帕金森病和脑血管病恢复期患者肌肉硬度的定量测定方法
作者：徐 军 李 捷 马建军 徐长水
单位：徐军 马建军 徐长水 河南省人民医院神经内科,郑州，450003；李捷 河南大学体育学院生理教研室，开封，451000
关键词：肌肉硬度；脑血管病；帕金森病
中国康复医学杂志990105 摘要 目的：探讨一种新的肌肉硬度的定量测定方法。方法：用自行研制的肌肉硬度计，在不同预加负荷下，对正常人群组、脑血管病(CVD)恢复期患者和帕金森病(PD)患者组 的肌肉硬度分别进行了测量。结果：预加负荷是10 kPa时，CVD组和PD组的肌肉硬度均显著高于 正常对照组(P<0.05)；预加负荷是50 kPa时，CVD组的肌肉硬度明显高于PD 组(P<0.05)。结论：预加负荷是10 kPa时的肌肉硬度，反映了肌肉组织 的静态张力；预加负荷是50 kPa时的肌肉硬度，对于鉴别CVD和PD不同特征的肌张力增高很有价值。
, 百拇医药
A quantitative measurement of musclehardness:Its application in Parkinson′s d isease and cerebrovascular disease
XU Jun，LI Jie，MA Jianjun
Dept. of Neurology, Henan Provinical People′s Hospital, Zhengzhou, 450003
Abstract Objective:To explore a newquantitative measurement for muscle h ardness. Method:Muscle hardness in normal group,cerebrovasculardise ase (CVD) and Parkinson′s disease(PD) were detected by self-made muscle sclero meter at different pro-loads.Result: Muscle hardness in CVD and PD were significantly higher than in normal group(P<0.05 andP<0.01, r espectively) when pro-load was 10 kPa; Muscle hardness in CVD was significantly higher than inPD(P<0.05) when pro-load was 50 kPa. Conclusion:Muscle hardness at 10 kPa reflects statictension of muscles. Muscle hardnes s at 50 kPa is very effective to distinguish types of muscle tensions in CVD and PD.
, 百拇医药
Key words Muscle hardness; Cerebrovascular disease; Parkinson′s di sease
肌张力的改变是运动神经系统病变的重要体征之一。应用定量肌张力测定方法，评价临床治疗效果，如帕金森症的药物疗效等已有文献报导〔1、2〕。但是，等动肌力计这样的设备用于临床，由于其操作复杂和设备庞大，使得至今为止，未能被临床医师接受。简便的肌张力测量方法——肌肉的硬度评价技术，虽然在临床神经系统体检中早已公认其应用价值，但至今为止还没有一种标准化的客观评价方法。 20多年前就有人研制出肌肉硬度计〔3〕，并用于焦虑症的临床评价试验。以后,又有人将之应用于紧张性头痛的诊断〔4〕，但是，在大多数肌张力变化显著的神经系统疾病中却无应用，其根本原因是，无创性的肌肉硬度测量方法所得的结果包括皮肤、皮下组织、肌肉和骨骼系统的复合硬度。用它的测量结果不加修正的直接作为肌肉硬度的测量数值,会引起很大的偏差。这样,由于缺乏精确校正的方法，就极大地阻碍了肌肉硬度计在肌张力定量测量中的应用。从理论上说，由于不同组织的硬度在压力负荷下具有不同的非线性硬度特性，就有可能通过选择适当的预加负荷来区分表观硬度中的真正肌肉硬度成分。
, 百拇医药
为克服上述缺点，我们自行研制了一种肌肉硬度计，并对正常人群组、帕金森病及脑血管病恢复期患者组，在不同预加负荷条件下进行了肌肉硬度的测量，现将结果报告如下。
1 对象与方法
1.1 对象 正常对照组共16人，年龄45～69岁，平均年龄57.6±5.5岁；对所有对象进行右侧前臂屈肌群硬度测量。
脑血管病恢复期患者组16人，其中脑出血5例，脑梗塞11例，年龄51～77岁，平均年龄61.9±8.4岁；病程1～4年，平均1.6±0.8年；16例均为右侧偏瘫。
帕金森病患者组10人，年龄45～67岁，平均年龄57.9±5.3岁；病程1～5年，平均2.2±1.4 年；Yahr度2.5～4级。 各受试组之间年龄均无显著性差异，各患者组被测肌群均与对 照组相同。
, 百拇医药
1.2 方法
该仪器的基本结构见附图。由测量负荷臂、预加负荷臂、光电距离测定装置、预加负荷预置砝码、测量负荷预置砝码、自动加荷系统及计算机控制系统组成。测量负荷臂的加压头由尼龙塑料制成，加压接触面为圆形，面积0.5 cm2。光电距离测定装置的测量精度为0 .1 mm，量程20mm，经计算机A/D模数转换为数字信号，采样频率500 Hz。预加负荷 预置砝码25 g到300 g，分辨精度5g。测量负荷预置砝码是50 g。测量过程是，首先加载预 加负 荷5～20s后，自动加荷系统通过控制测量负荷臂的自动升降完成一个测量动作周期，其周 期 为 1.0s，分以下动作时相：测量负荷臂的加压头接触皮肤0.1 s；自动加荷系统加载测量 负荷并保持0.8s；卸载测量负荷0.1 s。在加载的同时，光电距离测定装置测定测量负荷加载后，加压头下降的距离。为了提高精度，计算机控制系统连续重复五次测量周期，并自动计算平均值。所有对象的测量点均在右上肢前臂屈肌群中央，即前臂腹侧中央上1/3处。预加负荷分5、10、20、30、40、50、55kPa共七个档次进行测量。硬度的单位是弹性模量，即单位变形(单位：mm)下的压强(单位：kPa)。
, http://www.100md.com
附图 肌肉硬度测量装置原理示意图
2 结果 3组研究对象在不同预加负荷下的肌肉硬度测量结果见附表。从表中可知，各实验组的肌肉硬度均随预加负荷的增加而增加，而且脑血管病和帕金森病患者组的肌肉硬度在绝大多数预加负荷情况下均大于正常人。在预加负荷是10 kPa时，两患者组的肌肉硬度均显著高于正常对照组(P<0.05和P<0.01)。而两患者组之间在预加负 荷是10kPa时，肌肉硬度没有显著性差异(P>0.05)。
在较小的预加负荷(5～10kPa)时，帕金森病组的肌肉硬度大于脑血管病组；而在较大的 预加负荷(20～55kPa)时，脑血管病组的肌肉硬度则大于帕金森病组，尤其在预加负荷是 50kPa时，二者之间的硬度差异更为显著(P<0.05)。
附表 3组对象在不同预加负荷下的肌肉硬度( kPa / mm ,
±s) 预加负荷
, 百拇医药
(kPa)
正常人组
脑血管病组
帕金森症组
5
7.9±2.3
8.6±2.3
8.7±2.2
10
12.0±3.0
14.8±3.0①
15.9±2.4②
, 百拇医药
20
20.5±3.3
21.6±6.1
20.9±5.5
30
26.7±4.1
27.9±4.4
27.8±4.9
40
33.2±5.8
35.1±5.9
31.6±4.9
, 百拇医药
50
46.2±6.9
51.2±13.7
41.0±6.9③
55
53.8±9.1
52.4±18.0
51.6±9.2
①脑血管病组与正常对照组比有显著差异(P<0.05)；
②帕金森病组与正常对照组比有非常显著的差异(P<0.01)；
③脑血管病组与帕金森病组比有显著差异 (P<0.05)
, http://www.100md.com
3 讨论 肌张力的概念按Ander和Thomas的意见，可以分成静止性肌张力、姿态性肌张力和运动性肌张力3类〔5〕。而按Lence的意见，肌张力增高是紧张性牵张反射超兴奋的结果， 是持续运动神经元活动水平增高的一种稳态，具有速度依赖性，在临床实践中，静止性肌张力和姿态性肌张力都称之为静态肌张力，常用按压肌肉，用手感觉其硬度来判别肌张力 的高低。运动性肌张力，又名位相型肌张力或动态肌张力〔6〕，通常用不同速度时被动运动的阻力大小来评价。
虽然，应用肌肉的手感硬度判断静态肌张力的高低早已是临床神经系统体检中的常规方法之一，但是，由于其受检查者主观因素的影响较大，尤其是皮下组织厚度的差异更影响检查者的判断结果，使其未能获得应有的重视。应用客观定量的方法测量肌肉组织的硬度，是一个较好的解决途径。已有人用这类方法测量额部肌肉的硬度，诊断紧张性头痛，获得了很好的结果〔4〕。但这不能简单地推广到肢体肌肉上去，主要原因是四肢的皮下组 织厚，而且个体差异较大，因此，表观被测硬度就不能真正地反映肌肉组织的硬度。我们考虑到皮下组织的硬度小于肌肉组织，就设想选择用不同的预加负荷来测量肌肉组织的硬度，以排除皮下组织的影响。实验结果表明，在最小的预加负荷(5 kPa)时,肌肉组织的变形不明显，表观被测硬度可能反映了皮下组织的硬度。
, 百拇医药
上运动神经元综合征以动态肌张力增高为主，而帕金森病则以静态肌张力增高为主。虽然二者肌张力增高的特征不同，但都是肌张力增高的疾患。在预加负荷是10 kPa时，两患者组的表观被测硬度均显著高于正常对照组，而两患者组之间的肌肉硬度没有显著性差异。提示在该预加负荷时，表观被测硬度反映了肌肉组织的硬度。
Horikawa等〔7〕提出一种二元模型，模拟皮下组织和肌肉组织的表观被测硬度，并 应用此方法对三角肌进行了测量，结果表明，能区别皮下组织和肌肉组织硬度的预加负荷也在10 kPa左右，同我们的结论基本一致，更进一步证实了本研究结果的可靠性。
本研究所测肌肉硬度主要反映了静态肌张力的大小，在较低的预加负荷(5～10 kPa)时， 帕金森病组的静态肌张力大于脑血管病恢复期组；而随着预加负荷的增加，脑血管病恢复期组的静态肌张力则大于帕金森病组，尤其在预加负荷在50 kPa时，更为显著(P<0.05) 。可能因脑血管病恢复期患者在较大的预加负荷时，对肌肉所加压力已超过肌肉组织的最大静态张力，继续加压，肌肉已不再变形，因此导致表观被测硬度显著增加。而帕金森病以静态张力高为主，在较大的预加负荷下，肌肉组织还能继续压缩变形，其表观被测硬度就变化不大。提示较大预加负荷(50 kPa)下的表观被测硬度变化，对于鉴别静态肌张力增高和动态肌张力增高是有效的。
, 百拇医药
致谢：本实验仪器由日江石油化工设备公司和衡星科技公司协助制造，在此深表谢意!
4 参考文献 [1]Prochazka A, Bennett DJ, StephensMJ, et al. Measurement of rigidi ty in Parkinson's disease. Movement Disorders, 1997,12:24.
[2]Relja MA, Petravic D,Kolaj M. Quantifying rigidity with a new computerized elbow device. Clinical Neuropharmacology, 1996, 19:148.
[3]Schuman EP, Kessel P, DeBold RC. Myotonometry:a method for estimating tenseness and anxiety by measuring musclehardness . Perceptual & Motor Skills, 1970, 31:479.
, 百拇医药
[4]Sakai F, Ebihara S, Akiyama M, et al.Pericranial musclehardness in tension-type headache, A non-invasive measurement method and its clinical application. Brain, 1995,118:523.
[5]于兑生编译. 康复医学评价手册. 北京：华夏出版社，1993, 137.
[6]乔治.阿得尔曼.神经科学百科全书. 伯克豪依萨尔出版社和上海科学技术出 版社，1992, 302.
[7]Horikawa M, EbiharaS,Sakai F, et al.Non-invasive measurement method for hardness in muscular tissues.Medical & Biological Engineering &Computing, 1993, 31:623.
收稿日期：1998-07-16, 百拇医药
单位：徐军 马建军 徐长水 河南省人民医院神经内科,郑州，450003；李捷 河南大学体育学院生理教研室，开封，451000
关键词：肌肉硬度；脑血管病；帕金森病
中国康复医学杂志990105 摘要 目的：探讨一种新的肌肉硬度的定量测定方法。方法：用自行研制的肌肉硬度计，在不同预加负荷下，对正常人群组、脑血管病(CVD)恢复期患者和帕金森病(PD)患者组 的肌肉硬度分别进行了测量。结果：预加负荷是10 kPa时，CVD组和PD组的肌肉硬度均显著高于 正常对照组(P<0.05)；预加负荷是50 kPa时，CVD组的肌肉硬度明显高于PD 组(P<0.05)。结论：预加负荷是10 kPa时的肌肉硬度，反映了肌肉组织 的静态张力；预加负荷是50 kPa时的肌肉硬度，对于鉴别CVD和PD不同特征的肌张力增高很有价值。
, 百拇医药
A quantitative measurement of musclehardness:Its application in Parkinson′s d isease and cerebrovascular disease
XU Jun，LI Jie，MA Jianjun
Dept. of Neurology, Henan Provinical People′s Hospital, Zhengzhou, 450003
Abstract Objective:To explore a newquantitative measurement for muscle h ardness. Method:Muscle hardness in normal group,cerebrovasculardise ase (CVD) and Parkinson′s disease(PD) were detected by self-made muscle sclero meter at different pro-loads.Result: Muscle hardness in CVD and PD were significantly higher than in normal group(P<0.05 andP<0.01, r espectively) when pro-load was 10 kPa; Muscle hardness in CVD was significantly higher than inPD(P<0.05) when pro-load was 50 kPa. Conclusion:Muscle hardness at 10 kPa reflects statictension of muscles. Muscle hardnes s at 50 kPa is very effective to distinguish types of muscle tensions in CVD and PD.
, 百拇医药
Key words Muscle hardness; Cerebrovascular disease; Parkinson′s di sease
肌张力的改变是运动神经系统病变的重要体征之一。应用定量肌张力测定方法，评价临床治疗效果，如帕金森症的药物疗效等已有文献报导〔1、2〕。但是，等动肌力计这样的设备用于临床，由于其操作复杂和设备庞大，使得至今为止，未能被临床医师接受。简便的肌张力测量方法——肌肉的硬度评价技术，虽然在临床神经系统体检中早已公认其应用价值，但至今为止还没有一种标准化的客观评价方法。 20多年前就有人研制出肌肉硬度计〔3〕，并用于焦虑症的临床评价试验。以后,又有人将之应用于紧张性头痛的诊断〔4〕，但是，在大多数肌张力变化显著的神经系统疾病中却无应用，其根本原因是，无创性的肌肉硬度测量方法所得的结果包括皮肤、皮下组织、肌肉和骨骼系统的复合硬度。用它的测量结果不加修正的直接作为肌肉硬度的测量数值,会引起很大的偏差。这样,由于缺乏精确校正的方法，就极大地阻碍了肌肉硬度计在肌张力定量测量中的应用。从理论上说，由于不同组织的硬度在压力负荷下具有不同的非线性硬度特性，就有可能通过选择适当的预加负荷来区分表观硬度中的真正肌肉硬度成分。
, 百拇医药
为克服上述缺点，我们自行研制了一种肌肉硬度计，并对正常人群组、帕金森病及脑血管病恢复期患者组，在不同预加负荷条件下进行了肌肉硬度的测量，现将结果报告如下。
1 对象与方法
1.1 对象 正常对照组共16人，年龄45～69岁，平均年龄57.6±5.5岁；对所有对象进行右侧前臂屈肌群硬度测量。
脑血管病恢复期患者组16人，其中脑出血5例，脑梗塞11例，年龄51～77岁，平均年龄61.9±8.4岁；病程1～4年，平均1.6±0.8年；16例均为右侧偏瘫。
帕金森病患者组10人，年龄45～67岁，平均年龄57.9±5.3岁；病程1～5年，平均2.2±1.4 年；Yahr度2.5～4级。 各受试组之间年龄均无显著性差异，各患者组被测肌群均与对 照组相同。
, 百拇医药
1.2 方法
该仪器的基本结构见附图。由测量负荷臂、预加负荷臂、光电距离测定装置、预加负荷预置砝码、测量负荷预置砝码、自动加荷系统及计算机控制系统组成。测量负荷臂的加压头由尼龙塑料制成，加压接触面为圆形，面积0.5 cm2。光电距离测定装置的测量精度为0 .1 mm，量程20mm，经计算机A/D模数转换为数字信号，采样频率500 Hz。预加负荷 预置砝码25 g到300 g，分辨精度5g。测量负荷预置砝码是50 g。测量过程是，首先加载预 加负 荷5～20s后，自动加荷系统通过控制测量负荷臂的自动升降完成一个测量动作周期，其周 期 为 1.0s，分以下动作时相：测量负荷臂的加压头接触皮肤0.1 s；自动加荷系统加载测量 负荷并保持0.8s；卸载测量负荷0.1 s。在加载的同时，光电距离测定装置测定测量负荷加载后，加压头下降的距离。为了提高精度，计算机控制系统连续重复五次测量周期，并自动计算平均值。所有对象的测量点均在右上肢前臂屈肌群中央，即前臂腹侧中央上1/3处。预加负荷分5、10、20、30、40、50、55kPa共七个档次进行测量。硬度的单位是弹性模量，即单位变形(单位：mm)下的压强(单位：kPa)。
, http://www.100md.com
附图 肌肉硬度测量装置原理示意图
2 结果 3组研究对象在不同预加负荷下的肌肉硬度测量结果见附表。从表中可知，各实验组的肌肉硬度均随预加负荷的增加而增加，而且脑血管病和帕金森病患者组的肌肉硬度在绝大多数预加负荷情况下均大于正常人。在预加负荷是10 kPa时，两患者组的肌肉硬度均显著高于正常对照组(P<0.05和P<0.01)。而两患者组之间在预加负 荷是10kPa时，肌肉硬度没有显著性差异(P>0.05)。
在较小的预加负荷(5～10kPa)时，帕金森病组的肌肉硬度大于脑血管病组；而在较大的 预加负荷(20～55kPa)时，脑血管病组的肌肉硬度则大于帕金森病组，尤其在预加负荷是 50kPa时，二者之间的硬度差异更为显著(P<0.05)。
附表 3组对象在不同预加负荷下的肌肉硬度( kPa / mm ,
±s) 预加负荷, 百拇医药
(kPa)
正常人组
脑血管病组
帕金森症组
5
7.9±2.3
8.6±2.3
8.7±2.2
10
12.0±3.0
14.8±3.0①
15.9±2.4②
, 百拇医药
20
20.5±3.3
21.6±6.1
20.9±5.5
30
26.7±4.1
27.9±4.4
27.8±4.9
40
33.2±5.8
35.1±5.9
31.6±4.9
, 百拇医药
50
46.2±6.9
51.2±13.7
41.0±6.9③
55
53.8±9.1
52.4±18.0
51.6±9.2
①脑血管病组与正常对照组比有显著差异(P<0.05)；
②帕金森病组与正常对照组比有非常显著的差异(P<0.01)；
③脑血管病组与帕金森病组比有显著差异 (P<0.05)
, http://www.100md.com
3 讨论 肌张力的概念按Ander和Thomas的意见，可以分成静止性肌张力、姿态性肌张力和运动性肌张力3类〔5〕。而按Lence的意见，肌张力增高是紧张性牵张反射超兴奋的结果， 是持续运动神经元活动水平增高的一种稳态，具有速度依赖性，在临床实践中，静止性肌张力和姿态性肌张力都称之为静态肌张力，常用按压肌肉，用手感觉其硬度来判别肌张力 的高低。运动性肌张力，又名位相型肌张力或动态肌张力〔6〕，通常用不同速度时被动运动的阻力大小来评价。
虽然，应用肌肉的手感硬度判断静态肌张力的高低早已是临床神经系统体检中的常规方法之一，但是，由于其受检查者主观因素的影响较大，尤其是皮下组织厚度的差异更影响检查者的判断结果，使其未能获得应有的重视。应用客观定量的方法测量肌肉组织的硬度，是一个较好的解决途径。已有人用这类方法测量额部肌肉的硬度，诊断紧张性头痛，获得了很好的结果〔4〕。但这不能简单地推广到肢体肌肉上去，主要原因是四肢的皮下组 织厚，而且个体差异较大，因此，表观被测硬度就不能真正地反映肌肉组织的硬度。我们考虑到皮下组织的硬度小于肌肉组织，就设想选择用不同的预加负荷来测量肌肉组织的硬度，以排除皮下组织的影响。实验结果表明，在最小的预加负荷(5 kPa)时,肌肉组织的变形不明显，表观被测硬度可能反映了皮下组织的硬度。
, 百拇医药
上运动神经元综合征以动态肌张力增高为主，而帕金森病则以静态肌张力增高为主。虽然二者肌张力增高的特征不同，但都是肌张力增高的疾患。在预加负荷是10 kPa时，两患者组的表观被测硬度均显著高于正常对照组，而两患者组之间的肌肉硬度没有显著性差异。提示在该预加负荷时，表观被测硬度反映了肌肉组织的硬度。
Horikawa等〔7〕提出一种二元模型，模拟皮下组织和肌肉组织的表观被测硬度，并 应用此方法对三角肌进行了测量，结果表明，能区别皮下组织和肌肉组织硬度的预加负荷也在10 kPa左右，同我们的结论基本一致，更进一步证实了本研究结果的可靠性。
本研究所测肌肉硬度主要反映了静态肌张力的大小，在较低的预加负荷(5～10 kPa)时， 帕金森病组的静态肌张力大于脑血管病恢复期组；而随着预加负荷的增加，脑血管病恢复期组的静态肌张力则大于帕金森病组，尤其在预加负荷在50 kPa时，更为显著(P<0.05) 。可能因脑血管病恢复期患者在较大的预加负荷时，对肌肉所加压力已超过肌肉组织的最大静态张力，继续加压，肌肉已不再变形，因此导致表观被测硬度显著增加。而帕金森病以静态张力高为主，在较大的预加负荷下，肌肉组织还能继续压缩变形，其表观被测硬度就变化不大。提示较大预加负荷(50 kPa)下的表观被测硬度变化，对于鉴别静态肌张力增高和动态肌张力增高是有效的。
, 百拇医药
致谢：本实验仪器由日江石油化工设备公司和衡星科技公司协助制造，在此深表谢意!
4 参考文献 [1]Prochazka A, Bennett DJ, StephensMJ, et al. Measurement of rigidi ty in Parkinson's disease. Movement Disorders, 1997,12:24.
[2]Relja MA, Petravic D,Kolaj M. Quantifying rigidity with a new computerized elbow device. Clinical Neuropharmacology, 1996, 19:148.
[3]Schuman EP, Kessel P, DeBold RC. Myotonometry:a method for estimating tenseness and anxiety by measuring musclehardness . Perceptual & Motor Skills, 1970, 31:479.
, 百拇医药
[4]Sakai F, Ebihara S, Akiyama M, et al.Pericranial musclehardness in tension-type headache, A non-invasive measurement method and its clinical application. Brain, 1995,118:523.
[5]于兑生编译. 康复医学评价手册. 北京：华夏出版社，1993, 137.
[6]乔治.阿得尔曼.神经科学百科全书. 伯克豪依萨尔出版社和上海科学技术出 版社，1992, 302.
[7]Horikawa M, EbiharaS,Sakai F, et al.Non-invasive measurement method for hardness in muscular tissues.Medical & Biological Engineering &Computing, 1993, 31:623.
收稿日期：1998-07-16, 百拇医药