2. 400038 重庆，陆军军医大学(第三军医大学)第一附属医院运动医学中心
2. Sports Medical Center, First Affiliated Hospital, Army Medical University (Third Military Medical University), Chongqing, 400038, China
体能训练是确保军人保持最佳的身体状态和技能的重要基础，关系着战争的成败。传统观念认为无论是健康人群亦或是竞技体育人群，抗阻训练均是最有效也是最广泛使用的增肌方法，军校学员也不例外，无论是中长跑的耐力训练还是力量训练，均基于传统的抗阻训练。然而，美国运动医学学会(American College of Sports Medicine，ACSM)认为只有在高负荷[≥70% 1RM(一次重复最大力量)]训练的情况下才可以有效提升肌肉力量和厚度[1]。而长期高强度的力量训练会显著增加伤病风险，尤其是康复人群或老年人，更是难以完成高强度的力量训练[2]。因此寻求一种以低负荷训练来达到与传统高负荷抗阻训练相同效果的训练方式十分必要。
血流限制(blood flow restriction, BFR)训练又称加压训练(KAATSU Training)，是通过特殊装置对上肢或下肢近端进行加压，起到阻断静脉血流和部分动脉血流的效果，在此基础之上进行运动训练的方法[1]。目前最常用的BFR是应用气动加压带对肢体近端进行加压，根据动脉闭塞压(arterial occlusion pressure, AOP)来确定压力，达到阻断远端肢体静脉回流，但保留一定程度的动脉血流，造成局部血液集聚和缺氧[2]。众多研究证实[3-5]，低负荷(low-intensity)结合BFR(LI-BFR)能够产生与高负荷相同的训练效果，并在竞技体育、医疗康复、运动训练等领域得到了一定的关注[6-7]。然而，这种采用气动加压来实现的传统性血流限制训练(traditional blood flow restriction, tBFR)需要连接加压装置设备，多局限于比较专业的体能训练、康复机构实验室[8-9]，大大限制了BFR的使用范围，尤其是对于需要在移动条件下进行训练的军校学员而言，如何才能更加贴近实际训练，更加便捷的应用于日常训练，实用性的BFR十分必要。
LOENNEKE等[10]在2009年首次对使用更为简洁方便的弹力带对下肢进行加压，因这种方法能够广泛应用于普通大众，将其命名为“Practical blood flow restriction, pBFR”。此后，国外有学者通过探究不同pBFR固定方式及加压方法，发现pBFR也能够起到与tBFR相同或相似的训练效果[11-13]。国内也有学者应用筋膜加压带或软组织加压带对运动损伤患者进行康复训练，起到了不错的效果[14-16]。然而，关于pBFR的具体效果究竟如何，与tBFR相比能否有效促进肌肉的激活，两者对肌肉厚度、臂围及受试者运动过程中的疲劳感受有何不同，pBFR能否真正取代tBFR，受益于军校学员乃至普通大众，仍需要进一步的探讨。
1 资料与方法 1.1 研究对象本实验于2022年12月进行，选择陆军军医大学10名健康大学生为研究对象，年龄18~28(23.4±3.1)岁，身高(173.3±5.7) cm，体质量(68.1±9.3) kg，体质量指数(body mass index, BMI)(22.6±2.0) kg/m2。所有受试者为自愿参加，6个月内无骨折、外伤等疾病发生，不吸烟，无高血压、糖尿病等内科疾病。充分告知本研究的特点和注意事项，均签署知情同意书。本研究已通过陆军军医大学第一附属医院伦理委员会的审批(KY2022128)。
1.2 研究工具自动气压加压仪(BHA-1型，威海市博华医疗设备有限公司)、表面肌电测试仪和表面电极片(Noraxon, Scoffsdole, AZ85260 USA)、全数字彩色多普勒超声诊断仪(DW-PF540，大为医疗有限公司，江苏)、电脑及数据处理软件(Noraxon MR3 3.18.44, USA)、哑铃、气动加压带(长约50 cm，宽5 cm)、上肢弹性加压带(长约60 cm，宽5 cm，材质涤棉、乳胶丝)等。
1.3 方法采用随机交叉对照试验的方法，10名受试者在正式训练前完成基线测量和统计，包括年龄、身高、体质量、BMI、AOP、1RM等。样本量计算方法：以研究对象的主观疲劳评分作为观测的结局指标，根据车同同[17]的研究结果，干预组=5.24±0.69，对照组=4.26±0.69。设双侧检验标准α=0.05，检验效能1-β=0.80，本研究为交叉对照试验，确定两组样本量比值为1 ∶1，根据样本量计算公式，利用PASS软件计算得出每组n=9，考虑10%的失访率，则每组至少纳入10人。
在完成基线测量之后，每隔1周进行一次正式训练，采用随机数字表法对每位受试者安排每次训练时的加压方式。包括tBFR和pBFR，其中tBFR采用50%AOP加压[18]，设置25%1RM低负荷(LI)、25%1RM的低负荷联合tBFR(LI-tBFR)、70%1RM的高负荷联合tBFR(HI-tBFR)；pBFR根据弹力带长度约束30%进行加压[13]，同样设置25%1RM低负荷(LI)、25%1RM的低负荷联合pBFR(LI-pBFR)、70%1RM的高负荷联合pBFR(HI-pBFR)。即每位受试者均进行5次训练，每次训练时的训练方法采用随机数字表法进行随机设置。所有受试者采用优势侧进行，低负荷训练时全程进行4组，第一组30次，后面三组均为15次，组间休息1 min；高负荷训练时，全程进行4组，第一组5次，后面三组均为3次，组间休息1 min(图 1)。
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| 图 1 实验路线图 |
训练动作(上臂哑铃交替弯举)：均为坐姿，优势手持哑铃，肘关节靠于膝关节上方，并固定于此位置，起始时肘关节伸直，以肘关节为支点，抓取哑铃向上弯举，举至最高点收紧肱二头肌，稍停，然后还原，全程上半身保持固定不动，重复上述动作。
1.4 测量方法 1.4.1 动脉闭塞压(AOP)AOP测量方法[19]：受试者测量时先休息10 min，在上臂近端固定加压带，充气至50 mmHg，之后逐步增加压力，用多普勒超声探头观察桡动脉搏动，直至观察不到脉搏搏动，此时的压力即为AOP。
1.4.2 一次重复最大力量(1RM)1RM测量方法[11, 19]：在开始测量之前先向受试者介绍如何测量，并进行热身，之后进行坐姿哑铃弯举训练，根据自己的力量进行适应性训练，每次进行3~5次试举，之后增加质量尝试能举起的最大质量，直到不能举起，此时即为1RM。受试者在热身和每次最大尝试之间有3 min休息时间。
1.5 测量指标 1.5.1 表面肌电在整个运动全程，应用表面肌电测试仪(Noraxon, Scoffsdole, AZ85260 USA)测量肱二头肌的表面肌电，在测量前首先清洁受试者皮肤，对毛发较多的予以清除，用酒精擦拭，增加导电性。电极片放置在肱二头肌纵轴线中央位置，每位受试者在同一位置做标记，在每次测量时固定在同一位置(图 2)。应用Noraxon MR3 3.18.44软件进行肌电数据处理，均方根值(root mean square, RMS)数据处理时，对原始肌电信号采用滤波(信号滤波FIR，窗口79点，类型带通，低频30 Hz，高频25 Hz)-整流-平滑过滤(算法RMS，窗口50 ms)处理。尔后对RMS采用标准化处理[11]：以MVC时的表面肌电为基础，每组的RMS与MVC的RMS值相比，作为标准化的RMS值，单位为%。
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| A：表面电极片放置在肱二头肌肌腹中央，参考电极避免放置在肱二头肌肌腹上即可；B：弹力加压带；C：气动加压带 图 2 电极片及加压带位置 |
1.5.2 上肢臂围
对每位受试者运动前以及每次运动后测量上肢臂围，测量时受试者肘关节屈曲90°，前臂无负重状态下，用卷尺测量肱二头肌最突出部位的臂围长度，每次测量3次，取平均值(图 3)。
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| A: 测量上肢臂围；B: 超声测量肱二头肌肌肉厚度；C：超声显示肱二头肌肌肉厚度 图 3 上肢臂围及肌肉厚度测量 |
1.5.3 肌肉厚度测量
对每位受试者运动前以及每次运动后测量肱二头肌肌肉厚度，测量时肘关节屈曲90°，放松状态下，应用全数字彩色多普勒超声诊断仪(DW-PF540，大为医疗有限公司，江苏)测量肱二头肌厚度，探头均为短轴，每次测量3次，取平均值(图 3)。
1.5.4 主观疲劳度测量主观疲劳度采用自觉疲劳程度量表(rating of perceived exertion，RPE)来评估[20]，由瑞典心理学家Brog制定的利用主观感觉来推算运动负荷强度的方法，分为6~20等级。其中6~8表示用力“非常非常轻”，9~10表示用力“很轻”，11~12表示用力“轻”，13~14表示“有点用力”，15~16表示“用力”，17~18表示“很用力”，19~20表示“非常非常用力”。在每组训练结束时，受试者针对RPE进行评估，并记录汇总。
1.6 统计学分析应用SPSS 20.0软件进行统计分析，RMS、上肢臂围、肌肉厚度及主观疲劳度为连续性变量，采用x±s表示。tBFR以及pBFR的LI与LI-BFR，LI-BFR与HI-BFR之间RMS采用配对t检验。相同负荷条件下tBFR与pBFR之间RMS、上肢臂围、肌肉厚度及主观疲劳度采用配对t检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 传统性BFR在不同负荷训练过程中肱二头肌的RMS变化比较比较传统性BFR在不同负荷(LI、LI-tBFR、HI-tBFR)及各组训练中肱二头肌RMS的变化情况，结果提示LI-tBFR组的RMS显著高于LI，HI-tBFR组的RMS显著高于LI-tBFR组，差异均有统计学意义(P < 0.05，表 1、图 4)。
| 组别 | LI | LI-tBFR | HI-tBFR | P1 | P2 |
| 第一组 | 24.75±8.42 | 30.74±10.44 | 66.99±19.65 | 0.001 | < 0.001 |
| 第二组 | 23.58±6.14 | 29.87±9.15 | 64.41±18.48 | 0.004 | < 0.001 |
| 第三组 | 25.37±7.38 | 30.62±9.86 | 63.95±16.85 | 0.007 | < 0.001 |
| 第四组 | 26.92±7.72 | 30.49±9.77 | 64.10±17.36 | 0.013 | < 0.001 |
| 平均值 | 25.16±7.02 | 30.43±9.41 | 64.86±17.17 | 0.001 | < 0.001 |
| LI: 低负荷训练；LI-tBFR：低负荷联合传统血流限制训练；HI-tBFR：高负荷联合传统血流限制训练；P1: LI组与LI-tBFR比较；P2: LI-tBFR与HI-tBFR比较。 | |||||
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a：P < 0.01；b：P < 0.001；c：P < 0.0001 A：两种BFR训练前后肌肉厚度比较；B：两种BFR训练前后上臂围度比较；C：两种BFR训练后主观疲劳度比较；D：两种BFR训练平均RMS比较 图 4 两种BFR不同指标之间的比较 |
2.2 实用性BFR不同负荷训练过程中肱二头肌的RMS变化比较
比较实用性BFR在不同负荷(LI、LI-pBFR、HI-pBFR)及各组训练中肱二头肌RMS的变化情况，结果提示仅在LI与LI-pBFR第四组时RMS值无显著性差异(P >0.05)，其余各组LI-pBFR组的RMS显著高于LI，HI-pBFR组的RMS显著高于LI-pBFR组，差异均有统计学意义(P < 0.05，表 2、图 4)。
| 组别 | LI | LI-pBFR | HI-pBFR | P1 | P2 |
| 第一组 | 24.75±8.42 | 30.99±9.80 | 66.04±20.40 | 0.005 | < 0.001 |
| 第二组 | 23.58±6.14 | 30.25±8.83 | 66.17±18.73 | 0.001 | < 0.001 |
| 第三组 | 25.37±7.38 | 29.82±8.91 | 63.44±16.56 | 0.018 | < 0.001 |
| 第四组 | 26.92±7.72 | 28.54±7.54 | 65.37±19.05 | 0.201 | < 0.001 |
| 平均值 | 25.16±7.02 | 29.90±8.56 | 65.26±18.42 | 0.001 | < 0.001 |
| LI: 低负荷训练；LI-pBFR：低负荷联合实用性血流限制训练；HI-pBFR：高负荷联合实用性血流限制训练；P1: LI组与LI-pBFR比较；P2: LI-tBFR与HI-pBFR比较。 | |||||
2.3 传统性BFR与实用性BFR在不同负荷训练时肱二头肌RMS的比较
汇总所有受试者在25%1RM和70%1RM负荷下，进行传统性BFR和实用性BFR时的肱二头肌RMS，进行配对比较，结果显示，在同等负荷训练情况下，两种训练方式之间并无显著差别(P>0.05，表 3、图 4)。
| 组别 | LI-tBFR | LI-pBFR | P1 | HI-tBFR | HI-pBFR | P2 |
| 第一组 | 30.74±10.44 | 30.99±9.80 | 0.886 | 66.99±19.65 | 66.04±20.40 | 0.797 |
| 第二组 | 29.87±9.15 | 30.25±8.83 | 0.822 | 64.41±18.48 | 66.17±18.73 | 0.607 |
| 第三组 | 30.62±9.86 | 29.82±8.91 | 0.675 | 63.95±16.85 | 63.44±16.56 | 0.753 |
| 第四组 | 30.49±9.77 | 28.54±7.54 | 0.228 | 64.10±17.36 | 65.37±19.05 | 0.628 |
| 平均值 | 30.43±9.41 | 29.90±8.56 | 0.707 | 64.86±17.17 | 65.26±18.42 | 0.840 |
| LI-tBFR：低负荷联合传统血流限制训练；HI-tBFR：高负荷联合传统血流限制训练；LI-pBFR：低负荷联合实用性血流限制训练；HI-pBFR：高负荷联合实用性血流限制训练；P1: LI-tBFR与LI-pBFR比较；P2: HI-tBFR与HI-pBFR比较。 | ||||||
2.4 不同形式BFR中，受试者上臂围度、肱二头肌肌肉厚度及主观疲劳度对比分析
汇总并比较所有受试者每组训练开始前的上臂围度和肱二头肌肌肉厚度，以及训练结束后的主观疲劳度、上臂围度及肱二头肌肌肉厚度，并进行比较分析，结果显示，随着负荷的逐渐增大，疲劳程度逐渐增加，相同负荷训练时tBFR与pBFR的疲劳度并无显著性差异(P>0.05)；无论是肌肉厚度还是上臂围度，单纯低负荷训练前后并无显著差别(P>0.05)，然而在增加血流限制后，肌肉厚度和上臂围度均有一定程度的增加，差异有统计学意义(P < 0.05，表 4、图 4)。
| 指标 | LI | LI-tBFR | HI-tBFR | LI-pBFR | HI-pBFR | |
| 主观疲劳度 | 9.60±1.17 | 14.00±0.82 | 18.30±0.67 | 14.30±0.67 | 18.50±0.85 | |
| 肌肉厚度/mm | 训练前 | 3.25±0.33 | 3.26±0.32 | 3.22±0.35 | 3.22±0.28 | 3.14±0.28 |
| 训练后 | 3.27±0.34 | 3.51±0.44 | 3.48±0.23 | 3.48±0.31 | 3.35±0.36 | |
| t | -1.596 | -4.663 | -4.689 | -5.498 | -5.212 | |
| P | 0.145 | 0.001 | 0.001 | < 0.001 | 0.001 | |
| 上臂围度/cm | 训练前 | 30.29±3.31 | 30.52±3.14 | 30.11±3.05 | 30.41±3.26 | 30.47±3.22 |
| 训练后 | 30.41±3.00 | 30.95±3.32 | 30.47±3.11 | 30.70±3.25 | 30.79±3.25 | |
| t | -0.140 | -4.125 | -3.461 | -6.848 | -5.194 | |
| P | 0.892 | 0.003 | 0.007 | < 0.001 | 0.001 | |
| LI：低负荷训练；LI-tBFR：低负荷联合传统血流限制训练；HI-tBFR：高负荷联合传统血流限制训练；LI-pBFR：低负荷联合实用性血流限制训练；HI-pBFR：高负荷联合实用性血流限制训练。 | ||||||
单次的BFR训练后即刻可增加肱二头肌厚度0.2~ 0.3 mm，增加上肢臂围0.3~0.4 cm，而在增加量方面，tBFR与pBFR之间并无显著性差异(P>0.05，表 5)。
| 训练方式 | LI-tBFR | LI-pBFR | t1 | P1 | HI-tBFR | HI-pBFR | t2 | P2 |
| 肌肉厚度增加量/mm | 0.25±0.17 | 0.26±0.15 | -0.102 | 0.921 | 0.26±0.18 | 0.21±0.13 | 0.681 | 0.513 |
| 上臂围度增加量/cm | 0.42±0.33 | 0.29±013 | 1.314 | 0.221 | 0.37±0.34 | 0.32±0.20 | 0.290 | 0.778 |
| LI-tBFR：低负荷联合传统血流限制训练；HI-tBFR：高负荷联合传统血流限制训练；LI-pBFR：低负荷联合实用性血流限制训练；HI-pBFR：高负荷联合实用性血流限制训练。 | ||||||||
3 讨论
BFR训练最早可以追溯到20世纪70年代，由YOSHIAKI Soto博士提出Kaatsu阻力训练，但直到1997年才由SHINOHARA发表了第一篇BFR的文章[1]。近年来，国外关于BFR的研究较多，证明低负荷BFR与单纯低负荷抗阻训练相比，能够显著增加肌肉激活程度，促进肌肉肥大和力量增加[4, 18, 21]。已广泛应用在医疗康复、私人训练、提高肌肉力量、抗衰老等领域[22]。表面肌电是一种使用表面电极对肌肉收缩活动进行记录的方法，因具有无创、安全、操作简单等优势，广泛应用于运动训练的研究中。RMS是用来反应肌电信号幅值大小变化的指标，能够反应肌纤维募集程度，显示肌肉的激活程度[23]。BORDESSA等[21]的研究中对34名受试者股四头肌的RMS进行记录，观察不同负荷之间的表面肌电活动情况。FATELA等[24]也在研究中对不同负荷是否联合BFR进行比较，观察股内侧肌和股直肌的RMS，认为LI-BFR对神经肌肉功能的影响不如HI抗阻训练。本研究中对10名训练有素的健康大学生进行了传统的BFR训练，RMS结果显示，LI-tBFR组显著高于LI组，并且HI-tBFR组显著高于LI-tBFR组，表明在同等低负荷训练的情况下，联合传统的BFR训练，能够更大程度激活肱二头肌；此外，相同的BFR条件下，高负荷与低负荷更能有效激活肌肉，这与既往研究结果相同[23, 25]。
研究显示，在BFR过程中，肢体近端的血流限制使得远端肌肉处于充血状态，引起局部肢体缺氧及乳酸的大量堆积，从而募集额外的快肌纤维参与运动[26]。此外，低负荷BFR可以显著增加胰岛素样生长因子-1 (Insulin like growth factor-1, IGF-1)的浓度，也是促进肌肉肥大的重要机制之一[27]。ABE等[28]的研究也认为在运动中细胞的水合作用能够增加细胞的肿胀反应，可能是BFR促进肌肉肥大的作用机制。本研究中，无论是肱二头肌的肌肉厚度还是上臂围度，在联合BFR训练后均得到了一定的增加，但高负荷与低负荷之间的增量并无显著差别，考虑与训练的即时效应有关，短暂的4组训练仅能短时间内增加肌肉细胞的肿胀，与负荷高低关系并不密切，仍需要进行长期连续性的比较观察，来衡量肌肉厚度的增加是否与负荷强度大小相关。
传统的BFR能够起到良好的训练效果得益于其较为严格的肢体近端加压条件，需要较为昂贵的血流探测超声及专业的技术人员指导，气动加压仪能够准确显示加压程度，但对于多数运动员乃至健身爱好者及普通大众而言，训练环境千差万别，如何从实验室走向训练场，如何化繁为简，实用性BFR十分有必要。自2009年LOENNEKE等[10]首次提出pBFR应用于普通大众或运动员以来，国外关于pBFR的研究逐渐展开，对弹性加压带的使用有不同的观点。关于pBFR的研究主要集中在加压带如何控制压力上。WILSON等[29]在2013年提出在无不适和疼痛感下的7级(共10级)压力作为BFR的限制标准，作者在研究中观察到弹性加压带在大腿近端收紧时，能够起到阻断静脉血流但不能完全阻断动脉血流的作用，然而，此种方法主观性较强。ANICETO等[13]的一篇系统综述认为在进行实用性BFR时，需要根据弹力带的类型，研究者的经验，受试者的训练目标及个人的安全性和对训练的坚持程度来综合评估，建议采用以静息状态下肢体围度的30%弹性约束比例进行加压。本研究采用了受试者上肢臂围30%的弹性约束比例进行加压，与传统BFR进行相同的训练方式，无论是RMS还是肱二头肌肌肉厚度、上肢臂围、受试者的主观疲劳度，使用弹力带这种实用性BFR能够起到与传统BFR相同的即时效果，并且，相同负荷条件下，传统性BFR与实用性BFR之间均无显著性差别，充分说明了实用性BFR具有与传统BFR相同的作用。
当然，本研究仍有一些不足之处。首先，仅纳入了陆军军医大学的10名健康大学生，并未扩展到其他军校学员，志愿者选取可能存在一定的偏倚；其次本研究仅测量和记录了训练前后的即时数据，并没有进行长时间持续性的观察，测量指标涵盖内容较少，血乳酸等机制方面的测量并未纳入进来；此外，本研究仅采用了单一动作来进行比较。后期仍需要进行多中心、大样本以及多个动作、多块肌肉乃至全身整体系统的系统观察，这也是我们未来研究的重点。
总之，无论是tBFR还是pBFR，均能有效促进军校学员上肢肌肉的即时激活效应，增加肌肉肥大。pBFR作为一种简洁、方便、快捷的训练方法，在短时间内能够起到与tBFR相类似的训练效果，对于军校学员而言，更具有选择性和实用性。但长期效果如何，仍需要进一步的验证。
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