等速技術在康復醫學領域中的研究進展

宣磊，吳建賢，潘家武

1.安徽省體育科學技術研究所，安徽合肥市230001；2.安徽醫科大學第二附屬醫院康復運動醫學科，安徽合肥市230601

等速運動的概念最早由Hislop和Perrine[1]于20世紀60年代后期提出，這一特殊的運動方式經過長期發展，逐漸形成等速肌力測試和等速肌力訓練技術(以下統稱“等速技術”)。我國于20世紀80年代初引進等速技術[2]，目前已廣泛應用于運動訓練和康復醫學領域。

1 在康復評定中的應用

康復評定是康復的重要環節之一[3-4]。等速技術在康復評定中的主要作用有：①評估關節、肌肉或神經功能受損程度；②測定健側基礎值，作為患側康復治療效果的預期值；③判斷康復治療方案的療效，實時監控康復過程，以便及時調整康復方案。

1.1 肌力評定

目前，臨床檢測肌力多采用徒手檢查法，雖然操作簡便，但存在檢查者主觀經驗判斷、被檢查者配合程度低、可重復性低等缺點[3]。等速測試可精確量化被測關節周圍肌群肌力，對評價肌力有重要作用[5]。通常選取低角速度(30°/s～60°/s)下的峰力矩(peak torque,PT)進行最大肌力評定，選取高角速度(180°/s～300°/s)下的總功(total work,TW)進行肌肉耐力評定。峰力矩隨角速度的增加而減少[6]。Flansbjer等[7]研究顯示，等速技術在腦卒中偏癱患者肌力評價中信度較高，可以作為肌力評價的敏感方法。胡永善等[8]的研究表明，等速技術中的持續被動運動(continuous passive motion,CPM)可為徒手肌力檢查難以明確的Ⅱ、Ⅲ級肌力提供一種客觀而精確的肌力評定方法。趙衛俠等[5]研究指出，等速技術可以對跟腱斷裂修復后肌力康復效果做出有效評估。

1.2 關節穩定性評定

膝關節穩定性評定主要采用屈伸肌峰力矩比值(hamstring/quadriceps,H/Q)，H/Q是運動訓練學中重點研究課題之一[9]，但在康復醫學領域應用較少。H/Q是衡量膝關節肌肉屈伸肌力量是否平衡的重要指標，在膝關節角速度60°/s時，正常人H/Q標準值為60%～69%，國外優秀運動員可以達到80%～90%[9-10]；H/Q隨著角速度的增加而增加[11]。H/Q過大或過小都會影響肌肉用力的協調性和均衡性，造成膝關節損傷[12]。

1.3 雙側肢體平衡性評定

雙側肢體平衡性評定主要采用雙側同名肌群肌力差異[12]。人體兩側同名肌群比＜0.8時容易引起損傷，特別是兩側同時產生最大爆發力量時。Narici等[13]認為，人體兩側同名肌峰力矩差異應在10%以內才能保證肌力平衡。國內學者認為[14]，只有當伸肌差異超過20%、屈肌差異超過30%時，才能說明存在肌力不平衡。中外學者的差異可能與人種有關，但國內外學者在減小差異使肌力平衡的觀點上是一致的。

1.4 輔助診斷

通過分析等速力矩曲線中的切跡、波動、低平、不對稱或其他變形，以及曲線中斷或縮短，可判定關節可能存在的病變，如膝骨關節炎(knee osteoarthritis,KOA)的“M”型曲線、半月板損傷的“W”型曲線等，通過分析異常力矩曲線，可獲得肌肉關節病理變化的客觀信息[2,15]。但等速技術測得的異常力矩曲線通常是非特異性的，僅可作為輔助檢查，需要結合其他臨床手段進一步確診。

2 康復訓練模式

等速技術目前已廣泛應用于康復治療各期，以提高損傷關節肌力為主，其機制可能為：在生化方面，等速技術可增加肌糖原的生成，干預線粒體酶；在神經調節方面，等速技術可促進神經活動的協調性，提高運動單位的同步性[16]。

在具體應用方面，等速技術的雙向生理“溢流”能夠同時訓練拮抗肌和主動肌在任何運動角度的肌肉輸出力矩，提高肌力；改善附屬結構、神經肌肉功能；促進關節液循環，緩解疼痛，有利于關節營養；改善血液循環，促進無菌性炎癥消除；提高關節穩定性，改善運動控制能力等[15,17-22]。

等速訓練有以下幾種主流訓練模式。

2.1 等速向心訓練

等速向心訓練是等速訓練中最常用的訓練模式。康復早期建議選用高角速度(180°/s～300°/s)，這時儀器的順應性阻力較小，對關節面壓力較小，不易引發繼發損傷，有利于傷病肌群愈合[23]；康復中期建議選擇低角速度(30°/s～60°/s)進行關節最大肌力訓練，加速肌力恢復；康復后期選擇高角速度(180°/s～300°/s)多次重復訓練，以恢復日常生活功能[24]。

2.2 等速離心訓練

等速離心訓練是一種肌肉在阻力的作用下逐漸拉長、運動環節與肌肉拉力方向相反的一種運動模式。關節肌群離心收縮時可以刺激大腦皮質及脊髓發出更多神經沖動，并可增加膠原的再適應控制，具有低耗能、高力量的特點[25-27]。等速離心收縮產生的肌力要大于等速向心收縮，特別對快速力量的提高有重要作用[28]。在實際應用中，采用等速向心結合等速離心的訓練方法會取得較好的康復效果，對KOA患者行等速向心、離心康復訓練，患者上下階梯能力有顯著改善[27]。

2.3 CPM

CPM對肌力低于Ⅲ級患者的力量訓練和關節活動度恢復具有不可替代的作用[29-30]。相較于其他運動模式，CPM的主要優勢有：①助力可調，精細到1 N·m，關節活動速度從10°/s開始，當關節阻力大于助力時，運動自動停止，防止過度牽拉，對術后早期、肌肉腫脹明顯的患者有較高安全性；②節律性關節屈伸能夠維持關節的延展性和柔韌性，改善活動度；③減輕疼痛程度[31-32]。

2.4 等速短弧訓練模式

等速短弧訓練模式即在疼痛范圍的兩側進行等速肌力訓練，限定關節活動范圍，避讓痛點，防止出現繼發性損傷和因疼痛制動造成的廢用性肌肉萎縮[33-34]。在0～30°范圍內進行等速短弧訓練，可有效增強股四頭肌肌力，膝關節協會臨床評分有顯著改善[35]。

2.5 其他模式

不對稱性等速訓練通過高角速度的伸肌等速訓練和低角速度的屈肌等速訓練，達到屈伸肌力平衡，抑制肌張力增高，減少異常運動模式[15,36]。

等速閉鏈訓練是指在負重狀態下，肢體末端處于固定位置的一種等速運動模式。膝關節前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)重建術后患者采用這種方式訓練，完全康復時間短于傳統康復[37-38]。

神經肌肉穩定訓練時，儀器阻力方向隨機改變，適用于鍛煉肌肉力量和發展神經系統靈敏性。

綜上所述，較為合理的等速訓練模式應為術后初期或急性期選擇CPM或短弧運動模式，早期選擇高速向心運動模式，中晚期選擇低速向心結合離心運動模式。

3 在疾病康復中的應用

3.1 神經科

傳統觀念認為，腦損傷偏癱患者肌力下降的主要原因為主動肌肌力下降和拮抗肌肌張力增高，肌力訓練會增加痙攣程度、加重異常模式，因此康復的重點是降低拮抗肌張力，減少異常運動模式[39]。大量文獻報道證明[36,40-43]，等速肌力訓練不會引起痙攣加重，具有較好的安全性。等速運動角速度恒定，肌肉疲勞后重復訓練不會引起拮抗肌張力異常增高[44]。

目前臨床對痙攣的評定多采用改良Ashworth量表(modified Ashworth Scale,MAS)，雖簡單易行，但無法評價低水平肌肉痙攣，且無法區分對抗拉伸力的來源，有效性不足。等速技術在腦卒中偏癱患者肌力評估中有較高信度[45]。等速量化評定痙攣的方法主要有等速擺動實驗、等速被動測試。等速測試的峰力矩與MAS評分高度相關[45-46]。脊髓灰質炎患兒肘關節在角速度120°/s時的峰力矩與MAS評分相關性最顯著；腦卒中后小腿股三頭肌在角速度120°/s時的峰力矩與MAS評分相關性最顯著，峰力矩可作為量化評估痙攣程度的敏感指標。等速技術結合肌電圖還能區分對抗拉伸力是由牽張反射引起還是源于肌群自身的粘連[45]。等速技術量化評估痙攣程度在神經康復中具有較好的應用前景。

等速技術的重復感覺刺激和重復動作可刺激神經系統產生新的適應，使大腦逐漸恢復對癱瘓肌群的控制能力，促進神經肌肉功能恢復[47]。等速肌力訓練對腦卒中偏癱患者提高步行能力、平衡能力，促進下肢功能的恢復有明顯作用，可改善患者預后，具有良好的安全性[15,39,44,48-51]。孟慶芳等[52]研究顯示，等速技術結合高壓氧可有效促進腦卒中患者運動功能恢復。姜璧珺等[17]研究顯示，不對稱等速訓練可以明顯提高慢性腦卒中偏癱患者患側屈肌(腘繩肌)肌力，增加關節穩定性，防止出現膝過伸步態。

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，等速技術給此類患者提供了一種安全有效的康復手段[53]。等速技術能顯著提高下肢本體覺，緩解KOA患者疼痛，增強肌力，促進步態改善[34,54]。安丙辰等[55]的研究顯示，KOA患者膝關節屈、伸等速峰力矩與老年人下肢肌肉力量和耐力體質測試、6分鐘步行測試成績均呈正相關，伸肌群峰力矩與KOA生活質量調查問卷的疼痛和功能障礙項評分呈負相關，說明KOA患者伸肌群肌力下降對患者疼痛的影響更大。等速技術結合關節腔內注射玻璃酸鈉和關節松動術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]發現，等速技術結合中醫特色護理可以提高KOA患者的護理依從性。

等速技術對ACL重建術后患者的肌肉恢復有較好效果，具有減少肌肉萎縮、重建關節穩定、預防再損傷及退行性損害、縮短患側康復時間等作用[59-60]。

等速肌力訓練可以提高軀干屈伸肌群肌力，有效緩解腰痛癥狀[61]。

等速技術對促進肩周炎患者運動功能恢復作用明顯，原因可能為：①關節的反復運動有利于韌帶松弛、軟化；②增加關節液分泌，增加活動范圍；③有利于預防術后血栓的形成[62-63]。對肩袖損傷患者早期進行等速技術結合關節松動術能顯著減輕患者疼痛，提高關節活動能力，具有良好的臨床應用價值[64-65]。

等速技術還能改善髕骨骨折、髕骨軟骨病、全膝關節置換術后、膝半月板損傷關節鏡術后、創傷性膝關節僵直等疾病患者的預后。

3.3 其他疾病

李益平等[66]的研究顯示，肩關節內收外展等速肌力訓練可以增加乳腺癌患者術后患側上肢淋巴液回流量，有助于減少術后淋巴水腫。等速技術結合有氧訓練可通過提高慢性阻塞性肺疾病患者的肌力和最大攝氧量，改善患者的生活質量指數[67]。

4 禁忌癥

急性關節肌肉損傷，疾病急性發作期，骨折術后初期，嚴重的腫脹、疼痛、滲出，嚴重認知障礙，嚴重心血管疾病，均為等速技術的禁忌癥。

5 小結

等速肌力測試和等速肌力訓練技術在我國經過近30年的發展，已取得了長足的進步，在康復領域中發揮著重要作用[68]。但當前的研究還存在著一些不足：①研究多集中于下肢，對上肢關節研究較少；對膝、肩等大關節研究較多，對如肘、腕、踝等小關節研究較少；②等速訓練康復方案缺乏統一標準；③等速儀器種類較多，測試結果差異性較大，各型號儀器所測數據之間無法橫向比較；④儀器價格昂貴，操作復雜，不便攜帶。

隨著現代科技的發展，等速技術也在不斷創新。目前等速技術已與表面肌電圖、物理因子等技術有一定結合，期待今后加強與諸如動作生物力學解析、矯形外科、生物工程學等學科的聯合，進一步拓展等速技術在康復醫學領域中的應用。