AnyBody　適用例

概要

单侧腹斜肌张力下降的现象，在运动实践中十分常见。此外也有研究指出，腹斜肌的左右发育量差异，可能成为引发腰痛的危险因素。但关于单侧腹斜肌张力下降时，腰部所受力学负荷会发生何种变化，目前尚未开展充分的研究。借助 AnyBody 人体建模分析系统，可设置特定肌肉的发力张力受限条件并完成相关力学解析。本研究以运动员训练中广泛采用的深蹲动作为研究对象，对比分析单侧腹斜肌张力下降、与双侧腹斜肌均衡发力两种情况，探讨被认为与腰部损伤相关的腰椎关节压缩力会产生何种变化，现将本研究案例作如下介绍。

肌肉发力张力的限制

AnyBody 建模分析系统中设有AnyMuscleActivityBound类，通过调用该类，可对特定肌肉的肌肉激活度（肌肉实际发力张力 / 肌肉最大可发挥张力）设置上限值。在 AnyBody 系统中，单块肌肉有时会通过多条肌纤维来模拟呈现，因此不仅可对整块肌肉，也能在肌纤维层面完成发力张力的限制设置。

方法

本研究中，深蹲动作采用大腿与地面平行的标准深蹲模式，动作全程总计 3 秒，其中下蹲阶段耗时 1.5 秒、起身阶段耗时 1.5 秒。为排除动作条件本身造成的左右侧力学差异影响，本研究将深蹲动作设定为左右对称模式。本研究将
未对单侧腹斜肌张力施加任何限制的工况设为条件①，
将右侧腹内斜肌与腹外斜肌的激活度上限设定为 2% 的工况设为条件②；
条件①与条件②的深蹲动作条件保持完全一致。此外，考虑到深蹲时的力学负荷会随外部负重发生变化，本研究另设置了0kg、40kg、80kg 三种外部负重工况，开展对比分析。

本研究将 L5–S1 节段的腰椎椎间关节压缩力作为评估腰部力学负荷的指标，同时将左侧腹斜肌激活度、竖脊肌激活度及腰方肌激活度，列为与压缩力相关的分析因子。已有研究表明，L5–S1 是腰椎间盘突出的高发节段，因此将其选为本次解析的研究对象。此外，腹斜肌是参与躯干侧屈与回旋运动的核心肌肉，考虑到腹斜肌功能下降时，竖脊肌与腰方肌可能会对该功能进行代偿，故也将这两组肌肉纳入了解析范围。

结果

本次分析对象的肌肉均由多条肌纤维构成，且各肌纤维的活动变化趋势保持一致，因此从每块肌肉中选取一条肌纤维的检测数据用于图表呈现。在限制右侧腹斜肌激活度的条件②下，已验证右侧腹外斜肌的激活度如设定要求般呈现降低趋势。

在限制右侧腹斜肌激活度的条件②下，L5-S1 节段的椎间关节压缩力，相较条件①呈现出升高的趋势。
同时观察到，随着深蹲外部负重的增加，条件①与条件②下的压缩力差值，也呈现出逐渐扩大的趋势。

在限制右侧腹斜肌激活度的条件②下，左侧腹外斜肌的激活度呈降低趋势。

在限制右侧腹斜肌激活度的条件②下，竖脊肌的激活度呈现出升高的趋势。同时也观察到，随着深蹲外部负重的增加，条件①与条件②下竖脊肌的激活度差值，亦呈现出逐步扩大的趋势。

腰方肌与竖脊肌表现出相同的规律：在限制右侧腹斜肌激活度的条件②下，其激活度同样呈现出升高的趋势。同时观察到，随着深蹲外部负重的增加，条件①与条件②下腰方肌的激活度差值，也呈现出逐渐扩大的趋势。

总结

在限制右侧腹斜肌激活度的条件②下，作为对侧的左侧腹斜肌，其激活度同样出现了降低的结果。腹斜肌是参与躯干侧屈与回旋运动的肌肉，因此当右侧腹斜肌张力下降时，若左侧腹斜肌相对发力，会使躯干产生侧屈与回旋力矩。而为抵消该力矩，右侧竖脊肌与腰方肌就需要额外发力。由此推测，机体通过降低左侧腹斜肌的激活度，实现了对躯干侧屈、回旋力矩的抑制。

另一方面，条件②下竖脊肌与腰方肌的激活度均出现升高。竖脊肌与腰方肌均具备躯干侧屈的作用，双侧腹斜肌张力的下降，导致躯干在侧屈与回旋运动中的稳定性降低，推测竖脊肌与腰方肌的激活度出现代偿性升高，以此弥补躯干稳定性的不足。此外，与腹斜肌相比，竖脊肌和腰方肌与脊柱的距离更近，这类肌肉若要产生维持躯干稳定所需的力矩，需要付出比腹斜肌更大的张力。这也是竖脊肌与腰方肌激活度升高的重要原因。
当竖脊肌与腰方肌的发力张力增大时，作用于腰椎节段间的挤压力会随之上升。这一结果提示，L5-S1 节段间的压缩力增大极有可能由此产生。