等速训练技术及其在康复领域的应用进展

林成杰，张瑶，董芳明，王德敬

(山东中医药高等专科学校，山东烟台264199)

等速训练技术是一种肌肉功能训练的治疗技术。该技术自20世纪80年代由美国引进自我国后，因其较好的精确性、重复性和可操作性，已广泛应用于运动损伤、神经损伤导致的运动功能障碍康复领域，是增强肌力、改善肢体功能状态的一种安全、有效的训练方法。

1 等速训练技术

1.1 等速运动的概念 等速运动于20世纪60年代末首次由两位美国学者提出，指在关节运动的过程中，运动速度设定后，不管患者肌肉收缩产生多大的力量，肢体始终在预定的速度下进行运动，运动速度不随肌肉张力大小改变而改变(运动开始和结束瞬间产生的加速度和减速度除外)的一种运动。等速运动过程中，肌纤维被拉伸或缩短，关节产生明显的活动，是一种动力性收缩，类似于等张收缩；肌肉在收缩时每个角度因承受最大阻力而产生最大的肌张力，与等长收缩类似。因此，等速运动时肌肉收缩具有等张收缩和等长收缩的特点。另外，等速运动可通过神经和生化调节途径提高肌力，神经调节途径可兴奋神经活动，使运动单位募集增多；而生化调节途径则是通过增加肌糖原及线粒体酶的数量和活性以提高肌细胞性能。肌肉的横截面在等速运动后无明显改变，快肌纤维的比例则增大[1]。

等速训练技术是运用等速运动原理并借助专用设备进行肌力训练的一种治疗技术。训练时，预先在设备上设定好运动速度，训练过程中患者无论用多大的力量，肢体运动的速度都不会超过预设速度。主观的用力只能增加肌张力，而不产生加速度。在训练过程中，等速训练设备可测知患者运动全范围内任何一点肌肉或肌群产生的最大力量，从而提供与肌肉收缩的实际力量相顺应的阻力，使肌肉在整个关节活动中的任何角度都能承受与肌力对应的最大阻力，产生最大肌力[2]。当患者肌力较弱时，等速训练设备提供的阻力相应减小，不会造成关节、肌肉损伤。因此，恒定速度和可调节阻力等特点，使主动肌与拮抗剂同时参与到训练中，提高治疗有效率。

1.2 等速训练设备及其训练常用评价指标 20世纪70年代初，美国Cybex公司制造出第一台等速设备。经过40多年的技术发展，等速设备在性能上已有极大的提升，应用范围也不断扩大。临床常用的设备包括Cybex、Kin-com、Lido Active、Biodex、Arid等，其中以Cybex应用最为广泛。新一代的等速设备(如Cybex-770)可进行多种收缩方式(如等长、等张、等速向心、等速离心等)的肌力训练以及持续被动活动，使肌力的训练效率提升。其中，等速向心训练是临床最常应用手段，能够较好提高患者的肌肉力量，而等速离心训练因其低能耗、高力量的特点尤适用于运动能力受限患者的肌力和神经肌肉控制能力的恢复。训练结束后，设备能够提供各项详细的肌肉功能参数(如爆发力、耐力、功率值等)以及清晰的力矩曲线，可更直观地观察训练效果，也为训练处方的设定及调整提供理论指导。训练常用评价指标包括以下几种：①峰力矩(PT)：反映患者肌肉最大力量的能力，是力矩曲线上最高点处的力矩值，为肌肉在一次收缩过程中所能达到的最大力矩输出，其准确性和可重复性较高，可作为等速训练中的黄金指标。②峰力矩体质量比(PT/BW)： 反映肌肉的相对肌力，是指单位体质量的峰力矩值，又称相对峰力矩，可做不同体质量人群之间的肌力对比。③屈伸肌峰力矩比值(F/E)：反映屈伸两组拮抗肌群的平衡状况，是指两组肌群峰力矩的比值，可用于评价运动关节的稳定性和受伤风险。④平均功率(AP)：肌肉单位时间内的做功，反映肌肉在短时间内发力的能力，对于损伤的预防具有重要意义。AP值与运动速度有关，随运动速度增加，AP值也随之增大，提示运动速度越快，肌肉做功效率越高。⑤总功(TW)：反映肌肉功能，是指肌肉单次收缩时的做功，即肌肉一次收缩时力矩曲线下所有面积之和。在某些情况下(如关节活动度受限)较峰力矩更有实际价值。⑥力矩加速能(TAE)：反映肌肉最初收缩产生力矩的速率，是指肌肉收缩最初1/8 s的做功量，可代表肌肉收缩的爆发能力。其他评价指标还有单次最大做功(STW)、耐力比(ER)、峰力矩对应角度(AOPT)等[3]。

2 膝关节相关疾病及运动损伤功能障碍的等速训练

膝关节是人体大多数运动中主要的负重关节，极易发生损伤和退化，其功能活动较其余关节相对单一，主要受屈、伸肌群影响。肌力训练是膝关节损伤后重要的康复手段，等速肌力训练可以有效改善股四头肌、腘绳肌肌力。目前临床研究多集中于膝关节骨关节炎、前交叉韧带损伤、半月板损伤、全膝关节置换术后、周围骨损伤等膝关节相关疾病的等速训练[4]。时素华等[5]对36例膝关节骨性关节炎患者运用电针结合等速肌力训练治疗后，患者Lysholm评分较单纯电针治疗组降低，膝关节屈伸肌PT、TW值较单纯电针治疗组明显升高，认为等速肌力训练能明显增强膝关节骨性关节炎患者膝关节屈伸肌肌力，改善膝关节功能。俞晓春[6]对膝关节前十字韧带损伤患者利用等速肌力训练治疗约8周，等速训练组与对照组相比，膝关节屈伸肌群的PT在不同测试速度下均有明显提高。邵正海等[7]用等速肌力训练早期介入45例半月板损伤术后患者康复治疗，发现膝关节屈伸肌PT、MP、STW、TAE等各项指标均优于常规组，提示等速肌力训练比常规肌力训练对于改善患者预后、缩短术后康复进程具有明显优势。李益平等[8]将全膝关节置换术后患者分为三个不同角度组进行等速肌力训练，发现三组的膝关节功能IKS评分、股四头肌PT、TW各项指标在治疗后均有提高，提示等速肌力训练可改善全膝关节置换术后患肢股四头肌肌力、耐力等功能。

运动损伤是指在竞技体育和体育健身运动过程中发生的各种损伤，常发生于专业运动员以及从事体育健身活动人员。等速训练在肌肉功能训练恢复上可实行定量化且具有很好的准确性，训练时可为运动员提供顺应性阻力，防止损伤部位因为负荷过重引起二次损伤。因此，等速训练可以对损伤肌肉、关节进行功能训练，加快恢复进程，被视为一种有效、积极的恢复手段。李吉如等[9]对手球、曲棍球、垒球等集体小球类项目运动损伤后等速肌力康复效果研究结果表明，等速肌力训练在集体小球项目运动员运动损伤的康复过程中效果显著，能提供可靠、客观的量化指标。杨斌[10]运用等速训练研究男足守门员髋关节损伤后康复临床效果，屈伸肌PT值训练后较训练前显著提高，表明等速康复训练可促进髋关节肌功能损伤的恢复。刘静[11]选取84例接受闭合性跟腱断裂修复术患者随机分组，等速组患者进行等速训练，治疗后等速组患者足部功能恢复的优良率明显高于对照组，患者实施等速训练效果确切，能够促进跟腱功能的恢复，提高患者生活质量。

3 神经系统功能障碍的等速训练

3.1 脑卒中后功能障碍的等速训练 肌力减退是脑卒中后偏瘫患者上、下肢功能障碍的重要原因，因此脑卒中后康复的重点之一是肌力的改善。等速训练可有效改善偏瘫患者训练部位的肌力情况，其最早应用于脑卒中后下肢的康复，而上肢的相关研究相对较少[12]。王原原[13]对脑卒中偏瘫患者进行进行踝关节等速训练，治疗6周后，BBS、MWS、TUGT评分结果明显优于对照组，表明踝关节等速训练在改善偏瘫患者平衡、下肢功能方面效果显著。张学慧等[14]将80例脑卒中偏瘫患者随机分组，分别采用闭链和开链模式等速肌力训练进行治疗，8周后两组下肢运动功能和平衡功能均改善，患者肌张力降低，但闭链组效果更显著。段好阳等[15]在不同介入时机和治疗时程对恢复期脑卒中偏瘫患者进行等速肌力训练，观察其对步行功能的影响。结果表明早期、全程介入等速肌力训练能更加有效提高脑卒中偏瘫患者的肌力，改善其步行功能。尹正录等[16]对脑卒中偏瘫患者上肢进行屈伸肌群等速肌力训练，治疗后患者上肢FMA评分、MBI评分均明显提高，证实等速肌力训练可以提高偏瘫上肢肌力，改善偏瘫患者上肢整体功能及日常生活活动能力，且肌张力不会明显增高。

3.2 脊髓损伤功能障碍的等速训练 步行功能是影响脊髓损伤患者生存质量的重要因素，取决于脊髓损伤的平面、下肢肌力、本体感觉功能的保留等因素，而肌力是步行功能的最大贡献因素。等速训练技术作为安全有效的治疗手段，可以在关节整个运动中激发肌肉最大收缩功能[17]，已逐步应用于脊髓损伤患者的康复中。卢占斌等[18]用等速技术训练不完全性脊髓损伤患者的双膝关节屈伸肌，发现训练前后PT变化有显著性差异。有研究者[19]对不完全腰髓损伤患者应用等速肌力训练3个月，股四头肌和腘绳肌MMT、PT/BW均比治疗前改善，观察组优于对照组，提示等速肌力训练对不完全脊髓损伤患者肌力改善效果更明显。有研究者[20]观察等速肌力训练对胸腰段脊髓损伤患者下肢肌力的影响，结果示两组患者屈伸肌群的PT、TAE值均高于治疗前，但等速训练组更明显，说明等速肌力训练能有效改善胸腰段脊髓损伤患者下肢肌力，有助于患者的肢体功能恢复。

近年来，我国应用等速训练技术在运动系统、神经系统伤病功能障碍等康复领域虽取得了明显的效果，但涉及疾病种类较为局限。为此，开发等速技术及设备使其更广泛应用于多种疾病及其功能障碍的预防和康复仍是未来的发展方向。