等速测试技术的临床应用研究
作者：白玉龙1 胡永善1 吴 毅1 李 放1 杨晓冰1 李云霞1 范振华1 屠丹云1
单位：1 上海医科大学华山医院运动康复科，上海乌鲁木齐中路12号，200040
关键词：等速测试；肌力；创伤；骨关节炎
中国康复医学杂志980502 摘要 目的：评价等速运动技术的临床应用价值，探讨其生理学基础。 方法：用Cybex-6000型等速肌力测试系统测试222例各种运动系统伤病后患者的肌肉功能。结果：患侧的各项肌肉功能指标均较健侧明显降低；CPM系统对微弱肌力的测试有较好的灵敏性和可靠性。结论：等速肌肉测试技术是一种全新的肌肉功能评价方法，可提供可靠的量化指标。
, 百拇医药
A study on clinical application of isokinetic muscle testing//BAI Yulong, HU Yongshan, WU Yi, et al//Chinese Journal of Rehabilitation Medicine, 1998,13(5):198～200
Abstract Objective:To evaluate the clinical application of isokinetic muscle testing and to probe its physiological basis.Method: Muscular function of 222 patients with trauma, osteoarthritis and other diseases were tested using a Cybex-6000 isokinetic muscle strength testing system.Result: Muscular performance parameters, including peak torque, total work, average power and torque acceleration energy, of involved sides were significantly lower than the uninvolved.CPM unit of the system was sensitive and reliable for evaluation of weak muscle strength. Conclusion: Isokinetic muscle testing was a new method for muscular function evaluation, which can provide some dependable quantitative data.
, 百拇医药
Author′s address Department of Sports Medicine and Rehabilitation Medicine, Huashan Hospital, Shanghai Medical University, Shanghai, 200040
Key words Isokinetic testing; Muscle strength; Trauma; Osteoarthritis
等速运动技术是指用等速运动器械来测试与训练运动系统伤病后的肢体肌肉功能的一种新型方法。等速运动(isokinetic exercise)作为一种特殊运动方式的概念是James Perrine在60年代首先提出的。由此发展而来的等速运动技术逐渐形成。由于等速运动技术在肌肉功能测试上具有定量化及很好的准确性和可靠性，在肌力训练上则有高效、合理和安全的优点，故很快受到重视。80年代后期，等速运动技术开始引入中国，首先进行的是运动员的肌力测试和训练的应用研究。90年代后，国内部分大医院相继引进等速运动肌力测试和训练系统，主要有两种类型，即Cybex和Kin-Con。Cybex发展很快，相继有Cybex II型、330型、350型、6000型和改良6000型。国外作过大量等速运动技术的临床应用研究，但也有尚未涉及的领域。国内则未见等速运动技术的系统性临床应用研究的报道。本课题应用Cybex-6000型等速运动肌力测试系统(纽约Lumex公司)，在3年多时间内对运动系统伤病后患者作了肌肉功能测试的系统性研究，旨在准确评价等速运动技术的临床应用价值，进一步拓展其在临床应用的范围，同时探讨等速运动技术的生理学基础。
, 百拇医药
1 对象和方法
1.1 测试对象
受试者为1994～1996年期间运动医学与康复医学科、骨科和神经科门诊患者。其中包括前十字韧带(ACL)损伤5例、膝关节骨关节炎(OA)55例、膝关节内骨折22例、膝关节镜术后37例、腰椎间盘突出症引起神经根受压101例、肌营养不良症和多发性神经根炎各1例。正常对照组为21名健康志愿者。
1.2 测试方法
测试仪器为Cybex-6000型等速肌力测试系统。测试前对测试系统进行常规校正。选择测试速度为慢速(60°/s)、中速(120°/s)和快速(180°/s)三种。先测健侧，后侧患测。测试顺序为慢速、中速和快速。每组测试前先进行3次亚极量运动作为准备活动，随后尽全力作膝或踝关节屈伸运动，其中慢速和中速测试时共屈伸5次，快速测试时屈伸25次(膝)或20次(踝)。
, 百拇医药
应用Cybex-6000型等速肌力测试系统中的CPM系统对2例神经系统疾病患者II、III级肌力进行测试。肢体称重后，在2天的相同时间内，分别测试膝屈伸和肘屈伸的向心峰力矩。
1.3 测试指标及统计学处理
峰力矩、总作功量、平均功率和爆发力。对数据做t检验。
2 结果
见表1～5。
表1 各种膝关节伤病后肌肉功能评价(伸肌) 病种
观察人数
对照方式
峰力矩差值%
总功差值%
, 百拇医药
180°/s
平均功率差值%
180°/s
爆发力差值%
180°/s
60°/s
120°/s
180°/s
ACL损伤〔1〕
5
健侧
61
, 百拇医药 56
49
48
53
30
膝OA〔2〕
34
健侧
24
18
12
15
16
, 百拇医药 12
膝OA〔3〕
21
正常
40*
35*
31*
膝关节内骨折〔4〕
22
健侧
62
61
, 百拇医药
64
65
69
62
膝关节镜术后〔5〕**
37
术前自身
9
19
6
3
6
1
, http://www.100md.com
经对照所有差值%的P<0.05；* 为峰力矩体重百分比的差值；** 该组所有差值%的P>0.05表2 各种膝关节伤病后肌肉功能评价(屈肌) 病种
观察人数
对照方式
峰力矩差值%
总功差值%
180°/s
平均功率差值%
180°/s
爆发力差值%
180°/s
60°/s
, http://www.100md.com
120°/s
180°/s
ACL损伤〔1〕
5
自身
56
52
52
52
38
51
膝OA〔2〕
34
, 百拇医药
自身
27
21
22
27
26
22
膝OA〔3〕
21
正常
29*
34*
26*
, 百拇医药
膝关节内骨折〔4〕
22
自身
54
51
57
61
53
50
膝关节镜术后〔5〕**
37
术前自身
6
, 百拇医药
7
8
14
7
3
经对照所有差值%的P<0.05；* 为峰力矩体重百分比的差值；** 该组所有差值%的P值>0.05表3 腰神经根受压症踝关节肌肉功能评价(背伸)〔6～7〕 病程(月)
观察人数
对照方式
峰力矩差值%
总功差值%
平均功率差值%
, http://www.100md.com
爆发力差值%
60°/s
120°/s
180°/s
60°/s
120°/s
180°/s
60°/s
120°/s
180°/s
60°/s
120°/s
, 百拇医药 180°/s
0.5～120
101〔6〕
自身
19
14
20
33
32
69
28
30
29
, 百拇医药
31
25
31
<1
27〔7〕
自身
18
13
10
41
19
6
经对照所有差值%的P值<0.05表4 腰神经根受压症踝关节肌肉功能评价(跖屈)〔6～7〕 病程(月)
, 百拇医药
观察人数
对照方式
峰力矩差值%
总功差值%
平均功率差值%
爆发力差值%
60°/s
120°/s
180°/s
60°/s
120°/s
180°/s
60°/s
, 百拇医药
120°/s
180°/s
60°/s
120°/s
180°/s
0.5～120
101〔6〕
自身
28
35
34
33
35
, 百拇医药
22
28
30
40
31
25
31
<1
27〔7〕
自身
33
25
16
, http://www.100md.com
51
38
25
经对照所有差值%的P值<0.05表5 神经系统疾病II、III级肌力(N*m)的评价〔8〕 肌力
第1天
第2天
差值
P值
II级
2.875
3.250
0.375
, 百拇医药
>0.05
III级
7.714
8.214
0.500
>0.05
3 讨论
在近一个世纪来，临床工作中用于评价肌力方法是Lovett六级评分法，这是一种较粗糙的、半定量的评价方法，很难得到精确的量化资料。而用Cybex等速肌力测试系统检测到的多种肌肉功能指标不但精确可靠，而且具有很好的重复性，这为临床制定运动处方提供了科学的依据，同时也可作为监测肌力训练的手段。
3.1 膝关节伤病后的肌肉功能评价
, 百拇医药
我们在研究中发现〔1～5〕：膝关节发生退行性变或损伤后，患膝屈伸肌群的峰力矩在慢、中、快速运动时均较健侧明显降低，其中以膝关节严重创伤患者的降低最为明显；在快速运动时，股四头肌和绳肌的总做功量、平均功率和爆发力均显著下降；且股四头肌较绳肌受累更严重。肌肉功能的降低除与废用性肌肉萎缩有关外，还可能与关节源性肌肉抑制(arthrogenous muscle inhibition, AMI)有关〔9～11〕。
对37例膝关节伤病关节镜术前后的肌肉功能进行侧试的结果表明〔5〕：术后3周股四头肌和绳肌的峰力矩、总功、平均功率和爆发力与术前比较无显著差异，由此推论，膝关节镜手术创伤较小，术后发生废用性肌肉萎缩程度较轻。
3.2 辅助诊断运动系统疾病的新方法
对101例腰椎间盘病变所致腰骶神经根受压和肌力受影响的患者进行测试的结果表明〔6～7〕：神经根受影响后患侧踝跖屈背伸肌群的峰力矩、平均功率、爆发力、总功和拮抗肌比值多低于健侧20%～30%，且肌力下降在发病的头一个月内即发生，说明神经根受压后，神经对肌肉的营养作用减弱，导致肌肉功能明显下降，这可能是这类疾病早期发生肌力下降的主要机理。等速测试也可为临床诊断神经根受压症提供客观依据。
, 百拇医药
同时也证实：腰神经根受压后，不仅踝关节背伸肌力减弱，而且跖屈肌肉功能也受到影响。提示在以后的康复训练中，应同时注重踝屈伸肌群的训练。
3.3 等速运动技术在测试II、III级肌力上的探索
对微弱肌力的测试，目前医学上办法不多，得到的量化资料大多很粗糙，主观成分较大。我们试用Cybex-6000型等速肌力测试系统中的CPM方式对神经系统疾病所致仅有II、III级肌力的上下肢进行测试，经多种测试速度、几个关节的受累肌在两天的同一时间内的重复测试，结果证实：此法对微弱肌力的测试有较好的灵敏性和可靠性〔8〕。
本课题研究的结果进一步证实；等速运动技术是一种全新的肌肉功能评价和训练方法，是一种先进的、实用性很强的科学方法，但仍有不少方面留待进一步研究。
4 参考文献
, 百拇医药
1 白玉龙，范振华. 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(2):135.
2 吴毅，范振华，李云霞，等. 膝关节骨关节炎等速肌力测试的研究. 中国康复医学杂志，1995，10:145.
3 李放, 白玉龙, 李云霞, 等. 膝关节骨关节炎患者的肌肉功能与功能性行为能力. 中国康复医学杂志，1996，11(3):97.
4 白玉龙, 李云霞, 吴毅, 等. 膝关节内骨折后股四头肌绳肌肌肉功能评价. 中国康复医学杂志，1997， 12(3):121.
5 章永德, 白玉龙, 汤超亮, 等. 膝关节镜手术的临床疗效及对股四头肌绳肌功能影响的等速测定研究. 中华骨科杂志，1996; 16(1):16.
, 百拇医药 6 胡永善, 吴毅, 白玉龙, 等. 腰神经根受压对下肢肌力影响的定量化检查. 中国康复理论与实践，1996， 2(4):165.
7 胡永善, 吴毅, 白玉龙, 等. 腰神经根受压影响踝屈、伸最大肌力和耐力初步观察. 中国康复医学杂志，1997，12(3):97.
8 胡永善, 吴毅, 白玉龙, 等. Cybex等速器CPM系统测试II、III级肌力的初探. 中国康复，1997; 12(1):10.
9 Fisher NM, et al. Muscle Rehabilitation: its effects on muscularand functional performance of patients with knee osteoarthritis. Arch Phys Med Rehabil, 1991，72:367.
10 Hall KD, et al. Differential strength decline in patients with osteoarthritis of the knee. Arthritis Care Res, 1993; 6:89.
11 Sell S, et al. Disorder of propriception of the arthritic knee joint. Z Rheum, 1993; 52:150.
收稿日期：1997-09-01, 百拇医药(白玉龙1 胡永善1 吴 毅1 李 放1 杨晓冰1 李云霞1 范振华1 屠丹云1)
单位：1 上海医科大学华山医院运动康复科，上海乌鲁木齐中路12号，200040
关键词：等速测试；肌力；创伤；骨关节炎
中国康复医学杂志980502 摘要 目的：评价等速运动技术的临床应用价值，探讨其生理学基础。 方法：用Cybex-6000型等速肌力测试系统测试222例各种运动系统伤病后患者的肌肉功能。结果：患侧的各项肌肉功能指标均较健侧明显降低；CPM系统对微弱肌力的测试有较好的灵敏性和可靠性。结论：等速肌肉测试技术是一种全新的肌肉功能评价方法，可提供可靠的量化指标。
, 百拇医药
A study on clinical application of isokinetic muscle testing//BAI Yulong, HU Yongshan, WU Yi, et al//Chinese Journal of Rehabilitation Medicine, 1998,13(5):198～200
Abstract Objective:To evaluate the clinical application of isokinetic muscle testing and to probe its physiological basis.Method: Muscular function of 222 patients with trauma, osteoarthritis and other diseases were tested using a Cybex-6000 isokinetic muscle strength testing system.Result: Muscular performance parameters, including peak torque, total work, average power and torque acceleration energy, of involved sides were significantly lower than the uninvolved.CPM unit of the system was sensitive and reliable for evaluation of weak muscle strength. Conclusion: Isokinetic muscle testing was a new method for muscular function evaluation, which can provide some dependable quantitative data.
, 百拇医药
Author′s address Department of Sports Medicine and Rehabilitation Medicine, Huashan Hospital, Shanghai Medical University, Shanghai, 200040
Key words Isokinetic testing; Muscle strength; Trauma; Osteoarthritis
等速运动技术是指用等速运动器械来测试与训练运动系统伤病后的肢体肌肉功能的一种新型方法。等速运动(isokinetic exercise)作为一种特殊运动方式的概念是James Perrine在60年代首先提出的。由此发展而来的等速运动技术逐渐形成。由于等速运动技术在肌肉功能测试上具有定量化及很好的准确性和可靠性，在肌力训练上则有高效、合理和安全的优点，故很快受到重视。80年代后期，等速运动技术开始引入中国，首先进行的是运动员的肌力测试和训练的应用研究。90年代后，国内部分大医院相继引进等速运动肌力测试和训练系统，主要有两种类型，即Cybex和Kin-Con。Cybex发展很快，相继有Cybex II型、330型、350型、6000型和改良6000型。国外作过大量等速运动技术的临床应用研究，但也有尚未涉及的领域。国内则未见等速运动技术的系统性临床应用研究的报道。本课题应用Cybex-6000型等速运动肌力测试系统(纽约Lumex公司)，在3年多时间内对运动系统伤病后患者作了肌肉功能测试的系统性研究，旨在准确评价等速运动技术的临床应用价值，进一步拓展其在临床应用的范围，同时探讨等速运动技术的生理学基础。
, 百拇医药
1 对象和方法
1.1 测试对象
受试者为1994～1996年期间运动医学与康复医学科、骨科和神经科门诊患者。其中包括前十字韧带(ACL)损伤5例、膝关节骨关节炎(OA)55例、膝关节内骨折22例、膝关节镜术后37例、腰椎间盘突出症引起神经根受压101例、肌营养不良症和多发性神经根炎各1例。正常对照组为21名健康志愿者。
1.2 测试方法
测试仪器为Cybex-6000型等速肌力测试系统。测试前对测试系统进行常规校正。选择测试速度为慢速(60°/s)、中速(120°/s)和快速(180°/s)三种。先测健侧，后侧患测。测试顺序为慢速、中速和快速。每组测试前先进行3次亚极量运动作为准备活动，随后尽全力作膝或踝关节屈伸运动，其中慢速和中速测试时共屈伸5次，快速测试时屈伸25次(膝)或20次(踝)。
, 百拇医药
应用Cybex-6000型等速肌力测试系统中的CPM系统对2例神经系统疾病患者II、III级肌力进行测试。肢体称重后，在2天的相同时间内，分别测试膝屈伸和肘屈伸的向心峰力矩。
1.3 测试指标及统计学处理
峰力矩、总作功量、平均功率和爆发力。对数据做t检验。
2 结果
见表1～5。
表1 各种膝关节伤病后肌肉功能评价(伸肌) 病种
观察人数
对照方式
峰力矩差值%
总功差值%
, 百拇医药
180°/s
平均功率差值%
180°/s
爆发力差值%
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60°/s
120°/s
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ACL损伤〔1〕
5
健侧
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, 百拇医药 56
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膝OA〔2〕
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健侧
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膝OA〔3〕
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正常
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膝关节内骨折〔4〕
22
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膝关节镜术后〔5〕**
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术前自身
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经对照所有差值%的P<0.05；* 为峰力矩体重百分比的差值；** 该组所有差值%的P>0.05表2 各种膝关节伤病后肌肉功能评价(屈肌) 病种
观察人数
对照方式
峰力矩差值%
总功差值%
180°/s
平均功率差值%
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爆发力差值%
180°/s
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ACL损伤〔1〕
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膝OA〔2〕
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膝OA〔3〕
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正常
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膝关节内骨折〔4〕
22
自身
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膝关节镜术后〔5〕**
37
术前自身
6
, 百拇医药
7
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14
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3
经对照所有差值%的P<0.05；* 为峰力矩体重百分比的差值；** 该组所有差值%的P值>0.05表3 腰神经根受压症踝关节肌肉功能评价(背伸)〔6～7〕 病程(月)
观察人数
对照方式
峰力矩差值%
总功差值%
平均功率差值%
, http://www.100md.com
爆发力差值%
60°/s
120°/s
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27〔7〕
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经对照所有差值%的P值<0.05表4 腰神经根受压症踝关节肌肉功能评价(跖屈)〔6～7〕 病程(月)
, 百拇医药
观察人数
对照方式
峰力矩差值%
总功差值%
平均功率差值%
爆发力差值%
60°/s
120°/s
180°/s
60°/s
120°/s
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60°/s
, 百拇医药
120°/s
180°/s
60°/s
120°/s
180°/s
0.5～120
101〔6〕
自身
28
35
34
33
35
, 百拇医药
22
28
30
40
31
25
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<1
27〔7〕
自身
33
25
16
, http://www.100md.com
51
38
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经对照所有差值%的P值<0.05表5 神经系统疾病II、III级肌力(N*m)的评价〔8〕 肌力
第1天
第2天
差值
P值
II级
2.875
3.250
0.375
, 百拇医药
>0.05
III级
7.714
8.214
0.500
>0.05
3 讨论
在近一个世纪来，临床工作中用于评价肌力方法是Lovett六级评分法，这是一种较粗糙的、半定量的评价方法，很难得到精确的量化资料。而用Cybex等速肌力测试系统检测到的多种肌肉功能指标不但精确可靠，而且具有很好的重复性，这为临床制定运动处方提供了科学的依据，同时也可作为监测肌力训练的手段。
3.1 膝关节伤病后的肌肉功能评价
, 百拇医药
我们在研究中发现〔1～5〕：膝关节发生退行性变或损伤后，患膝屈伸肌群的峰力矩在慢、中、快速运动时均较健侧明显降低，其中以膝关节严重创伤患者的降低最为明显；在快速运动时，股四头肌和绳肌的总做功量、平均功率和爆发力均显著下降；且股四头肌较绳肌受累更严重。肌肉功能的降低除与废用性肌肉萎缩有关外，还可能与关节源性肌肉抑制(arthrogenous muscle inhibition, AMI)有关〔9～11〕。
对37例膝关节伤病关节镜术前后的肌肉功能进行侧试的结果表明〔5〕：术后3周股四头肌和绳肌的峰力矩、总功、平均功率和爆发力与术前比较无显著差异，由此推论，膝关节镜手术创伤较小，术后发生废用性肌肉萎缩程度较轻。
3.2 辅助诊断运动系统疾病的新方法
对101例腰椎间盘病变所致腰骶神经根受压和肌力受影响的患者进行测试的结果表明〔6～7〕：神经根受影响后患侧踝跖屈背伸肌群的峰力矩、平均功率、爆发力、总功和拮抗肌比值多低于健侧20%～30%，且肌力下降在发病的头一个月内即发生，说明神经根受压后，神经对肌肉的营养作用减弱，导致肌肉功能明显下降，这可能是这类疾病早期发生肌力下降的主要机理。等速测试也可为临床诊断神经根受压症提供客观依据。
, 百拇医药
同时也证实：腰神经根受压后，不仅踝关节背伸肌力减弱，而且跖屈肌肉功能也受到影响。提示在以后的康复训练中，应同时注重踝屈伸肌群的训练。
3.3 等速运动技术在测试II、III级肌力上的探索
对微弱肌力的测试，目前医学上办法不多，得到的量化资料大多很粗糙，主观成分较大。我们试用Cybex-6000型等速肌力测试系统中的CPM方式对神经系统疾病所致仅有II、III级肌力的上下肢进行测试，经多种测试速度、几个关节的受累肌在两天的同一时间内的重复测试，结果证实：此法对微弱肌力的测试有较好的灵敏性和可靠性〔8〕。
本课题研究的结果进一步证实；等速运动技术是一种全新的肌肉功能评价和训练方法，是一种先进的、实用性很强的科学方法，但仍有不少方面留待进一步研究。
4 参考文献
, 百拇医药
1 白玉龙，范振华. 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(2):135.
2 吴毅，范振华，李云霞，等. 膝关节骨关节炎等速肌力测试的研究. 中国康复医学杂志，1995，10:145.
3 李放, 白玉龙, 李云霞, 等. 膝关节骨关节炎患者的肌肉功能与功能性行为能力. 中国康复医学杂志，1996，11(3):97.
4 白玉龙, 李云霞, 吴毅, 等. 膝关节内骨折后股四头肌绳肌肌肉功能评价. 中国康复医学杂志，1997， 12(3):121.
5 章永德, 白玉龙, 汤超亮, 等. 膝关节镜手术的临床疗效及对股四头肌绳肌功能影响的等速测定研究. 中华骨科杂志，1996; 16(1):16.
, 百拇医药 6 胡永善, 吴毅, 白玉龙, 等. 腰神经根受压对下肢肌力影响的定量化检查. 中国康复理论与实践，1996， 2(4):165.
7 胡永善, 吴毅, 白玉龙, 等. 腰神经根受压影响踝屈、伸最大肌力和耐力初步观察. 中国康复医学杂志，1997，12(3):97.
8 胡永善, 吴毅, 白玉龙, 等. Cybex等速器CPM系统测试II、III级肌力的初探. 中国康复，1997; 12(1):10.
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10 Hall KD, et al. Differential strength decline in patients with osteoarthritis of the knee. Arthritis Care Res, 1993; 6:89.
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收稿日期：1997-09-01, 百拇医药(白玉龙1 胡永善1 吴 毅1 李 放1 杨晓冰1 李云霞1 范振华1 屠丹云1)