健身功法新编五禽戏对老年女性骨密度的影响

谷磊 刘毅

(1湖南中医药大学，湖南 长沙 410208；2湖南中医药高等专科学校)

骨密度(BMD)是评估骨不良事件发生风险的重要标准，是影响人体骨骼强度的重要因素。根据国家卫生健康委员会公布的《2017年中国卫生事业发展统计公报》显示，当前中国已进入老龄化社会，截至2017年底，中国60周岁及以上人总数超过2.8亿，约占中国人口总数的17.3%，是世界上60周岁及以上人口最多的国家〔1〕。高龄人群易发生骨不良事件是现阶段需引起重视的公共健康问题，随着年龄的增加会造成人体多个部位BMD下降并易于发生骨不良事件，如骨质疏松、骨折等，增加了跌倒的风险，很大程度上造成高龄人群生活质量下降〔2〕。为此，延缓因增龄引起的平衡能力和BMD下降值得关注。研究表明〔3〕，健身功法如五禽戏、八段锦等可有效地预防骨不良事件发生，可提升高龄人群多个部位的BMD，如杨程等〔4〕发现规律练习五禽戏可明显增加原发Ⅰ型骨质疏松高龄人群腰椎的BMD，王富鸿等〔5〕认为五禽戏练习显著增加了骨质疏松高龄人群腰椎L2～4 BMD，也有学者的研究结论与此有所差异，如李静伟等〔6〕研究认为规律练习24 w的五禽戏不能显著增加人体BMD。研究组认为造成上述差异可能是练习五禽戏时动作差异或不标准导致的结果。对健身功法的练习而言，若因练习动作的差异或不标准而导致练习效果的差异，易对相关研究的结论产生影响。本研究基于Kinect人体动作矫正系统，拟通过对健康老年女性分别进行新编五禽戏动作矫正练习及常规练习，采用横向和纵向对比的方法，测定并比较两组练习新编五禽戏后机体BMD的变化，证实上述猜想，为在老龄群体中推广新编五禽戏提供科学依据，丰富健身功法预防跌扑及骨不良事件的理论，同时论证Kinect人体动作矫正系统在传统健身功法姿势矫正上的可行性及意义，使练习新编五禽戏更加标准化，更能有效地增加机体BMD。

1 资料与方法

1.1一般资料 2018年3～5月，招募湖南中医药大学退休女性职工及学校周围社区有健身意愿的老年女性。本研究共招募受试者173例，对象在研究开始前均在专业新编五禽戏教师指导下进行新编五禽戏的基本动作掌握练习，为期2 w。按随机数字表法分为矫正组及对照组，矫正组采用Kinect人体动作矫正系统对新编五离戏动作进行校正并加以练习，对照组常规练习新编五禽戏。在研究进行过程中，28例研究对象因个人原因退出本研究，案例流失率16.18%。完成全部研究步骤后矫正组75例，对照组70例，两组一般资料差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 两组一般资料比较

1.2纳入与排除标准 纳入标准：①60～70岁的老年女性；②可按研究组要求完成本研究步骤，并接受相关报酬；③能够完成研究组规定的体检项目及问卷调查；④本人自愿并签署本研究知情同意书。排除标准：①近1年口服或静脉输注抗骨质疏松药物；②已被诊断存在明显运动障碍或关节疾病；③近1个月来参与其他方式的健身活动；④有骨质疏松症状。

1.3研究方法

1.3.1Kinect人体动作矫正系统对新编五禽戏的动作矫正 现阶段Kinect人体动作矫正系统包括人体动作捕捉模块、人体动作标准库模块、人体动作分析模块、人体动作比较模块、人体动作校正输出模块〔7〕。其中人体动作标准库模块记录了人体标准动作数据；人体动作分析模块可将人体动作捕捉模块捕捉的人体运动动作数据进行分析并建立人体动作骨架数据；人体动作比较模块可将人体动作分析模块建立的人体动作骨架数据和人体标准动作数据进行对比；人体动作校正输出模块则可将人体动作比较结果与需行矫正的动作作出记录并将数据输出。

矫正组使用Kinect人体动作矫正系统建立的新编五禽戏人体动作骨架数据及与标准动作数据对比步骤如下：①根据新编五禽戏的动作特点将人体动作捕捉模块设置在人体的头部、颈部、双肩部、双肘部、双腕部、双髋部、双膝部、双踝部，以上述节点进行人体动作捕捉；②以髋部节点作为建立人体骨架的中心点，分别将头颈部及肢体节点连接，以此建立完整的人体动作骨架数据；③将人体动作分析模块设置的各动作节点进行分析，生成每个动作节点的三维影像，并对比人体标准动作库中的各节点；④将设置的每个人体动作节点生成的三维影像数据和人体标准动作库数进行对比，设置动作误差≤5%的动作节点视为正确的动作节点，动作误差>5%的动作节点为需行动作矫正的节点。

人体动作校正输出模块拥有影像输出设备及语音输出设备，影像输出设备可分别显示人体运动标准动作数据及实时练习新编五禽戏的人体动作数据，并以深浅色彩差异表示上述两类动作数据，采用黄色提示需行矫正的节点，红色表示动作需行矫正，绿色表示动作正确不需矫正，上述人体动作数据以人体骨架动作方式进行输出；语音输出设备是可同步影像输出设备进行语音提示。Kinect人体动作矫正系统对新编五禽戏的动作矫正原理是通过捕捉新编五禽戏练习者的运动生成人体动作数据，与人体标准动作库进行比较，如实时练习动作需行矫正时，矫正系统可通过影像输出设备及语音输出设备提示，如此练习者可脱离教师，不受主客观环境的影响，达到标准练习新编五禽戏标准的目的。

1.3.2干预方法 两组的新编五禽戏干预时间为2018年5～10月。矫正组在Kinect人体动作矫正系统的指导下进行练习，对照组在2名专业新编五禽戏教师指导下进行练习。练习强度及时间：两组练习者均按照新编五禽戏固定的语音及音乐进行练习，主要包括虎举、虎扑、熊攀、熊晃、鹿转、鹿抵、猿摘、猿蹲、鸟翔和鸟展等动作；练习的时间及频率为24 w(4次/w，70 min/次，包括10 min热身和放松)，练习的时间为早晨7∶00～8∶10，其中前4 w为学习期，5～24 w为强化期。

研究组参考汝子报等〔8〕的新编五禽戏研究设计方案，具体为：每完成新编五禽戏练习后练习者立即使用血压计测量患者血压及心率，逐个登记，新编五禽戏练习后每分钟心率需稳定在(220-年龄)×(55%～65%)，若出现练习者心率超出上述范围时可适当进行休息。在研究的过程中，两组练习者的既往生活习惯如前，两组练习者定期进行随访，确保练习者维持既往的日常运动量、日常膳食结构及外出时间等，同时不使用影响的药物，不进行其他形式的规律运动。

1.4BMD测定方法 矫正组采用美国GE公司生产的Prodigy Advance型双能X射线骨密度仪，按常规作仪器质量控制，设置变异系数<0.2%，测定所有练习者0～24 w的腰椎及优势侧股骨近端BMD(g/cm2)，同时腰椎骨密度是诊断骨质疏松的金标准之一，因此研究组选择L2～4段腰椎测定BMD，对练习者BMD测定部位行5次无折返扫描取其平均数。

1.5统计学方法 采用SPSS22.0软件进行t及χ2检验。

2 结 果

练习24 w后，两组腰椎L2～4、大转子、Ward三角和股骨颈BMD均有不同程度增加，其中腰椎L2～4 BMD在新编五禽戏练习前后比较差异有统计学意义(P<0.05)，其余部位BMD干预前后比较差异无统计学意义(P>0.05)；练习24 w后矫正组腰椎L2～4 BMD明显优于对照组(P<0.05)，两组其余部位BMD比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表2 两组干预前后BMD水平

3 讨 论

“五禽戏”(虎、熊、鹿、猿和鸟)是中国古代著名医家华佗模仿虎、熊、鹿、猿和鸟等动物的动作汇编创作的健身功法，其集导引、吐纳为一体，可有效地活动筋骨，舒缓瘀滞，增强体质，是中国传统养生功法的代表〔9〕。新编五禽戏是湖南中医药大学人文艺术学院基于传统五禽戏进一步简化、改编而成，将某些难度较大的动作进行简化和改良，保留了传统五禽戏的健身精髓，主要包括虎举、虎扑、熊攀、熊晃、鹿转、鹿抵、猿摘、猿蹲、鸟翔和鸟展等动作，使其更适于日常的传统体育及功法课程教学，同时更加适合广大中老年人群练习〔5〕。国外对BMD的最新研究表明：骨骼的承受压力程度造成了骨骼形态及构造的差异〔10〕；适当而规律的运动可使骨骼单位时间内通过的血流量增加，从而使骨骼内DNA的表达及蛋白质合成速度增加，同时可维持骨骼血液酸碱度平衡，减缓或防止骨质溶解过程〔11〕；运动带来的血流量增加可加速无机盐如钙、磷等在骨骼内的沉积，从而使骨骼的BMD上升〔12〕。现阶段国内外的相关研究提示中低强度的规律运动可促进骨骼的生长，但短时间突然的高强度运动则会降低人体的BMD〔13〕。仇业鹏等〔14〕对高龄大鼠进行运动干预，结果表明长期规律的中低等强度运动可明显增加大鼠骨效应及骨骼机能。新编五禽戏为外动内静、动静结合的健身功法，前期研究表明，其是一种中低强度的有氧运动；对五禽戏进行规律练习可使周身骨骼、关节及肌肉获得充分的运动，促进BMD的增加，并有效地预防和治疗高龄人群的骨不良事件。

但在实际的五禽戏练习过程中，练习人群经常出现练习条件限制使练习时间不规律或减少、五禽戏运动姿势不标准难获得预期效果甚至产生对身体的负面作用。目前中国经济蓬勃发展，科技创新突飞猛进，众多高新技术应用在日常生活中造福民众，针对人体运动动作的矫正系统研究就是其中的热点之一，其在人体运动动作捕捉、虚拟情景模拟、人体感应及健康大数据传导等领域具有光明的应用前景。现阶段对人体运动动作矫正多应用在健身功法如五禽戏、太极拳等，或网球、高尔夫等球类运动的基础动作教学，取得了较满意的动作矫正效果〔15〕。传统的动作矫正多以教师现场通过对话进行肢体矫正，但传统的动作矫正方式多以教师的主观感受判断为标准，尤其是针对多人的训练，较难达到动作标准及统一规范；加之教师教学水平限制，如教师自身的动作不标准甚至错误，导致练习人员的动作不准确，且传统矫正方式较易受到教师的主客观因素如情绪、耐心、客观环境的干扰，导致每次的动作矫正难以达到一致〔16〕。

国内外关于骨不良事件的相关报道及流行病学研究均提示骨质疏松是骨不良事件发生的主要原因之一〔17～20〕。目前中国的骨质疏松患者在6 000万～8 000万，其中老年女性群体占较大部分〔18〕。现阶段研究认为女性在其绝经后体内激素水平出现显著变化会造成BMD降低，易导致骨质疏松的发生,老年女性骨质疏松的发生率是同龄男性的6～9倍，骨不良事件发生率高达14%以上〔19〕。世界卫生组织(WHO)提出治疗BMD下降导致骨质疏松的三大原则为补钙、饮食及运动疗法，近年来亦有相关研究表明，系统规律的中低强度运动可有效维持或减缓骨内矿物质的自然丢失〔20〕。新编五禽戏作为中低等强度的有氧运动，本研究表明其可有效增加骨强度，提高骨效应，可供中老年人群日常练习。

但目前针对五禽戏练习对高龄人群BMD的影响结论不一，如陈文亮等〔21〕对患有骨质疏松腰椎骨折的高龄人群进行五禽戏干预，发现腰椎L2～4 BMD明显上升；李静雅等〔22〕对骨质疏松高龄人群进行五禽戏干预，得到腰椎L2～4 BMD显著上升的结论，但李静伟等〔6〕认为五禽戏干预并不能明显增加腰椎的BMD。上述研究结果出现差异的原因，研究组认为可能是练习五禽戏时动作差异或不标准导致的结果。本研究拟将Kinect人体动作矫正系统应用在新编五禽戏的练习过程中，以验证上述假设。本研究结果与陈文亮等〔21〕及李静雅等〔22〕研究结果一致，认为这与新编五禽戏的动作特点有关，腰椎的运动贯穿于新编五禽戏的整个练习过程中，腰椎位于人体中部，连接上下，是人体的中心环节，腰椎锻炼可有效地带动全身，反复规律习练可使其得到多方位充足的运动负荷，如新编五禽戏虎戏中的虎扑、熊戏中熊攀及熊晃、鹿戏中的鹿奔等，均可对练习者双侧腰椎及腰椎前后肌群进行锻炼，最终促进腰椎BMD及骨量上升。现阶段报道练习五禽戏对高龄人群股骨近端BMD的影响的相关文献极少，张庆武等〔23〕认为五禽戏练习可提升人体股骨颈及大转子BMD，但Ward三角区BMD则无明显变化。但在本研究中，大转子、Ward三角和股骨颈等部位的BMD较干预前无显著变化，认为其可能与新编五禽戏干预周期不够长相关，24 w的新编五禽戏练习对练习者股骨近端的BMD作用有限，对下肢刺激负荷不足相关，值得进一步深入研究。

本研究证实了研究组之前的假设。Kinect人体动作矫正系统可有效地纠正练习新编五禽戏的不标准动作，同时较大限度地降低各类主客观因素对练习效果的影响，因此矫正组取得了优于对照组的练习效果。同时，虽然两组在大转子、Ward三角和股骨颈等部位的BMD相比较无显著差异，但矫正组BMD的增加程度较对照组稍高，表明经Kinect人体动作矫正系统矫正的新编五禽戏练习更能够延缓因增龄造成的BMD下降，其对新编五禽戏增加骨效应有着良好的促进作用，切实可行。Kinect人体动作矫正系统亦是近年来科技研究的热门领域，将它应用在新编五禽戏的练习上，可使其动作更为规范，更加有效地增加老年女性的BMD。