任志斌，陈 静

1 平衡能力的概念

人体的平衡能力是指人体维持自身姿势稳定的能力，包括来自外作用力和自身在不同环境下维持平衡的能力，从力学角度上讲，平衡是属于作用于物体上的合力为零时的状态［1］，稳定状态与人体的中心位置、支撑面积相关，若人体重心垂直线落在支撑面之内，人体即达到平衡状态，反之则为不平衡状态［2］。

2 平衡能力的分类

一般来讲，平衡能力分为静态平衡能力和动态平衡能力两种，静态平衡能力是指人体保持姿势稳定状态的能力，需要肌肉的等长收缩［3］，例如站姿或者坐姿状态；而动态平衡能力是指在自身运动或者受到外力影响时，身体自动调整维持姿势稳定的能力，需要肌肉的等张收缩；动态平衡中的自动态平衡也被称为主动平衡，是指人体进行自主性活动，并在运动过程中获得稳定的状态，例如由坐姿变为站姿；他动态平衡也被称为被动平衡，是指人体在受到外界施加的力时，为维持自身姿势平衡所表现出的状态，例如被推、拖、拽动作［4］。

3 平衡能力的生理学机制

从生理学角度上看，影响人体平衡能力的主要因素包括前庭系统、本体感觉系统、视觉系统以及中枢神经的协调配合，其中前庭系统、本体感觉系统和视觉系统称为“平衡三联”［5］。平衡的工作原理是人体接收到外界的刺激后，通过平衡三联传导到脑干，在脑干网状结构处进行整合，首先使三者的感受充分协调，产生正确的方向认知，平衡三联再通过网状结构与运动系统发生连接，完成平衡反射。与此同时，网状结构还将平衡三联与脑干中相关的内脏调动起来，在内脏中产生一系列的平衡反应。当平衡三联中的任意一种或一种以上发生功能异常或输入不充分时都可能会导致人体平衡障碍，进而引发跌倒［6］。

在维持平衡的机能系统中，前庭系统的作用最大。前庭感受器主要有半规管壶腹嵴和耳石器，其中半规管壶腹嵴主要感受头部角加速度运动的刺激，耳石器主要感受头部直线加速度运动的刺激，因为中枢神经系统最先接收到的是加速形式的信号，所以前庭系统被认为是判定平衡能力的最主要机能系统。

本体感觉是指肌、腱、关节等器官在不同状态下产生的感觉，主要涉及躯干和四肢，对人体维持平衡状态有很大作用。在关于本体感觉系统的研究中，研究人员利用受试者站立在不同材质上来测试人体的平衡能力，测试结果显示对本体感觉的干扰会使人体姿势的稳定性降低［7］。当光线作用于视觉器官时，感受细胞将信息经神经系统加工后产生视觉，用以感知周围环境，是人体最重要的感觉之一。在视觉系统的测试中，将受试者用遮眼带遮蔽双眼或者让受试者自己闭眼，所得到的测试结果同样是姿势的稳定性降低［8］。可以看出，平衡三联在维持人体平衡的过程中都发挥了很大的作用，缺一不可。

4 平衡能力的评价方法

人体平衡能力的评价方法基本上可以分为三类：观察法、量表法和仪器测试法。

4.1 观察法

关于人体平衡能力的评价最早要追溯到1851年，Romberg通过观察受试者站立时睁眼和闭眼姿势的稳定性，判断受试者是否存在平衡障碍［9］。这是人们在初步认识平衡能力时经常采用的一种方法，优点在于操作简单、便于掌握，但缺点同样突出，过于粗略，无法量化；之后加以改进的单腿直立检查法，要求受试者两足一前一后站立，足跟接足尖，观察受试者在睁眼和闭眼状态下身体的摇摆情况［10］；还有较为经典的闭目原地踏步法，让受试者站立于直径为40cm的圆圈中并闭上双眼，听到指令后开始原地踏步，直到脚触线或出圈为止，以秒为单位记录整个过程所用时间，测试3次后取最大值［11］。可以看出在当时科学技术并不发达的情况下，人们采用的这些观察方法具有一定的参考价值，适用于大量筛选有平衡障碍的受试者。

4.2 量表法

在观察法的基础上，人们为了量化所观察到的结果，从不同的评价角度出发，设计出了可以用于评价人体平衡能力的量表，在平衡仪出现以前，量表测试法曾被广泛运用。目前国内外临床上常用的量表有：Berg平衡量表、Tinetti平衡量表以及站起－走计时测试等［12］。Berg平衡量表共14项测试，每项最高得分4分，最低分0分，总分为56分，评分在40分以下有跌倒风险；在此量表项目中包含了起坐、独自站立、闭眼站立、单腿站立、周转身等测试动作，得分越高，平衡能力越好。Tinetti量表包括平衡和步态测试两部分，满分28分，其中平衡测试有10个项目，包含了站立平衡、坐位平衡、转立平衡等动作，满分为16分；步态测试共8个项目，包含步行时的启动、步幅、摆动足高度、躯干晃动等动作，满分12分；在Tinetti量表测试中，若总得分低于24分则证明受试者存在平衡障碍，若总分低于15分，则表明受试者有跌倒的风险。站起－走计时测试主要用于评价跌倒风险、前庭功能障碍等病变；在测试中需要1把椅子，并且需要有靠背和扶手，受试者背靠椅背，双手放在扶手上准备，听到指令后站起向前走到3m标记处后转身返回椅子处坐下，记录整个过程时间，单位为秒。量表法的优点在于应用方便、不需要复杂的仪器，缺点是人为的主观性可能会对真实的结果产生一定程度上的影响。

4.3 仪器测试法

1976年Terekhov首先将压力平板运用到测试人体平衡能力上，随着平衡测试仪器的不断改进，压力平板逐步完善［13］。平衡仪的工作原理是通过将压力传感器所记录到的信号转化为数据，输入计算机后记录压力重心与时间的关系，可以比较定量、客观地反映出人体的平衡能力。目前较为常见的仪器主要有Tetrax平衡仪、Biodex平衡仪和Tecnobody Pro－Kin平衡仪等。不同的平衡仪有自身的优点和缺点，但共同的优点就是数据精准、量化准确，缺点就是造价较高，并且有些仪器需要专业人员进行操作，不利于推广。

5 平衡能力的影响因素

在已知的研究中，平衡三联和中枢神经的整合作用是影响人体平衡能力最重要的生理因素，但除此之外还有很多因素也会干扰到实验结果。

5.1 性别

在已有的研究中，对于性别是否影响人体平衡能力存在较大争议，相关研究较多，但结果并不统一。肖春梅［14］对男女受试者进行动静态平衡能力测试，所得结果表明性别与平衡能力并不存在明显的联系。戴昕等［15］对正常受试者进行静态平衡能力的测试，同样认为性别差异与其静态平衡能力并无统计学意义。但有研究表明，性别也是造成平衡能力差异的主要影响因素。陈佑学等［16］在对大学生进行静态平衡能力测试中发现，性别差异会对大学生静态平衡能力产生影响，表现为男生平衡能力优于女生。黄守清等［17］在使用平衡仪测试不同年龄组男女之间的平衡能力后发现，健康的男、女性在各年龄段之间均存在差异，且普遍情况是女性平衡能力优于男性。造成上述不同研究结果的原因也有学者尝试去分析和解释，有人认为男性肌肉力量更强，会有更好的平衡反馈，所以男性平衡能力更好；但也有人认为女性的重心较低，柔韧更好，所以女性的平衡能力更好。

5.2 年龄

人体的平衡能力从青少年时期稳步提升，一般认为20－40岁之间是人体平衡能力的最佳时期。有学者通过比较相同BMI和身高的老年男性与青年男性的静态平衡能力，发现二者之间存在较大差异，从生理学角度分析，认为视觉退化是引起老年男性平衡能力下降的主要原因，也是导致老年人跌倒的主要因素［18］。不仅仅是视觉的影响，随着年龄的增加，本体感觉、前庭迷路和肌肉力量也会出现一定程度的退化，从而导致平衡能力的降低。另外，施佳慧等在［19］对15－17岁的青少年进行动静态平衡能力测试后发现，相同年龄中，女生的静态平衡能力明显优于男生，而男生的动态平衡能力明显优于女生；在相同性别的比较中，15岁的青少年静态平衡能力明显优于17岁青少年，但在动态平衡能力测试中未见显著性差异。由此可见，年龄同样会对人体的平衡能力产生影响，具体表现为随着年龄的增大而降低，所以在中老年时期发生跌倒的情况较多，在具体实验时应当充分考虑到年龄对受试者的影响。

5.3 BMI

BMI是指身体质量指数（又称为体质指数、体重指数，英文全称Body Mass Index，简称BMI），身高与体重对于人体的平衡能力也很重要。王岩［20］通过对中学生静、动态平衡能力进行测试后发现，体重过重、体重过轻与体重正常的学生平衡能力之间均存在显著性差异，可见体重对于正常人体平衡能力有很大影响。另外在关于病人平衡能力的研究中发现，也有结果表明BMI指数与膝关节炎患者的静态平衡能力相关［21］，并且二者存在负相关关系。从力学角度上看影响平衡能力的因素主要是重心高度、支撑面积的大小和人体质量，这些恰恰反映了受试者的BMI，所以不难理解二者之间存在联系。游永豪［22］对大学三、四年级的男生进行了形态、静态平衡能力测试，其中形态学指标包括身高、体重、BMI、足长、足宽、足弓高等，并且通过计算它们与平衡能力的相关系数后得出结论：影响人体静态平衡能力的形态学中最重要的是BMI。在其他相关研究中证实身高、体重、BMI与其平衡能力呈现负相关关系，即身高越高、体重越大、BMI值越大，平衡能力越差，并且在男性受试者当中差异更加明显［23］。在测试中，身高和体重是常被忽视的影响因素，普遍认为较大体重可能影响大脑敏捷度，使行动和反应变得迟缓，导致机体平衡能力的下降；身高会影响人体的重心高度，重心越高，越不利于掌控平衡。

5.4 体育锻炼

从现有的文献资料中可以看出，体育锻炼对于提升和改善人体平衡能力是大有裨益的。黄娟娟［24］对45－55岁之间的中年女性进行为期16周的Barre运动之后，比较对照组后发现，两组间的静态平衡能力具有显著性差异，表明Barre运动对于中年女性的平衡能力具有提升作用。胡炜等［25］通过对比练习简化太极拳20周的老人和无体育锻炼的老人之后发现，练习简化太极拳的老人动态平衡能力明显优于无体育锻炼老人，也说明练习简化太极拳对老人平衡能力具有提升改善的效果。目前体育锻炼与人体平衡能力的研究大多集中在中老年人身上，因为随着老龄化的到来，越来越多的中老年人出现跌倒情况，引起了很多学者的关注。有研究表明，太极柔力球可以有效提升老年人的下肢力量，进而改善其平衡能力；反向健步走对人体的前庭器官、本体感受器以及肌肉力量具有较好的刺激作用，通过调动更多的肌肉群来增强老年人维持姿势平衡的能力［26］。体育锻炼可以有效刺激前庭系统中感受细胞的反应频率，加快反应速度，提升系统稳定性；并且加强肌肉、肌腱、关节囊、韧带等部位感受器的灵敏性，有效提高肌肉本体感觉，从而使人体的平衡能力得到提升。

5.5 测试环境

平衡测试应在安静、明亮且无噪音的条件下进行。有研究表明，噪音可能会降低人的平衡能力，尤其是不常参加体育锻炼的人［27］。在隔音室与正常房间进行平衡能力测试，结果发现听觉和环境声音对于维持人体平衡具有很重要的作用［28］。另外其他学者在通过比较不同级别噪音对健康受试者的影响后认为，在噪音的干扰下，听觉会对前庭系统造成较大干扰，从而影响测试结果［29］。听觉主要影响的是前庭系统，而变化的灯光或昏暗的照明会对受试者视觉系统产生阻碍，误导感受细胞，影响测试结果。在测试前向受试者讲解清楚仪器的使用方法和注意事项，在测试中要保持安静状态和光线明亮，避免受试者听觉和视觉上的干扰。

5.6 其他因素

除上述影响因素外，还存在其他少数干扰因素。例如睡眠，相关研究表明在睡眠不足的情况下，人体平衡能力会受到较大影响，主要是脑力疲劳会影响中枢神经系统的整合作用［30］。另外，在测试过程中受试者的情绪波动也会影响测试结果，主要是影响静态平衡能力［31］。Lana Ruzic等［32］在研究运动负荷与平衡能力的关系后发现，运动负荷对静态平衡能力具有显著性的负面影响，但在测试过程中没有明确“平衡阈值”。由此可知，影响人体平衡能力的因素较多，需要对具体受试者进行调查分析，排除不相关的因素，实验前受试者要保持正常的生活作息。

6 小结

维持人体平衡是一个复杂的生理过程，必须依赖于前庭系统、本体感觉系统和视觉系统的共同协调以及中枢神经的整合作用。平衡能力作为一项基本能力，可以反映出人体系统的功能，除去平衡三联的影响，还有很多因素会产生干扰，这些因素相互作用，相互补偿，研究人体平衡功能的稳定性及干扰因素对体育运动、运动康复和医学都有重要意义。