等速技術(shù)在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的研究進(jìn)展

宣磊，吳建賢，潘家武

1.安徽省體育科學(xué)技術(shù)研究所，安徽合肥市230001；2.安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院康復(fù)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)科，安徽合肥市230601

等速運(yùn)動(dòng)的概念最早由Hislop和Perrine[1]于20世紀(jì)60年代后期提出，這一特殊的運(yùn)動(dòng)方式經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，逐漸形成等速肌力測(cè)試和等速肌力訓(xùn)練技術(shù)(以下統(tǒng)稱“等速技術(shù)”)。我國(guó)于20世紀(jì)80年代初引進(jìn)等速技術(shù)[2]，目前已廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

1 在康復(fù)評(píng)定中的應(yīng)用

康復(fù)評(píng)定是康復(fù)的重要環(huán)節(jié)之一[3-4]。等速技術(shù)在康復(fù)評(píng)定中的主要作用有：①評(píng)估關(guān)節(jié)、肌肉或神經(jīng)功能受損程度；②測(cè)定健側(cè)基礎(chǔ)值，作為患側(cè)康復(fù)治療效果的預(yù)期值；③判斷康復(fù)治療方案的療效，實(shí)時(shí)監(jiān)控康復(fù)過(guò)程，以便及時(shí)調(diào)整康復(fù)方案。

1.1 肌力評(píng)定

目前，臨床檢測(cè)肌力多采用徒手檢查法，雖然操作簡(jiǎn)便，但存在檢查者主觀經(jīng)驗(yàn)判斷、被檢查者配合程度低、可重復(fù)性低等缺點(diǎn)[3]。等速測(cè)試可精確量化被測(cè)關(guān)節(jié)周圍肌群肌力，對(duì)評(píng)價(jià)肌力有重要作用[5]。通常選取低角速度(30°/s～60°/s)下的峰力矩(peak torque,PT)進(jìn)行最大肌力評(píng)定，選取高角速度(180°/s～300°/s)下的總功(total work,TW)進(jìn)行肌肉耐力評(píng)定。峰力矩隨角速度的增加而減少[6]。Flansbjer等[7]研究顯示，等速技術(shù)在腦卒中偏癱患者肌力評(píng)價(jià)中信度較高，可以作為肌力評(píng)價(jià)的敏感方法。胡永善等[8]的研究表明，等速技術(shù)中的持續(xù)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)(continuous passive motion,CPM)可為徒手肌力檢查難以明確的Ⅱ、Ⅲ級(jí)肌力提供一種客觀而精確的肌力評(píng)定方法。趙衛(wèi)俠等[5]研究指出，等速技術(shù)可以對(duì)跟腱斷裂修復(fù)后肌力康復(fù)效果做出有效評(píng)估。

1.2 關(guān)節(jié)穩(wěn)定性評(píng)定

膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性評(píng)定主要采用屈伸肌峰力矩比值(hamstring/quadriceps,H/Q)，H/Q是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)中重點(diǎn)研究課題之一[9]，但在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用較少。H/Q是衡量膝關(guān)節(jié)肌肉屈伸肌力量是否平衡的重要指標(biāo)，在膝關(guān)節(jié)角速度60°/s時(shí)，正常人H/Q標(biāo)準(zhǔn)值為60%～69%，國(guó)外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員可以達(dá)到80%～90%[9-10]；H/Q隨著角速度的增加而增加[11]。H/Q過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響肌肉用力的協(xié)調(diào)性和均衡性，造成膝關(guān)節(jié)損傷[12]。

1.3 雙側(cè)肢體平衡性評(píng)定

雙側(cè)肢體平衡性評(píng)定主要采用雙側(cè)同名肌群肌力差異[12]。人體兩側(cè)同名肌群比＜0.8時(shí)容易引起損傷，特別是兩側(cè)同時(shí)產(chǎn)生最大爆發(fā)力量時(shí)。Narici等[13]認(rèn)為，人體兩側(cè)同名肌峰力矩差異應(yīng)在10%以內(nèi)才能保證肌力平衡。國(guó)內(nèi)學(xué)者認(rèn)為[14]，只有當(dāng)伸肌差異超過(guò)20%、屈肌差異超過(guò)30%時(shí)，才能說(shuō)明存在肌力不平衡。中外學(xué)者的差異可能與人種有關(guān)，但國(guó)內(nèi)外學(xué)者在減小差異使肌力平衡的觀點(diǎn)上是一致的。

1.4 輔助診斷

通過(guò)分析等速力矩曲線中的切跡、波動(dòng)、低平、不對(duì)稱或其他變形，以及曲線中斷或縮短，可判定關(guān)節(jié)可能存在的病變，如膝骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis,KOA)的“M”型曲線、半月板損傷的“W”型曲線等，通過(guò)分析異常力矩曲線，可獲得肌肉關(guān)節(jié)病理變化的客觀信息[2,15]。但等速技術(shù)測(cè)得的異常力矩曲線通常是非特異性的，僅可作為輔助檢查，需要結(jié)合其他臨床手段進(jìn)一步確診。

2 康復(fù)訓(xùn)練模式

等速技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于康復(fù)治療各期，以提高損傷關(guān)節(jié)肌力為主，其機(jī)制可能為：在生化方面，等速技術(shù)可增加肌糖原的生成，干預(yù)線粒體酶；在神經(jīng)調(diào)節(jié)方面，等速技術(shù)可促進(jìn)神經(jīng)活動(dòng)的協(xié)調(diào)性，提高運(yùn)動(dòng)單位的同步性[16]。

在具體應(yīng)用方面，等速技術(shù)的雙向生理“溢流”能夠同時(shí)訓(xùn)練拮抗肌和主動(dòng)肌在任何運(yùn)動(dòng)角度的肌肉輸出力矩，提高肌力；改善附屬結(jié)構(gòu)、神經(jīng)肌肉功能；促進(jìn)關(guān)節(jié)液循環(huán)，緩解疼痛，有利于關(guān)節(jié)營(yíng)養(yǎng)；改善血液循環(huán)，促進(jìn)無(wú)菌性炎癥消除；提高關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，改善運(yùn)動(dòng)控制能力等[15,17-22]。

等速訓(xùn)練有以下幾種主流訓(xùn)練模式。

2.1 等速向心訓(xùn)練

等速向心訓(xùn)練是等速訓(xùn)練中最常用的訓(xùn)練模式?？祻?fù)早期建議選用高角速度(180°/s～300°/s)，這時(shí)儀器的順應(yīng)性阻力較小，對(duì)關(guān)節(jié)面壓力較小，不易引發(fā)繼發(fā)損傷，有利于傷病肌群愈合[23]；康復(fù)中期建議選擇低角速度(30°/s～60°/s)進(jìn)行關(guān)節(jié)最大肌力訓(xùn)練，加速肌力恢復(fù)；康復(fù)后期選擇高角速度(180°/s～300°/s)多次重復(fù)訓(xùn)練，以恢復(fù)日常生活功能[24]。

2.2 等速離心訓(xùn)練

等速離心訓(xùn)練是一種肌肉在阻力的作用下逐漸拉長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)與肌肉拉力方向相反的一種運(yùn)動(dòng)模式。關(guān)節(jié)肌群離心收縮時(shí)可以刺激大腦皮質(zhì)及脊髓發(fā)出更多神經(jīng)沖動(dòng)，并可增加膠原的再適應(yīng)控制，具有低耗能、高力量的特點(diǎn)[25-27]。等速離心收縮產(chǎn)生的肌力要大于等速向心收縮，特別對(duì)快速力量的提高有重要作用[28]。在實(shí)際應(yīng)用中，采用等速向心結(jié)合等速離心的訓(xùn)練方法會(huì)取得較好的康復(fù)效果，對(duì)KOA患者行等速向心、離心康復(fù)訓(xùn)練，患者上下階梯能力有顯著改善[27]。

2.3 CPM

CPM對(duì)肌力低于Ⅲ級(jí)患者的力量訓(xùn)練和關(guān)節(jié)活動(dòng)度恢復(fù)具有不可替代的作用[29-30]。相較于其他運(yùn)動(dòng)模式，CPM的主要優(yōu)勢(shì)有：①助力可調(diào)，精細(xì)到1 N·m，關(guān)節(jié)活動(dòng)速度從10°/s開始，當(dāng)關(guān)節(jié)阻力大于助力時(shí)，運(yùn)動(dòng)自動(dòng)停止，防止過(guò)度牽拉，對(duì)術(shù)后早期、肌肉腫脹明顯的患者有較高安全性；②節(jié)律性關(guān)節(jié)屈伸能夠維持關(guān)節(jié)的延展性和柔韌性，改善活動(dòng)度；③減輕疼痛程度[31-32]。

2.4 等速短弧訓(xùn)練模式

等速短弧訓(xùn)練模式即在疼痛范圍的兩側(cè)進(jìn)行等速肌力訓(xùn)練，限定關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍，避讓痛點(diǎn)，防止出現(xiàn)繼發(fā)性損傷和因疼痛制動(dòng)造成的廢用性肌肉萎縮[33-34]。在0～30°范圍內(nèi)進(jìn)行等速短弧訓(xùn)練，可有效增強(qiáng)股四頭肌肌力，膝關(guān)節(jié)協(xié)會(huì)臨床評(píng)分有顯著改善[35]。

2.5 其他模式

不對(duì)稱性等速訓(xùn)練通過(guò)高角速度的伸肌等速訓(xùn)練和低角速度的屈肌等速訓(xùn)練，達(dá)到屈伸肌力平衡，抑制肌張力增高，減少異常運(yùn)動(dòng)模式[15,36]。

等速閉鏈訓(xùn)練是指在負(fù)重狀態(tài)下，肢體末端處于固定位置的一種等速運(yùn)動(dòng)模式。膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)重建術(shù)后患者采用這種方式訓(xùn)練，完全康復(fù)時(shí)間短于傳統(tǒng)康復(fù)[37-38]。

神經(jīng)肌肉穩(wěn)定訓(xùn)練時(shí)，儀器阻力方向隨機(jī)改變，適用于鍛煉肌肉力量和發(fā)展神經(jīng)系統(tǒng)靈敏性。

綜上所述，較為合理的等速訓(xùn)練模式應(yīng)為術(shù)后初期或急性期選擇CPM或短弧運(yùn)動(dòng)模式，早期選擇高速向心運(yùn)動(dòng)模式，中晚期選擇低速向心結(jié)合離心運(yùn)動(dòng)模式。

3 在疾病康復(fù)中的應(yīng)用

3.1 神經(jīng)科

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，腦損傷偏癱患者肌力下降的主要原因?yàn)橹鲃?dòng)肌肌力下降和拮抗肌肌張力增高，肌力訓(xùn)練會(huì)增加痙攣程度、加重異常模式，因此康復(fù)的重點(diǎn)是降低拮抗肌張力，減少異常運(yùn)動(dòng)模式[39]。大量文獻(xiàn)報(bào)道證明[36,40-43]，等速肌力訓(xùn)練不會(huì)引起痙攣加重，具有較好的安全性。等速運(yùn)動(dòng)角速度恒定，肌肉疲勞后重復(fù)訓(xùn)練不會(huì)引起拮抗肌張力異常增高[44]。

目前臨床對(duì)痙攣的評(píng)定多采用改良Ashworth量表(modified Ashworth Scale,MAS)，雖簡(jiǎn)單易行，但無(wú)法評(píng)價(jià)低水平肌肉痙攣，且無(wú)法區(qū)分對(duì)抗拉伸力的來(lái)源，有效性不足。等速技術(shù)在腦卒中偏癱患者肌力評(píng)估中有較高信度[45]。等速量化評(píng)定痙攣的方法主要有等速擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)、等速被動(dòng)測(cè)試。等速測(cè)試的峰力矩與MAS評(píng)分高度相關(guān)[45-46]。脊髓灰質(zhì)炎患兒肘關(guān)節(jié)在角速度120°/s時(shí)的峰力矩與MAS評(píng)分相關(guān)性最顯著；腦卒中后小腿股三頭肌在角速度120°/s時(shí)的峰力矩與MAS評(píng)分相關(guān)性最顯著，峰力矩可作為量化評(píng)估痙攣程度的敏感指標(biāo)。等速技術(shù)結(jié)合肌電圖還能區(qū)分對(duì)抗拉伸力是由牽張反射引起還是源于肌群自身的粘連[45]。等速技術(shù)量化評(píng)估痙攣程度在神經(jīng)康復(fù)中具有較好的應(yīng)用前景。

等速技術(shù)的重復(fù)感覺刺激和重復(fù)動(dòng)作可刺激神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生新的適應(yīng)，使大腦逐漸恢復(fù)對(duì)癱瘓肌群的控制能力，促進(jìn)神經(jīng)肌肉功能恢復(fù)[47]。等速肌力訓(xùn)練對(duì)腦卒中偏癱患者提高步行能力、平衡能力，促進(jìn)下肢功能的恢復(fù)有明顯作用，可改善患者預(yù)后，具有良好的安全性[15,39,44,48-51]。孟慶芳等[52]研究顯示，等速技術(shù)結(jié)合高壓氧可有效促進(jìn)腦卒中患者運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)。姜璧珺等[17]研究顯示，不對(duì)稱等速訓(xùn)練可以明顯提高慢性腦卒中偏癱患者患側(cè)屈肌(腘繩肌)肌力，增加關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)膝過(guò)伸步態(tài)。

3.2 骨科

KOA患者大多年齡較大，伴有高血壓、糖尿病等慢性疾病，等速技術(shù)給此類患者提供了一種安全有效的康復(fù)手段[53]。等速技術(shù)能顯著提高下肢本體覺，緩解KOA患者疼痛，增強(qiáng)肌力，促進(jìn)步態(tài)改善[34,54]。安丙辰等[55]的研究顯示，KOA患者膝關(guān)節(jié)屈、伸等速峰力矩與老年人下肢肌肉力量和耐力體質(zhì)測(cè)試、6分鐘步行測(cè)試成績(jī)均呈正相關(guān)，伸肌群峰力矩與KOA生活質(zhì)量調(diào)查問(wèn)卷的疼痛和功能障礙項(xiàng)評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明KOA患者伸肌群肌力下降對(duì)患者疼痛的影響更大。等速技術(shù)結(jié)合關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射玻璃酸鈉和關(guān)節(jié)松動(dòng)術(shù)的綜合療法可以明顯減輕KOA患者疼痛，改善日常生活能力[56-57]。王宇[58]發(fā)現(xiàn)，等速技術(shù)結(jié)合中醫(yī)特色護(hù)理可以提高KOA患者的護(hù)理依從性。

等速技術(shù)對(duì)ACL重建術(shù)后患者的肌肉恢復(fù)有較好效果，具有減少肌肉萎縮、重建關(guān)節(jié)穩(wěn)定、預(yù)防再損傷及退行性損害、縮短患側(cè)康復(fù)時(shí)間等作用[59-60]。

等速肌力訓(xùn)練可以提高軀干屈伸肌群肌力，有效緩解腰痛癥狀[61]。

等速技術(shù)對(duì)促進(jìn)肩周炎患者運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)作用明顯，原因可能為：①關(guān)節(jié)的反復(fù)運(yùn)動(dòng)有利于韌帶松弛、軟化；②增加關(guān)節(jié)液分泌，增加活動(dòng)范圍；③有利于預(yù)防術(shù)后血栓的形成[62-63]。對(duì)肩袖損傷患者早期進(jìn)行等速技術(shù)結(jié)合關(guān)節(jié)松動(dòng)術(shù)能顯著減輕患者疼痛，提高關(guān)節(jié)活動(dòng)能力，具有良好的臨床應(yīng)用價(jià)值[64-65]。

等速技術(shù)還能改善髕骨骨折、髕骨軟骨病、全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后、膝半月板損傷關(guān)節(jié)鏡術(shù)后、創(chuàng)傷性膝關(guān)節(jié)僵直等疾病患者的預(yù)后。

3.3 其他疾病

李益平等[66]的研究顯示，肩關(guān)節(jié)內(nèi)收外展等速肌力訓(xùn)練可以增加乳腺癌患者術(shù)后患側(cè)上肢淋巴液回流量，有助于減少術(shù)后淋巴水腫。等速技術(shù)結(jié)合有氧訓(xùn)練可通過(guò)提高慢性阻塞性肺疾病患者的肌力和最大攝氧量，改善患者的生活質(zhì)量指數(shù)[67]。

4 禁忌癥

急性關(guān)節(jié)肌肉損傷，疾病急性發(fā)作期，骨折術(shù)后初期，嚴(yán)重的腫脹、疼痛、滲出，嚴(yán)重認(rèn)知障礙，嚴(yán)重心血管疾病，均為等速技術(shù)的禁忌癥。

5 小結(jié)

等速肌力測(cè)試和等速肌力訓(xùn)練技術(shù)在我國(guó)經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在康復(fù)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用[68]。但當(dāng)前的研究還存在著一些不足：①研究多集中于下肢，對(duì)上肢關(guān)節(jié)研究較少；對(duì)膝、肩等大關(guān)節(jié)研究較多，對(duì)如肘、腕、踝等小關(guān)節(jié)研究較少；②等速訓(xùn)練康復(fù)方案缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；③等速儀器種類較多，測(cè)試結(jié)果差異性較大，各型號(hào)儀器所測(cè)數(shù)據(jù)之間無(wú)法橫向比較；④儀器價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，不便攜帶。

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，等速技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。目前等速技術(shù)已與表面肌電圖、物理因子等技術(shù)有一定結(jié)合，期待今后加強(qiáng)與諸如動(dòng)作生物力學(xué)解析、矯形外科、生物工程學(xué)等學(xué)科的聯(lián)合，進(jìn)一步拓展等速技術(shù)在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。