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太极拳运动对老年女性双任务模式楼梯行走姿势控制能力的影响

孙威  
【摘要】:研究目的:据统计,每年约有三分之一老年人至少发生一次跌倒,其中女性约占62%。楼梯行走是导致跌倒的主要外部因素之一,一旦跌倒将带来严重的损伤甚至死亡。老化导致的姿势控制能力下降是跌倒的主要内部因素。楼梯行走姿势控制不仅仅是机体对肌肉控制的结果,还需要大脑认知资源的调控。而双任务的执行会分散注意力等认知功能分配,不同的双任务类型又对动作控制产生的影响不同。老年女性随着年龄的增大,其肌肉骨骼系统与神经系统功能均出现衰退,将进一步增加楼梯行走跌倒的风险,因此本研究目的一是探讨老年女性在双任务模式中楼梯行走的姿势控制特征。太极拳是我国国粹,是一项身体-认知锻炼兼备的有氧运动方式,具有良好的预防跌倒功效,这种特殊的运动方式是否可以提高双任务干扰时老年女性楼梯行走姿势控制能力,尚未可知。因此本研究目的二是探讨太极拳运动对老年女性双任务楼梯行走姿势控制能力的影响。研究方法:为探讨太极拳运动对老年女性双任务楼梯行走姿势控制能力的影响,本研究共完成以下三个实验:实验一,双任务模式楼梯行走姿势控制能力重测信度研究,以验证双任务干扰情况下楼梯行走姿势控制能力评价指标的可信度;实验二,老年女性双任务模式楼梯行走姿势控制能力的研究,探讨受试者在受到双任务干扰时楼梯行走步态、身体稳定性以及下肢力学特征,找出老年女性姿势控制能力的变化特征;实验三,太极拳运动对双任务模式老年女性楼梯行走姿势控制能力的影响,以实验二中获得的老年女性在双任务干扰时姿势控制能力测试结果为对比,探讨太极拳运动是否有利于姿势控制能力的改善。具体实验方法如下:实验一,选取15名老年女性受试者分别在单任务(无干扰)、认知任务(任意三位数减三)、动作任务(手持水杯)、以及组合任务(同时进行认知任务与动作任务)四种模式中进行楼梯行走。应用VICON红外动作测试系统与Kistler测力系统进行运动学与动力学数据采集,并间隔一周再次进行重测。对运动学及动力学参数进行组内一致性系数(ICC)及相关系数(r)的一致性评估。实验二,选取老年组和青年组女性受试者各20名,分别在上述四种模式中进行楼梯行走,应用VICON红外动作测试系统与Kistler测力系统进行运动学与动力学数据采集。应用two-way MANCOVA对比两组受试者不同条件步态参数、稳定性控制参数以及下肢力学特征参数,以探讨老年女性双任务楼梯行走姿势控制特征。实验三,选取太极组、快走组以及对照组(实验二中的老年组)女性受试者各20名,分别在四种模式中进行楼梯行走,进行运动学与动力学数据的采集。应用two-way MANCOVA对比三组受试者不同条件步态参数、稳定性控制参数以及下肢力学特征参数,以探讨太极拳运动对老年女性双任务模式楼梯行走姿势控制能力的影响。研究结果:实验一,四种任务模式中上楼梯运动学参数ICC在0.705-0.967,属于好到极好范围,r在0.700-0.990,属于显著相关到高度相关范围;上楼梯动力学参数ICC在0.705-0.979,属于好与极好,r在0.613-0.960,属于显著相关与高度相关;下楼梯运动学参数ICC在0.705-0.964,属于好到极好范围,r在0.701-0.935,属于显著相关到高度相关范围;下楼梯动力学参数ICC在0.639-0.963,属于好与极好,r在0.619-0.930,属于显著相关与高度相关。实验二,步态测试结果显示,相比于单任务模式,老年组组合任务模式上下楼梯步速、步频显著减小,步态周期显著增大;身体稳定性测试结果显示,相比于单任务,老年组组合任务模式上下楼梯抬脚距离、踝关节运动幅度显著减小,跨越角度显著增大,认知/动作模式质心前后/内外晃动幅度、质心-压心前后距离显著增大;下肢力学指标测试结果显示,老年组组合任务模式上楼梯髋膝踝功率峰值显著降低,下楼梯膝踝关节力矩及功率峰值显著降低。相比于单任务模式,青年组认知/动作/组合任务步态测试指标步速、步频显著降低,而身体稳定性与下肢力学指标均无显著性变化。相同任务条件,老年组步态指标、身体稳定性指标以及下肢力学指标均显著较差。实验三,步态测试结果显示,太极组组合任务上下楼梯行走步宽显著大于对照组,双支撑时间显著大于快走组与对照组,相比于单任务,太极组动作任务与组合任务步速、步频降低,步宽、双支撑时间增大;身体稳定性测试结果显示,相比于快走组与对照组,太极组四种条件上楼梯质心-压心前后距离显著较小,动作任务与组合任务抬脚距离、踝关节运动幅度显著较大,踝关节跨越角度显著较小;太极组三种双任务模式下楼梯质心-压心前后距离、质心前后/内外晃动幅度、踝关节运动幅度/跨越角度显著较小,组合任务抬脚距离显著较大;下肢力学指标测试结果显示,相比于快走组与对照组,太极组三种双任务模式上楼梯下肢伸膝力矩峰值、跖屈力矩峰值、髋正功峰值显著较大,单任务/认知任务模式上楼梯膝踝正功峰值显著较大,下楼梯太极组动作任务与组合任务跖屈力矩峰值显著较大显著较小,太极组四种任务条件髋负功率峰值、膝负功率第二峰值、踝正负功率峰值显著较大。研究结论:在单任务与双任务条件下,楼梯行走运动学、动力学参数重测信度及重测相关性较好,数据重测可信度较高;老龄化和双任务干扰均会导致楼梯行走姿势控制能力下降,且老年女性姿势控制能力随着双任务难度增大而降低;太极组老年人受到双任务干扰时通过降低步速、增大步宽、延长双支撑时相的步态调节策略,通过增大支撑腿膝踝关节力矩及功率的肌骨系统调节策略,通过增大摆动腿踝关节运动幅度及跨越角度的动作调节策略,来起到保持质心-压心稳定性,提高跨越台阶抬脚高度的稳定控制效果,进而降低跌倒风险。太极拳作为一种身心运动,即可以提高身体机能,又可以改善大脑认知功能,可能是相比于快走锻炼更能增强身体稳定性的原因。我们建议老年人进行长期规律的太极拳锻炼,进而预防楼梯行走发生跌倒。


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