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肌内效贴在生物力学领域的现状与应用

时间:2015-08-08 来源:未知 作者:学术堂 本文字数:6407字
标题

    1前言

  肌内效贴(Kinesio tape)于20世纪70年代发明于日本,它是由一种薄的、棉质、通气性强的黏性丙烯酸材料制成的胶布, 理论上它可以为所贴扎区域的肌肉骨骼组织提供一定的支持, 同时能够增强人体自我恢复的能力[1]. 随着肌内效贴使用的流行,国内外学者对它的研究也日益增加,研究方向集中在运动创伤、生物力学、临床康复和神经生理等方面。 其中肌内效贴在生物力学领域的研究占有很大的比例, 研究内容基本是肌内效贴对肌肉力量、柔韧、本体感觉以及表面肌电特征等方面的影响, 以及探讨肌内效贴作为区别于一般贴扎的外加干预方式是如何影响人体自身及相关外在运动表现的[2]. 国内学者对肌内效贴的研究大多在临床治疗方面[3-7],在运动生物力学方面的研究不多,并且肌内效贴对肌肉功能影响的生物力学研究也存在一定的争议。

  本研究采用英文关键词 “kinesio tape(taping)”、“kinesiology tape(taping)”搜索谷歌学术、国道数据库、EBSCO;采用中文关键词“肌内效”、“肌内效贴”搜索中国知网、百链学术搜索、万方数据平台、维普中文科技期刊, 综述肌内效贴在生物力学领域的发展现状和应用, 并分析其在运动损伤生物力学机制方面的研究进展,以及其改善肌肉功能方面的应用和发展趋势,为今后开展肌内效贴对运动损伤生物力学特征影响的研究以及改善或提高人体肌肉功能方面的研究提供一定的参考和依据。

  2肌内效贴概述

  肌内效贴可以比较舒适地持续贴附于皮肤3~4天,并且其黏性不会下降,洗澡时也不必移除。 除此之外,它还有较好的透气性和透水性, 因此它可以防止对皮肤产生不良刺激性损害。 肌内效贴的弹性性能将它与普通的白贴区分开来, 其能够被拉伸至其原长度的130%~140%, 并且其被拉长以后在一定时间内可以还原到初始长度[1,8,9].

  肌内效贴之所以能发挥它的治疗作用, 主要原因有以下几点[1,8-11]:(1)通过持续提供对皮肤侵入性的刺激来增加本体感觉;(2)通过调整肌肉紧张程度来调整筋膜功能;(3)利用其弹性回缩,增加皮下空间,从而增加皮下渗出的组织液、血液等的吸收,并促进淋巴和血液循环;(4) 通过增强虚弱肌肉的肌力改善肌肉功能;(5)通过神经抑制减轻疼痛。

  肌内效贴的贴扎手法大致可以分为3种[12]:I型(多用于较小的部位或肌肉,比如冈下肌、小圆肌)、Y型(多用于较大的肌肉,比如胸大肌、三角肌)和X型(多用于较大较长的肌肉,比如肱二头肌、肱三头肌)。 使用时,要根据目标肌肉的大小、 形状以及治疗或用来改善肌肉的目的, 来选择最适合的基本手法和控制胶布的弹性。 比如,如果是为了减轻肿胀和疼痛,胶布必须不能被拉长而产生张力, 并且贴扎方向要从肌肉止点到肌肉起点;如要支持肌肉,特别是关节或者韧带损伤的时候,要使胶布拉伸至具有中等到较大的张力,并且贴扎拉伸的方向要从肌肉起点到肌肉止点。 另外,必要的时候还可以把胶布分割成条状或者结合几种贴扎方法来使用。

  不论是非专业运动员还是专业运动员, 其经常会使用肌内效贴, 因为肌内效贴的使用可能会提高其运动成绩[13]. 然而有学者也指出,虽然肌内效贴的使用日益广泛,特别是用于运动损伤和临床康复,但由于缺乏足够的研究证据和实验支持, 其实际效果与产品开发商所宣称的各项功效依然存在不小的差异。 因此,仍需要大量实验性的研究来验证肌内效贴的功能以及实用性。

  3肌内效贴在生物力学领域的研究现状

  3.1 对肌肉力量及运动表现的影响

  有学者研究了女性非运动员股四头肌在肌内效贴扎即刻做等速向心收缩和离心收缩的峰值力矩变化,结果发现肌内效贴组和对照组相比,60°/s等速收缩时的最大离心收缩力矩显着增大, 但对于60°/s向心收缩力矩以及240°/s的等速收缩最大向心和离心力矩,组间(肌内效贴组、安慰剂贴扎组和空白组 )均无显着性差异[14]. 类似的研究还有:肌内效贴使用时,180°/s等速收缩, 大腿前群伸膝力矩显着大于对照组以及肌内效贴配合膝关节护具组[15];肌内效贴的使用能显着抑制本体感觉神经肌肉促进疗法 (proprioceptive neuromusc-ular facilitation,PNF)等柔韧性训练造成的即刻大腿肌肉等速收缩力矩下降。 研究建议,肌内效贴可被广泛应用于运动员以预防损伤,其在被拉长有张力时,顺着肌纤维走向的贴扎方式能够促进下方肌肉力量的增加[16].

  有研究认为, 肌内效贴能够带给肌肉积极性影响的原因可以解释为: 肌内效贴的使用增加了贴扎区域的血液循环, 这种人体生理状态的变化可能会影响贴扎后肌肉和筋膜的功能; 且其在贴扎区域会持续刺激皮肤上的机械感受器, 这种刺激可以带来足够强大的触觉信号的传入,以至于可以改变健康(没有下肢损伤史)运动员的肌肉力量,并且可能会影响下肢的运动幅度。

  还有学者从神经角度分析了肌内效贴抑制肌力下降的原因:肌肉振动引起的α运动神经元活动减弱可以由触觉传入性的刺激来补偿, 肌内效贴可以促进膝关节周围韧带、皮肤、关节囊等传入反馈的增加,传入性的刺激增加可以抵抗由于Ia传入神经活动降低引起的股四头肌肌无力[17]. 张燊等[18]也做了类似的研究,他们对受试者腕部屈伸肌群进行抑制型肌内效贴扎, 然后用等速测试肌力的方法, 研究了疲劳前后腕部屈伸肌群收缩时力量输出情况以及疲劳表现。 在力量输出方面,研究结果仅发现在60°/s的等动收缩时, 腕屈肌群未贴扎状态峰值力矩显着低于安慰剂组;210°/s等动收缩时,腕伸肌群在肌内效贴扎状态下相对峰值功率显着低于安慰剂贴扎状态;60°/s的速度时,腕屈肌群肌内效贴扎状态下做功疲劳显着低于未贴扎状态。 分析标准化后的力矩衰减系数后发现, 腕屈肌群在最大峰值力矩出现的前10次动作中,衰减系数关系是肌内效贴扎>安慰剂贴扎>未贴扎,这说明肌内效贴扎组腕屈肌的最大力矩衰减更为缓慢, 这可能表明了肌内效贴对腕屈肌群抵抗疲劳产生了一定的积极作用。

  然而也有不少研究得出相反的结论, 研究结果并没有发现肌内效贴对大腿肌群肌肉力量以及运动表现有积极的影响[13,19,20]. 有学者通过TMG(tensiomyog-raphy,用于测试肌肉肌腹径向位移) 技术测试足球运动员的肌肉功能, 同时测试其肌内效贴扎后的跳跃能力和冲刺能力,结果发现其运动成绩并无显着提高。 类似的结果也发现,肌内效贴的使用不会提高受试者纵跳、单腿跳等的运动成绩[19,21-24]. 对于小腿肌肉的研究,大部分结果也支持小腿肌肉进行肌内效贴扎不会产生明显的积极作用[21-23,25]. 原因可能是肌内效贴使用后产生的皮肤传入性刺激并不足以改善健康(无下肢损伤)足球运动员肌肉的表现, 但也可能是由于贴扎的手法和贴扎的材料不同造成的[13].

  肌内效贴对人体上肢肌力及运动表现影响的研究也存在一定争议。 有两项研究指出了肌内效贴扎即刻能够改善受试者前臂的动力感(force sense),即前臂肌肉对力量大小的控制, 但均未发现肌内效贴扎即刻对最大握力、最大屈前臂力量产生显着影响[11,26]. 另有研究发现,对肱二头肌进行肌内效贴扎即刻,肌内效贴组肘关节屈曲向心收缩的峰值力矩明显增加, 肌内效贴组和安慰剂组对比, 肘关节离心收缩力矩峰值显着增加。但未发现肌内效贴对受试者肘关节的位置感(jointposition sense)产生显着影响。 因此该研究认为,肘关节肌力矩的增加和本体感觉的改变关系不大[27].

  由以上研究不难看出, 虽然没有研究表明肌内效贴会对肌肉力量以及肌肉表现带来负面影响, 但其是否会改善肌肉力量以及是否影响肌肉的本体感觉、影响哪种本体感觉等问题还存在争议。 并且大部分实验都只是研究了肌内效贴贴扎即刻对肌肉的影响, 肌内效贴扎长时间对肌肉影响的研究还占少数。 此外,实验方法上大多数也是以等速力量测试来评价肌肉力量和做功能力,或者选择一些简单的运动,观察肌肉的运动表现。 然而无论是在大众健身运动还是竞技体育中,很少有单纯肌肉等速收缩的形式。 今后的研究还可以运用生物力学方法,从运动学、动力学角度分析研究具体运动项目中某种动作下肌内效贴是否能对肌肉表现产生影响。

  3.2 对关节活动度的影响

  朱毅等[7]对肌内效贴扎术应用于人工全膝关节置换术后早期康复的疗效进行了观察。 他们评价了受试者膝关节屈曲活动范围, 结果发现术后第4天与第1天比较,肌内效贴组膝关节屈曲活动范围(73.235° ± 10.449°)显着大于对照组(67.813° ± 11.250°);第2、3、4天膝关节屈曲活动范围都较第1天有所增加,而肌内效贴组增加程度显着大于对照组;同时,肌内效贴还有效地减小了膝关节伸直位时以髌骨中心为起点往上5 cm处周径。 还有类似的研究发现肌内效贴能改善关节活动度。 有研究发现,颈部进行肌内效贴扎能于即刻、24小时后改善患有颈部挥鞭伤的患者颈部在3个平面内的活动度[28];肌内效贴扎结合颈部练习能够有效增加患有颈部机械功能障碍患者颈部旋转的幅度[29];肌内效贴扎能明显增加患有肩部撞击综合征的棒球运动员手臂在外展30°、60°时肩胛骨后缩活动度[30]. 此外,Yoshida等[31]研究还发现,进行腰部Y型肌内效贴扎能显着增加健康人站立位时躯干的屈曲活动度。 关节活动度改善的原因可能是肌内效贴通过对皮肤的拉伸, 刺激其上的机械性感受器, 而这种牵拉感是对关节活动和感受关节位置的精细信号[28,29,31];同时 ,肌内效贴较好的消肿和促进血液循环效果也是改善关节活动度的重要原因[7,31].

  另有研究并未发现肌内效贴能增加健康人踝关节的活动度。 而学者们也指出,之所以没有发现肌内效贴对关节活动度带来改善, 也许是因为受试者都是健康人群, 他们对肌内效贴的敏感度不如病人或者有伤的运动员, 虽然研究发现的关节活动度的改善并没有显着性差异, 但还是发现了肌内效贴组的关节活动度有增加趋势[21,24].

  尽管对肌内效贴改善关节活动度的研究结果有所不同, 但大多数研究都没有发现肌内效贴对关节活动有限制作用, 并且大多数研究支持了肌内效贴可以增加关节活动度,特别是对于病人或者受伤的运动员,其改善效果更加明显。 但这些效果的改善是否具有临床康复上的意义需要进一步研究和讨论。 并且大部分研究仍是探讨了贴扎即刻的影响, 仅有少部分研究追踪了受试者24小时后的测试结果。 今后还可以研究对关节活动度影响的时效性, 并且可以选择健康人群与病人或者有伤病的运动员进行对比研究。

  3.3 对肌肉表面肌电的影响

  目前肌内效贴对肌电活动影响的具体机制还不清楚, 但有不少学者研究了肌内效贴对不同肌肉表面肌电的影响,研究结果不尽相同。Briem等[32]研究白贴和肌内效贴对运动员在踝关节突然内翻时腓骨长肌的肌电变化影响,结果发现,白贴的使用使腓骨长肌肌肉活动增加, 而肌内效贴的使用在肌电方面没有带来显着性影响。 可见白贴可以给踝关节周围的肌肉带来一定的支持, 而肌内效贴对踝关节的保护作用需要进一步研究, 至少在这个实验中对腓骨长肌肌肉活动没有显着性影响。 另有研究也未发现肌内效贴的使用对肌电活动产生显着性影响[22].

  但Konishi等[17]发现,伸膝肌群在进行肌内效贴扎后的平均肌电图(electromyography,EMG)幅值显着大于空白组,其认为,肌内效贴引起的触觉刺激可以抑制肌肉力量下降和肌肉活性降低,由于肌内效的使用,增加了膝关节周围组织Ia群信号传入, 经过一系列神经方面的影响, 增加了高刺激阈值运动神经元募集的数量,使表面肌电信号增加。 另有学者研究了髌骨疼痛综合征患者上、 下台阶时地面反作用力和大腿前群肌肉表面肌电放电情况,结果发现,肌内效贴能显着增加股内 斜 肌 (vastus medialis obliquus,VMO)/股 外 斜 肌(vastus lateral,VL)的值 ,此比值被认为是检验髌骨稳定性的生物力学指标, 该值越大说明髌骨稳定性越强。

  该研究结果显示,肌内效贴带来了积极影响[33]. Firth等[24]为了研究肌内效贴对健康人以及患有跟腱炎的人单腿跳、疼痛程度以及运动神经元兴奋性的影响,进行霍夫曼反射实验的同时测量腓肠肌肌内效贴使用前、 后和移除后运动神经元的兴奋性。 结果表明,健康组人群在移除肌内效贴后, 其霍夫曼反射时的表面肌电峰值有所增加,但患有跟腱炎的患者这一指标并无明显变化。

  其认为肌内效贴改善了健康人群小腿三头肌的功能,但不影响患有跟腱炎患者单腿跳的成绩以及运动神经元兴奋性。 在Hsu等[30]的研究中,经过肌内效贴干预后,斜方肌下束肌肉的均方根振幅在肩关节外展60°~30°过程中显着提高,且局部运动单位神经募集增加,肩峰下撞击综合征症状改善。 产生这一结果的原因可能是肌内效贴能够对斜方肌下束提供某种支持, 这种支持会增加肌肉的活动性。 但结果中,前锯肌以及斜方肌其他肌束的肌电活动并没有显着变化。

  虽然有不少研究发现肌内效贴确实对肌肉表面肌电有影响,但其具体机制还基本是假设或推论。 对于肌内效贴对肌肉活性的影响,应该从生理学角度,以神经和肌肉的关系以及信号传导机制为依据来分析。 在分析肌肉外在表现的同时, 研究肌肉放电情况也很有必要。

  3.4 对人体稳定性的影响

  有学者评价了肌内效贴对人体稳定性外在表现的影响。 An等[34]研究肌内效贴的使用是否能够提高大学生 下 肢 功 能 动 作 筛 查 (functional movement screen,FMS)测试的得分。 他们测试了32名女大学生,其中16名运动员、16名非运动员。 她们被随机分成肌内效贴组和空白组, 在贴扎前后分别进行深蹲 (Deep squat)测试、跳栏架(Hurdle step)测试和直线弓箭步(In-linelunge)测试。 结果发现,肌内效贴组左右两侧下肢跳栏架测试成绩相对于空白组有显着提高。 跳栏架测试可以评定髋、膝、踝关节的稳定性和两侧功能的灵活性,说明肌内效贴能够在一定程度上改善运动员的下肢稳定性, 其认为肌内效贴能够有效改善下肢单次无负重运动的动作质量。 但该研究并未就具体原因进行分析。

  Cortesi等[35]研究了肌内效贴对患有多发性硬化(MS)的患者身体闭眼站立时稳定性的影响。 15名患有MS的受试者参加了实验, 实验对受试者两侧小腿后部进行肌内效贴扎,并维持2天。 在贴扎后即刻以及移除肌内效贴布的当天进行测试。 该研究假设肌内效贴的使用能够改善人体的本体感觉, 并且能增加肌丝上肌球蛋白和肌原蛋白的结合数量, 从而影响肌肉功能。 结果发现,贴扎后即刻,肌内效贴扎组闭眼站立时前后方向的摆动幅度显着减小, 提示踝部肌内效贴扎即刻对人体静态平衡产生积极影响。 Konishi等[17]也从肌电特征方面发现了肌内效贴能增加膝关节的稳定性。 但与此不同的是,Tsai[21]、Bicici等[23]并未发现肌内效贴对篮球运动员动态平衡测试成绩产生显着性影响。

  肌内效贴对人体稳定性的影响也许和本体感觉有关,但肌内效贴对人体稳定影响的机制尚不明确。 肌内效贴应用于不同人群、 不同肌肉时对本体感觉的影响需要进一步研究。

  4总结

  综上所述, 有不少研究发现肌内效贴确实能够改善肌肉功能,影响人体的运动表现,但也有很多结论相反的研究。 肌内效贴虽然已被较多运动员和患者广泛使用, 但其功效的生物力学原理仍需要更多的研究来阐述。 今后的研究中,应该更多地探讨肌内效贴对肌肉力量、 柔韧性和表面肌电等指标短期影响和长期影响的异同,并且应根据不同运动项目、动作形式、受伤人群或患者, 探讨哪种贴扎手法或者多久的持续时间对其肌肉功能的改善最有效。 此外,在竞技体育中,肌内效贴的使用是否会对运动员训练和实战中的表现产生影响仍需要更多的研究支持。 另外,对人体稳定性影响的研究相对较少,今后在这方面的研究中,要多与神经生理学方面的原理相结合来探讨。 最后,肌内效贴对人体的影响可能是一个综合因素作用的结果, 在更深入的研究中, 可以探讨各种因素之间的相互影响与外在运动表现的关系。

  5参考文献

  [1] Kase K , Hashimoto T, Tomoki O. Development of Kinesio-taping perfect manual. 1996, 6-10:117-118.

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  [3] 秦宏, 马丹, 罗峰, 等。 肌内效贴布治疗脑卒中后肩手综合征患者疼痛肿胀疗效观察 [J]. 中国运动医学杂志, 2014, 33(12): 1149-1152+1160.

  [4] 肖冰, 庞杰。 肌内效贴扎配合理疗治疗运动员髌骨软化症短期疗效观察 [J]. 中国运动医学杂志, 2014, 33(1): 64-66+85.

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