摘 要：探讨相同振幅（3 mm）、不同频率的全身振动训练（WBVT）对老年女性身体姿势控制能力的影响。63例60～70岁健康老年女性，随机分成年龄、身高和体重相匹配的低频组（n=15，10～15 Hz）、中频组（n=16，25～30 Hz）、高频组（n=15，40～45 Hz）和对照组（n=17）。采用美国产Power-Plate振动平台对振动组进行为期24周的WBVT，并测试0周和24周所有受试者的平衡能力、下肢肌力和下肢的本体感觉。结果显示：（1）平衡能力：低频WBVT显著提高了老年受试者的本体代偿能力，中频和高频显著提高了受试者本体代偿能力、前庭整合能力和左、右方向的动态平衡能力，且高频改善效果优于低频和中频；（2）下肢肌力：低频WBVT显著提高了老年受试者膝关节伸肌绝对力，中频和高频显著提高了膝和踝?P节伸肌绝对力和爆发力。高频提升膝关节伸肌绝对力优于低频和中频，对膝关节伸肌爆发力、踝关节伸肌绝对力和爆发力提升效果优于低频。中频提升膝和踝关节伸肌爆发力效果优于低频；（3）下肢运动觉：低频WBVT显著提升了老年受试者膝关节30°和60°位置觉，中频和高频显著提升了膝关节30°、60°和踝关节45°位置觉。且高频提升膝关节30°和60°位置觉效果优于低频和中频。
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关 键 词：运动医学；全身振动训练；身体姿势控制；平衡能力；肌力；位置觉；老年女性
中图分类号：G804.6 文献标志码：A 文章编号：1006-7116（2018）02-0128-07
Effects of whole body vibration training at different frequencies on the balance， lower limb muscle strength and position sense of elderly women
LI Jing-ya1，CHENG Liang2
（1.School of Physical Education，Sichuan Normal University，Chengdu 610066，China；
2.Rehabilitation Center，Sichuan Sports Skills Institute，Chengdu 610041，China）
Abstract： In order to probe into the effects of whole-body vibration training （WBVT） at the same amplitude （3mm） but at different frequencies on the body posture control ability of elderly women， the authors divided 63 healthy elderly women aged 60-70 randomly into a low frequency group （n=15， 10-15 Hz）， a mid frequency group （n=16， 25-30 Hz） ， a high frequency group （n=15， 40-45 Hz）， and a control group （n=17）， in which the age， height and weight match The authors let the vibration groups carry out 24-week WBVT on the Power-Plate vibration platform made in USA， and tested the balance， lower limb muscle strength and lower limb proprioception of all the testees on week 0 and week 24， and revealed the following findings： 1） balance： low frequency WBVT significantly improved the ontic compensation ability of the elderly testees， mid frequency and high frequency WBVT significantly improved the ontic compensation ability， vestibular integration ability as well as left and right dynamic balance of the testees， and high frequency WBVT’s improvement effect was better than low frequency and mid frequency WBVT’s； 2） lower limb muscle strength： low frequency WBVT significantly improved the absolute power of knee joint extensor of the elderly testees， mid frequency and high frequency WBVT significantly improved the absolute power and explosive power of knee and ankle joint extensors； high frequency WBVT’s effect of improving the absolute power of knee joint extensor was better than low frequency and mid frequency WBVT’s， its effect of improving the explosive power of knee joint extensor， and the absolute power and explosive power of ankle joint extensor， was better than low frequency WBVT’s； mid frequency WBVT ‘s effect of improving the explosive power of knee and ankle joint extensors was better than low frequency WBVT ‘s； 3） lower limb movement sense： low frequency WBVT significantly improved the 30° and 60° position sense of knee joint of the elder testees， mid frequency and high frequency WBVT significantly improved the 30° and 60° position sense of knee joint and the 45° position sense of ankle joint， and high frequency WBVT’s effect of improving the 30° and 60° position sense of knee joint was better than low frequency and mid frequency WBVT’s. Key words： sports medicine；whole body vibration training；body posture control；balance；muscle strength；position sense；elderly women
因衰老导致人体姿势控制能力的下降，增加了老年人跌倒的风险[1]。Chang等[2]的研究显示，随着年龄的增加，老年人的平衡能力、下肢的关节肌力、下肢的本体感觉功能和神经肌肉反应时下降，是易发生跌倒的重要因素。因此，提高老年人上述功能是预防跌倒的重要策略。诸多研究发现，有规律太极拳锻炼[2-3]、快走[4]和抗阻训练[5]等运动方式，能有效提高老年人身体姿势控制能力，但上述运动需受试者自律主动坚持。巴洪冰[6]和林长地[7]等的研究认为：有规律的全身振动训练（Whole-Body Vibration Training，WBVT）适合运动功能差或不习惯主动运动的人群。
近期研究认为有规律的WBVT对老年人身体姿势控制能力有一定的影响。多数研究认为WBVT能改善老年人的下肢关节肌力，Rees等[8]认为8周的WBVT（振幅5～8 mm、频率>26 Hz）能显著提高老年女性的踝关节伸肌力。Bogacrts等[9]发现24周WBVT（振幅2.5～5.0 mm、频率30～40 Hz）显著提高了老年女性膝关节伸肌力。卢澎涛[10]认为24周低频（10～15 Hz）WBVT对老年人下肢肌力影响不显著，高频（40～45 Hz）对肌力影响效果优于低频和中频（25～30 Hz）；同时，WBVT对受试者平衡能力改善也有报道，但研究对象主要为中风或偏瘫人群。Van等[11]对23名慢性中风受试者进行振动刺激（振幅3 mm、频率30 Hz），显示提高了静态平衡能力。张国兴等[12]认为在常规康复治疗基础上附加WBVT（振幅3 mm、频率 3）膝、踝关节等速肌力测试。
采用德国产IsoMed 2000等速测试仪，在0周和24周对所有受试者双侧膝和踝关节（60（°）/s、5次和180（°）/s、5次）进行屈、伸测试。膝关节取坐位，关节活动度为80°；踝关节取仰卧位，关节活动度为70°。测试前受试者需进行10 min下肢关节的热身，整个测试过程实验人员对受试者进行言语激励以保证测试数据的可靠。有研究认为针对普通老年人，60（°）/s测试反映受试者绝对力，180（°）/s测试反映受试者爆发力[7]。
4）膝、踝关节位置觉测试。
在受试者进行完等速肌力测试后，保持测试的姿势，对优势侧进行位置觉测试。角速度设为1（°）/s。分别让等速仪器动力头自动屈伸运动到预设角度：屈膝30°和60°（膝关节完全伸直位为0°），踝关节预设角度：-15°（踝关节背屈），0°（与地面垂直）和45°（踝关节跖屈）。每运动到一个角度后，仪器动力头角度回到起始位置，再让受试者主动运动到指定的位置（按钮后运动自动停止），并记录实际角度与预设角度的差值，每个角度测试3次取平均值。
5）数据统计。
采用Spss 19.0对4组受试者测试数据进行平均值±标准差（ ±s）处理。组间分析采用单因素方差分析（One Way-Anova）并事后多重比较（Post-Hoc tests），组内比较采用配对样本t检验，显著水平α=0.05。
2 结果及分析
2.1 平衡能力测试结果
0周和24周4组受试者平衡能力测试结果见表2、表3。0周4组平衡能力基线数据无显著差异（P>0.05）；0周与24周组内配对样本t检验显示：低频组ECSS身体晃动指数减小，差异具有统计学显著性意义
（P0.05）。0周与24周组内配对样本t检验显示： 低频组膝关节伸肌绝对力增加，差异具有统计学显著性意义（P0.05）；0周与24周组内配对样本t检验显示：低频组膝关节30°和60°位置觉测试角度减小，差异具有统计学显著性意义（P 本研究从WBVT改善老年人静态平衡机制出发，结果显示：低频WBVT显著减小了老年受试者的闭眼站立在稳定平面时身体晃动指数（提高了本体代偿能力），中频和高频显著减小了闭眼站立在稳定平面时身体晃动指数（提高了本体代偿能力）、闭眼站立在海绵垫上时身体晃动指数（提高了前庭整合能力），且高频效果优于低频和中频。值得注意的是，无论以什么频率的干预对老年受试者睁眼站立在海绵垫上身体晃动指数影响不显著，说明WBVT对受试者视觉代偿能力影响不大，探其原因，Chang等[2]认为在静态站立中，开眼比闭眼时对下肢非对称负荷更小，而下肢负荷的非对称性可作为与年龄相关的平衡能力下降的早期诊断指标。另外，视觉对修正老年人头部、躯干的位置十分重要，通过身体姿势的调整影响人体平衡。我们认为WBVT并不能训练受试者的视觉能力。前人研究定期的WBVT对老年人平衡能力的影响，采用了单脚开、闭眼站立时间、压力中心移动距离等静态平衡指标，随着WBVT干预时间的增加，效果也不同。Garland等[17]认为4周WBVT（30Hz）能减小轻度中风的老年人闭眼压力中心的晃动距离。Van等[11]认为8周WBVT
（30 Hz）能显著提高慢性中风老年人的单脚开眼、闭眼站立时间和压力中心移动速度。刘洋[18]将WBVT（30～45 Hz）提升至16周，认为能显著改善老年女性的静态平衡能力，表现为提高了单脚开、闭眼站立时间，降低了闭眼压力中心的最大移动距离等。
事实上，老年人在日常生活中需进行大量的活动。因此，动态平衡能力的改善更值得关注。研究认为，老年人左、右方向是不经常活动的区域，在发生跌倒的统计中，有23% 概率是侧向滑到（左、右方向），容易造成髋部的骨折[19]，林长地[7]认为前、后方向是老年人经常活动的区域（行走、上下楼梯等），因此不易改善左、右方向的平衡能力，发现30～40 Hz的WBVT对老年女性左、右方向平衡能力改善效果最显著，与本研究的中频和高频组结果一致。一系列研究支持了此观点，Hiroshige等[20]发现4周WBVT（30 Hz）能降低老年受试者左、右方向压力中心移动距离；吴方芳[21]认为振动训练能显著降低老年人压力中心的左、右晃动幅度。本研究进一步拓展了上述研究，认为中频和高频组显著提高老年人左、右方向的动态平衡能力，且高频效果优于低频和中频。而低频组虽有变化但差异无统计学显著性意义，推测可能与振动刺激强度不够有关。
3.2 下肢肌力
Chang[2]的研究显示：随着人们年龄增加，肌肉组织的流失，表现为肌力和运动功能的衰退，增加了跌倒的风险。研究认为相比传统力量训练，WBVT能刺激受试者更多的感受器、激活更多的α运动神经元，强化了肌纤维募集的能力，促进神经递质的分泌、刺激肌腱进而改善肌力[6，7，10]。
本研究显示：低频WBVT显著增加了老年受试者膝关节伸肌绝对力，中频和高频显著提高了膝和踝关节伸肌绝对力和爆发力。高频提升膝关节伸肌绝对力效果优于低频和中频，对膝关节伸肌爆发力、踝关节伸肌绝对力和爆发力提升效果优于低频。中频提升膝和踝关节伸肌爆发力效果优于低频，说明随着振动频率增加改善老年受试者下肢肌力效果越好。任满迎[22]的研究显示，WBVT对受试者的负荷由振幅、频率和附加负荷组成，频率决定了肌群所受的加速度力，振幅决定了肌群所受的离心力，附加负荷（本研究的附加负荷为老年人自身体重）决定了肌群的紧张度。当振幅和附加负荷一定的前提下，振动频率的增加对受试者肌群刺激越大。本研究也持相同的观点，值得注意的是，本研究低频组对受试者膝关节伸肌绝对力有明显提升，这与卢澎涛[10]的研究不一致，推测可能与受试者个体差异有关。
另外，本研究振动组（低频、中频和高频）膝和踝关节屈肌绝对力和爆发力虽有提升但无显著变化，其中膝关节肌力变化与Bogacrts等[9]的研究（30～40 Hz）一致，该作者认为24周WBVT显著增加了老年女性膝关节伸肌力，而屈肌?o显著变化，但与卢彭涛的高频组（40～45 Hz）的结果不一致（显著增加了膝关节屈肌力）；踝关节肌力变化与Rees等[8]的一致，认为8周的WBVT（>26 Hz，2.5 mm）显著增加了老年女性的踝伸肌力，而屈肌力变化不显著。不一致的原因，可能与振幅、受试者个体差异以及附加负荷的不同有关。
本研究认为不同频率的WBVT干预，对提升老年人下肢肌力预防跌倒有积极作用。
3.3 下肢位置觉
本体感觉能影响到人体关节的稳定性和灵活性，是人体高效完成运动动作、保持平衡、避免运动损伤的基础[2]。目前衡量人体本体感觉测试分为运动觉和位置觉[2]。其中运动觉采用0.3（°）/s的等速（消除关节和设备的自重）移动，让受试者感知关节的移动。而位置觉采用较小的（≤1（°）/s）等速移动，让受试者感知关节移动的空间位置。鉴于实验条件的限制，本研究未能测试运动觉（设备未能达到0.3（°）/s的运动速度），因此分析受试者膝和踝关节不同角度的位置觉变化。
本研究进一步拓展了前人的研究，结果显示：低频WBVT显著提升了老年受试者膝关节30°和60°位置觉，中频和高频显著提升了膝关节30°、60°和踝关节45°位置觉。且高频提升膝关节30°和60°位置觉效果优于低频和中频，说明振动组（低频、中频和高频）的膝关节在屈曲位置、中高频组踝关节在跖屈位置，受到持续适宜的拉伸刺激，肌腱、腱梭的高尔基体等受到刺激产生记忆效应较为明显。本研究要求受试者在振动平台上完成半蹲、深蹲、提踵和单腿蹲动作，需要受试者反复屈、伸膝和踝关节，参考对照组下肢位置觉无显著变化，说明附加振动训练能进一步激活关节内及周围的本体感受器，进而促进了本体感觉信息在神经通路中的传递，而这种效应随着振动频率的增加效果越明显。但本研究存在局限性，未能进一步扩大样本，对身体姿势控制能力评价缺少下肢的神经反应时，本体感觉评价未增加运动觉的测试，不同振幅对结果有何影响？将是后续的研究方向。 上述分析可得如下结论：
（1）平衡能力：低频WBVT显著提高了老年受试者的本体代偿能力，中频和高频显著提高了本体代??能力、前庭整合能力和左右方向的动态平衡能力，且高频效果优于低频和中频。
（2）下肢肌力：低频WBVT显著增加了老年受试者膝关节伸肌绝对力，中频和高频显著增加了膝和踝关节伸肌绝对力和爆发力。高频提升膝关节伸肌绝对力效果优于低频和中频，对膝关节伸肌爆发力、踝关节伸肌绝对力和爆发力提升效果优于低频。中频提升膝和踝关节伸肌爆发力效果优于低频。
（3）下肢运动觉：低频WBVT显著提升了老年受试者膝关节30°和60°位置觉，中频和高频显著提升了膝关节30°、60°和踝关节45°位置觉。且高频提升膝关节30°和60°位置觉效果优于低频和中频。
（4）老年人进行全身振动训练应避开易引起人体器官共振的频率区间，40～45 Hz的WBVT对提高老年人身体姿势控制能力、预防跌倒有积极意义。
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发表于 2018-8-15 13:38:03