鄧桂勇,王 震,薛文忠

(1．廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東 廣州 510507； 2. 廣東青年職業(yè)學(xué)院 廣東 廣州 510550；3.廣州體育學(xué)院 廣東 廣州 510500)

人們?nèi)粘Ｉ钪袝?huì)受到不同來源的全身振動(dòng)(WBV)刺激。研究發(fā)現(xiàn)[1-2]，與對(duì)照組相比，WBV訓(xùn)練改善肌肉性能顯著。大量研究短期WBV訓(xùn)練可增強(qiáng)下肢肌肉力量、功率、骨密度和功能性移動(dòng)，以及有效預(yù)防骨骼肌肉疾病患者跌倒[3,1,2]。WBV訓(xùn)練輔助其他運(yùn)動(dòng)鍛煉比單獨(dú)的平衡訓(xùn)練更有效地增強(qiáng)平衡和力量[4]。本綜述目的是觀察WBV訓(xùn)練對(duì)神經(jīng)肌肉性能的影響，探討不同振動(dòng)特性(頻率、振幅和振動(dòng)方式)和運(yùn)動(dòng)方案對(duì)訓(xùn)練效果的影響。

1 方法

1.1 檢索及篩選

通過知網(wǎng)、PubMed、Web of science等電子資源數(shù)據(jù)庫，以關(guān)鍵詞whole body vibration、strength、power、neuromuscular和EMG 進(jìn)行檢索。檢索到24篇文獻(xiàn)，根據(jù)研究標(biāo)題、摘要、全文，納入16篇研究文獻(xiàn)。依據(jù)研究內(nèi)容和納入標(biāo)準(zhǔn)剔除6篇，最后納入10篇文獻(xiàn)，其中5篇文獻(xiàn)符合評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)[2，5-8]。

1.2 排除標(biāo)準(zhǔn)

文獻(xiàn)檢查有以下情況，剔除該研究文獻(xiàn)：(1)非隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)；(2)未發(fā)表的研究或會(huì)議摘要；(3)沒有使用WBV。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn)

文獻(xiàn)納入研究標(biāo)準(zhǔn)：(1)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)；(2)單獨(dú)WBV或運(yùn)動(dòng)(安慰劑)或WBV輔助常規(guī)療法；(3)至少一項(xiàng)研究結(jié)果與肌肉力量有關(guān)。研究文獻(xiàn)受試者特征和文獻(xiàn)特征及運(yùn)動(dòng)方案見表1和表2。

表1 納入研究文獻(xiàn)受試者特征

表2 納入研究文獻(xiàn)的特征及運(yùn)動(dòng)方案

1.4 評(píng)估質(zhì)量

根據(jù)國際肌肉骨骼與神經(jīng)元相互作用學(xué)會(huì)(ISMNI)WBV干預(yù)研究指南，研究質(zhì)量評(píng)估方法，由13個(gè)因子組成[9]，見表3。依據(jù)13個(gè)因子，查看WBV參數(shù)和受試者位置，評(píng)估研究文獻(xiàn)質(zhì)量。各因子得分為“有”(1)或“不確定”(0)。沒說明振動(dòng)類型為“0”。

文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)級(jí)方法采用Niklasson等人[10]。本綜述采用修改后的質(zhì)量評(píng)級(jí)方法，見表3。納入研究的質(zhì)量得分是8±1.41。

表3 ISMNI方法評(píng)估內(nèi)容

2 WBV對(duì)膝關(guān)節(jié)伸肌等長肌力的影響

三篇文獻(xiàn)研究振動(dòng)對(duì)膝關(guān)節(jié)伸肌等長肌力影響[5,6,8]，振動(dòng)時(shí)間20到30s，兩篇研究振動(dòng)時(shí)間為60s[10,13]。研究發(fā)現(xiàn)[8]，頻率26 Hz與頻率30至50 Hz比較，低頻率振動(dòng)募集神經(jīng)肌肉興奮性增加，有或無WBV主觀感覺疲勞無顯著變化。受試者膝關(guān)節(jié)屈曲100°，最大主動(dòng)收縮(MVC)為70%，振動(dòng)30s，與沒有鍛煉組相比，深蹲訓(xùn)練組扭矩下降顯著，機(jī)體疲勞和神經(jīng)肌肉疲勞無顯著性變化，但神經(jīng)肌肉功能有差異。

Samah等[7]研究，與半蹲運(yùn)動(dòng)(PL)相比，WBV組膝關(guān)節(jié)伸肌等長力量和下蹲跳(CMJ)改善顯著。在CMJ期間，受試者從站立位屈膝下跳，后垂直起跳，結(jié)果發(fā)現(xiàn)WBV組和PL組后測(cè)CMJ有顯著性變化，這也證實(shí)了WBV干預(yù)可改善膝關(guān)節(jié)伸肌肉力量和表現(xiàn)。

3 WBV對(duì)膝關(guān)節(jié)屈曲等長肌力的影響

有研究表明，膝關(guān)節(jié)屈曲70°，靜態(tài)下蹲運(yùn)動(dòng)20s，WBV頻率30Hz，振幅為2mm，膝關(guān)節(jié)屈曲等長肌力改善非常顯著[6]。Samah等[7]研究發(fā)現(xiàn)，膝關(guān)節(jié)屈曲100°等速測(cè)力，膝關(guān)節(jié)屈曲90°CMJ，半蹲運(yùn)動(dòng)，WBV頻率35到40 Hz，結(jié)果表明WBV和PL組肌肉性能顯著增強(qiáng)，WBV組改善效果更好，這說明膝關(guān)節(jié)屈曲短期振動(dòng)訓(xùn)練輔助下蹲運(yùn)動(dòng)，膝關(guān)節(jié)屈曲肌肉力量和表現(xiàn)改善非常顯著。

4 不同頻率WBV對(duì)肌電信號(hào)響應(yīng)的影響

Cardinale等[10]研究16名女排球運(yùn)動(dòng)員，WBV振動(dòng)頻率(0Hz、30 Hz、40 Hz和50 Hz)，膝關(guān)節(jié)半蹲屈曲100°，振動(dòng)60s，間歇60s，與無WBV相比，WBV會(huì)導(dǎo)致股外側(cè)肌EMG RMS活動(dòng)顯著增強(qiáng)，頻率30Hz時(shí)出現(xiàn)最高響應(yīng)，與無WBV和50 Hz相比，頻率在30 Hz和40 Hz時(shí)EMG RMS改善顯著。膝關(guān)節(jié)屈曲100°，與無WBV相比，股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌和股二頭肌平均積分肌電(IEMG)活動(dòng)沒有變化[5]。Rittweger等[8]研究發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)(26 Hz、12 mm)和負(fù)重運(yùn)動(dòng)(體重40%)深蹲運(yùn)動(dòng)至力竭，肌電中值頻率增加，這提示在疲勞時(shí)動(dòng)員I型運(yùn)動(dòng)單位。持續(xù)振動(dòng)訓(xùn)練+下蹲起至力竭，髕骨肌腱拉伸反射得到改善，這說明振動(dòng)增強(qiáng)a-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元募集高閾值運(yùn)動(dòng)單位和肌纖維。

Lienhard等[6]研究EMG信號(hào)受運(yùn)動(dòng)偽影和反射活動(dòng)的影響，隨機(jī)分組：(1)WBV無負(fù)重；(2)WBV負(fù)重33 kg，受試者膝關(guān)節(jié)屈曲70°靜蹲練習(xí)，30 Hz，振動(dòng)20s，間歇60s，檢測(cè)下肢肌肉sEMG：VL、RF、BF、SOL和G，與無負(fù)重相比，負(fù)重WBV組肌肉基波和諧波的EMG RMS均顯著性提高；在無WBV條件下，兩個(gè)負(fù)重組之間肌肉基波和諧波的EMG RMS沒有顯著性差異。綜上述，低頻率全身振動(dòng)輔助其他運(yùn)動(dòng)對(duì)肌肉力量和肌電信號(hào)改善顯著。此外，建議采取適當(dāng)?shù)臑V波技術(shù)消除運(yùn)動(dòng)偽影，減少EMG參數(shù)及肌肉活動(dòng)的偏差。

5 分析討論

全身振動(dòng)增強(qiáng)肌肉力量已成共識(shí)，輔助其他運(yùn)動(dòng)有助于進(jìn)一步改善肌肉表現(xiàn)。研究表明[1,2]，振動(dòng)可增強(qiáng)肌肉活動(dòng)。Samah等[7]研究發(fā)現(xiàn)，WBV改善膝關(guān)節(jié)等長力量(伸展屈曲)和腳踝(跖背屈曲)。研究報(bào)道[11]，低頻率(2至20 Hz)WBV改善膝關(guān)節(jié)伸肌肌肉力量。Ahlborg等[12]研究表明，腦癱成人患者8周WBV或8周抗阻訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)腿部肌肉力量和步行能力改善無顯著性差異，WBV與抗阻訓(xùn)練相比，WBV減少膝關(guān)節(jié)伸肌痙攣。研究表明[13]，WBV干預(yù)可改善患者的步行能力和痙攣，同時(shí)增強(qiáng)肌肉力量。

Kang等[14]對(duì)多發(fā)性硬化癥患者肌肉力量和功能性活動(dòng)的影響進(jìn)行回顧和元分析發(fā)現(xiàn)，與無振動(dòng)相比，三項(xiàng)WBV研究[11,15,16]對(duì)膝關(guān)節(jié)伸肌力量有積極影響，兩項(xiàng)研究[15,16]WBV頻率在25到45 Hz之間，不能改善膝關(guān)節(jié)屈肌力量。Kang 等[14]與大多數(shù)離散性研究一致，認(rèn)為WBV結(jié)合其他運(yùn)動(dòng)可增強(qiáng)膝關(guān)節(jié)伸肌力量，但不能增強(qiáng)膝關(guān)節(jié)屈肌力量，其他研究也證實(shí)了類似的結(jié)論[1,5,7]。Bosco等[17]研究10天的WBV訓(xùn)練，頻率26 Hz，發(fā)現(xiàn)連續(xù)5s跳高高度和機(jī)械功率有顯著性變化。Rittweger等[8]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)WBV頻率為26 Hz時(shí)，神經(jīng)肌肉性能改善無顯著性差異。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[1]，WBV訓(xùn)練后肌肉等長和等速力量顯著提高，且膝關(guān)節(jié)等長伸肌力量增加16.6%。Cormie等[5]研究結(jié)果表明，與無振動(dòng)相比，WBV對(duì)JH有顯著性影響，這些研究表明WBV能提高肌肉的爆發(fā)力。

有研究[18]與上述相矛盾，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)WBV后，JH下降顯著(9.1%)。WBV輔助跳高、短跑和敏捷性，實(shí)驗(yàn)結(jié)束2天后進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)肌肉力量沒有改善[12]。Torvinen等[19]研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組4個(gè)月WBV訓(xùn)練后，WBV訓(xùn)練組等長肌肉力量和跳高高度增加，持續(xù)訓(xùn)練8個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)垂直跳高高度增加，肌肉力量沒有增加。有研究發(fā)現(xiàn)[20]，大學(xué)生進(jìn)行11周WBV訓(xùn)練，肌肉力量改善不顯著。這些結(jié)果可能的原因是對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組樣本量較小，訓(xùn)練效果可能存在劑量效應(yīng)，只有一定量的振動(dòng)才可增加肌肉力量和表現(xiàn)。

有研究報(bào)道[8]，持續(xù)WBV訓(xùn)練(26 Hz、6 mm)+動(dòng)態(tài)蹲起至力竭，改善髕骨肌腱拉伸反射，這說明振動(dòng)增強(qiáng)了a-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，募集了高閾值單位和肌肉纖維。Hopkins 等[21]研究得出相反的結(jié)論，間歇性振動(dòng)(26 Hz、4 mm)對(duì)髕骨肌腱拉伸反射沒有影響。負(fù)重深蹲(40%體重)+振動(dòng)( 26 Hz、12 mm)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肌電圖中值頻率增加，在疲勞時(shí)募集了I型運(yùn)動(dòng)單位[8]。這說明振動(dòng)訓(xùn)練對(duì)肌電髕骨肌腱反射及募集運(yùn)動(dòng)單位還有待研究。

sEMG信號(hào)可能包括肌肉活動(dòng)期間鎖相頻率及多重諧波，RMS峰值隨著肌肉激活基數(shù)增加而增加，且與sEMG信號(hào)的RMS高度相關(guān)，這提示在WBV期間sEMG信號(hào)受運(yùn)動(dòng)偽影影響[14]。有研究發(fā)現(xiàn)[22]，通過振動(dòng)頻率及多重諧波峰值，證實(shí)存在運(yùn)動(dòng)偽影。有研究發(fā)現(xiàn)，剔除sEMG頻譜中不必要的峰值會(huì)消除運(yùn)動(dòng)偽影，且會(huì)消除振動(dòng)引起的反射活動(dòng)。因此，原始sEMG要高通濾波(10至20 Hz)，低通濾波(500 Hz)，全波整流，或建議采用適當(dāng)?shù)臑V波技術(shù)消除運(yùn)動(dòng)偽影且不會(huì)影響肌肉活動(dòng)。

6 結(jié)論

全身振動(dòng)對(duì)神經(jīng)肌肉性能改善優(yōu)勢(shì)明顯，主要影響因素有：振幅、頻率、振動(dòng)類型及應(yīng)用方法、訓(xùn)練強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)方案和受試者的特征。WBV訓(xùn)練輔助其他練習(xí)可提高肌肉力量和功率，其最佳參數(shù)和方案還需進(jìn)一步研究。WBV適宜的頻率范圍在20～50 Hz之間。在WBV期間，sEMG信號(hào)受運(yùn)動(dòng)偽影的影響，需要濾波。WBV干預(yù)在治療領(lǐng)域有廣闊的前景，WBV干預(yù)可增強(qiáng)不愿意或不能完成常規(guī)鍛煉計(jì)劃患者的神經(jīng)肌肉功能。

7 局限性

局限性有：1)研究文獻(xiàn)樣本量較??；2)WBV長期干預(yù)研究未納入本綜述；3)文獻(xiàn)研究受試者特征不同；4)文獻(xiàn)研究方法缺乏統(tǒng)一性，如最佳的振動(dòng)參數(shù)或鍛煉方案；5)WBV頻率、振幅、位移、姿勢(shì)和運(yùn)動(dòng)方案等參數(shù)不同；6)評(píng)估肌肉力量的方法不相同。