等速技术在膝骨关节炎防治阶段应用的研究进展

孙鑫 谢露 娄本敬 李艺

（1.西藏大学医学院，拉萨 850000；2.新疆医科大学第一附属医院运动医学科，乌鲁木齐 830054）

骨性关节炎（Osteoarthritis，OA）是当前最常见的一种关节病变，对个人和社会产生巨大影响［1］。膝骨关节炎（Knee Osteoarthritis，KOA）是患病率最高、临床最常见的OA之一，疼痛及丧失功能导致的肢体残疾降低了生活质量，进而增加了其他疾病发病或死亡的风险［2］。截止于2018年，我国KOA总体患病率为18%，女性患病率为19%，男性患病率为11%［3］。当下，我国的KOA患病率较高，个人及社会负担沉重，伴随老龄化社会来临，其患病率预计将大幅上升［3］。KOA的发病与肌力下降、特别是股四头肌无力有关。该疾病80%的患者行动受限，25%的患者日常生活受限，主要表现为行走异常、爬楼困难、无法做家务或坐起身等［4］。《骨关节炎诊疗指南（2018版）》，首次提出OA的阶梯化与个体化治疗方案，将治疗分为基础治疗、药物治疗、修复性治疗、重建治疗4个阶梯［5］。2019年国际骨关节炎研究学会发布的非手术治疗OA指南建议基础治疗应作为首选治疗方案，强调运动锻炼的重要性，特别是对KOA的肌肉强化，以及个性化的体育锻炼，可以改善步行，缓解疼痛和提升生活质量［5］。等速技术作为提高肌力的最好方式，以其安全性高、易控制、效果好等特点脱颖而出，逐步成为防治KOA的重要基础治疗方法［4］。因此，本文梳理等速技术在KOA预防和治疗的有关研究进展，以期能为今后在医学领域更好地运用等速技术提供一定的实践和理论根据。

1 等速技术概述

等速运动（Isokinetics Exercise）由Perrine和Hislop率先提出［6］。等速运动是指某一肢体在其关节固定的情况下，环绕关节运动，而整个运动过程中角速度保持不变的一种肌肉收缩的运动方式，又称为“恒定速度运动”［7］。等长运动时肌肉长度保持不变，不会产生明显的关节活动；等张运动时肌肉张力保持不变，但其运动速度无法控制，而等速运动包含等张和等长优点的同时又弥补了不足［8］。

人类不能自主完成等速运动，必须依靠仪器的协助。等速技术可以被定义为一种依靠仪器在一定运动范围内控制等速运动的技术［9］。第一台成熟的等速仪器是由美国Cybex公司于1970年研制的。目前有如德国D＆R.Ferstl公司Isomed 2000型、意大利EasyTech公司Genu Plus型、美国BIODEX公司SYSTEM4型、CSMI公司HUMAC NORM 型以及德国TUR公司ISOFORCE型、中国沐恒医疗科技有限公司MUH-KS100型、寰熙医疗有限公司XYDSXZ-03A型、XY-DSXZ-01A型等［10］。

等速肌力指标［10，11］：（1）峰力矩（PT）：是指肢体在运动范围内由肌肉收缩产生的关节单一最高扭矩输出。PT已被证明是一个精准的测量指标，成为所有等速测量的黄金标准和参考值；（2）力矩（M）：指外界作用力与力臂的乘积，在等速肌力测试中主要反映肌肉的收缩力量；（3）峰力矩角度（PTA）：是指肌肉运动过程中所产生最大力量时对应的关节角度；（4）峰力矩与体重比（PT／BW）：指峰力矩与体重的比值，可作为比较不同体重人群肌力的指标；（5）屈伸肌峰力矩比值（H／Q）：目前多用于膝关节的测试，其中双侧膝关节屈伸肌峰力矩比值更能反映出双侧膝关节周围肌力的平衡情况；（6）肌肉功是机械能的输出。总功（TW）是在所有重复试验中做功的总和；峰值功（PW）是在最佳重复试验期间所做的功；平均功（AW）是肌肉做功的平均值；（7）肌肉功率是肌肉输出功的比率。平均功率（AP）是收缩的总功除以运动时间；峰值功率（PP）是在最佳重复试验期间实现的功除以运动时间；（8）峰值扭矩加速能量（PTAE），指在重复试验中，单个扭矩产生的前125ms内的最大功。这是肌肉“爆炸性”的标志，是扭矩产生的速度（速率）估计。

2 等速技术对KOA患者的肌力测试

几十年来，肌力测试的客观评价方法一直是医学、康复学、人体工效学、生物力学、生理学、运动科学等相关科研领域的一个重要课题。众多专家一致认为［12-14］，肌力测试对神经-肌肉和肌肉-骨骼疾病患者的诊断和治疗是必不可少的。值得注意的是，近年来等速肌力测试已成为评估肌肉性能的金标准［8］。

目前发现［15］，膝关节周围肌群的肌力下降与KOA的发生密切相关。KOA患者的关节肌力可能比同年龄健康人群下降三分之一［16］。业界认为，肌肉力量下降的主要原因一种是IIB型肌纤维的萎缩；另一种是股四头肌的“关节源性肌肉抑制”，即肌肉收缩的抑制可能会导致无力［17］。

有研究发现［18］，KOA患者的股四头肌无力可能出现在关节病变的早期。Demirhan等［19］发现，处于早期KOA阶段（Kellgren＆Lawrence分级0或1级）无膝关节疼痛或肌肉萎缩的KOA患者，股四头肌无力是存在的。此外，与存在疼痛、放射学征象的受试者相比，膝关节存在疼痛但没有放射学征象的患者股四头肌和?绳肌无力更明显。李毅等［20］利用等速技术对30例K-L分级2级或3级单侧KOA患者膝关节周围肌肉功能检测发现，与健侧相比，2级或3级KOA患者在60°／s测试及180°／s测试时，患侧肌力下降明显（P＜0.05）。程亚博［21］利用CON-TREX1000等速测试仪对30例符合纳入排除标准的女性KOA患者分快、中、慢三个角速度进行测试。发现患膝伸肌群PT在低、高速向心和低速离心运动时下降明显，在中速向心和中、高速离心运动时下降不明显。屈肌群PT在低、高速向心运动能力和低、中、高速离心运动时下降明显，中速向心运动时下降不明显；患膝伸肌群向心和快速离心运动的AP下降明显，低、中速的离心运动下降不明显。屈肌群向心和离心运动的AP均下降明显。单位时间内患膝的肌肉做功率也下降。Culvenor［22］利用Kin-Com测力仪对858例KOA患者和273例健康对照者进行健、患侧肌力测试对比，KOA患者的标准扭矩显著低于健康对照组（P＜0.05）。白玉龙等［23］使用Cybex-6000型等速肌力测试系统对30例单侧KOA患者的肌肉功能进行测试，结果表明患侧股四头肌和?绳肌的PT、TW、AP和TAE均较健侧显著降低，其中以屈伸肌群在60°／s时的PT降低最为明显，下降约1／3；在120°／s和180°／s时下降20%～25%。患肢屈伸肌峰力矩比值与健侧比较无明显改变，这表明患肢股四头肌和?绳肌的肌力同时降低。

综上，等速仪器能够在测试后提供详细的各项肌肉功能参数以及清晰的力矩曲线，全面评定膝关节周围肌肉在关节活动任意位置的肌力情况，并提出多种评价指标，测定精确度高。

3 等速技术对KOA患者的肌力训练

《骨关节炎诊治指南（2018年版）》首次提出OA阶梯化与个体化的治疗方案，目的在于改善症状、提高生活质量、延缓疾病进展，并避免过度治疗，使处于不同疾病阶段和程度的OA患者获得最适合自身病情的治疗方案

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