中老年女性动态平衡能力与下肢肌肉力量的关系研究

高 原，盛 欣

中老年女性动态平衡能力与下肢肌肉力量的关系研究

高 原，盛 欣

目的；探索中老年女性的动态平衡能力与下肢肌肉力量之间的关系。方法：本研究招募了55-65岁中老年女性50名，使用数字化手持测力计对受试者的下肢最大肌肉力量(髋关节伸肌肌群、屈肌肌群和外展肌群，膝关节伸肌肌群、屈肌肌群和踝关节背屈肌群)进行测试，同时利用Y平衡测试仪对前侧、后中侧和后外侧3个方向上的伸展距离进行测试，使用Pearson相关分析法来量化Y平衡测试的伸展距离与下肢肌肉力量之间的线性关系。结果：髋关节伸肌力量和膝关节屈肌力量与Y平衡测试前侧方向的伸展距离呈现正相关关系；髋关节伸肌力量、髋关节外展肌力量和膝关节屈肌力量与Y平衡测试后中侧方向的伸展距离呈现正相关关系；髋关节伸肌力量和膝关节屈肌力量与Y平衡测试后外侧方向的伸展距离呈现正相关关系。结论：中老年女性的动态平衡能力与下肢肌肉力量高度相关。

中老年女性；下肢肌肉力量；动态平衡能力；姿势控制

跌倒是老年人，特别是中老年女性骨折和脑震荡的主要原因[1-2]。研究表明，女性较男性更易于发生跌倒，并往往且伴有较多的跌倒相关损伤[3]。Chen et al.研究发现，随着年龄的增加，身体的肌肉质量和力量逐年下降，且女性肌肉质量和力量下降速度明显快于男性[4]。研究表明，从30岁到80岁期间，肌肉力量下降明显，下降率超过原来肌肉力量的50%，其中下肢肌肉力量下降率更为明显[6]，因此下肢肌肉力量减弱被视为预测跌倒风险的一个重要指标[5]。了解动态平衡能力和下肢肌肉力量的关系对识别跌倒风险和制定预防跌倒训练方案十分重要[7]。研究发现，衰老伴随着肌肉力量下降，女性的平衡能力从40岁以后开始下降[8]。因此，为了确保预防跌倒干预计划更有成效，在制定干预训练方案中，应该采取不同的训练方法来增强中老年人的下肢肌肉力量，进而改善身体动态姿势控制能力。

Y平衡测试作为一种身体动态姿势控制能力的测试手段，可用于评价身体动态平衡能力、灵活性和本体感觉等能力[9]。Y平衡测试有专门的测试设备和严格遵守标准，同时具备较高的外部效度(0.99～1.00)和内部效度(0.85～0.91)[10]。Plisky P J 研究表明，Y平衡测试的伸展距离可用于预测篮球运动员下肢损伤的风险[11]。高晓嶙等通过对我国橄榄球运动员进行Y平衡测试，确定了运动员下肢损伤风险标准[12]。杨璨等研究发现，星状伸展平衡测试可以评价老年女性动态平衡能力，且正前方和正后方的动态平衡能力与跌倒风险高度相关[13]。尽管研究表明，机体的动态平衡能力对保持身体稳定和预防跌倒有重要意义，且下肢肌肉力量下降又是跌倒的重要风险指标，但机体的动态平衡能力和与下肢肌肉力量之间是否相关还不确定。故以此为研究目的，以阐明中老年女性的动态平衡能力和下肢肌肉力量之间的关系，从而为预防老年人跌倒提供合理化的练习方案。

1 研究对象和方法

1.1研究对象

2015年10月，在秦皇岛市海港区招募了55～65岁中老年女性50名，自愿参加本研究，所有受试者的优势腿均为右腿，受试者的基本情况(见表1)。招募受试者的纳入标准：能够独立行走，身体健康，无跌倒史，实验前6个月无下肢损伤，所有受试者均无神经系统疾病、肌肉骨骼疾病、视觉障碍和前庭疾病。所有受试者动员了解实验过程、实验目的和可能风险，并签署知情同意书。整个测试过程中未出现受试者丢失。

表1 受试者基本情况表

1.2研究方法

1.2.1 实验法

(1)肌肉力量测试。

①测试要求。测试前，所有受试者在测试人员的带领下进行10 min热身活动和5 min拉伸练习，以防止受试者损伤。测试人员：根据实验设计要求，在正式测试前1个月，邀请专业人员对测试人员(在读研究生)进行系统培训，测试人员能够熟练操作设备，并能够及时处理测试过程中出现的突发事件，之后又进行多次小样本的预实验，进一步巩固整个操作过程。所有测试都由相同的测试人员进行操作，中途不能更换，以防影响测试结果。

②正式测试。使用数字化手持测力计(PowerTrack II，美国)对受试者的最大力量进行测试。选取双侧下肢的髋关节伸肌肌群、屈肌肌群和外展肌群，膝关节伸肌肌群、屈肌肌群和踝关节背屈肌群进行最大等长肌力测试，测试位置参照设备说明。在测试过程中，测试人员提示受试者循序渐进地增加肌肉力量，直至最大力量，而不是突然、爆发性的收缩。测试过程中，如果受试者进行爆发性的肌肉收缩，则取消该次肌力测试。当受试者达到最大力量时，计数5s，然后停止收缩[14]。测试顺序：髋关节(伸肌肌群、屈肌肌群和外展肌群)、膝关节(伸肌肌群和屈肌肌群)和踝关节背屈肌群。每个肌群测试3次，次与次之间休息30s，每一个关节肌群测试间歇120s，以免因为疲劳而影响测试结果。每一侧肢体的6个肌群测试的平均峰值用于数据分析。

(2)Y平衡测试。

①测试要求。受试者单脚站在中心盘上，脚趾末端不能超过红色起始线，双手放置骨盆两侧，另一条腿向前侧、后中侧和后外侧尽力伸展推动指示块，然后回到起始位置。要求受试者非支撑腿放置在指示块侧沿，然后抬头目视前方，受试者裸足，以免影响身体的平衡能力和稳定性[15]。每个方向上最多可以进行6次练习，防止学习效应影响测试结果。如果出现以下情况：不能回到起始位置；无法保持单腿支撑姿势；踢指示块；踩到指示块上；双手离开骨盆，则认定测试无效，数据作废，需要重新测试。每个方向上最多进行6次测试，如果受试者超过4次测试失败，则这个方向上测试被记为0分。

②正式测试。受试者支撑腿裸足站在中心盘上，足的纵轴与中心盘平行，脚趾末端不能超过红色起始线，双手放置骨盆两侧，非支撑腿向不同方向缓慢、持续地推动指示块，然后回到起始位置。测试过程中，如果受试者出现快速地或间断地推动指示块，则取消该次测试成绩。受试者在每个方向上进行测试，取3次有效数据，精确到0.5cm，测试顺序为：右腿前侧、左腿前侧、右腿后中侧、左腿后中侧、右腿后外侧和左腿后外侧，次与次间休息5s，每个方向测试之间休息30s。所有测试都由相同的测试人员进行操作，中途不能更换，以防影响测试结果。每个受试者的下肢长度不同，标准化处理有助于排除下肢长度的差异对测试结果的影响[16]。受试者仰卧，用皮尺测量髂前上棘至同侧踝关节内侧髁中心之间的距离，精确到0.5cm。最大伸展距离公式：(伸展距离/下肢长度)×100%。综合值的计算公式=(前+后外+后内的伸展距离)/(腿长的3倍)×100。所有受试者都使用左、右侧下肢各个方向上的平均距离进行分析。

1.2.2 数理统计法 采用SPSS19.0统计软件进行统计处理，采用均数±标准差表示受试者的基本情况和相关测试指标，以Pearson相关分析法对受试者Y平衡测试的右下肢伸展距离与右下肢肌肉力量之间的相关性进行分析。使用相关系数(r)和显著性水平(P值)来描述总体方差。显著性标准为P<0.05，非常显著性标准为P<0.01，满足显著性标准时，r为0.7，以 r>0.7表示较高相关性[17]。

2 研究结果

2.1受试者下肢的伸展距离和不同肌群的肌肉力量

通过对受试者双侧下肢进行Y平衡测试，结果显示(表2)：右下肢的前侧伸展距离和后内侧伸展距离均大于左下肢的伸展距离，但无显著性差异(P>0.05)，而右下肢的后外侧和综合值的伸展距离明显大于左下肢的伸展距离，且具有显著性差异(P<0.05)。

通过对受试者双侧下肢髋关节屈、伸和外展肌群进行测试，结果显示(表3)：右侧下肢髋关节屈肌肌肉力量大于左侧下肢，但无显著性差异(P>0.05)，而右侧下肢髋关节伸肌和外展肌肌群肌肉力量明显大于左侧下肢，且具有显著性差异(P<0.05)。双侧下肢膝关节屈、伸肌群测试结果显示，右侧下肢膝关节屈肌肌肉力量大于左侧下肢，但无显著性差异(P>0.05)，而伸肌力量明显大于左侧下肢，且差异显著(P<0.05)。双侧下肢踝关节背屈肌群测试结果显示，右侧下肢踝关节背屈肌肉力量与左侧下肢无显著性差异(P>0.05)。

表2 受试者双侧下肢的Y平衡测试伸展距离 (cm)

注：“#”P<0.05,具有显著性差异；“##”P<0.01,具有非常显著性差异

表3 受试者双侧下肢不同肌群的肌肉力量

注：“#”P<0.05,具有显著性差异；“##”P<0.01,具有非常显著性差异

2.2 Y平衡测试伸展距离与髋关节肌肉力量的相关性

通过对髋关节力量(髋关节屈肌力量、髋关节伸肌力量和髋关节外展肌力量)与Y平衡测试不同方向的伸展距离进行相关性检验，结果显示(表4)：髋关节屈肌力量与Y平衡测试伸展距离在三个方向上都呈现正相关关系，且呈现显著性差异(P<0.05)，但相关系数r值均小于0.7，表明两者的相关性较低；髋关节伸肌力量与Y平衡测试伸展距离在三个方向上都呈现正相关关系，且呈现显著性差异(P<0.05)，同时还发现髋关节伸肌力量和三个方向上的伸展距离的相关系数r值均大于0.7，即(r>0.7；P<0.05)，表明两者的相关性较高。髋关节外展肌力量与Y平衡测试伸展距离在三个方向上都呈现正相关关系，且呈现显著性差异(P<0.05)，此外，还发现髋关节外展肌力量与后中侧方向的伸展距离的相关系数r>0.7，即(r>0.7；P<0.05)，表明髋关节外展肌力量与后中侧方向的伸展距离的相关性较高。

表4 Y平衡测试右下肢伸展距离与髋关节肌力的相关性(r值)

注：“#”P<0.05,具有显著性差异；“##”P<0.01,具有非常显著性差异

2.3 Y平衡测试伸展距离与膝、踝关节肌肉力量的相关性

通过对膝关节和踝关节力量(膝关节屈肌力量、膝关节伸肌力量和踝关节背屈肌力量)与Y平衡测试不同方向的伸展距离进行相关性检验，结果显示(表5)：膝关节屈肌力量与Y平衡测试伸展距离在三个方向上都呈现正相关关系，并具有显著性差异(P<0.05)，同时膝关节屈肌力量和三个方向上的伸展距离的相关系数r值均大于0.7，即(r>0.7；P<0.05)，表明两者的相关性较高。膝关节伸肌力量与Y平衡测试伸展距离在三个方向上都呈现正相关关系，且具有显著性差异(P<0.05)，但相关系数r值均小于0.7，表明两者的相关性较低；踝关节背屈肌力量与Y平衡测试伸展距离在三个方向上也都呈现正相关关系，且具有显著性差异(P<0.05)，但相关系数r值均小于0.7，表明两者的相关性较低。

表5 Y平衡测试右下肢伸展距离与膝和踝关节肌力的相关性(r值)

注：“#”P<0.05,具有显著性差异；“##”P<0.01,具有非常显著性差异

3 分析与讨论

本研究发现，髋关节伸肌力量与Y平衡测试伸展距离在三个方向上都呈现正相关。Beth N.和Hubbard et al.的研究支持我们的研究结果，Beth N.认为，在星形伸展平衡测试过程中，臀大肌的肌电活动在前侧、后内侧和后外侧方向上的肌肉募集模式非常相似[18]，而Hubbard et al.研究发现，在星形伸展平衡测试中，后内侧和后外侧的伸展距离与髋关节伸肌力量呈正相关[19]。Y平衡测试与一侧肢体蹲起动作相似，都属于单侧肢体负重，两者都涉及到下肢对侧肢体做小幅度下蹲运动。因此可以认为，髋关节屈曲幅度越大，则对侧肢体伸展距离越远，进而需要更大髋关节伸肌力量来保持身体姿势平衡。

本研究对髋关节外展肌力量和后内侧伸展距离的正相关关系进行了量化，发现外展肌肌肉力量与后内侧伸展距离具有较高的相关性。Hubbard et al.研究表明，在星形伸展平衡测试中，后内侧和后外侧的伸展距离与髋关节外展肌力量呈中等相关(r=0.49-0.51)[19]。Richard R研究表明，在Y平衡测试过程中，后侧的伸展距离与髋关节活动范围密切相关[20]。这两项研究都表明髋关节外展肌力量与后内侧的伸展距离相关，支持了我们的研究结果。在Y平衡测试时，要想增加后侧的伸展距离，一定要加大髋关节的活动范围，而外展肌需要积极参与来保持骨盆侧向稳定，以使身体保持平衡。据此认为，髋关节外展肌力量与后内侧的伸展距离有较高的相关性。

研究中发现，膝关节屈肌力量与三个方向上的伸展距离都具有较高的相关性。研究发现，运用星形伸展平衡测试对前内侧伸展距离评价时，膝关节屈曲活动范围最大[21]。此外，Ohkoshi et al.研究表明，当身体处于站立姿势时，随着躯干角度增加，腘绳肌参与活动也随着增加[22]。上述研究发现，无论是前内侧伸展测试还是躯干角度变化，都需要膝关节屈曲角度，而增加并保持膝关节屈曲角度则需要屈膝肌群积极参与。在进行Y平衡测试过程中，受试者为了保持身体平衡而出现前、后倾斜姿势，此时屈膝肌群进行离心收缩以防止躯干移动。因此，当身体由向前晃动转至向后晃动时，膝关节屈肌群有助于增加Y平衡测试伸展距离。

4 结论与建议

4.1结论

中老年女性优势腿的伸展距离高于非优势腿；优势腿的下肢肌力大于非优势腿；中老年女性的身体动态平衡能力与髋关节伸肌和膝关节屈肌肌力高度相关； Y平衡测试可以作为一项评价中老年人动态平衡能力的可靠方法。

4.2建议

基于以上结论，建议中老年人采取不同健身方式改善身体机能和提高动态姿势控制能力时，适当地进行下肢不同位置的肌肉力量练习，如髋关节伸肌和外展肌和膝关节屈肌等。练习时，要遵循力量训练原则，科学安排负荷量和强度的关系，以克服自身负荷或小负荷为主，切记憋气，最好与同伴一起练习。只有这样，才能达到强身健体、预防跌倒的功效。

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ResearchontheRelationshipbetweenDynamicBalanceandLowerExtremityMuscleStrengthofMiddle-agedWomen

GAO Yuan, SHENG Xin

Purpose: The purpose of this study was to explore the relationship between dynamic balance and lower extremity muscle strength of middle-aged women. Methods：Fifty middle-aged women aged 55 to 65 years were recruited for this study. The subjects were tested by digital handheld dynamometer for maximal muscle strength of the lower limbs (hip extensors, hip flexors, hip abductors, knee extensors, knee flexors, and ankle dorsiflexors) and tested by Y-balance test for stretching distances in the anterior, posteromedial, and Posterolateral directions. Pearson’s correlation coefficient was used to quantify the linear relationships between stretching distances of Y-balance test and lower-limb strength. Results:Hip extensor and knee flexor strength were positively correlated with anterior stretching distance of Y-balance test. Hip extensor, hip abductor, and knee flexor strength were positively correlated with posteromedial stretching distance of Y-balance test. Hip extensor and knee flexor strength were positively correlated with posterolateral stretching distance of Y-balance test distance. Conclusions:There was a close correlation between lower-limb strength and dynamic balance of middle-aged women.

Middle-aged women；Lower extremity muscle strength；Dynamic balance；Postural control

2017-06-09;

2017-07-14

燕山大学博士基金项目(编号：B957)。

高 原(1978-)，男，讲师，博士，研究方向为大众健身的生理学机制。

燕山大学 体育学院，河北 秦皇岛 066004

G808

A

1008-2808(2017)05-0014-05