岳 帥，程 珊，馬 進，牛 堯，胡文東*

（1.空軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院學(xué)員三大隊，西安 710032；2.空軍軍醫(yī)大學(xué)航空航天醫(yī)學(xué)系醫(yī)學(xué)裝備教研室，西安 710032）

0 引言

平衡指身體所處的一種姿態(tài)以及在運動或受到外力作用時能自動調(diào)整并維持姿勢的一種能力[1]。在姿勢調(diào)節(jié)的過程中，人們通常會根據(jù)視覺系統(tǒng)、本體覺系統(tǒng)和前庭系統(tǒng)所反饋的信息來維持身體的平衡[2]。目前，姿勢調(diào)節(jié)能力檢測系統(tǒng)已經(jīng)在運動醫(yī)學(xué)和康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛運用[3-4]。在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，患者的姿勢調(diào)節(jié)能力可以通過練習(xí)得到提高，例如鄭文華等[5]在研究動態(tài)姿態(tài)平衡儀長臺訓(xùn)練對帕金森病患者步行功能的影響時發(fā)現(xiàn)，這種訓(xùn)練方法的療效優(yōu)于包括平衡訓(xùn)練、步態(tài)訓(xùn)練、跨越障礙物等項目在內(nèi)的傳統(tǒng)步行訓(xùn)練。而在正常人群中，是否可以通過動態(tài)姿勢調(diào)節(jié)系統(tǒng)提高平衡性能尚未有報道。

程珊等[6]研究設(shè)計了視覺反饋姿勢調(diào)節(jié)能力檢測系統(tǒng)，并驗證其可以較精確地反映機體在不同方位傾斜時的調(diào)節(jié)能力。但其在實際應(yīng)用時是否存在練習(xí)效應(yīng)還尚不明確。故本實驗希望通過重復(fù)測驗的方式，探究視覺反饋姿勢調(diào)節(jié)能力檢測系統(tǒng)是否存在練習(xí)效應(yīng)，從而驗證該系統(tǒng)的測試穩(wěn)定性以及拓展該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

1 對象與方法

1.1 對象

在某軍醫(yī)大學(xué)男性本科學(xué)員中選取符合條件的25名健康青年作為被試者，年齡21～22周歲，身高167～185 cm，主導(dǎo)腿均為右腿。要求被試者未接受過特殊平衡練習(xí)并在近90 d內(nèi)無肌肉拉傷、骨折、前庭功能障礙等影響姿勢控制的疾病。在測試前2 d被試者嚴格遵守學(xué)校作息制度，不能服用任何影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)以及肌肉系統(tǒng)的藥物和飲料，如咖啡、功能飲料、濃茶等。

1.2 測驗工具

視覺反饋姿勢調(diào)節(jié)能力檢測系統(tǒng)由壓力傳感器、計算機單元及應(yīng)用軟件3個部分組成[7]，程序設(shè)定在正方形的測試界面內(nèi)，在以（1/2，1/2）為圓心，半徑R=1/3的圓周上設(shè)置了8個目標(biāo)位點。系統(tǒng)實物圖如圖1所示。測試時，被試者站立于壓力傳感器上（如圖2所示），通過調(diào)整自身質(zhì)心來控制測試界面內(nèi)紅點的移動，要求其由圓心起始，盡可能迅速移動至周圍某個目標(biāo)點，并盡量穩(wěn)定在目標(biāo)位點周圍。系統(tǒng)在每個方位32 s的測試時間內(nèi)實時采集1 024個坐標(biāo)點，并計算出由圓心到目標(biāo)位點的移動時間、與目標(biāo)位點的最短距離以及標(biāo)準(zhǔn)差，分別代表著不同傾斜方向上動態(tài)姿勢調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)時間、精確度和穩(wěn)定性[6]。

1.3 實驗流程

實驗前將被試者編為1～25號，并告知其實驗內(nèi)容，使其簽署知情同意書。本次實驗測試時間為每晚 18：00—21：00之間，每次測試需完成前傾位、右前傾位、右傾位、右后傾位、后傾位、左后傾位、左傾位、左前傾位、圓心共9個方位的測試（如圖3所示）。2名被試者組成一組，交替進行測試，同一名被試者2次測試的時間間隔為6min，每名被試者需完成10次測試。

圖1 視覺反饋姿勢調(diào)節(jié)能力檢測系統(tǒng)實物圖

圖2 測試場景

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

利用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS 16.0將搜集到的有效數(shù)據(jù)進行分析，涉及的統(tǒng)計學(xué)方法有描述性統(tǒng)計和單因素重復(fù)測量方差分析。以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）來表示計量資料，P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。由于圓心位點的調(diào)節(jié)方式和距離與其余位點不同，故本次數(shù)據(jù)處理不討論其調(diào)節(jié)時間的練習(xí)效應(yīng)。

圖3 程序界面設(shè)計的位點分布模式圖

2 結(jié)果

測試結(jié)果顯示，在不同的測試指標(biāo)中分別有不同的方位存在練習(xí)效應(yīng)。機體在左傾位點和左前傾位點調(diào)節(jié)的精確度都明顯提高，且左傾位點第2次的調(diào)節(jié)精確性與第1次表現(xiàn)出了明顯差異，而左前傾位點的調(diào)節(jié)精確度在第7次測試時才出現(xiàn)提高（見表1）。姿勢調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性分別在后傾位點、左傾位點和左前傾位點存在練習(xí)效應(yīng)。與調(diào)節(jié)精確性的表現(xiàn)相似，左傾位點穩(wěn)定性較早地出現(xiàn)了提高，第3次測試成績與第1次相比表現(xiàn)出明顯差異。而后傾位點與左前傾位點練習(xí)效應(yīng)都出現(xiàn)較晚，分別在第4次及第10次測試中體現(xiàn)（見表2）。調(diào)節(jié)時間明顯縮短的位點有3個，分別是右傾位點、右后傾位點和左傾位點，其中右傾位點最早出現(xiàn)變化，在第3次測試時就表現(xiàn)出明顯差異（見表3）。

表1 精確度隨測試次數(shù)的改變情況cm

表2 穩(wěn)定性隨測試次數(shù)的改變情況cm

表3 調(diào)節(jié)時間隨測試次數(shù)的改變情況s

綜上，左傾位點在精確度、穩(wěn)定性、調(diào)節(jié)時間上均有明顯提升，而前傾位點、右前傾位點及左后傾位點的10次測試成績在3個指標(biāo)上均未表現(xiàn)出明顯的差異性。

3 討論

實驗設(shè)計之初考慮了間隔時間對于練習(xí)效應(yīng)的影響，但是查閱相關(guān)文獻后發(fā)現(xiàn)，目前時間間隔對于練習(xí)效應(yīng)的影響并沒有定論[8-9]，而在體育運動中有運用心率等方式來確定休息間隔的方法[10]。本次實驗并未對被試者造成明顯體力負荷，故其心率變化不明顯，無法通過上述方法確定測試間隔。本系統(tǒng)完成一次測試的時間為6 min，故結(jié)合本系統(tǒng)實際情況，通過2名被試者成組并間隔6 min完成一次測試的實驗方案，可以保證被試者在最短的時間內(nèi)較高質(zhì)量地完成實驗，從而最大限度避免生物節(jié)律以及疲勞因素對實驗結(jié)果的影響。

由于踝關(guān)節(jié)的解剖學(xué)特征為前寬后窄，故在前傾位時機體姿勢調(diào)節(jié)能力最強而在后傾位時最弱[11]。同時，由于右腿為主導(dǎo)腿，故在左傾位時姿勢調(diào)節(jié)能力稍差。由此推測，可能由于前傾位和右前傾位處于機體姿勢調(diào)節(jié)最優(yōu)勢區(qū)域，故練習(xí)效應(yīng)不明顯。而人體在左后傾位時處于姿勢調(diào)節(jié)的劣勢區(qū)域，故姿勢調(diào)節(jié)能力很難通過練習(xí)得以提高。左傾位有著與右傾位相同的生理學(xué)基礎(chǔ)，只是由于平日運用較少未能充分發(fā)揮作用，故通過練習(xí)可以顯著提高其姿勢調(diào)節(jié)能力。

目前，該系統(tǒng)也被運用于疲勞評估領(lǐng)域，需要強調(diào)的是，此前的實驗發(fā)現(xiàn)人體在向左側(cè)相關(guān)位點（左前、左側(cè)、左后）方向傾斜時，疲勞前后相關(guān)指標(biāo)的差異較大[12]，而本次實驗發(fā)現(xiàn)左傾位點具有明顯的練習(xí)效應(yīng)，也就是說測試次數(shù)可能會對疲勞程度的測試結(jié)果造成影響。無論是否存在練習(xí)效應(yīng)，所有測試位點都可以進行姿勢調(diào)節(jié)能力的評估。但檢測前的準(zhǔn)備工作流程有所區(qū)別。對存在練習(xí)效應(yīng)的位點，檢測前需要進行一定次數(shù)的練習(xí)，盡量降低練習(xí)效應(yīng)；對于不存在練習(xí)效應(yīng)的位點來說，并不需要進行多次練習(xí)。所以本文的研究目的之一是用來指導(dǎo)該測試系統(tǒng)如何在實踐中應(yīng)用的。當(dāng)然，該系統(tǒng)也需要進一步改進，盡量降低練習(xí)效應(yīng)的影響，使檢測更方便。故下一步可以進行相應(yīng)研究，完善有關(guān)評價指標(biāo)，使視覺反饋姿勢調(diào)節(jié)能力檢測系統(tǒng)更好地運用于疲勞評估領(lǐng)域。

在視覺反饋姿勢調(diào)節(jié)能力檢測系統(tǒng)設(shè)計之初，就考慮到了機體在不同傾斜方向上姿勢調(diào)節(jié)能力會有差異，本次實驗從練習(xí)效應(yīng)方面直接驗證了這一特性。從另一方面來講，本次實驗也證實了該系統(tǒng)在前傾位點、右前傾位點及左后傾位點的測試成績沒有練習(xí)效應(yīng)產(chǎn)生，可以較為準(zhǔn)確地反映出機體姿勢調(diào)節(jié)能力。故在這3個位點的實際運用中，無需提前進行練習(xí)即可使用。但是人體姿勢調(diào)節(jié)能力還受到生物節(jié)律及生理、心理狀態(tài)的影響[13-14]，故在測試時需考慮上述因素。同時，本次實驗發(fā)現(xiàn)了存在練習(xí)效應(yīng)的位點，這為該系統(tǒng)在運動康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的運用提供了可能。

由于姿勢控制能力受到生物節(jié)律的影響，故本實驗的測量應(yīng)在短時間內(nèi)或在相似的生物節(jié)律條件下完成。而本次實驗屬探索性研究，又受到本科學(xué)員日常安排的限制，因此采取了讓被試者在短時間內(nèi)重復(fù)測量的方式。故而，本實驗的不足之處在于被試者在2 h內(nèi)完成10次測試，可能會受到疲勞因素的影響；同時該設(shè)計方案無法反映出長時間練習(xí)對各方位姿勢調(diào)節(jié)能力的影響。在后續(xù)的研究中，課題組應(yīng)采用被試者在不同日期同一時段重復(fù)測量的方式來探究長時間的練習(xí)效應(yīng)對姿勢調(diào)節(jié)能力的影響，并與此次實驗結(jié)果進行對比，從而完善相關(guān)數(shù)據(jù)，為下一步系統(tǒng)功能的開發(fā)和改進奠定基礎(chǔ)。

綜上所述，在視覺反饋姿勢調(diào)節(jié)能力檢測系統(tǒng)不同的測試指標(biāo)中，分別有不同的方位存在練習(xí)效應(yīng)，同樣也有一些方位無練習(xí)效應(yīng)產(chǎn)生。這些結(jié)果為該系統(tǒng)運用于運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了可能，同時也為更加準(zhǔn)確地運用該系統(tǒng)提供了思路。