郭笑荷,范 勇,王 健,高 瑩

(浙江大學 教育學院體育學系,浙江 杭州 310058)

平衡能力是人體依靠視覺、觸覺、本體感覺以及前庭感覺等多種感官的反饋,結合身體運動系統(tǒng)多方面協(xié)調配合完成各項動作的基本能力[1]。通常情況下,平衡能力被分為兩類:靜態(tài)平衡和動態(tài)平衡。前者是指人體在較小支撐面內保持重心與姿勢相對靜止的能力[2],而后者指人體在運動狀態(tài)下仍能夠維持重心穩(wěn)定和調控姿勢的能力[3]。

對于兒童而言,隨著年齡的增長,平衡能力不斷提高,并且參與特定的體育活動能有效提高兒童的平衡能力[4]。如果平衡能力缺失或發(fā)育滯后,不僅會增加兒童運動損傷出現(xiàn)概率與跌倒風險,還會影響兒童認知功能的正常發(fā)育[5],導致兒童執(zhí)行更復雜的運動技能的效率受限[6]。

跆拳道作為一項以腿法為主的項目,90%的攻防需要以單腿支撐和踢擊的方式進行,大量研究表明跆拳道練習者的平衡能力顯著優(yōu)于普通人[7]。跆拳道訓練具有提升肌肉力量、改善本體覺與下肢關節(jié)活動度、發(fā)展前庭功能等作用,從而全面地增進平衡能力[8-9]。不僅如此,實戰(zhàn)過程中的激烈對抗,對于動態(tài)平衡能力的提升優(yōu)于其他項目[10]。研究認為普通人可以通過跆拳道訓練提升平衡能力:長期的跆拳道訓練能夠有效提高動靜態(tài)平衡能力與步態(tài)平衡,在閉眼狀態(tài)下最顯著[11]。跆拳道訓練可以提升11～14歲兒童單腿站立的姿勢控制能力,加快前庭功能的發(fā)展[12]。

但目前有關跆拳道的平衡效應研究主要聚焦在學齡期兒童與成年人樣本群體,對學齡前兒童的訓練效應鮮有涉及。因此,本研究主要以4-6周歲的學齡前兒童和接受過三個月以上規(guī)律性跆拳道訓練的學齡前兒童為研究對象,探討訓練對學齡前兒童動靜態(tài)平衡能力的影響,為學齡前兒童預防運動損傷及提升平衡能力提供理論依據(jù)。

1 對象和方法

1.1 對象

選取訓練組受試者40名,納入標準為4～6周歲,接受三個月以上,每周訓練次數(shù)大于一次,每次訓練時間為60min的跆拳道訓練。其中4～5周歲組20名,5～6周歲組20名,且各年齡組男女比例均為1:1。選取對照組受試者40名,納入標準為無跆拳道項目受訓經(jīng)歷,且未參與其他運動項目的規(guī)律性訓練。對照組兒童的數(shù)量、性別構成和年齡結構與實驗組一致。因特殊原因,有兩名對照組的四歲女童退出實驗,實際收集到的數(shù)據(jù)如表1所示。

其他篩選條件如下:被選兒童均無髖關節(jié)、膝關節(jié)、踝關節(jié)的損傷史或其他下肢病理狀況,并用左、右足踢球實驗[13](將踢球距離遠的一側足作為優(yōu)勢側)確認優(yōu)勢腿均為右腿。實驗開始前,確保受試者及其監(jiān)護人了解實驗內容并簽署知情同意書。

表1 受試者基本情況

1.2 方法

1.2.1 實驗前準備。測試正式開始前,首先測量受試者在赤足狀態(tài)下的身高、體重、腿長等人體形態(tài)學指標并記錄,身高、腿長精確至0.1cm,體重精確至0.01kg。隨后,集中指導受試者熟悉測量步驟,了解測試標準,并進行5min慢跑與漸進式拉伸的熱身活動。最后休息5min開始正式測試,受試者均赤腳完成所有測試[14]。

1.2.2 靜態(tài)平衡能力測試。采用Wii-Fit平衡板進行靜態(tài)平衡能力測試,測試內容包括睜/閉眼并足站立與睜/閉眼右足單足站立四種模式。并足站立時,要求受試者雙手自然垂于身體兩側,雙腳合并中間不留空隙,自然站立于平衡板上,測試時間為30s;單足站立時要求受試者抬起左足離地10～20cm,以右足為支撐腿單足自然站立于平衡板中心,雙手自然垂于身體兩側[15],記錄正確維持姿勢的時間。若在站立過程中,出現(xiàn)攙扶他物、跌倒、非支撐腳多次點地或無法維持正確測試站姿,則為失誤,需重新開始測試。兩種站立方式在睜眼/閉眼狀態(tài)下均需完成2次測試,每次測試之間可休息30s。所有實驗測試均由同一名測試人員完成。

1.2.3 動態(tài)平衡能力測試。動態(tài)平衡測試包括走平衡木與Y型平衡測試(YBT)。

平衡木規(guī)格為長3m、寬10cm、離地0cm。受試者聽到“開始”的口令后,迅速向平衡木的另一端走去,以受試者一只腳走下平衡木為準結束記時。受試者在走平衡木的過程中,若有腳點地或掉落平衡木的情況則需重新開始。為了減小誤差,每名受試者均需完成兩次有效測試,取兩次成績的平均值,精確到0.01s。

在Y型平衡測試中,受試者需以右足為支撐腿單足站立于儀器的中央方塊,聽到“開始”的口令后,非支撐腿以逆時針方向依次推動間隔120°的3個方向上的方塊,盡可能推遠。每推完一個方向的方塊,非支撐腳需不落地回到中央方塊并保持單足站立,隨后開始下一個方向的測試,推完最后一個方塊需保持單足站立大于1s算測試完成。測試過程中,若出現(xiàn)支撐腳移動、非支撐腳落地或參與支撐、開始和結束的單足姿勢保持短于1s,則不計成績,需重新開始測試。每名受試者在正式開始前,可在3個方向上進行3次練習,共需完整完成2次測試,取兩次成績的平均值[16]。

1.2.4 測試指標。在靜態(tài)平衡測試中,并足測試的指標為重心動搖軌跡長(Length)和重心移動的橢圓面積(Area),兩個值越小表明人體的靜態(tài)平衡能力越好,反之則越差。單足測試的指標為維持姿勢時間(Time),正確維持姿勢的時間越長說明平衡能力越好,反之則越差。以上指標被廣泛應用于靜態(tài)平衡功能評價,整體具有良好的可靠性及有效性[17]。

在動態(tài)平衡測試中,Y型平衡測試的指標為下肢伸展相對值,其計算如下:下肢伸展相對值=3個方向總值/腿長/3*100%,值越大表明人體動態(tài)平衡能力越好。在走平衡木測試中,以完成時間(s)作為評價指標,完成時間越短,說明人體動態(tài)平衡能力越好。

1.3 統(tǒng)計學方法

2 結 果

2.1 訓練組與對照組動態(tài)平衡能力對比

獨立樣本t檢驗結果顯示:訓練組與對照組兒童在走平衡木和Y型平衡測試上差異顯著(P<0.05),訓練組兒童走平衡木的時間短于普通組兒童,Y型平衡測試的標準值大于普通組兒童(見表2)。

表2 實驗組與對照組各項動態(tài)平衡指標對比

圖1 訓練組與對照組在并足站立時睜閉眼條件下COP軌跡在Area、Length的差異

2.2 訓練組與對照組靜態(tài)平衡能力對比

如圖1所示,當并足站立時,訓練組與對照組在兩項靜態(tài)平衡指標上差異顯著(FArea=20.44,ηP2=0.12,P<0.01;FLength=174.16,ηP2=0.54,P<0.01),且訓練組數(shù)值更小。但在視覺因素及視覺與訓練的交互作用上均無顯著差異(F視覺=0.10,F交互=0.00,P>0.05)。事后獨立樣本t檢驗分析結果表明,不同組別間各項靜態(tài)平衡能力指標差異均有統(tǒng)計學意義(睜眼tArea=2.64,tLength=6.60,P<0.05;閉眼tArea=3.94,tLength=17.03,P<0.01)。

如圖2所示,當右足單足站立時,站姿維持時間在訓練、視覺及兩者間的交互作用上的差異均有統(tǒng)計學意義(F訓練=152.74,ηP2=0.51,P<0.01;F視覺=56.10,ηP2=0.27,P<0.01;F交互=9.65,ηP2=0.06,P<0.01)。事后獨立樣本t檢驗分析結果表明,不同組別間站姿維持時間的差異具有統(tǒng)計學意義(t睜=-5.93,P<0.01;t閉=-11.53,P<0.01),且同組內閉眼單足站立時間顯著短于睜眼站立(P<0.01)。

3 討論與分析

本研究結果顯示,在走平衡木與Y型平衡測試中訓練組表現(xiàn)均顯著優(yōu)于普通組;在并足站立與右足單足站立時實驗組的靜態(tài)平衡能力均顯著優(yōu)于對照組,接受跆拳道訓練的兒童動靜態(tài)平衡能力優(yōu)于普通兒童。

3.1 跆拳道訓練能夠有效提升學齡前兒童動靜態(tài)平衡能力的原因分析

大量研究發(fā)現(xiàn)跆拳道項目的練習者比未接受過跆拳道訓練的人群表現(xiàn)出更好的動態(tài)平衡能力[18,19];實驗性研究證明經(jīng)過短期的跆拳道訓練,可以有效提升普通兒童的動態(tài)平衡能力[3,20]。龐爾江等人發(fā)現(xiàn)跆拳道訓練能夠有效提高學齡兒童雙足站立的穩(wěn)定性,且對右足靜態(tài)站立的影響最為顯著[21];Rabello[22]與Leong[23]也通過對比壓力中心(COP)的軌跡長度、面積與穩(wěn)定時間(TTS)得出跆拳道練習者靜態(tài)平衡能力優(yōu)于普通人群的結論。本研究結果與前人研究結果一致:跆拳道練習者的動靜態(tài)平衡能力優(yōu)于普通人。

核心力量與核心穩(wěn)定性在身體姿勢的控制與調整中發(fā)揮重要作用[24]。大量研究發(fā)現(xiàn)一段時間的核心力量訓練可以提升人體平衡能力[25,26]。Kahle指出核心力量訓練導致核心腰腹肌群力量增加,加強對骨盆、脊柱及腰椎等穩(wěn)定性,為下肢運動提供有力支撐,進而提升平衡能力[27]。在跆拳道訓練中,多數(shù)動作以單腿、旋轉為主,這對練習者核心力量與核心穩(wěn)定性要求極高。經(jīng)過跆拳道訓練的練習者相比于未練習者具有更好的核心力量與穩(wěn)定性,因而具有更好的平衡能力。

下肢力量是影響兒童動態(tài)平衡能力的重要因素[28],研究發(fā)現(xiàn)下肢的肌肉力量與平衡能力呈正相關[29]:幼兒在4歲時下肢肌肉力量開始快速發(fā)展,6歲幼兒的平衡能力與下肢肌力呈高度相關性。跆拳道項目作為以腿法攻防為主的直接對抗類項目,所有步伐、腿法的完成都依賴于良好的腿部力量。李文燾發(fā)現(xiàn)經(jīng)過跆拳道訓練后,幼兒下肢肌肉力量、耐力、爆發(fā)力都有顯著提高[30]。幼兒的平衡能力與下肢力量高度相關,跆拳道訓練的可以提升幼兒的下肢肌肉力量,因而使其具有更好的平衡能力。

下肢關節(jié)的有效活動幅度與動態(tài)平衡能力有較強正相關。研究發(fā)現(xiàn)踝關節(jié)與髖關節(jié)的活動幅度是影響運動員動態(tài)平衡能力的重要因素之一[31]。在維持身體姿勢時,踝關節(jié)活動度對力的吸收與緩沖可能是影響動態(tài)平衡能力的根本原因[33]。另外,也不能忽視髖關節(jié)外旋活動度對動態(tài)平衡能力的影響。在Y型平衡測試中,從動作過程來看,左腳向后外伸展,支撐腿在屈髖屈膝的同時,右側髖關節(jié)外旋較多。跆拳道訓練要求練習者具有良好的柔韌素質,在控腿打法興盛的時代,多數(shù)得分動作依賴于髖關節(jié)、膝關節(jié)、踝關節(jié)的活動幅度[32]。相比于未練習者,經(jīng)過跆拳道訓練的兒童具有更好的踝關節(jié)、髖關節(jié)靈活度,因而可能具有更好的平衡能力。

3.2 視覺影響下兩組兒童的靜態(tài)平衡能力差異的原因分析

本研究結果顯示,視覺的影響在兒童右足單足站立時更為顯著;在屏蔽視覺條件下,訓練組表現(xiàn)出更好的平衡能力。

研究發(fā)現(xiàn),對視覺信息的處理方式與依賴程度會極大地影響在視覺丟失狀態(tài)下的平衡能力。在屏蔽視覺條件下,3～6歲兒童的雙腳站姿任務對視覺信息的依賴程度降低[34],隨著站姿難度增大(并足站立到單足站立),對視覺信息的依賴程度增加。在跆拳道訓練中,不僅練習者需要保持長時間的動態(tài)活動,周圍環(huán)境也處于動態(tài)變化之中。尤其在模擬實戰(zhàn)對抗訓練中,需要練習者對腿法、戰(zhàn)術的動態(tài)變化有準確迅速的辨別和處理能力,這會極大提升練習者對視覺信息的捕捉處理能力,從而提升其在平衡測試中的表現(xiàn)。

此外,有研究表明,在屏蔽視覺時,人體對前庭系統(tǒng)的依賴程度更高[37],這是由于前庭系統(tǒng)的功能主要感受直線與旋轉加速度運動的刺激,對平衡功能有重要作用;通常提供絕對的空間參考,以修正不準確的視覺對平衡的影響。在動態(tài)空間平衡中,前庭系統(tǒng)的反饋比力線索更加重要,且人體在高速姿勢變換中維持平衡的能力對前庭系統(tǒng)的依賴極大,反之,人體處于高速姿勢變換中會極大刺激前庭系統(tǒng)[35]。在跆拳道的訓練中,練習者在快速連續(xù)擊打與步伐轉換中保持動態(tài)穩(wěn)定,在快速的重心高低變換與旋轉擊頭等動作中能夠不斷刺激前庭系統(tǒng)。已有證據(jù)表明,跆拳道訓練能夠刺激前庭功能的發(fā)展進而提升運動員的平衡能力,在高處落地時更加穩(wěn)定[36]。這也解釋在視覺屏蔽條件下,跆拳道訓練者的平衡測試表現(xiàn)更好。

Horak等指出,在穩(wěn)定支撐平面上,本體覺、前庭覺和視覺在維持穩(wěn)定功能中分別占70%、20%和10%。本體感覺包括運動覺和位置覺,運動覺中又包含對速度的感覺和力覺。在穩(wěn)定的支撐面上,平衡能力對本體感覺的依賴比視覺、前庭覺多[38]。因此,在雙足站立測試中,兒童主要依賴本體感覺維持身體平衡,視覺屏蔽對平衡能力的影響并不顯著。

跆拳道運動同以提高協(xié)調、力量和本體感覺等控制技能為目標的神經(jīng)動作練習較為相似,因而能夠起到較好的本體感覺鍛煉效果[39]。人體的本體感覺系統(tǒng)主要通過兩種方式對軀體運動進行干預,一種是通過運動前期的預興奮發(fā)射性提高參與肌肉的力量,為姿勢的調整和承受外部負荷做好準備;一種是在運動的過程中通過肌梭和腱器官反饋式的調整肌肉力量并協(xié)調不同肌肉之間的用力,解決軀體的穩(wěn)定、穩(wěn)定程度以及穩(wěn)定與不穩(wěn)定交替轉換的問題[40]。在跆拳道實戰(zhàn)中,對擊打距離的判斷,擊打力量與速度的控制是得分的基礎。在不斷地踢靶練習中,練習者對距離的把控更加準確,對速度、力量的調整更加收放自如。因此,實驗組在視覺屏蔽狀態(tài)下能表現(xiàn)出更好的平衡能力。

4 結論與建議

本研究發(fā)現(xiàn),接受跆拳道訓練的兒童的動靜態(tài)平衡能力顯著優(yōu)于普通兒童。跆拳道訓練通過增強學齡前兒童的核心穩(wěn)定性、下肢肌肉力量、下肢關節(jié)活動度,提升視覺信息處理能力,刺激前庭覺、本體覺發(fā)展進而提升動靜態(tài)平衡能力。因此,學齡前兒童可以適當參與跆拳道訓練來提升動靜態(tài)平衡能力,減小運動損傷和跌倒風險。