太极拳干预对老年人下肢动力学与动态平衡能力影响的实验研究

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研究目的:以太极拳为干预手段,通过分析太极拳练习不同阶段对受试者步行过程中下肢动力学、步行能力、动态平衡能力的影响,以期为老年人群参与太极拳练习提供合理建议。研究方法:将本研究所招募22名合格受试者随机分为实验组(11人,8女3男)、对照组(11人,8女3男),对太极组受试者实施6个月的太极拳练习(实验组老年人每周参加训练4次,每次1小时,包括:5分钟热身准备,50分钟太极拳练习以及5分钟整理活动),期间对照组老年人将被要求按照以往的生活节奏,不采取任何系统的运动干预。并分别于训练前、训练6周、训练12周、训练18周、训练24周、停训后6周采集受试者步行过程中下肢动力学、运动学、足底压力分布、步行能力、平衡指数等,计算关节力矩(N·m)、下肢刚度(BW/m)、关节刚度(Nm/kg/°)、关节做功(J/kg)、下肢负载率(%)、各区域压力峰值(N)、步长(m)、步速(m/s)、步态周期总时间(s)、左右单支撑时间(s)、左右侧最大支撑力(N)、Berg平衡量表测试得分、COP-Y轴侧向最大位移(m)、COP-Y轴侧向位移平均速度(m/s)等。研究结果:1)下肢动力学:训练未对两组受试者髋关节刚度产生影响。膝、踝关节刚度分别于训练12周(膝关节0.053±0.001)、训练6周(踝关节0.066±0.002)较训练前(膝关节0.041±0.001、踝关节0.057±0.002)升高(P=0.009,P=0.036),但停训后6周(膝关节0.046±0.002、踝关节0.084±0.005)较训练24周(膝关节0.070±0.005、踝关节0.069±0.004)显著下降(P=0.004,P=0.017)。训练6周髋关节力矩峰值(1.036±0.247)较训练前(0.848±0.085)显著提高(P=0.007),停训后6周(1.178±0.142)下降至训练18周(1.187±0.237)水平(P=0.104);训练12周(0.691±0.028)膝关节力矩峰值较训练前(0.650±0.031)显著提高(P=0.008),停训后6周(0.657±0.024)下降至训练前水平(P=0.642);训练6周踝关节力矩峰值(1.101±0.013)较训练前(1.039±0.034)显著提高(P=0.015),停训后6周(1.144±0.038)下降至训练12周(1.172±0.022)水平(P=0.122)。太极组受试者下肢关节能量吸收随着训练时间的延长而增加,其中髋关节为能量吸收的主要关节,踝关节能量吸收能力最弱。太极组受试者下肢平均负载率于训练18周产生干预效果(18周32.44±1.04,训练前20.63±0.78,P=0.014),训练6周对受试者最大负载率产生干预效果(6周35.80±0.79,训练前32.51±1.45,P=0.029),且干预效果于停训后6周表现较训练24周表现下降(平均负载率24.21±0.68,最大负载率40.42±0.57,P=0.008,P=0.026)。2)步行能力:训练12周,太极组受试者10米计时走(7.96±0.72)和计时起立行走(8.28±0.95)所用时间均较训练前(10米走8.58±0.99、起立行走8.83±0.83)减少(P=0.008,P=0.031),且于训练18周达最好成绩(10米走7.21±0.58,起立行走7.91±0,82),停训后保持较好(10米走7.37±0.70,起立行走8.16±0.69,P=0.635,P=0.176);训练各阶段对太极组受试者步态基本特征均不产生影响,主效应、交互效应的检验P值均>0.05。3)足底压力峰值分布:训练前比较两组间左右脚各区域足底压力峰值分布不具有显著差异。训练12周后,太极组受试者足底压力峰值明显较对照组增加P<0.05,且由足跟至足中部区域左右对称;太极组受试者训练18周除左右脚T2-5区小于对照组,其余各区均显著大于对照组受试者以及太极组训练前P<0.05,且双脚压力分布一致性较高;训练24周、停训后6周太极组受试者足底压力峰值分布及双足一致性较训练18周无显著差异P>0.05,停训后也能较好的维持,干预效果不易消失。4)身体姿势的动态稳定:训练前两组受试者左右侧COP-y最大位移(太极组左侧0.20±0.05,对照组左侧0.18±0.03,P=0.437;太极组右侧0.12±0.04,对照组右侧0.11±0.03,P=0.859)和位移平均速度(太极组左侧0.62±0.16,对照组左侧0.64±0.21,P=0.092;太极组右侧0.62±0.16,对照组右侧0.36±0.15,P=0.760)均无显著差异。训练12周太极组受试者左脚最大位移偏移(0.10±0.02)和左右脚位移平均速度(左脚0.43±0.14,右脚0.29±0.01)较训练前显著减小(P值分别为0.005、0.006、0.031);训练18周右侧最大位移偏移(0.07±0.02)较训练前(P=0.005)减小,身体晃动幅度减小,且身体姿势的逐渐对称,虽然24周训练无法达到绝对对称,但停训后6周其干预效果得到了很好地保持。研究结论:1)太极拳练习可在短时间增加踝关节的稳定性,而对膝关节稳定性的干预效果出现时间较踝关节稍长,且停训后干预效果消失较快。2)太极拳练习初期对髋、踝关节力量的干预效果要优于膝关节,以膝关节处力量下降最快。受试者经24周练习后步行过程中下肢的能量吸收能力以及承受外力负荷的能力明显增加,但停训后训练效果会随着时间的延长而下降。3)短期的太极拳干预虽未能改变受试者的基本步态特征,但可在一定程度上增加其步行速度,改善老年人行走能力。4)受试者需进行至少12周的练习才可对其动态平衡能力有所改善,且停训后干预效果保持较好。
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