太极拳对脊柱生物力学的作用研究结论与参考文献 发布时间:2018-03-23

太极拳对脊柱康复的生物力学机制研究 发布时间:2019-03-23 点击此处>> 查看其余5篇临床医学硕士范文

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第4章 结论

第四篇临床医学硕士论文标题:太极拳对脊柱康复的生物力学机制研究

关于「太极拳」,一直以来,有两个问题颇有争议:

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一个是“太极拳,到底能不能上擂台实战”。尽管这个问题的答案几乎显而易见,但这并不是我这个骨科医生的专业。

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而今天,咱们说的是另外一个:“打太极拳,是不是对膝盖不好?”

从脊柱周围肌肉的受力特征角度,在完整的太极拳运动过程中EMA, QMA.TMMA, TMA等肌肉激活度呈显着增加,表明太极拳运动具有增强竖脊肌、半棘肌、胸多裂肌、腹横肌等脊柱周围肌肉肌力的锻炼作用,并通过对肌肉的锻炼提高练习者对肢体平衡的控制力,增强脊柱的稳定性,实现对如腰椎间盘突出、退行性脊推病变等慢性脊柱疾病的治疗与预防。

中文摘要

「太极拳」的动作,对于年轻人来说显得过于柔和缓慢,所以这一运动方式的主要受众还是中老年人。而众所周知的是,岁数大点的人,膝盖一般都有点不舒服。因此,坊间“打太极拳会伤膝盖”的声音,让很多热爱太极的中老年人有了心理负担,开始犹豫要不要再继续打下去。#预习你的60岁#

从脊柱关节的受力特征角度,太极拳运动过程中脊柱在周围肌群的综合作用下,主要承受前后和左右弯曲的力学作用。太极拳运动过程中人体垂直方向的脊柱关节应力绝对值较大,呈现波动,但与直立相比在多个动素中均升高。

太极拳运动中的脊柱生物力学研究研究目的:太极拳是一种集强身健体、颐养性情、内外兼修等多种功能于一体的我国传统健身运动,现己传播到150多个国家和地区,全球练习者超过3亿。

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由于受试者的重力是恒定的,因此太极拳可通过其特殊动作不断调整脊柱的关节应力,并分担肢体负荷,起到伸展脊柱的作用。在左右及前后方向上的关节应力存在一定波动,可反映太极拳动作的侧向力对脊柱附着韧带的锻炼作用。

在医疗领域,太极拳己被公认为一种有效的临床康复治疗及保健手段。研究表明,太极拳具有提高老年人本体感觉及平衡能力,锻炼下肢肌肉力量,改善心肺功能,预防帕金森症等康复效果。目前,国内外对太极拳康复及致损作用机制的研究主要是从生物力学角度探究太极拳运动中肢体骨骼与肌肉的力学特征,进而分析其临床意义。然而现有研究多针对足底、下肢关节及肌肉进行力学分析,缺乏对脊柱及周围肌肉的力学研究,且较少动态分析。因此,本研究重点关注太极拳运动的动态过程中脊柱骨性结构及椎旁肌肉的生物力学特点,分析太极拳运动对脊柱及周围结构锻炼康复或致损作用的具体力学机制,对探索太极拳运动的脊柱生物力学机制具有深远意义,为其他康复运动的生物力学研究提供新的思路。同时,研究结果有助于太极拳运动的改良优化,为制定规范的太极拳运动指南,提供个性化的太极拳康复动作,全面推广太极拳作为临床康复治疗手段打下基础。

那么,真的是这样么?作为一名骨科医生,今天我就来告诉你这个问题的答案。#辟谣#

而脊柱关节角度的变化无明显规律。因此,我们认为太极拳具备康复效果好、运动强度低、刚柔并济等特点,可锻炼脊柱周围肌肉,对腰部、颈肩部等部位劳损起保健作用,是一项适宜在脊柱疾病患者及老年人间推广的康复保健运动。

研究方法:本研究选取一名女性陈氏太极拳练习者,采集该受试者基本信息及人体惯性参数(年龄、体重、身高、脚长、大腿长、小腿长、躯千长、上臂长、前臂长、手长等),录入F-Scan足底压力分析系统及Xsens MVN system全身惯性动作捕捉系统,建立运动采集模型。在校正运动模型后同步采集运动中的足底压力数据及捕获太极拳动作。在Anybody Modeling System中建立该受试者的肌肉骨骼模型,以标志点驱动方式对虚拟人进行驱动,输入与动作同步的足底压力数据。将整套太极拳动作分解为20个动素单元,以每秒S帧进行分解。

#真相来了#1、权威研究揭示真相:太极拳,棒棒哒!

在动作上,太极拳招式中的“右蹬脚”“金鸡独立”“朝天蹬”等单脚站立动作具有明显的脊柱肌肉激活度、关节力矩、关节应力增强的生物力学特点。说明该类动作是太极拳锻炼脊柱骨骼及肌肉系统的主要动作,且适当的动作频率可达到最佳的锻炼效果。但在完成太极拳招式—“右蹬脚”动作时,脊柱多节段关节在垂直及前后方向上的压力负荷升高较为显着,对应的脊柱周围肌肉激活度基本也都达到峰值。证明在完成该动作对脊柱周围肌肉强度且脊柱关节负荷要求较大,不规范或过度完成该动时对脊柱椎间结构及周围肌肉具存在一定致损风险。

使用计算机模拟和逆向动力学方程序计算太极拳运动中脊柱及周围肌肉的动力学参数进行分析研究,研究的参数包括:脊柱周围主要肌肉的激活度(Muscle Activity )、脊柱关节力矩(Joint Moments )、脊柱关节间应力(JointReforce )。

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综合以上结论可认为太极拳运动在具备锻炼脊柱骨骼及肌肉作用的同时还具有动作幅度小、肌肉强度低、脊柱负荷轻等生物力学特点。这表明太极拳运动是适用于脊柱慢性疾病患者康复治疗的运动疗法之一,极为适合于临床康复领域推广应用。同时,利用适当的生物力学研究手段对太极拳动作进行分析与改良,将降低太极拳动作的致损风险,在未来将实现太极拳运动的规范化、个性化、广泛化。

研究结果:经逆向动力学方程序计算得出脊柱及周围肌肉的动力学参数。结果表明太极拳运动过程中脊柱周围肌肉的激活度在不同的动素单元内其变化呈现波动趋势,动素1, 10, 12. 15, 17, 19, 22中肌肉激活度明显升高,10对应的太极拳招式太极拳运动中竖脊肌、“右蹬一脚”动作中肌肉激活度曲线升高最显着。

喜欢太极拳的,可不只是中国人,很多外国人也非常喜欢,所以国外的医生科学家们也很想搞清楚,打太极拳到底有没有好处,以及有没有什么坏处。于是,就有了一系列的针对“太极拳”的医学研究。我们来看看这些科学研究的结果吧。太极,非但不伤膝,反而可能还保膝。

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2013年的系统评价研究[1]发现:对于膝盖不好的人来说,打太极拳可以明显缓解膝关节疼痛症状,并改善膝关节的功能。

1.F Li, P Harmer, K Fitzgerald, et al. Tai Chi and Postural Stability in Patients with Parkinson's Disease[J].The New England Journal of Medicine. 2012, 366:511-519. 2.McAlindon TE, Bannuru RR, Sullivan MC, et al. OARSI guidelines for the non-surgical management of knee osteoar-thritis[J].Osteoarthritis Cartilage. 2015,5:483-489. 3.F Li, P Harmer, K Fitzgerald, et al. Tai Chi and Postural Stability in Patients with Parkinson's Disease[J].The New England Journal of Medicine. 2012, 366:511-519. 4.Bubela D, Sacharko L, Chan J, et al. Balance and functional outcomes for older community-dwelling adults who practice tai chi and those who do not:a comparative study [J].J Geriatr Phys Ther.

而2016年的一项随机对照试验[2],将“打太极拳(每周2次,连着12周)”与“常规膝关节功能锻炼(每周2次,连着12周)”进行了对比,得到了这样的结果:

  1. 5.Yang Y, Li XY, Gong L, et al.Tai Chi for improvement of motor function, balance and gait in Parkinson’s di sease:a systematic review and meta-analysis[J].PLoS One. 2014, 9 :e 102942. 6.Wang CC, Robert K, Lee YJ. A Randomized Trial of Tai Chi for Fibromyalgia[J].The New England Journal of Medicine. 2010, 368:743-754. 7.Wu W, Liu X, Wang L, et al. Effect of Tai Chi on exercise capacity and health-related quality of life in patients with chronic obstructive pulmonary disease:a systematic review and meta-analysis[J].Int J Chron Obstruct Pulmon Dis.2014:1253-1263. 8.景彩霞,杜春斌.太极拳运动对人体各系统的影响[J].中国民康医学.2010, 7 ,1859-1860. 9.Field T. Tai Chi research review[J].Complementary Thera- pies in Clinical Practice, 2011 17 et al.:141一146. 10. Chen P, Liu HB, Yao J,Progress of biomechanical study on the lower extremity in Tai Chi movement [J].Journal of Medical Biomechanics. 2017 Feb, 2 :92-97. 11.杨春荣.太极拳运动中的足底压力分布研究[J].北京体育大学学报.2007, 5 :645-647. 12.李立.长期从事太极拳运动老年人足底压力分布特征集平衡能力研究[J].中国康复医学杂志.2016, 9 :984-988. 13. Nurse MA, Nigg BM. The effect of changes in foot sensation on plantar pressure and muscle activity[J].Clinical Biomech,2001, 16 :719-721. 14. Chang YT, Chang JH, Huang CF. Ground reaction force characteristics of Tai Chi push hand[J].J Sport Sci,2014, 32 :1698-1703. 15.Leung ES,standing Tsang WW. Comparison of the kinetic characteristics of and sitting Tai Chi forms[J].Disability Rehabi 1, 2008, 30 :1891-1900. 16.Mohammadi V, Alizadeh M, Gaieni A. The effects of six weeks strength exercises on static and dynamic balance of young male athletes [J].Procedia-Social and Behavioral Sciences.2012, 31 Tai Chi :247-250. 17. Wu G, Millon D. Joint kinetics during gait and normal walking gait Clin Biomech,in young and elderly Tai Chi Chuan practitioners [J]..2008,23:787-795. 18. Ali N, Andersen MS, Rasmussen J, et al. The application of musculoskeletal modeling to investigate gender bias in non- contact ACL injury rate during single- leg landings[J].Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 2013, 2:5-6. 19.张彦龙,陈民盛.太极拳典型动作与行走、广场舞、慢跑运动的膝关节动力学的仿真比较分析[J}.北京体育大学学报.2014, 6 : 82-88. 20.姜南.太极拳运动对脊柱健康影响的探讨[J}.山东体育科技.2014, 02 :82-84. 21.伶泊烯.太极拳站桩都做对脊柱生理弯曲影响的生物力学分析[D].北京:北京体育大学,199$. 22.武冬,闰晓鹏.太极拳云手技术对脊柱曲度影响的实证研究[J).北京体育大学学报.2017, 01:129-137. 23.张土,魏玉龙.太极拳混元桩的脊柱生物力学原理探微.中国医学气功学会. 2016 24。黄甫平.太极拳教学中运动损伤的研究和讨析[J7.体育科学文献通报.2017, 2 :133-134. 25.陶萍,于璐.太极拳基础动作“野马分鬃”膝关节运动学关节负荷及肌肉活动的特征比较[J].体育科学.2014, 34 : 49-55. 26,吕浩源,周晓红,罗存义.太极拳运动与膝关节骨性关节炎关系的生物力学分析[J].湖北中医杂志.2015, 10 : 58-59. 27.Tseng SC, Liu W, Finley M, et al. Muscle activation profiles about the knee during Tai-Chi stepping movement compared to the normal gait step [J].J Electromyogr Kinesiol. 2007,17:372-380. 28.Li JX, Xu DQ, Hong Y. Changes in muscle strength, endurance, and reaction of the lower extremities with Tai Chi intervention [J].J Biomech. 2009, 42 :967-971. 29.田小培,樊发祥,虞玉华.太极拳改善中老年人脊柱稳定性的实验研究[J].武术研究.2016, 04 :55-58. 30,纪仲秋,李旭龙,姜桂萍.Anybody仿真和验证的太极拳训练中下肢生物力学特征[J].中国康复医学杂志.2014, 09 :799-805. 31.刘书鹏,司文,严壮志.基于Anybody技术的人体建模方法[J].生物医学工程学进展.2010, 3 :131-134. 32.姚成栋,李福,马毅兵.太极拳运动对慢性心力衰竭患者康复的作用[J].心血管康复医学杂志,2010, 19 :364-367. 34.樊霄燕,周军杰,曹成福,陈贤奇.基于F-Scan三维动态足底压力分析系统的动静态足底压力分析〔J].中国组织工程研究与临床康复,2011,15 :9406-9409. 36.刘邦忠,李泽兵,何萍等.慢性腰痛患者在脊柱突然失衡时多裂肌的肌电表现[J].中国康复医学杂志,2003, 18 :609-611. 37.Ng JK, Richardson CA, Parnianpour M, et al. EMG activity of trunk muscles and torque output during isometric axial rolation exertion:a comparison between back pain patient and matched controls[J].JOrthop Res, 2002, 20 :112-121.

在膝盖疼痛缓解和膝关节功能改善方面,打太极拳可以达到正规康复锻炼同样的治疗效果。

致谢

更为难得是,在缓解心理压力和改善总体生活质量方面,太极拳甚至还要优于常规康复锻炼。

毕业课题及论文暂时告一段落,预示着为期7年的本科及研究生生活即将结束。在此我衷心感迫吉林大学对我的培养,在吉林大学临床医学院学习与生活的日子让我在临床医学工作的道路上收获颇丰。同时非常感谢北京协和医院,在那里的系统实习强化了我所学到的理论知识,丰富了我的医学视野,为我未来的行医生涯奠基基础。

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转眼间在北京协和医院为期2年的临床实习和科研训练己接近尾声,在临床医学的求学之路我有幸得到了很多人的指导与帮助。首先我由衷感谢我的导师—吉林大学第一医院脊柱外科刘一教授,他对我研究生阶段到北京协和医院实习给予大力支持,为我指明奋斗目标。同时十分感谢北京协和医院骨科赵宇教授,在我的科研训练及毕业课题中给予了我巨大的帮助与指导,赵宇教授严谨治学的态度和高尚的医德师德为我树立了医学大家的风尚,值得我终生学习。此外,中国航天员训练中心王丽研究员在我毕业课题遭遇诸多困境时给予了无私的帮助,让我倍感温暖,特此对她表示衷心感谢。还需要感谢的是吉林大学临床医学院的魏宇航主任和北京协和医院教育处潘慧处长,感谢他们在我迷茫与困惑时为我鼓励开导,指点迷津。

关于打太极拳是保护膝盖还是伤膝盖,国际权威的UpToDate临床顾问也给出了同样的推荐。即:打“太极拳”,不仅不会伤膝盖,反而是膝盖不好的中老年人缓解疼痛、改善膝盖功能的一项安全有效的锻炼方式。

感谢我的师兄、同门和师弟们,在我的学习生活、临床工作及毕业课题上给予我的帮助与支持。

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最后,感谢一直鼓励支持我的家人,在我无助与疲惫的时候一直给予我温暖与关心,成为我坚强的后盾,陪伴我克服困难,迎接一切挑战.。

除了对膝盖好以外,打太极还有其他好处:

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打太极拳可以:明显的改善患者焦虑抑郁[3],对社区中的老年人跌倒有明显预防作用[4]。

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此外,2012年2月发表在新英格兰医学杂志上的一篇权威研究发现:

对于轻、中度的“帕金森患者”,一周打2次太极拳坚持打半年,不仅可以显著改善患者的平衡性稳定性和协调性,而且起改善效果甚至比正规医学康复治疗效果还要好[5]。2、为什么会有“打太极拳伤膝盖”的说法?

任何体育运动,不注意正确的运动方法都可能带来损伤,不只是太极拳,黑锅不能让太极拳来背。

打太极拳,动作虽然缓慢柔和,但是打过的朋友都知道:

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太极拳的招式动作中,有许多动作是要下蹲的,蹲下去的角度越大,动作看起来就越好看。但是,与之相应的是下蹲角度越大,关节面承受的压力就越大。所以,很多膝盖不好的老年人如果为了追求动作漂亮而刻意的下蹲过大,甚至出现了不适也忍着疼去蹲,时间久了就可能出问题。

此外,太极拳中有很多单腿站立负重的动作,需要打拳者将重心和全身重量压在一条腿上,这个动作还是具有挑战性的。新手不熟悉,做动作过快,甚至热身活动不够,都可能在这些动作上出现小问题。

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而且,太极拳中还有很多旋转身体的动作,这种旋转虽然慢,但是在单腿站立负重,尤其是还下蹲一定角度时旋转,就非常容易让半月板受伤。这对于本身半月板就退化了的中老年人,的确有些风险。

......

所以,不难看出,太极拳虽然看起来动作慢好像很简单的样子,但是其实里面是有很多讲究的。如果不按照正确的方式来打太极拳,或者过度训练,也会像其他体育运动一样发生运动损伤。

只是,这不是太极拳的错。3、我的建议:

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找个正规的太极拳老师,学习正确的动作;

打之前熬充分热身和拉伸活动,如果身体有不适,或者膝盖近期有手术,建议先别打;

打太极拳的过程中,动作要缓慢渐进,尤其是旋转身体、单脚站立和下蹲的时候,而且别下蹲太多(以不引起疼痛为原则);

训练时间和频次不要过多,推荐一周2次,每次1小时左右。如果训练中有疼痛不适,应及时调整不要忍着疼练,对于突然的疼痛或者严重的疼痛要及时停止,尽早就医。4、综上:

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权威研究一致认为:“打太极拳”,不仅不伤膝盖,还会改善和保护膝盖。不仅对膝盖好,还能改善身体的平衡性协调性、内心的焦虑抑郁和整体的生活质量,是非常适合中老年人的一种运动方式。

但是,与其他所有体育运动一样,用错误的动作或训练方式打太极拳,也确实会带来一定损伤风险,这是不容忽视的。更多有趣有用有料的医学科普知识,欢迎继续关注@骨科医生路遥

参考文献

Yan JH, Gu WJ, Sun J, et al. Efficacy of Tai Chi on pain, stiffness and function in patients with osteoarthritis: a meta-analysis. PLoS One 2013; 8:e61672.

Wang C, Schmid CH, Iversen MD, et al. Comparative Effectiveness of Tai Chi Versus Physical Therapy for Knee Osteoarthritis: A Randomized Trial. Ann Intern Med 2016; 165:77.

Yin J, Dishman RK. The effect of Tai Chi and Qigong practice on depression and anxiety symptoms: A systematic review and meta-regression analysis of randomized controlled trials. Ment Health Phys Act 2014; 7:135.

Gillespie LD, Robertson MC, Gillespie WJ, et al. Interventions for preventing falls in older people living in the community. Cochrane Database Syst Rev 2009; :CD007146.

Li F, Harmer P, Fitzgerald K, et al. Tai chi and postural stability in patients with Parkinson's disease. N Engl J Med 2012; 366:511.

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