三維動態(tài)標記下膝關(guān)節(jié)權(quán)重系數(shù)的定量研究

張 敏，夏 晴，高 東，冉 聃

（1.華東政法大學(xué)，上海200042；2.司法鑒定科學(xué)研究院 上海市法醫(yī)學(xué)重點實驗室 上海市司法鑒定專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺，上海 200063）

膝關(guān)節(jié)是人體最大的屈曲關(guān)節(jié)，由股骨內(nèi)、外側(cè)髁和脛骨內(nèi)、外側(cè)髁以及髕骨構(gòu)成，周圍有髕骨韌帶、腘斜韌帶、脛側(cè)副韌帶、腓側(cè)副韌帶等韌帶支持保護。膝關(guān)節(jié)位于人體最長的杠桿臂之間，它與上端的髖關(guān)節(jié)和下端的踝關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)完成下肢的下蹲、步行、跳躍等基本人體運動，其主要運動方式為屈曲、伸直運動。我國傳統(tǒng)的法醫(yī)學(xué)下肢殘損功能評價思路中的一大特征在于認為下肢各關(guān)節(jié)的功能都是分別獨立的，如膝關(guān)節(jié)的損傷并不會對髖關(guān)節(jié)功能和踝關(guān)節(jié)功能造成任何影響，也可以理解為無論膝關(guān)節(jié)處于何種強直狀態(tài)，整個下肢功能喪失程度都是一樣的。

有研究指出，肢體殘疾整體功能的評價對殘疾個體的日常生活活動障礙程度分級十分重要[1]，但實踐中尚缺乏系統(tǒng)研究結(jié)果的支持。權(quán)重系數(shù)是反映某種因素重要程度的參數(shù)，關(guān)節(jié)權(quán)重系數(shù)可以從一定程度上反映該關(guān)節(jié)在整個肢體功能中的重要程度，本研究通過LUKOtronic三維運動捕捉系統(tǒng)動態(tài)標記記錄健康受試者下肢三大關(guān)節(jié)在正常狀態(tài)下的運動情況以及膝關(guān)節(jié)在功能位、屈曲位和伸直位強直時下肢運動情況，并經(jīng)過Fugl-Meyer下肢運動功能評價表計算得出膝關(guān)節(jié)在上述三個不同強直位時下肢功能喪失百分比，最后通過統(tǒng)計學(xué)方法推算膝關(guān)節(jié)合理的權(quán)重系數(shù)范圍，旨在為將來相關(guān)標準的修訂工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 對象與方法

1.1 對象

2016年11 月—2017年11月，選取100名志愿者展開研究，其中男性51例，女性49例，年齡21～54歲，平均年齡27.63歲，身高150～190 cm，平均身高 168.95 cm，體重 45～90 kg，平均體重 64.11 kg。 所有受試者都未從事過肌肉力量訓(xùn)練及柔韌性特殊訓(xùn)練，無下肢三大關(guān)節(jié)損傷病史，無下肢肌肉及神經(jīng)損傷病史，下肢各關(guān)節(jié)肌力正常，下肢肌張力正常，下肢三大關(guān)節(jié)功能運動良好，所有受試者均以右下肢為優(yōu)勢側(cè)。所有受試者均自愿簽署受試者知情同意書。

1.2 測試儀器及測試環(huán)境

本研究利用LUKOtronic三維運動捕捉系統(tǒng)記錄上述各檢測指標。LUKOtronic運動捕捉系統(tǒng)由奧地利LUKOtronic公司研制開發(fā)，主要用于人體運動功能的捕捉與分析，該系統(tǒng)包括基于三維實時捕捉的紅外攝像系統(tǒng)、采集軟件、分析軟件。捕捉運動通過紅外攝像系統(tǒng)采集，該采集系統(tǒng)自帶的marker點固定在受試者受試部位以捕捉marker點的運動軌跡數(shù)據(jù)。每次測試前均進行marker點及儀器的功能狀態(tài)檢測，測試環(huán)境為室溫25℃左右，受試者對環(huán)境溫度感覺良好。

1.3 測試方法及指標

通過LUKOtronic三維運動捕捉系統(tǒng)對受試者進行仰臥位下髖、膝、踝三大關(guān)節(jié)的屈肌及伸肌運動檢測；坐位條件下膝、踝關(guān)節(jié)的屈肌運動檢測；站立位條件下膝、踝關(guān)節(jié)的分離運動等檢測；對受試者分別在膝關(guān)節(jié)功能位、屈曲位、伸直位固定下進行仰臥位時髖、踝兩大關(guān)節(jié)的屈肌及伸肌運動檢測，坐位時踝關(guān)節(jié)的屈肌運動，站立位時踝關(guān)節(jié)的分離運動檢測。

將上述測試結(jié)果結(jié)合Fugl-Meyer下肢運動功能評價表計算得出膝關(guān)節(jié)分別在功能位強直、屈曲位強直、伸直位強直時下肢功能喪失程度。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件對膝關(guān)節(jié)功能位固定、屈曲位固定、伸直位固定狀態(tài)下下肢功能喪失程度進行單因素方差分析（One-way ANOA），并根據(jù)單因素方差分析結(jié)果選擇性使用Tamhane’s方法進行多重比較檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 膝關(guān)節(jié)功能位、屈曲位、伸直位固定時下肢功能喪失程度百分比的總體比較（表1）

在膝關(guān)節(jié)功能位、屈曲位、伸直位固定下，下肢功能喪失程度分別為54.78%±5.49%、64.93%±4.36%、60.76%±5.73%。組間整體比較，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

表1 膝關(guān)節(jié)功能位、屈曲位、伸直位固定時下肢功能喪失程度（n，±s，%）

2.2 膝關(guān)節(jié)功能位、屈曲位、伸直位固定時下肢功能喪失程度多重比較（表2）

根據(jù)組間比較具有統(tǒng)計學(xué)差異，再進行兩兩多重比較。膝關(guān)節(jié)功能位與屈曲位固定下肢功能喪失百分比、膝關(guān)節(jié)功能位與伸直位固定下肢功能喪失百分比、屈曲位固定與伸直位固定下肢功能喪失百分比的差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 膝關(guān)節(jié)功能位、屈曲位、伸直位固定時下肢功能喪失程度多重比較

3 討論

3.1 Fugl-Meyer下肢功能評定量表的應(yīng)用

Fugl-Meyer下肢功能評定量表在目前康復(fù)醫(yī)學(xué)中使用較為廣泛且可信度較高[2]，主要用于評價各種反射活動、屈伸肌共同運動、聯(lián)合運動、分離運動及協(xié)調(diào)運動等運動模式。該量表最高分值為34分，且分數(shù)越高表明肢體功能越好。但Fugl-Meyer量表中的反射亢進、協(xié)調(diào)速度等評定指標相對于法醫(yī)學(xué)肢體功能評價更加適用于康復(fù)療效評價，因此本研究以Fugl-Meyer下肢功能評定量表為基礎(chǔ)運動方案，主要涵括屈伸肌協(xié)共同運動、聯(lián)合運動及分離運動，以設(shè)計完成日?；净顒觿幼?。首先對下肢三大關(guān)節(jié)在正常狀態(tài)下的運動進行LUKOtronic三維運動捕捉系統(tǒng)捕捉并記錄Fugl-Meyer評分以作為基礎(chǔ)對照；再采用控制變量法，分別固定膝關(guān)節(jié)于屈曲位、功能位、伸直位，同時利用LUKOtronic三維運動捕捉系統(tǒng)捕捉并記錄在這三個位置固定下下肢各關(guān)節(jié)屈伸運動以及分離運動的Fugl-Meyer評分，結(jié)合基礎(chǔ)對照評分計算出下肢功能實際的喪失程度。法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域下肢殘損功能的評價一般集中于下肢的日?；顒庸δ埽⒉灰跃唧w的運動形態(tài)為評價指標，目前仍以關(guān)節(jié)功能為基礎(chǔ)評價下肢整體功能為行業(yè)內(nèi)的主流觀念，本研究的運動方案盡管沒有能夠全面涉及人體下肢“下蹲、步行、跳躍”等具體運動形態(tài)，但該運動方案是上述具體運動形態(tài)的單位基礎(chǔ)動作，可以適用于當前下肢功能殘損評定的主流思想且便于精確定量捕捉。因此，以Fugl-Meyer量表為基礎(chǔ)聯(lián)合運用LUKOtronic三維運動捕捉進行下肢功能評價，一方面能體現(xiàn)下肢日?；顒幽芰Γ硪环矫嬗直阌诙糠治鱿轮δ芮闆r。

3.2 膝關(guān)節(jié)在不同強直位時對下肢運動功能的影響

關(guān)節(jié)功能強直在不同位置對肢體功能影響并不相同這一觀點早就已有報道[3]。如表1所示，膝關(guān)節(jié)在功能位、屈曲位、伸直位固定下，下肢功能喪失百分比均不相同，且組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。本研究發(fā)現(xiàn)，在功能位固定時下肢功能喪失百分比在三組中最小，均值為54.78%，而在屈曲位固定時下肢功能喪失百分比最大，均值為64.93%，組間均值比較的差異反映了膝關(guān)節(jié)不同位置的強直對整個肢體功能的影響也并不相同。有研究報道認為，下肢關(guān)節(jié)強直評定時需注意，關(guān)節(jié)強直于功能位時功能喪失比例最小[4]，本研究結(jié)果與他人研究結(jié)果一致，且突破了以往研究局限于理論推測的禁錮，用實驗方法對他人的觀點進行了數(shù)據(jù)論證。

如表2所示，根據(jù)單因素方差分析結(jié)果，進一步進行兩兩多重比較，結(jié)果顯示膝關(guān)節(jié)在功能位固定時與屈曲位固定時下肢功能喪失百分比、功能位固定時與伸直位固定時下肢功能喪失百分比、屈曲位固定時與伸直位固定時下肢功能喪失百分比的差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義，并且再次提示膝關(guān)節(jié)處于功能位的強直與處于非功能位的強直相比較，肢體功能喪失較小。國內(nèi)也有學(xué)者通過研究提出在膝關(guān)節(jié)功能評殘時要充分考慮關(guān)節(jié)強直功能位與非功能位的影響[5]，但其并沒有指出膝關(guān)節(jié)強直于功能位與非功能位之間實質(zhì)性的差異；除此以外，本組研究發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)處于屈曲位的強直致下肢功能喪失比例最大，再結(jié)合表1中95%的置信區(qū)間結(jié)果，膝關(guān)節(jié)功能位固定時下肢功能喪失程度均值為54.78%，屈曲位固定時下肢功能喪失程度均值為64.93%，因此，我們可以將膝關(guān)節(jié)功能喪失對下肢功能喪失程度的影響范圍定義在54.78%～64.93%。

3.3 膝關(guān)節(jié)功能與下肢殘損功能評定

在《道路交通事故受傷人員傷殘評定》（GB18667-2002）沒有廢止前，其將膝關(guān)節(jié)的權(quán)重系數(shù)設(shè)定為0.28，即膝關(guān)節(jié)功能在整個下肢功能中占28%，有學(xué)者做出該權(quán)重系數(shù)明顯有誤，但仍然承認它基于下肢三大關(guān)節(jié)相互依賴共同完成下肢運動的理念是正確的[6]，還有學(xué)者提出膝關(guān)節(jié)權(quán)重系數(shù)不應(yīng)該是28%，而應(yīng)該是50%[7]，雖然與本研究結(jié)果相接近，但卻缺乏客觀依據(jù)支持。目前法醫(yī)臨床鑒定中正在使用的兩院三部《人體損傷程度鑒定標準》和《人體損傷致殘程度分級》中單獨考慮膝關(guān)節(jié)功能障礙的喪失程度，并沒有具體涉及膝關(guān)節(jié)功能在整個下肢中的功能，而事實上，下肢各大關(guān)節(jié)的功能作用應(yīng)當具有協(xié)調(diào)性與互補性，下肢整體的功能作用可能同時依賴于各大關(guān)節(jié)的功能作用，因此僅單獨考慮膝關(guān)節(jié)功能障礙的喪失程度也缺乏一定的科學(xué)性；美國醫(yī)學(xué)會制定的永久殘損評定指南（American Medical Association Guides to the Evaluation of Permanent Impairment，AMA Guides）設(shè)計了一系列的下肢各大關(guān)節(jié)功能評價方法，從當前診斷、并發(fā)癥、體格檢查、影像表現(xiàn)到既往病史、治療等方面通過問卷形式進行綜合評價認為下肢大關(guān)節(jié)即使完全不能活動，也會因為所處的位置不同而使下肢實際喪失的功能也不同，同時認為膝關(guān)節(jié)功能障礙最多可致下肢功能喪失100%[8]。然而，該指南并沒有細致規(guī)定下肢各大關(guān)節(jié)的功能作用，這或許與國外具有較為完善的康復(fù)醫(yī)學(xué)評價體系、比較完善的醫(yī)療保障體系及民眾對醫(yī)生的信賴程度很高有關(guān)，顯然并不適合我國國情。本研究表明，膝關(guān)節(jié)活動不同程度的受限導(dǎo)致下肢功能的喪失程度并不相同，但無論膝關(guān)節(jié)在何種情況下的強直，下肢功能的喪失程度都落在一個相對可靠的區(qū)間內(nèi)。

下肢各大關(guān)節(jié)在日常活動中的運動是具有協(xié)調(diào)性的，單單評價某個關(guān)節(jié)功能是不能反映日?；顒拥膶嶋H受影響程度，只有整體評價下肢功能才能客觀反映日?；顒幽芰Α６P(guān)節(jié)活動度（Range of motion）又稱關(guān)節(jié)活動范圍，其廣泛應(yīng)用于康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)祻?fù)運動系統(tǒng)的功能評定和司法鑒定領(lǐng)域?qū)χw傷殘程度的鑒定[9]。人體關(guān)節(jié)功能活動分為功能位和非功能位，正如上文提及，有學(xué)者提出關(guān)節(jié)功能評殘時必須注意功能位和非功能位的影響，因此，除了確定合理的權(quán)重系數(shù)以外，在膝關(guān)節(jié)功能評殘中我們需要更多地考慮膝關(guān)節(jié)功能在不同障礙情況下對下肢功能的影響，而不是過分強調(diào)單個膝關(guān)節(jié)功能的喪失。同時，本研究正在開展三維動態(tài)標記下髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)權(quán)重系數(shù)的定量分析，旨在結(jié)合三大關(guān)節(jié)的研究數(shù)據(jù)對下肢整體功能進行更為客觀的評價。