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大学生坐位体前屈欲测属性的解析研究

2013-02-21徐玉明满会磊

中国体育科技 2013年4期
关键词:柔韧性骨盆脊柱

徐玉明,满会磊,2

1.Hangzhou Normal University,Hangzhou 310036,China;2.Hangzhou Baochu Pagoda Experimental School,Hangzhou 310007,China.

1 引言

大学阶段是知识迅速增长的黄金时代,也是身体发育成熟的高峰时期,处在这个阶段的大学生,身高等纵向生长发育均进入末期。体质健康调查发现,大学生柔韧素质较低,已经影响到他们的学习和生活质量,甚至危及健康[3,9,10]。国家学生体质健康标准规定的大学生柔韧性测试方法是坐位体前屈,它主要反映受试者躯干和下肢各关节可能达到的活动幅度,以及下肢肌群、韧带的伸展性和弹性。在《体育测量与评价》一书中指出:坐位体前屈测试的可靠性为0.94,但是没有描述其有效性[5]。前期研究在测试坐位体前屈之后,分别测试站立位的髋关节屈、脊柱屈,结果发现,坐位体前屈与髋关节屈、脊柱屈之间的相关系数并不高,分别为:0.50、0.33[8]。柔韧性的欲测属性是人体某关节或多个关节的极限活动幅度,自然也反映该关节或多个关节的肌肉、肌腱和韧带等软组织的伸展能力。不同的测试方法所得到的角度或长度结果,最终应直接或间接反映出关节的活动幅度大小。有效性是指测量结果能在多大程度上实现测量目的,测量结果和测量目的越吻合则效度越高。欲测属性与测量目的是一致的,因此,欲测属性是评价该测试方法有效性的前提与基础。

坐位体前屈是一个绝对柔韧性测量指标,可能受髋关节、腰椎段、胸椎段等多种因素影响。坐位体前屈测试结果与哪一段或是几段的运动幅度相关度高,表明坐位体前屈测试能够有效性较高地反映该关节运动幅度,进一步明确坐位体前屈的欲测属性,将有助于减小测试的盲目性,同时对下一步进行针对性安排肌肉、韧带的伸展性练习起指导作用。因此,有必要进行坐位体前屈的欲测属性及其决定因素的解析研究。本研究通过分析坐位体前屈测试结果与脊柱各段运动幅度(Range of motion,ROM)的关系,来明确坐位体前屈的欲测属性,并进一步分析导致坐位体前屈测试结果的性别差异和等级差异的具体原因,为坐位体前屈测试方法的有效性提供实验和理论依据,同时为大学生针对性锻炼提供指导。

2 研究方法

2.1 测试对象

测试对象为杭州师范大学2011级新生,共240名,其中男生116名,女生124名,年龄在18~22岁之间,所有实验对象身体健康,无运动损伤。

2.2 测试仪器

关节角度测试仪(CYBEX EDI320)可以精确地测试人体运动的关节幅度,尤其是可以分解测量脊柱在运动中各个部分的运动幅度,具有体积小,操作简便,精确度高的特点。

身高测试仪、机械式坐位体前屈测试仪、长马丁尺、中马丁尺等均为北京健民牌体质测试产品。

2.3 测试指标及测试方法

2.3.1 长度指标

身高、坐高、上肢长、下肢长B均按照《体育测量与评价》教材的要求进行规范测量[5],对测试结果保留一位小数,测量误差不超过0.5cm。

2.3.2 角度指标

CYBEX EDI 320关节角度测试仪(图1)的最大特点是可以分解测量脊柱在运动中各个部分的运动幅度,操作快捷,但一次只能测试2个部位。因此,本研究需要进行2次坐位体前屈测试,获取三个测试点的角度:第七颈椎与第一胸椎交界处的测试点A,得到的角度∠A;第十二胸椎与第一腰椎交界处的测试点B,得到的角度∠B;第五腰椎与骶骨交界处的测试点C,得到的角度∠C。

这其中得到:两个坐位体前屈值(取最大值)、四个角度值(∠A、∠B1、∠B2、∠C),其中∠B1、∠B2是同一位置的两次测试值,结果取其均值;同时可以对∠B1、∠B2进行相关性分析,来验证测试数据的可靠性。由各角度值可以得出其测试属性为:

脊柱(颈椎以下部位)=胸椎ROM+腰椎ROM+骨盆ROM

脊柱(颈椎以下的部位)总ROM=∠A

胸椎ROM=∠A-∠B

腰椎ROM=∠B-∠C

骨盆ROM=∠C

测试步骤:1)提前在受试者背部标记测量点如图2;2)让被测者躯干与下肢、地面保持垂直;3)采用关节角度测试仪的符合模式,先于C点标零,再于B点标零后,置于该点;4)令被测者完成坐位体前屈,一人协助其保持姿势不变;5)按键完成B点测试,并迅速移回至C点按键完成测试。6)测试完成后,分别读取2个测试角度,C点角度为骨盆在髋关节处的转动角度,B点角度为脊柱腰椎段及骨盆在髋关节处的复合转动角度,计算二者之差为脊柱腰椎段的转动角度;7)同法测试B点和A点,其中B点测试2次,取平均值。

图1 CYBEX EDI320关节角度仪示意图Figure 1. CYBEX EDI320Test Equipment of Joint Position

图2 本研究测量点说明图Figure 2. Location of Measurement

2.4 测试步骤

首先,对受试者进行身体长度指标的测量,包括身高、上肢长、下肢长、坐高。

其次,对测试对象进行坐位体前屈的测试。为了保证测试的严谨性,将测试时间统一为下午16时~17时,所有测试人员进行统一培训,受试者在测试前进行简单热身,在室内进行坐位体前屈测量。测试时,受试者坐在平地上,两腿伸直,脚掌平蹬测试板,两脚自然分开,取上体直立为开始姿势,以保证初始角度的统一,然后,用手指指尖缓慢的向前推动游标,直至不能前进为止。要求身体向前屈时,膝关节不能屈曲,甚至离开地面;推动游标时,应缓慢进行,不能爆发用力。

在完成坐位体前屈的前后,使用关节角度仪分别对脊柱各测试点进行角度测量,得到胸椎、腰椎、骨盆的ROM值。

2.5 数理统计

运用SPSS 19.0对测量数据进行统计分析。运用的统计方法包括:非参数单样本K-S检验,用来检验数据是否符合正态分布;组间的t检验,用来检验各组测量数据是否具有差异性;单因数方差分析和多重比较,用来检验多组之间的差异性;相关性分析,用来检验所测数据之间的联系是否紧密。检验水平为α=0.05。

3 结果与分析

3.1 数据的可靠性和正态分布检验

本研究中的∠B1、∠B2是同一个测量点的两次读值,可通过相关性检验来验证数据的可靠性。结果表明,∠B1、∠B2之间的相关性r=0.877,P<0.01,两次测量具有非常高的相关性,可以反映出测试数据具有很好的可靠性。

采用非参数检验中的单个样本K-S检验本测试所有数据是否符合正态分布,由表1可知,测试点对应的角度值∠A、∠B1、∠B2、∠C以及坐位体前屈的双侧渐进显著性取 值 为:0.354、0.197、0.163、0.258、0.264 都 大 于0.10,故不能否定零假设,即测试点对应的角度值∠A、∠B1、∠B2、∠C及坐位体前屈等测试结果,均符合正态分布。

表1 本研究单样本Kolmogorov-Smirnov检验结果一览表Table 1 One-sample Kolmogorov-Smirnov Test (n=240)

3.2 坐位体前屈与长度指标的关系

坐位体前屈测试结果反映的是关节和肌肉的柔韧性。测试目的是测量在静止状态下的躯干、腰、髋等关节可能达到的活动幅度,主要反映这些部位的关节、韧带和肌肉的伸展性和弹性及身体柔韧素质的发展水平[11]。由于坐位体前屈以长度单位来表示其测试结果,所以,有必要研究测试者身体长度特征是否对坐位体前屈测试结果有影响。

表2 本研究坐位体前屈与长度指标的相关性一览表Table 2 Correlativity of Sit-and-Reach Test and Length (n=240)

从表2可以得知,坐位体前屈与身高的相关系数r为-0.310,虽然其相关具有显著意义,但是相关系数不高,为低度显著负相关。同身高一样,上肢长、下肢长、坐高均与坐位体前屈呈低度负相关。为了消除变量间的相互影响,进行了偏相关分析。结果表明,在控制变量下,上肢长、坐高均与坐位体前屈无相关性;在控制变量坐高和上肢长的情况下,坐位体前屈与下肢长的相关系数为-0.242,呈低度显著负相关。测试样本的结果表明,测试总体的身高对坐位体前屈有较小的影响,该影响主要来自于下肢长。

坐位体前屈是以髋关节处为转动轴的,反映的是“轴上部分”和“轴下部分”的折叠能力。“轴上部分”主要由躯干和上肢长构成,而“轴下部分”则为下肢长。为此,在本研究中采用“上肢长+坐高”来近似表示“轴上部分”,自由下肢长代表“轴下部分”。通过相对指标“上下差”和“上下比”来逐一分析它们与坐位体前屈之间的相互关系,上下差=上肢长+坐高-下肢长,上下比=(上肢长+坐高)/下肢长。结果表明,“上下差”与坐位体前屈无相关性,而“上下比”与坐位体前屈呈低度显著相关。柔韧性评价可分为绝对柔韧性和相对柔韧性。“绝对柔韧性是指反映受试者本身或某部位所具有的柔韧性,相对柔韧性是指受试者某一部位的柔韧性与另一部位(肢体)之比的一个相对值”[7]。坐位体前屈属于哪种?从坐位体前屈与长度指标的关系可以看出,无论身高、上肢长、下肢长、坐高,还是“轴上部分”和“轴下部分”之差或之比,对坐位体前屈影响均不大,其结果倾向于“坐位体前屈属于相对柔韧性”。

一些学者认为,身体形态因素对坐位体前屈有很大影响,并对原有的线性测量的方法提出质疑和改进,例如“改进的坐位体前屈”、“单腿的坐位体前屈”以及“针对老年人的柔韧性测试方法”等[2,11-14]。但是,本研究中大学生的研究结果并不支持其理论依据。

3.3 坐位体前屈与角度指标的关系

有学者提出:“用关节运动幅度的大小作为柔韧性评价的指标比用线性值度量更具有效性与准确性,更能反映柔韧的定义,而其它用线量的间接方法都应该与关节运动幅度相比较,来检验其有效性”[6]。从角度指标来看,坐位体前屈是反映脊柱和骨盆绕其额状轴前屈能力的一个指标,是多个环节极限运动幅度的总和。

本研究中,测量点A的角度值是受试者在做坐位体前屈时脊柱前屈的总运动幅度,其大小与胸椎、腰椎以及骨盆的转动均有关;测量点B的角度值是腰椎前屈的复合运动幅度,其大小与腰椎和骨盆的转动有关;测量点C的角度值是骨盆在髋关节处前屈的运动幅度。通过计算可以得出脊柱各段ROM,根据各段与坐位体前屈成绩的相关性,有助于确定坐位体前屈的有效性。

表3 本研究脊柱各段ROM与坐位体前屈的相关性一览表Table 3 Correlativity of Sit-and-Reach Test and ROM (n=240)

由表3可知,受测大学生在完成坐位体前屈时,胸椎前屈ROM最大,约占脊柱总ROM的52%左右,骨盆前屈ROM次之,腰椎前屈ROM最小。查阅文献[4]得知正常人胸腰前屈ROM可以达到45°,而髋关节前屈ROM则高达125°,髋关节前屈的最大ROM比胸腰部大很多,而在作为体前屈测试中却是骨盆的ROM小于胸椎,其原因与受试者坐位体前屈的开始姿势有关。开始姿势是人体坐在地面上,两腿伸直,要求受试者腰背部与地面垂直进行测试,髋关节已经处于前屈90°的位置,所以本研究中的测试结果尽管只是最大ROM中的一部分,但是可以反映其极限能力。

坐位体前屈与脊柱总ROM的相关系数r=0.633,说明坐位体前屈与脊柱总ROM呈中等相关,在一定程度上能够反映脊柱前屈的能力。为了进一步探讨坐位体前屈的有效性,分别对脊柱各段ROM进行偏相关分析,以消除变量间的相互影响。结果表明,坐位体前屈与骨盆ROM的偏相关系数r=0.665,为中等显著相关,而与胸椎ROM、腰椎ROM仅为低度显著相关。测试样本的结果表明,坐位体前屈能够在一定程度上反映脊柱前屈的能力,主要决定于骨盆绕髋关节的前屈能力,而与胸椎、腰椎ROM差异的相关性不大。尽管受肌肉、韧带的伸展性等多种因素的影响,但仍然可以认为,坐位体前屈在反映大学生脊柱和骨盆的前屈能力时有效性较高。

3.4 坐位体前屈的性别差异

由表4可知,大学生的坐位体前屈有显著的性别差异,女生坐位体前屈的整体水平要高于男生。本研究从两个方面来探讨该差异性:一方面是身体长度因素,包括身高、上肢、下肢长、坐高以及相对指标“上下差”、“上下比”;另一方面是角度因素,包括脊柱的总运动幅度、胸椎运动幅度、腰椎运动幅度、骨盆运动幅度。

首先来看受试者的身高、上肢长、下肢长及坐高的整体情况。由表4可知,男生的身高、坐高、上肢长、下肢长都明显大于女生,具有显著性意义。相对指标结果为男、女生的“上下差”有差异,但不具有显著性,不同性别的“上下比”也没有显著性差异。采用简单相关和偏相关进一步检验,见表5、表6。结果显示,男生坐位体前屈与身高呈低度负相关。偏相关分析表明,其主要来源于下肢长,即男生下肢长较长对坐位体前屈有影响,但作用很小。而女生长度指标与坐位体前屈不相关。相对指标分析表明,男、女生坐位体前屈均与“上下比”之间存在低度相关,但“上下比”并无性别差异。由上述结果可知,虽然大学生在身高、坐高、上肢长、下肢长等指标上有较大性别差异,但只有男生的坐位体前屈与身高、下肢长存在较低的相关性,可见,受试者的长度指标不是造成坐位体前屈性别差异的主要原因。

表4 本研究男、女生坐位体前屈和长度指标的对比一览表Table 4 Comparison between Sit-and-Reach Test and Length of Males and Female Students

表5 本研究男生坐位体前屈与长度指标的相关性一览表Table 5 Correlativity of Male Students’Sit-and-Reach Test and Length (n=116)

表6 本研究女生坐位体前屈与长度指标的相关性一览表Table 6 Correlativity of Females’Sit-and-Reach Test and Length (n=124)

其次,通过对男、女生脊柱各段ROM的对比来分析坐位体前屈性别差异的原因。由表7可知,与坐位体前屈一样,脊柱总ROM也存在显著的性别差异;男、女生脊柱各段ROM对比结果显示,胸椎和骨盆的运动幅度存在显著差异,表现为男生的胸椎ROM和骨盆ROM均小于女生,而腰椎ROM无性别差异。从男、女生脊柱各段ROM占脊柱总ROM的比例可以看出,仅有骨盆ROM比例存在性别差异。可见,坐位体前屈的性别差异主要来源于胸椎和骨盆ROM,而与腰椎ROM无关。

相关分析显示,无论男女,脊柱总ROM与坐位体前屈均呈中等显著相关,表明脊柱总ROM的差异是导致坐位体前屈性别差异的主要原因之一。从脊柱的分段ROM来看,男生骨盆ROM与坐位体前屈有显著高度相关,腰椎ROM与坐位体前屈仅有显著低度相关;女生骨盆ROM与坐位体前屈为显著中度相关;而男、女生胸椎ROM与坐位体前屈无相关。可见,骨盆ROM差异才是坐位体前屈性别差异的主要原因。

表7 本研究男、女生脊柱各段ROM及其与坐位体前屈的相关性一览表Table 7 Correlativity of Sit-and-Reach Test and ROM of Male and Female Students

3.5 坐位体前屈的等级差异

把所有测试结果按照《国家学生体质健康标准》中的坐位体前屈等级评价表进行分类:男生坐位体前屈≥19.8为优秀、≥12.5为良好、≥3.0为及格、<3.0为不及格;女生坐位体前屈≥18.6为优秀、≥11.3为良好、≥1.7为及格、<1.7为不及格。分类统计结果见表8。

表8 本研究等级分类结果一览表Table 8 Result of Appraisal Grade

男生除了不及格比例比女生高,其余等级比例都没有女生高,这与本研究的“女生坐位体前屈的整体水平要高于男生”的结果相吻合。结果还显示,多数人都处在良好和及格的等级,占受测总人数的70%,与本测试结果的正态分布相一致,说明坐位体前屈的评价标准比较适合大学生这一人群。

男生各等级长度指标和角度指标的差异结果显示(表9),不及格等级的身高、下肢长与其他等级之间存在显著性差异,这一结果与表2和表5的结果基本一致,表明身高(主要是下肢长)与坐位体前屈的等级有一定影响,其影响仅限于不及格等级。男生的脊柱总ROM和骨盆ROM存在等级间显著性差异,不及格等级与优秀、良好等级的腰椎ROM存在一定的差异,而胸椎ROM没有等级间差异。这一结果也与表3和表7的结果相互支持,表明脊柱总ROM(主要是骨盆ROM)对男生坐位体前屈的等级有一定影响。处于不及格等级的男生,身高、下肢长可能是导致坐位体前屈能力差的原因之一,另一个原因则是腰椎ROM的贡献也较低,但主要原因还是骨盆ROM较小。

表10结果显示,女生长度指标无显著等级差异,这一结果与表6的相关分析结果相吻合,表明长度指标对女生坐位体前屈的等级没有影响。女生不同等级角度指标的差异性分析结果与男生相似,表明脊柱总ROM(主要是骨盆ROM)对女生坐位体前屈的等级有较大影响。

表9 本研究男生长度指标和角度指标的等级差异一览表Table 9 Difference of Males’Length and ROM among Different Appraisal Grade

表10 本研究女生不同等级长度指标和角度指标的差异一览表Table 10 Difference of Females’Length and ROM among Different Appraisal Grade

4 讨论

表2结果表明,身高对坐位体前屈仅有较小的影响,该影响主要来自于下肢长。下肢长或身高较高的人,其坐位体前屈成绩较差的原因,一方面,可能来自于测试方法本身;另一方面,可能是下肢较长的人,其关节周围的骨结构、韧带、关节囊、关节面形状等特点限制了关节的运动幅度;第三,由于下肢较长的人,其肌肉长度也较长,可能导致其肌肉伸展性相对不足。究竟原因,还需要进一步深入研究。柯遵渝等[2]于2002年曾提出,2种改进方法,利用上肢长来相对性的消除下肢长的影响,本研究结果也从理论上证明,下肢长对坐位体前屈有一定影响。但由于改进方法的测试起点因人而异,导致测试工作量增加。如果采用坐位体前屈与下肢长之比来计算最终成绩,需要增加下肢长的测试,而下肢长的测试人工误差较大,同时其测试工作量和计算工作量也会增加,也不适合群体测试。如何既能消除下肢长的影响,又不增加测试工作量,测试技术突破可能是解决途径之一。

表3结果说明,坐位体前屈测试能够反映大学生脊柱前屈,尤其是骨盆在髋关节处屈曲的能力。表7结果也表明,坐位体前屈的性别差异和等级差异也主要来源于骨盆在髋关节处屈曲的能力。从关节运动幅度的影响因素分析,同时结合受试者感受,伸髋肌群的伸展能力是真正的限制因素。从测试角度分析,本研究所用的CYBEX EDI320关节角度测试仪为进口设备,价格较昂贵,鉴于国内科技实力不断的增强,如能设计一款相似功能或功能单一的国产电子关节角度测试仪,一定会被广大同行接受。从干预角度分析,由于坐位体前屈主要反映骨盆在髋关节处屈曲的能力,因此,改善伸髋肌群的伸展能力是提高坐位体前屈成绩的主要方法。可以采取踢腿、控腿、耗腿和压腿等多种形式改善伸髋肌群的伸展能力,但是要以压腿最有利于提高。

本研究在前期研究的基础上,又进行了较为深入的研究,并有新的发现和收获。但由于相关研究较少,可借鉴文献罕见,作者能力有限,不能从更深层找寻原因和提供有效的解决方案,所以本研究仍然存在不足和遗憾。由于测试对象的地域和年龄等特点,其研究成果仅供参考和借鉴。坐位体前屈作为目前最为普遍的柔韧测试方法,不能很好地反映颈椎、腰椎、肩关节等其他重要关节的柔韧性,不能替代脊柱伸、外展和旋转等其它维度的柔韧测量,当然也不能满足所有人群柔韧的测评需求。随着人们对健康需求的增加,柔韧测试方法的挖掘显得越来越重要,也一直是广大科研工作者的努力方向。

5 小结与建议

本研究对受试者进行坐位体前屈测试,测量受试者长度指标的同时,用CYBEX EDI320关节角度仪对脊柱相关ROM进行测试。测试结果表明,总体的身高对坐位体前屈的影响不大,该影响主要来自于下肢长;坐位体前屈属于相对柔韧性,能够反映大学生脊柱和骨盆在髋关节处前屈能力。

坐位体前屈有显著的性别差异和等级差异。该差异主要来源于骨盆ROM,提示大学生应该在柔韧训练时安排针对性练习。身高(主要是下肢长)虽然对不及格男生有一定影响,但是对于大学生而言,身高及下肢长已基本属于不可塑因素,因此,只有通过改善骨盆ROM来更有效提高坐位体前屈成绩。

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