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    肘關節(jié)多運動軸主動位置覺規(guī)律研究

    2017-05-03 07:08:27峰,李
    中國學校體育(高等教育) 2017年11期
    關鍵詞:肘關節(jié)屈曲活動度

    陸 峰,李 林

    (中國人民大學體育部,北京 100872)

    位置覺測量對評定關節(jié)的功能具有重要意義,尤其是肘關節(jié)功能的準確評估對于建立功能最大化評估策略非常重要。以往研究絕大部分是關節(jié)的單軸位置覺,對于某一關節(jié)的位置覺評價往往只是在一個運動軸上[1-4],如用肘關節(jié)屈曲的位置覺測試代表肘關節(jié)位置覺水平。而人體大部分關節(jié)都有多個運動軸,如肘關節(jié)由肱尺關節(jié)、肱橈關節(jié)和橈尺近側關節(jié)包在一個關節(jié)囊內構成復關節(jié),關節(jié)運動包括繞冠狀軸的屈伸和繞垂直軸的旋內和旋外[5]。在日常生活和運動中,人體一般進行的是三維空間里的多軸復合運動[6-8],如單手肩上投籃時,肘關節(jié)在做伸動作的同時還在做旋內或旋外的動作進行調整。因此,一個運動軸上的位置覺測試只提供了該關節(jié)部分的位置覺信息,很難反映全面的位置覺水平。為了獲得肘關節(jié)屈曲/伸展軸和旋內/旋外軸的位置覺以及它們之間的相互關系,進行肘關節(jié)屈曲/伸展軸和旋內/旋外軸位置覺規(guī)律研究。

    1 研究對象與方法

    1.1 測試對象隨機招募60名男生作為本實驗的實驗對象(年齡:19.7±0.6歲;身高:169.8±3.1cm;體重:64.5±5.8kg),所有受試者要求無主要臟器和運動系統(tǒng)疾病[9],視力正常,優(yōu)勢側肘關節(jié)的關節(jié)活動度正常。

    1.2 研究方法

    1.2.1 文獻資料法在Web of Science數據庫中輸入關鍵詞“elbow”“joint position sensation”“proprioception”等,檢索2001-2017年期間相關文獻110篇,為本研究提供了重要的理論支撐。

    1.2.2 測試法自2016年3月1日至2016年3月3日每天上午8點至11點、下午14點至17點進行測試,受試者只進行優(yōu)勢側肘關節(jié)測試,拋球實驗確定優(yōu)勢側。一周后重新進行重測實驗用以檢測重測信度,2個階段測試要求完全一樣。測試受試者優(yōu)勢側肘關節(jié)活動度及屈曲/伸展軸、旋內/旋外軸主動-主動位置覺。

    位置覺測試采用主動-主動開鏈關節(jié)角度重置法[10]:受試者坐姿位,軀干和優(yōu)勢側上臂通過綁帶與測試椅固定。慣性姿態(tài)測試設備通過雙面膠固定在優(yōu)勢側前臂近腕關節(jié)處,手指和手腕放松無固定。上肢與眼睛之間以厚黑布隔開,避免受試者看到測試上肢。

    自制慣性姿態(tài)測試系統(tǒng)在測量主動位置覺時的信度通過對間隔一周的前后2次測試的評定結果進行組內相關系數(intraclass correlation coefficient,ICC)[16-19]和配對t檢驗(a paired t-test)[20]來檢驗。肘關節(jié)各運動軸、各關節(jié)活動范圍的位置覺之間的相互關系采用Pearson相關系數。

    慣性姿態(tài)傳感器是新一代運動分析系統(tǒng),已被應用于測量關節(jié)三維本體感覺的研究中。自制慣性姿態(tài)傳感器通過卡爾曼濾波法融合三軸加速度、三軸角速度和三軸磁力值數據,獲得測試關節(jié)遠端環(huán)節(jié)的精確姿態(tài)數據[21-25]。將受試者測試關節(jié)的近端環(huán)節(jié)固定,慣性姿態(tài)傳感器通過綁帶固定在測試關節(jié)的遠端環(huán)節(jié)上。慣性姿態(tài)傳感器在受試者測試關節(jié)的遠端環(huán)節(jié)運動過程中隨其做相同的運動,并記錄下實時變化的三維角度值,即關節(jié)角度值。三維姿態(tài)被定義為慣性姿態(tài)傳感器自身坐標系S與地球固定坐標系G之間的定位,使用與地球固定坐標系G作為參考坐標系,遵循笛卡爾右手定則[26],如圖1所示。一些應用慣性姿態(tài)傳感器進行的研究,表現出了良好的信效度[16,26-28]。

    表1 肘關節(jié)活動度測試重測信度(°)Table 1 Test retest reliability result of the elbew ROM test(°)

    表2 肘關節(jié)位置覺測試重測信度(°)Table 2 Test retest reliability result of the elbew joint position sense(JPS) test(°)

    本研究中應用的慣性姿態(tài)傳感器體積?。?8mm×53mm×21mm)、重量輕(50g),通過藍牙與電腦連接,采樣頻率為100 Hz?;诖藗鞲衅?,我們開發(fā)了一套測量肘關節(jié)各運動軸位置覺的軟件[26,29]。

    圖1 慣性姿態(tài)傳感器Figure1 inertial and magnetic measurement systems

    1.2.3 數理統(tǒng)計法利用SPSS20.0統(tǒng)計軟件對測試指標進行統(tǒng)計學分析,所有測試指標均以平均值±標準差的形式表示。

    2 結 果

    2.1 重測信度如表1所示,肘關節(jié)活動度測試具有較高的重測信度(ICC范圍0.79-0.80,p<0.05)。day1、day2分別代表間隔一周的前后2次測試。

    如表2所示,肘關節(jié)位置覺測試具有較高的重測信度(ICC范圍0.75-0.88,p<0.05)。

    2.2 肘關節(jié)活動度對第1階段測試的數據進行后續(xù)分析。肘關節(jié)活動度如表3所示。

    表 3 肘關節(jié)活動度(°)Table 3 ROM of elbew(°)

    2.3 肘關節(jié)主動位置覺

    表4 肘關節(jié)位置覺(°)Table 4 JPS of elbew(°)

    如表4所示,對肘關節(jié)某一運動軸不同關節(jié)活動范圍位置覺之間進行單因素方差分析,肘關節(jié)旋外不同關節(jié)活動范圍位置覺之間差異具有顯著性(P=0.005)。事后檢驗采用Tukey’s post hoc方法,25%ROM和50%ROM位置覺之間差異具有顯著性(P=0.013)。肘關節(jié)屈曲、旋內不同關節(jié)活動范圍主動位置覺之間差異不具有顯著性(P=0.785,P=0.893)。以肘關節(jié)某一關節(jié)活動范圍各運動軸位置覺平均值代表該關節(jié)活動范圍的位置覺,肘關節(jié)不同關節(jié)活動范圍位置覺之間差異不具有顯著性(P=0.217)。

    對肘關節(jié)某一關節(jié)活動范圍各運動軸位置覺之間進行單因素方差分析,25%ROM時,肘關節(jié)各運動軸主動位置覺之間差異具有顯著性(P=0.025)。事后檢驗采用Tukey’s post hoc方法,屈曲和旋內位置覺之間差異具有顯著性(P=0.023)。50%ROM時, 肘關節(jié)各運動軸主動位置覺之間差異具有顯著性(P=0.025)。事后檢驗采用Tukey’s post hoc方法,旋內和旋外位置覺之間差異具有顯著性(P=0.021)。75%ROM時,肘關節(jié)各運動軸位置覺之間差異不具有顯著性(P=0.240)。以肘關節(jié)某一運動軸不同關節(jié)活動范圍主動位置覺的平均值代表該運動軸的位置覺,肘關節(jié)各運動軸主動位置覺之間差異具有顯著性(P=0.024)。事后檢驗采用Tukey’s post hoc方法,旋內和屈曲位置覺之間差異具有顯著性(P=0.030),旋內和旋外位置覺之間差異具有顯著性(P=0.021),旋內(3.1±0.4°)主動位置覺好于旋外(3.8±0.6°)和屈曲(4.0±0.9°)。

    表5 25%ROM各運動軸向主動位置覺之間的相關性

    Table 5 Correlation between JPS in different directions of 25%ROM

    注:**代表p <0.01;*代表p <0.05。

    表6 50%ROM各運動軸向主動位置覺之間相的關性Table 6 Correlation between JPS in different directions of 50%ROM

    表7 75%ROM各運動軸向主動位置覺之間相關性Table 7 Correlation between JPS in different directions of 75%ROM

    如表5~7所示,25%ROM時,屈曲與旋內、屈曲與旋外主動位置覺之間具有顯著性相關。50%ROM和75%ROM時,各運動軸主動位置覺之間不具有顯著性相關。

    表8 屈曲各關節(jié)活動度主動位置覺之間的相關性Table 8 Correlation between JPS in different angular levels of flexion

    如表8~10所示,屈曲各關節(jié)活動度主動位置覺之間具有顯著性相關;旋外25%ROM和50%ROM之間主動位置覺之間具有顯著性相關;旋內各關節(jié)活動度主動位置覺之間不具有顯著性相關。

    表9 旋內各關節(jié)活動度主動位置覺之間的相關性Table 9 Correlation between JPS in different angular levels of internal rotation

    表10 旋外各關節(jié)活動度主動位置覺之間的相關性Table 10 Correlation between JPS in different angular levels of extorsion

    3 討 論

    肘關節(jié)除25%ROM和50%ROM旋外位置覺之間差異具有顯著性,其它運動軸(屈曲、旋內)不同關節(jié)活動范圍主動位置覺之間差異不具有顯著性。對于同一運動軸運動時,雖然關節(jié)活動范圍不同,但收縮的肌肉和激活的本體感受器基本相同。因此,不同關節(jié)活動范圍對肘關節(jié)主動位置覺影響較小。

    由于肘關節(jié)的結構差異,不同運動軸肌肉質量以及感受器的密度和分布不同[30]。肘關節(jié)免疫組織化學研究揭示,在背-橈骨韌帶中分布的機械感受器有著很高的密度,而長的放射狀的韌帶幾乎沒有機械感受器。在橫截面積較大的肌肉中,肌梭數量較多[31-32]。肘關節(jié)不同運動軸主動位置覺之間差異具有顯著性,不同運動方向對肘關節(jié)主動位置覺會產生影響,這可能是由于在不同運動軸運動時,所收縮的肌肉、牽拉的韌帶和激活的本體感受器不同造成的。其中旋內(3.1±0.4°)主動位置覺好于旋外(3.8±0.6°)和屈曲(4.0±0.9°)。

    以往研究絕大部分是關節(jié)的單軸位置覺,對于某一關節(jié)的位置覺評價往往只是在一個運動軸上,如用肘關節(jié)屈曲的位置覺測試代表肘關節(jié)位置覺水平。而本研究中,25%ROM時,個別方向主動位置覺之間具有顯著性相關(p<0.05);50%ROM和75%ROM時,各方向主動位置覺之間不具有顯著性相關(P>0.05)。因此,一個運動軸上的位置覺測試只提供了該關節(jié)部分的位置覺信息,很難反映全面的位置覺水平,不能通過某一運動軸上的位置覺代表肘關節(jié)的位置覺。

    4 結 論

    1)不同關節(jié)活動范圍對肘關節(jié)主動位置覺的影響較小。

    2)不同運動方向對肘關節(jié)主動位置覺會產生影響,其中旋內主動位置覺好于旋外和屈曲。

    3)不能通過某一運動軸上的位置覺代表肘關節(jié)的位置覺。

    參考文獻:

    大多數的女性農民工在城市生活的環(huán)境較差,周圍缺少良好的體育鍛煉場所,不能滿足她們在體育鍛煉方面的需求。這樣直接導致她們體育鍛煉熱情降低,進而造成了體育鍛煉缺少規(guī)律,不能堅持。

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