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林汉伟:隔肌呼吸,核心稳定的基础

 色即是空0000 2019-06-02

作者:林汉伟
ARCA亚洲康复体能学院 翻译小组成员
曾任马来西亚运动研究中心研究助理及运动康复师
马来西亚师范大学 运动康复荣誉学士
国际运动教练科学双硕士在读
台湾运动教练学会丙级肌力体能教练认证

你有够硬的核心技术,就不怕被商业竞争淘汰
你有够硬的核心团队,就不怕被竞争者淘汰
你有够硬的核心能力,就不怕轻易患上下背痛

下背痛或腰痛(文中统一使用下背痛)作为一种现代社会常见的伤病,80%的人在一生中至少体验过一次下背痛。

而核心训练大多用在运动训练中,时常会听到大家说:核心训练的重要性。
在说明核心训练和下背痛有多大的关系前,
我们先了解下背是哪里(不是你以为那里就是那里)
什么是下背痛(不是所有的下半身疼痛都是下背痛)
造成下背痛的原因(原因很多种,关键找到真正原因,才能有对的解决的方案)
下背痛的康复治疗方法(不使用药物)

下背包括腰部区域的五个椎骨(称为L1-L5),

其支撑上身的大部分重量。椎骨与椎骨之间类似胶垫的椎间盘。其作用相当于脊柱的减震器,在身体移动时为脊柱提供缓冲,减缓脑部所受到的冲击。脊柱通过韧带将椎骨固定在适当位置,同时肌肉通过肌腱连接到脊柱。而在腰椎周边,有许多的肌肉一同支撑脊柱,保持身体直立,并允许躯干在许多方向上进行移动和弯曲。

下背痛通常被定义为肋缘下方和臀下褶皱上方后侧区域的疼痛、肌肉紧绷或僵硬,甚至伴有腿部疼痛(坐骨神经痛)。 下背痛最主要的症状是疼痛,甚至是失能。

下背痛有急性、亚急性、慢性下背痛。

下背的疼痛从一开始到没有疼痛不到四周的时间,则被定义为急性,持续4至12周的定义为亚急性,而疼痛持续超过12周则为慢性。在下背痛的急性期,大多数患者的疼痛和失能会迅速被改善,但有31%的患者在六个月内不会完全康复。此外,在6个月至两年内,20%至35%的患者会有下背痛复发的情况。

下背痛归类为“特定”或“非特定”。

特定的下背痛是指由创伤、损伤、感染或结构病理所引起;而非特定的下背痛指的是由非结构性问题及不明原因所导致的下背疼痛。
特定的下背痛占下背痛比例的不到20%,并称为所谓的“红旗”,
而其中的症状和迹象指向一个特定的原因,例如脊柱侧弯、创伤性骨折、骨质疏松症(骨关节炎)、马尾神经综合症或椎间盘突出(脱垂)等等。

椎间盘突出的症状并不少见:

而椎间盘突出的85%至90%发生在最低的两个腰椎(L4和L5)之间或最低的腰椎和顶部骶椎(L5和S1)之间的椎间盘处。当我们想要弯腰抬起重物时,由于竖脊肌群(Erector spinae muscles)施力的力臂(约5cm)相较于重物到椎间盘阻力的力臂短得多(杠杆原理),下背部肌肉以极大的机械劣势(mechanical disadvantage)在完成动作。这导致了下背肌肉往往必须施加超过提升重量10倍的力量。若再加上下背弯曲,底部的椎间盘会有很大的扭矩力(torque),这些力用于挤压相邻椎体之间的椎间盘并可能导致椎间盘突出的问题。

尽管如此,在高达85%的所有下背痛病例中,疼痛的机制知之甚少,且由于来历不明而归类为非特定性疼痛。

通常下背痛与失能受到身体活动和姿势的影响,但相对比较难识别到具体的病因。基本下背痛的危险因素可分为个人因素(年龄,性别,体重指数和健康状况),职业因素(工作负荷,工作环境),心理因素(压力,情绪状态)和生物力学因素。研究显示超重或肥胖的人将增加患有下背痛的风险。此外,久坐的生活方式以及长期进行高强度活动这两者也与下背痛的风险增加有关。

在简单的了解了下背痛的分类与因素之后,我将根据美国卫生部医疗保健研究机构的一篇比较下背痛治疗效果评估的文献继续和大家探讨下背痛非使用药物的康复治疗方法。

我将使用图表的方式让大家能够简单清楚的知道在急性期与慢性期下背痛的最佳介入方式。

从以下图表中我们能得知,在下背痛的急性期,运动治疗,按摩以及热敷能有效的改善下背疼痛以及功能。其他的介入如针灸与脊椎推拿(spinal manipulation)对于下背痛疼痛与功能的效果相对来的要小或没效。

对于慢性下背痛,许多非药物疗法似乎对改善疼痛或功能有效,这包括了运动,瑜伽和太极拳; 各种心理疗法如渐进式放松(progressive relaxation), 肌电图生物反馈(EMG Biofeedback)和认知与行为疗法(cognitive-behavioral therapy); 多学科康复(multidisciplinary rehabilitation); 针灸; 脊柱推拿和低能量的激光治疗(low-level laser therapy)。其效果从小到中等,至于其他介入方式并没有显著有益效果,或实证不足以估计效果。

此外,针对慢性下背痛不同介入之间的比较,动作控制练习(motor control exercise,亦可称为神经肌肉控制练习),太极,瑜伽,多学科康复相比较其他运动以及物理治疗对于下背的疼痛以及功能来的更有效。除此之外,针灸相对于药物治疗对于慢性下背痛来的更有效,而其他介入如皮拉提斯(Pilates),心理治疗与脊柱推拿相较于其他运动或物理治疗则没有明显区别。

总的来说,针对急性或慢性下背痛,运动治疗(exercise therapy)都能有效改善下背的疼痛与功能。针对下背痛的运动治疗方法最常用的就是核心稳定训练(core stabilization exercise)。而相较于不同的运动练习,动作控制或神经肌肉控制练习的效果来的更好。

何谓核心稳定?如何编排核心稳定训练?

在上一篇文章中,我们得知核心稳定训练无论是在下背痛的急性期或慢性期都能有效改善下背的疼痛与功能。同时核心训练也一直是大众非常有兴趣的课题,那么在这一篇,我们将继续和大家讨论何谓核心稳定以及如何编排适当的核心稳定训练。

“核心”的组成

“核心”,是由腰椎、骨盆、髋关节复合结构所組成,是具有肌肉边界的三维空间:横隔膜(上),腹肌和腹斜肌(前- 侧),椎旁肌(paraspinal muscles)和臀肌(后),骨盆底(pelvic floor)和骨盆带(hip girdle)(下)。这些肌肉边界的固有性质能够在躯干和脊柱上产生有如紧身衣般的稳定效果。

局部稳定系统(local stabilizers)以及全面稳定系统(global stabilizers)

最初核心肌肉被分成两個部份:局部稳定系統(local stabilizers)以及全面稳定系統(global stabilizers)。局部稳定肌,例如:腹横机(Transversus abdominis),多裂肌(Lumbar multifidus),横膈膜(Diaphragm),骨盆底肌群(Pelvic floor muscles)等是单关节深层肌肉,这些肌肉附着在椎骨上或椎骨附近,其主要功能是控制动作并保持静态稳定。

相反的,全面稳定肌例如腹直肌(rectus abdominis),腹外斜肌(external obliques),一部分的竖脊肌(erector spinae)等通常是双关节浅层肌肉,将躯干连接到四肢并通过向心收缩方式发挥作用产生强大的力矩(torque)来产生动作与功率(power)。这种分类被广泛接受,并且作为许多核心稳定训练的基础。

此外,Gibbons and Comerford提出了一个功能模型,保留了局部稳定肌群,并将全面稳定肌分为稳定肌(stabilizers)例如内外斜肌与棘肌(spinalis)和活动肌(mobilizers)例如腹直肌与髂肋肌(iliocostalis)。全面稳定肌主要在动作范围内对所进行的动作加以控制,而全面活动肌则在动作范围内对动作进行加速并充当减震器。

活动(mobilizers)和负荷转移(transfer loads)

Behm等人也在原有的两部分核心肌群中将全面稳定肌群分为活动(mobilizers)和负荷转移(transfer loads)的类别。负荷转移肌群的代表为那些连接中軸骨(axial skeleton)与四肢骨(appendicular skeleton)的肌肉,例如臀大肌,臀中肌,股直肌,髂腰肌,斜方肌,阔背肌,三角肌,胸大肌等等这些肌肉沿着动力链在四肢和核心之间传递力与动量(momentum)。负荷转移肌与核心肌群虽然是分开的,但也与核心稳定性密不可分,因为它们相互之间仍有筋膜连接,可以加强核心并通过动力链传递力量。由此可见核心稳定是局部,全面且进行负荷转移的肌肉,神经肌肉控制和欲执行之任务的特定需求之间的复杂相互作用。

有研究表明相较于健康的人群,患有下背痛族群的核心肌肉征召与启动会有所改变。腹横肌和多裂肌(局部稳定肌)显示出招募和形态的变化,这限制了它们有效稳定脊柱并提供准确的本体感受信息的能力。此外,也有研究显示在任何肢体动作之前局部稳定肌与全面活动肌就已率先被征召,其中腹横肌是最先被招募的肌肉,然后是多裂肌,斜肌和腹直肌,表明核心肌肉通过肢体近端稳定性来提供远端的移动性。在下背痛患者中,腹横肌在上肢与下肢所有方向(屈曲,伸展,外展)的动作都被延迟了。因此,对于患有下背痛的族群来说重新训练核心肌肉的征兆可以说是非常重要的。

成功的核心稳定训练建议

作者建议一个成功的核心稳定训练可以从第一部分的局部稳定肌的肌肉神经控制训练开始,接着到稳定训练,促进局部与全面稳定肌的共同收缩,最后再进展到需要并挑战核心稳定的动态动作。

基于核心肌肉的功能分类,局部稳定肌会比更大的全面稳定肌与活动肌更先被征召,而腹部内缩(abdominal hallowing)和腹部紧绷(abdominal bracing)练习通常用于改善局部稳定肌的神经肌肉控制。这些练习可以通过“吸入”(腹部内缩)或共同收缩(腹部紧绷)核心肌肉来进行。

除了自主征召局部稳定肌外,横膈膜呼吸练习也可以提高核心稳定性。横隔膜作为腹腔的上边界,收缩横膈膜会增加腹内压力并制造骨盆底肌群(耻骨尾骨肌,耻骨直肠肌和髂骨尾骨肌)和腹横肌的共同收缩。虽然第一部分的腹部内缩,腹部紧绷与横膈膜呼吸练习皆为为核心稳定训练的基础,但很可惜的是大部分人由于对这一部分的了解不多,往往都会忽略而直接进行第二部分的稳定训练。因此作者将会在下一篇文章中与大家详细讨论这一部分的训练!

一旦局部稳定肌的意志收缩(volitional contraction)和本体感觉意识得以确立;提高肌肉力量和耐力的稳定练习成为主要焦点。现今最广泛被应用的合并练习为McGill教授的三大核心训练:改良式捲腹(挑战屈曲能力),鸟狗式(挑战延伸能力)与侧棒式(挑战额状面能力)。当然其他常见的稳定练习也包括了棒式(plank),桥式(bridge)与死虫式(dead bug)。以下表格展示了这些常见的核心稳定练习的主要征召肌肉,若读者有兴趣,作者可在下一篇的文章里提供相关核心稳定动作的进阶与退阶方式,从而达到一个动作可以有很多的变化,并符合不同的客户群体。

感谢张蕾-ARCA预备导师的动作演示

最后一个阶段,可以使用各种进阶方式来增加练习动作的强度和对核心的稳定性要求。建议的进阶方式包括核心稳定时的肢体运动,利用设备或不同的表面来增加不稳定性以及符合相关运动特性的训练。从等长收缩进阶到肢体动作的核心稳定训练可以改善肌肉的募集,并可更好地转化为运动时所需要的能力。使用不稳定设备能有效挑战核心肌肉以及神经肌肉控制系统。此外,进行传统力量训练如胸推,桥式和棒式时在瑞士球(swiss ball)上进行能增加局部稳定肌的征兆并提升核心稳定。使用瑞士球的训练动作能够征召广泛的核心肌肉,包括局部与全面稳定肌以及全面活动肌。

总结:核心稳定应该以渐进的方式进行训练,从局部肌肉征召练习开始,转向各种姿势的核心稳定,最后再转变为全身动态动作。

无论会员的终极目标是什么,一般体能准备(GPP:General Physical Preparation)都是至关重要的一环。地基(GPP)的坚实程度,决定了上层建筑(运动表现)的高度。人体在拥有良好关节活动幅度及肌肉力量,不代表身体活动质量及关节稳定优良。因此,

教练总是提醒着会员“收紧核心”,但是我们的客户又真的有收紧核心吗?

功能运动模式训练
功能运动模式训练(Functional Movement Pattern Training –FMPT)

是为会员在动态的运动过程中,建立良好姿态、核心稳定及正确运动模式所研发的课程。通过运动模式训练(Movement Pattern Training)并结合流行的功能训练工具(Functional Training Tools),强化身体3个关键区域的控制与稳定。从而打造坚实的核心及高效的动作、缓解慢性疼痛及预防损伤、并提高运动及生活表现。

隔肌呼吸,核心稳定的基础

在上一篇的文章中我们就有提到一个成功的核心稳定训练应该从局部稳定肌的肌肉神经控制训练以及膈肌(或横膈膜,文章内统一使用膈肌)呼吸练习开始,但是这往往是最容易被忽略的。那么在这最终篇,我们将着重讨论核心稳定的基础:隔肌呼吸!

有研究显示患有下背痛(关于下背痛的知识可以点开这个链接:我对“硬核”的最新理解【上】)的病患都有较差的核心稳定性以及呼吸模式的改变,包括肺活量和膈肌力学的差异。而这些发现表示呼吸功能,呼吸模式,核心稳定性和下背痛之间可能存在着一定的关联。此外,也有文献显示通过呼吸的训练就能有效改善下背疼痛,下背功能,呼吸功能以及核心稳定性。从这一些文献中我们就不难看出呼吸,对于核心稳定甚至是改善下背痛的问题是多么的重要!此外,也有许多文献表明,膈肌活动可以帮助稳定躯干,而良好的膈肌控制呼吸模式是核心稳定性产生的必要条件。据估计,10%的人口患有功能性障碍呼吸模式; 这些百分比在哮喘患者中上升至30%,在焦虑症患者中上升至83%,因此需要拥有相关知识的教练或康复师来评估并帮助客户改善呼吸模式功能。

膈肌实际上是两个独立的肌肉,右侧和左侧的膈肌,它们像个类似于穹顶的形状。膈肌附着于下面6根肋骨的内表面以及胸骨剑突处。右侧膈肌附着位于脊椎L1-L3的前部,而左侧膈肌的附着于脊椎L1-L2的前部。

在吸入时,膈肌收缩,穹顶变平并向下移动到腹腔中。在这收缩期间,隔肌的纤维附着在下肋上,形成水平膨胀。隔肌的柱塞状作用与骨盆底产生的阻力和整个腹壁的离心收缩相结合,在胸腔中产生负压,迫使空气进入肺部,同时增加腹腔内的压力。普遍上的认知是增加腹内压能够增加脊柱的稳定

由于膈肌同时兼具呼吸与姿势稳定的功能,Lewit学者认为如果一个人没有良好的呼吸模式可能会导致隔肌缺乏协调性,耐力和力量来起到姿势稳定的作用。根据DNS(浅谈“DNS”在专业体操运动员中的应用)创始人Kolar的说法,腹内压和脊柱的整合稳定系统可能因膈肌的姿势功能不足而受影响。Kolar等就有指出膈肌的呼吸动作与其稳定功能是同步的。若这两种功能不能同步进行时呼吸功能将优先于脊柱稳定,因此若有这种同步功能障碍的人往往会导致脊柱节段负荷过载。这表明不充分和不协调的膈肌激活会损害脊柱的稳定性。

虽然呼吸是由自主神经系统调节和协调的,但物理,化学和情感因素可以改变呼吸的速率和量并引起呼吸模式问题。身体会补偿这些因素并通过涉及上部辅助肌肉或通过加快呼吸速度来创造不同的通路以满足呼吸需求。这里举一个例子:如果这发生在一名运动员奔跑时,这是完全正常的自适应反应; 但是,如果运动员在休息期间无法恢复到更慢的膈肌呼吸方法,则可能会出现问题。如果运动员在休息时同样表现出胸部或快速呼吸模式,呼吸系统可能产生进一步的适应性和功能失调的模式。如果是这种情况,长年累月下错误的呼吸模式可能会在皮质下水平上持续存在并导致根深蒂固的运动程序,即使初始触发已不再存在。换句话说,呼吸模式,就像任何其他运动模式一样,无论它是否健康正确,都可以成为一种习惯。

接下来我们将会介绍一些简单的评估以及隔肌呼吸的训练方法。尽管正常呼吸缺乏广泛接受的标准,但以下图表还是总结了几种呼吸模式功能失调的常见体征。

虽然这不是一个详尽的清单; 然而,若客户或运动员存在呼吸问题,它将成为辨别的良好开始因为除了仅需一个安静的环境之外不需要任何其他设备就能开始评估。由于膈肌确实具有同时稳定和呼吸的作用,评估位置应包括坐姿与站姿,这将有助于解释不同姿势的不同稳定需求。

侧肋骨扩张:理想的隔膜呼吸主要涉及在横向的方向扩张下肋骨。让客户背对着你,并轻轻地将手放在下肋骨的两侧,拇指靠近脊柱。指导客户深吸气并注意躯干是否有任何侧向加宽。如果你的手先向上抬起,这是呼吸功能失调的征兆。理想情况下,你的手应该相互分开约4-5公分,腹部应该上升。正常的静息呼吸每分钟涉及大约10-12次呼吸。当被要求深呼吸时,客户应该能够减慢这个速度并利用10秒才完全的吸气与呼气(大约6次呼吸/分钟)。深呼吸能挑战使用胸部主导呼吸或快速呼吸的人。

高低测试:指导客户将一只手放在上胸部,而另一只手放在下腹部。指示客户放松呼吸,注意客户手上的位置变化。理想情况下,腹部的手应该相较于胸部的手之前上升,另外,胸部的手应该稍微向前移动而不是往下巴方向向上移动。

虽然呼吸训练已被证明是有效的,但可能需要数周时间并且不断练习。有学者建议,短时间的练习(10分钟),每天练习多次能有效的解决呼吸模式功能障碍。应该注意的是,可能有一些客户是不适合进行呼吸练习的,因此,如有疑问,应将客户转介给医生。以下列表旨在作为重新训练呼吸习惯的一个起点。

噘起嘴唇呼吸:重新调整膈肌和重新呼吸的最佳方法之一是通过噘起嘴唇(尽可能窄的口径)缓慢的呼气。这种呼吸方法有助于在训练期间和之后或在可能导致快速呼吸模式的紧张情况下减少快速呼吸并吐出较多易停滞在肺底部的二氧化碳。指导客户通过鼻子吸气(2-4秒)并用噘起的嘴唇慢慢地将气从嘴里呼出(4-8秒)。应鼓励客户每天重复此过程两组,每组30次。一些指导技巧包括利用吸管吹气,在蜡烛上缓慢而稳定地吹气,以使其闪烁但不会被扑灭。

减少肩部动作:此练习旨在阻止呼吸时肩带的抬高。指导您的客户坐在椅子上,将前臂和肘部支撑在椅子的扶手。在吸气过程中(通过鼻子)让它们轻轻地向下推到椅子的扶手上,当呼气(通过噘起的嘴唇)时指示它们缓解手臂向下的压力。

呼吸与腹部紧绷:核心训练的一个重要元素是学习如何同时腹部紧绷(bracing)和呼吸(除了执行最大力量的动作)。腹部紧绷是以360°的方式自主等长收缩核心,使脊柱抵抗外力。腹部紧绷的一个重要方面是它应该适应任务的需要,并且呼吸应该保持连续。而在非常沉重的举重或最大限度的运动情况下,闭气是合适的。在指导如何执行腹部紧绷时,重要的是提示核心整个周边的激活而不仅仅是直腹直肌。这种错误的紧绷模式将对正常的膈肌功能产生负面影响,从而促进上胸部主导模式。帮助矫正只有腹直肌收缩的模式是让客户将手环绕腰线(指尖恰好在腰线上方)并要求他们在腹部紧绷尝试将手推开。

吹气球:在腹部紧绷时呼吸需要能够控制隔肌的活动,并在呼气时保持腹内压。这需要膈肌的离心控制。吹气球练习被认为有助于形成隔肌和腹壁的这种共同收缩模式。让客户仰卧,膝盖弯曲,双脚平放在地面上后让客户通过鼻子吸气并通过口腔呼气,保持脊柱中立。指导您的客户通过鼻子吸气并慢慢呼气到气球中。理想情况下,客户将能够再次吸气,而无需用牙齿,嘴唇或指尖捏住气球。这需要维持腹内压力以允许通过鼻子吸入空气而没有空气从气球返回口腔。在此过程中告诉客户不要利用颈部或脸颊发力。在第四次呼吸后,让客户休息一下,然后再重复4次。让客户进行锻炼一直到能够表现出在保持脊柱中立的同时给气球充气并且不对颈部或脸颊的肌肉施加压力后就能进阶到站立进行。

总结:隔肌是呼吸的主要肌肉与姿势稳定肌,因此,优化呼吸模式可以提高隔肌的能力,从而发挥其作为躯干稳定的功用。教练应考虑为客户或运动员进行呼吸模式评估和训练,因为更好的呼吸习惯会对核心稳定产生正面影响,并改善运动员或客户的整体状态。

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