功能性动作筛查(FMS)概述及国内研究概况

2022-02-19 13:27
体育科技文献通报 2022年2期
关键词:功能性筛查运动员

张 燮

1 引言

运动损伤是一直困扰运动员和教练员的重要问题,其主要诱因在于身体的柔韧性差、运动模式错误和核心稳定性弱等核心因素。星型平衡测试(Star Balance Test)、Y型平衡测试(Y-Balance Test)和功能性动作筛查测试(Functional Movement Screen)常被用于预防运动损伤,其中功能性动作筛查以成本较低、操作方便、效果明显等特点使用频率最高。通过功能性筛查可以揭示受试者在日常活动或训练中是否存在运动模式不对称、身体控制力弱以及关节受限等问题,然后进行专项的矫正调整,从而解决对应问题。本研究从功能性动作筛查起源、发展、动作评分和国内应用等方面进行综述,让更多的学者、读者了解FMS在我国的研究进程和应用范围,也为教练员在训练过程中运用功能性动作筛查提供理论依据。

2 功能性动作筛查的起源与发展

功能性动作筛查作是基于物理康复时代背景下的一种预防运动损伤方法,物理康复这一概念起源于第二次世界大战美国军队对受伤士兵的治疗。其研究重点先后经历了1950年至1960年的骨骼肌肉阶段,二战后,伤员数量的激增促使物理康复着重于治疗恢复伤员的骨骼肌肉;1960年至1980年的中枢神经阶段,这段时间由于脊髓灰质炎和脑部瘫痪病例的增加,中枢神经逐渐成为当时康复研究的重中之重;1980年至1990年的关节阶段,由于治疗恢复关节活动度技术的出现,物理康复转而开始关注关节软组织;1990年以后的动作阶段,此时运动损伤成为新的研究热点,物理康复不再将人体进行划分,而是以人体日常行为和训练动作为切入点进行整体研究。

功能性动作筛查(Function Movement Screen)简称为FMS,是20世纪末由美国著名的物理治疗师Gray Cook和体能训练专家Lee Burton提出的一种测试,主要应用在物理康复领域和体能训练阶段,是一种可以快速筛查人体错误运动模式的测量方法,随后由Athletic Performance研究所吸收扩展成为一套完整的功能运动训练体系,在整个功能运动系统(Functional Movement Systems)中,功能性动作筛查是介于基础体能筛(Fundamental Capacity Screen)和选择性功能动作评估(Selective Functional Movement Assessment)之间的测评工具(见图一),是功能运动系统中承上启下的重要一环。FMS设计之初是针对美国弗吉尼亚州的高中生和大学生,但在使用过程中发现对预防损伤、体态纠正和伤后恢复有明显效果,很快引起美国军队和专业运动队的注意,随后广泛应用于竞技体育、部队训练、大众健身等领域,尤其是在体育领域,NBA球员、UFC格斗手、CrossFit选手都在使用FMS和功能动作训练。在国内,功能性动作筛查已在乒乓球[34]、橄榄球[35]、排球[36]、空手道[31]等竞技项目上有一定程度的应用,其结果也能表明FMS可以有效预防运动损伤,间接影响运动员的运动表现。

图一 功能性动作筛查在功能运动系统中的位置示意图Figure1 the location of functional motion screening in functional motor system

3 功能性动作筛查概述

功能性动作筛查的原理以新生儿时期开始学习掌握动作的行为为基础,再结合运动医学、解剖学、力学等专业理论最终成型。新生儿最早会出现直腿抬高和交替蹬腿的动作,同时伴随手臂的挥动,之后学会了翻身转体及支撑爬行,随着发育成长,人体的肌肉和关节的稳定性逐渐增强,可以完成下蹲、跨步等一系列动作。在这一阶段,通过专业训练甚至可以完成各种高难度动作。但由于衰老,人体各项机能最终都会面临退化。整个过程中都会由于某个功能性动作不足或缺陷导致运动损伤,此时,FMS功能凸显,通过测试可以发现不同年龄段身体在灵活、稳定、平衡等方面的缺陷,随后通过专项训练进行纠正,从而降低运动中受伤的概率。这种模式化筛查不仅适用于运动员,同样适用于普通大众,具有很强的适用性。

功能性动作筛查与传统的体能测试不同,被认为是最接近日常生活方式的评价方法,利用人类在生长发育和身体活动过程中的翻身、爬、跪、坐、站、走、跑、跳等动作模式,筛选出深蹲测试(Deep Squat)、栏跨测试(Hurdle Step)、直线分腿蹲测试(In-line Lunge)、肩关节活动度测试(Shoulder mobility)、主动直腿抬高测试(Active Straight Leg Raise)、躯干稳定俯卧撑测试(Trunk Stability Push-up)、旋转稳定测试(Rotational Stability)七个子测试。FMS每个子项目评分标准都为3分、2分、1分、0分,满分为21分,当低于14分时,那么受伤的概率会大幅增加,此时建议受试者应接受医学检查[6]。功能性动作筛查工具为FMS套件(见图二),其中包含3根测量棒,一长两短,1条测量皮筋,1个测量板。

图二 功能性动作筛查套件Figure 2 functional action screening kit

3.1 功能性动作筛查动作要求及评分标准

FMS的7个测试动作中(图三),躯干稳定俯卧撑测试和深蹲测试属于对称测试,其他5个测试属于非对称测试,需要左右两侧分别测试。一般将深蹲、跨栏和直线弓箭步三个测试定义为功能性测试,肩关节活动测试、躯干稳定俯卧撑测试和旋转稳定测试还各有一个排查测试。当FMS结果分值越低,存在运动损伤的风险就越高。功能性动作筛查得分标准:能完成动作,并且FMS测试标准得3分;能完成动作,但是有明显代偿,按照FMS测试标准存在缺陷得2分;不能完成动作得1分,出现疼痛得0分。下面对这7个动作的测试目的、准备动作、测试动作进行介绍。

图三 功能性动作筛查7个测试动作示意图Figure 3 Schematic diagram of seven test actions of functional action screening

1)深蹲

测试目的:深蹲作为下肢动作的基石,需要髋膝踝三关节的灵活性和躯干稳定性之间的配合,同时可以测量肩关节的稳定性。

准备动作:受试者标准站立,双手抓住测量棒放在头顶,保持肩关节和肘关节90度,向正上方推起木杆,保持躯干直立。

测试动作:足跟和测量棒在保持原先的位置的同时尽量向下蹲,下蹲到底部即完成一次,回到原先位置,重复三次并对最好的一次进行打分。

图四 FMS测试中深蹲动作不同得分示意图Figure 4 Schematic diagram of different scores of squat in FMStest

2)跨栏

测试目的:跨栏动作涉及单腿支撑能力和下肢加速能力,通过测试可以反映出跨步模式中肌力不平衡,也可以检测单脚的控制能力和稳定能力。

准备动作:测试前在胫骨结节的高度放置两个短测量杆,同时在测量杆间拉一根皮筋。然后,双腿标准站姿,脚趾抵住测试板,双手抓住测量棒并置于头顶,保持手肘和肩关节90度屈曲,保持手臂位置的情况下,将测量棒下放到颈部的高度,保持躯干直立。

测试动作:将一侧下肢跨过横杆,尽量保持足跨过方向和小腿一致,同时保持支撑腿髋膝踝关节的稳定,足跟触碰到地面时回到起始位置,每侧进行三次,对表现最好的一次打分。

图五 FMS测试中跨栏动作不同得分示意图Figure 5 Schematic diagram of different scores of hurdle action in FMStest

3)直线弓箭步

测试目的:该测试涉及下肢减速和稳定变向两个能力,可以测试出身体在旋转、减速和侧向运动下的控制力。

准备动作:首先用测量棒测出地面到胫骨结节的高度,站立于测量板中心,右足足尖位于0刻度起始位置,左足落在右足前方相距胫骨结节高度的位置处,两侧足跟朝前同时保持整个脚掌落在测试板上,测量棒沿着脊柱放在身后,保持与头、背、臀接触,双手握住测量棒,保持躯干直立。

测试动作:下蹲到弓箭步的位置,右膝接触测量板中心,然后回到开始位置,每侧进行三次测试,对表现最好的一次打分。

图六 FMS测试中直线弓箭步动作不同得分示意图Figure 6 different scores of straight lunge in FMStest

4)肩关节活动度

测试目的:评价两侧肩关节在做屈曲、伸展、内旋、外旋、外展和内收动作时灵活度,以及肩关节做复合运动时,肩胛胸壁关节、胸椎和肋骨之间运动的节律性。

准备动作:首先测量手掌的长度,双脚标准站姿,手指包裹住大拇指握拳放置在身体两侧。

测试动作:右手过头顶并在背后尽量向下伸,左手则在下方尽量触碰右手,避免在完成动作后还尝试减小距离,每次进行三次,对表现最好的一次打分。肩关节排查测试(双足并拢站立,双手自然下垂置于身体两侧,然后让右手手掌置于另一侧肩上,尽力向上抬起右手手肘)时出现疼痛则为0分。

图七 FMS测试中肩关节活动度动作不同得分示意图Figure 7 Schematic diagram of different scores of shoulder range of motion in FMStest

5)主动直腿抬高

测试目的:测试髋关节做屈曲动作时的灵活度以及核心肌群持续稳定的能力,并且还可以测量对侧髋关节的伸展性。

准备动作:首先需要被试者平躺在地面上,膝关节下放置测量板,双腿并拢,掌心朝上放置在身体两侧,保持被测试下肢伸直。

测试动作:在确保对侧下肢膝关节与测量板接触的情况下,尽力抬起一侧下肢,两侧各进行三次,对最好的一次进行打分。

图八 FMS测试中主动直腿抬高动作不同得分示意图Figure 8 different scores of active straight leg raising in FMStest

6)躯干稳定俯卧撑

测试目的:在肩带、脊柱、髋关节稳定的情况下,测试上肢运动能力。

准备动作:首先需要被试者俯卧,双手过头伸展保持相距肩宽,手掌朝下且朝前,男生保持手与头部水平,女生与下巴水平,双足并拢,脚趾拉向胫骨方向,保持伸膝,肘关节稍稍离开地面。

测试动作:在躯干稳定的情况下,将身体从俯卧位推起撑到直臂支撑的姿势,重复三次,对最好的一次进行打分。脊柱伸展排查测试(腹部触地趴下,双手手掌在肩下方与地面接触,下肢保持固定,推起上肢直到手肘伸直)出现疼痛则为0分。

图九 FMS测试中躯干稳定俯卧撑动作不同得分示意图Figure 9 schematic diagram of different scores of trunk stable push up in FMStest

7)旋转稳定

测试目的:对骨盆、核心和肩带的多平面稳定性进行测试,反映了身体在横断面上的反射稳定性和体重转移的能力,同时还可以验证身体在功能性模式下灵活和稳定的协调能力。

准备动作:将手和膝放置在测量板两侧,手掌位于肩下方,膝位于髋下方,手指和脚趾接触测量板边缘,脚趾保持被拉向胫骨,同时将右手和右腿分别远处延伸,将肢体拉成一条直线。

测试动作:在膝肘悬空的情况下,用右手肘屈碰右膝盖,随后放松伸展上肢和下肢,回到初始位置,两侧进行三次,对最好的一次进行打分。如上述动作难度太大,则同时伸展右侧上肢和左侧下肢,在膝肘悬空情况下,用右手肘触碰左膝盖,重新伸展上下肢然后回到起始位置,两侧进行三次,对最好的一次打分。脊柱屈曲排查测试(髋关节卷曲放置在足跟上,胸下放至膝关节上,双手尽量向前伸)出现疼痛则为0分。

3.2 功能性动作筛查改版

功能性动作筛查属于物理康复领域中实践探索的产物,需要在实践中对理论以及方法不断地更新迭代。经过物理治疗师和体能训练师多年的应用中发现旋转稳定性测试中的评分标准3分要求太难,1分动作太容易,导致2分范围太宽,无法精确做出评价。改版后的旋转稳定测试动作:抬起同侧手臂和腿,不触地的同时,手向后触碰到脚踝,然后再伸展同侧手脚,回到起始姿势(图十一)。

图十 FMS测试中旋转稳定动作不同得分示意图Figure10 schematic diagram of different scores of rotation stability action in FMStest

图十一 FMS测试中新版旋转稳定动作不同得分示意图Figure 11 schematic diagram of different scores of rotation stability action in FMStest

4 国内功能性动作筛查发展应用概况

功能性动作筛查的概念起源于20世纪末,由国外学者COOK G在《Athletic Body Balance》一书中正式提出,进入21世纪之后FMS被普遍应用于体能训练范畴和体育竞技范畴。2000年悉尼奥运会之后,我国学者意识到体能训练能可以极大地提高运动员竞技表现,逐渐将目光聚焦于国外先进的运动训练理论和方法。国内最早提及FMS的书籍是2006年由刘爱杰翻译的《高水平竞技体能训练》一书,这标志着FMS在我国理论探索的开始。2010年编译出版《动作:功能动作训练体系》一书中更加全面详细的介绍功了FMS,2011年国内学术杂志上就已经出现与功能性训练和FMS相关研究,《山东体育学院学报》则在2013年首次刊登以FMS为研究主题的文章,为国内功能性动作筛查研究拉开序幕。

功能性动作筛查在我国经过10年左右的理论实践探索,其预防运动损伤的成果得到学术界和体育界广泛认可。学者王银晖基于测试内容、目的、对象、适应力等方面对比功能性动作筛查和传统体能测试,给予FMS充分的肯定。李赞也从背景和起源对功能性动作筛查进行了全面阐述。通过文献梳理,笔者按从事职业将受试者划分为运动员、公职人员和学生3大类。其中运动员包括国家队、省队的专业运动员以及大学生运动员、俱乐部运动爱好者等非专业运动员;公职人员主要包括警察、士兵、消防员等;生指在校学习且非运动员的大、中、小学生。不同的职业的被测者虽然运动能力不同,但对身体结构的要求大体一致,其中核心的稳定性、关节的灵活性和肢体的平衡性对竞技能力都有着极大的影响力。身体结构不对称和肌肉发展不平衡都可以通过功能性动作筛查得到验证,对得分较低的项目进行专项训练,可以提高运动表现能力,从而促进身体的全面发展。

4.1 功能性动作筛查在运动员方面的应用

在我国,运动员属于运动损伤高风险人群。专业运动员由于在训练过程中强度较大、负荷较多,经常会发生受伤事件。非专业运动员虽然训练强度不如专业运动员,但由于训练知识的局限性和后勤保障的缺乏使得他们也属于易受伤人群。国外运动员FMS得分普遍较高,主要得益于体能训练师对运动技能的关注以及物理康复师对运动损伤的重视。由于运动损伤对专业运动员的职业生涯有着决定性影响,所以国内有关FMS的研究主要用来筛查运动损伤,研究表明健康组FMS得分高于损伤风险临界值,且两组得分差异较大[11,26],可以证明FMS是一种筛查伤病的有效工具。而且运动员处在备赛期的FMS得分和处在竞赛期FMS得分差距一般比较大。不过FMS得分与运动能力是否相关也存在争议,张英波通过测试发现运动员FMS得分越高,运动水平也对应越高。但也有部分学者有不同意见,丁明露通过对中国国家空手道队FMS测试发现测试结果与运动成绩无直接联系。另一方面利用FMS调整训练内容,随着国内外研究对FMS的不断深入,发现所有测试者都参照统一的标准进行评估并不科学,运动员FMS得分低于14分的临界值比例远高于其他群体[29-32],这是由于运动员由于长期专项训练、单侧训练、负荷过大导致运动模式存在缺陷,从而出现低分较多的现象。徐建武认为专业运动员的FMS损伤风险临界值设定应高于14分,乒乓球运动员的FMS临界数值建议为12分,对抗强度较高的橄榄球运动员FMS临界数值可能为15分更为合适。在研究过程中发现两种相悖结论,一种是竞技能力和FMS得分成正相关关系;另一种是呈负相关关系。出现这样的现象是由于专业运动员竞技能力越高,训练强度就越大,受伤几率也对应提升,FMS低分概率就越大;但在身体健康情况下,竞技能力的高低决定着身体机能的高低。所以,FMS与运动能力之间的具体关系还有待进一步研究。

4.2 功能性筛查在公职人员方面的应用

公职人员因为工作性质的与众不同,或多或少都带有伤病,导致动作模式一般都存在问题,其FMS测试结果有如下共性:首先,公职人员的FMS得分存在高分不高,低分较低的现象,究其原因,可能是工种的特殊性导致的。其次,从业时间越久的公职人员,其FMS低分概率就越高。其可能原因在于随着年龄的增长及工作强度的变化,身体的骨密度开始下降,身体恢复能力开始减弱,肌肉耐力、心肺能力、控制力、敏捷速度等身体机能处于下滑阶段。焦广发指出受到年龄、BMI、受伤史等因素影响,FMS得分存在较大差异。最后,FMS的评分受到测试人员主观影响,信效度的说服力存在争议。有学者基于统计学计量法得出,FMS初学者和专业人员的评分基本一致,但在旋转稳定的测试评分上存在不一致。另外,在梳理公职人员有关的FMS研究中还存在其他问题,一方面FMS子项目得分上存在职业、年龄、性别相同,但是所处环境不同,其得分也不同。另一方面,由于职业的特殊性导致公职人员受伤比例高于一般人群,尚未有学者将过往受伤史纳入FMS得分的考虑范畴。

4.3 功能性筛查在学生方面的应用

我国功能性动作筛查在学生群体中的研究一般与身体素质密切相关。虽然FMS中个别测试动作与身体素质没有直接相关性,但总体上看,FMS得分与我国学生身体素质测试有显著相关联系。其原因在于FMS的所有子测试项目均是以日常活动和基础动作为基石,与绝大部分测试动作和身体素质测试侧重点不同。在小学阶段,由于女生发育较早,男女生得分一般呈现“女高男低”的现象,初中阶段男生进入生长发育阶段,FMS结果有所转变。学者李洁明通过对大学生体质的研究认为功能性动作筛查可以纳入大学生体质健康测试中。多位学者在研究中指出在学生阶段身体质量指数(BMI)是影响FMS得分的重要因素,而过度肥胖不仅仅会降低FMS得分更会大幅度影响身体素质,这类非正常生理发育对FMS测量结果的影响值得广大学者重深入研究。

5 小结

基础动作是人们日常身体生活中的根本,无论专项技术多么复杂,都是基于此演变。正确认识掌握这些基础动作对人们尤其重要,功能性动作筛查作为目前先进、科学、简易、高效的筛查方法,对运动员和普通人都能起到很好的运动损伤预防作用,最大程度上避免受伤。从二十世纪末发明到现在功能性动作筛查得到世界各地体能训练师和运动康复师的认可。FMS的出现提高了物理康复师和体能训练者对平衡性、灵活性和稳定性认识,但在竞技能力发展体系里,还有力量、敏捷、反应、爆发力等其他身体素质需求,因此FMS不能替代其他运动能力筛查。

我国功能性动作筛查基于近十年的发展,目前正处快速发展阶段,普及水平逐渐提升,实践应用也从专业竞技体育领域扩展到大众健身健康领域,但对所有受试者使用统一的评价标准还有待商榷,建议后期有关FMS的研究,以不同职业或不同运动能力的人群为切入点,建立多层次的评分标准,从而更有利于功能性动作筛查在我国的发展和传播。

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