手持型肌力測定儀測量下肢肌力的信度與效度①

賈延兵，劉 浩，熊 愿，王楚珊，洪文俠，鐘林森，黃戰武，張世杰

手持型肌力測定儀測量下肢肌力的信度與效度①

賈延兵1a，劉 浩2，熊 愿1a，王楚珊1a，洪文俠1b，鐘林森3，黃戰武3，張世杰3

目的測試手持型肌力測定儀OE-210測定下肢肌力的信度與效度。方法2016年3月1日至4月30日，正常青年人38名，由2位治療師分別使用OE-210進行股四頭肌和腘繩肌肌力測定，其中一位治療師在3 d后重復測試1次。受試者1 d后接受下肢等速肌力測試。計算組內相關系數(ICC)，OE-210測試結果與等速測試結果進行Pearson相關分析。結果同一測試者重復測量ICC=0.718～0.924；不同測試者間ICC=0.784～0.870。OE-210測試結果與等速測試峰力矩正顯著相關性(P＜0.001)，其中股四頭肌輕中度相關(r=0.270～0.413)，腘繩肌高度相關(r=0.582～0.668)。結論OE-210肌力測定儀測試下肢股四頭肌、腘繩肌的信度良好，而確保其使用效度的條件尚需進一步研究。

手持型肌力測定儀；信度；效度；下肢；肌力

肌力是衡量人體功能的重要指標之一。在康復領域，肌力常用來評估患者的康復進度及檢驗康復效果。目前常用的肌力評價方法包括徒手肌力檢查(manual muscle testing,MMT)、等速設備評估以及手持型肌力測定儀(hand-held dynamometer,HHD)測定等。MMT最為簡便快捷，但卻較為主觀，尤其當受試肌肉肌力較強時，信度較差[1]。等速設備雖然結果較為精準，但較為費時，設備不便于攜帶，且費用昂貴。采用HHD進行肌力測定不僅方便快捷，而且結果較為客觀，儀器較為廉價且便于攜帶[2]，越來越廣泛地應用于康復評估。不少研究探討應用不同HHD測量肩關節[3-4]、肘關節[5]和踝關節[6]周圍肌肉力量的信度或效度，結果不一。OE-210肌力測定儀(日本伊藤超短波株式會社)是一種手持型肌力測試系統。本研究探討OE-210肌力測定儀評估正常青年人下肢肌肉力量的信度和效度。

1 對象與方法

1.1 研究對象

2016年3月1日至4月30日，在廣東省工傷康復醫院及東莞市康復醫院選取健康青年職工或實習進修人員38名，其中男性14名，女性24名；年齡17～30歲，平均(21.32±3.54)歲；男性體質量60～120 kg，平均(69.07±15.85)kg，女性體質量44～59 kg，平均(49.92±4.87)kg；男性身高166～183 cm，平均(173.00± 4.67)cm，女性身高155～170 cm，平均(161.50±4.63) cm。入選個體均為右利足，無下肢疾患，無心腦血管、呼吸系統疾患，可以理解并按要求完成測試。入選者知曉實驗的過程及研究意義，并簽署知情同意書。

1.2 研究方法

首日由測試者(物理治療師)A和B分別使用OE-210肌力測定儀對受試者進行雙側下肢股四頭肌和腘繩肌肌力測定，間隔2 h。隔日，測試者A在相同時間和環境下再對受試者進行1次測試。次日，測試者C應用等速肌力評估系統對受試者雙側下肢股四頭肌和腘繩肌肌力進行等速測試。

1.2.1 OE-210肌力測試

測定股四頭肌肌力時，受試者坐于治療床沿，雙腳離地，受試側下肢在膝關節屈曲60°位置用力伸直膝關節；評估人員手持OE-210置于小腿正面踝關節上方，施加阻力使受試股四頭肌做等長收縮。

測定腘繩肌肌力時，受試者俯臥于治療床上，受試側下肢在膝關節屈曲90°位置用力屈曲膝關節；評估人員手持OE-210置于小腿后面踝關節上方，施加阻力使受試腘繩肌做等長收縮。

以上測試體位均為OE-210隨機所附操作指南建議的體位。測試時根據受試者小腿體積選用合適的壓力感應探頭，肌力單位設定為kg。所有受試者均按照先右側(利足)后左側順序，每組肌肉測試3次，間隔1 min，取平均值。

1.2.2 等速肌力測試

采用美國Biodex System 4 PRO多關節等速肌力評估訓練系統，測試項目為膝關節運動角速度為60°/s和180°/s時，股四頭肌和腘繩肌收縮的力矩峰值(peak torque,PT)[7]。

受試者坐于等速肌力評估訓練系統的座椅上，評估人員調校運動軸心，固定受試者軀干和受試側下肢，測量小腿重量并校正后，設定膝關節活動范圍為0～90°，采用向心-向心收縮模式，角速度60°/s和180°/s。囑受試者用力進行伸、屈膝運動。當角速度為60°/s時重復運動5次，180°/s時重復20次。組間休息1 min。

1.3 統計學分析

采用SPSS 20.0統計軟件進行統計學分析。計量資料采用(xˉ±s)表示。應用組內相關系數(intraclass correlation coefficient,ICC)作為衡量信度的指標，ICC＜0.50為差，0.50～＜0.75為中等，0.75～＜0.90為好，ICC≥0.90為優秀[8]。測試者A首日OE-210肌力測定儀測試結果與等速肌力評估系統測試結果之間應用Pearson相關分析，相關系數r＜0.3代表輕度相關，0.3～＜0.5為中度相關，r≥0.5代表高度相關[8]。顯著性水平α=0.05。

2 結果

OE-210肌力測定儀肌力重復測量信度中等～優秀(ICC=0.718～0.924)，測試者間信度好～優秀(ICC= 0.784～0.870)。見表1。

OE-210測量結果與PT顯著正相關(P＜0.001)，其中股四頭肌肌力與PT輕到中等相關(r=0.270～0.413)，腘繩肌肌力與PT高度相關(r=0.582～0.668)。見表2。

表1 OE-210肌力測定儀測量下肢肌力的重測信度及測試者間信度(kg,n=38)

表2 等速肌力測試PT及與OE-210肌力測定儀測量結果的相關系數(n=38)

3 討論

ICC是反映評價工具測量信度的指標之一。與其他信度系數相比，它不但能夠體現多次測量的相關性，也能體現測量數據的一致性[8]。本研究顯示，OE-210肌力測定儀具有中等～優秀的重測信度和好～優秀的測試者間信度。

Muff等[9]報道，應用HHD測量正常人下肢屈伸膝肌群肌力的變化系數(coefficient of variation)為3.2%～4.2%，信度較好。Whiteley等[10]應用HHD分別在端坐和俯臥體位下，在膝屈曲30o時對216名足球運動員進行股四頭肌和腘繩肌肌力測定，測試者間信度ICC分別為0.96和0.91。Katoh等[11]報道，HHD對正常老年人股四頭肌重復測量信度ICC為0.937～0.957。Leiri等[12]以年輕人作為研究對象，報道HHD測量髖外展肌群肌力的重測信度ICC為0.89～0.95，而測試者間信度ICC為0.76～0.79。這些均支持應用HHD進行肌力測定具有較好的信度。

作為肌力測定的金指標[13]，等速肌力測試在本研究中被用來作為效標。結果顯示，OE-210肌力測定儀對股四頭肌和腘繩肌肌力測定結果與等速肌力測試之間具有相關性，但相關程度根據肌肉不同而不同，腘繩肌測量結果相關性較高，股四頭肌相關性較小。

在一份HHD測量與等速肌力評估相關性的系統回顧中，7份研究報道股四頭肌肌力測試結果之間的Pearson相關系數為0.43～0.99，1份腘繩肌的研究顯示HHD與等速測試的Pearson相關系數為0.77[13]。對足球運動員的研究顯示[10]，股四頭肌和腘繩肌兩種肌力測試結果之間的相關系數分別為0.447～0.617和0.334～0.548。

本研究中兩種工具測定股四頭肌肌力的相關性低于之前研究，原因可能有以下幾個方面。首先，HHD測量時，受試者端坐于治療床緣，難以發力，個體差異大。樸春花等[14]發現，坐在無靠背座椅上，受試者HHD肌力測定值較坐在有靠背的座椅上相差約5%～95%。其次，肌肉肌力較大時，HHD測定結果趨向偏小，主要原因是檢查者很難持續穩定地把持HHD進行測定。本研究在測量較強壯的受試者股四頭肌肌力時，測量者反映穩定OE-210肌力測定儀較為困難。既往研究對于應用HHD進行股四頭肌肌力測定的最大有效肌力值報道不一，從200 N到300 N不等[11,15]，確切肌力參考值還有待進一步研究。

值得說明的是，應用OE-210肌力測定儀進行一組肌肉測量所需時間為3～4 min，而等速肌力測試需時約20 min。

本研究的局限主要為樣本量較小，且樣本人群為正常青年人。OE-210肌力測定儀在老年人及腦卒中患者等人群中的信度、效度尚需進一步研究。

總之，本研究顯示，OE-210肌力測定儀使用便捷，有較好的信度；但確保其使用效度的條件尚需進一步研究。

[1]Sapega AA.Muscle performance evaluation in orthopaedic practice[J]. J Bone Joint SurgAm,1990,72(10):1562-1574.

[2]Maffiuletti NA.Assessment of hip and knee muscle function in orthopaedic practice and research[J].J Bone Joint Surg Am,2010,92(1): 220-229.

[3]Awatani T,Mori S,Shinohara J,et al.Same-session and between-day intra-rater reliability of hand-held dynamometer measurements of isometric shoulder extensor strength[J].Int J Sports Phys Ther,2016,28(3): 936-939.

[4]Awatani T,Morikita I,Shinohara J,et al.Intra-and inter-rater reliability of isometric shoulder extensor and internal rotator strength measurements performed using a hand-held dynamometer[J].J Phys Ther Sci, 2016,28(11):3054-3059.

[5]Kim SG,Lim DH,Cho YH.Analysis of the reliability of the make test in young adults by using a hand-held dynamometer[J].J Phys Ther Sci, 2016,28(8):2238-2240.

[6]Alfuth M,Hahm MM.Reliability,comparability,and validity of foot inversion and eversion strength measurements using a hand-held dynamometer[J].Int J Sports Phys Ther,2016,11(1):72-84.

[7]黃志平,尹彥,劉敏,等.等速肌力測試與訓練技術的研究進展[J].體育科技,2011,32(4):52-58.

[8]Portney LG,Watkins MP.Foundations of Clinical Research:Applications to Practice[M].3rd ed.Upper Saddle River,NJ:Prentice Hall Health,2009:585-618.

[9]Muff G,Dufour S,Meyer A,et al.Comparative assessment of knee extensor and flexor muscle strength measured using a hand-held vs.isokinetic dynamometer[J].J Phys Ther Sci,2016,28(9):2445-2451.

[10]Whiteley R,Jacobsen P,Prior S,et al.Correlation of isokinetic and novel hand-held dynamometry measures of knee flexion and extension strength testing[J].J Sci Med Sport,2012,15(5):444-450.

[11]Katoh M,Isozaki K.Reliability of isometric knee extension muscle strength measurements of healthy elderly subjects made with a hand-held dynamometer and a belt[J].J Phys Ther Sci,2014,26(12): 1855-1859.

[12]Leiri A,Tushima E,Ishida K,et al.Reliability of measurements of hip abduction strength obtained with a hand-held dynamometer[J].Physiother Theory Pract,2015,31(2):146-152.

[13]Stark T,Walker B,Phillips JK,et al.Hand-held dynamometry correlation with the gold standard isokinetic dynamometry:a systematic review[J].PM R,2011,3(5):472-479.

[14]樸春花,桑德春,牧野健一郎,等.腦卒中患者偏癱側肌力測定的信度和效度——手持式測力儀測定規則[J].中華物理醫學與康復雜志, 2008,30(7):456-459.

[15]Nollet F,Beelen A.Strength assessment in postpolio syndrome:validity of a hand-held dynamometer in detecting change[J].Arch Phys Med Rehabil,1999,80(10):1316-1323.

Reliability and Validity ofANovel Hand-held Dynamometer for Muscles Strength of Lower Extremities

JIA Yan-bing1a,LIU Hao2,XIONG Yuan1a,WANG Chu-shan1a,HONG Wen-xia1b,ZHONG Lin-sen3,HUANG Zhan-wu3,ZHANG Shi-jie3
1.a.Department of Physical Therapy;b.Guangdong-Hongkong Joint Sports Injury Rehabilitation and Research Center,Guangdong Provincial Work Injury Rehabilitation Hospital,Guangzhou,Guangdong 510440,China;2.Rehabilitation Department,JORU Rehabilitation Hospital,Yixing,Jiangsu 214200,China;3.Department of Physical Therapy, Dongguan Rehabilitation Hospital,Dongguan,Guangdong 523119,China

LIU Hao.E-mail:liuhao0909@163.com

Objective To investigate the reliability and validity of a novel hand-held dynamometer,OE-210,for muscles strength of lower extremities.Methods From March 1st to August 30th,2016,38 young adults were tested the muscle strength of quadriceps and hamstrings with OE-210 dynamometer by 2 rators,and were retested by one of the raters three days later.The isokinetic test was also conducted on all the subjects one day afterwards.The intraclass correlation coefficient(ICC)of OE-210 test results and the Pearson's correlation coefficient between results of OE-210 and isokinetic test were calculated.Results The ICC of test-retest were 0.718 to 0.924,and the ICC of inter-rater were 0.784 to 0.870.The correlation between muscle performance measured with 2 tools were significant(P＜0.001),that was light to medium on quadriceps(r=0.270-0.413),and strong on hamstrings(r=0.582-0.668).Conclusion OE-210 dynamometer was reliable for muscle strength measurement on quadriceps and hamstrings,and the conditions for valid application need further research.

hand-held dynamometer;reliability;validity;lower extremity;muscle strength

R493

A

1006-9771(2017)05-0572-03

2016-09-25

2017-01-13)

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.05.017

[本文著錄格式]賈延兵，劉浩，熊愿，等.手持型肌力測定儀測量下肢肌力的信度與效度[J].中國康復理論與實踐,2017,23 (5):572-574.

CITED AS:Jia YB,Liu H,Xiong Y,et al.Reliability and validity of a novel hand-held dynamometer for muscles strength of lower extremities[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(5):572-574.

1.廣東省工傷康復醫院，a.物理治療科；b.粵港運動損傷康復與研究中心，廣東廣州市510440；2.宜興九如城康復醫院康復治療部，江蘇宜興市214200；3.東莞市康復醫院物理治療科，廣東東莞市523119。作者簡介：賈延兵(1982-)，女，漢族，河南禹州市人，主管治療師，主要研究方向：燒傷及骨關節損傷的物理治療。通訊作者：劉浩(1982-)，男，漢族，河南洛陽市人，博士，主管治療師，主要研究方向：經顱磁刺激、腦神經科學、神經康復及骨科康復。E-mail:liuhao0909@163.com。