Biodex平衡系统在运动员选材应用中的初步研究

徐　驰，韩　哲，汤一铸

(湖北省体育科学研究所， 湖北 武汉　430205)



Biodex平衡系统在运动员选材应用中的初步研究

徐驰，韩哲，汤一铸

(湖北省体育科学研究所， 湖北 武汉430205)

摘要：目的：对不同项目运动员的动态平衡能力进行测试评定，并于传统的平衡能力测试方法比较，以期建立新的选材标准。方法：采用Biodex平衡系统(BBS)对湖北省队武术、跳水、篮球、足球、体操等52名运动员进行了运动员单脚稳定性测试(ASL)，同时进行闭眼单足站立测试，并对这两种平衡测试方法进行了对比。结果：ASL测试结果显示不同项目运动员平衡能力的差异有非常显著意义(P<0.01)，而闭眼单足站木测试结果显示不同运动项目运动员的平衡能力的差异不具有显著性意义(P>0.05)；ASL测试总体稳定指数与闭眼单足站木时间呈中度负相关(r=-0.527，P<0.05)；ASL/BMI随着年龄增长有增大趋势。结论：动态平衡测试能够更好地反映不同项目运动员平衡能力的差异，与传统测量方法具有内在一致性，可应用于平衡类项目运动员的选材。

关键词：Biodex平衡系统；动态平衡；选材

平衡能力是人类的基本运动能力之一，竞技运动中更要求运动员具备良好的平衡能力，才能保证动作的质量和避免运动损伤。在以往的研究中，对运动员平衡能力的评定多采用静态平衡测试或者量表评定，无法客观反应运动员在自主运动时获得稳定状态的能力，而且受到测试器械、场地、外界环境干扰等因素影响。动态平衡仪可通过感觉整合测试(sensory organization test，SOT)分析不同视觉、足踝本体感觉和前庭感觉条件下躯体的摆动，也可进行外界干扰时的姿势反应分析，即综合测试前庭、视觉、躯体感觉的不同形式对姿势控制的影响及自主姿势反应和运动协调能力[1]。本研究采用美国产Biodex Balance System(BBS)对湖北省队5个项目运动员的动态平衡能力进行了测试评定，同时与传统平衡测试方法进行了比较研究，旨在建立新的平衡类项目选材标准。

1研究对象与方法

1.1研究对象

湖北省队5个项目52名运动员，所有运动员测试前均为接触过BBS系统，未神经系统、耳鼻喉系统、运动系统及体格检查无异常，基本情况如表1所示。

表1　研究对象的基本情况±SD)

1.2研究方法

1.2.1测试仪器设备

美国Biodex动静态平衡系统(BIODEX950-302)，平衡木(高15厘米，宽10厘米)

1.2.2测试方法

1.2.2.1动态平衡：选择Biodex平衡系统中运动员单脚平衡测试程序(ASL)，平台稳定级别为4级，测试时间为20秒，重复3次，每次间隔时间10秒，以总体稳定指数来评估受试者的动态平衡能力。总体稳定指数代表测试过程中检测平台所有方向的位移与水平面的倾斜偏差度数，指数越低，代表动态平衡能力越好。

1.2.2.2闭眼站木平衡：受测者脱鞋，单足纵向站立于平衡木上。另外一脚悬空，两手叉腰。测试人员发令后，受测者双眼紧闭，启动秒表计时，当受测者睁眼，悬空的脚触木或站立脚移动时，立即停表，以秒为单位，保留两位小数。测试三次，取成绩最好的一次记录成绩。时间越长代表平衡能力越好。

1.2.3数据处理

应用spss17.0数据包对所测参数进行统计分析。采用单因素方差分析、多重比较分析及回归分析等统计学方法。以P<0.05为差异具有统计学意义，P<0.01为差异具有高度统计学意义。

2结果与分析

2.1不同项目动态平衡能力的差异

由表2可见，武术、跳水、篮球、足球、体操等5个项目运动员的总体稳定指数分别为1.65±0.67，2.12±1.03，4.79±1.99，3.17±0.76和1.55±0.40。在本研究条件下，各项目运动员动态平衡能力从高到低依次为体操>武术>跳水>足球>篮球。单因素方差分析结果(表3)显示，本研究五个运动项目的运动员动态平衡能力的差异有非常显著意义(P<0.01)。

表2　不同项目总体稳定指数的比较

表3　不同项目总体稳定指数的方差分析

注：* 代表p<0.01，差异具有非常显著意义

2.2各项目动态平衡能力多重比较分析

为研究各项目之间差异显著程度，采用Duncan法进行了多重比较。由表4可见，Levene方差齐性检验统计量的值为2.865，Sig=0.174>0.05，说明各组的方差在α=0.05水平上没有显著差异，方差具有齐次性；由表5和表6可见，在0.05的显著性水平下，5个项目运动员可分为3大组，第一组包括武术、体操、跳水项目，这3个项目运动员之间的动态平衡能力差异不显著(P>0.05)，即平衡类项目运动员之间的动态平衡能力差别不大；第二组为足球项目、第三组为篮球项目，这两组运动员与第一组运动员发的动态平衡能力的差异均有非常显著性意义(P<0.01)，表明球类项目运动员动态平衡能力要比平衡类项目运动员差。

表4　方差齐性检验

表5　各项目多重比较分析

注：* 代表P<0.01，差异具有非常显著意义

表6　同类子集

2.3闭眼站木平衡

闭眼站木测试结果表明在0.05的显著性水平下，不同运动项目运动员的平衡能力的差异不具有显著性意义(P>0.05)，说明采用本方法评价运动员的平衡能力差异的敏感度较低，不适合挑选在平衡能力方面表现优秀的运动员。

表7　不同项目闭眼站木平结果比较

表8　不同项目闭眼站木结果的方差分析

注：* 显著性水平α=0.05

2.4闭眼单足与ASL比较

为了验证ASL测试的信度，我们将总体稳定指数与闭眼单足测试成绩进行了相关性分析。由表9可见，总体稳定指数与闭眼单足测试成绩呈中度负相关(r=-0.527，P<0.05)，即闭眼单足站立成绩越高，总体稳定指数越低，平衡能力越好。

注：* 显著性水平α=0.05的相关系数

2.5总体稳定指数随年龄变化趋势

对年龄与ASL/BMI进行回归分析，结果显示男、女受试者的ASL/BMI都有随年龄增加而增大的趋势，R2分别0.6594和0.5376，表明平衡能力随着年龄的增长而下降。根据不同年龄段的数据采用百分位数法便可以进一步制定选材等级标准。

图1　ASL/BMI随年龄变化趋势

3讨论与建议

平衡能力是确保人类保持稳定站立行走以及完成复杂动作的基本能力，其相关研究在国外医学及体育领域已广泛开展，但在国内多关于医学康复、骨科及预测跌到风险方面等方面[1]，尤其是有平衡功能障碍患者的平衡能力的评定[2-4]，而与人体运动能力的研究才刚起步，鲜见于运动员选材中。

人体平衡功能的评定方法有观察法、量表法和平衡仪评定[5]。由于设备和经费的限制，目前平衡能力多采用量表评定及静态平衡仪，随着计算机技术及生物力学的发展，动态姿势图技术得以广泛应用。目前国外常用的动态平衡仪有Balance Master、Balance Performance Monitor(BPM)、Equitest等，由于价格昂贵，限制了其在国内的应用[6]。Biodex Balance System(BBS)，由压力传感器、计算机及软件组成，是标准动态姿势图的简化版本，其SOT包括睁眼和闭眼时不同平台稳定性条件下的躯体摆幅(稳定指数，以摆动度数表示)，以反应视觉、本体觉和前庭系统的相互调控和不足之处。BBS在骨科、运动康复及跌倒预测方面已得到应用，且BBS测试程序容易标准化，操作方便，既可用于评定，也可用于训练，信价比较高[7]。

金冬梅[8]等应用 BPM 评定正常人和神经患者的平衡功能，研究表明具有很高的信度和敏感性, 而且可以定量、客观地反映平衡功能， 值得在临床上推广使用。刘汉良[9]采用BBS对13名正常人平衡功能力进行动态姿势图检测，并与个体因素进行相关分析，发现视觉信息和本体感觉信息输入的减少会导致重心控制能力下降，BBS能敏感反应这种变化趋势，重复测试表明BBS姿势稳定度测试具有较好的效度和信度，各参数之间具有较高的相关性，与Berg量表、TUGT及FRT等具有一致性，可用于平衡功能的定量评定。崔景辉[10]等采用测力台对8岁普通男生和武术运动员进行了静态平衡能力测试，建立了8岁儿童静态平衡能力的量化评价标准，同时为武术运动员的选材提供评价依据。本研究发现，BBS测试的量化评价系统比传统的闭眼单足站木测试更加科学客观，结果与传统测试方法具有中度的相关性，且能反映平衡能力随年龄的变化趋势，为我们在后备人才的初步选拔中提供了参考依据，下一步将进一步收集各年龄段的数据，制定量化标准标准并在进队测试中进行验证。

此外，平衡能力异常或低下也可增加运动损伤的风险[11]。William[12]研究发现太极拳运动使老年人的平衡能力得到提高，有效降低跌倒风险。Trojian 和 McKeag[13]在赛前成功地使用单足平衡测试(single leg balance，SLB)预测踝关节损伤的危险性，发现踝关节损伤与SLB成绩之间呈显著负相关。Emery[14]等在对大学生和高中生的研究中发现平衡能力训练有助于预防运动损伤的发生，但是,目前并没有一种为临床设计的系统合理的防止运动损伤的平衡能力训练方法。本研究表明，对平衡能力要求较高的项目，如体操、武术、跳水运动员的动态平衡能力要优于球类项目运动员，由于平衡类项目大多是翻腾、跳跃及落地动作，要求运动员具备良好的肌肉控制能力及稳定平衡能力，提示我们要重视该类项目平衡能力的训练研究，不仅能有效加强运动控制能力，还可以在一定程度上预防运动损伤。

总之，与静态平衡测试相比，动态平衡测试能综合测试前庭、视觉及本体觉的不同系统对姿势控制的影响及自主姿势反应和运动协调能力，具有较好的信度和效度，可用于运动员科学选材及训练，尽管其成熟性及普及性还有待提高，但对竞技体育及大众健身都具有重要意义。

参考文献：

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[2]杨明．脑瘫患儿的平衡功能训练[J]．中国康复理论与实践，2003，9(4) :196- 197.

[3]李晓东，张冬梅，高枫，等．人体姿势平衡仪在眩晕患者诊断中的应用[J]．中风与神经疾病杂志，2002，19(1):45-46.

[4]张盘德，刘翠华，皮周凯，等．应用平衡功能检测训练系统改善脑卒中患者平衡功能的疗效观察[J]．中华物理医学与康复杂志，2005，27(9):530-533.

[5]马玉，吴庆文，马素慧，等．平衡仪与人体平衡功能的评定及干预[J]．中国组织工程研究，2012，16(2)：353-354.

[6]金冬梅，燕铁斌．平衡功能临床评定研究进展[J]．中华物理医学与康复杂志，2002，24(3)：187-189.

[7]刘崇，任立峰，史建伟，等．人体平衡能力的评价系统[J]．中国组织工程研究与临床康复，2009，13(2)：363-366.

[8]金冬梅，燕铁斌，谭杰文．平衡测试仪的信度研究[J]．中华物理医学与康复杂志，2002，24(4)：203-205.

[9]刘汉良，尤景春，黄晓琳，等．正常人动态平衡能力测试的信度及效度分析[J]．中华物理医学与康复杂志，2004，26(3)：152-155.[10]崔景辉，付丽敏．人体静态平衡能力评价系统的建立与评价——武术运动员静态平衡能力的初级选材[J]．山东体育学院学报，2007，23(1)：60-62.

[11]张鹏军.平衡能力的测试方法及平衡在体育运动应用中的探讨[J]．湖北体育科技，2013，32(8)：687-689.

[12]William W.N .Tsang , Christina W.Y.HUI-CHAN.Effects of tai chi on joint propriocept ion and stability limits in elderly subjects[J].Med Sci Sports Exerc, 2003, 35(12):1962-1971.

[13]TH Trojian,DB McKeag.Sing leg balance test to identify risk of ankle sprains[J].British Journal of Sports Medicine,2006,40(5):610-613.

[14] Emery C A,Cassidy J D,Klassen T P,etal.Balance training to prevent Sports Injuries[J].American Academy of Pediatrics, 2006,15:22-23.

收稿日期：2016-03-18

基金项目：国家体育总局科学选材及机能评定重点实验室科研课题(编号：2015KYB005)。

作者简介：徐驰(1983-)，女，助理研究员，研究方向运动生物力学。

中图分类号：G808.18

文献标识码：A

文章编号：1009-9840(2016)03-0056-04

A preliminary study on application of Biodex Balance System in the athletes selection

XU Chi，HAN Zhe，TANG Yi-zhu

(HubeiProvincialInstituteofSportsScience,Wuhan430205,Hubei,China)

Abstract:Objective:To evaluate dynamic balance ability of athletes from different sports， compared with the traditional method of balance ability-testing, so as to establish new standards of athletes selection.Methods:52 athletes from Wushu, diving, basketball, football and gymnastics of Hubei province were measured with the program of Athletes Single Limb Stability(ASL) by using Biodex Balance System (BBS), and the results were compared with the method of one-leg standing with eyes-closed.Results:ASL test results showed that dynamic balance ability of athletes from different sports had significant difference (P<0.01), but there was no significant difference with the method of one-leg standing with eyes-closed (P>0.05). The overall stability index and time of one-leg?standing had moderate negative correlation (r=-0.527,P<0.05). ASL/BMI had a tendency to increase with age.Conclusion:Dynamic balance ability test can better reflect the differences of balance performance of athletes from different sports, and has internal consistency with the traditional method, thus, it may be used for the athletes selection of sports related to the balance ability.

Key words:Biodex Balance System; dynamic balance ability; athletes’ selection