等速运动的康复训练

    第三节　等速运动的康复训练

    等速运动是指在运动中，运动速度恒定(等速)而阻力可变的一种特殊运动方式。等速运动的运动速度预先在等速仪器上设定，一旦速度设定，不管受试者用多大的力量，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肉张力增高，力矩输出增加，而不能产生加速度。

    一、等速运动的基本特点

    肌肉在进行等速运动时，肌纤维长度可缩短或拉长，引起明显的关节活动，是一种动力性收缩，类似肌肉等张收缩。但在运动中，等速仪器所提供的是一种顺应性阻力，阻力大小随肌肉收缩张力的大小而变化，类似肌肉等长收缩。等长、等张和等速肌力训练是临床上常用的三种肌肉抗阻训练方法，三种肌力训练方法的优缺点如下：

    1.等长肌力训练

    等长肌力训练是一种静力性肌力训练方法。

    (1)优点不伴关节活动，适用于关节活动过程中有明显疼痛的患者，或者患者有关节活动度明显受限或肢体固定时；具有防治肌肉萎缩、消除肿胀、刺激肌肉肌腱本体感受器的作用；不需要特殊仪器，容易操作，方便于床上或家中运动。

    (2)缺点缺乏关节活动，对改善肌肉的神经控制作用较少；主要增强在训练角度下及其周围约20°的静态肌力。

    2.等张肌力训练

    等张肌力训练是一种动力性肌力训练方法。

    (1)优点可增强全关节活动范围内的肌力；可改善肌肉运动的神经控制；改善局部血液、淋巴循环和关节软骨营养；包括向心及离心训练模式，可允许多个关节同时运动。

    (2)缺点在活动范围内阻力矩与最大力矩不尽一致，影响练习效果；训练开始时受惯性力量的影响；在训练时，较强的肌群可能替代较弱肌群进行收缩，不易肌群全面发展；对有关节挛缩、关节内伤病、运动时疼痛者不适宜；

    ⑤不易进行不同运动速度的训练。

    3.等速肌力训练

    等速肌力训练是一种动力性肌力训练方法，但兼有等长和等张肌力训练的优点。

    (1)优点等速肌力训练时，等速仪器能提供一种顺应性阻力，使肌肉在整个活动范围内始终承受最大阻力，产生最大肌力，从而提高训练效率；具有较好的安全性，由于在等速肌力训练中，患者所遇到的阻力为一种顺应性阻力，当肌力较弱时，等速仪器提供的阻力相应减少，安全性较好；一次训练可同时训练主动肌和拮抗肌；可提供不同的速度训练，适应日常功能和竞技运动的需要；可进行等速向心及等速离心收缩练习，适用于损伤肌肉的早期训练；可做关节全幅度或短弧度活动练习；可提供反馈信息，能进行有目的肌肉收缩练习。

    (2)缺点训练时花费时间较多；需要受过培训的操作人员；仪器费用较高，不易普及。

    二、等速运动的应用范围及注意事项

    等速运动虽然在肌肉收缩形式方面优于等张收缩和等长收缩，但由于关节运动速度相对恒定，就使得肌肉在整个运动区间均会承受最大的阻力。因此，在应用前必须充分了解骨骼、关节及神经肌肉功能的损害程度，结合临床治疗过程和伤病的愈合周期合理应用，否则会影响其临床疗效，甚至导致损伤后遗症的发生。

    1.等速肌力训练的应用范围及适应证

    (1)对肌肉功能进行评定等速仪器可对运动系统，主要是四肢大关节、腰背部等伤病进行准确的肌肉功能评定，并能提供多个评价肌肉收缩能力的客观指标。

    (2)进行针对性的康复训练等速仪器的主要优点在于它能提供顺应性阻力，使肌力训练有效安全，并且训练方式多样化，有针对性，从而提高训练效果。

    (3)对康复疗效进行客观评定等速仪器可提供较准确的肌肉功能评价指标，因此可对不同康复治疗、矫形手术治疗的疗效进行客观评价。

    (4)对运动系统伤病进行辅助判断等速仪器可提供清晰的力矩曲线，一些运动系统伤病可表现出各自的异常曲线。通过分析这些异常力矩曲线，可获得关节肌肉功能改变的客观信息，作为某些运动系统伤病的辅助诊断。

    (5)损伤康复的研究通过对肌肉在不同收缩状态下，如等速向心、等速离心及等长收缩功能进行研究，阐明肌肉收缩的特性和规律，以便指导临床上更有效地评价和治疗运动损伤。

    2.等速肌力训练的禁忌证

    等速运动应用测试前，应充分了解受试者的全身状况和运动损伤的性质、症状及其预后等情况。

    (1)相对禁忌证测试前应对患者进行详细检查，对急性肌肉关节损伤、风湿性关节炎急性发作、渗出性滑膜炎、明显疼痛等者，应推迟测试时间，待病情好转后再测试。

    (2)绝对禁忌证在以下一些情况，为绝对禁忌证。例如，关节不稳、骨折愈合未坚、被测关节周围有严重骨质疏松、急性肿胀、严重疼痛、活动范围极度受限、严重渗出、急性扭伤、骨或关节的肿瘤等，以上情况之一应禁止进行等速运动的测试和治疗。

    三、等速肌力测试的常用指标及意义

    等速肌力测试可通过测试中获得的各项参数以及力矩曲线的形态进行分析，再结合临床的检查，对损伤后肌肉收缩活动状态作出一个综合评价，并可作为康复训练的重要参考依据。等速肌力测试的常用指标主要有以下几个方面：

    1.峰力矩(peak torque，PT)

    是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，代表了肌肉收缩产生的最大肌力，单位为牛顿·米(N·m)。

    在等速肌力测试中，PT值具有较高的准确性和可重复性，被视为等速肌力测试的重要指标和参照值。等速离心肌力测试中的PT值与运动速度无关，或随运动速度增加，PT值略增大。

    2.峰力矩体重比(peak torque to body weight ratio，PT/BW)

    是指单位体重的峰力矩值，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。

    3.峰力矩角度(angle of Peak torque，AOPT)

    是指力矩曲线中，峰力矩所对应的角度，代表肌肉收缩的最佳用力角度。

    4.指定角度的峰力矩值(peak torque at additional angles)

    测试后，等速仪器可自动计算出关节活动中任意角度所对应的力矩值，一般可事先指定两个角度，目的在于比较两侧指定角度的力矩值。

    5.总做功和单次最大做功(set total work，STW；total work，TW)

    做功为力矩乘以距离，即力矩曲线下的总面积。STW表示肌肉重复收缩做功量之和； TW表示肌肉重复收缩中最大一次做功量。正常状态下，肌肉收缩做功量与峰力矩值具有较好的一致性，即峰力矩值越大，做功量也越大。但肌肉做功量还与关节活动范围有关。因此，为了比较两侧肌肉做功量的大小，应保证关节活动范围相同。

    6.平均功率(average power，AP)

    是指单位时间内肌肉的做功量，反映了肌肉做功的效率。在等速肌力测试中，AP值与测试速度有关，即在一定范围内测试速度越快，AP值越大。说明测试中测试速度越快，肌肉做功的效率越高。

    7.力矩加速能(torque acceleration energy，TAE)

    反映了肌肉最初收缩产生力矩的速率和做功能力，可代表肌肉收缩的爆发能力。

    8.耐力比(endurance ratio，ER)

    是指肌肉重复收缩时的耐疲劳能力。不同的测试仪器计算方法不同，一种计算方法为做一组重复最大肌肉收缩后，后半组肌肉做功量与前半组肌肉做功量之比；另一种是做一组20～25次最大重复运动后，最后5次肌肉做功量与最前5次肌肉做功量之比。

    9.主动肌与拮抗肌峰力矩比(peak torque ratio)

    是指等速肌力测试中，主动肌与拮抗肌两组肌群峰力矩的比值。这个比值可在不同运动速度下计算，但以慢速较为准确。它反映了关节活动中拮抗肌群之间的肌力平衡情况，对判断关节稳定性有一定意义。不同关节的拮抗肌群峰力矩的比值不相同。

    10.平均关节活动范围(average range of motion，AROM)

    目的是判断、分析关节活动是否存在障碍。

    四、等速肌力训练的主要方法

    1.等速向心性训练

    (1)训练方式由于等速仪器能提供不同的运动速度，因此可根据伤病后的不同阶段选择一系列不同运动速度进行肌力训练，这种训练方法称为运动速度谱训练。运动训练谱包括：慢速(30°/s～60°s)、中速(60°/s～180°/s)、快速(180°/s～300°/s)及功能性运动速度(300°/s以上)。运动速度谱训练包括以下两种常用方法：

    ①肌力训练常用于运动系统伤病康复治疗的早期及中期，以训练肌力为主。训练速度由慢到快，然后再由快到慢。常选用的训练速度为：60°/s、90°/s、120°/s、150°/s、180°/s、180°/s、150°/s、120°/s、90°/s和60°/s共10种运动速度。每种运动速度之间相隔30°/s，每种运动速度收缩10次，10次为1个训练单位。根据肌肉功能适应情况，逐渐增加收缩次数到2个或3个训练单位。

    ②功能适应性训练主要用于运动系统伤病康复治疗的后期。这个时期应进行快速、多次、大收缩强度及多次重复收缩的训练，训练速度接近日常活动或竞技运动时的收缩速度(300°/s左右)。这对恢复患者日常活动能力以及运动员重返运动赛场有重要作用。

    (2)训练用力程度由于肌肉组织的特异性，在等速肌力训练中用力程度不同，对各类肌纤维的影响也不尽相同。

    一般认为，轻度小强度用力时(约为最大用力的30%)，主要募集慢肌纤维(STF)；中度次大强度用力时，不但募集慢肌纤维，而且还募集快肌纤维a型(FTFa)；如果是最大强度用力时，将募集所有类型的肌纤维，包括STF、FTFa和FTFb(快肌纤维b型)。

    研究已经证实，关节病变或运动创伤后的肌萎缩以STF的萎缩为主。因此，肌力训练中应有选择性地训练STF。在临床等速肌力训练中，可根据监视屏幕即时反馈信息，采用小强度或次大强度用力的训练方法，这对有选择地训练STF有着重要的意义。

    2.等速离心肌力训练

    离心肌力训练是指在等速训练中，等速仪器动力臂自动摆动所施加给肢体的力大于肌肉收缩力，使在收缩中的肌肉被动地延伸，肌肉两端远离中心的一种训练方式。

    研究表明，肌肉离心收缩产生的肌力大于向心收缩及等长收缩的肌力，肌肉收缩产生最大张力的顺序为：离心收缩、等长收缩、向心收缩。这是因为肌肉在进行离心收缩时与向心收缩不同，它除有肌肉组织的收缩成分参与外，还有非收缩成分的介入，使肌肉的力矩输出明显增大。因此，这种肌肉收缩具有力量大、耗能小的特点。由于肌肉离心收缩在维持关节的稳定性及日常生活能力方面有重要意义，因此等速离心肌力训练也有重要意义。但在等速仪器上进行的离心训练方式与人体正常肌肉收缩方式有一定的差异，是一种非生理性收缩方式。因此，在训练中还应结合其他训练方法。

    (1)训练方式在等速离心肌力训练中，等速仪器可提供向心收缩/离心收缩及离心收缩/离心收缩两种训练方式。在前一种训练方式中，主要训练一组肌群，即如果顺时针方向是肌群的向心收缩，则逆时针方向则为同一肌群的离心收缩，形成一组肌群进行向心收缩—离心收缩连续的收缩方式。后一种训练方式可同时训练主动肌和拮抗肌两组肌群的离心收缩肌力，提高两组肌群的肌力。

    (2)训练速度在等速离心收缩训练中，开始时，可选择30°/s～60°/s运动速度，每次训练次数不超过30次，作为适应性训练，以后逐渐增加运动速度和训练次数。常用的运动速度为：30°/s、60°/s、90°/s、120°/s、120°/s、90°/s、60°/s和30°/s等。每种运动速度可重复收缩10～15次。根据循序渐进的原则，逐渐增加到2～3个训练单位。

    3.短弧等速肌力训练

    运动系统伤病常导致关节及周围软组织的损伤，当关节活动至一定角度时可引起损伤部位的疼痛，在力矩曲线上表现为“疼痛弧”。如在“疼痛弧”内进行运动有时会加重损伤，甚至引起新的损伤，对康复不利。这种情况下可在等速仪器上选用短弧等速肌力训练的方法。即限定运动活动范围，选择“疼痛弧”的两侧进行等速肌力训练，可避免疼痛发生。训练中应选择合适的训练速度。如果训练速度过快，关节活动不易在小幅度内迅速增加并跟上训练速度，就会感受不到阻力而影响训练效果。比较理想的是先选择慢速及中速(如60°/s～150°/s)进行训练，随着患者局部症状的改善，关节活动范围可逐渐扩大，训练速度也可逐渐增加。

    4.多角度等长肌力训练

    单纯等长肌力训练的一个明显缺陷是角度特异性。为了避免这一缺陷，可采用多角度等长肌力训练的方法，利用等速仪器进行比较方便。

    多角度等长肌力训练一般在关节活动范围内，每间隔20°进行一组适当的等长肌力训练，使整个关节活动范围内的肌群都能得到训练。

    多角度等长肌力训练的另一个优点，是对一些有关节疼痛的患者进行肌力训练时可避开“疼痛弧”。选择“疼痛弧”的两侧进行多角度等长训练，对“疼痛弧”处的肌力恢复也有作用。有研究表明，膝关节骨关节炎患者经过多角度等长肌力训练后，症状明显改善，有些患者力矩曲线中的“疼痛弧”也可消失。