轰炸机飞行员颈肌强度及训练效果研究

轰炸机飞行员颈肌强度及训练效果研究
陈琼;朱超;陈晓健;孙玮;李交杰
【摘要】目的研究轰炸机飞行员颈部各肌群的强度并探讨颈肌训练的方法和效果.方法 24例轰炸机飞行员按年龄分为N1组(21～30岁)、N2组(31～40岁)和N3组(41～50岁),每组各8例.采用CME-1飞行员颈肌训练器对其进行为期3周共9次的颈部各肌群(前、后、左、右)的强度训练,第1、3、4、6、7和9次为等长训练模式,第2、5和8次为可变阻力和可变速度训练(CVR)模式,记录第1(T1组)和第9(T9组)次训练所有飞行员前、后、左、右各肌群的平均颈肌强度以及平均10 s 最大冲量.结果①训练前N3组向前、后、左、右各肌群平均颈肌强度和平均10 s 最大冲量值低于其他组(P＜0.05).②训练3周各年龄组各肌群的平均颈肌强度、平均10 s最大冲量的均值均无差异(P＞0.05).③第9次训练各肌群的平均颈肌强度和平均10 s最大冲量值的均值较第1次数值均有显著提高(P＜0.05);训练3周所有飞行员各肌群的平均颈肌强度均值的相对增长率分别为47.5%、37.3%、51.1%和47.3%,平均10 s最大冲量均值的相对增长率分别为56.5%、39.9%、59.9%和55.3%.结论①训练前40岁以上轰炸机飞行员各肌群颈肌强度较低;训练后各年龄组轰炸机飞行员各肌群颈肌强度无差异.②CME-1飞行员颈肌训练器能有效提高轰炸机飞行员的颈肌强度.
【期刊名称】《中国疗养医学》
【年(卷),期】2011(020)011
【总页数】3页(P963-965)
【关键词】轰炸机;飞行员;颈部损伤;颈肌强度;训练
【作者】陈琼;朱超;陈晓健;孙玮;李交杰
【作者单位】310007,空军杭州航空医学鉴定训练中心;310007,空军杭州航空医学鉴定训练中心;310007,空军杭州航空医学鉴定训练中心;310007,空军杭州航空医学鉴定训练中心;310007,空军杭州航空医学鉴定训练中心
【正文语种】中文
颈部损伤是我军飞行员的常见病和多发病，而导致其颈部损伤存在多方面因素。

目前，国内关于轰炸机飞行员颈部各肌群强度以及训练方法的研究较少。

本研究应用CME-1飞行员颈肌训练器测试并比较了不同年龄段轰炸机飞行员各方向肌群的强度，对训练效果进行了评价。

1 对象与方法
1.1 对象 24例男性轰炸机飞行员按年龄分为N1组(21～30岁)、N2组(31～40岁)和N3组(41～50岁)，每组各8例。

飞行时间400～4 000 h。

既往均无颈部疾病及颈椎X线异常。

1.2 方法采用空军航空医学研究所研制的CME-1飞行员颈肌训练器进行为期3周共9次颈肌训练。

每周训练3次，分别在周二、四、六。

每周四即第2、5和8次进行可变阻力和可变速度训练模式(CVR)训练，其余均为等长训练模式。

训练前进行5～10 min的颈部热身运动。

等长训练时前、后、左、右各肌群强度测试均在正中位，最大用力等长训练10 s/次，间隙休息10 s，共12次。

进行CVR模式训练时，前屈(30°)后伸(15°)和左右侧屈(均为30°)各16次，各方向训练间休息3 min。

第1次目标负荷设为300 N，其余每次以前一次相同训练模式的平均最大肌力为目标负荷。

统计等长模式训练中各肌群12次测量中平均最大肌力的均值±标准差(x±s)作为平均颈肌强度；等长模式训练中各肌群12次测量中平均10 s最
大冲量(颈肌强度×作用时间)的x±s作为平均颈肌的耐力。

①比较训练前和训练3
周各年龄段飞行员的前、后、左、右各肌群平均颈肌强度、平均10 s最大冲量的
均值。

②对比第1(T1组)和9(T9组)次训练时前、后、左、右肌群的平均颈肌强度、平均10 s最大冲量的均值并计算训练3周的相对增长率。

1.3 统计学处理采用SPSS 13.0统计软件包进行统计学分析，实验数据采用x±s
表示，不同年龄段间的比较采用单因素方差分析(ANOVA)，多组间两两比较采用SNK(Student-Newman-Keuls)检验；训练前和训练3周的比较采用两组独立样
本的t检验；P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 训练前不同年龄段轰炸机飞行员各肌群平均颈肌强度、平均10 s最大冲量均
值的比较 N3组各肌群平均颈肌强度、平均10 s最大冲量的均值与其他组相比差
异有统计学意义(P＜0.05，表1～2)。

2.2 训练3周不同年龄段轰炸机飞行员各肌群平均颈肌强度、平均10 s最大冲量
均值的比较训练3周后3组飞行员各项指标相比差异均无统计学意义(P＞0.05，
表3～4)。

2.3 第1和9次训练时各肌群平均颈肌强度、平均10 s最大冲量均值的比较 T9
组与T1组相比二者差异均有统计学意义(P＜0.05)；训练3周各肌群的平均颈肌
强度的均值的相对增长率分别为47.5％、37.3％、51.1％和47.3％，平均10 s最大冲量均值的相对增长率分别为56.5％、39.9％、59.9％和55.3％(表5～6)。

表1 训练前不同年龄段轰炸机飞行员平均颈肌强度(N)的均值(x±s)注：与N3组相比，*P＜0.05组别例数前屈后伸左侧屈右侧屈N1 8 94.6±17.8* 167.9±28.1* 112.0±13.5* 124.3±21.4* N2 8 92.4±13.8* 181.1±28.0* 112.1±37.0*
122.0±24.4* N3 8 73.0±6.2 138.1±29.7 87.2±9.3 99.8±14.1
表2 训练前不同年龄段轰炸机飞行员平均10 s最大冲量(N·s)的均值(x±s)注：与
N3组相比，*P＜0.05组别例数前屈后伸左侧屈右侧屈N1 8 596.1±84.5* 1 203.6±211.5* 768.1±149.4* 882.7±212.7* N2 8 591.8±104.1* 1
292.6±144.3* 762.1±212.9* 861.1±145.2* N3 8 470.4±79.2 990.5±238.5 602.2±54.6 697.2±90.0
表3 训练3周不同年龄段轰炸机飞行员平均颈肌强度(N)的均值(±s)组别例数前屈后伸左侧屈右侧屈N1 8 128.4±14.0 221.5±30.8 159.7±21.9 172.7±23.0 N2 8 133.3±17.6 229.1±31.2 156.2±37.0 170.4±29.5 N3 8 121.9±8.2 217.9±26.2 154.4±14.7 166.4±8.6
表4 训练3周不同年龄段轰炸机飞行员平均10 s最大冲量(N·s)的均值(x±s)组别例数前屈后伸左侧屈右侧屈N1 8 888.7±123.2 1 667.0±298.1 1
157.4±232.8 1 275.5±218.5 N2 8 881.7±102.2 1 610.5±185.9 1 146.4±218.5 1 287.3±199.3 N3 8 825.9±73.3 1 601.9±238.5 1 106.3±126.4 1
228.8±118.9
表5 各肌群平均颈肌强度(N)训练3周平均值对照注：与T1组相比，*P＜0.05前屈后伸左侧屈右侧屈T1组 86.7 162.3 103.8 115.3 T9组 127.9* 222.8* 156.8* 169.8*增长率(％) 47.5 37.3 51.1 47.3
表6 各肌群平均10 s最大冲量(N·s)训练3周平均值对照注：与T1组相比，*P＜0.05前屈后伸左侧屈右侧屈T1组 552.8 1 162.2 710.8 813.7 T9组 865.4* 1 626.4* 1 136.7* 1 263.9*增长率(％) 56.5 39.9 59.9 55.3
3 讨论
颈部损伤的潜在根源在于颈部解剖学结构特征和生理功能：斜方肌、头夹肌和肩胛提肌是长筋膜结构，颈椎体较小、活动范围大以及活动频率高，棘间韧带和项韧带频繁受力。

颈部损伤的初期出现颈部疲劳、不适和颈痛，从而对颈肌的肌力产生影响。

颈肌是维持颈椎稳定的关键结构，颈肌肌力的下降说明维持颈椎稳定的功能下
降，即承担载荷的能力下降。

当作用于头部的负荷超过颈部正常耐限，就可能激发颈部疼痛、肌肉痉挛乃至肌肉功能失调。

军事飞行员所处的航空动力学环境容易导致飞行员颈部损伤[1]，飞行训练时，头颈部姿势和高危运动[2]，飞行加速度[3]以及头盔及附加装置[4]等对飞行员的颈部均有影响，这些均使其处于易于损伤的不利环境，并加重了颈部的急慢性损伤和颈椎退行性变。

目前，解决飞行员颈部损伤问题的手段包括减轻头盔等装备的重量、人机工效学指标的进一步优化以及限制头部与躯干不利的相对运动、加强颈部力量训练[5]。

而后者也成为目前飞行员行之有效的预防和保护颈部损伤的措施。

通过地面颈肌强度训练能最大限度地减少飞行员颈部损伤，对提高头颈部的快速反应能力、掌握好飞行中头部的控制技术，具有重要的作用和军事意义。

外军非常重视飞行员颈部肌肉的强度训练，西点军校[6]运用颈部训练器对飞行员颈部进行了为期6周、每周2次的全范围阻抗训练，使得颈部相对强度增加56％。

军内关于颈肌训练的研究开展较少，余红英[7]应用NMT-Ⅰ颈肌训练器对63例肩颈痛飞行员进行30 d、每次30 min的等张训练，有效率达到85.7％。

但是这种等张模式训练存在安全性问题，另外其由砝码提供负荷，也难以调整到精确的合适负荷。

既往，学者们常常把研究重点放在战斗机飞行员，尤其是高性能战斗机飞行员上面[8]。

他们认为这类飞行员颈部长期、反复经受高载荷和高载荷增长率的作用，更易造成其颈部的急慢性损伤，因而较少关注甚至忽视轰炸机等机种飞行员。

然而，2010年柳松杨等[9]对我军1 924名飞行员颈部损伤情况的调查却显示轰炸机飞行员发生颈部不适和颈部疼痛的比例高居各机种之首，分别高达74.4％和28.6％，其颈部问题已经妨碍飞行工作效率，影响飞行安全。

因此，本研究将重点放在轰炸机飞行员上，运用CME-1型飞行员颈肌训练器对24例不同年龄段轰炸机飞行员进行了为期3周共9次，等长模式与CVR模式相结合的主动训练。

该训练器将等长模式、CVR模式肌力训练的原理和生物反馈技术应用于测试和主动训练飞行员
的颈肌强度和耐力，而CVR模式训练使得训练者即便在能源枯竭和乳酸生成引起
肌疲劳，致使其所能发挥的肌力及运动速度降低的情况下，也能相应地自动调节训练负荷和训练速度。

本实验记录并对比了训练前后不同年龄段轰炸机飞行员颈部各肌群的颈肌强度和耐力。

结果显示，训练前，40岁以上飞行员颈部各肌群的颈肌
强度和耐力均较低，其余两个年龄段飞行员颈部各肌群的颈肌强度和耐力无差异。

训练3周后，所有飞行员颈肌强度和耐力均有显著提高，提高幅度在37.3％至59.9％；其中，40岁以上飞行员颈部各肌群的颈肌强度和耐力提高最多，训练后
各年龄段飞行员各方向指标均无差异。

由于自身对于颈部损伤的影响以及颈肌锻炼的重要性未能引起重视，我们不难理解随着年龄和飞行时间的增长，尤其是40岁以上飞行员颈肌强度和耐力有降低趋势，这也与之前相关研究提示40岁以上飞行员颈部损伤发病率较高相一致；同时我们也发现经过3周系统的颈肌训练，飞行
员尤其40岁以上组提高显著，这也提示我们保持颈部生理健康和体育锻炼，尤其是加强针对性的颈部强度训练的重要性。

其总影响飞行员颈部各肌群的颈肌强度和耐力的可能与其飞行日飞行时间较长，连续飞行任务多，飞行航程长，同时针对性地面锻炼缺乏有关。

相关影响因素包括飞行日留空时间、头盔及附加装置甚至体育锻炼中的损伤。

另外由于飞行机种的问题，运输机飞行员自身对于颈部损伤的影响以及颈肌锻炼的重要性未能引起重视。

因此提示我们在日常生活、健康鉴定和疗养中对其加强颈部健康宣教，采取相应的措施完善地面颈肌训练机制。

由于疗养时间的局限，本研究共进行了3周的地面颈肌训练。

由于飞行员军事、
体能训练任务繁重以及飞行时间不固定，所以，较长周期的地面颈肌训练如何在飞行部队按时按量、有效的实施以及达到理想的颈肌强度和耐力目标后，如何维持也有待研究。

参考文献：
[1]Seng KY，Lam PM，Lee VS.Acceleration effects on neck muscle strength：
pilots vs.non-pilots[J].Aviat Space Environ Med，2003，74(2)：164-168．[2]Sovelius R，Oksa J，Rintala H，et al.Neck muscle strain when wearing Helmet and NVG during acceleration on a trampoline[J].Aviat Space Environ Med， 2008，79(2)：112-116.
[3]Coakwell MR，Bloswick DS，Moser R Jr.High-risk head and neck movements at high G and interventions to reduce associated neck
injury[J].Aviat Space Environ Med，2004，75 (1)：68-80.
[4]Sovelius R，Oksa J，Rintala H，et al.Neck muscle strain when wearing Helmet and NVG during acceleration on a trampoline[J].Aviat Space Environ Med， 2008，79(2)：112-116．
[5]Netto KJ，Burnett AF.Neck muscle activation and head postures in common high performance aerial combat maneuvers [J].Aviat Space Environ Med，2006，77(10)：1049-1055．
[6]Schall DG.Non-ejection cervical spine injuries due to +Gz in high performance aircraft[J].Aviat Space Environ Med，1989，60(5)：445-456.
[7]余红英.颈肌锻炼治疗飞行员颈肩痛63例[J].人民军医，2007，50(7)：398.
[8]De Loose V，Van den Oord M，Burnotte F，et al.Individual，work-，and flight-related issues in F-16 pilots reporting neck pain[J].Aviat Space Environ Med，2008，79(8)：779-783.
[9]柳松杨，丛红，王鹤，等.军机飞行员的颈部损伤研究[J].医用生物力学，2010，25(4)：262-265.。