等速技术在康复医学领域中的研究进展

宣磊，吴建贤，潘家武

1.安徽省体育科学技术研究所，安徽合肥市230001；2.安徽医科大学第二附属医院康复运动医学科，安徽合肥市230601

等速运动的概念最早由Hislop和Perrine[1]于20世纪60年代后期提出，这一特殊的运动方式经过长期发展，逐渐形成等速肌力测试和等速肌力训练技术(以下统称“等速技术”)。我国于20世纪80年代初引进等速技术[2]，目前已广泛应用于运动训练和康复医学领域。

1 在康复评定中的应用

康复评定是康复的重要环节之一[3-4]。等速技术在康复评定中的主要作用有：①评估关节、肌肉或神经功能受损程度；②测定健侧基础值，作为患侧康复治疗效果的预期值；③判断康复治疗方案的疗效，实时监控康复过程，以便及时调整康复方案。

1.1 肌力评定

目前，临床检测肌力多采用徒手检查法，虽然操作简便，但存在检查者主观经验判断、被检查者配合程度低、可重复性低等缺点[3]。等速测试可精确量化被测关节周围肌群肌力，对评价肌力有重要作用[5]。通常选取低角速度(30°/s～60°/s)下的峰力矩(peak torque,PT)进行最大肌力评定，选取高角速度(180°/s～300°/s)下的总功(total work,TW)进行肌肉耐力评定。峰力矩随角速度的增加而减少[6]。Flansbjer等[7]研究显示，等速技术在脑卒中偏瘫患者肌力评价中信度较高，可以作为肌力评价的敏感方法。胡永善等[8]的研究表明，等速技术中的持续被动运动(continuous passive motion,CPM)可为徒手肌力检查难以明确的Ⅱ、Ⅲ级肌力提供一种客观而精确的肌力评定方法。赵卫侠等[5]研究指出，等速技术可以对跟腱断裂修复后肌力康复效果做出有效评估。

1.2 关节稳定性评定

膝关节稳定性评定主要采用屈伸肌峰力矩比值(hamstring/quadriceps,H/Q)，H/Q是运动训练学中重点研究课题之一[9]，但在康复医学领域应用较少。H/Q是衡量膝关节肌肉屈伸肌力量是否平衡的重要指标，在膝关节角速度60°/s时，正常人H/Q标准值为60%～69%，国外优秀运动员可以达到80%～90%[9-10]；H/Q随着角速度的增加而增加[11]。H/Q过大或过小都会影响肌肉用力的协调性和均衡性，造成膝关节损伤[12]。

1.3 双侧肢体平衡性评定

双侧肢体平衡性评定主要采用双侧同名肌群肌力差异[12]。人体两侧同名肌群比＜0.8时容易引起损伤，特别是两侧同时产生最大爆发力量时。Narici等[13]认为，人体两侧同名肌峰力矩差异应在10%以内才能保证肌力平衡。国内学者认为[14]，只有当伸肌差异超过20%、屈肌差异超过30%时，才能说明存在肌力不平衡。中外学者的差异可能与人种有关，但国内外学者在减小差异使肌力平衡的观点上是一致的。

1.4 辅助诊断

通过分析等速力矩曲线中的切迹、波动、低平、不对称或其他变形，以及曲线中断或缩短，可判定关节可能存在的病变，如膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)的“M”型曲线、半月板损伤的“W”型曲线等，通过分析异常力矩曲线，可获得肌肉关节病理变化的客观信息[2,15]。但等速技术测得的异常力矩曲线通常是非特异性的，仅可作为辅助检查，需要结合其他临床手段进一步确诊。

2 康复训练模式

等速技术目前已广泛应用于康复治疗各期，以提高损伤关节肌力为主，其机制可能为：在生化方面，等速技术可增加肌糖原的生成，干预线粒体酶；在神经调节方面，等速技术可促进神经活动的协调性，提高运动单位的同步性[16]。

在具体应用方面，等速技术的双向生理“溢流”能够同时训练拮抗肌和主动肌在任何运动角度的肌肉输出力矩，提高肌力；改善附属结构、神经肌肉功能；促进关节液循环，缓解疼痛，有利于关节营养；改善血液循环，促进无菌性炎症消除；提高关节稳定性，改善运动控制能力等[15,17-22]。

等速训练有以下几种主流训练模式。

2.1 等速向心训练

等速向心训练是等速训练中最常用的训练模式。康复早期建议选用高角速度(180°/s～300°/s)，这时仪器的顺应性阻力较小，对关节面压力较小，不易引发继发损伤，有利于伤病肌群愈合[23]；康复中期建议选择低角速度(30°/s～60°/s)进行关节最大肌力训练，加速肌力恢复；康复后期选择高角速度(180°/s～300°/s)多次重复训练，以恢复日常生活功能[24]。

2.2 等速离心训练

等速离心训练是一种肌肉在阻力的作用下逐渐拉长、运动环节与肌肉拉力方向相反的一种运动模式。关节肌群离心收缩时可以刺激大脑皮质及脊髓发出更多神经冲动，并可增加胶原的再适应控制，具有低耗能、高力量的特点[25-27]。等速离心收缩产生的肌力要大于等速向心收缩，特别对快速力量的提高有重要作用[28]。在实际应用中，采用等速向心结合等速离心的训练方法会取得较好的康复效果，对KOA患者行等速向心、离心康复训练，患者上下阶梯能力有显著改善[27]。

2.3 CPM

CPM对肌力低于Ⅲ级患者的力量训练和关节活动度恢复具有不可替代的作用[29-30]。相较于其他运动模式，CPM的主要优势有：①助力可调，精细到1 N·m，关节活动速度从10°/s开始，当关节阻力大于助力时，运动自动停止，防止过度牵拉，对术后早期、肌肉肿胀明显的患者有较高安全性；②节律性关节屈伸能够维持关节的延展性和柔韧性，改善活动度；③减轻疼痛程度[31-32]。

2.4 等速短弧训练模式

等速短弧训练模式即在疼痛范围的两侧进行等速肌力训练，限定关节活动范围，避让痛点，防止出现继发性损伤和因疼痛制动造成的废用性肌肉萎缩[33-34]。在0～30°范围内进行等速短弧训练，可有效增强股四头肌肌力，膝关节协会临床评分有显著改善[35]。

2.5 其他模式

不对称性等速训练通过高角速度的伸肌等速训练和低角速度的屈肌等速训练，达到屈伸肌力平衡，抑制肌张力增高，减少异常运动模式[15,36]。

等速闭链训练是指在负重状态下，肢体末端处于固定位置的一种等速运动模式。膝关节前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)重建术后患者采用这种方式训练，完全康复时间短于传统康复[37-38]。

神经肌肉稳定训练时，仪器阻力方向随机改变，适用于锻炼肌肉力量和发展神经系统灵敏性。

综上所述，较为合理的等速训练模式应为术后初期或急性期选择CPM或短弧运动模式，早期选择高速向心运动模式，中晚期选择低速向心结合离心运动模式。

3 在疾病康复中的应用

3.1 神经科

传统观念认为，脑损伤偏瘫患者肌力下降的主要原因为主动肌肌力下降和拮抗肌肌张力增高，肌力训练会增加痉挛程度、加重异常模式，因此康复的重点是降低拮抗肌张力，减少异常运动模式[39]。大量文献报道证明[36,40-43]，等速肌力训练不会引起痉挛加重，具有较好的安全性。等速运动角速度恒定，肌肉疲劳后重复训练不会引起拮抗肌张力异常增高[44]。

目前临床对痉挛的评定多采用改良Ashworth量表(modified Ashworth Scale,MAS)，虽简单易行，但无法评价低水平肌肉痉挛，且无法区分对抗拉伸力的来源，有效性不足。等速技术在脑卒中偏瘫患者肌力评估中有较高信度[45]。等速量化评定痉挛的方法主要有等速摆动实验、等速被动测试。等速测试的峰力矩与MAS评分高度相关[45-46]。脊髓灰质炎患儿肘关节在角速度120°/s时的峰力矩与MAS评分相关性最显著；脑卒中后小腿股三头肌在角速度120°/s时的峰力矩与MAS评分相关性最显著，峰力矩可作为量化评估痉挛程度的敏感指标。等速技术结合肌电图还能区分对抗拉伸力是由牵张反射引起还是源于肌群自身的粘连[45]。等速技术量化评估痉挛程度在神经康复中具有较好的应用前景。

等速技术的重复感觉刺激和重复动作可刺激神经系统产生新的适应，使大脑逐渐恢复对瘫痪肌群的控制能力，促进神经肌肉功能恢复[47]。等速肌力训练对脑卒中偏瘫患者提高步行能力、平衡能力，促进下肢功能的恢复有明显作用，可改善患者预后，具有良好的安全性[15,39,44,48-51]。孟庆芳等[52]研究显示，等速技术结合高压氧可有效促进脑卒中患者运动功能恢复。姜璧珺等[17]研究显示，不对称等速训练可以明显提高慢性脑卒中偏瘫患者患侧屈肌(腘绳肌)肌力，增加关节稳定性，防止出现膝过伸步态。

3.2 骨科

KOA患者大多年龄较大，伴有高血压、糖尿病等慢性疾病，等速技术给此类患者提供了一种安全有效的康复手段[53]。等速技术能显著提高下肢本体觉，缓解KOA患者疼痛，增强肌力，促进步态改善[34,54]。安丙辰等[55]的研究显示，KOA患者膝关节屈、伸等速峰力矩与老年人下肢肌肉力量和耐力体质测试、6分钟步行测试成绩均呈正相关，伸肌群峰力矩与KOA生活质量调查问卷的疼痛和功能障碍项评分呈负相关，说明KOA患者伸肌群肌力下降对患者疼痛的影响更大。等速技术结合关节腔内注射玻璃酸钠和关节松动术的综合疗法可以明显减轻KOA患者疼痛，改善日常生活能力[56-57]。王宇[58]发现，等速技术结合中医特色护理可以提高KOA患者的护理依从性。

等速技术对ACL重建术后患者的肌肉恢复有较好效果，具有减少肌肉萎缩、重建关节稳定、预防再损伤及退行性损害、缩短患侧康复时间等作用[59-60]。

等速肌力训练可以提高躯干屈伸肌群肌力，有效缓解腰痛症状[61]。

等速技术对促进肩周炎患者运动功能恢复作用明显，原因可能为：①关节的反复运动有利于韧带松弛、软化；②增加关节液分泌，增加活动范围；③有利于预防术后血栓的形成[62-63]。对肩袖损伤患者早期进行等速技术结合关节松动术能显著减轻患者疼痛，提高关节活动能力，具有良好的临床应用价值[64-65]。

等速技术还能改善髌骨骨折、髌骨软骨病、全膝关节置换术后、膝半月板损伤关节镜术后、创伤性膝关节僵直等疾病患者的预后。

3.3 其他疾病

李益平等[66]的研究显示，肩关节内收外展等速肌力训练可以增加乳腺癌患者术后患侧上肢淋巴液回流量，有助于减少术后淋巴水肿。等速技术结合有氧训练可通过提高慢性阻塞性肺疾病患者的肌力和最大摄氧量，改善患者的生活质量指数[67]。

4 禁忌症

急性关节肌肉损伤，疾病急性发作期，骨折术后初期，严重的肿胀、疼痛、渗出，严重认知障碍，严重心血管疾病，均为等速技术的禁忌症。

5 小结

等速肌力测试和等速肌力训练技术在我国经过近30年的发展，已取得了长足的进步，在康复领域中发挥着重要作用[68]。但当前的研究还存在着一些不足：①研究多集中于下肢，对上肢关节研究较少；对膝、肩等大关节研究较多，对如肘、腕、踝等小关节研究较少；②等速训练康复方案缺乏统一标准；③等速仪器种类较多，测试结果差异性较大，各型号仪器所测数据之间无法横向比较；④仪器价格昂贵，操作复杂，不便携带。

随着现代科技的发展，等速技术也在不断创新。目前等速技术已与表面肌电图、物理因子等技术有一定结合，期待今后加强与诸如动作生物力学解析、矫形外科、生物工程学等学科的联合，进一步拓展等速技术在康复医学领域中的应用。