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Martin Lin, Taiwan, currently in UK

MD, MSc in Sports Medicine Exercise &Health, CSCS

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什麼都練核心,那什麼是核心肌群?


近年來健身風氣越來越盛行,大家開始進到健身房開始訓練,即便沒有到健身房訓練的人受到這樣的風氣影響,也慢慢開始會在家做一些簡單的居家運動。核心肌群的訓練被大大的推廣,但是到底什麼是核心肌群,核心肌群的訓練真的那麼有效果嗎?今天就簡單來介紹一下核心肌群的一些概念。


核心肌群的定義

其實光就核心肌群的定義就有非常多種,所以本身的定義就不太明確,簡單附上幾個定義給大家參考:

  • 圍繞在脊椎與腹膜的軀幹肌肉

  • 主要負責移動、支持與穩定脊椎的肌肉

  • 當脊椎的骨性結構出現不穩時,提供多餘穩定性的軀幹肌肉

從這上面的定義大概可以知道,核心肌群主要是在軀幹,並且負責脊椎相關的動作。在這邊我們先稍微提一下肌肉的功能性分類。常見的名稱有:

  • 動作肌與穩定肌 Mobiliser and Stabiliser

  • 淺層肌肉與深層肌肉 Superficial and Deep Muscles

  • 廣泛肌群與小肌群 Global and Local Muscles

從上面的表格可以知道,這些分類方式其實有些時候會有一些歧異,但是基本上的概念是穩定肌群通常會在比較深層而負責每一節間的動作,所以也大致是屬於小肌群,因為只跨單關節的特性所以對於穩定性的維持有較好的能力。動作肌群可能會跨不只一個關節,所以主要負責大動作而這些肌肉也相對淺層,但是在穩定性的維持能力就稍嫌不足。

舉個例子,多裂肌 Multifidus 這條肌肉是負責脊椎的伸展,接點是在每一節段的脊椎都有,且加上肌肉的走向可以負責脊椎節段之間的穩定性。而像是闊背肌 Latissimus dorsi 的接點則有骨盆、脊椎棘突、肱骨等等,對於背部的伸展也會有輔助效果,但是橫跨的關節更多,所以對於維持穩定的功能是比較少,主要負責執行大動作的。因此在分類上我們會說多裂肌是屬於小肌群、深層肌群與穩定肌群,而闊背肌則是廣泛肌群、動作肌群與淺層肌群


以目前絕大多數的文獻來說,在討論核心肌群時通常都是在講頸部以下的區段,因為從上面的定義可以看出,一般認知的核心肌群會在軀幹,但如果套用類似的概念在頸椎附近,也可以得到相似的概念,比較不會有異議的一些核心肌群包括:

腰椎區域

  • 腹橫肌 Transverse abdominis

  • 橫隔膜 Diaphragm

  • 骨盆底肌 Pelvic floor

  • 多裂肌 Multifidus

頸椎區域

  • 深層頸屈肌 Splenis capitis, Longus coli

  • 深層頸伸肌 Multifidus

以腰椎為例,這些肌肉由前而後,由上而下形成了一個自然的腔室,保護我們的腹腔結構。這些肌肉的收縮可以創造腹內壓協助維持整體的穩定。


核心肌群的功能

核心肌群的功能在上面提到了穩定這個功能,但事實上,核心的功能絕對不只有維持穩定,因為我們的脊椎也需要有除了穩定度以外的功能,所以我們可以從下面這四大部分來討論核心的能力:活動度 Mobility、動作控制 Motor control、耐力 Work capacity、力量 Strength。(參考自 Spencer 2016 年的文章,日後會再補上

活動度 Mobility

活動度和穩定度是相勿依存的,沒有一個構造是絕對穩定或是絕對活動的。脊椎需要在執行某些動作時維持一定的剛性與穩定度,但同時脊椎也會需要能夠自由的移動的能力。所以這邊的活動度意旨脊椎可以自由的在理想的組織彈性與關節角度下執行動作。但這邊也要特別注意到核心肌群和身體其他的肌肉群也可以透過形成一些力線(解剖列車、懸線等等)影響或是被其他部位所影響。 參考:能動能靜,相互依存的穩定度與活動度


動作控制 Motor control

動作控制的意思就是可以在協調的神經肌肉活動下去控制脊椎的位置,簡單來說我想要動哪裡就動哪裡,該動哪裡就動哪裡。核心的角色在過往的研究中有被發現當執行四肢動作時,核心肌群如腹橫肌與多裂肌會預先出力,但是這個現象在有下背痛的人身上就消失了。這也可以簡單的用大家常聽到的核心穩定四肢出力來闡釋

可以想像核心扮演著一個動作起始的角色,但如果以運動的狀態來說,假設以投球這個動作,有 50% 的力量是來自下肢,所以在下肢出力的過程中核心要先保持穩定,等到力量傳輸到軀幹的時候就要開始負責旋轉與力量的傳遞,等到力量傳遞到上肢的時候為持穩定的基礎讓上肢進行最後的投擲。這一系列的過程,在不同的階段該做什麼事情,在對的時間做對的事就是動作控制的概念

Figure from Neumann, 2013, Ref(6)

耐力 Work capacity

這邊 Work capacity 的概念是可以在不同強度與不同時間長度用適合的能量系統去執行力量輸出。所以就字面上來看,其實不單純是耐力,但是相較於下面力量強調比較短時間瞬間且較大發力的部分,Work capacity 是比較偏向耐力的概念。所以如果要針對這個功能進行訓練,那訓練上就會比較貼近多反覆次數的訓練,在練習時也比較可能會強調力竭的概念。而上面的動作控制在乎的就是發力的時序性,以及整體的動作品質。


力量 Strength

核心肌群力量的訓練在有運動表現需求的人身上是很重要的能力,可以透過下面三種不同類型的概念來理解,取自英國 UCL 碩士班的課程:

  • 核心柱體的強度 Pillar strength Pillar strength 是相較於 Core strength 更新的一個名詞,主要是想要改變過往核心只注重到軀幹這樣的概念,因此 Pillar 加入了往上到肩膀與往下到骨盆區間這樣的概念。這邊強調的是在四肢有動作或身體其他部位在不同平面動作時脊椎能夠維持中立位置的能力。這個能力的訓練通常會在非功能性的姿勢下(非站姿)訓練,因為這算是最基礎的能力,後期也可以加入在功能性訓練當中。

  • 靜態的發力率 Static rate of force development 靜態的發力率是指軀幹去抵抗外力維持脊椎姿勢的能力,這樣的能力不限於是在脊椎的中立位置。所以這個能力在衝撞性運動就非常重要,能夠抵禦外力維持脊椎的姿勢保護身體的結構。

  • 動態的發力率 Dynamic rate of force development 動態發力率就是軀幹能夠快速的產生一系列的節段運動去調節力量或爆發力的輸出以達到理想的動作速度。這個能力對於運動表現就非常的重要,很多時候是旋轉的動作。


核心肌群的迷思

在 2010 年有一篇很有意思的文章,Lederman 回顧了一些文章並且提出一些關於核心的迷思,下面附上原文並且翻譯給大家,若有偏誤歡迎指正。

  • 無力的軀幹肌肉或腹肌與軀幹肌肉間的不平衡並不是病灶,而是正常的變異

  • 將軀幹的肌肉分為核心肌群與廣泛肌群只是一個過於簡化的分法,單純為了推廣核心肌力的概念

  • 無力或失能的腹部肌肉並不會導致下背痛

  • 繃緊軀幹的肌肉不太可能可以提供背痛任何保護效果或預防背痛的復發

  • 核心穩定的運動在傷害預防上並沒有比任何其他類型的運動與物理治療好

  • 核心穩定的運動在減緩慢性下背痛上,核心穩定運動並沒有比其他類型運動效果更好,任何的效果應該是來自運動而非穩定的問題

  • 一直在運動或日常生活中不斷繃緊軀幹的肌肉有機會導致脊椎的傷害

  • 被指導使用複雜的核心啟動動作(abdominal hollowing/bracing)的人應該停止使用

但是畢竟這是 2010 年的文章,所以 Dr. M 也稍微差了一下近幾年的一些回顧文章,在下面分享給大家。不過在執行這類的研究時,本身的難度就有,到底這些運動是自己執行還是由治療師或專業人員監督,如果是自己執行,會不會偷懶,如果是治療師監督,有辦法每天做嗎?所以其實有非常多的限制可能會產生。但不管怎樣,目前對於下背痛的一線指引都是維持活動,只是有沒有哪一種運動是最有效果的,目前的指引來說沒有很明確的答案。


近期文獻

臨床問題 核心穩定運動相較於其他運動在非特異性下背痛上是否比較有效?


文獻挑選

收錄 1970-2011 年間的隨機分派實驗,受試者為男性或女性有非特異性下背痛至少三個月。比較接受核心穩定訓練與一般訓練的差異。核心穩定訓練定義為訓練能夠維持穩定脊椎中立位置的能力,但並沒有限制哪種類型的運動。評估指標為 3 個月、 6 個月與 12 個月的疼痛、背部功能性評估、生活品質、工作缺席。


結果

總共收錄了五篇文獻,共 414 個個案,結果顯示在短期(3 個月)階段核心穩定運動相較其他運動類型對於疼痛的緩解與背部的功能有顯著優勢,但這樣的結果在三個月後就沒有差異


結論

短期看來核心穩定訓練對於非特異性下背痛的患者在疼痛與背部的功能是比其他運動有效果


臨床問題

核心穩定訓練在非特異性下背痛是否比傳統物理治療有效?


實驗設計

收錄 120 位慢性非特異性下背痛受試者(沒有定義何謂慢性),比較接受核心穩定訓練與傳統物理治療,這兩組同時都有接受電刺激 TENS 與超音波。並且記錄第 2、4、6 週的疼痛指數。


結果與結論

疼痛的緩解上,六周內的結果顯示核心穩定訓練相較於傳統物理治療對於慢性下背痛的疼痛緩解較有效果(兩者都有效只是仍有顯著差異)。


臨床問題

哪一種運動對於慢性非特異性下背痛是最有效果的?


文獻挑選

收錄隨機對照實驗 RCT(individual-designed or cluster-designed ),患者需為 18 歲以上且有非特異性下背痛至少 12 週,而運動介入需要至少 4 週的時間。依照四種指標進行比較:疼痛、身體功能、心理健康、肌肉力量。核心穩定與動作控制的定義是運動目標為訓練特定的軀幹肌群以增進脊椎與骨盆的動作控制與協調,其他相關的定義如下:

Table from Owen PJ et al., 2020, Ref(5)


結果

這篇文獻是一篇 Network meta-analysis,最後收錄了 89 篇文獻共 5578 人,在四個不同的結果分析中,疼痛有 70 篇,身體功能有 63 篇,心理健康有 16 篇而肌力有 4 篇。結果顯示核心穩定與動作控制在疼痛的緩解與身體功能的修復相對於對照組有顯著的效果。以效益而言(SUCRA),皮拉提斯對於疼痛、阻力訓練與核心穩定與動作控制對於身體功能、阻力訓練與有氧訓練對於心理健康看起來是最有效果的

Table from Owen PJ et al., 2020, Ref(5)

結論

低證據品值顯示皮拉提斯、核心穩定與動作控制訓練、阻力訓練與有氧訓練對於慢性非特異性下背痛是最有效益的治療,端看往結果的需求為何(疼痛、身體功能、心理健康與肌肉力量)。運動訓練(主動訓練)看起來是比治療師執行的非主動治療(徒手治療、整脊、針灸等等)更有效果。


補充:這篇文獻沒有提供直接的兩兩對照,所以只能從 SUCRA 來判斷哪一個效果好,但其實以疼痛為例,皮拉提斯、有氧運動與核心和控制組相比都具有顯著的效益,且都有達到臨床的意義。



總結

藉由這篇文章介紹一下核心肌群的一些知識,其實關於核心的很多東西都還存在著一些疑慮。核心肌群本身究竟應該被如何看待也是需要更多的研究告訴我們結論。但普遍而言,核心肌群包含了腹橫肌、橫隔膜、骨盆底肌與多裂肌,在脊椎穩定的角色上除了靜態的穩定性,當四肢在進行動作時能夠維持適當的剛性也是很重要的能力。除此之外,若有運動表現的需求,訓練核心的肌耐力與肌力甚至是發力率也是必需。核心除了穩定以外,還要能夠有適當且協調的動作,才能夠扮演好上下肢力量傳輸的角色。

從疾病的角度來看,基本上核心的強化與訓練對於身體或是表現不會有反效果,雖然目前也難以說出核心顯著比其他的訓練方式有效果,但是朝著核心去訓練也不會有太大的缺失。主動運動本身所帶來的效益可能還是比較大的,不過這樣的結果也受制於研究的限制。


Dr. M 我們下次見!


References

  1. Panjabi MM. Clinical spinal instability and low back pain. Journal of electromyography and kinesiology. 2003;13(4):371-9.

  2. Lederman E. The myth of core stability. Journal of bodywork and movement therapies. 2010;14(1):84-98.

  3. Spencer S, Wolf A, Rushton A. Spinal-exercise prescription in sport: classifying physical training and rehabilitation by intention and outcome. Journal of athletic training. 2016;51(8):613-28.

  4. Kisner C, Colby LA, Borstad J. Therapeutic exercise: foundations and techniques: Fa Davis; 2017.

  5. Owen PJ, Miller CT, Mundell NL, Verswijveren SJJM, Tagliaferri SD, Brisby H, et al. Which specific modes of exercise training are most effective for treating low back pain? Network meta-analysis. British journal of sports medicine. 2020;54(21):1279-87.

  6. Neumann DA. Kinesiology of the musculoskeletal system-e-book: foundations for rehabilitation: Elsevier Health Sciences; 2013.


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