膝关节损伤后期膝屈伸肌等速肌力测试随访研究
作者：谢光柏1 姚文均1 陶新民1 曹曼林1 董贺玲1 吴海山2
单位：1 第二军医大学附属长征医院康复医学科，上海市凤阳路415号，200003；2 长征医院骨科
关键词：等速测试；膝关节损伤；康复评定
膝关节损伤后期膝屈伸肌等速肌力测试随访研究 摘要 目的：研究膝关节损伤后期伴有膝功能障碍患者膝屈伸肌的功能状态，探索膝屈伸肌力量比值与保持关节稳定、退行性骨关节病变与关节损伤的关系。方法： 采用Cybex-330型等速运动测试仪对24例膝关节损伤患者的双侧膝屈伸肌进行等速肌力测试，并结合双膝关节X-线摄片检查进行评定。结果：患膝、健膝屈伸肌峰力矩、单次最大做功量和平均功率在不同测试速度(60°/s、120°/s和180°/s)时均有不同程度下降，患膝下降更明显，双侧比较有显著性差异(P<0.01)；由于膝屈伸肌力量的同步下降，在慢、中速测试时屈膝肌力矩值与伸膝肌力矩值的比值保持在正常值范围；X-线检查患膝或健膝均有不同程度的退行性骨关节病变发生。结论：膝关节损伤后期影响关节功能的因素是膝屈伸肌力量的下降、退行性骨关节炎等；认为对膝关节损伤病人的康复训练应同步增强膝屈伸肌力量，这对保持膝关节的稳定性，防治退行性骨关节病变的发生、发展有重要作用。
, 百拇医药
Isokinetic evaluation of knee flexors and extensors strength following late stage of knee joint injuries/XIE Guangbo,YAO Wenjun,TAO Xinmin,et al//Chinese Journal of Rehabilitation Medicine, 1998, 13(1):6～10
Abstract Objective：To evaluate the function status of knee flexors and extensors strength, and hamstring/quadriceps(H/Q) in patients with knee joint dysfunction after knee joint injuries to find the possible relationship among different H/Q ratios,knee joint degeneration and long-term outcome. Methods：Twenty-four patients with knee joint dysfunction after knee joint injuries received isokinetic dynamometer testing in both knees flexors and extensors strength with the Cybex-330 isokinetic dynamometer, and X-ray examination. Results：The peak torque values, total work and average power of both knee flexors and extensors were low at three angular velocities (60°/s,120°/s,180°/s ), especially in the involved knee than in the uninvolved knee.The H/Q values of both knees were normal (60°/s,120°/s), and X-ray indicated knee joint degeneration changes in involved or in uninvolved knee. Conclusion：The study suggested that main reasons of the knee dysfunction following knee joint injuries were osteoarthritis and the strength of the knee flexors and extensors decrease.Increase of the strength of both flexors and extensors might play an important role in maintaining the stability of the knee joint.
, 百拇医药
Author′s address Dept. of Rehabilitation Medicine , Changzheng Hospital , The 2nd Military Medical University , Shanghai, 200003
Key words Isokinetic testing; Knee joint injuries; Rehabilitation evaluation
自Hislop〔1〕等在1967年首次介绍等速运动概念以来，国内外已广泛采用等速运动模式进行运动肌肉的功能测试、评定和恢复运动肌的运动能力的康复训练〔2～5〕。许多研究者〔6,7〕采用等速肌力测试法评定膝主动肌、拮抗肌在膝关节功能活动中的关系、膝屈伸肌在保持膝关节功能稳定中的作用，以及通过膝屈伸肌等速肌力测试结果来指导膝关节损伤后的康复训练，并认为等速肌力测试法对评定肌肉骨骼系统的机能状态和对运动系统损伤后的功能恢复的疗效评定是一种客观的定量指标。
, 百拇医药
本研究的目的是基于我们以前的研究〔4〕，通过对双侧膝屈伸肌等速肌力测试研究和放射学检查，评定膝关节损伤后期仍患有膝功能紊乱病人膝屈伸肌的功能状况、膝关节损伤后期的骨关节的放射学改变与膝关节功能的关系，为开展膝关节损伤的康复治疗提供理论依据。
1 资料与方法
1.1 研究对象
本研究在门诊病人中随机选择24例膝关节损伤后期仍有关节功能紊乱的患者。男11例，女13例；年龄28～54岁，平均41.71±6.20岁；体重49～78kg，平均62.00±9.00kg；均为单侧膝关节病损，以另一侧膝为对照，其中右侧损伤15例，左侧9例；等速肌力测试评定的随防时间距膝关节损伤的时间为5～8年，平均5.2±1.4年。
所有病人在膝关节损伤初期均进行非手术处理，如膝关节石膏或绷带固定制动，平均制动时间3.1±1.8周。在去除外固定后均能进行膝关节正常的负重活动。在膝屈伸肌等速测试评定前，全部病人均有不同程度的膝关节肿痛，部分病人伴有不同程度的膝关节活动受限。
, 百拇医药
表1 膝关节损伤患者的一般情况(
)
一般
情况
女性 ( n=13 )
男性 ( n=11 )
范围
平均
范围
平均
年龄
, 百拇医药
(y)
33～50
42.73±7.53
28～54
40.85±4.96
身高
(cm)
158～173
162.34±10.28
164～179
170.18±9.42
体重
, 百拇医药
(kg)
49～74
57.46±7.30
50～78
67.36±8.00
1.2 测试评定装置及方法
膝关节功能评定包括膝屈伸肌等速肌力测试评定和双侧膝X-线放射学检查。
等速肌力测试评定采用Cybex-330型等速测试系统(Division of Lumex Inc Ronkonkoma,New York)，测试前对测试系统进行常规校正。测试内容为双侧膝屈伸肌分别在测试速度为60°/s、120°/s、180°/s时三组等速屈伸膝运动，运动次数均为5次。考虑病人存在不同程度功能障碍，因此，在本测试研究中未进行膝屈伸肌耐力测试。具体测试方法详见我们以前的研究报道〔4〕。
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1.3 测试评定指标
双侧膝屈伸肌峰力矩(peak torque, PT)、单次最大做功量(total work,TW)、平均功率(average power, AP)及其占体重比的比值、膝屈伸力量比值。
1.4 统计学处理
对患侧膝、健侧膝在不同测试速度的测试结果进行t检验。
2 结果
不同测试速度双侧膝屈伸肌峰力矩值及占体比的比较见表2。
患膝、健膝在不同测试速度下膝屈伸肌单次做功量及占体重比的比较见表3。
不同测试速度双侧膝屈伸肌的平均功率及占体重比的比较见表4。
, 百拇医药
不同性别患膝、健膝屈伸肌峰力矩值及占体重比的比较见表5。
患膝、健膝在不同测试速度的屈伸比值(H/Q)，即绳肌(hamstring,H)与股四头肌(quadriceps,Q)力量的比率，结果见表6。
不同性别患者患膝、健膝屈肌和伸峰力矩比值的比较见表7。
表2 患侧膝、健侧膝屈伸肌峰力矩值及占体重比的比较单位:N*m ()
肌群
运动速度
(°/s)
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患侧膝
健侧膝
双侧同名肌
相差(%)
峰力矩(N*m)
体重比(N*m/kg)
峰力矩(N*m)
体重比(N*m/kg)
屈肌
60
32.13±17.82①
0.51±0.30
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46.96±15.47①
0.75±0.34
32.79±27.11
120
24.54±14.33①
0.38±0.26
34.67±16.62①
0.54±0.32
39.88±27.29
180
13.42±14.02②
, http://www.100md.com
0.21±0.20
17.25±14.42②
0.26±0.22
44.96±22.88
伸肌
60
59.00±25.86①
0.94±0.48
82.08±24.18①
1.31±0.64
29.13±22.71
, 百拇医药
120
47.42±23.09①
0.74±0.45
63.04±21.53①
1.01±0.50
29.54±21.47
180
32.83±20.29③
0.52±0.32
39.46±20.01③
0.62±0.38
, 百拇医药
30.21±24.33
注：患侧膝与健侧膝比较， ①P<0.01, ②P<0.05, ③P>0.05 表3 患膝、健膝单次最大做功量及占体重比的比较单位:焦耳(J) ( )
肌群
测试速度
(°/s)
患侧膝
健侧膝
双侧同名肌
相差(%)
, 百拇医药
做功量(J)
体重比(J/kg)
做功量(J)
体重比(J/kg)
屈肌
60
33.67±21.01①
0.53±0.35
52.67±27.14①
0.86±0.43
38.42±28.42
, 百拇医药
120
23.29±17.16①
0.37±0.29
35.83±24.00①
0.56±0.40
55.67±67.43
180
11.17±15.41①
0.81±0.22
16.46±16.78①
0.26±0.25
, 百拇医药
48.67±52.10
伸肌
60
60.58±23.60①
0.94±0.52
86.42±22.80①
1.35±0.62
31.75±23.97
120
49.58±23.73①
0.79±0.52
, 百拇医药
66.54±24.03①
1.06±0.60
31.63±24.47
180
31.58±22.30②
0.51±0.36
41.25±21.17②
0.65±0.42
33.42±41.54
注：患侧膝与健侧膝比较， ①P<0.01, ②P>0.05 表4 患膝、健膝屈伸肌平均功率及占体重比的比较单位: 瓦(W) ( )
, 百拇医药
肌群
测试速度
(°/s)
患侧膝
健侧膝
双侧同名肌
相差(%)
平均功率(W)
体重比(W/kg)
平均功率(W)
体重比(W/kg)
屈肌
60
, 百拇医药
18.13±14.50①
0.27± 0.17
28.08±17.99①
0.43±0.22
36.88±12.34
120
26.04±18.92①
0.39±0.21
38.04±23.32①
0.59±0.32
, 百拇医药 49.71±13.65
180
22.38±22.32①
0.34±0.41
30.50±21.07①
0.46±0.44
56.50±15.75
伸肌肉
60
32.04±13.56①
0.49±0.21
, http://www.100md.com
46.54±17.45①
0.71±0.33
30.42±22.89
120
50.29±17.79①
0.88±0.43
74.71±15.36①
1.15±0.51
29.04±21.07
180
65.17±21.52②
, 百拇医药
1.04±0.51
85.00±21.98②
1.33±0.80
37.58±20.91
注： 患侧膝与健侧膝比较，①P<0.01,②P<0.05 表5 不同性别患者患膝、健膝屈伸肌峰力矩及占体重比的比较单位: N*m ( )
肌群
测试速度
(°/s)
, http://www.100md.com
女性(n＝13)
女性(n＝13)
患侧
健侧
患侧
健侧
峰力矩
体重比
峰力矩
体重比
峰力矩
体重比
峰力矩
, http://www.100md.com
体重比
屈肌
60
24.85±12.56①②
0.42
35.00±9.60①②
0.61
40.73±19.77①②
0.63
61.09±23.32①②
0.92
, 百拇医药
120
20.08±9.84①②
0.32
25.54±8.03①②
0.41
29.82±17.31①②
0.46
45.45±23.90①②
0.69
180
8.92±4.41①②
, 百拇医药
0.14
11.54±5.77①②
0.20
18.64±19.37①②
0.28
24.04±18.59①②
0.36
伸肌
60
48.62±23.98①②
0.82
, http://www.100md.com
63.69±21.06①②
1.14
71.27±23.29①②
1.09
103.82±43.09①②
1.58
120
38.62±15.96①②
0.64
49.46±12.08①②
, 百拇医药 0.84
57.27±26.47①②
0.90
79.09±39.10①②
1.181
180
18.38±9.79①②
0.31
27.62±10.55①②
0.45
43.18±24.79①②
, 百拇医药
0.66
53.45±30.13①②
0.80
注：①同性别患膝与健膝比较，P<0.05；②不同性别患膝与患膝、健膝与健膝比较，P<0.01 表6 患膝与健膝H/Q值的比较单位: % ()
测试速度
(°/s)
患 膝
健 膝
, http://www.100md.com 峰力矩(%)
单次做功量(%)
平均功率(%)
峰力矩(%)
单次做功量(%)
平均功率(%)
60
54.63±27.03
56.38±25.37
56.04±27.15
57.21±16.01
60.33±15.26
, http://www.100md.com
59.75±15.81
120
51.67±21.35
51.21±22.57
51.75±22.09
54.49±18.00
53.92±17.71
50.92±18.23
180
40.71±25.59
34.71±26.46
, 百拇医药 34.75±26.82
43.08±22.58
39.08±24.22
36.88±24.55
注：患侧膝与健侧膝比较，P>0.05 表7 患膝、健膝屈伸肌峰力矩比值的比较()
测试速度
(°/s)
女性(n=13)
男性(n=11)
, http://www.100md.com
患膝(%)
健膝(%)
患膝(%)
健膝(%)
60
51.08±46.82①②
54.31±21.45①②
58.09±28.88①②
58.64±16.10①②
120
51.85±23.45①②
, http://www.100md.com
51.54±21.68①②
51.09±19.36①②
57.18±13.15①②
180
48.31±23.88①②
44.15±22.47①②
43.12±28.55①②
45.00±23.82①②
注：①同性别患侧膝与健侧膝比较，P>0.05;②不同性别患侧膝与患侧膝、健侧膝与健侧膝比较，P>0.05
, 百拇医药
放射学检查：患侧膝、健侧膝普通X-线正侧位摄片检查结果，患膝或健膝表现不同程度的骨性关节炎改变，与老年性退行性骨关节炎的变化有相似之处。在参与本研究的患者中主要表现为骨质增生、关节间隙狭窄、韧带钙化等，24例患者中患膝有骨性关节炎改变者17例，占70.83%；健膝有骨关节炎改变者13例，占54.17%。
3 讨论
3.1 膝关节损伤对膝屈伸肌功能的影响
研究表明〔8,9〕，膝关节损伤或关节手术后长时间的制动、固定均会导致不同程度的膝屈伸肌肉萎缩，膝屈伸肌力下降，影响膝关节的稳定性；膝关节损伤后期易继发骨性关节炎改变。我们以前的研究也证实〔4〕，膝关节损伤后易影响膝屈伸肌力，导致膝关节功能下降，后期伴有不同程度的创伤性骨关节炎改变。故充分恢复膝屈伸肌的功能是膝关节损伤后康复治疗的首要任务，也是创伤康复成功的标志。
, 百拇医药
表2、5结果表明，膝关节后期仍有关节功能障碍的患者，双侧膝屈伸肌力均明显下降，患膝减弱的程度大于健膝。在三种测试速度时，尤以慢速测试更明显，这与大多数研究的结果基本一致〔8,3〕。患膝、健膝在不同测试速度时膝屈伸肌峰力矩值为伸肌大于屈肌。两侧比较，除膝伸肌在快速测试(180°/s)时外，患膝与健膝屈伸肌峰力矩值的比较有显著性差异。
膝关节损伤后膝屈伸肌力的减弱是由多种因素的综合结果。关节损伤后早期主要是由于关节疼痛、关节活动受限等导致膝屈伸肌不同程度的废用性萎缩，膝屈伸肌力下降；另一方面，关节疼痛通过神经系统，使肌肉组织产生保护性抑制反应也是肌力减退的原因之一。随着病变发展加重，不适当地减少患膝或健膝的正常活动量，或健膝过度负荷量的增加，后期健膝屈伸肌也将受到一定的影响，导致健膝屈伸肌功能下降，其减弱程度明显小于患侧膝，这一点也得到大多数研究的证实。
膝关节损伤后期除上述因素影响膝关节功能外，膝屈伸肌力减弱，关节功能下降还与创伤性骨关节炎的发生有明显的关系。研究表明〔10〕，创伤性骨关节炎的病理改变与老年性退行膝关节炎有相似之处。Hsieh〔11〕等认为膝关节慢性炎性病变常表现为Ⅱ型肌纤维的萎缩。在肌肉组织中Ⅱ型肌纤维是一种快肌纤维，较I型快肌纤维容易疲劳。通常膝关节损伤后短期的制动以I型肌纤维萎缩为主，而长期活动受限则表现为Ⅱ型肌纤维的萎缩为主〔12〕。膝关节损伤后期表现为一种慢性退行性疾病，因此导致膝屈伸肌Ⅱ型肌纤维的废用性萎缩为主。表3、4表明，患膝、健膝屈伸肌的单次最大做功量、平均功率在不同测试速度时均下降，以患膝下降更明显，两侧相比有显著性差异。认为肌肉组织这些功能指标与II型肌纤维的作用有密切关系。在本研究中考虑患膝有较明显的临床症状，因而未测试反映I型肌纤维作用的功能指标——肌耐力比。
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3.2 膝屈肌与伸肌力量比值的变化
膝屈肌和膝伸肌力量比值(H/Q)实际上代表绳肌与股四头肌力量比率。H/Q比值一定对于保持关节稳定有重要意义。有研究表明〔2〕，在慢速测试时H/Q比值一般在50%～60%范围内。表6、7结果表明，在慢、中速测试时患膝健膝的H/Q比值均保持在正常范围内，这主要与膝屈伸肌力量的同步下降(见表2、5)使H/Q比值保持一定。两侧比较无显著性差异。本研究结果表明，膝关节损伤后膝H/Q比值在不同性别的患膝或健膝没有一个固定的变化范围，绝对的H/Q比值不能作为膝关节损伤后期的一个特定的评定指标。如寻求一个特定的H/Q比值作为膝关节损伤后康复训练的疗效评定指标是不明智的；应参照正常人群的正常H/Q比值范围、两侧膝H/Q比值的绝对相差值以及膝屈伸肌力矩值的绝对值等作综合评价分析，如膝屈伸肌力同步改变可使H/Q比值保持一定，甚至在正常值范围，但膝关节仍存在不稳定性。因此，对膝关节损伤病人的肌力增强康复训练应以膝屈伸肌力的同步增加，使膝屈伸肌力量进一步协调，从而才能保持膝关节的稳定性。
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3.3 膝关节损伤后期的骨性关节炎变化
本研究结果表明，膝关节损伤后期患膝和/或健膝有退行骨关节病变发生，其发生率较有关报道的40%偏高〔13〕，这可能与我们研究的病人年龄偏大，本身就伴发老年性退行性骨关节病变有关。关节损伤后由于关节疼痛、不适当的关节制动等导致关节稳定结构的废用性萎缩，影响关节的动态平衡，从而使关节面及关节软骨的局部应力增大，一方面使膝关节力学负载能力发生改变，另一方面也影响骨及关节软骨的正常营养与代谢，从而使关节发生退行骨关节病变。Casscell〔14〕认为，膝关节损伤行半月板切除后几乎不可避免地发生不同程度的膝关节退行性改变。退行性骨关节炎的关节疼痛是造成肌肉萎缩的最主要的间接因素。膝屈伸肌功能的下降又影响膝关节的稳定性，使退行性骨关节病变加重，形成恶性循环。因此，加强膝关节损伤后的康复训练，增强膝屈伸肌力量并使持其处在动态平衡状态，这对保持膝关节的正常稳定性，防治退行性骨关节炎的发生与发展、增强膝关节功能有重要作用。
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4 参考文献
1 Hislop HJ,et al. The isokinetic concept of exercise. Phys Ther，1967,47:114.
2 李国平，等. 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.
3 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.
4 谢光柏，等. 膝关节外伤后的等速肌力测试研究. 中国康复医学杂志, 1996,11:207.
5 Lord JP,et al. Isometric and isokinetic measurement of hamstring and quadriceps strength. Arch Phys Med Rehabil,1992,73:324.
, 百拇医药
6 Campbell DE,et al. Rehabilitation of knee flexor and knee extensor muscle strength in patients with meniscectomies,ligamentous repairs,and chondromalacia. Phys Ther,1982,62:10.
7 Wyatt MP,et al. Comparison of quadriceps and hamstrings torque values during isokinetic exercise. J Orthop Sports Phys Ther, 1981,3:48.
8 Kannus P,et al. Kneeflexor/extensor strength ratio in follow-up of acute knee distortion injuries.Arch Phys Med Rehabil,1990,71:38.
, 百拇医药
9 Harter RA,et al. Isokinetic evaluation of quadriceps and hamstrings symmetry following anterior cruciate ligament reconstruction.Arch Phys Med Rehabil,1990,71:465.
10 吴海山，等. 老年性退变膝: 临床分级关节镜评价与光电镜观察.中华老年医学杂志，1994,13:330.
11 Hsieh LF，et al.Isokinetic and isometric testing of knee musculature in patients with rheumatoid arthritis with mild knee involement. Arch Phys Med Rehabil,1987,69:294.
12 Kannus P, et al. Thigh muscle function after partial tear of the meddial ligament compartment of the knee. Med Sci Sports Exer, 1991,23:4.
13 范时雨，等. 半月板成形术治疗膝关节盘状软骨损伤. 骨与关节损伤杂志，1996,11:345.
14 Casscell SW. The torn or degreated meniscus and its relationship to degneration of the weight bearing areas of the femur and tibia. Clin Orthop,1978,132:196.
收稿日期：1997-03-08, http://www.100md.com(谢光柏1 姚文均1 陶新民1 曹曼林1 董贺玲1 吴海山2)
单位：1 第二军医大学附属长征医院康复医学科，上海市凤阳路415号，200003；2 长征医院骨科
关键词：等速测试；膝关节损伤；康复评定
膝关节损伤后期膝屈伸肌等速肌力测试随访研究 摘要 目的：研究膝关节损伤后期伴有膝功能障碍患者膝屈伸肌的功能状态，探索膝屈伸肌力量比值与保持关节稳定、退行性骨关节病变与关节损伤的关系。方法： 采用Cybex-330型等速运动测试仪对24例膝关节损伤患者的双侧膝屈伸肌进行等速肌力测试，并结合双膝关节X-线摄片检查进行评定。结果：患膝、健膝屈伸肌峰力矩、单次最大做功量和平均功率在不同测试速度(60°/s、120°/s和180°/s)时均有不同程度下降，患膝下降更明显，双侧比较有显著性差异(P<0.01)；由于膝屈伸肌力量的同步下降，在慢、中速测试时屈膝肌力矩值与伸膝肌力矩值的比值保持在正常值范围；X-线检查患膝或健膝均有不同程度的退行性骨关节病变发生。结论：膝关节损伤后期影响关节功能的因素是膝屈伸肌力量的下降、退行性骨关节炎等；认为对膝关节损伤病人的康复训练应同步增强膝屈伸肌力量，这对保持膝关节的稳定性，防治退行性骨关节病变的发生、发展有重要作用。
, 百拇医药
Isokinetic evaluation of knee flexors and extensors strength following late stage of knee joint injuries/XIE Guangbo,YAO Wenjun,TAO Xinmin,et al//Chinese Journal of Rehabilitation Medicine, 1998, 13(1):6～10
Abstract Objective：To evaluate the function status of knee flexors and extensors strength, and hamstring/quadriceps(H/Q) in patients with knee joint dysfunction after knee joint injuries to find the possible relationship among different H/Q ratios,knee joint degeneration and long-term outcome. Methods：Twenty-four patients with knee joint dysfunction after knee joint injuries received isokinetic dynamometer testing in both knees flexors and extensors strength with the Cybex-330 isokinetic dynamometer, and X-ray examination. Results：The peak torque values, total work and average power of both knee flexors and extensors were low at three angular velocities (60°/s,120°/s,180°/s ), especially in the involved knee than in the uninvolved knee.The H/Q values of both knees were normal (60°/s,120°/s), and X-ray indicated knee joint degeneration changes in involved or in uninvolved knee. Conclusion：The study suggested that main reasons of the knee dysfunction following knee joint injuries were osteoarthritis and the strength of the knee flexors and extensors decrease.Increase of the strength of both flexors and extensors might play an important role in maintaining the stability of the knee joint.
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Author′s address Dept. of Rehabilitation Medicine , Changzheng Hospital , The 2nd Military Medical University , Shanghai, 200003
Key words Isokinetic testing; Knee joint injuries; Rehabilitation evaluation
自Hislop〔1〕等在1967年首次介绍等速运动概念以来，国内外已广泛采用等速运动模式进行运动肌肉的功能测试、评定和恢复运动肌的运动能力的康复训练〔2～5〕。许多研究者〔6,7〕采用等速肌力测试法评定膝主动肌、拮抗肌在膝关节功能活动中的关系、膝屈伸肌在保持膝关节功能稳定中的作用，以及通过膝屈伸肌等速肌力测试结果来指导膝关节损伤后的康复训练，并认为等速肌力测试法对评定肌肉骨骼系统的机能状态和对运动系统损伤后的功能恢复的疗效评定是一种客观的定量指标。
, 百拇医药
本研究的目的是基于我们以前的研究〔4〕，通过对双侧膝屈伸肌等速肌力测试研究和放射学检查，评定膝关节损伤后期仍患有膝功能紊乱病人膝屈伸肌的功能状况、膝关节损伤后期的骨关节的放射学改变与膝关节功能的关系，为开展膝关节损伤的康复治疗提供理论依据。
1 资料与方法
1.1 研究对象
本研究在门诊病人中随机选择24例膝关节损伤后期仍有关节功能紊乱的患者。男11例，女13例；年龄28～54岁，平均41.71±6.20岁；体重49～78kg，平均62.00±9.00kg；均为单侧膝关节病损，以另一侧膝为对照，其中右侧损伤15例，左侧9例；等速肌力测试评定的随防时间距膝关节损伤的时间为5～8年，平均5.2±1.4年。
所有病人在膝关节损伤初期均进行非手术处理，如膝关节石膏或绷带固定制动，平均制动时间3.1±1.8周。在去除外固定后均能进行膝关节正常的负重活动。在膝屈伸肌等速测试评定前，全部病人均有不同程度的膝关节肿痛，部分病人伴有不同程度的膝关节活动受限。
, 百拇医药
表1 膝关节损伤患者的一般情况(
)一般
情况
女性 ( n=13 )
男性 ( n=11 )
范围
平均
范围
平均
年龄
, 百拇医药
(y)
33～50
42.73±7.53
28～54
40.85±4.96
身高
(cm)
158～173
162.34±10.28
164～179
170.18±9.42
体重
, 百拇医药
(kg)
49～74
57.46±7.30
50～78
67.36±8.00
1.2 测试评定装置及方法
膝关节功能评定包括膝屈伸肌等速肌力测试评定和双侧膝X-线放射学检查。
等速肌力测试评定采用Cybex-330型等速测试系统(Division of Lumex Inc Ronkonkoma,New York)，测试前对测试系统进行常规校正。测试内容为双侧膝屈伸肌分别在测试速度为60°/s、120°/s、180°/s时三组等速屈伸膝运动，运动次数均为5次。考虑病人存在不同程度功能障碍，因此，在本测试研究中未进行膝屈伸肌耐力测试。具体测试方法详见我们以前的研究报道〔4〕。
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1.3 测试评定指标
双侧膝屈伸肌峰力矩(peak torque, PT)、单次最大做功量(total work,TW)、平均功率(average power, AP)及其占体重比的比值、膝屈伸力量比值。
1.4 统计学处理
对患侧膝、健侧膝在不同测试速度的测试结果进行t检验。
2 结果
不同测试速度双侧膝屈伸肌峰力矩值及占体比的比较见表2。
患膝、健膝在不同测试速度下膝屈伸肌单次做功量及占体重比的比较见表3。
不同测试速度双侧膝屈伸肌的平均功率及占体重比的比较见表4。
, 百拇医药
不同性别患膝、健膝屈伸肌峰力矩值及占体重比的比较见表5。
患膝、健膝在不同测试速度的屈伸比值(H/Q)，即绳肌(hamstring,H)与股四头肌(quadriceps,Q)力量的比率，结果见表6。
不同性别患者患膝、健膝屈肌和伸峰力矩比值的比较见表7。
表2 患侧膝、健侧膝屈伸肌峰力矩值及占体重比的比较单位:N*m (
)肌群
运动速度
(°/s)
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患侧膝
健侧膝
双侧同名肌
相差(%)
峰力矩(N*m)
体重比(N*m/kg)
峰力矩(N*m)
体重比(N*m/kg)
屈肌
60
32.13±17.82①
0.51±0.30
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46.96±15.47①
0.75±0.34
32.79±27.11
120
24.54±14.33①
0.38±0.26
34.67±16.62①
0.54±0.32
39.88±27.29
180
13.42±14.02②
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0.21±0.20
17.25±14.42②
0.26±0.22
44.96±22.88
伸肌
60
59.00±25.86①
0.94±0.48
82.08±24.18①
1.31±0.64
29.13±22.71
, 百拇医药
120
47.42±23.09①
0.74±0.45
63.04±21.53①
1.01±0.50
29.54±21.47
180
32.83±20.29③
0.52±0.32
39.46±20.01③
0.62±0.38
, 百拇医药
30.21±24.33
注：患侧膝与健侧膝比较， ①P<0.01, ②P<0.05, ③P>0.05 表3 患膝、健膝单次最大做功量及占体重比的比较单位:焦耳(J) (
)肌群
测试速度
(°/s)
患侧膝
健侧膝
双侧同名肌
相差(%)
, 百拇医药
做功量(J)
体重比(J/kg)
做功量(J)
体重比(J/kg)
屈肌
60
33.67±21.01①
0.53±0.35
52.67±27.14①
0.86±0.43
38.42±28.42
, 百拇医药
120
23.29±17.16①
0.37±0.29
35.83±24.00①
0.56±0.40
55.67±67.43
180
11.17±15.41①
0.81±0.22
16.46±16.78①
0.26±0.25
, 百拇医药
48.67±52.10
伸肌
60
60.58±23.60①
0.94±0.52
86.42±22.80①
1.35±0.62
31.75±23.97
120
49.58±23.73①
0.79±0.52
, 百拇医药
66.54±24.03①
1.06±0.60
31.63±24.47
180
31.58±22.30②
0.51±0.36
41.25±21.17②
0.65±0.42
33.42±41.54
注：患侧膝与健侧膝比较， ①P<0.01, ②P>0.05 表4 患膝、健膝屈伸肌平均功率及占体重比的比较单位: 瓦(W) (
), 百拇医药
肌群
测试速度
(°/s)
患侧膝
健侧膝
双侧同名肌
相差(%)
平均功率(W)
体重比(W/kg)
平均功率(W)
体重比(W/kg)
屈肌
60
, 百拇医药
18.13±14.50①
0.27± 0.17
28.08±17.99①
0.43±0.22
36.88±12.34
120
26.04±18.92①
0.39±0.21
38.04±23.32①
0.59±0.32
, 百拇医药 49.71±13.65
180
22.38±22.32①
0.34±0.41
30.50±21.07①
0.46±0.44
56.50±15.75
伸肌肉
60
32.04±13.56①
0.49±0.21
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46.54±17.45①
0.71±0.33
30.42±22.89
120
50.29±17.79①
0.88±0.43
74.71±15.36①
1.15±0.51
29.04±21.07
180
65.17±21.52②
, 百拇医药
1.04±0.51
85.00±21.98②
1.33±0.80
37.58±20.91
注： 患侧膝与健侧膝比较，①P<0.01,②P<0.05 表5 不同性别患者患膝、健膝屈伸肌峰力矩及占体重比的比较单位: N*m (
)肌群
测试速度
(°/s)
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女性(n＝13)
女性(n＝13)
患侧
健侧
患侧
健侧
峰力矩
体重比
峰力矩
体重比
峰力矩
体重比
峰力矩
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体重比
屈肌
60
24.85±12.56①②
0.42
35.00±9.60①②
0.61
40.73±19.77①②
0.63
61.09±23.32①②
0.92
, 百拇医药
120
20.08±9.84①②
0.32
25.54±8.03①②
0.41
29.82±17.31①②
0.46
45.45±23.90①②
0.69
180
8.92±4.41①②
, 百拇医药
0.14
11.54±5.77①②
0.20
18.64±19.37①②
0.28
24.04±18.59①②
0.36
伸肌
60
48.62±23.98①②
0.82
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63.69±21.06①②
1.14
71.27±23.29①②
1.09
103.82±43.09①②
1.58
120
38.62±15.96①②
0.64
49.46±12.08①②
, 百拇医药 0.84
57.27±26.47①②
0.90
79.09±39.10①②
1.181
180
18.38±9.79①②
0.31
27.62±10.55①②
0.45
43.18±24.79①②
, 百拇医药
0.66
53.45±30.13①②
0.80
注：①同性别患膝与健膝比较，P<0.05；②不同性别患膝与患膝、健膝与健膝比较，P<0.01 表6 患膝与健膝H/Q值的比较单位: % (
)测试速度
(°/s)
患 膝
健 膝
, http://www.100md.com 峰力矩(%)
单次做功量(%)
平均功率(%)
峰力矩(%)
单次做功量(%)
平均功率(%)
60
54.63±27.03
56.38±25.37
56.04±27.15
57.21±16.01
60.33±15.26
, http://www.100md.com
59.75±15.81
120
51.67±21.35
51.21±22.57
51.75±22.09
54.49±18.00
53.92±17.71
50.92±18.23
180
40.71±25.59
34.71±26.46
, 百拇医药 34.75±26.82
43.08±22.58
39.08±24.22
36.88±24.55
注：患侧膝与健侧膝比较，P>0.05 表7 患膝、健膝屈伸肌峰力矩比值的比较(
)测试速度
(°/s)
女性(n=13)
男性(n=11)
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患膝(%)
健膝(%)
患膝(%)
健膝(%)
60
51.08±46.82①②
54.31±21.45①②
58.09±28.88①②
58.64±16.10①②
120
51.85±23.45①②
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51.54±21.68①②
51.09±19.36①②
57.18±13.15①②
180
48.31±23.88①②
44.15±22.47①②
43.12±28.55①②
45.00±23.82①②
注：①同性别患侧膝与健侧膝比较，P>0.05;②不同性别患侧膝与患侧膝、健侧膝与健侧膝比较，P>0.05
, 百拇医药
放射学检查：患侧膝、健侧膝普通X-线正侧位摄片检查结果，患膝或健膝表现不同程度的骨性关节炎改变，与老年性退行性骨关节炎的变化有相似之处。在参与本研究的患者中主要表现为骨质增生、关节间隙狭窄、韧带钙化等，24例患者中患膝有骨性关节炎改变者17例，占70.83%；健膝有骨关节炎改变者13例，占54.17%。
3 讨论
3.1 膝关节损伤对膝屈伸肌功能的影响
研究表明〔8,9〕，膝关节损伤或关节手术后长时间的制动、固定均会导致不同程度的膝屈伸肌肉萎缩，膝屈伸肌力下降，影响膝关节的稳定性；膝关节损伤后期易继发骨性关节炎改变。我们以前的研究也证实〔4〕，膝关节损伤后易影响膝屈伸肌力，导致膝关节功能下降，后期伴有不同程度的创伤性骨关节炎改变。故充分恢复膝屈伸肌的功能是膝关节损伤后康复治疗的首要任务，也是创伤康复成功的标志。
, 百拇医药
表2、5结果表明，膝关节后期仍有关节功能障碍的患者，双侧膝屈伸肌力均明显下降，患膝减弱的程度大于健膝。在三种测试速度时，尤以慢速测试更明显，这与大多数研究的结果基本一致〔8,3〕。患膝、健膝在不同测试速度时膝屈伸肌峰力矩值为伸肌大于屈肌。两侧比较，除膝伸肌在快速测试(180°/s)时外，患膝与健膝屈伸肌峰力矩值的比较有显著性差异。
膝关节损伤后膝屈伸肌力的减弱是由多种因素的综合结果。关节损伤后早期主要是由于关节疼痛、关节活动受限等导致膝屈伸肌不同程度的废用性萎缩，膝屈伸肌力下降；另一方面，关节疼痛通过神经系统，使肌肉组织产生保护性抑制反应也是肌力减退的原因之一。随着病变发展加重，不适当地减少患膝或健膝的正常活动量，或健膝过度负荷量的增加，后期健膝屈伸肌也将受到一定的影响，导致健膝屈伸肌功能下降，其减弱程度明显小于患侧膝，这一点也得到大多数研究的证实。
膝关节损伤后期除上述因素影响膝关节功能外，膝屈伸肌力减弱，关节功能下降还与创伤性骨关节炎的发生有明显的关系。研究表明〔10〕，创伤性骨关节炎的病理改变与老年性退行膝关节炎有相似之处。Hsieh〔11〕等认为膝关节慢性炎性病变常表现为Ⅱ型肌纤维的萎缩。在肌肉组织中Ⅱ型肌纤维是一种快肌纤维，较I型快肌纤维容易疲劳。通常膝关节损伤后短期的制动以I型肌纤维萎缩为主，而长期活动受限则表现为Ⅱ型肌纤维的萎缩为主〔12〕。膝关节损伤后期表现为一种慢性退行性疾病，因此导致膝屈伸肌Ⅱ型肌纤维的废用性萎缩为主。表3、4表明，患膝、健膝屈伸肌的单次最大做功量、平均功率在不同测试速度时均下降，以患膝下降更明显，两侧相比有显著性差异。认为肌肉组织这些功能指标与II型肌纤维的作用有密切关系。在本研究中考虑患膝有较明显的临床症状，因而未测试反映I型肌纤维作用的功能指标——肌耐力比。
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3.2 膝屈肌与伸肌力量比值的变化
膝屈肌和膝伸肌力量比值(H/Q)实际上代表绳肌与股四头肌力量比率。H/Q比值一定对于保持关节稳定有重要意义。有研究表明〔2〕，在慢速测试时H/Q比值一般在50%～60%范围内。表6、7结果表明，在慢、中速测试时患膝健膝的H/Q比值均保持在正常范围内，这主要与膝屈伸肌力量的同步下降(见表2、5)使H/Q比值保持一定。两侧比较无显著性差异。本研究结果表明，膝关节损伤后膝H/Q比值在不同性别的患膝或健膝没有一个固定的变化范围，绝对的H/Q比值不能作为膝关节损伤后期的一个特定的评定指标。如寻求一个特定的H/Q比值作为膝关节损伤后康复训练的疗效评定指标是不明智的；应参照正常人群的正常H/Q比值范围、两侧膝H/Q比值的绝对相差值以及膝屈伸肌力矩值的绝对值等作综合评价分析，如膝屈伸肌力同步改变可使H/Q比值保持一定，甚至在正常值范围，但膝关节仍存在不稳定性。因此，对膝关节损伤病人的肌力增强康复训练应以膝屈伸肌力的同步增加，使膝屈伸肌力量进一步协调，从而才能保持膝关节的稳定性。
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3.3 膝关节损伤后期的骨性关节炎变化
本研究结果表明，膝关节损伤后期患膝和/或健膝有退行骨关节病变发生，其发生率较有关报道的40%偏高〔13〕，这可能与我们研究的病人年龄偏大，本身就伴发老年性退行性骨关节病变有关。关节损伤后由于关节疼痛、不适当的关节制动等导致关节稳定结构的废用性萎缩，影响关节的动态平衡，从而使关节面及关节软骨的局部应力增大，一方面使膝关节力学负载能力发生改变，另一方面也影响骨及关节软骨的正常营养与代谢，从而使关节发生退行骨关节病变。Casscell〔14〕认为，膝关节损伤行半月板切除后几乎不可避免地发生不同程度的膝关节退行性改变。退行性骨关节炎的关节疼痛是造成肌肉萎缩的最主要的间接因素。膝屈伸肌功能的下降又影响膝关节的稳定性，使退行性骨关节病变加重，形成恶性循环。因此，加强膝关节损伤后的康复训练，增强膝屈伸肌力量并使持其处在动态平衡状态，这对保持膝关节的正常稳定性，防治退行性骨关节炎的发生与发展、增强膝关节功能有重要作用。
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4 参考文献
1 Hislop HJ,et al. The isokinetic concept of exercise. Phys Ther，1967,47:114.
2 李国平，等. 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.
3 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.
4 谢光柏，等. 膝关节外伤后的等速肌力测试研究. 中国康复医学杂志, 1996,11:207.
5 Lord JP,et al. Isometric and isokinetic measurement of hamstring and quadriceps strength. Arch Phys Med Rehabil,1992,73:324.
, 百拇医药
6 Campbell DE,et al. Rehabilitation of knee flexor and knee extensor muscle strength in patients with meniscectomies,ligamentous repairs,and chondromalacia. Phys Ther,1982,62:10.
7 Wyatt MP,et al. Comparison of quadriceps and hamstrings torque values during isokinetic exercise. J Orthop Sports Phys Ther, 1981,3:48.
8 Kannus P,et al. Kneeflexor/extensor strength ratio in follow-up of acute knee distortion injuries.Arch Phys Med Rehabil,1990,71:38.
, 百拇医药
9 Harter RA,et al. Isokinetic evaluation of quadriceps and hamstrings symmetry following anterior cruciate ligament reconstruction.Arch Phys Med Rehabil,1990,71:465.
10 吴海山，等. 老年性退变膝: 临床分级关节镜评价与光电镜观察.中华老年医学杂志，1994,13:330.
11 Hsieh LF，et al.Isokinetic and isometric testing of knee musculature in patients with rheumatoid arthritis with mild knee involement. Arch Phys Med Rehabil,1987,69:294.
12 Kannus P, et al. Thigh muscle function after partial tear of the meddial ligament compartment of the knee. Med Sci Sports Exer, 1991,23:4.
13 范时雨，等. 半月板成形术治疗膝关节盘状软骨损伤. 骨与关节损伤杂志，1996,11:345.
14 Casscell SW. The torn or degreated meniscus and its relationship to degneration of the weight bearing areas of the femur and tibia. Clin Orthop,1978,132:196.
收稿日期：1997-03-08, http://www.100md.com(谢光柏1 姚文均1 陶新民1 曹曼林1 董贺玲1 吴海山2)