一種應用手機軟件測量關節活動度的效度和信度研究

鄧浩榮 劉春玉 劉玉雙

廣州市社會福利院(廣州 510520)

關節活動度(range of motion，ROM)[1]是指關節活動時可達到的最大弧度，又稱關節活動范圍，分為主動活動和被動活動范圍。關節活動度是肢體功能評定的重要指標[2]，主要應用于司法鑒定、康復醫學等領域[3]。在司法鑒定中，關節活動度是鑒定傷殘等級的重要依據，對于量刑與賠償判定有重要意義；在康復醫學中，關節活動范圍的測定是評定肌肉、骨骼、神經病損病人的基本步驟，是評定關節運動功能損害范圍與程度的指標之一[1]。

傳統用于臨床的關節活動度測量工具主要有普通量角器、方盤量角器等[4]。有研究指出量角器法會產生較大誤差，且不符合人體關節的運動規律，存在邏輯問題[5]。隨著技術的發展和電子設備的日益普及，關節活動度的測量也有許多不同的測量方法，比如電子量角器、二維影像測量和Motion三維運動捕捉系統等[6]。近年來，智能手機廣泛應用在醫學的各個領域[7]，不少智能手機上均安裝了功能強大的嵌入式傳感器，使手機能夠檢測關節位置和檢測關節ROM。本研究嘗試一種使用蘋果手機軟件(Goniometer Pro，以下簡稱G-pro)測量髖關節屈曲的度數，檢驗此種便捷測量方法的信度和效度。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究獲得研究對象知情同意，并獲得醫院倫理委員會批準。研究對象的納入標準：①年齡在18～40歲之間的健康人群；②沒有影響髖關節活動的外傷手術史、骨折史或懷孕等；③在過去三個月中沒有服用止痛藥。

研究對象的排除標準：①嚴重的髖關節關節功能障礙；②有腰椎間盤突出；③既往史有做過髖關節置換術；④脊柱疾病(如類風濕關節炎，強直性脊柱炎)。

1.2 研究方法

將符合條件的12名受試者納入試驗，其中受試者女性5名，男性7名。受試者對象所有髖關節活動度測量均由兩位獨立的盲檢人員進行，數據的讀取以及處理均由第3位人員進行。2位盲檢人員均有使用量角器的經驗，但是都沒有使用手機軟件測量關節活動度的經驗。

儀器：萬能測角儀一把，測角面360°(圖1)。蘋果手機一部，手機載有應用程序G-pro(圖2，App Store搜索Goniometer量角器，免費下載)。

圖1 萬能測角儀

圖2 Goniometer APP

評估方法：12名受試者分別進行以下操作。

步驟一：讓受試者躺在測試床上，保持仰臥位，處于放松狀態，測量者A把量角器(360°測角儀面)的軸心置于受試者的大轉子處，囑受試者屈曲髖關節，并鼓勵受試者盡最大努力達到最大范圍才結束。并記錄該數據，間隔30 s測一次，重復3次，取平均值，得到量角器數據1(圖3)。

步驟二：測量者A用G-pro于量角器相同的起始位置進行測量受試者髖關節屈曲的度數，打開G-pro并按下“設置軸”按鈕調整測量軸進行測試，確信測量已經完成，點擊手機屏幕記錄和存儲角度。測試間的間隔保持30 s，重復3次，取平均值，得到G-pro數據2(圖4)。

步驟三：測量者B應用G-pro重復測量者A步驟，再次測量受試者髖關節屈曲角度，得到數據3。

步驟四：經過24 h后，測量者A用G-pro給前24 h接受測量的受試者進行測量髖關節屈曲的實驗，并記錄測量數據，得到數據4。

圖3 用量角器測量

圖4 G-pro測量

效度：用量角器與手機APP之間的比較作為效度，即上述數據1和數據2進行比較。

信度：使用組內和組間相關系數來評價測量關節活動度的信度：①組內信度是指同一測量者使用用G-pro在24 h前后測量12名受試者髖關節屈曲的度數，即上述數據2和數據4進行比較；②組間信度是指不同測量者用G-pro測量12名受試者的髖關節屈曲的度數，即上述數據2和數據3進行比較。

1.3 統計學分析

應用統計軟件SPSS 20.0對數據資料進行統計。計量資料采用均值±標準差表示。同一組內前后數據的對比用配對t，不同組或者同一組不同數據用的是兩組獨立樣本t檢驗。

2 結 果

2.1 量角器與G-pro比較

量角器與G-pro測量髖關節屈曲差異無統計學意義(P=0.276)，說明G-pro具有良好的效度，見表1。

表1 測量者A使用量角器與G-pro的比較

2.2 測量者A 24 h前后使用G-pro測量的度數的比較

2.3 測量者A與測量者B使用G-pro的比較

3 討 論

近年來隨著科技的不斷進步，智能手機在全世界范圍內廣泛使用，幾乎滲透了人們生活、工作、學習的各個領域。手機醫學是順應社會生活節奏日益加快的趨勢而出現的一種嶄新的醫療模式。以智能手機為載體的輔助診斷技術，給出了一種通過多種信息載體(圖像、音頻和視頻等)實現醫學信息采集、處理、存儲和管理等綜合方案。它通過與其他試驗裝置組裝成不同的檢測系統，填補了一些醫學診療技術的不足，其成本低廉，操作簡單，隨著更多功能傳感器(如溫度、壓力等傳感器)被附加到手機上，配合特定的應用軟件，可以做成手機溫度計、手機聽診器等，以便獲取可應用于臨床診斷的多項指標，可以滿足醫療資源匱乏地區的診斷需求，并且由于手機的隨身便攜性等可以使其能很好地應用于家庭、社區以及偏遠地區的醫療診斷和衛生保健中。

髖關節屬于人體中的穩定關節，髖關節屈曲度是判斷髖關節活動度和功能的重要指標,特別是隨著人工髖關節置換術的發展與應用，準確測量髖關節屈曲度具有重要的臨床意義[8]。屈髖的過程會有骨盆的旋轉和股骨相對于骨盆的屈曲。所以在測量髖關節屈曲時要進行大轉子觸診，定位錯誤容易導致測量角度不準確，影響測量結果。使用手機APP時操作者除要進行觸診外還要熟悉軟件的基本操作，保證和量角器測量的起始位置一致。受試者在進行髖關節的測量時穿過緊的褲子會限制最大范圍屈曲髖關節，當髖關節周圍的肌肉損傷、炎癥、骨折、精神過度緊張、測試中的姿勢和體位，或在測量的過程中受試者的疲勞程度均影響髖關節屈曲角度的測量。

通常會使用組內相關系數(intraclass correlation coefficient，ICC)來描述量角器的信度[9]。本實驗中ICC的值為0.62～0.79，可能是由于量角器的精確度和在測量時固定于受試者的測量位置，防止量角器的滑動，并且每次測量時重復三次導致本次研究中使用的G-pro具有良好的信度。而在本實驗中量角器與手機APP比較中髖關節屈曲的均值(P=0.665)無明顯差異，說明該手機APP具有良好的效度，能夠真實地反映受試者真實情況，具有一定的臨床使用價值。測量方法符合骨科學中骨關節角度的測量原則，滿足現代醫學中關節活動的三維空間思維理念，測量的過程中與關節的生理相適應[10]。測量組A與B之間比較的均值(P=0.971)無明顯差異，說明在組間手機APP具有良好的效度，測量組A在前后24 h之間的對比發現說明在組內手機APP具有良好的效度。

應用手機軟件測量，最大的優點是方便獲取，結構設計簡單，易用操作，可以隨時隨地使用，患者可以直接使用手機在蘋果或安卓手機應用商城直接下載，多次反復測量。限制治療師使用的最大原因是治療師可能不愿意使用其個人的手機對病人進行評估測量，原因是手機直接與病人的皮膚相接觸[10]。作為依附于電子產品的應用程序，智能手機作為測量工具時有時會出現機械障礙或電量用完導致突然退出界面或意外關機，這都會引起測量障礙或干擾測量數據[11-12]，因此在使用中要盡量避免上述情況的出現。

本研究的受試者均為健康者，因此本文概括性有限，從健康(無癥狀)受試者獲得的數據不能代表病變人群，因此需要進一步研究有癥狀的受試者，并通過更大樣本量的測試或在其他關節ROM中應用以進一步證實本次研究結論。測量關節活動度是臨床醫療為評估、診斷、預后和治療各種關節疾病而進行的一項重要體檢項目，為此引進更多便攜性檢測方法在日常檢查中十分有必要，本次研究表明應用手機軟件可以簡單、快捷地測量關節活動度。