楊景慧，耿喜臣，王海霞，徐 艷，衛(wèi)曉陽(yáng)，金 朝，王 全，林 榕，王 紅，張立輝，李寶輝，蔣 科，李毅峰，王 軼，楊明浩

現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的高機(jī)動(dòng)性能使飛行員在作戰(zhàn)、訓(xùn)練中經(jīng)常需要做復(fù)雜的特技飛行動(dòng)作，常處于高＋Gz、高增長(zhǎng)率環(huán)境，導(dǎo)致飛行員頸腰背部不適，甚至急性脊椎損害[1-2]。尤其是在自由空戰(zhàn)、體系對(duì)抗等新型訓(xùn)練模式下，高G值和高機(jī)動(dòng)性等因素對(duì)飛行員的頸腰背部肌肉要求更高。英美空軍飛行員、飛行教員和學(xué)員均報(bào)告在高＋Gz下發(fā)生過(guò)急性頸損傷，除急性頸痛外，教官和有經(jīng)驗(yàn)飛行員也有慢性頸痛。我國(guó)蘇-27部隊(duì)有48%的飛行員有頸痛或頸部不適，且已有飛行員發(fā)生過(guò)頸部損傷、甚至頸椎骨折[3]。此外，坐姿不良、被動(dòng)帶飛等導(dǎo)致的頸腰部損傷的概率也在不斷增加。瑞典研究顯示與患有頸部疼痛的飛行員相比，肌肉力量更強(qiáng)飛行員無(wú)頸部疼痛的比例更高[4]，另一項(xiàng)研究也顯示開展專項(xiàng)頸部訓(xùn)練可有效增強(qiáng)頸部力量和降低頸部損傷風(fēng)險(xiǎn)[5]。因此，開展包含頸腰肌肉訓(xùn)練在內(nèi)的體能訓(xùn)練項(xiàng)目，對(duì)增強(qiáng)飛行員頸部肌肉力量，維持高載荷時(shí)飛行員頸部穩(wěn)定，防止頸部損傷起到關(guān)鍵作用。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 按照《飛行人員體格檢查標(biāo)準(zhǔn)》選拔體檢合格受試者8名，均為男性，年齡17～20歲，平均身高（1.71±0.8）m，平均體質(zhì)量（65.63±3.6）kg。

1.2 方法

1.2.1 專項(xiàng)體能訓(xùn)練方案設(shè)計(jì) 訓(xùn)練目標(biāo)主要以脊椎附近的肌肉為主，訓(xùn)練設(shè)備為專用訓(xùn)練器，訓(xùn)練內(nèi)容包括頸部和腰背部前屈、后伸、左右側(cè)屈、左右旋轉(zhuǎn)，左右上旋動(dòng)作，配合HP呼吸方式[4]，其中，頸部訓(xùn)練設(shè)備為頸部訓(xùn)練器（圖1A）、拉力帶及坐姿后旋訓(xùn)練器（圖1B），頸部訓(xùn)練器訓(xùn)練時(shí)受試者調(diào)整好座椅高低，保持受試者脊柱正直位，固定好安全帶，保持肩部以下部位不動(dòng)。腰背部訓(xùn)練設(shè)備為高拉力器配合扣環(huán)窄懸?guī)В▓D1C）。頸腰背訓(xùn)練頻率為每周3次，隔天進(jìn)行。訓(xùn)練強(qiáng)度以最大重復(fù)次數(shù)（repetition maximum，RM）控制，完成訓(xùn)練動(dòng)作教學(xué)后，單個(gè)動(dòng)作重復(fù)次數(shù)由10 RM起，訓(xùn)練過(guò)程中根據(jù)訓(xùn)練情況調(diào)整負(fù)荷重量，如若當(dāng)原負(fù)荷重量下受試者重復(fù)次數(shù)能夠達(dá)到15 RM時(shí)，提高負(fù)荷重量5 kg，新重量單個(gè)動(dòng)作初始重復(fù)次數(shù)仍為10 RM，每次訓(xùn)練前均進(jìn)行熱身，訓(xùn)練后利用拉伸及泡沫軸滾動(dòng)對(duì)肌肉進(jìn)行放松，訓(xùn)練周期3個(gè)月。力量動(dòng)作結(jié)合HP動(dòng)作的呼吸方式訓(xùn)練，具體方式為力量訓(xùn)練動(dòng)作開始前，口張開至最大程度的2/3左右，發(fā)出較輕的漢語(yǔ)拼音“H”(類似“喝”的發(fā)音)同時(shí)進(jìn)行中等量的快速吸氣0.5 s，然后身體帶動(dòng)負(fù)荷開始動(dòng)作，同時(shí)立即以口發(fā)出較重的漢語(yǔ)拼音“P”(類似“潑”的發(fā)音)并進(jìn)行用力呼氣2.0 s，呼氣停止時(shí)轉(zhuǎn)體達(dá)到各方向動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)終點(diǎn)位置，此時(shí)再次發(fā)出輕音“H”并快速吸氣0.5 s，同時(shí)開始恢復(fù)身體動(dòng)作，恢復(fù)過(guò)程中同樣發(fā)出較重音“P”并用力呼氣持續(xù)2.0 s，直至身體恢復(fù)至初始位，保持該組動(dòng)作做左右2個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，每個(gè)方向動(dòng)作各做3組，直至訓(xùn)練結(jié)束。

圖1 訓(xùn)練及測(cè)試設(shè)備

1.2.2 測(cè)量指標(biāo)及方法 測(cè)量設(shè)備：等長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)訓(xùn)練前后力量變化利用頸腰肌訓(xùn)練機(jī)（圖1D）進(jìn)行測(cè)量，等張運(yùn)動(dòng)力量變化測(cè)量設(shè)備，頸部采用頸部訓(xùn)練器，腰背部利用改裝高拉力器進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量動(dòng)作為全部訓(xùn)練項(xiàng)目動(dòng)作，即頸腰背部前屈、后伸、左右側(cè)屈、左右旋轉(zhuǎn)，左右上旋?；顒?dòng)度測(cè)量采用標(biāo)記及軟件分析法（Screen Protractor軟件）。圍度測(cè)量采用軟尺。心率及活動(dòng)強(qiáng)度測(cè)量采用原空軍航空醫(yī)學(xué)研究所研制的“飛行員飛行生理參數(shù)記錄檢測(cè)儀”及分析軟件記錄分析[6]。測(cè)量指標(biāo)：①力量指標(biāo)：訓(xùn)練前后頸腰背等長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)和等張運(yùn)動(dòng)（1、10 RM）時(shí)，做左右上述幾種動(dòng)作兩側(cè)頸腰背部肌肉的負(fù)重及拉力變化，用kg表示。②活動(dòng)度：訓(xùn)練前后上述幾個(gè)方向頸腰活動(dòng)度變化，單位為度（°）；③圍度：訓(xùn)練前后身體圍度變化，包括訓(xùn)練前后受試者頸圍、胸、腹圍、腰圍、臀圍、雙側(cè)上臂最大圍、雙側(cè)大腿上圍、大腿下圍和小腿中圍，測(cè)量時(shí)受試者身體為站立位，肌肉為放松狀態(tài)，用cm表示。④心率：訓(xùn)練前后靜息心率、平均心率與最大心率及對(duì)應(yīng)活動(dòng)強(qiáng)度變化。活動(dòng)度測(cè)量方法：①受試者端坐于座椅上，雙臂自然下垂，兩眼平視前方，在耳垂和鼻尖處各貼一個(gè)標(biāo)識(shí)點(diǎn)，此時(shí)拍一張正直位的照片，受試者用力向前屈或后伸頸部，保持上半身直立，再拍一張前屈位或后伸位的照片。②左右側(cè)屈：在頸椎的大椎骨和其垂直上方的頭頂處各貼一個(gè)標(biāo)識(shí)點(diǎn)，先拍一張正直位的照片，受試者用力向左（右）屈頸，保持上半身直立，再拍一張左（右）側(cè)位的照片。③左右旋轉(zhuǎn)：受試者頭戴純色泳帽平躺于瑜伽墊上，雙臂自然平放在身體兩側(cè)，兩眼自然目視上方天花板，在頭頂和額頭正上方各貼一個(gè)標(biāo)識(shí)點(diǎn)，此時(shí)拍一張正位照片，受試者用力向左（右）旋轉(zhuǎn)頸部，保持上半身直立，再拍一張左（右）側(cè)位的照片。利用角度測(cè)量軟件分別測(cè)試出各方向與直立位之間的角度，精確到0.1o。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料以±s表示，訓(xùn)練前后變化采用自身配對(duì)t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 訓(xùn)練前后力量變化 訓(xùn)練前后各方向動(dòng)作力量均顯著增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），與訓(xùn)練前比較，頸部肌肉等長(zhǎng)收縮最大肌力增加34%～160%（表1），腰背部肌肉等長(zhǎng)收縮最大肌力增加75.3%～164.0%，等張收縮10 RM增加99.5%～133.6%，1 RM增加108.6%～136.9%，由結(jié)果可知，訓(xùn)練前后，頸腰肌訓(xùn)練前后力量增加至少0.5～1.5倍（圖2）。

表1 訓(xùn)練前后頸部等長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)各方向力量變化

圖2 訓(xùn)練前后頸腰背部力量變化比較

2.2 訓(xùn)練前后活動(dòng)度變化 訓(xùn)練前后，頸部前屈活動(dòng)度顯著下降（P＜0.001），頸部旋轉(zhuǎn)活動(dòng)度增加，其中右旋活動(dòng)度顯著增加（P=0.046），腰背部前屈、后伸、左側(cè)及右側(cè)運(yùn)動(dòng)活動(dòng)度增加，旋轉(zhuǎn)活動(dòng)度則有所下降，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

表2 訓(xùn)練前后各方向活動(dòng)度變化（°）

2.3 訓(xùn)練前后放松圍度 訓(xùn)練前后受試者頸圍、雙側(cè)上臂最大圍、胸圍、腹圍、腰圍、臀圍、雙側(cè)大腿上圍及小腿中圍均有增加，其中雙側(cè)上臂圍度及左側(cè)小腿中圍增加顯著差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表3）。

表3 訓(xùn)練前后身體圍度變化（cm）

2.4 訓(xùn)練前后心率變化 結(jié)果顯示，訓(xùn)練前后身體最大活動(dòng)強(qiáng)度和平均活動(dòng)強(qiáng)度均顯著增加（P＜0.05）靜息心率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，平均心率略有升高差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05），最大心率略有下降，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表4）。

表4 頸腰等長(zhǎng)訓(xùn)練前后心率及活動(dòng)強(qiáng)度變化

3.討論

導(dǎo)致飛行員頸腰損傷的原因很多，包括高＋Gz負(fù)荷、頸部活動(dòng)、長(zhǎng)時(shí)飛行任務(wù)及頭盔、盔裝夜視鏡或顯示器負(fù)荷等[7]，其中高＋Gz或累積＋Gz最為容易引起頸椎損害[8-10]，同時(shí)飛行員在克服高＋Gz、長(zhǎng)航時(shí)等負(fù)荷情況下轉(zhuǎn)頭觀察空戰(zhàn)對(duì)手，如做“檢查6點(diǎn)鐘”（Check-6）動(dòng)作，也被國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)為與頸腰損傷密切相關(guān)[10-12]，研究顯示85%頸部損傷發(fā)生在空戰(zhàn)訓(xùn)練中飛行員向側(cè)方或后方觀察時(shí)。保護(hù)有力的肌肉是頸腰背痛發(fā)生的預(yù)防因素，有效的力量訓(xùn)練可有效增強(qiáng)頸腰背部力量和降低頸腰背部損傷風(fēng)險(xiǎn)[13-15]，以往國(guó)內(nèi)外的研究多以有氧訓(xùn)練或傳統(tǒng)力量訓(xùn)練方式為主，部分研究雖引入抗阻訓(xùn)練設(shè)備，但訓(xùn)練動(dòng)作簡(jiǎn)單，頸腰背部訓(xùn)練僅采用簡(jiǎn)單的單軸向拉力動(dòng)作，缺乏水平旋轉(zhuǎn)或斜后方旋轉(zhuǎn)等兩到三軸向動(dòng)作訓(xùn)練，未與空戰(zhàn)動(dòng)作實(shí)際相結(jié)合[16-18]，缺乏對(duì)新型作戰(zhàn)模式的訓(xùn)練針對(duì)性。因此，本研究針對(duì)新型訓(xùn)練模式（高載荷、快速規(guī)避、高載荷下做頸部轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作等）對(duì)頸腰背部肌肉的特殊要求及飛行人員頸腰傷病高發(fā)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)飛行人員頸腰背部肌肉力量、肌肉耐力及靈活度專項(xiàng)訓(xùn)練方法，效果顯著。結(jié)果顯示訓(xùn)練前后，受試者頸腰背部各個(gè)方向肌肉力量均顯著提高，并且注意到與側(cè)向拉力增加程度相比，頸部和腰背部做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)力量提升更為突出，尤其經(jīng)過(guò)左右上旋動(dòng)作（模擬Check-6方向設(shè)計(jì)）訓(xùn)練后，該方向肌肉力量得以明顯提升。可能由于飛行員頸部經(jīng)受反復(fù)長(zhǎng)期的高載荷刺激，此時(shí)頸肌會(huì)不斷自主用力以對(duì)抗載荷，這對(duì)他們頸肌能力的提高給予了持續(xù)的正向刺激，這可能也是本研究受試者在接受模擬實(shí)戰(zhàn)設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作訓(xùn)練后，肌力效果提升顯著的原因之一，同時(shí)也更加說(shuō)明貼合空戰(zhàn)動(dòng)作實(shí)際的、有針對(duì)性訓(xùn)練方案效果才更佳。此外，本研究顯示，各個(gè)方向力量大小分布在訓(xùn)練前后基本上保持一致，雖然都有增加，但是訓(xùn)練前相對(duì)力量較弱的動(dòng)作，訓(xùn)練后雖有較大的增強(qiáng)，但與同期其他動(dòng)作的力量相比依然較弱，因此，本次研究結(jié)果也可為下一步訓(xùn)練的目標(biāo)重點(diǎn)提供了依據(jù)。

高載荷對(duì)飛行員肌肉穩(wěn)定性要求很高，單純肌肉力量的增強(qiáng)可提高穩(wěn)定性，但如果忽視靈活性訓(xùn)練而導(dǎo)致靈活性的降低，機(jī)體就會(huì)以僵硬和肌緊張的方式來(lái)代償必備的穩(wěn)定性。拉伸練習(xí)可以提高飛行員身體的動(dòng)作范圍，使各處關(guān)節(jié)變得強(qiáng)韌、靈活，加強(qiáng)身體的柔韌性、靈活性和協(xié)調(diào)性，可預(yù)防損傷，提高肌肉的工作效率[19]，因此，訓(xùn)練計(jì)劃中合理平衡好有氧、無(wú)氧及柔韌性訓(xùn)練安排就非常重要。本研究要求每次訓(xùn)練后對(duì)各部位肌肉進(jìn)行有效拉伸和放松，活動(dòng)度測(cè)試結(jié)果顯示通過(guò)頸部強(qiáng)化旋轉(zhuǎn)性訓(xùn)練后，頸部旋轉(zhuǎn)活動(dòng)度增強(qiáng)顯著，但前屈活動(dòng)度顯著下降，這也與頸部肌肉力量雖增強(qiáng)，但前屈方向動(dòng)作柔韌性訓(xùn)練不足可能有關(guān)，因此也提示下一步應(yīng)重視這部分的鍛煉。

本研究對(duì)受試者運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率也進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，心率作為了解人體心血管系統(tǒng)功能的最簡(jiǎn)單易行的指標(biāo)，對(duì)于監(jiān)控訓(xùn)練強(qiáng)度、訓(xùn)練前后身體機(jī)能水平變化均有一定的參考價(jià)值。本研究使用飛行員飛行生理參數(shù)記錄檢測(cè)儀是利于三軸加速度技術(shù)測(cè)量身體訓(xùn)練活動(dòng)強(qiáng)度[6]，同時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)心率變化，結(jié)果顯示靜息心率、平均心率與最大心率的變化趨勢(shì)與運(yùn)動(dòng)量基本一致，靜息心率訓(xùn)練前后基本無(wú)變化，平均心率隨著活動(dòng)強(qiáng)度的增強(qiáng)略有升高，最大心率訓(xùn)練前后變化差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但可觀察到下降趨勢(shì)。已知長(zhǎng)期耐力訓(xùn)練可明顯降低靜息心率，力量訓(xùn)練一般靜息心率不會(huì)有明顯降低，本研究采用有氧訓(xùn)練與無(wú)氧訓(xùn)練交叉訓(xùn)練，但有氧訓(xùn)練量安排較少，因此對(duì)靜息心率影響不大，但在負(fù)荷成倍增加前提下，最大心率并未顯著提高，甚至略有降低，可見心排出量可能有所增加，這在一定程度上反映出力量訓(xùn)練也可增加心臟儲(chǔ)備能力。以往研究也提到過(guò)力量訓(xùn)練不僅對(duì)肌肉功能產(chǎn)生重要的影響，還可通過(guò)增加自主神經(jīng)中迷走神經(jīng)的控制[20]，對(duì)心血管系統(tǒng)也產(chǎn)生重要的影響，運(yùn)動(dòng)時(shí)可使心率和心輸出量增加，從而滿足工作肌肉代謝上的需求[21]，這與本研究結(jié)果基本一致。

新型飛行訓(xùn)練模式的展開帶來(lái)了一系列挑戰(zhàn)，飛行員生理負(fù)荷大幅度增加，隨之而來(lái)的頸腰傷病對(duì)飛行人員的戰(zhàn)斗力也產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。戰(zhàn)爭(zhēng)中，無(wú)論武器多么先進(jìn)，最后實(shí)行軍事占領(lǐng)的還是人，特別是高性能殲擊機(jī)飛行員，一旦因傷病影響任務(wù)的執(zhí)行，甚至停飛，對(duì)我軍戰(zhàn)斗力的損失是巨大的。本研究從實(shí)戰(zhàn)出發(fā)，通過(guò)多次深入基層調(diào)研，對(duì)飛行員的體能訓(xùn)練情況及飛行習(xí)慣進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研分析，根據(jù)飛行員實(shí)際需求設(shè)計(jì)了體能訓(xùn)練方案，因此方法更面向部隊(duì)，更貼近實(shí)戰(zhàn)。傳統(tǒng)訓(xùn)練方法已經(jīng)不適合飛行員的實(shí)際需求，且國(guó)內(nèi)針對(duì)頸肌、呼吸肌及抗荷能力等的專項(xiàng)訓(xùn)練器械也基本屬于空白，因此除提出了貼合空戰(zhàn)實(shí)際的訓(xùn)練方法外，本研究中許多訓(xùn)練設(shè)備均根據(jù)飛行員實(shí)際訓(xùn)練需求自主設(shè)計(jì)研制，以期從設(shè)備到技術(shù)多層面解決飛行員頸腰背訓(xùn)練問(wèn)題。本研究訓(xùn)練方法有效增強(qiáng)了頸腰背部肌肉力量及靈活度，尤其是負(fù)荷下旋轉(zhuǎn)時(shí)效果顯著，方法創(chuàng)新、聯(lián)系實(shí)際、行之有效，但仍有需改進(jìn)之處，包括增加緊張圍度及其他心電指標(biāo)的測(cè)量，之后的研究將總結(jié)前期經(jīng)驗(yàn)，不斷完善訓(xùn)練方案。