主動訓練不僅可明顯增強頸肌強度，提高頸肌耐力，且飛行員配合度高，訓練安全有效，對飛行員身體鑒定和挖掘飛行潛能有著重要的意義，建議在作為飛行員療養期間的醫學鑒定訓練項目加以推廣。

[1]成海平，柳松楊，俞夢孫.頸肌強度訓練對預防加速度致飛行員頸部損傷的作用[J].中國臨床康復，2005，9(12)：204.

[2]劉紅巾，徐先榮，程軍，等.2003—2008年殲擊機飛行員飛行不合格疾病譜分析[J].中華航空航天醫學雜志，2009，20(3)：173.

[3]Coakwell MR，Bloswick D，Moser R.High-risk head and neck movements at high G and interventions to reduce associated neck injury[J].Aviat Space Environ Med，2004，75(1)：68.

[4]Ang B，Linder J，Harms-Ringdahl K.Neck strength and myoelectric fatigue in fighter and helicopter pilots with a history of neck pain[J].Aviat Space Environ Med，2005，76(4)：375.

[5]Netto KJ，Burmett AF.Neck muscle activation and head postures in common high performance aerial combat maneuvers[J].Aviat Space and Environ Med，2006，77(10)：1049.

[6]Netto KJ，Burnett AF，Coleman JL.Neck eaercise compared to muscle activation during aerial combat maneuvers[J].Aviat Space Environ Med，2007，78(5)：478.

[7]Burnett AF，Naumann FL，Price RS，et al.A comparison of training methods to increase neck muscle strength[J].Work，2005，25(3)：205-210.

[8]高永喜，熊萬喜，孟憲勇，等.NMT-1型頸肌訓練器的設計與研究[J].民航醫學，2006，16(2)：11.

[9]成海平，王致潔，柳松陽，等.NSE-1飛行員頸肌訓練器的研制及其應用[J].生物醫學工程學雜志，2011，28(2)：387-389.

1005-619X(2015)08-0818-04

10.13517/j.cnki.ccm.2015.08.014

310007空軍杭州航空醫學鑒定訓練中心

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2014-12-15)