等速肌力检测测试

等速肌力测试的指标及意义

峰力矩（peak torque，PT）指肌肉收缩 产生的最大力矩输出，即力矩曲线上最 高点处的力矩值


意义：代表了肌肉收缩产生的最大肌力，具 有较高准确性和可重复性，为黄金指标和参 照值 单位:牛顿· 米（N · m）
等速肌力测试的力矩曲线图
峰力矩
力 矩
TAE
60°/s 180°/s 慢速测试 快速测试 用于肌力的测试 用于肌肉耐力测试
60°/s~180° 中速测试 用于肌力测试 /s 0°/s 等长肌力测试 用于肌力测试
常用测试速度
关节 膝关节 肘关节 前臂 髋关节 肌群 屈/ 伸 屈/ 伸 旋前/旋后 屈/伸，外展/ 内收，内旋/ 外旋 慢速 60 60 30~60 60 中速 120 120 120 120

峰力矩体重比：
如果患者两侧肌力均有改变，可计算峰力矩 体重比，用相对峰力矩值与正常人基础值进 行比较，然后判断
测试结果的判断


与正常数据进行比较 需要建立一个不同年龄组、性别、不同 种族的正常值数据库 如下表
健康男性青年膝关节等速向心和离心 测试PT、TW和AP值(数据库)
伸
PT
等 速 向 心
反映设定角度 反映关节运 时的力矩值 动中最弱一 点的力矩值
等速肌力测试与徒手肌力检查比较
优 点 徒手测试 等速测试
操作简单方 便、应用广 泛
能精确测定 肌肉功能并 能进行量化
缺 点
不能精确定量， 测试者带有一 定主观性
肌力在3级或 3级以下者无 法进行
等速技术背景



等速肌力测试和训练技术（isokinetic muscle testing and training） 开始于20世纪60年代后期 由Hislop和Perrine提出等速运动的概念 70年代Cybex公司制造出第一台等速仪器 我国于80年代初开始购进等速仪器 用于运动体育和康复医学
等速肌力测试的指标及意义

力矩加速能（torque acceleration energy,TAE）指肌肉最初1/8秒的作功量


意义：反映肌肉最初收缩产生力矩的速率和 作功能力，可代表肌肉收缩的爆发能力 单位：焦耳（J）
等速肌力测试的指标及意义

耐力比（endurance ratio,ER）指肌肉重 复收缩时的耐疲劳能力（两种方法）
61.8
110.5 14.64 126.0
等速肌力测试力矩曲线形态的分析


是判断肌肉功能的一个重要指标 通常选用慢速测试（60°/s）时，获得 的力矩曲线，此时力矩值较大，曲线上 升、下降较为缓慢、清晰，便于分析和 判断 力矩曲线的异常通常是非特异性的，仅 作为辅助检查，并不能确诊病因
膝关节肌肉萎缩力矩曲线特征
膝关节骨关节炎伸膝力矩曲线
双峰
力 矩
关节活动度
肩关节撞击综合征力矩曲线特征



特征：进行肩关节外展/内收测试可见， 力矩曲线的中部，有一明显的下降曲线 发生机制：由于肩关节活动到一定部位 引起疼痛，而使力矩曲线明显下降，通 过这个部位后力矩曲线重新上升 见下图
肩关节撞击综合征肩内收/外展力矩曲线
等速肌力测试
等速肌力测试定义 将等速运动中肌肉收缩过程通过等速仪 器记录下来，经计算机处理，得到力矩 曲线及多项反映肌肉功能的参数，作为 评定肌肉运动功能的指标
等速肌力测试
顺应性阻力的含义： 测试中，等速仪器所提供的阻力与肌肉收缩 的实际力矩输出相匹配，为顺应性阻力。它反 映的是一组肌群在整个关节活动中每一瞬间或 处于不同角度时，都能承受相应的最大阻力， 产生最大张力和力矩输出，有利于肌肉发挥最 大收缩能力。等速肌力测试中的速度决定顺应 性阻力的大小
等速仪器（两类）


一类：等速肌力测试为主，常配有计算 机系统，较昂贵，如Cybex、 Kin-com、 Biodex 一类：等速肌力训练为主，不带计算机 系统，不能获得客观数据资料，如 Orthotron、Hydrafitness
等速仪器功能

测试方面：


等速向心、等速离心、等长、等张等不同收 缩方式肌力测试 四肢大关节各个运动平面肌力，躯干肌力， 神经肌肉本体促进技术（PNF）动作时肌力 等速向心、等速离心、等长、等张、持续被 动活动（CPM）
膝关节骨关节炎力矩曲线特征



特征：伸肌曲线初始正常，达到某一角度时， 曲线明显下降，通过该角度后力矩曲线又上升， 形成一双峰样改变 发生机制：主要原因是疼痛性抑制 关节表面病理性改变，当伸膝达到该病变部位， 较大的压力传递到受神经支配的软骨下骨，引 起疼痛，导致肌力下降，通过该部位后，肌力 又上升 见下图


意义：判断肌力平衡情况，对判断关节稳定 性有一定意义，慢速时较为准确 膝关节屈肌和伸肌峰力矩比值，简称H/Q比 值（正常人60°/s时， H/Q大约60%~70%， 随运动速度增快， H/Q略增大 ）
等速肌力测试的指标及意义


平均关节活动范围（average range of motion，AROM） 意义：判断关节活动障碍情况，帮助判 断两侧肌群作功量差异的原因

动力臂的长度


肢体称重
测试方案（测试方式）



等速向心肌力测试 肌肉收缩使肌纤维长度缩短 肌肉起止点向中心靠近 主动肌/拮抗肌的向心收缩 等速离心测试 与上述相反 向心收缩/离心收缩，离心收缩/离心收缩 等长肌力测试 运动速度为0° /s
测试方案（角速度）

训练方面：

等速技术在临床的主要应用

对肌肉功能进行评定 对各种运动系统伤病后的肌肉功能进行针对性 的康复训练

顺应性阻力，有效，安全，多样化，有针对性



对康复治疗进行客观疗效评定 对运动系统伤病进行辅助判断 指导运动训练 科研工作
等速肌力测试的临床意义


了解肌肉或神经肌肉功能损害程度 确立基础值,作为制定康复治疗方案的参 考依据 作为康复治疗疗效的评价和判断指标

肌肉萎缩时（TRTD）通常在象限的中或下1/3
力 矩 1/3 1/3
TRTD
30
1/3 30
°
° 30°
关节活动范围
前交叉韧带损伤的力矩曲线特征


主要表现在伸肌力矩曲线上 特征：伸肌力矩曲线中部出现一段平台样异常 曲线 发生机制：前交叉韧带损伤
膝关节在伸膝时前部和两侧不稳定
力矩曲线中间区域的平台样改变 见下图
测试结果的判断

患者两侧肌力的自身比较


临床上最常用的评价方法 建立在两侧肢体肌肉功能基本对称的基础上 方法：
两侧指标相差10%以内为正常 两侧指标相差11%~20%为可疑异常 两侧指标相差>20%为异常 （PT较为准确、 TW、AP和TAE中等、ER可信度 较低 ）

测试结果的判断

特征：力矩值减少，曲线普遍低平，但 曲线光滑
力 矩
关节活动范围
正常力矩曲线力矩速率（TRTD）

正常力矩曲线的力矩速率（time rate of torque development,TRTD）通常在象限1/3上
力 矩
1/3
1/3
TRTD
30
30
°
°
30° 关节活动范围
1/3
肌肉萎缩时力矩速率（TRTD）



作一组重复最大肌肉收缩后，后半组肌肉作 功量与前半组肌肉做功量之比 作一组20~25次最大重复运动后，最后5次 作功量与最前5次作功量之比 单位：百分比
等速肌力测试的指标及意义

主动肌与拮抗肌峰力矩之比（peak torque ratio）指等速肌力测试中，主动 肌与拮抗肌两组肌群峰力矩的比值
单位（° /s ）
快速测试 180 180 180 180
测试方案

测试次数

测试肌力，慢速或中速，重复5次 测试肌肉耐力，快速测试，重复20~25次（运动员 可达30次）

间歇时间
每种测试速度之间，间歇60秒 耐力测试后，间歇90秒以上 两侧肢体，间歇3~5分钟 测试频率 1次/月 预测试 ：使患者熟悉测试方法和要领（3次亚极量）


STW指重复收缩作功量之和 TW指重复收缩中最大一次作功量 意义：作功与峰力矩值有较好的一致性 即峰力矩值↑，作功量↑ 但作功量还与关节活动范围有关 单位：焦耳(J)
等速肌力测试的指标及意义

平均功率（average power,AP）指单位 时间内肌肉的作功量



目的：反映肌肉作功的效率 意义：AP值与测试速度有关 即在一定范围内，测试速度↑， AP值↑ 单位：瓦（W）
等速肌力测试
南京医科大学一附院康复医学科 王国新
等速运动的概念

指运动中，运动速度恒定（等速）而阻 力可变，运动中的速度预先在等速仪器 上设定，一旦速度设定不管受试者用多 大力量，肢体运动的速度都不会超过预 先设定的速度，受试者的主观用力只能 使肌张力增高，力矩输出增加，而不能 产生加速度的一种运动。
测试速度
等速肌力测试的指标及意义

峰力矩体重比（peak torque to body weight ratio,PT/BW）指单位体重的峰力矩值

意义：代表肌肉收缩的相对肌力，可用于不同体重 的个体或人群之间的肌力比较

峰力矩角度（angle of peak torque, AOPT） 指力矩曲线中，峰力矩所对应的角度
禁忌证

相对禁忌证：

急性肌肉关节损伤、风湿性关节炎急性发作、 渗出性滑膜炎、明显疼痛 关节不稳、骨折愈合未坚、严重骨质疏松、 急性肿胀、严重疼痛、活动范围极度受限、 严重渗出、骨或关节肿瘤、手术后即刻

绝对禁忌证：

测试时机

4级肌力时，即具有对抗阻力

开始时，采用快速运动测试（180° /s ） 逐渐减慢测试速度 采用CPM训练模式 处于初步研究阶段，还没有规范化测试方法
等 速 离 心
肌
AP PT
屈
TW
肌
AP
TW
60 °/s 120 °/s 60 °/s 120 °/s
176.2
148.8 195.0 196.9
160.9
144.9 167.3 168.0
110.4
195.3 112.0 213.7
93.5
90.4 105.2 111.7
90.1
80.7 97.7 101.2
前交叉韧带损伤的伸膝力矩曲线
力 矩
平台
关节活动度
半月板损伤力矩曲线特征



特征：伸肌力矩曲线初始可以是正常， 但在曲线中部可有双峰或明显“W”型异 常波峰，并且患侧PT值较健侧降低 发生机制：由于损伤的半月板在伸膝时 受到挤压或扭转的结果 见下图
半月板损伤时的伸膝力矩曲线
双峰/W
力 矩
关节活动度
力 矩
外展
内收
关节活动度
肩周炎力矩曲线特征



特征：肩关节屈/伸肌的力矩曲线普遍较 低，产生的力矩曲线极不稳定，且关节 活动明显受限 发生机制：主要是疼痛抑制性，特别在 关节活动末端，由于疼痛使患者力矩输 出减少，关节活动范围缩小 见下图

3级或3级以下时

测试的步骤

准备

接受指导，做一些简单准备活动

测试次序

健侧
患侧

体位和关节轴心


体位的选择应考虑关节损伤后的愈合情况 （如肩关节脱位复位后，肩关节固定外展位） 关节活动轴心与仪器动力臂旋转轴心相一致
测试的步骤

固定

肢体近端，腰部和胸部 应保证各种固定带紧而舒适 动力臂的长短影响肌肉的力矩输出 应保证动力臂长度一致

意义：代表肌肉收缩的最佳用力角度
等速肌力测试的指标及意义

指定角度的峰力矩值（peak torque at additional angle）等速仪器可以 自动计算出关节活动中任意角度所 对应的力矩值

意义：比较两侧指定角度的力矩值
等速肌力测试的指标及意义

总作功和单次最大作功（set total work (STW)and total work(TW)）作功为力矩乘以 距离，即力矩曲线下的总面积
等长，等张和等速肌力测试的比较
项 目 等长测试
固定不动 （0° /s ）
等张测试
变化， 不易控制
等速测试
可任意选定（1 0° /s ~500° /s ），且恒定 可变，顺应性阻 力，与运动速度 有关
速度 阻力 运动幅度 测试意义
可变，顺应性 受杠杆作用 阻力 影响
无
全幅或半幅
全幅或半幅
反映关节运 动中任何一 点的力矩值
1/8秒
关节活动范围
向心肌力测试力矩—速度曲线图

在等速向心肌力测试中PT值随着测试角速度的 增加而降低，即力矩-速度曲线
力 矩

意义：由于不同肌纤维在肌肉收缩过程中产生 的募集能力不同所致。肌肉慢速（低角速度） 向心收缩时，Ⅰ型肌纤维和Ⅱ型肌纤维都能被 募集。随着运动角速度的增加，被募集的肌纤 维减少，肌肉力矩输出下降