等速肌肉功能测试和训练技术的临床应用

　　1　等速肌肉测试的临床应用

　　1.1　等速肌肉测试的适应证和禁忌证

　　等速肌肉测试主要应用于：①了解肌肉或神经肌肉功能损害程度;②确立基础值，帮助评价损伤的程度，作为制定康复治疗方案的参考依据;③作为康复治疗疗效的评价和判断的重要定量指标。

　　等速肌肉测试的禁忌证：①骨与软组织损伤愈合未坚;②严重疼痛;③关节活动严重受限;④严重滑膜炎;⑤骨关节不稳;⑥急性扭伤;⑦严重心血管疾病等。上述禁忌证有些病征经过及时治疗，若症状好转，可酌情进行等速肌肉测试。

　　1.2　等速肌肉测试对运动系统伤病的肌肉功能评价

　　运用等速测试仪器对运动系统伤病进行功能评价，可提供较为准确的肌肉功能评价的定量指标，同时通过力矩曲线的分析，有助于判断肌肉关节病变的可能部位，对设计合理的、有针对性的康复训练方案有指导意义〔8〕。目前从国内外研究报道的文献来看，临床上研究最多的是膝关节等速肌肉功能测试，这可能与膝关节作为负重关节，容易造成损伤有关。另外与膝关节测试时固定较为完全、测试结果可信度较高、力矩曲线较为清晰、容易判断有关。除此以外，四肢其他关节等速测试的研究也越来越多〔9，10〕，并且腰背肌的等速测试的研究也有报道〔11〕。

　　1.2.1　膝关节伤病后的肌肉功能评价：对于膝关节各种病理情况，如骨关节炎、韧带损伤、半月板损伤及髌骨软骨病等均可进行等速肌肉测试，以了解肌肉关节功能情况，帮助制定康复治疗方案。

　　骨关节炎(osteoarthritis, OA)，简称膝OA，是以关节骨及软骨的退行性变为主的疾患，多见于中老年人。膝OA最显著的症状是膝关节疼痛，并伴有不同程度的功能障碍，如步态异常、关节柔韧性下降及肌力改变，其中肌力改变对膝OA病程进展起重要作用。 对膝OA患者进行膝屈肌和伸肌等速肌肉测试发现〔12〕，患膝屈、伸肌的PT值均较健侧明显降低，同时TW、AP及TAE值也相应减小，表明膝OA可明显影响膝屈肌和伸肌功能。由于患膝屈、伸肌力同时降低，屈肌与伸肌的峰力矩比(H/Q)与健膝相比无显著改变。进一步对膝OA患者屈、伸肌力与其下肢功能的相关性研究表明〔13〕：患膝屈、伸肌的肌力减退与下肢日常活动能力(ADL)的下降，以及患膝疼痛程度有显著的相关性。说明临床上对膝OA患者的治疗不但应注重患膝疼痛的治疗，而且还应强调膝关节屈肌和伸肌力量的训练，膝关节肌肉功能的改善将有助于患者疼痛的减轻和ADL功能的恢复，同时可改善关节稳定性，防止继续损伤，这对膝OA患者的康复治疗有重要意义。

　　前交叉韧带(anterior cruciate ligament， ACL)损伤:ACL是维持膝关节稳定的重要结构。ACL损伤可引起膝关节的稳定性下降，影响膝关节运动功能。对ACL损伤后患者进行等速肌肉测试发现〔14〕，患膝屈、伸肌力在各种运动速度下(60°/s、120°/s、180°/s)PT值均明显下降。屈肌与伸肌峰力矩比(H/Q)略有偏高，表明膝伸肌肌力的下降更为明显。临床上常通过加强膝关节周围肌肉力量来增强关节稳定性。虽然ACL损伤后更容易导致膝伸肌的萎缩、肌力下降，但在制定康复训练方案时还应强调屈肌力量的训练，尽量使H/Q比值增大，这对改善ACL损伤后膝关节的稳定性有重要作用。因此，临床中可把H/Q比值作为ACL损伤后康复治疗中一个评价和监测指标。

　　1.2.2　踝关节扭伤后的肌肉功能评价：踝关节扭伤是一种临床上常见的病症，通常不引起一定重视，而导致重复扭伤以致产生后遗症。对有踝关节扭伤史的患者进行踝跖屈和背伸、内翻和外翻的等速肌肉测试发现〔5〕：患侧踝跖屈和背伸、内翻和外翻的PT值在60°/s和180°/s时均较健侧明显下降。由于踝关节背伸肌力和外翻肌力可提供踝外侧副韧带的有力保护。因此，这些肌肉的肌力减弱被认为是继发性踝内翻扭伤的主要原因。目前认为，加强患侧踝关节肌肉功能训练是避免疼痛、减少废用性肌萎缩，防止踝关节扭伤的重要措施。

　　1.2.3　下腰痛患者躯干肌肉功能的评价：躯干肌力的大小与平衡对维持脊柱的稳定性和正常生理功能有着十分重要的意义。躯干肌肉功能与下腰痛之间存在一定的相关性，据认为可能是诱发下腰痛、导致疼痛反复发作的原因之一〔15〕。有报道〔16〕运用等速测试仪器在30°/s和90°/s运动速度下对下腰痛患者的躯干肌群进行等速向心和离心肌力测试，并与正常人进行对比研究发现，下腰痛患者腰部屈肌与伸肌的向心收缩和离心收缩肌力与正常人相比均明显降低，且伸肌降低更甚，屈肌/伸肌峰力矩比值(F/E)增大，表明下腰痛患者存在肌力的减弱和不平衡。并且肌力改变不能随腰痛的缓解而自动恢复，提示下腰痛的治疗除对症治疗外，还应注重躯干肌力的训练，尤其是躯干腰背肌的训练。

　　1.3　等速肌肉测试中力矩曲线的分析

　　等速肌肉测试中，肌肉关节的病理情况可部分地反映在力矩曲线上，通过分析力矩曲线可获得一定信息，作为一种辅助诊断。但在力矩曲线分析判断时应注意的是，有时虽有明显的病理变化存在，也不一定表现在力矩曲线上，相反有些不规则的力矩曲线对各种病理变化并无明显的特异性。因此，正确的诊断还是需要结合临床上的体格检查、X线检查或CT、MR检查等。 在力矩曲线分析方面，研究最多的是膝关节各种病理情况，例如膝OA患者力矩曲线常表现为〔12〕：在关节活动的中部，伸肌力矩曲线下降并出现异常形状，如力矩曲线不光滑或呈双峰样改变等，而屈肌力矩曲线可以是正常。产生这种力矩曲线异常变化的主要原因是肌肉的疼痛性抑制，如当伸膝到达某一特定角度时(常为病变部位)产生疼痛，由于肌肉出现保护性抑制反应，肌力突然下降，在原上升的曲线上产生一下降切迹和曲线不光滑，如继续伸膝通过这个疼痛区，肌力又上升，因此在力矩曲线上呈现上述异常变化。其他膝关节病变如ACL损伤、半月板损伤、髌骨半脱位等都有相应的力矩曲线异常表现〔6〕。

　　2　等速肌肉训练的临床应用

　　2.1　等速肌肉训练的特点

　　等速肌肉训练可应用于多种运动系统伤病后的康复治疗中，对加速损伤组织的恢复，促进运动功能的改善有良好作用。 等速肌肉训练与传统的等长、等张肌肉训练相比有明显优势，其优点表现为：

　　2.1.1　有效性：等速肌肉训练中等速仪器提供的阻力为顺应性阻力，允许肌肉在整个活动范围内每一点都能承受最大阻力，产生最大力矩输出，从而提高训练的有效性。此外等速肌肉训练时一次训练可同时训练主动肌和拮抗肌，提高训练效率。

　　2.1.2　安全性：等速肌肉训练中，由于仪器提供的阻力为顺应性阻力，当肌力较弱时，等速仪器提供的阻力相应较小。同样当有关节病变时由于疼痛，阻力也相应减少，避免加重关节病变。因此，具有较好的安全性。

　　2.1.3　训练方式的多样性：等速仪器可提供多种训练方式，如等速向心、等速离心、多角度等长训练、CPM等。同时可提供不同运动速度的训练，以适应肢体功能的需要。

　　2.1.4　屏幕显示：等速训练中还能提供屏幕反馈信息，进行最大肌力收缩或次大肌力收缩练习等。

　　2.1.5　等速肌肉训练的缺点为：①仪器费用较高，不易普及。②需要有受过专门培训的操作人员。

　　2.2　等速向心肌肉训练

　　2.2.1　概述：等速向心肌肉训练是指在等速训练中，肌肉收缩使肌纤维逐渐缩短，肌肉的两端向中心靠近的一种训练方式。训练中，由于等速仪器可提供不同的运动速度，根据不同病情需要，选择一系列合适的运动速度进行肌肉训练，这种训练方法又称运动速度谱训练，运动训练谱包括：慢速(1°/s～60°/s)、中速(60°/s～180°/s )、快速(180°/s～300°/s )及功能性运动速度(300°/s～500°/s )。

　　2.2.2　训练类型: 运动速度谱训练包括以下两种常见方法：

　　肌力训练：常用于运动系统伤病康复治疗的早中期，以训练肌力为主。训练中，选用的运动速度谱为：60°/s、90°/s、120°/s、150°/s、180°/s、180°/s、150°/s、120°/s、90°/s及60°/s,共10种运动速度。这是因为等速肌肉训练一般有30°/s 运动速度的生理溢流作用。每种运动速度收缩10次，共收缩100次为一个训练单位。根据肌肉功能适应情况，逐渐增加收缩次数到2～3个训练单位〔17〕。

　　功能适应性训练：主要用于运动系统伤病恢复后期的肌力训练。这个时期应进行高速、次大收缩及多次重复的训练，运动速度接近日常活动或竞技运动时的收缩速度(300°/s以上)。这对恢复患者日常活动能力，以及运动员重返竞技场有重要作用〔6〕。

　　2.2.3　训练中用力程度：由于肌肉组织的特异性，在等速训练中主管用力程度不同可作用不同的肌纤维。肌纤维的募集主要取决于收缩的强度。研究表明〔6〕，轻度次大强度用力时(约为最大用力的30%)，主要募集I型肌纤维或称慢肌纤维(slow twitch fiber, STF);中度次大强度用力时(约为最大用力的60%)，不但募集STF，而且还募集II型肌纤维或称快肌纤维a(fast twitch fiber a, FTFa);如果是最大强度用力时，将募集所有类型的肌纤维，包括STF，FTFa和FTFb。目前研究已经证实，关节病变或运动创伤后肌肉萎缩以STF的萎缩为主。因此，肌肉训练的目的就是有选择性地训练STF，故在临床等速肌肉训练中，常采用次大强度用力的训练方法，可根据屏幕提示进行肌力。

　　2.2.4　训练的间歇时间：每训练完一种运动速度后，需间歇一定时间，一般间歇1min。训练完一个训练单位，需间歇3min左右，以使肌肉疲劳得到恢复，再酌情进行下一个训练单位的训练。根据患者的实际情况每周训练3～4次。

　　2.3　等速离心肌肉训练

　　2.3.1　概述：等速离心肌肉训练是指在等速训练中，等速仪器所施加的阻力大于肌肉收缩力，预先缩短的肌肉被动地延伸，肌肉两端远离中心，使肌肉产生较大张力的一种训练方式。研究表明，肌肉离心收缩产生的肌力大于向心收缩及等长收缩的肌力，肌肉收缩产生最大张力的顺序为：离心收缩>等长收缩>向心收缩。这是因为离心收缩过程中有非收缩成分的介入，使肌肉的力矩输出明显增大，具有力量大、耗能小的特点〔18〕。由于肌肉离心收缩在维持关节的稳定性及日常生活能力方面有重要意义，因此，等速离心肌肉训练也有重要意义，但在等速仪器上进行的训练方式与人体正常肌肉收缩方式有较大的差异，是一种非生理性收缩方式。因此，在临床实际应用中受到一定限制。

　　2.3.2　训练方式：在等速离心肌肉训练中，等速仪器可提供向心收缩/离心收缩及离心收缩/离心收缩两种训练方式。在前一种训练方式中，主要训练一组肌群，即顺时针方向是肌群的向心收缩，逆时针方向则为同一肌群的离心收缩，形成一种肌群向心收缩-离心收缩连续的收缩方式。后一种训练方式可同时训练主动肌和拮抗肌两组肌群的离心收缩肌力，提高两组肌群的肌力。在临床中可根据患者具体情况加以选择。

　　2.3.3　训练速度：在等速离心收缩训练中，开始训练时，可选择慢速30°/s～60°/s运动速度，每次训练次数不超过30次，适应后逐渐增加运动速度和训练次数。常用的训练速度为：120°/s 、90°/s 、60°/s 、30°/s 、30°/s 、60°/s 、90°/s 和120°/s，共8种运动速度。每种运动速度可重复收缩10～15次，同样收缩100次为一个训练单位。根据循序渐进的原则，可增加到2-3个训练单位。在等速离心收缩中，运动速度的生理溢流作用要大于等速向心收缩，约为60°/s。因此，训练中运动速度间相隔可略大一些。训练的间歇时间基本同等速向心肌肉训练。

　　2.3.4　副作用：等速离心肌肉训练中，由于常使肌肉被动拉伸，会出现迟发性肌肉酸痛(delayed onset muscle soreness,DOMS),通常在训练后2-3天出现训练肌肉的酸痛。研究表明，DOMS的发生与组织过度牵拉或损伤使组胺、激肽、前列腺素等化学介质的释放，而引起肌肉的酸痛有关〔19〕。通常这种肌肉酸痛不需处理，或训练后采用局部冰敷的方法，肌肉酸痛3～5天可自行缓解。因此，在等速离心肌肉训练时，常需延长间歇时间，每周训练2次较为理想。 在临床中为了减少DOMS的发生，可在CPM程序下进行等速离心肌肉训练，通过屏幕反馈控制用力程度，逐渐增加用力程度，这对增加肌力，减少DOMS的发生有意义〔20〕。

　　总之，等速肌肉功能测试和训练技术作为一项新的技术，经过近三十年的临床应用和研究，已证实它在肌肉测试和肌肉训练方面具有较多优点，预计将来会有较大发展。但另一方面，等速技术作为一项新的技术，在有些方面还存在一些不足，例如：现有的等速仪器仅能测试3级以上的肌力，对临床上多见的3级或2级肌力的患者无法测试，这在临床应用上受到一定限制。又如对运动系统伤病的不同阶段，如何利用等速仪器具有多样训练方式的特点选择合理的训练方案，目前尚无统一的标准。因此，等速技术的发展一方面有赖于等速仪器的改进，另一方面需要不断的临床实践和总结，以扩大其在康复医学中的应用范围，提高肌肉功能测试和功能训练的整体水平。

　　3　参考文献

　　[1]李国平.用等速测力法评定优秀运动员股四头肌和绳肌力量和耐力.中国运动医学杂志, 1988,7:143.

　　[2]马利华,等. 对膝关节损伤运动员屈/伸肌力矩比值的研究.中国运动医学杂志, 1992, 11 :205.

　　[3]Hislop HJ，Perrine JJ. The isokinetic concept of exercise. Phys Ther, 1967; 47:114.

　　[4]周士枋. 实用康复医学. 第1版. 南京: 东南大学出版社, 1990, 53-63.

　　[5]Chan KM. Principles and practice of isokinetic in sports medicine and rehabilitation. Williams & Wilkms Asia-Pacific Ltd, Kong Hong, 1996.

　　[6]Davies GJ. A compendium of isokinetics in clinical usage and rehabilitation techniques. 4th edition, S(S Publisher, La Crosse, USA, 1992.

　　[7]Cybex. Cybex 6000 testing & r ehabilitation system--user(s guide. Cybex Division of Lumex ,USA, 1992, 8-9.

　　[8]Kannus P. Isokinetic evaluation of muscular performance: Implications for muscle testing and rehabilitation. Int J Sports Med, 1994, 15:S11.

　　[9]游弋,等. 肘部骨折患者屈伸肘肌群的等速肌力测定. 现代康复，1998，2：218.

　　[10]Ng LR, et al. Shoulder rotator torques in females tennis and non-tennis players. J Orthop Sports Phys Ther, 1991,13:40.

　　[11]Addison R. Trunk strengths in patients seeking hospitalization for chronic low back disorders. Spine, 1980, 5:539.

　　[12]吴毅,等. 膝关节骨性关节炎等速肌力测试的研究. 中国康复医学杂志，1995,10:145.

　　[13]吴毅等. 膝骨性关节炎患者膝屈伸肌力与其功能的相关性研究.中华物理医学杂志，1997, 19:205.

　　[14]白玉龙等. 前十字韧带损伤后股四头肌绳肌等速肌力评价. 中国运动医学杂志，1998，17：135.

　　[15]Frymoer JW, et al. Risk factors in low back pain. J Bone Joint Sury, 1983, 65A: 213.

　　[16]Shirado O, et al. Concentric and eccentric strength of trunk muscles: Influence of test postures on strength and characteristics of patients with chronic low-back pain. Arch Phys Med Rehabil, 1995, 76:604.

　　[17]吴毅等：等速肌力训练促进膝关节术后肌力恢复的研究. 中国康复医学杂志,1994，9:193.

　　[18]吴毅等： 膝关节屈肌和伸肌等速向心、等速离心及等长测试的研究.中国运动医学杂志，1996，15:193.

　　[19]Maclntyre DL, et al. Delayed muscle soreness: the inflammatory response to muscle injury and its clinical implications. Sports Med, 1995,20:24.

　　[20]谷爱武等. 等速离心肌力训练治疗膝关节骨关节炎的研究. 中国康复医学杂志，1997， 12：197.