平衡能力训练在下肢运动损伤预防及康复中的应用研究

2022-12-07魏智丰王子朴杜承润

中国体育科技 2022年10期

魏智丰，王子朴，杜承润，孙辉

竞技体育中，损伤不仅阻碍运动员运动水平的发挥，还会对运动员的身体健康产生严重影响。国外研究中，平衡能力评估在预测下肢运动损伤风险方面的价值已得到证实（Plisky et al.，2006），平衡能力训练在下肢运动损伤预防及康复中的应用得到了广泛关注，国内平衡能力研究集中在中老年人健康层面，鲜见于竞技体育领域。本研究通过整理分析国内外平衡能力训练的相关文献，在厘清平衡能力概念、特征、分类、评估方法及训练方式的基础上，探讨平衡能力训练在下肢运动损伤预防及康复中的应用价值。

1 平衡能力概述

1.1 平衡能力的概念、特征及分类

平衡源自力学领域，是一个综合性概念，指作用于物体上的所有力之合力为0时物体所处的一种状态，即平衡态（徐维耀，1988）。在体育领域，平衡能力是人体重要的生理机能，指人体在运动或受到外力作用时，能够自动调整并维持身体姿势，将重心维持在身体支撑面以内的能力（刘阳，2007）。

虽然在不同学科领域“平衡”一词的含义有所区别，但均存在共性的特征：1）平衡是指事物的所有要素之间达到的一种内部均衡及协调的状态；2）平衡是动态的，诸要素既独立又统一，缺少任一都会导致状态失衡。

平衡分为静态平衡和动态平衡。静态平衡是指维持人体重心与姿势相对静止的姿势控制能力，维持静态平衡时，肌肉呈等长收缩的状态（南登昆，2001）。动态平衡是指人体从动态转变到静态过程中保持姿势平衡的能力（Ross et al.，2004），分为自动态平衡和他动态平衡，其区别在于主动与被动：自动态平衡是指自主变换身体姿势时达到的平衡，他动态平衡是指在外界环境干扰下迅速恢复稳定状态的能力。

1.2 平衡能力的训练方式

1.2.1 躯干稳定性训练

运动过程中，上肢、躯干和下肢的协同配合是保证整个身体姿势平衡的重要途径，其中躯干支柱是连接上下肢运动的枢纽。躯干支柱力量训练强调增强肩带、脊柱和骨盆稳定性的动作练习，以保证动力链支点的稳定性，提高动力传递效能（王雄等，2014）。杜承润等（2020）总结了躯干稳定性训练方式（表1）。

表1 躯干稳定性训练方式Table 1 Trunk Stability Training Methods

1.2.2 下肢稳定性训练

下肢稳定性训练包括膝关节和踝关节两部分（表2）。膝关节稳定性训练应结合专项特征，采用开链运动与闭链运动相结合的运动方式，对处于康复期的运动员来说，稳定性训练应以闭链运动为主。进行膝关节稳定性训练时，应以膝关节承受部分压力为主，同时避免过度的膝部外翻动作。踝关节稳定性训练应以闭链运动为主，平衡盘、平衡板等是常用训练器械，康复后期的不稳定训练以平衡垫训练为主，通过提升外翻肌和内翻肌肉的力量增强踝关节稳定性。值得注意的是，赤脚进行踝关节稳定性训练效果更好。

表2 下肢稳定性训练方式Table 2 Lower Limbs Stability Training Methods

1.3 平衡能力评估方法

体育运动中，平衡能力评估不仅可以有效反映运动员静、动态条件下的姿势控制能力，还能够有效诊断运动员的神经肌肉控制缺陷和损伤风险。目前，主要的平衡能力评估方法包括闭眼单腿站立测试、星形偏移平衡测试（star excursion balance test，SEBT）、Y 平衡测试（Y-bal‐ance test，YBT）和平衡仪测试（表3）。

表3 平衡能力评估方法Table 3 Balance Ability Assessment Methods

2 平衡能力训练在下肢运动损伤预防中的应用

2.1 踝关节损伤的预防

下肢运动损伤中，踝关节损伤最为常见，不仅会破坏踝关节的组织结构，还会对其功能造成严重影响。在国外，平衡能力评估在预测踝关节损伤风险中的价值已得到证实。有研究发现，平衡能力差的运动员在赛季中出现踝关节损伤的风险是普通运动员的2～7倍（Hrysomal‐lis et al.，2007；Tropp et al.，1984）。在赛季前评估运动员的平衡能力，可以有效预测赛季中运动员踝关节的损伤风险（Halabchi et al.，2016；Henry et al.，2016）。探究其原理发现，平衡能力评估可反映运动员的神经肌肉控制能力，当神经肌肉控制能力不足时，踝关节损伤的风险将会增高（Wang et al.，2006）。另外，SEBT能有效反映运动员身体两侧功能的对称性。当运动员两腿向前最大伸展距离的差异超过4 cm时，踝关节损伤的风险将会增加（Plisky et al.，2006）。

在踝关节损伤预防方面，国外学者探索了平衡能力训练预防运动员踝关节损伤的价值，发现训练能够有效降低踝关节损伤的发生率。McGuine等（2006）探究了平衡训练在预防踝关节损伤中的效果，通过对没有踝关节损伤史的运动员实施简单的平衡训练计划，降低了运动员踝关节损伤的发生率。Riva等（2016）对职业篮球运动员开展了为期6年（每2年为1个阶段，3个阶段中平衡训练的强度和量度不同）的实证研究，发现平衡能力训练不但有效降低了踝关节、腰部和膝关节的损伤风险，而且明显提高了运动员的身体稳定性、专项技术和运动控制能力。

探究平衡能力训练降低踝关节损伤的原理可知，平衡能力训练能够提高运动员的神经肌肉控制能力，改善运动员踝关节的稳定性，降低运动员优势腿和非优势腿在姿势控制能力与肌肉力量方面的差异（Sannicandro et al.，2014），故在降低踝关节损伤风险方面发挥了重要价值。在生物力学层面，Myer等（2006）和Nagano等（2011）研究发现，平衡能力训练改变了运动员下肢冠状面的力学参数，减少了运动过程中运动员踝关节的外翻情况，明显降低了运动员着地时对地面的冲击力量。这些生物力学特征的改变，在预防踝关节损伤方面发挥了重要的作用。

2.2 膝关节损伤的预防

竞技体育中，前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）损伤是膝关节损伤中最严重的损伤类型。出现ACL损伤后，运动员需要经历长时间的恢复，且医治费用非常高。如果损伤后没有得到及时、科学的治疗，大概率会造成膝关节不稳和慢性膝关节疾病，对运动员的运动生涯产生直接的影响。在膝关节ACL损伤的危险因素方面，张美珍（2012）和周志鹏（2018）从生物力学的角度探讨发现，着地瞬间较小的膝关节曲角、较大的地面反作用力和膝外翻角与伸膝力矩、较高的股内侧肌预激活水平和后激活阶段股四头肌/腘绳肌共激活水平是ACL损伤的主要危险因素。不可忽视的是，性别、动作和项目均会对ACL损伤产生影响。

国外学者探究了平衡能力训练在预防ACL损伤中的价值，发现平衡能力训练能够有效降低膝关节ACL损伤的发生率。Caraffa等（1996）对半职业和业余足球队运动员进行了追踪性研究，实验对象排除了存在膝关节损伤史的运动员，发现为期3个赛季的平衡能力训练对ACL损伤起到积极的预防效果，平衡训练组运动员的ACL损伤率较对照组降低近7倍。Myklebust等（2003）对职业女子手球运动员实施了平衡能力训练计划，发现平衡能力训练在预防ACL损伤方面起到了积极的效果。

通过平衡能力训练，运动员在单脚完成动态稳定训练时，膝关节的外翻情况明显减少，完成起跳落地时膝关节的屈曲度也得以提高，还降低了落地时对地面的冲击力量（Myer et al.，2006；Nagano et al.，2011）。这些生物力学特征的改变，降低了膝关节ACL损伤的风险。

3 平衡能力训练在下肢运动损伤康复中的应用

3.1 踝关节损伤的康复

由扭伤引发的踝关节肿胀、炎症、活动度和本体感觉功能减退（Lephart et al.，1997），会进一步导致运动员踝关节稳定性和姿势控制能力的下降。值得注意的是，运动员首次出现踝关节扭伤后，若没有得到及时、有效的康复治疗，过早重返赛场，即使踝关节的组织结构得以康复，但仍然存在较高的再次损伤风险（McKay et al.，2001）。这是由于踝关节扭伤后关节功能没有得到完全恢复。

本体感觉功能的减退是踝关节损伤复发的主要原因。本体感觉是关节运动觉和位置觉的一种特殊感觉形式，其主要功能包括感知关节的位置觉和运动觉，本体感觉的传入是有效维持关节稳定性的基础（Riemann et al.，2002）。踝关节扭伤会导致踝关节感觉输入减少（Free‐man et al.，1965），降低踝关节的位置觉和姿势反射功能（Gross，1987），影响运动员踝关节的稳定性。休息、冰敷、压迫和患侧抬高等是踝关节扭伤急性期康复治疗的主要手段，这些手段虽然在缓解踝关节疼痛、促进结构恢复和增加关节活动度方面起到积极效果，但并不能促进运动员踝关节本体感觉功能的完全恢复。

平衡能力训练能够有效促进踝关节本体感觉功能的恢复，降低运动员踝关节损伤的复发率。De Vasconcelos等（2018）系统综述了平衡训练对运动员踝关节本体感觉功能和踝关节损伤发生率的影响，发现平衡能力训练显著改善了运动员踝关节的位置觉，提升了动态神经肌肉控制能力，显著降低了踝关节损伤的风险。Eils等（2010）通过实证研究探讨了多站本体感觉训练对降低踝关节损伤风险的效果，发现平衡能力训练改变了神经肌肉表现，提升了踝关节的本体感觉功能，降低了损伤发生率。探究平衡能力训练在踝关节损伤康复中的价值，可以发现平衡能力训练有效改善了踝关节周围中断的本体感觉传入通路和保护性机制，促进了关节本体感觉功能的恢复（Ergen et al.，2008），进而降低了运动员踝关节损伤的复发风险。

3.2 膝关节损伤的康复

ACL损伤和半月板损伤是膝关节损伤中常见的类型，它们不仅会导致运动员膝关节疼痛，关节结构受损，还会严重影响运动员膝关节的本体感觉功能，导致膝关节本体感觉信息输入的减少。膝关节ACL和半月板中分布有丰富的本体感受器，本体感觉功能的减退会改变运动员运动时膝关节的生物力学特征，导致膝关节出现渐进性的动力性不稳和功能障碍，进而影响膝关节的运动功能（张弛等，2000；Musahl et al.，2016）。

当运动员出现严重的ACL损伤和半月板损伤时，膝关节韧带重建和半月板部分切除手术是常用的治疗手段。手术治疗虽然能够有效改善患处组织结构的异常，但在促进膝关节运动功能恢复方面效果甚微，手术后实施科学的康复训练是保障膝关节运动功能得到有效恢复的重要环节。在康复训练过程中，关节活动度和肌肉力量的恢复常被作为康复训练的重点内容。膝关节损伤康复的标准不仅包括关节活动度或肌肉力量，本体感觉功能的恢复也是膝关节运动功能康复的重要标准（Barcia et al.，2012）。江海燕等（2002）认为，肌肉力量训练只能部分恢复膝关节的本体感觉功能，完全恢复还需通过专门的本体感觉训练才能实现。

以提升膝关节本体感觉功能为主的平衡能力训练是膝关节损伤后和术后本体感觉功能康复训练的关键组成部分。蒋拥军等（2011）运用静态平衡测试系统对比了平衡促进训练和常规康复训练对膝关节ACL重建术后患者膝关节本体感觉功能的恢复效果，发现平衡促进训练方案更好地提升了患者膝关节的本体感觉功能。李玉周等（2014）探讨了常规康复处方与本体感觉加强处方对膝关节半月板术后患者本体感觉和等张功率的影响，通过8周本体感觉加强处方训练发现，与常规康复处方训练组相比，本体感觉加强训练组患者膝关节的本体感觉功能得到更为显著的改善。郝文博等（2017）研究了平衡能力训练对膝关节韧带细胞增殖的影响。通过平衡能力训练，膝关节韧带细胞的增殖加快，不仅促进了韧带结构的恢复，对膝关节功能恢复也起到显著的效果。以恢复膝关节本体感觉功能为主的平衡能力训练有效地刺激了膝关节周围组织的机械感受器，使得机械感受器的敏感程度得以提升，改善了运动员膝关节的位置觉和神经肌肉控制能力，进而提升运动员的姿势稳定性（马燕红等，2005；Akbari et al.，2015）。