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等速运动的概念,指运动中,运动速度恒定(等速)而阻力可变,运动中的速度预先在等速仪器上设定,一旦速度设定不管受试者用多大力量,肢体运动的速度都不会超过预先设定的速度,受试者的主观用力只能使肌张力增高,力矩输出增加,而不能产生加速度的一种运动。,等速肌力测试,等速肌力测试定义 将等速运动中肌肉收缩过程通过等速仪器记录下来,经计算机处理,得到力矩曲线及多项反映肌肉功能的参数,作为评定肌肉运动功能的指标,等速肌力测试,顺应性阻力的含义: 测试中,等速仪器所提供的阻力与肌肉收缩的实际力矩输出相匹配,为顺应性阻力。它反映的是一组肌群在整个关节活动中每一瞬间或处于不同角度时,都能承受相应的最大阻力,产生最大张力和力矩输出,有利于肌肉发挥最大收缩能力。等速肌力测试中的速度决定顺应性阻力的大小,等长,等张和等速肌力测试的比较,等速肌力测试与徒手肌力检查比较,等速技术背景,等速肌力测试和训练技术(isokinetic muscle testing and training) 开始于20世纪60年代后期 由Hislop和Perrine提出等速运动的概念 70年代Cybex公司制造出第一台等速仪器 我国于80年代初开始购进等速仪器 用于运动体育和康复医学,等速仪器(两类),一类:等速肌力测试为主,常配有计算机系统,较昂贵,如Cybex、 Kin-com、Biodex 一类:等速肌力训练为主,不带计算机系统,不能获得客观数据资料,如Orthotron、Hydrafitness,等速仪器功能,测试方面: 等速向心、等速离心、等长、等张等不同收缩方式肌力测试 四肢大关节各个运动平面肌力,躯干肌力,神经肌肉本体促进技术(PNF)动作时肌力 训练方面: 等速向心、等速离心、等长、等张、持续被动活动(CPM),等速技术在临床的主要应用,对肌肉功能进行评定 对各种运动系统伤病后的肌肉功能进行针对性的康复训练 顺应性阻力,有效,安全,多样化,有针对性 对康复治疗进行客观疗效评定 对运动系统伤病进行辅助判断 指导运动训练 科研工作,等速肌力测试的临床意义,了解肌肉或神经肌肉功能损害程度 确立基础值,作为制定康复治疗方案的参考依据 作为康复治疗疗效的评价和判断指标,禁忌证,相对禁忌证: 急性肌肉关节损伤、风湿性关节炎急性发作、渗出性滑膜炎、明显疼痛 绝对禁忌证: 关节不稳、骨折愈合未坚、严重骨质疏松、急性肿胀、严重疼痛、活动范围极度受限、严重渗出、骨或关节肿瘤、手术后即刻,测试时机,4级肌力时,即具有对抗阻力 开始时,采用快速运动测试(180 /s ) 逐渐减慢测试速度 3级或3级以下时 采用CPM训练模式 处于初步研究阶段,还没有规范化测试方法,测试的步骤,准备 接受指导,做一些简单准备活动 测试次序 健侧 患侧 体位和关节轴心 体位的选择应考虑关节损伤后的愈合情况(如肩关节脱位复位后,肩关节固定外展位) 关节活动轴心与仪器动力臂旋转轴心相一致,测试的步骤,固定 肢体近端,腰部和胸部 应保证各种固定带紧而舒适 动力臂的长度 动力臂的长短影响肌肉的力矩输出 应保证动力臂长度一致 肢体称重,测试方案(测试方式),等速向心肌力测试 肌肉收缩使肌纤维长度缩短 肌肉起止点向中心靠近 主动肌/拮抗肌的向心收缩 等速离心测试 与上述相反 向心收缩/离心收缩,离心收缩/离心收缩 等长肌力测试 运动速度为0 /s,测试方案(角速度),常用测试速度 单位( /s ),测试方案,测试次数 测试肌力,慢速或中速,重复5次 测试肌肉耐力,快速测试,重复2025次(运动员可达30次) 间歇时间 每种测试速度之间,间歇60秒 耐力测试后,间歇90秒以上 两侧肢体,间歇35分钟 测试频率 1次/月 预测试 :使患者熟悉测试方法和要领(3次亚极量),等速肌力测试的指标及意义,峰力矩(peak torque,PT)指肌肉收缩产生的最大力矩输出,即力矩曲线上最高点处的力矩值 意义:代表了肌肉收缩产生的最大肌力,具有较高准确性和可重复性,为黄金指标和参照值 单位:牛顿米(N m),等速肌力测试的力矩曲线图,峰力矩,力矩,关节活动范围,TAE,1/8秒,向心肌力测试力矩速度曲线图,在等速向心肌力测试中PT值随着测试角速度的增加而降低,即力矩-速度曲线 意义:由于不同肌纤维在肌肉收缩过程中产生的募集能力不同所致。肌肉慢速(低角速度)向心收缩时,型肌纤维和型肌纤维都能被募集。随着运动角速度的增加,被募集的肌纤维减少,肌肉力矩输出下降,力矩,测试速度,等速肌力测试的指标及意义,峰力矩体重比(peak torque to body weight ratio,PT/BW)指单位体重的峰力矩值 意义:代表肌肉收缩的相对肌力,可用于不同体重的个体或人群之间的肌力比较 峰力矩角度(angle of peak torque, AOPT)指力矩曲线中,峰力矩所对应的角度 意义:代表肌肉收缩的最佳用力角度,等速肌力测试的指标及意义,指定角度的峰力矩值(peak torque at additional angle)等速仪器可以自动计算出关节活动中任意角度所对应的力矩值 意义:比较两侧指定角度的力矩值,等速肌力测试的指标及意义,总作功和单次最大作功(set total work (STW)and total work(TW))作功为力矩乘以距离,即力矩曲线下的总面积 STW指重复收缩作功量之和 TW指重复收缩中最大一次作功量 意义:作功与峰力矩值有较好的一致性 即峰力矩值,作功量 但作功量还与关节活动范围有关 单位:焦耳(J),等速肌力测试的指标及意义,平均功率(average power,AP)指单位时间内肌肉的作功量 目的:反映肌肉作功的效率 意义:AP值与测试速度有关 即在一定范围内,测试速度, AP值 单位:瓦(W),等速肌力测试的指标及意义,力矩加速能(torque acceleration energy,TAE)指肌肉最初1/8秒的作功量 意义:反映肌肉最初收缩产生力矩的速率和作功能力,可代表肌肉收缩的爆发能力 单位:焦耳(J),等速肌力测试的指标及意义,耐力比(endurance ratio,ER)指肌肉重复收缩时的耐疲劳能力(两种方法) 作一组重复最大肌肉收缩后,后半组肌肉作功量与前半组肌肉做功量之比 作一组2025次最大重复运动后,最后5次作功量与最前5次作功量之比 单位:百分比,等速肌力测试的指标及意义,主动肌与拮抗肌峰力矩之比(peak torque ratio)指等速肌力测试中,主动肌与拮抗肌两组肌群峰力矩的比值 意义:判断肌力平衡情况,对判断关节稳定性有一定意义,慢速时较为准确 膝关节屈肌和伸肌峰力矩比值,简称H/Q比值(正常人60/s时, H/Q大约60%70%,随运动速度增快, H/Q略增大 ),等速肌力测试的指标及意义,平均关节活动范围(average range of motion,AROM) 意义:判断关节活动障碍情况,帮助判断两侧肌群作功量差异的原因,测试结果的判断,患者两侧肌力的自身比较 临床上最常用的评价方法 建立在两侧肢体肌肉功能基本对称的基础上 方法: 两侧指标相差10%以内为正常 两侧指标相差11%20%为可疑异常 两侧指标相差20%为异常 (PT较为准确、 TW、AP和TAE中等、ER可信度较低 ),测试结果的判断,峰力矩体重比: 如果患者两侧肌力均有改变,可计算峰力矩体重比,用相对峰力矩值与正常人基础值进行比较,然后判断,测试结果的判断,与正常数据进行比较 需要建立一个不同年龄组、性别、不同种族的正常值数据库 如下表,健康男性青年膝关节等速向心和离心测试PT、TW和AP值(数据库),等速肌力测试力矩曲线形态的分析,是判断肌肉功能的一个重要指标 通常选用慢速测试(60/s)时,获得的力矩曲线,此时力矩值较大,曲线上升、下降较为缓慢、清晰,便于分析和判断 力矩曲线的异常通常是非特异性的,仅作为辅助检查,并不能确诊病因,膝关节肌肉萎缩力矩曲线特征,特征:力矩值减少,曲线普遍低平,但曲线光滑,关节活动范围,力矩,正常力矩曲线力矩速率(TRTD),正常力矩曲线的力矩速率(time rate of torque development,TRTD)通常在象限1/3上,关节活动范围,力矩,1/3,1/3,1/3,30,30,30,TRTD,肌肉萎缩时力矩速率(TRTD),肌肉萎缩时(TRTD)通常在象限的中或下1/3,1/3,30,30,30,TRTD,关节活动范围,力矩,1/3,1/3,前交叉韧带损伤的力矩曲线特征,主要表现在伸肌力矩曲线上 特征:伸肌力矩曲线中部出现一段平台样异常曲线 发生机制:前交叉韧带损伤 膝关节在伸膝时前部和两侧不稳定 力矩曲线中间区域的平台样改变 见下图,前交叉韧带损伤的伸膝力矩曲线,关节活动度,力矩,平台,半月板损伤力矩曲线特征,特征:伸肌力矩曲线初始可以是正常,但在曲线中部可有双峰或明显“W”型异常波峰,并且患侧PT值较健侧降低 发生机制:由于损伤的半月板在伸膝时受到挤压或扭转的结果 见下图,半月板损伤时的伸膝力矩曲线,关节活动度,力矩,双峰/W,膝关节骨关节炎力矩曲线特征,特征:伸肌曲线初始正常,达到某一角度时,曲线明显下降,通过该角度后力矩曲线又上升,形成一双峰样改变 发生机制:主要原因是疼痛性抑制 关节表面病理性改变,当伸膝达到该病变部位,较大的压力传递到受神经支配的软骨下骨,引起疼痛,导致肌力下降,通过该部位后,肌力又上升 见下图,膝关节骨关节炎伸膝力矩曲线,关节活动度,力矩,双峰,肩关节撞击综合征力矩曲线特征,特征:进行肩关节外展/内收测试可见,力矩曲线的中部,有一明显的下降曲线 发生机制:由于肩关节活动到一定部位引起疼痛,而使力矩曲线明显下降,通过这个部位后力矩曲线重新上升 见下图,肩关节撞击综合征肩内收/外展力矩曲线,关节活动度,力矩,外展,内收,肩周炎力矩曲线特征,特征:肩关节屈/伸肌的力矩曲线普遍较低,产生的力矩曲线极不稳定,且关节活动明显受限 发生机制:主要是疼痛抑制性,特别在关节活动末端,由于疼痛使患者力矩输出减少,关节活动范围缩小 见下图,肩周炎肩关节屈/伸力矩曲线,关节活动度,力矩,屈,伸,等速肌力测试信度和效度的研究,信度 PT最好、TW和AP中等、肌肉耐力较低 效度 运动电位振幅(EMG) 单位面积肌纤维含量(肌活检技术) 肌肉横断面积(CT或MRI),等速肌力测试的注意事项,掌握好适应证和禁忌证 高血压、心脏病患者病情控制后再进行测试 测试中应避免闭气用力,以免发生意外 应避免受试者在疲劳状态或饱餐后进行测试 建议下肢测试安排在PM6:007:30这个时间 为保证测试结果有可比性,重复测试应尽量安排在一天中相同的时间段内进行,等速肌力测试的注意事项,测试的规范化 制定严格的操作规程 等速仪器的标定 每月用系统标定程序标定一次,减少误差 受试者的主观用力 应以言语鼓励患者竭尽全力 同时保证重复测试中言语引导的标准化,THANKS!,
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