伸展練習(xí)改善老年人步態(tài)研究

馬 慶，胡秀娟

(1.集美大學(xué)體育學(xué)院，福建廈門361021;2.華北電力大學(xué)，北京102206)

老年人由于身體各系統(tǒng)的衰老而導(dǎo)致每天完成日常任務(wù)的能力下降。衰老過程的顯著標(biāo)志包括肌肉力量與肌腱單位收縮的運(yùn)動(dòng)功效逐漸減小。［1，2］這些變化可能改變個(gè)體控制部分或整個(gè)身體的能力，從而影響個(gè)體的步態(tài)。［3-5］隨著年齡的增加，步態(tài)功效的下降似乎是一種不可避免的結(jié)果，伸展練習(xí)被推薦用于降低臀部彎曲收縮、增加臀部和骨盆的活動(dòng)范圍，從而達(dá)到提高步態(tài)的成績。減少老年人跌倒發(fā)生。

本研究的目的通過實(shí)驗(yàn)的方法，測定是否四周16次集中的下肢伸展訓(xùn)練可以改變老年人的步態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。了解這些參數(shù)變化可以幫助醫(yī)療機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有益于提高老年人相應(yīng)功能能力鍛煉計(jì)劃。同時(shí)為老年人提供提高步態(tài)穩(wěn)定性的有效方法。

1 研究方法

1.1 研究對(duì)象

30位健康老年婦女自愿參加本研究伸展訓(xùn)練，受試者隨機(jī)分成2組，15個(gè)受試者(年齡=67.9±3.2 years，BMI=25.1±4.2)被分派到實(shí)驗(yàn)組，15個(gè)受試者(年齡=67.4 ±2.9 years，BMI=25.7±3.0)被分派到控制組。所有受試者都通過醫(yī)學(xué)體檢篩選適合參加本研究實(shí)驗(yàn)，如無骨關(guān)節(jié)炎、下肢后面疼痛。受試者在本研究實(shí)驗(yàn)前12個(gè)月內(nèi)沒有進(jìn)行定期的身體活動(dòng)。用the Baecke調(diào)查問卷確定受試者每天的身體活動(dòng)水平，發(fā)現(xiàn)每個(gè)受試者的每天的身體活動(dòng)水平無顯著差異。所以隨機(jī)分成兩組無實(shí)驗(yàn)偏差。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)組的受試者進(jìn)行每周3次，8周身體伸展練習(xí)，控制組的受試者在這段時(shí)間不進(jìn)行任何特種的身體練習(xí)。所有的受試者在這段時(shí)間不允許參加其他任何身體練習(xí)計(jì)劃或改變身體功能的活動(dòng)。

訓(xùn)練計(jì)劃:實(shí)驗(yàn)組受試者參加24次伸展訓(xùn)練。開始伸展練習(xí)前，受試者在實(shí)驗(yàn)室步行5分鐘進(jìn)行熱身，［17］然后，受試者按照順序進(jìn)行以下訓(xùn)練，伸展臀部伸肌的動(dòng)作是受試者(俯臥)(兩腳同肩寬伸直、兩臂膊向上伸直)四肢同時(shí)向背部用力彎曲關(guān)節(jié)。伸展臀部屈肌的動(dòng)作是受試者側(cè)臥，觸墊子大腿向前伸展在臀部水平位(與上身呈90度，另一腿伸直不動(dòng))，接著此大腿彎曲膝盡量向上身靠攏使臀部關(guān)節(jié)過度伸展。伸展踝部足底屈肌的動(dòng)作是受試者仰臥，兩腿伸直抬起與地面呈45度角，此時(shí)足踝關(guān)節(jié)盡力背屈。以上每個(gè)伸展動(dòng)作間隔重復(fù)4次，每次維持60 s。［18，19］坐地扳腳:坐在地上，用雙手牢牢扳住一只腳(前腳掌)并將腿跟向前伸展，直到跟腱產(chǎn)生牽拉感，靜力保持這一姿勢。(每側(cè)肢解每個(gè)動(dòng)作伸展共240 s)伸展練習(xí)在不同的部位交替進(jìn)行，最后，使用小強(qiáng)度的PNF收縮一對(duì)抗一放松一收縮的方法進(jìn)行髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)處伸展練習(xí)。受試者最初有不舒服的感覺，間隔時(shí)間因人而定，受試者認(rèn)為可以接受下一個(gè)伸展練習(xí)為宜。靜力動(dòng)作的選擇是通過文獻(xiàn)描述最適合老年人的普通的伸展練習(xí)。［20，6］

在8周身體伸展訓(xùn)練前、后分別對(duì)所有受試者進(jìn)行靜態(tài)運(yùn)動(dòng)范圍和步態(tài)參數(shù)測試評(píng)價(jià)。

1.3 數(shù)據(jù)采集

步態(tài)分析通過及時(shí)測定4周干預(yù)訓(xùn)練前、后的空間步態(tài)表現(xiàn)。在試驗(yàn)室受試者赤腳在他們首先選定速度的一條限定跑道上行走。行走的步態(tài)用4架數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(JVC，GR-D250)以60 Hz的頻率取樣。圓點(diǎn)標(biāo)志標(biāo)注在身體的右側(cè)(前面較高點(diǎn)髂骨頂峰，大骨轉(zhuǎn)子中心點(diǎn)，大腿骨側(cè)面外上髁，腓骨踝，第五跖趾關(guān)節(jié)與后面跟骨突出點(diǎn)連線中點(diǎn))，且使用特定的軟件(Simi Motion，version 6.1)對(duì)以上標(biāo)識(shí)進(jìn)行數(shù)字化。來自4臺(tái)攝像機(jī)的數(shù)字化圖像，以及重新產(chǎn)生的三維數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)換成直線的)。圖1描述的是一個(gè)標(biāo)有標(biāo)注、部分和關(guān)節(jié)的生物力學(xué)模型。關(guān)節(jié)中點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)末端用來決定伸展練習(xí)前、后的步態(tài)變量。

圖1展示的是解剖標(biāo)示(點(diǎn))圖像，ASIC=前髂骨頂部(L=左;R=右);TROC=大骨轉(zhuǎn)子。LAEF=側(cè)大腿骨上髁;MALE=腓骨踝;META=第五腳趾關(guān)節(jié)中心;CALC=后跟骨最突出點(diǎn);LPT=側(cè)骨盆傾斜度;APT=前骨盆傾斜度。

圖1 解剖標(biāo)示圖

8周內(nèi)，所有受試者的臀部與踝關(guān)節(jié)的靜態(tài)活動(dòng)范圍被攝影。標(biāo)記標(biāo)注在大骨轉(zhuǎn)子、股骨側(cè)上髁、腓骨踝、右側(cè)第五跖趾關(guān)節(jié)和左側(cè)的脛骨踝，這些標(biāo)記可以用來量化從開始至最后各關(guān)節(jié)逐漸緩慢的伸展變化。當(dāng)右腿最大可能向前伸展時(shí)，且左側(cè)大腿發(fā)生最大補(bǔ)償性后伸時(shí)，臀部運(yùn)動(dòng)伸展范圍被評(píng)估。臀部運(yùn)動(dòng)彎曲范圍使用Thomas測試，這是一種流行的方式，通過垂直-向前二維來量化臀關(guān)節(jié)收縮。踝足底的運(yùn)動(dòng)彎曲范圍在下肢旋后的位置被評(píng)估。

兩個(gè)連續(xù)的與地面接觸的單側(cè)腳后跟被定義為一個(gè)步態(tài)周期，時(shí)間標(biāo)示按照0–100%規(guī)格。按照以上方法，所有受試者右腿3個(gè)步態(tài)周期的平均參數(shù)被計(jì)算，得出以下瞬時(shí)的空間步態(tài)參數(shù)指標(biāo):周期持續(xù)時(shí)間(s)、擺動(dòng)相時(shí)間(s)、單支撐相時(shí)間(s)、雙支撐相時(shí)間(s)、步長(m)、步速(m/s)、足跟觸地速度(m/s)骨盆向前傾斜角度(度)、骨盆側(cè)向傾斜角度(度)、骨盆旋轉(zhuǎn)角度(度)、臀部關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍(度)、膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍(度)、踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍(度)、足跟觸地時(shí)足趾與地面間隙(m)。

2 結(jié)果

身體行動(dòng)水平，使用Baecke量表測試，在實(shí)驗(yàn)組(6.15±0.5)與控制組(6.1±0.3)之間無顯著差異，兩組都具有適度的行動(dòng)能力。通過伸展練習(xí)后，見表1，實(shí)驗(yàn)組在臀部和踝關(guān)節(jié)的靜態(tài)活動(dòng)范圍都有顯著提高，而控制組沒有變化。伸展練習(xí)使實(shí)驗(yàn)組的Thomas測試結(jié)果發(fā)生改變，單側(cè)、雙側(cè)的臀部關(guān)節(jié)屈肌靜力表現(xiàn)顯著下降。而控制組無顯著差異，表明實(shí)驗(yàn)組比控制組的臀部柔韌性顯著升高。

表1 伸展練習(xí)前、后柔韌測試平均值±標(biāo)準(zhǔn)差

瞬時(shí)變量，表2表示步態(tài)瞬時(shí)變量。實(shí)驗(yàn)后，雖然兩個(gè)組在步態(tài)周期持續(xù)時(shí)間上無明顯變化，但是，實(shí)驗(yàn)組支撐相時(shí)間下降、擺動(dòng)相時(shí)間增加。最終，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)組比控制組雙足支持相時(shí)間減少。

表2 伸展練習(xí)前、后瞬時(shí)步態(tài)測試平均值±標(biāo)準(zhǔn)差

空間與時(shí)間變量，從表3可知，伸展練習(xí)后，實(shí)驗(yàn)組比練習(xí)前步行的步長更大、步速更快;而控制組未發(fā)現(xiàn)步態(tài)差異。

表3 伸展練習(xí)前、后空間與時(shí)間變量平均值±標(biāo)準(zhǔn)差

表4說明，伸展練習(xí)后，實(shí)驗(yàn)組表現(xiàn)為更大的骨盆側(cè)向的傾斜度以及更大的骨盆旋轉(zhuǎn)度，和更小向前骨盆傾斜度，臀和足踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍顯著增加。而控制組無顯著差異發(fā)現(xiàn)。關(guān)于其它關(guān)節(jié)角度的運(yùn)動(dòng)范圍無顯著差異。

表4 伸展練習(xí)前、后角度變量平均值±標(biāo)準(zhǔn)差

3 分析與討論

每個(gè)人獨(dú)特的步行方式代表了他如何解決以最小的力量，足夠的穩(wěn)定性和優(yōu)美的姿勢從一個(gè)地方移至另一個(gè)地方的問題。研究表明:對(duì)于人體步態(tài)影響較大的六項(xiàng)決定性因素是:骨盆轉(zhuǎn)動(dòng)，骨盆傾斜，在足跟著地后屈膝，足和踝的運(yùn)動(dòng)，膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和骨盆的運(yùn)動(dòng)。由于經(jīng)常的身體不動(dòng)或很小活動(dòng)而導(dǎo)致的臀部彎曲收縮，可引起臀部伸展峰值降低，增加骨盆的向前傾斜度，減少步長與步速，因此，降低了步態(tài)功效。［7］一些研究表明，減少臀部關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的個(gè)體更容易發(fā)生跌倒。大量研究證明積極有效的力量訓(xùn)練計(jì)劃對(duì)步態(tài)功效有良好影響，［10–12］包括減緩或逆返由于年齡增加而引起的步態(tài)功效的下降。有少數(shù)比較研究證明，伸展訓(xùn)練計(jì)劃比力量訓(xùn)練計(jì)劃能更好地逆返由于年齡增加而導(dǎo)致的臀部彎曲收縮。［7–9］

本研究的目的是了解伸展練習(xí)對(duì)老年人影響步態(tài)的臀部屈肌、伸肌和足踝至腳底屈肌的訓(xùn)練效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，有計(jì)劃的進(jìn)行伸展練習(xí)訓(xùn)練可以增加臀部以及骨盆周圍組織的柔韌度，在訓(xùn)練計(jì)劃結(jié)束階段實(shí)驗(yàn)組臀伸肌的運(yùn)動(dòng)范圍達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為(91.9±8.0度［21］)，腳底屈肌寬度顯著增加 P＜0.5。控制組所選測試參數(shù)無變化，說明伸展練習(xí)計(jì)劃能完全有效地提升老年人臀部和足踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)弧度。而臀部和足踝的運(yùn)動(dòng)范圍增加導(dǎo)致步長加大、雙支撐相減小，結(jié)果步態(tài)更快。步速是被最廣泛地使用于檢驗(yàn)老年人步態(tài)類型的變量，［4，25］應(yīng)用于有特殊運(yùn)動(dòng)損傷的人群，例如:檢驗(yàn)是否輕度偏癱。［26］因此，建議老年人可以通過伸展練習(xí)減輕臀部關(guān)節(jié)的僵硬，有效緩解隨著年齡增加而出現(xiàn)的步態(tài)參數(shù)下降的現(xiàn)象。

趙芳等(1997)在周期的劃分上，強(qiáng)調(diào)了足跟著地和足跟離地時(shí)相中老年人的步態(tài)的特點(diǎn)和區(qū)別，將其劃分為:單支撐相、雙支撐相、擺動(dòng)相。指出，老年組單雙支撐時(shí)相約占周期的67%，中年組約占63%，在雙支撐時(shí)相，老年組的雙支撐時(shí)相約占周期的35%，中年組約占26%，二者存在極顯著差異。［14］

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，雖然兩個(gè)組在步態(tài)周期持續(xù)時(shí)間上無明顯變化，但是，實(shí)驗(yàn)組支撐相時(shí)間下降、擺動(dòng)相時(shí)間增加。最終，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)組比控制組雙足支撐相時(shí)間減少。伸展練習(xí)后的步態(tài)變化不盡表現(xiàn)在完成動(dòng)作功能的提高而且表現(xiàn)在動(dòng)作穩(wěn)定性的增加。通常，老年人趨向于通過降低擺動(dòng)相時(shí)間增加單支撐相時(shí)間的步態(tài)結(jié)構(gòu)變化來提高步態(tài)的穩(wěn)定性，增加雙支持相時(shí)間可提高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。［3，27、4，23，28］伸展練習(xí)不僅能有效地提高主要的步態(tài)參數(shù)特征，而且能逆轉(zhuǎn)這些參數(shù)隨著年齡增加而產(chǎn)生的下降。［23，24］

伸展練習(xí)可以使控制下肢運(yùn)動(dòng)起重要作用的盆骨周圍組織產(chǎn)生重要改變。骨盆向前傾斜角度(度)反映行走過程中重心向前的方向與老年人跌倒有重要關(guān)系，角度越大增加步行的不穩(wěn)定性。［5，9，23］本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，伸展練習(xí)后，實(shí)驗(yàn)組表現(xiàn)為更小向前骨盆傾斜度，更大的骨盆側(cè)向的傾斜度以及更大的骨盆旋轉(zhuǎn)度。而控制組無顯著差異發(fā)現(xiàn)。原因是通過伸展練習(xí)有效地降低了骨盆周圍限制伸展對(duì)抗肌(如，髂腰肌和股直肌)和彎曲運(yùn)動(dòng)(如，腿筋)作用，降低骨盆向前傾斜。［8，9，23］骨盆的側(cè)傾和旋轉(zhuǎn)對(duì)步長和步速度有重要的決定性影響，［8，29］骨盆的側(cè)傾和旋轉(zhuǎn)度越大越有益于擺動(dòng)腿的足跟更穩(wěn)定地支撐下肢。［15］

本研究結(jié)果表明，伸展練習(xí)對(duì)臀、踝關(guān)節(jié)周圍關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍顯著增大，推測是臀、踝關(guān)節(jié)周圍組織的改變可能增加其關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍。伸展練習(xí)使橫跨臀、踝關(guān)節(jié)的周圍肌肉僵硬程度下降，增加臀、踝關(guān)節(jié)的活動(dòng)周圍，可以提高步態(tài)功能同時(shí)降低對(duì)體能的要求。［30，31］此結(jié)果表明有目的的提高這些臨界肌肉柔韌度能有效提高步態(tài)的功能表現(xiàn)。

4 結(jié)論

8周24次的伸展練習(xí)運(yùn)動(dòng)方案實(shí)施能有效改變老年練習(xí)者多項(xiàng)步態(tài)參數(shù):臀部和踝關(guān)節(jié)的靜態(tài)活動(dòng)范圍顯著提高，單、雙支撐相時(shí)間下降、擺動(dòng)相時(shí)間增加，步長更大、步速更快，骨盆前傾斜度變小、骨盆側(cè)傾斜度以及骨盆旋轉(zhuǎn)度變大，臀和足踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍顯著增加。所以，通過參與伸展練習(xí)運(yùn)動(dòng)方案，可提高運(yùn)動(dòng)范圍以及逆轉(zhuǎn)隨著年齡變老而引起的步態(tài)參數(shù)的改變。

［1］趙吉鳳，劉永斌.步態(tài)分析數(shù)據(jù)收集方法與影響因素探討〔J］.中國康復(fù)，2010(4):179-180.

［2］胡雪艷，揮曉平，郭忠武，等.正常成人步態(tài)特征研究〔J］.中國康復(fù)理論與實(shí)踐，2006，12(10):555-557.

［3］朱鵬艷.老年人健身路徑鍛煉方式及健身效果的實(shí)驗(yàn)研究［D］.濟(jì)南:山東體育學(xué)院，2012.

［4］陳東燁.核心力量和健身路徑鍛煉改善男性老年人跌倒風(fēng)險(xiǎn)因素效果研究［D］.天津:天津體育學(xué)院，2014.

［5］錢競光.老年人的健身路徑和方法(下)［J］.家庭醫(yī)藥，2005(4):101-103.

［6］張方方，王晶晶.社區(qū)老年人＂健身路徑＂健康教育手冊(cè)的制作與應(yīng)用［J］.全科護(hù)理，2011(3):90-93.