等速肌力相关知识

等速肌力测试训练仪肌力（muscle strength）即肌肉收缩力量，是反映人体运动功能的一个重要指标。

肌力评定具有十分重要的临床意义，目前常用的肌力检查法有徒手肌力测定法、等张收缩测定法及等长收缩测定法，但这些测定方法均有不足之处。

等速肌力测定是在肢体被动地进行等速运动时，通过测定反映肌肉负荷的系列参数，来评定肌肉的功能状态。

该法既客观准确，又简便易行，且安全可靠。

人体本身无法产生等速运动，须将肢体固定于仪器的杠杆，当其自主运动时，仪器的限速装置则会根据肢体力量的大小，随时调节杠杆对肢体的阻力，以保持肢体的运动速度维持在一定恒定值。

因此，肢体力量越大，杠杆的阻力就越大，则肌肉的负荷越强；反之亦然。

此时，如测定反映肌肉负荷的系列参数，则可评定肌肉的功能状态。

70年代出现的等速肌力测试训练仪就是根据上述原理设计的，目前，新型的等速肌力测试训练功能更加丰富，形成了一个全面的肌肉功能测试和训练系统。

它由电脑、机械限速装置、打印机、座椅及附件组成；可测试力矩、最佳用力角度、肌肉做功量等多种参数，能全面反映肌力、肌肉爆发力、耐力以及关节活动度、灵活性、稳定性等多方面的情况。

此方法准确可靠，并能提供等速向心、离心、被动等各种运动模式，是一种高效的运动功能评定和训练装置。

可广泛适用于神经内科、神经外科、骨科、运动医学科及康复医学科等。

我国80年代中期开始引进等速肌力测试训练仪，目前某些大医院和康复机构，以及体委已配置。

最多应用的仪器型号有Cybex、BIODEX、KIN－COM及LIDO，经营公司为香港科体健康及运动器材有限公司和香港启康国际医学仪器有限公司。

1 基本概念1.1肌力检查及意义肌力（muscle strength）即肌肉收缩力量，是反映人体运动功能的一个重要指标，但它是肌肉生理活动的一个机能指标，难以量化。

肌肉检查（muscle strength test）是在受试者主支运动时，通过测定相关肌肉或肌群的收缩力量，来评定肌肉的功能状态。

肌力检查的主要目的是：判断有无肌力下降及肌力低下的程度与范围；发现导致肌力下降的原因；为制订治疗、训练计划提供依据；定期检查神经肌肉病损的恢复程度和速度，以检验治疗、训练的效果。

因此，肌力检查有助于诊断肌肉、骨骼和神经系统的病损，尤其对评定周围神经病损所致的肌力低下十分重要，在神经内科、神经外科、骨科、运动医学科及康复医学科等都很常用。

但是目前常用的肌力检查法均不能完全解决肌力的量化评定（quantification of muscle strength）问题，人们一直希望找到一种既客观又简便的方法。

七十年代，等速肌力测试训练仪的面世，宣告了一种理想的肌力检查方法－等速肌力测试(isokinetic muscle strength test) 的发现[1-2]。

目前，新型的等速肌力测试训练仪功能更加丰富，形成了一个全面的肌肉功能测试和训练系统[10]。

1.2等张收缩、等长收缩与等速运动肌力检查时，肌肉的运动有着不同的收缩方式，即等张收缩和等长收缩。

等张收缩(isotonic contraction)是指肌肉收缩时，张力不变，肌肉长度改变并产生肢体关节活动的收缩方式；而等长收缩（Isometric contraction）是指肌肉收缩时肌肉长度不变，张力增加，不产生肢体关节活动的收缩方式。

等速运动（isokinetics）的概念是1967年美国的工程师Perrine和Hislop首先提出的[3]，它是指某一肢体在其关节固定的情况下，环绕关节运动，而整个运动过程中肢体速度保持不变的去运动方式，又叫“恒定速度运动”（constant velocity training）[4]。

实际上，等速运动时，其肌肉收缩是一种等长收缩和等张收缩相混合的方式。

1.3等速运动测试肌力的基本原则等速肌力测试是在肢体进行等速运动时，测定肌肉的肌力等参数，来判断相关的肌肉、关节等的运动功能的方法。

机体自身不能产生等速运动，必须依靠专门的仪器，其中常用的就是等速肌力测试训练仪。

等速运动的实施需要将肢体固定在仪器的杠杆上，让肢体带动杠杆做全关节活动范围的往复运动。

在此过程中，仪器对肢体的阻力随肌力的变化而变化，二者成正比改变，使肢体的运动始终保持在某一相同的速度上，故又有人将等速运动称为：“可调节抗阻运动”（accommodating resistance training）[6]。

当肢体主动运动时，欲保持其速度不变，则肌力强时，杠杆的阻力大，从而，肌肉负荷大，肌张力高，力矩（肢体绕关节转动时，肢体的力量与用力点到关节垂直距离的乘积）输出增加；反之，当肌力弱时，杠杆的阻力随之减小，肌肉负荷亦降低，肌张力低，力矩输出减少。

因此，当肢体被限制在不同的速度下进行等速运动时，测定力矩等参数，可判定肢体肌肉的功能状况。

由于仪器对肢体产生的阻力，即肌肉负荷，是根据受试者的肌力随时调节的，肌力和阻力呈作用力与反作用力的关系，因此无论怎样也不会超过肌肉本身的负荷极限，这样，一方面保证了肌肉在关节活动的各个角度都可以达到最大收缩程度[5]，另一方面又不至于造成过度损伤。

例如，在疲劳、疼痛、损伤等情况下，由于肌力降低，肌肉负荷量会随之减少，所以不会造成或加重肌肉的损伤。

1.4常用肌力检查法与等速肌力测试目前常用的肌力检查法主要有行手肌力检查法、等长肌力检查法、等张肌力检查法等。

临床上最常用的是徒手肌力检查法（manual muscle test, MMT），它是Lovett和Martin于1916年提出的，在以后的实践中有所修改，至今仍广泛使用。

MMT是根据肌肉收缩时能产生的可见收缩、关节活动、抵抗重力及抵抗外加阻力的不同情况，将肌肉力量由弱到强分为6极，即0－5级。

肌肉无收缩能力为最低级（0级），肌肉收缩可抵抗为高级（5级）。

MMT简便易行，不需要任何辅助工具，因此很受临床医生的欢迎。

但是MMT分级只有六级，量化程度不够理想，并且判定标准由检查者主观认定，检查结果易受多种主、客观因素的影响，准确性较差，往往不能满足临床和科研的较高要求。

等长肌力检查法是在肌肉收缩保持其长度不变时，将所能负担的最大负荷，作为它的等长肌力，可用握力计，捏力计、拉力计等进行测定。

但是等长收缩局限于关节活动的某一角度，只是一种静态的形式。

等张肌力检查法是根据肌肉等张收缩时产生关节运动的特点，在被测肢体上施中可度量的重是做为阻力，肌肉收缩时所能带动的最大重量即为该肌肉的等张肌力。

肌力测定利用沙袋、砝码、滑轮等进行。

等张收缩的最大负荷量只能达到关节活动范围内最弱点的最大值，不能反映其他各点的肌力情况，等长肌力检查法和等张肌力检查法虽可获得准确的肌力数值，但均有其局限性，且安全性不易保证。

相比之下，用等速运动的方法进行的等速肌力测试，由于它是一种全关节的连续动态测试，并且测试过程中肌肉的负荷量是随着肌肉的功能状态可以调节的，因此，不仅可以获得准确的肌力量化数值，又可以反映关节活动范围内各点的肌力情况，而且不易造成过度损伤。

三种量化的肌力测试方法的主要区别点见下表[7,8]。

综上所述，等速肌力测试的特点为：能在全关节活动范围内进行；肌肉收缩力在关节运动的各个角度均可达到最大值；运动过程中阻力随肌力大小改变，可以调节；运动速度可控制等。

因此，等速肌力测试具有其他任何肌力检查法无法比拟的优越性。

2.等速肌力测试训练仪的发展简史早期的等速装置，如Orthotron，是根据流体力学的原理设计的，一套液压传动装置对肢体的运动速度进行控制，主要用于膝关节的训练[9]。

1969年CybexⅡ型告等速肌力测试训练仪问世，它是一台带有双频道电子描记系统的仪器，在肢体进行等速运动时，能同时描记出一个关节两组拮抗肌群的力矩及相应关节活动的角度。

其基本构造为：动力仪、速度控制器、双频记录仪、电脑、座椅及附件几个部分，利用不同的附件可进行四肢各大关节，如：肩肘、腕、髋、膝、踝的各种关节活动的肌力测试和训练。

近十来年，等速肌力测试训练仪的种类不断增加，各种类型的更新换代非常快，仪器的功能也突破了单纯的肌力测试和训练，而扩展到肌肉功能的多方面测评，如有的仪器带有同步肌电图描记系统、有的有生物反馈装置、有的甚至可以进行酶学和耗氧量的测试，为临床和科研带来极大方便。

为适应不同的需要，新型的等速肌力测试训练仪还增加了离心、被动、等长、等张等多种运动模式，使这种仪器的功能更加丰富，形成了一个全面的肌肉功能测试和训练系统[10]。

3.等速肌力测试训练仪的构造及使用新型的等速肌力测试训练仪（如图）一般包括：电脑、机械限速装置、打印机及座椅和附件四个基本部分。

仪器的运行控制和数据分析处理均由电脑管理，测试结果既可以通过电脑屏幕显示，也可以打印输出。

附件为配合不同关节、肌肉的测试和训练所设。

等速肌力测试训练集锦操作十分简便。

测试和训练时，首先选择合适的附件，连接在限速装置上；然后开机，调用所需程序，进行设定；最后，固定肢体于起始位，受试者做好准备即可开始。

原则上，训练时运动强度应由弱到强，不宜一开始就做最大量的训练。

另外，训练必须与测试相结合，随时进行调整。

4.等速肌力测试仪的功能测试和训练并举是等速肌力测试训练仪的最大特点。

4.1测试功能等速肌力测试训练仪可测试的参数较多，主要的有[1,24]：（1）力矩（torque）：即作用力与力臂的乘积。

它是反映肌肉收缩力量的数值，包括峰力矩和平均力矩。

峰力矩即肌肉收缩力量的最大值，是目前肌力测定中最常用的一个指标。

平均力矩是指多次重复收缩活动的峰力矩的平均值，它可以更好地反映峰力矩的情况。

在一次关节的屈、伸活动中，可以同时测出屈肌和伸肌（一组拮抗肌群）的力矩。

（2）最佳用力角度：产生峰力矩时的关节角度，是关节功能正常的一个特异性指标。

（3）肌肉做功量：为力与运动距离的乘积，是反映关节活动能力的一个指标，包括总功和功率两个参数。

总功是肌肉收缩所做的全部的功，即力矩曲线下的总面积，是肌肉功能障碍的敏感指标。

平均功率是指单位时间所做的功，为一个运动速度的指标，反映肌肉实际做功的能力。

（4）到达峰力矩时间：指肌肉开始收缩至到达峰力矩所用的时间，可作为肌肉爆发力的客观指标。

（5）耐力比和疲劳指数：受试者反复屈伸活动20次，前4次的做功量与末4次之比即为耐力比；肌肉连续收缩后，在连续的力矩曲线上峰力矩值下降，其下降的速度即疲劳的快慢，是反映肌肉耐力的指标。

（6）拮抗肌力矩比（F/E）：屈肌（如动肌）与伸屈（拮抗肌）的力矩之比，反映拮抗肌之间的平衡情况，以及关节稳定性。

（7）峰力矩与体重比：又叫相对峰力矩或重力效应矩，是指最大力矩占体重的百分率，因此更能反映个体情况。

（8）关节活动范围（range of motion，ROM）：即关节一次屈、伸所经过的角度。