第一节 关节与肌肉功能评定
人体运动功能的基础是骨关节和肌肉,关节是运动的枢纽,肌肉则是动力器官。全面的关节和肌肉功能评定是康复诊疗的最基本内容之一,可帮助明确躯体功能障碍的部位和程度,为制订治疗目标和方案提供重要参考依据。
一、关节功能评定
正常的关节运动包含生理运动和附属运动,因此,关节功能评定需包含上述两个方面。主、被动关节活动度测量可检查关节生理运动功能障碍程度,关节附属运动(关节囊内运动包括关节内的滑动、滚动及分离运动)是维持关节活动度不可缺少的运动,临床上通过手法触诊以判断附属运动是否正常。本章主要介绍生理性关节活动度测量。
(一)关节活动度测量
关节活动度(range of motion,ROM)是关节活动时所通过的最大运动弧度,常以度数来表示,是肢体运动功能检查的基本内容之一。根据动力来源可分为主动关节活动度(active range of motion,AROM)和被动关节活动度(passive range of motion,PROM)。AROM可体现受试者的肌肉收缩对关节活动范围的影响,PROM不受肌肉收缩力的干扰,主要反映关节本身的运动功能状况。因此,PROM通常大于等于AROM。
1.测量工具
ROM测量工具包括:量角器、方盘量角器、皮尺、电子角度计、计算机三维测量等,必要时还可用X线摄像来分析与测量关节运动功能。量角器测量操作简便,便于携带,适用于大多数关节的ROM检查,在临床上应用非常广泛。
2.量角器测量原则
(1)量角器的选择:
通用量角器的长度约为7.5~40cm不等,在测量髋关节、膝关节等较大关节的活动度时应选择较长的量角器,而测量手指或者足趾的关节活动度时,应选择短臂的量角器以方便操作。
(2)量角器测量方法:
①将待测关节置于适宜的体位和姿势下;②量角器的轴心对准待测关节轴心,固定臂与移动臂分别与关节的近端和远端平行;③一般将解剖学中立位下的关节角度定义为0°;④按待测关节的各个运动方向完成其主动、或被动关节活动范围的最大幅度;⑤记录测量结果,可对比健侧判断活动度异常,人体各关节ROM的正常参考角度和具体测量方法详见书末附录表2。
(3)注意事项:
①量角器放置的位置及其测试过程中发生的旋转或偏移易影响测量结果;②受检者应处于稳定、舒适及放松的体位,以减少其他关节的参与或代偿运动的产生;③在测量旋转角度时,常选择旋转范围的中点作为测量起始位(0°位);④在某些测量过程中,可选择适当的参照物作为测量的移动、固定臂的参考,如测量前臂旋前旋后时,让受试者手握一根笔作参照物帮助测量;⑤脊柱关节ROM可选用皮尺或方盘量角器进行测量;⑥进行关节活动度的测量时,应进行健患侧对比,并对差异的结果进行记录。
3.关节活动度的描记与分析
ROM测量结果建议采用由美国骨科学会运动委员会推荐的中立位法(解剖0°位),记录起始位置至终末位置之间的范围,如:肩前屈活动范围:0~180°。当关节出现非正常过伸展情况时,可采用“-”即负号表示,如:肘关节伸展超过180°过伸10°,可记录为-10°。记录测量结果包括:测量时间、AROM、PROM和测量时对应的疼痛、肢体肿胀及萎缩情况等。在描述一个活动受限关节时,应当同时给出起止度数,如:记录膝关节屈曲ROM为20°~150°时,提示膝关节伸展受限。
对比分析同一关节同一方向的AROM和PROM结果,可明确关节功能障碍程度和病损原因。总结情况如下:①PROM正常,AROM下降提示主动肌或其相应神经出现损伤;②PROM、AROM相同且均低于正常,提示病变部位多在关节;③AROM、PROM均显著下降,提示关节强直;④PROM超过正常范围,提示关节囊松弛或周围神经损伤。
综上所述,影响ROM的因素较多,且存在个体化差异,应充分考虑生理和病理因素的影响,并结合个体化差异和健患侧对比综合分析关节活动受限原因。四肢及脊柱关节活动测量请参见附录表2。
(二)关节活动度评估的新进展
有关关节活动度测量信度的研究表明:不同评估者对上肢的关节活动度测量的可靠性相对高于下肢及其他关节。为在实践中围绕关节活动障碍制订可靠的临床决策,有研究推荐使用量角器和倾角测量仪来测量上肢关节的被动生理活动范围。自1982年Cyriax首次引入关节运动末端感觉的徒手评估作为临床诊断重要依据后,该评估一直被作为手法治疗的通用教程内容。
二、肌肉功能评定
全面的肌肉功能评定应包含肌肉形态学(肌肉长度、体积)和肌肉生理功能(肌力、肌张力及肌肉电生理)两方面。本章主要介绍最为常用的肌力和肌张力评定方面内容。
(一)肌力评定
肌力(muscle strength)是指肌肉(或肌群)收缩产生的力量。肌力大小取决于肌肉的横截面积、初长度、收缩类型、收缩速度,神经调节方式和心理及个体状况等诸多因素。各类不同病理原因可引起肌肉(或肌群)的收缩过程发生障碍,导致肌力下降或消失。
肌力评定常用于肌肉、骨骼或神经系统疾病的诊断,主要目的是明确肌力减弱的部位与程度,协助某些神经肌肉损伤疾病的定位诊断,评价肌力训练的效果。肌力评定方法主要包括:徒手肌力测试(manual muscle testing,MMT);等长肌力测试(isometric muscle testing,IMMT);等张肌力测试(isotonic muscle testing,ITMT)和等速肌力测试(isokinetic muscle testing,IKMT)。
1.徒手肌力测试
MMT是评定者借助重力或徒手施加外在阻力来测试肌肉(或肌群)产生最大自主收缩能力的一种肌力评定方法。此方法简便易行,无需借助任何器材,不受场地的限制等,可应用到全身主要肌肉(或肌群),对完全瘫痪直至正常状态的肌肉均可适用。
(1)MMT评定原则:
①检查者具备扎实的解剖、神经生理等基础知识,能熟练掌握肌肉的起止点、作用、纤维走向和关节运动的方向、角度及可能的代偿动作等;②受检者应按照检查者的指令,在特定的体位下完成标准动作,检查者通过观察受检者完成动作质量、抗阻力能力和触诊肌肉收缩状态等方式判断所测肌肉(或肌群)最大自主收缩能力,上、下肢,躯干主要肌力评定方法及要点详见本书附录表3、表4;③排除检查者主观评定误差,如实记录评定结果。
(2)MMT分级标准:
常用Lovett分级法(表2-1-1)或MRC分级法(表2-1-2)。
表2-1-1 Lovett分级评定标准
表2-1-2 MRC分级评定标准
(3)适应证:
健康人群及各种原因引起的肌力减弱,包括失用性、肌源性、神经源性和关节源性等。
(4)禁忌证:
骨折未愈合、关节脱位、关节不稳、急性渗出性滑膜炎、严重疼痛、急性扭伤及各种原因引起的骨关节破坏等。
(5)注意事项:
①检查前:说明检查目的和方法,消除受检者紧张情绪;避免在运动后、疲劳或饱餐后进行检查。②检查中:选择合适检查体位及肢体摆放位置避免代偿动作,适当给予鼓励性指令,健患侧对比,2级肌力检查时,尽量减少肢体与支撑面之间的摩擦。③受检的同一块肌肉最大收缩后应休息2~3min后再重复下一组收缩。④检查后:如实记录结果,注明检查中的疼痛、肿胀或痉挛情况。
2.等长肌力测试(IMMT)
IMMT适用于3级以上肌力水平。通常需专门的器械进行,包括握力测试、捏力测试、背肌肌力测试、四肢肌群肌力测试等器械,可取得相对精确的定量结果(表2-1-3)。IMMT仅测试单一关节角度下的肌力大小,无法反映关节在其他角度的肌肉力量。
3.等张肌力测试(ITMT)
ITMT要求目标肌肉以等张收缩完成全关节活动范围的运动,并保持所克服的阻力值恒定。单次全关节活动过程中所能抵抗的最大阻力值称为最大负荷量(1 repetitive maximum,1RM);完成连续10次标准的全关节活动范围运动所能抵抗的最大阻力值则为10RM。测试可使用哑铃、沙袋等可定量负重的训练器具。避免多次反复测试引起肌肉疲劳,导致结果不准确。ITMT能反映肌肉运动过程中的收缩效力,但由于运动角速度难以恒定、不同角度时肌肉的力矩值不同和杠杆作用的影响,ITMT所获的结果必然略低于实际肌肉力量。
表2-1-3 评定方法与结果记录
4.等速肌力测试(IKMT)
IKMT应用仪器在固定的角速度运动下测定的肢体肌肉力量。常见的等速肌力测试设备有Biodex、Kin-Com和Lido等多种型号。IKMT可提供肩、肘、腕、髋、膝、踝和躯干等多个部位,多个功能动作的肌力测试;亦可提供等速向心收缩、等速离心收缩、等速持续被动运动、等速闭链运动等多种形式下的肌力测试;还可提供不同关节活动范围内某个关节周围拮抗肌的肌肉峰力矩、屈/伸比值、双侧对应肌肉的力量差值、肌力/体重百分比等参数。IKMT具有客观、准确、可重复性的量化评定,并具有较高的敏感性。IKMT是目前公认肌肉力学特性评估和研究的最佳方法,但同时存在价格昂贵、场地需求较大、操作复杂、肌肉不同型号之间数据可比性不高、不适用于无法抗阻的肌肉、不能测试手、足等小关节的肌力等缺点。
5.肌力评定的新进展
Macro Toigo等设计出一款机器人装置可用来评定上肢肌力,其评估的参数为峰力矩、最佳用力角度、到达峰力矩的时间、峰力矩与体重比、肌肉做功量、耐力比、关节活动范围以及肌肉疲劳度。测量结果信度和效度较高。
定量超声主要是利用二维的超声图像分析肌肉活动时的变化。在二维超声图像中,定量超声主要采用肌肉横断面积、横断面厚宽比、肌纤维长、肌肉厚度和羽状角等结构性参数来表述肌肉的状态变化。定量超声评估提取羽状角、肌纤维长度、肌肉厚度、肌肉横断面、横断面厚度比参数,可直接或间接反映肌肉力的产生和输出。定量超声是可视化的肌肉组织成像技术,其优势为:①能简便、无创、实时、无辐射地测量肌肉的结构参数;②可动态成像,为运动过程中肌肉结构变化提供可靠的定量数据;③有效观察肌肉收缩和舒张过程中的动态特性,指导康复计划的制订,评估康复治疗效果,提高人体的运动效率。随着超声成像技术的不断发展,超声弹性成像、全景超声、三维超声等新技术的出现,将借助功能测试和机械学评估来更客观反映目标肌肉的力量状态。
(二)肌张力评定
肌张力(muscle tone)是指肌肉在静息状态下的紧张度,或被动拉长、牵伸过程中所出现的阻力。肌张力是维持身体各种姿势和正常活动的基础,根据身体所处的不同状态,肌张力可分为静止性肌张力、姿势性肌张力和运动性肌张力。肌张力可因神经系统等损伤而增高或降低。根据正常肌张力水平,可将肌张力异常分为肌张力增高(hypertonia)、肌张力减低(hypotonia)和肌张力障碍(dystonia)三种形式。
肌张力增高的原因包括痉挛状态和适应性改变,既有神经因素,也有生物力学因素。痉挛状态(spasticity)特指上运动神经元损伤后,由于牵张反射兴奋性增加引发的以速度依赖性的紧张性牵张反射亢进,伴随腱反射亢进为特征的运动障碍,是上运动神经元损伤的阳性指征之一。临床工作中常用于描述肌张力增高的术语还包括:抽搐(spasm)、强直(rigidity)、肌强直(myotonia)、肌阵挛(myoclonus)、挛缩(contracture)、僵硬(stiffness)、痉挛性肌张力增高(spastic hypertonia)等。
本章节中将主要针对痉挛状态的评估进行介绍。痉挛的评定可明确患者肌张力增高的原因、痉挛的严重程度、对功能的影响,从而明确治疗目标、制订合理的治疗计划,同时也可用于评价痉挛干预的疗效,为调整治疗方案提供依据。
1.徒手肌张力评定
是指检查者被动活动受检者肢体所感受的阻力来分级评定肌张力变化的方法。临床常采用被动关节活动范围检查法(passive range of motion,PROM)、改良Ashworth(modified Ashworth scale,MAS)分级法、Penn分级法和Clonus分级法。
(1)被动关节活动范围检查法:
是一种快速评定痉挛状态的检查方法。操作方法与被动关节运动相似,通过检查患者被动关节活动度和肌肉拉伸时的阻力抵抗感以判断肌张力状况。PROM方法易于掌握,但评定级别相对粗略,无法区别痉挛和挛缩。
(2)改良MAS分级法:
为临床上最常用的痉挛评价量表,操作简单,原理与PROM相类似。改良MAS分级法将肌张力分为6个等级(表2-1-4),具有较好的评定信度。有研究者将改良MAS结果与表面肌电图、H反射和H/M比值等进行比较,发现其间有较好的相关性。同时,改良MAS在评估屈肘肌群、屈腕肌群和股四头肌的痉挛程度时信度较高,而其他肌群信度较差,可能与肌张力的影响因素如:患者体位、配合程度、情绪紧张与否、疼痛、评价者的操作和评价者的主观理解等相关。同PROM一样,改良MAS分级法也不能区分痉挛和其他肌张力增高的原因。
表2-1-4 改良MAS分级标准
(3)Penn分级法和Clonus分级法:
均为踝阵挛检查法(表2-1-5)。Penn分级法以自发性肌痉挛发作频率来评定痉挛严重程度;Clonus分级法以踝阵挛持续时间为分级标准。
表2-1-5 Penn分级与Clonus分级标准
(4)适应证与禁忌证:
①适应证:神经病变(如上运动神经元或下运动神经元损伤)所导致的肌张力异常(如增高、降低或波动);肌肉病变引起的肌肉萎缩或肌力减弱;制动、运动减少或其他原因引起的肌肉失用性改变所导致的肌张力改变;②禁忌证:四肢骨折未作内固定,关节的急性炎症,四肢肌肉急性扭伤等。
(5)注意事项:
①对清醒受检者,评定前说明检查目的和方法;②评定时摆放好受检者体位,充分暴露被评定肢体;③先检查健侧同名肌,再检查患侧,两侧比较;④应避免在运动后、疲劳及情绪激动时进行检查;⑤被动牵拉的速度不同,痉挛肌肉发生反应的角度也会有所不同,故在比较痉挛评定结果时应确保被动运动速度的相同;⑥再次评定时,应尽量注意选择相同时间段和评定条件。
2.仪器评定
仪器测试肌张力的方法比较复杂,需要专业仪器,如电生理测试仪、等速测力仪等。临床上常规使用肌电图来检查F波、H反射、腱反射等电生理信号指标来评估脊髓内α、γ运动神经元以及闰绍细胞等的活性。这些指标为评价痉挛的病理生理机制提供可能,主要反映引起痉挛的神经性因素,可以作为痉挛和挛缩的鉴别手段。为有效量化评定肢体痉挛状态,科研中常应用等速装置开展痉挛评定。
3.肌张力评估的新进展
实时剪切波弹性成像技术(shear wave elastography,SWE)是新近发展起来的一项超声新技术,是目前影像学领域研究的热点,能够定量评估脑卒中后下肢痉挛肌的硬度变化,定量评估肢体肌肉的黏弹性,从而客观地评定肌张力的变化。SWE应用每秒>20 000帧图像的超高速成像技术探测到剪切波后,以彩色编码技术实时地显示出组织弹性图,自动计算该区的最大、最小及平均杨氏模量值进行定量分析。杨氏模量是弹性模量的一种,杨氏模量值越大,弹性系数越高,即所测的物体的硬度越高,从而定量反映肌张力状态。另外,采用Myoton设备,通过其阻尼振荡模型,施加短时脉冲在肌肉表面,可以直观、简便和快速地计算出反映肌肉黏弹性的各个生物力学指标。
目前肢体肌张力的评估方法较多,但面部等特殊部位肌张力的评估研究较少。窦祖林等报道,应用新型数字化弹性触诊仪(Myoton Pro)检测口面部肌肉的肌张力和黏弹性,其中频率和硬度指标信度较高,但均受年龄因素影响,可能成为诊断神经源性疾病患者口面部肌肉异常的指标之一。
(黄 杰)