孫鑫 謝露 婁本敬 李藝

（1.西藏大學(xué)醫(yī)學(xué)院，拉薩 850000；2.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院運動醫(yī)學(xué)科，烏魯木齊 830054）

骨性關(guān)節(jié)炎（Osteoarthritis，OA）是當(dāng)前最常見的一種關(guān)節(jié)病變，對個人和社會產(chǎn)生巨大影響［1］。膝骨關(guān)節(jié)炎（Knee Osteoarthritis，KOA）是患病率最高、臨床最常見的OA之一，疼痛及喪失功能導(dǎo)致的肢體殘疾降低了生活質(zhì)量，進(jìn)而增加了其他疾病發(fā)病或死亡的風(fēng)險［2］。截止于2018年，我國KOA總體患病率為18%，女性患病率為19%，男性患病率為11%［3］。當(dāng)下，我國的KOA患病率較高，個人及社會負(fù)擔(dān)沉重，伴隨老齡化社會來臨，其患病率預(yù)計將大幅上升［3］。KOA的發(fā)病與肌力下降、特別是股四頭肌無力有關(guān)。該疾病80%的患者行動受限，25%的患者日常生活受限，主要表現(xiàn)為行走異常、爬樓困難、無法做家務(wù)或坐起身等［4］?！豆顷P(guān)節(jié)炎診療指南（2018版）》，首次提出OA的階梯化與個體化治療方案，將治療分為基礎(chǔ)治療、藥物治療、修復(fù)性治療、重建治療4個階梯［5］。2019年國際骨關(guān)節(jié)炎研究學(xué)會發(fā)布的非手術(shù)治療OA指南建議基礎(chǔ)治療應(yīng)作為首選治療方案，強調(diào)運動鍛煉的重要性，特別是對KOA的肌肉強化，以及個性化的體育鍛煉，可以改善步行，緩解疼痛和提升生活質(zhì)量［5］。等速技術(shù)作為提高肌力的最好方式，以其安全性高、易控制、效果好等特點脫穎而出，逐步成為防治KOA的重要基礎(chǔ)治療方法［4］。因此，本文梳理等速技術(shù)在KOA預(yù)防和治療的有關(guān)研究進(jìn)展，以期能為今后在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域更好地運用等速技術(shù)提供一定的實踐和理論根據(jù)。

1 等速技術(shù)概述

等速運動（Isokinetics Exercise）由Perrine和Hislop率先提出［6］。等速運動是指某一肢體在其關(guān)節(jié)固定的情況下，環(huán)繞關(guān)節(jié)運動，而整個運動過程中角速度保持不變的一種肌肉收縮的運動方式，又稱為“恒定速度運動”［7］。等長運動時肌肉長度保持不變，不會產(chǎn)生明顯的關(guān)節(jié)活動；等張運動時肌肉張力保持不變，但其運動速度無法控制，而等速運動包含等張和等長優(yōu)點的同時又彌補了不足［8］。

人類不能自主完成等速運動，必須依靠儀器的協(xié)助。等速技術(shù)可以被定義為一種依靠儀器在一定運動范圍內(nèi)控制等速運動的技術(shù)［9］。第一臺成熟的等速儀器是由美國Cybex公司于1970年研制的。目前有如德國D＆R.Ferstl公司Isomed 2000型、意大利EasyTech公司Genu Plus型、美國BIODEX公司SYSTEM4型、CSMI公司HUMAC NORM 型以及德國TUR公司ISOFORCE型、中國沐恒醫(yī)療科技有限公司MUH-KS100型、寰熙醫(yī)療有限公司XYDSXZ-03A型、XY-DSXZ-01A型等［10］。

等速肌力指標(biāo)［10，11］：（1）峰力矩（PT）：是指肢體在運動范圍內(nèi)由肌肉收縮產(chǎn)生的關(guān)節(jié)單一最高扭矩輸出。PT已被證明是一個精準(zhǔn)的測量指標(biāo)，成為所有等速測量的黃金標(biāo)準(zhǔn)和參考值；（2）力矩（M）：指外界作用力與力臂的乘積，在等速肌力測試中主要反映肌肉的收縮力量；（3）峰力矩角度（PTA）：是指肌肉運動過程中所產(chǎn)生最大力量時對應(yīng)的關(guān)節(jié)角度；（4）峰力矩與體重比（PT／BW）：指峰力矩與體重的比值，可作為比較不同體重人群肌力的指標(biāo)；（5）屈伸肌峰力矩比值（H／Q）：目前多用于膝關(guān)節(jié)的測試，其中雙側(cè)膝關(guān)節(jié)屈伸肌峰力矩比值更能反映出雙側(cè)膝關(guān)節(jié)周圍肌力的平衡情況；（6）肌肉功是機械能的輸出?？偣Γ═W）是在所有重復(fù)試驗中做功的總和；峰值功（PW）是在最佳重復(fù)試驗期間所做的功；平均功（AW）是肌肉做功的平均值；（7）肌肉功率是肌肉輸出功的比率。平均功率（AP）是收縮的總功除以運動時間；峰值功率（PP）是在最佳重復(fù)試驗期間實現(xiàn)的功除以運動時間；（8）峰值扭矩加速能量（PTAE），指在重復(fù)試驗中，單個扭矩產(chǎn)生的前125ms內(nèi)的最大功。這是肌肉“爆炸性”的標(biāo)志，是扭矩產(chǎn)生的速度（速率）估計。

2 等速技術(shù)對KOA患者的肌力測試

幾十年來，肌力測試的客觀評價方法一直是醫(yī)學(xué)、康復(fù)學(xué)、人體工效學(xué)、生物力學(xué)、生理學(xué)、運動科學(xué)等相關(guān)科研領(lǐng)域的一個重要課題。眾多專家一致認(rèn)為［12-14］，肌力測試對神經(jīng)-肌肉和肌肉-骨骼疾病患者的診斷和治療是必不可少的。值得注意的是，近年來等速肌力測試已成為評估肌肉性能的金標(biāo)準(zhǔn)［8］。

目前發(fā)現(xiàn)［15］，膝關(guān)節(jié)周圍肌群的肌力下降與KOA的發(fā)生密切相關(guān)。KOA患者的關(guān)節(jié)肌力可能比同年齡健康人群下降三分之一［16］。業(yè)界認(rèn)為，肌肉力量下降的主要原因一種是IIB型肌纖維的萎縮；另一種是股四頭肌的“關(guān)節(jié)源性肌肉抑制”，即肌肉收縮的抑制可能會導(dǎo)致無力［17］。

有研究發(fā)現(xiàn)［18］，KOA患者的股四頭肌無力可能出現(xiàn)在關(guān)節(jié)病變的早期。Demirhan等［19］發(fā)現(xiàn)，處于早期KOA階段（Kellgren＆Lawrence分級0或1級）無膝關(guān)節(jié)疼痛或肌肉萎縮的KOA患者，股四頭肌無力是存在的。此外，與存在疼痛、放射學(xué)征象的受試者相比，膝關(guān)節(jié)存在疼痛但沒有放射學(xué)征象的患者股四頭肌和腘繩肌無力更明顯。李毅等［20］利用等速技術(shù)對30例K-L分級2級或3級單側(cè)KOA患者膝關(guān)節(jié)周圍肌肉功能檢測發(fā)現(xiàn)，與健側(cè)相比，2級或3級KOA患者在60°／s測試及180°／s測試時，患側(cè)肌力下降明顯（P＜0.05）。程亞博［21］利用CON-TREX1000等速測試儀對30例符合納入排除標(biāo)準(zhǔn)的女性KOA患者分快、中、慢三個角速度進(jìn)行測試。發(fā)現(xiàn)患膝伸肌群PT在低、高速向心和低速離心運動時下降明顯，在中速向心和中、高速離心運動時下降不明顯。屈肌群PT在低、高速向心運動能力和低、中、高速離心運動時下降明顯，中速向心運動時下降不明顯；患膝伸肌群向心和快速離心運動的AP下降明顯，低、中速的離心運動下降不明顯。屈肌群向心和離心運動的AP均下降明顯。單位時間內(nèi)患膝的肌肉做功率也下降。Culvenor［22］利用Kin-Com測力儀對858例KOA患者和273例健康對照者進(jìn)行健、患側(cè)肌力測試對比，KOA患者的標(biāo)準(zhǔn)扭矩顯著低于健康對照組（P＜0.05）。白玉龍等［23］使用Cybex-6000型等速肌力測試系統(tǒng)對30例單側(cè)KOA患者的肌肉功能進(jìn)行測試，結(jié)果表明患側(cè)股四頭肌和腘繩肌的PT、TW、AP和TAE均較健側(cè)顯著降低，其中以屈伸肌群在60°／s時的PT降低最為明顯，下降約1／3；在120°／s和180°／s時下降20%～25%?；贾旒》辶乇戎蹬c健側(cè)比較無明顯改變，這表明患肢股四頭肌和腘繩肌的肌力同時降低。

綜上，等速儀器能夠在測試后提供詳細(xì)的各項肌肉功能參數(shù)以及清晰的力矩曲線，全面評定膝關(guān)節(jié)周圍肌肉在關(guān)節(jié)活動任意位置的肌力情況，并提出多種評價指標(biāo)，測定精確度高。

3 等速技術(shù)對KOA患者的肌力訓(xùn)練

《骨關(guān)節(jié)炎診治指南（2018年版）》首次提出OA階梯化與個體化的治療方案，目的在于改善癥狀、提高生活質(zhì)量、延緩疾病進(jìn)展，并避免過度治療，使處于不同疾病階段和程度的OA患者獲得最適合自身病情的治療方案［5］。2019年國際骨關(guān)節(jié)炎研究學(xué)會推薦基礎(chǔ)治療是所有OA患者的首選治療方式。主要包括健康教育、物理治療、運動干預(yù)和行動輔助支持。其他國際指南同時提倡將包括鍛煉在內(nèi)的各種非藥物治療用于一線治療OA［5］。這些指南強調(diào)了運動干預(yù)的重要性，特別是對膝關(guān)節(jié)的肌肉強化，以及個性化的體育鍛煉，是能夠改善局部血液循環(huán)，減輕疼痛，改善關(guān)節(jié)功能或提升日常生活質(zhì)量的。

等速肌力訓(xùn)練（Isokinetic Test and Exercise，ITE）是評估肌肉功能和進(jìn)行肌力訓(xùn)練的一種方法，效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)肌力訓(xùn)練，是當(dāng)前最有效、最安全、最可靠的肌力訓(xùn)練方式［24］，可以作為個性化的肌肉強化方法，提供一個分級和安全的計劃，同時對進(jìn)展進(jìn)行客觀衡量。相較于其他訓(xùn)練方式，ITE對所需的運動提供了極大的選擇性，可快速提升力量并減少肌肉壓痛。ITE對心率和血壓的增加也要低于其他運動，這對通常合并有其他疾病的KOA老年患者尤為重要［25］。

?mer等［26］對39例KOA患者［平均年齡（61.7±8.6）歲；K-L分級2～3級；中度跌倒風(fēng)險伴膝關(guān)節(jié)活動性疼痛］進(jìn)行了一項研究，并報告了膝關(guān)節(jié)本體感覺受損和股四頭肌、腘繩肌肌力下降與功能惡化之間的顯著相關(guān)性。通過完善的肌肉強化訓(xùn)練可以改善KOA患者疼痛、僵硬、活動度、平衡、本體感覺和功能，并降低跌倒的風(fēng)險。讓敏等［27］研究結(jié)果證實KOA康復(fù)治療中ITE的應(yīng)用效果理想。患者膝關(guān)節(jié)活動度得到改善，可促進(jìn)其膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)正常，有效控制疾病進(jìn)展，提高生活質(zhì)量。何柳等［28］應(yīng)用Isomed 2000系統(tǒng)訓(xùn)練16例40～70歲單側(cè)KOA男性患者步行能力，6周后發(fā)現(xiàn)ITE可明顯改善運動能力，股四頭肌PT、行走速度等參數(shù)較治療前都有提高。顧旭東［29］運用Cybex-6000型系統(tǒng)對40例KOA患者進(jìn)行為期4周、每周3次的ITE訓(xùn)練。結(jié)果是患膝屈、伸肌群各項參數(shù)均有顯著改善，特別是屈膝肌最為明顯?；颊咛弁锤忻黠@減輕，下肢功能顯著提高。竇娜與金晶［30］對48例KOA患者進(jìn)行ITE訓(xùn)練。結(jié)果表明患膝屈伸肌的PT、TAE、TW、AP較訓(xùn)練前有很大提高，疼痛評分降低，依賴程度和困難程度評分降低，下肢功能評分明顯提高。徐遠(yuǎn)紅的研究［31］與他人一致，并認(rèn)為ITE鍛煉可以增強膝關(guān)節(jié)周圍肌群的力量，減少由于應(yīng)力集中引起的局部軟骨損傷，減輕由于關(guān)節(jié)軟骨的異常引起的疼痛，并能改善關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，減輕關(guān)節(jié)內(nèi)韌帶和周圍肌肉的應(yīng)力，降低關(guān)節(jié)修復(fù)反應(yīng)，減少骨贅形成，減輕疼痛反應(yīng)。甄天賽、秦又來［32］組織KOA患者100例，隨機分為傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練組與ITE組。結(jié)果顯示ITE組KOA病人膝關(guān)節(jié)運動幅度顯著增加，VAS評分顯著降低，Lysholm膝關(guān)節(jié)評分、健康調(diào)查量表的各個方面得分和顯效率均顯著提高。認(rèn)為ITE比常規(guī)的康復(fù)治療更能增加KOA病人的關(guān)節(jié)運動能力，緩解疼痛，促進(jìn)其功能的恢復(fù)，改善其生存品質(zhì)。杜建平［33］對現(xiàn)有文獻(xiàn)報道的Meta分析發(fā)現(xiàn)，ITE訓(xùn)練能提高Lysholm膝關(guān)節(jié)評分，提升屈、伸肌PT和TW，降低VAS評分。證明肌肉力量鍛煉對改善肌肉功能，減輕疼痛，改善生活品質(zhì)有一定的作用。

綜上所述，KOA患者等速技術(shù)訓(xùn)練效果良好，可改善關(guān)節(jié)周圍的血液循環(huán)，促進(jìn)關(guān)節(jié)液回流，緩解疼痛，減輕或消除腫脹，因次在今后的治療訓(xùn)練中，應(yīng)更多地從患者實際功能角度出發(fā)，選用最佳等速技術(shù)訓(xùn)練方案。

4 等速技術(shù)聯(lián)合其他治療方式

不同類型的康復(fù)治療技術(shù)均有其不可替代的優(yōu)勢。近年來，ITE訓(xùn)練結(jié)合其他康復(fù)治療方式治療KOA的研究逐漸增多，業(yè)界期待“1+1＞2”的效果。郭凱鋒等［34］在對比ITE與ITE+體外沖擊波治療KOA的療效后發(fā)現(xiàn)，ITE+體外沖擊波對輕、中度KOA患者療效顯著，能進(jìn)一步改善患者膝關(guān)節(jié)肌力及本體感覺功能，加速膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。殷娜［35］認(rèn)為，KOA最好的治療方法是不同治療方式的組合，且研究發(fā)現(xiàn)ITE聯(lián)合低強度脈沖聚焦超聲治療KOA，可促進(jìn)癥狀改善，降低炎癥因子水平，并提高膝關(guān)節(jié)功能及生活質(zhì)量。謝那金［36］選取86例KOA患者觀察中醫(yī)特色康復(fù)護理聯(lián)合ITE的應(yīng)用效果，通過依從性及關(guān)節(jié)功能評分（Lequesne）、視覺模擬疼痛評分（VAS）評價實際效果，結(jié)果顯示此組合可提高KOA患者的依從性，緩解疼痛、僵硬、功能障礙，改善患側(cè)本體感覺、肌力、肌肉激活率等。Singh［37］將拉伸訓(xùn)練結(jié)合ITE，一方面可以解決關(guān)節(jié)粘連，另一方面可以增強肌力，有效改善了KOA患者癥狀。王強［38］將中醫(yī)推拿手法與ITE配合，臨床效果明顯優(yōu)于單純推拿療法，有效縮短治療周期、減輕痛苦、改善關(guān)節(jié)活動度。燕軍成［39］將收治的KOA患者48例隨機分為對照組（靜蹲訓(xùn)練、功率自行車運動）和觀察組（靜蹲訓(xùn)練、功率自行車運動、ITE）。結(jié)果顯示觀察組屈、伸肌PT、TW、Lysholm評分、VAS評分均有顯著改善。說明靜蹲和功率自行車練習(xí)結(jié)合ITE訓(xùn)練能取得較好的療效。左坦坦［40］報道，玻璃酸鈉關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射聯(lián)合ITE治療KOA患者具有協(xié)同作用，能進(jìn)一步緩解患者疼痛，增強膝關(guān)節(jié)屈肌、伸肌肌力，促使關(guān)節(jié)功能盡快恢復(fù)。另一項研究結(jié)果表明［41］，單用ITE，其療效相對緩慢，若與溫針灸陽陵泉穴療法配合，可以更好地改善KOA病人的膝關(guān)節(jié)機能，提高其治療的效果。呂汐妍等［42］運用ITE結(jié)合股內(nèi)側(cè)肌電刺激治療KOA患者，有效增加膝關(guān)節(jié)伸肌肌肉力量，提高膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，從而保護軟骨，減輕疼痛、僵硬，改善膝關(guān)節(jié)運動功能。

以上研究均表明某種治療技術(shù)結(jié)合等速肌力訓(xùn)練療效優(yōu)于單一技術(shù)治療，這也為治療師及學(xué)者對KOA的康復(fù)拓展了思路，提供了新的想法。

5 小結(jié)

經(jīng)歷四十余年的實踐與研究，等速技術(shù)在肌肉功能測試和肌力鍛煉中顯現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。特別是針對KOA患者進(jìn)行的膝關(guān)節(jié)肌力測試、ITE或其他聯(lián)合療法，不僅準(zhǔn)確、客觀、有效地評價肌肉功能，同時可以提高膝關(guān)節(jié)周圍肌群的肌力，提升關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，加速關(guān)節(jié)損傷后的康復(fù)，為早、中期KOA患者的保守治療，提供一種科學(xué)的運動療法，對于預(yù)防和控制病情發(fā)展產(chǎn)生巨大效果。

然而，縱觀已有的有關(guān)等速肌力測試與訓(xùn)練方面的研究會發(fā)現(xiàn)存在幾個明顯的問題。筆者總結(jié)如下：

（1）通過相關(guān)的數(shù)據(jù)指標(biāo)和力矩曲線的分析，如KOA典型的“M”型力矩曲線［23］，可以判定關(guān)節(jié)可能存在的病變，獲得病理變化的客觀信息。但等速技術(shù)測得的異常指標(biāo)可能是非特異性的，僅可作為一種輔助檢查方式，如需確診仍要結(jié)合其他臨床手段。

（2）KOA的病程較長，其肌肉功能恢復(fù)是漫長的過程，需要長期隨訪關(guān)注其康復(fù)情況，但大部分文獻(xiàn)沒有進(jìn)行長期的隨訪工作，結(jié)論只能表明短期內(nèi)對KOA有一定改善作用，其長期療效及復(fù)發(fā)率的真實效果缺乏評估依據(jù)。因此，筆者強調(diào)應(yīng)關(guān)注長期療效的研究。同時，受制于患者數(shù)量、儀器普及程度等影響，等速技術(shù)改善KOA肌肉功能的臨床報道并不多，故還需要擴大樣本，開展大量的隨機對照試驗，為結(jié)論提供更堅實的佐證。

（3）國內(nèi)大部分研究報道并未詳細(xì)說明其采取何種具體的測試體位，僅在文中標(biāo)明測試體位的選擇是參考說明書，未具體描述。本實驗室在日常使用中發(fā)現(xiàn)，體位的不同或者固定方式的改變，均可影響實驗數(shù)據(jù)的獲得或改變實驗結(jié)果。因而，建議國內(nèi)研究人員在以后的等速肌力研究報道中應(yīng)具體說明采取何種測試體位，以便日后作為同類型研究的參照模式。

（4）現(xiàn)有的文獻(xiàn)雖然結(jié)論均表明ITE可改善肌肉功能，有助于KOA的治療，但是試驗設(shè)計和干預(yù)指標(biāo)呈多樣性，選取的等速訓(xùn)練的訓(xùn)練模式、速度、時間等存在不同，訓(xùn)練的具體動作和強度無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，這可能會影響分析結(jié)果。

（5）我國等速肌力測試與訓(xùn)練儀器的保有量低，且絕大多數(shù)設(shè)備均由國外生產(chǎn)，價格都十分昂貴，難以普及。而國產(chǎn)設(shè)備多數(shù)是作為科研或是技術(shù)驗證層面使用。我國在等速儀器的研制方面非常薄弱，生產(chǎn)能力有限，建議相關(guān)部門重視等速儀器的研發(fā)生產(chǎn)工作。

盡管等速技術(shù)仍有不盡如人意之處，但是等速技術(shù)的出現(xiàn)加速了人體肌肉活體特性研究的進(jìn)程，同時豐富了KOA疾病的診療手段，其價值毋庸置疑。未來，肌力評定、訓(xùn)練方案可以愈加個性化、多元化，根據(jù)患者個人情況加以聯(lián)合其他治療手段，做到更具有針對性。綜上，治療部位的拓展、治療方式的豐富，訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一等將是未來研究的趨勢。相信未來等速技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中將會發(fā)揮更多的作用，為患者帶來更多的益處。