等速肌力测试Cybex测试教材

等速运动的概念指运动中，运动速度恒定（等速）而阻力可变，运动中的速度预先在等速仪器上设定，一旦速度设定不管受试者用多大力量，肢体运动的速度都不会超过预先设定的速度，受试者的主观用力只能使肌张力增高，力矩输出增加，而不能产生加速度的一种运动。等速肌力测试等速肌力测试定义将等速运动中肌肉收缩过程通过等速仪器记录下来，经计算机处理，得到力矩曲线及多项反映肌肉功能的参数，作为评定肌肉运动功能的指标等速肌力测试顺应性阻力的含义：测试中，等速仪器所提供的阻力与肌肉收缩的实际力矩输出相匹配，为顺应性阻力。它反映的是一组肌群在整个关节活动中每一瞬间或处于不同角度时，都能承受相应的最大阻力，产生最大张力和力矩输出，有利于肌肉发挥最大收缩能力。等速肌力测试中的速度决定顺应性阻力的大小等长，等张和等速肌力测试的比较项目等长测试等张测试等速测试速度固定不动（0°/s）变化，不易控制可任意选定（10°/s~500°/s），且恒定阻力可变，顺应性阻力受杠杆作用影响可变，顺应性阻力，与运动速度有关运动幅度无全幅或半幅全幅或半幅测试意义反映设定角度时的力矩值反映关节运动中最弱一点的力矩值反映关节运动中任何一点的力矩值等速肌力测试与徒手肌力检查比较优点缺点徒手测试操作简单方便、应用广泛不能精确定量，测试者带有一定主观性等速测试能精确测定肌肉功能并能进行量化肌力在3级或3级以下者无法进行等速技术背景等速肌力测试和训练技术（isokineticmuscletestingandtraining）开始于20世纪60年代后期由Hislop和Perrine提出等速运动的概念70年代Cybex公司制造出第一台等速仪器我国于80年代初开始购进等速仪器用于运动体育和康复医学等速仪器（两类）一类：等速肌力测试为主，常配有计算机系统，较昂贵，如Cybex、Kin-com、Biodex一类：等速肌力训练为主，不带计算机系统，不能获得客观数据资料，如Orthotron、Hydrafitness等速仪器功能测试方面：等速向心、等速离心、等长、等张等不同收缩方式肌力测试四肢大关节各个运动平面肌力，躯干肌力，神经肌肉本体促进技术（PNF）动作时肌力训练方面：等速向心、等速离心、等长、等张、持续被动活动（CPM）等速技术在临床的主要应用对肌肉功能进行评定对各种运动系统伤病后的肌肉功能进行针对性的康复训练顺应性阻力，有效，安全，多样化，有针对性对康复治疗进行客观疗效评定对运动系统伤病进行辅助判断指导运动训练科研工作等速肌力测试的临床意义了解肌肉或神经肌肉功能损害程度确立基础值,作为制定康复治疗方案的参考依据作为康复治疗疗效的评价和判断指标禁忌证相对禁忌证：急性肌肉关节损伤、风湿性关节炎急性发作、渗出性滑膜炎、明显疼痛绝对禁忌证：关节不稳、骨折愈合未坚、严重骨质疏松、急性肿胀、严重疼痛、活动范围极度受限、严重渗出、骨或关节肿瘤、手术后即刻测试时机4级肌力时，即具有对抗阻力开始时，采用快速运动测试（180°/s）逐渐减慢测试速度3级或3级以下时采用CPM训练模式处于初步研究阶段，还没有规范化测试方法测试的步骤准备接受指导，做一些简单准备活动测试次序健侧患侧体位和关节轴心体位的选择应考虑关节损伤后的愈合情况（如肩关节脱位复位后，肩关节固定外展位）关节活动轴心与仪器动力臂旋转轴心相一致测试的步骤固定肢体近端，腰部和胸部应保证各种固定带紧而舒适动力臂的长度动力臂的长短影响肌肉的力矩输出应保证动力臂长度一致肢体称重测试方案（测试方式）等速向心肌力测试肌肉收缩使肌纤维长度缩短肌肉起止点向中心靠近主动肌/拮抗肌的向心收缩等速离心测试与上述相反向心收缩/离心收缩，离心收缩/离心收缩等长肌力测试运动速度为0°/s测试方案（角速度）60°/s慢速测试用于肌力的测试180°/s快速测试用于肌肉耐力测试60°/s~180°/s中速测试用于肌力测试0°/s等长肌力测试用于肌力测试常用测试速度单位（°/s）关节肌群慢速中速快速测试膝关节屈/伸60120180肘关节屈/伸60120180前臂旋前/旋后30~60120120髋关节屈/伸，外展/内收，内旋/外旋60120180测试方案测试次数测试肌力，慢速或中速，重复5次测试肌肉耐力，快速测试，重复20~25次（运动员可达30次）间歇时间每种测试速度之间，间歇60秒耐力测试后，间歇90秒以上两侧肢体，间歇3~5分钟测试频率1次/月预测试：使患者熟悉测试方法和要领（3次亚极量）等速肌力测试的指标及意义峰力矩（peaktorque，PT）指肌肉收缩产生的最大力矩输出，即力矩曲线上最高点处的力矩值意义：代表了肌肉收缩产生的最大肌力，具有较高准确性和可重复性，为黄金指标和参照值单位:牛顿·米（N·m）等速肌力测试的力矩曲线图峰力矩力矩关节活动范围TAE1/8秒向心肌力测试力矩—速度曲线图在等速向心肌力测试中PT值随着测试角速度的增加而降低，即力矩-速度曲线意义：由于不同肌纤维在肌肉收缩过程中产生的募集能力不同所致。肌肉慢速（低角速度）向心收缩时，Ⅰ型肌纤维和Ⅱ型肌纤维都能被募集。随着运动角速度的增加，被募集的肌纤维减少，肌肉力矩输出下降力矩测试速度等速肌力测试的指标及意义峰力矩体重比（peaktorquetobodyweightratio,PT/BW）指单位体重的峰力矩值意义：代表肌肉收缩的相对肌力，可用于不同体重的个体或人群之间的肌力比较峰力矩角度（angleofpeaktorque,AOPT）指力矩曲线中，峰力矩所对应的角度意义：代表肌肉收缩的最佳用力角度等速肌力测试的指标及意义指定角度的峰力矩值（peaktorqueatadditionalangle）等速仪器可以自动计算出关节活动中任意角度所对应的力矩值意义：比较两侧指定角度的力矩值等速肌力测试的指标及意义总作功和单次最大作功（settotalwork(STW)andtotalwork(TW)）作功为力矩乘以距离，即力矩曲线下的总面积STW指重复收缩作功量之和TW指重复收缩中最大一次作功量意义：作功与峰力矩值有较好的一致性即峰力矩值↑，作功量↑但作功量还与关节活动范围有关单位：焦耳(J)等速肌力测试的指标及意义平均功率（averagepower,AP）指单位时间内肌肉的作功量目的：反映肌肉作功的效率意义：AP值与测试速度有关即在一定范围内，测试速度↑，AP值↑单位：瓦（W）等速肌力测试的指标及意义力矩加速能（torqueaccelerationenergy,TAE）指肌肉最初1/8秒的作功量意义：反映肌肉最初收缩产生力矩的速率和作功能力，可代表肌肉收缩的爆发能力单位：焦耳（J）等速肌力测试的指标及意义耐力比（enduranceratio,ER）指肌肉重复收缩时的耐疲劳能力（两种方法）作一组重复最大肌肉收缩后，后半组肌肉作功量与前半组肌肉做功量之比作一组20~25次最大重复运动后，最后5次作功量与最前5次作功量之比单位：百分比等速肌力测试的指标及意义主动肌与拮抗肌峰力矩之比（peaktorqueratio）指等速肌力测试中，主动肌与拮抗肌两组肌群峰力矩的比值意义：判断肌力平衡情况，对判断关节稳定性有一定意义，慢速时较为准确膝关节屈肌和伸肌峰力矩比值，简称H/Q比值（正常人60°/s时，H/Q大约60%~70%，随运动速度增快，H/Q略增大）等速肌力测试的指标及意义平均关节活动范围（averagerangeofmotion，AROM）意义：判断关节活动障碍情况，帮助判断两侧肌群作功量差异的原因测试结果的判断患者两侧肌力的自身比较临床上最常用的评价方法建立在两侧肢体肌肉功能基本对称的基础上方法：两侧指标相差10%以内为正常两侧指标相差11%~20%为可疑异常两侧指标相差20%为异常（PT较为准确、TW、AP和TAE中等、ER可信度较低）测试结果的判断峰力矩体重比：如果患者两侧肌力均有改变，可计算峰力矩体重比，用相对峰力矩值与正常人基础值进行比较，然后判断测试结果的判断与正常数据进行比较需要建立一个不同年龄组、性别、不同种族的正常值数据库如下表健康男性青年膝关节等速向心和离心测试PT、TW和AP值(数据库)伸肌屈肌PTTWAPPTTWAP等速向心60°/s176.2160.9110.493.590.161.8120°/s148.8144.9195.390.480.7110.5等速离心60°/s195.0167.3112.0105.297.714.64120°/s196.9168.0213.7111.7101.2126.0等速肌力测试力矩曲线形态的分析是判断肌肉功能的一个重要指标通常选用慢速测试（60°/s）时，获得的力矩曲线，此时力矩值较大，曲线上升、下降较为缓慢、清晰，便于分析和判断力矩曲线的异常通常是非特异性的，仅作为辅助检查，并不能确诊病因膝关节肌肉萎缩力矩曲线特征特征：力矩值减少，曲线普遍低平，但曲线光滑关节活动范围力矩正常力矩曲线力矩速率（TRTD）正常力矩曲线的力矩速率（timerateoftorquedevelopment,TRTD）通常在象限1/3上关节活动范围力矩1/31/31/330°30°30°TRTD肌肉萎缩时力矩速率（TRTD）肌肉萎缩时（TRTD）通常在象限的中或下1/31/330°30°30°TRTD关节活动范围力矩1/31/3前交叉韧带损伤的力矩曲线特征主要表现在伸肌力矩曲线上特征：伸肌力矩曲线中部出现一段平台样异常曲线发生机制：前交叉韧带损伤膝关节在伸膝时前部和两侧不稳定力矩曲线中间区域的平台样改变见下图前交叉韧带损伤的伸膝力矩曲线关节活动度力矩平台半月板损伤力矩曲线特征特征：伸肌力矩曲线初始可以是正常，但在曲线中部可有双峰或明显“W”型异常波峰，并且患侧PT值较健侧降低发生机制：由于损伤的半月板在伸膝时受到挤压或扭转的结果见下图半月板损伤时的伸膝力矩曲线关节活动度力矩双峰/W膝关节骨关节炎力矩曲线特征特征：伸肌曲线初始正常，达到某一角度时，曲线明显下降，通过该角度后力矩曲线又上升，形成一双峰样改变发生机制：主要原因是疼痛性抑制关节表面病理性改变，当伸膝达到该病变部位，较大的压力传递到受神经支配的软骨下骨，引起疼痛，导致肌力下降，通过该部位后，肌力又上升见下图膝关节骨关节炎伸膝力矩曲线关节活动度力矩双峰肩关节撞击综合征力矩曲线特征特征：进行肩关节外展/内收测试可见，力矩曲线的中部，有一明显的下降曲线发生机制：由于肩关节活动到一定部位引起疼痛，而使力矩曲线明显下降，通过这个部位后力矩曲线重新上升见下图肩关节撞击综合征肩内收/外展力矩曲线关节活动度力矩外展内收肩周炎力矩曲线特征特征：肩关节屈/伸肌的力矩曲线普遍较低，产生的力矩曲线极不稳定，且关节活动明显受限发生机制：主要是疼痛抑制性，特别在关节活动末端，由于疼痛使患者力矩输出减少，关节活动范围缩小见下图肩周炎肩关节屈/伸力矩曲线关节活动度力矩屈伸等速肌力测试信度和效度的研究信度PT最好、TW和AP中等、肌肉耐力较低效度运动电位振幅（EMG）单位面积肌纤维含量（肌活检技术）肌肉横断面积（CT或MRI）等速肌力测试的注意事项掌握好适应证和禁忌证高血压、心脏病患者病情控制后再进行测试测试中应避免闭气用力，以免发生意外应避免受试者在疲劳状态或饱餐后进行测试建议下肢测试安排在PM6:00~7:30这个时间为保证测试结果有可比性，重复测试应尽量安排在一天中相同的时间段内进行等速肌力测试的注意事项测试的规范化制定严格的操作规程等速仪器的标定每月用系统标定程序标定一次，减少误差受试者的主观用力应以言语鼓励患者竭尽全力同时保证重复测试中言语引导的标准化