深层肌肉振动对缓解小腿三头肌运动性疲劳的即刻效应

郑鑫鑫，刘佳琦，卢 茜，李 敏，杨天祎，雷思艺，王 慧

（中日友好医院 康复医学科，北京 100029）

小腿三头肌包括腓肠肌和比目鱼肌。肌构筑与肌功能密切相关[1]，比目鱼肌是维持姿势平衡的主要肌，腓肠肌只有在运动需要更多的力量和速度时才会参与。小腿三头肌疲劳可造成肢体在整个活动中的稳定性下降。以步行为例，由支撑末期过渡到摆动前期时小腿三头肌是主动肌，同时也是该侧肢体迈步的“推动力”，小腿三头肌疲劳可使足蹬离地面不充分，从而增加跌倒的风险[2]。深层肌肉振动仪（deep muscle stimulator，DMS）是通过对深层肌肉组织进行振动和击打，以缓解肌肉紧张和疲劳，从而促进肌肉功能的恢复。目前有关DMS缓解小腿三头肌疲劳的作用尚无报道，本文通过使用DMS对小腿三头肌进行干预，探讨其对缓解肌肉疲劳的即刻效应。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2018年10月～12月在中日友好医院康复医学科学习及工作的30岁以下的成年女性14例。

入组标准:①年龄＜30岁，身体健康、无心脑血管及神经系统疾病；②无肌肉损伤或疼痛；③实验前近2周无剧烈运动；④能配合评估并接受干预。

排除标准:①测试腿有骨折史；②下肢放射痛。实验前告知研究对象即将接受的试验方法、注意事项、试验后有可能出现的不适感觉，征得其理解并签署知情同意书。本研究得到中日友好医院伦理委员会批准。

采用随机列表法将上述研究对象分为观察组和对照组。2组研究对象的基本情况见表1，2组基线资料均无显著差异（均P＞0.05）。

1.2 方法

1.2.1 等速测试

测试仪器采用美国BIODEX等速肌力评估训练系统SYSTEM 5。采取踝关节等速肌力测试标准体位进行测试:坐位，双手交叉抱于胸前，躯干略后倾，与髋关节夹角100°～120°，膝关节屈曲90°～100°，踝关节中立位，等速旋转轴通过距骨、腓骨外侧髁，略低于胫骨内侧髁。

1.2.2 小腿三头肌疲劳的诱导

表1 2组研究对象的基线资料比较（±s）

表1 2组研究对象的基线资料比较（±s）

观察组（n=7）对照组（n=7）年龄（岁）25.9±3.6 25.1±4.6身高（cm）163.7±4.6 162.4±4.0体重（kg）55.1±7.9 57±7.3 BMI（%）20.8±3.8 21.6±2.5

采用小腿三头肌力竭实验[3]，实验如下:起始位置:标准体位下设置踝关节全范围关节活动，起始位置为踝关节最大背伸位，跖屈角速度180°/s[4，5]，背伸角速度为60°/s。

动作过程:从起始位置开始，进行全范围踝关节反复运动，嘱受试者尽最大努力，跖屈到设置活动范围末端时继续跖屈，激发踝关节背伸，在踝关节被动背伸时受试者抵抗此运动。实验人员参考峰值力矩和变移参数监测受试者用力情况。

结束诱导标准:受试者力竭，不能坚持运动，测试者结合峰值力矩、最大做功，两者当前实时数据至少下降为初始数值的50%时方可停止。

疲劳诱导实验前，参与者进行简单热身活动:跑台慢走 3min，速度为2.5～3km/h。

1.3 干预方法

DMS观察组方法为:受试者结束疲劳诱导后，卧位休息5min，同时采用美国产DMS（标准型）刺激小腿三头肌，振动头与刺激部位之间垫2层治疗巾（厚度约1mm），治疗师手持DMS手柄的中间位置（虎口距振动头10cm左右），振动头垂直于刺激部位，振动过程中，治疗师仅维持振动头的位置并沿上述肌肉缓慢、匀速移动，不得通过手柄上提或下压振动头，仅以DMS的重力作用于刺激部位。DMS治疗范围:腘窝横纹至跟腱小腿三头肌结合部位，DMS技术参数:振动头敲击频率36.7Hz，振动头伸缩距离6mm，手柄直径5.08cm，重量2.5kg，钛合金击打头。

对照组在疲劳诱导结束后进行5min主动牵伸，牵伸体位为站立位，面向墙壁，双脚放于倾斜角度约为45°的斜板上，保持膝关节伸直，通过自身体重进行牵伸[6]。

1.4 评估参数

1.4.1 Borg评分

主观疲劳程度量表，评分为0～10分，0分为完全没有疲劳，代表没有感觉到任何费力，没有肌肉劳累，没有气喘吁吁或呼吸困难。10分代表最大值，是极其强烈的水平。

1.4.2 等速相关数据

峰值力矩:肌肉收缩过程中产生的最大力矩输出，也就是力矩曲线上的最高点的力矩值。

总做功:肌肉进行一组动作，重复收缩所做的总功量，反映肌肉连续收缩做功的能力。以上指标在第一次疲劳诱导开始直至力竭，以及干预后再次进行此项活动后的评估。

1.5 统计学分析

采用统计软件SPSS20.0对数据进行统计分析，2组间数据对比采用独立样本t检验。

2 结果

表2示，2组干预前后Borg评分均存在显著性差异（均P＜0.05），干预后组间Borg评分存在显著性差异（P＜0.05）。2组峰值力矩与总做功均无显著性差异（均 P＞0.05）。

3 讨论

小腿三头肌的主要功能是踝关节跖屈，小腿三头肌疲劳除了负面的感觉体验外，还会对踝关节的稳定性造成影响。大量研究显示，踝关节与平衡密切相关[7，8]。DMS缓解肌肉疲劳的原因主要有以下2方面:（1）通过特定频率的机械振动和刺激强度，对肌肉、韧带，筋膜等产生牵拉作用，通过神经、体液的反射及本体感觉反馈，激活肌肉神经因素——增加肌梭敏感性和γ神经元活性，从而降低肌肉紧张，解除肌肉痉挛[9]，缓解肌肉疲劳[10]；（2）振动波可以使肌肉内毛细血管开放增多，局部血液供给增强，促进淋巴回流及局部炎症疼痛物质的消散，在较短的时间内即可缓疼痛，并帮助恢复肌肉的最适长度和弹性[11]。还有实验表明，振动刺激可提升肌肉内总血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度[12]，从而使组织获得足够的营养，促进其修复。

主动牵伸时使肌肉伸展更长，增加软组织的延展性[13]，主动牵伸可以缓解疲劳主要是由于缓慢持续牵拉时，高尔基腱器兴奋，激发抑制反应，使肌肉张力减低，放松肌肉，从而恢复肌肉的柔韧性。其次牵伸可以激活肌卫星细胞进入细胞周期进行分裂增殖，实现肌纤维的修复和再生[14]。

表2 2组干预前后峰值力矩、总做功比较

本研究与其他研究相比差异性主要体现在以下几个方面:（1）现阶段小腿三头肌疲劳模型的建立多采用“垫脚”动作，疲劳观察方式多为表面肌电。此研究在疲劳模型的建立上使用等速系统，测试动作相对标准化，并结合等速数据进行分析，具有一定的探索性。（2）在DMS作用相关研究中，对照组多采用自我休息、物理因子治疗、针灸和推拿手法等。而本研究采用牵伸法，已有研究证明其能够有效缓解疲劳[13～15]。在此次研究中发现对于缓解运动后小腿三头肌疲劳的即刻效应中两者没有显著差异。

综上所述，本研究中观察组采用DMS，对照组采用主动牵伸来缓解肌肉疲劳。在Borg量表评分中显示观察组较对照组缓解疲劳更加有效，但在等速测试数据中，两者缺乏有意义的统计学差异。因此，在缓解小腿三头肌疲劳上，DMS方法可以等同于主动牵伸法。如考虑受试者主观疲劳缓解效应，则可以采用DMS。

本研究中疲劳模型未与表面肌电相结合来判定受试者的疲劳情况，且样本量较少，因此后续进一步研究中将会扩大样本量，并对DMS缓解运动后疲劳的持续效应进行研究。