等速測試指標與改良Ashworth量表用于踝痙攣評定的相關性研究①

鄧思宇，盧茜，郄淑燕，劉暢，畢勝

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等速測試指標與改良Ashworth量表用于踝痙攣評定的相關性研究①

鄧思宇1，盧茜2，郄淑燕3，劉暢3，畢勝2

[摘要]目的研究等速被動測試指標與改良Ashworth量表(MAS)評定的相關性。方法2014年8月～2015年3月，本院接收康復治療慢性腦卒中患者18例作為痙攣組，16名健康對照者作為對照組。MAS評定痙攣組踝關節肌張力，BIODEX等速運動測試系統評定兩組踝關節被動運動，角速度分別為10°/s、60°/s、120°/s、180°/s、240°/s。測試峰力矩(PT)、峰力矩體重比(PT/ BW)、平均力矩(AT)、峰力矩-角速度線性斜率(SLOPE)。運用Spearman法對上述兩組結果進行相關分析。結果痙攣組不同角速度PT、PT/BW、AT均大于對照組(P<0.05)，等速指標隨角速度增大而增大，120°/s后上升緩慢。痙攣組4個等速指標與MAS相關系數為0.3043～0.7632(P<0.01)，SLOPE的數值最大。結論等速指標與MAS具有相關性，符合痙攣中速度依賴的定義。120°/s敏感性最高，SLOPE與MAS相關性最顯著。

[關鍵詞]腦卒中；等速測試指標；痙攣；改良Ashworth量表；相關性

[本文著錄格式]鄧思宇，盧茜，郄淑燕，等.等速測試指標與改良Ashworth量表用于踝痙攣評定的相關性研究[J].中國康復理論與實踐, 2016, 22(2): 178-183.

CITED AS: Deng SY, Lu X, Qie SY, et al. Correlation of isokinetic parameter and modified ashworth scale applied in evaluation of ankle spasticity [J]. Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian, 2016, 22(2): 178-183.

作者單位：1.解放軍醫學院，北京市100853；2.中國人民解放軍總醫院康復醫學科，北京市100853；3.首都醫科大學附屬北京康復醫院康復診療中心，北京市100144。作者簡介：鄧思宇(1987-)，女，漢族，北京市人，碩士研究生，主要研究方向：康復治療學。通訊作者：畢勝，主任醫師，教授。E-mail: bisheng301@gmail.com。

痙攣是以肌肉的不自主收縮反應和速度依賴性的牽張反射亢進為特征的運動障礙，是上運動神經元綜合征的組成部分，是神經系統損傷后患者最重要的損害[1]。其表現主要包括肌張力升高、肌肉僵硬、抽搐性痙攣等癥狀。痙攣限制大多數患者肢體活動，影響患者的運動功能，延遲康復訓練的進程；如不積極治療可導致患肢永久性的高肌張力，關節攣縮、僵硬和運動模式異常，嚴重影響患者的生活質量[2]。目前，臨床上比較廣泛認可的評價指標是改良Ashworth量表(modified Ashworth Scale, MAS)[3]，其分級標準是通過手工測試，主觀感覺來評定痙攣級別，該方法簡便易行，但分級比較粗糙，可靠性不是很高[4]。

由于等速肌力測試可以用恒定的角速度對肢體進行被動運動，在一定程度上可模擬人工測試的條件，故可用于痙攣評價的研究[5]。Annaswamy等對創傷性腦損傷患者進行小腿三頭肌痙攣的等速測試阻力矩與MAS的相關性研究，證明二者具有相關性[6]。宋凡等對腦損傷痙攣患者在不同角速度(30°/s、120°/s、180°/s)下測試膝關節被動屈伸峰力矩(peak torque, PT)及峰力矩體重比(peak torque/body weight, PT/BW)，與MAS做相關性研究，得出MAS與這兩個等速指標高度相關，在反映肌痙攣方面具有一致性[7]。Starsky等對腦卒中痙攣患者上肢肘關節進行等速測試阻力矩，證明與MAS具有良好的相關性[8]。Pierce等運用等速裝置對18例脊髓損傷兒童進行不同角速度(15°/s、90°/s、180°/s)下膝關節屈伸肌群的痙攣測量，在證明峰力矩、MAS、痙攣頻率量表(Spasm Frequency Scale, SFS)呈相關性的基礎上，指出角速度為90°/s時最為顯著[9]。

以上研究均對不同患者的不同肌肉進行測量，證明其相關性，但還沒有實驗找到與MAS評定最相關的恒定角速度。鑒于以上問題，我們利用使用較為普遍的等速肌力測試訓練儀，在控制不同角速度的基礎上，以被動牽張方式完成類似MAS評估的痙攣量化評定，建立相應的量化評定指標[10]，并把這些測試指標與MAS評定進行具體相關性分析，進行速度依賴性研究，找到與MAS評估最相關的恒定角速度和等速測試最敏感的指標。

1　資料與方法

1.1一般資料

2014年8月～2015年3月，在解放軍總醫院康復醫學中心及北京康復醫院接受康復治療的慢性腦卒中患者18例(痙攣組)，其中男性16例，女性2例；年齡48～75歲，平均(56.22±6.58)歲；病程3～28個月；肢體受累右側8例，左側10例。所有患者均符合全國第四屆腦血管病會議修訂的診斷標準[11]，并經頭顱CT或MRI確診。

納入標準：①意識清楚，病情穩定，生命體征穩定；②具有一定的認知能力，能夠服從指令；③受累側明確有下肢痙攣且MAS分級≥Ⅰ；④簽署知情同意書，同意配合測試。

排除標準：①伴有其他周圍神經或中樞神經系統疾患；②伴下肢關節活動性炎癥或病理改變或足畸形；③伴有嚴重的視空間障礙；④伴有急性病。

同期選取與北京康復醫院痙攣組年齡相匹配的正常人16名(對照組)，其中男性14名，女性2名；年齡46～65歲，平均(55.56±5.46)歲。均簽署知情同意書，同意配合測試。

1.2儀器

采用美國Biodex System-4型等速運動測試訓練系統，包括等速動力裝置、速度選擇器(速度范圍0～ 300°/s)、計算機、雙頻道記錄儀、坐椅、臥位檢查臺和附件7個部分。

1.3測試方法

受試者半臥位，用尼龍帶將軀干和大腿固定，痙攣組進行患側踝關節MAS評分，記錄評定結果。然后將踝關節固定在腳踏板上，調整裝置的連動臂，使軸心與踝關節外踝中心相對，髖屈曲，膝關節屈曲120°。正式測試前，讓受試者熟悉整個測試過程。測試時，盡可能讓受試者處于放松狀態。

測試關節為踝關節，活動范圍為受試者踝關節被動背屈-跖屈最大活動范圍。采用等速被動運動模式。設定10°/s、60°/s、120°/s、180°/s、240°/s 5種角速度，每種角速度下重復5次，組間休息120 s，為避免未料及的痙攣所致過高阻力造成損傷，預定最高允許力矩為50 N?m，超過該值，裝置自動關機予以保護。

記錄獲得踝關節跖-背屈重復運動5次曲線示意圖。

1.4測試指標

1.4.1 MAS分級

采用MAS對痙攣組進行小腿三頭肌痙攣評估，MAS分級反映徒手檢查的肌張力。

1.4.2等速測試指標

PT：每種角速度下獲得的最大力矩值。

PT/BW：單位體重的峰力矩。

平均力矩(average torque,AT)：每種角速度下力矩的平均值。

峰力矩-角速度線性斜率(SLOPE)：峰力矩與角速度的變化比值。

1.5統計學分析

應用SPSS 11.0軟件進行統計學分析。兩組間PT、PT/BW、AT的比較采用兩獨立樣本t檢驗。采用Spearman相關分析法計算PT、PT/BW、AT、SLOPE 與MAS間的相關性。顯著性水平α=0.05。

2　結果

2.1 MAS

痙攣組中，MAS分級主要集中在Ⅰ～Ⅱ級，Ⅲ～Ⅳ級的例數相對較少。見表1。

表1　MAS評估

2.2等速測試指標

圖1為運動時間與力矩的關系，每運動1次，PT會比上一次減小。圖2為某患者小腿三頭肌在角速度120°/s時位置與力矩的關系，MAS評分為2級。踝關節由跖屈(+)至背屈(-)運動時，其力矩開始時上升較緩慢，隨后逐漸增大較快，到背屈末端時，力矩達到高峰。

圖1　踝關節跖-背屈重復運動5次示意圖

圖2　某患者小腿三頭肌在角速度120°/s時位置與力矩的關系

痙攣組和對照組的踝關節背屈PT值均隨等速系統牽伸角速度的增大而增加，直線回歸斜率分別為0.0292、0.0049。見圖3、圖4。

圖3　痙攣組踝關節跖-背屈角速度與峰力矩相關分析

圖4　對照組踝關節跖-背屈角速度與峰力矩相關分析

痙攣組PT、PT/BW、AT均大于對照組。見表2～ 表4。

痙攣組踝關節背屈PT、PT/BW、AT、SLOPE與MAS具有相關性(P<0.01)。PT、PT/BW、AT在角速度10～120°/s之間有明顯上升趨勢；在120°/s之后，隨角速度的增大，3個指標均上升緩慢；120°/s時的等速測量可能為角速度最低閾值，等速指標數值隨角速度的增大而增加均符合痙攣的定義。120°/s時的等速測量指標與MAS的相關系數最大。SLOPE與MAS相關系數最大。見表5～表8。

表2　兩組不同角速度間踝關節峰力矩比較(N?m)

表3　兩組不同角速度間踝關節PT/BW比較(N?m/kg)

表4　兩組不同角速度間AT比較(N?m)

表5　痙攣組踝關節PT與MAS相關系數

表6　痙攣組踝關節PT/BW與MAS相關系數

表7　痙攣組踝關節AT與MAS相關系數

表8　SLOPE與MAS相關系數

3　討論

目前，痙攣的定量評估尚缺乏統一的方法，影響對病情的準確判斷，定義尚不統一。自1980年Lance[1]提出痙攣的概念后，2005年Burridge等重新定義了痙攣的概念，即上運動神經元病變導致感覺運動控制失調，肌肉表現出間歇性或持續性的不自主激活[12]。痙攣的機理也主要分為兩方面：①速度依賴性牽張反射(H反射)增強為特征的肌張力亢進，最終導致牽張反射過敏和反應過強；②中樞神經損傷的同時，更多地認為是痙攣肌肉機械特性的改變，它與肌纖維的數量、類型、溫度和組織構成(肌肉、膠原蛋白、彈性蛋白、蛋白多糖、積水)有關[13]。現階段，這兩方面的研究都具有重要意義，神經生理學和生物力學這兩種測量方法均不適合單獨描述痙攣[14]。

臨床上常用的等速測試痙攣方法主要包括等速擺動試驗方法和等速被動測試方法。已有研究表明，應用這兩種生物力學方法測量肌痙攣，均具有較好的信度和效度[8,15-16]，且與MAS具有良好的相關性[7]。有實驗證明，痙攣組總力矩幅度和力矩-速度曲線的斜率高于正常組[10]。Perell等評估肌張力正常人與脊髓損傷患者，得出應用等速裝置可有效觀察分離正常人和患者[17]。Lee等在不同角速度下(40°/s、80°/s、120°/s、160°/s)對偏癱、帕金森病患者及正常人的肘關節被動屈曲力矩進行比較，做出直線回歸斜率，發現偏癱/正常之間、帕金森病/正常之間均具有顯著性差異，但偏癱/帕金森病之間無顯著性差異(P>0.05)，說明偏癱和帕金森患者的速度依賴性肌張力增加大致相等[18]。

本研究對痙攣組和對照組進行等速測試指標的對比，符合之前的研究。為了消除測試體位可能的影響，MAS同樣采用等速被動測試體位進行評估。應用等速被動測試時，測試者在恒定速度條件下產生被動牽張，在此基礎上對運動過程中的力矩、角度以及相應位置等給出定量的描述，同時得出PT、PT/BW、AT指標，這些指標隨角速度的增大而增加，也較好地體現了痙攣速度依賴的特征。

本研究主要針對腦卒中患者受累側小腿三頭肌引起的踝痙攣進行評估，設定10°/s、60°/s、120°/s、180°/s、240°/s 5種速度進行測試。PT為等速被動運動時最大的阻力力矩輸出，即力矩曲線上最高一點的力矩值，具有較高的準確性和可重復性。已有研究證明，PT是一個公平量化與MAS相關的評估痙攣指標，被視為等速測試中的黃金參照值[6]，其值隨角速度的增大而增大。PT/BW指單位體重的峰力矩，代表相對的峰力矩值，可進行不同體重個體之間的被動阻力力矩的比較。AT為踝關節每個角速度下5次被動運動的力矩平均值，由于重復牽伸易出現應力松弛導致痙攣緩解先前已被證明[19]，因此踝關節的被動運動在每個角速度下只進行5次。一般來說，第1次阻力力距較大，可能與肌肉的觸變性相關，其機械運動后黏滯性變小[20]。有研究認為，雖有第1次較高力矩存在，但采用5次平均阻力力矩值和剔除第1次后其余4次阻力力矩平均值所獲重測信度并無明顯差異[21]。

根據Spearman相關性分析結果(表5～表7)，5種不同角速度下的測試指標均與MAS呈正相關(P< 0.01)，即MAS評定等級越高，測試值越大，相關系數為0.3043～0.7233。Pierce等運用等速裝置對18例脊髓損傷兒童進行膝關節屈伸肌群的痙攣測量，在證明PT、MAS、SFS呈相關性的基礎上指出角速度為90°/ s時最為顯著[9]。本研究以同樣方法發現3種指標值在角速度120°/s時，與MAS的r值最大，分別為0.6425、0.7233、0.6197。這可能是因為踝關節活動范圍(正常踝關節可背屈30°/跖屈45°)一般為75°，MAS評估時要求1 s內完成全關節活動范圍[22]，因此應用等速裝置完成類似MAS評定時踝關節全范圍被動運動時間不得超過1 s，角速度不得小于75°/s，本測試中大于且最接近75°/s的角速度為120°/s。從而說明在測量腦卒中患者小腿三頭肌痙攣時，120°/s的速度為最佳角速度，與之前認為踝痙攣阻力矩在較高速度的測試中其相關性較好的結論相吻合[23]。

本研究除了對以上3種等速指標進行相關分析外，還特別研究了SLOPE與MAS的相關性。對18例腦卒中患者進行峰力矩-角速度的變化比值計算，得出個體間不同的上升斜率，計算與MAS相關性，其相關系數為0.7632，相比PT、PT/BW、AT表現出更高的相關性。SLOPE越高，表明痙攣依賴速度的程度越高，MAS分級越大。以往研究也曾應用該指標作為量化痙攣的依據，認為其敏感性較好[10]。

本實驗證實了在不同角速度下等速被動方法測試小腿三頭肌痙攣均與MAS評分呈相關性，符合痙攣中速度依賴的定義；并且得出，采用120°/s角速度進行測試敏感性最高，SLOPE與MAS相關性最顯著。在之后的臨床及科研工作中，可用于康復訓練前后的痙攣測試及注射肉毒素治療痙攣時劑量的調整等痙攣評估，能夠反映痙攣變化的程度，更好地指導康復治療。但本測試中MAS為Ⅲ、Ⅳ級的病例數量相對較少，有研究者認為等速裝置對于區分痙攣張力過高的個體意義更大[24]，還需進一步擴大MAS評分較高的樣本量來研究。

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Correlation of Isokinetic Parameter and Modified Ashworth Scale Applied in Evaluation of Ankle Spasticity

DENG Si-yu1, LU Xi2, QIE Shu-yan3, LIU Chang3, BI Sheng1
1.Chinese PLA Medical School, Beijing 100853, China; 2. Department of Rehabilitation Medicine, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China; 3. Beijing Rehabilitation Hospital, Capital Medical University, Beijing 100144, China

Correspondence to BI Sheng. E-mail: bisheng301@gmail.com

Abstract:Objective To study the correlation between isokinetic parameters and modified Ashworth Scale (MAS) in ankle spasticity assessment. Methods 18 stroke patients (spasticity group) and 16 healthy subjects (control group) in our hospitals from August 2014 to March 2015 were included. MAS was used to assess the ankle muscular tension. The ankle passive movement of both groups was measured with BIODEX isokinetic motor assessment system under 10°/s, 60°/s, 120°/s, 180°/s, 240°/s. The peak torque (PT), peak torque/body weight (PT/BW), average torque (AT), and slopes of the linear regression curve of torque-velocity (SLOPE) were recorded. The correlation of the isokinetic paramenters and the MAS were tested with Spearman correlation analysis. Results The PT, PT/BW and AT were higher in the spasticity group than in the control group (P<0.05).And they increased as the angular velocity increased, and slowed after 120°/s. The correlation coefficient of MAS and PT, PT/BW, AT, SLOPE were from 0.3043 to 0.7632 (P<0.01). Conclusion The isokinetic parameters were speed-dependent and closely related to MAS. 120°/s was of the highest sensitivity, and the SLOPE under this anglular velocity was highly correlated with MAS.

Key words:stroke; isokinetic parameter; spasticity; modified Ashworth Scale; correlation

(收稿日期：2015-04-10修回日期：2015-09-06)

DOI:10.3969/j.issn.1006-9771.2016.02.012

[中圖分類號]R743.3

[文獻標識碼]A

[文章編號]1006-9771(2016)02-0178-06