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针对骨关节功能所采用的设备

时间:2022-05-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:手指关节为单轴关节,可完成屈伸手指的动作行为。这些器械都是康复科常见运动器械,主要用于患者主动训练关节活动度。但因其价格较昂贵,对场地也有一定要求,目前只有部分较大型的医院、科研机构及康复中心配备。但通用量角器对受试者的体位要求较高,如特定关节只能在特定体位下测量。

一、ROM训练及维持类设备

1.等速运动 是在整个运动过程中运动速度保持恒定不变的一种肌肉收缩的方式。等速运动肌力测评是用等速运动的方法来对肌肉运动功能进行动态测评的。这是一种非自然的肌肉运动形式,因此必须借助于专门的等速运动测试仪,如Cybex(图1)或Biodex(图2)方能完成。

图1 Cybex训练系统

图2 Biodex训练系统

目前常用的此类设备多设计为多关节模式,可根据组件的选配,分别单独测试及训练肩、肘、腕、髋、膝、踝等人体六大主要关节。有些机器还设计了不同的运动模式,可根据患者实际情况分别做等速、等长、等张、被动和本体感觉的训练。

等速运动以关节为轴心做弧形运动,其运动速度为角速度,受试者用力并不能使受试肢体运动加速或者减速,只能使肌肉张力和力矩改变。测试时肌肉最大限度收缩,等速训练仪可自动判断阻力,如肌肉收缩力量越大,则阻力越大,反之则越小,因此,可以测出肌肉的最大肌力及关节活动在不同角度时的肌力。能够以客观的量化指标反映出肌肉关节的各项运动指标,从而更为科学高效地评估患者,制定相应的康复训练计划,并可储存相关参数,便于患者自身前后对比。

此类设备既是评估设备,也可直接用于训练。因价格较昂贵,对场地也有一定要求,目前只有部分较大型的医院、科研机构及康复中心配备,短期内难以完全普及。

2.CPM 是骨科术后常用的用于维持关节活动度的基本设备,可根据不同的关节及病情需要,设定关节初始角度、终末角度、运动角速度等不同参数,对相应关节进行被动活动,用于维持及改善关节活动度。此类设备具有Cybex的最基本功能,且能在一定程度上解放治疗师,对场地要求并不高,是康复科常用的基本设备之一,目前人体四肢主要关节均有其专门的CPM(continium passive motion)机器。

肩关节为三轴关节,可完成内收/外展,前屈后伸,内旋/外旋,水平内收/外展等不同方向的动作行为。目前主流的肩关节CPM(图3)多数只能完成前屈/后伸,不能完成其他方向活动。

肘关节为单轴关节,肘CPM(图4)主要完成屈/伸肘关节动作行为。

腕关节为双轴关节,可完成屈/伸,桡侧偏/尺侧偏两个方向的活动。手指关节为单轴关节,可完成屈伸手指的动作行为。腕指关节CPM(图5)可集成在一部机器上完成,也可以分开成两部机器。

髋关节同肩关节一样,都是三轴关节,可独立完成髋内收/外展,前屈/后伸,内旋/外旋的动作行为。膝关节为单轴关节,只有屈/伸动作。在卧位体位下,在下肢CPM(图6)活动膝关节的同时,也可兼顾髋关节的屈/伸方向动作行为。

踝关节为双轴关节,可完成背伸/跖屈,内翻/外翻两个方向的动作行为。但常规踝关节CPM(图7)只用于背伸/跖屈动作。

图3 肩关节CPM

图4 肘CPM

图5 腕指关节CPM

图6 下肢CPM

图7 踝关节CPM

3.其他器械 由于解剖结构和人体运动学的特殊性,有部分动作行为是上述器械无法完成的,如下几种器械(图8~图12)便可作为上述器械的补充。这些器械都是康复科常见运动器械,主要用于患者主动训练关节活动度。也可以通过一些特定的设定,可在训练时施加阻力,练习肌力。Motomed(图13)是近几年从国外引进的一款智能自动化设备,可根据患者具体情况,分为上肢型、下肢型、床边型三种型号,可通过设置各类运动参数,制定合理运动处方,也可用于被动训练。

图8 肩关节旋转运动器

图9 前臂内外旋运动器

图10 腕关节屈伸训练器

图11 肋木架(含肩梯)

图12 平衡杠

图13 Motomed主被动系统

二、力量测试及训练类设备

1.测力器械 在传统的方法中,并没有定量的测定肌力,而更多是采用自身对比的徒手肌力测定(MMT)。MMT法虽然方便,且无需任何器械即可操作,但其也存在着定量困难,缺乏客观性的缺点。现在有很多电子测力计,能够直观反映出患者的力量大小。常用器械有捏力器、握力器、拉力器、等速测试仪等。

以腕手握力器为例(图14),标准测试方法为,取坐位或站位,上肢自然下垂于体侧,四指置于握圈内,拇指与四指对指,以固定握力器。用力握紧后保持5s,休息1min后再次测量,连续测量3次,分别得到测量结果,取其平均值即为该关节的握力大小。

握力指数=握力(kg)/体重(kg)×100

握力指数>50表示正常。

图14 电子握力测试器

捏力器(图15)主要用于测定拇指与其他手指间的捏力大小。检测时先调整好器械,用拇指与测试指的指腹捏压捏力器,即可得到相关数值,其数值获取可参考握力器的使用。

图15 电子捏力测试器

拉力器(图16),也称背力器,主要用于测试腰背部肌力大小,测试前先准备好机器,要求患者将手调节到膝关节高度,受试者取站立位,双足固定拉力器一端,双膝伸直弯腰,双手握住拉力器另一端把手,然后用力伸直躯干,便可获得背部拉力的具体数值。

拉力指数=拉力(kg)/体重(kg)×100

拉力指数正常值男性为105~200,女性为100~150。注意,对有腰背痛的患者,要慎用此法,因测试时可能会诱发腰痛出现或者加重。

等速测试仪之前有所介绍,在此不予重复。

图16 电子拉力测试器

2.肌力训练器械 根据传统MMT肌力分级标准,我们多选取以三级肌力作为分界线。三级以下的肌力训练需依靠减重设备完成,如悬吊网架(图20)或滑板。三级以上肌力则需要实施抗阻,阻力的来源可有沙包(图17)、哑铃(图18)、弹力训练带(图19),此外悬吊网架(图20)也可以提供阻力。沙包及哑铃只能提供单方向的阻力来源,配合悬吊网架可多方向提供阻力,但以抗重力方向为最佳,其他方向的阻力均不能达到最大值。弹力训练带(管)则可在任意方向及角度提供阻力,且阻力大小不受其影响。

SET技术是发源于挪威的一项新技术,经过十几年的发展,其独立理论系统逐渐完善,并形成了一套专用的SET训练设备(图21),它包含了悬吊网架的功能,但其应用范围更为广泛,目前主要用于疼痛的治疗,也可用于肌力训练、本体感觉训练等。SET悬吊设备既是评估设备,也可直接用于训练。但因其价格较昂贵,对场地也有一定要求,目前只有部分较大型的医院、科研机构及康复中心配备。

图17 组合沙包

图18 组合哑铃

图19 弹力训练带

图20 悬吊网架

图21 SET训练系统

三、关节活动度测量设备

1.通用量角器 通用量角器(图22)在临床应用已有近百年历史,因其操作简便,读数方便,至今仍然是康复科的基本测量方法。其要点在于正确选取轴心点、固定臂、移动臂,可用于全身各关节。然后读出其夹角即可。但通用量角器对受试者的体位要求较高,如特定关节只能在特定体位下测量。且测试者必须要具备一定的解剖知识,熟悉人体体表的骨性标志,接受过专业培训,掌握一定的方法之后方能正确实施。其精确性受到二臂长度的限制,如果患者体型偏胖,骨性标志不明显,则较容易产生误差。

图22 普通量角器

2.方盘量角器 方盘量角器(图23)为我国华山医院范振华教授在20世纪70年代发明,其外周为正方形,中心有一可旋转指针,在重力作用下,指针永远指向正上方。使用时使测试关节任一端肢体处于水平位或者垂直位,另一肢体在垂直于地面的平面上做待测方向的运动至最大幅度,以方盘量角器的一边贴住肢体的运动端,同时使0°对向规定方向,在关节活动到最大幅度时,便可以从刻度表上读出对应角度。现在已有利用重垂原理测出角度后直接以电子屏幕显示的量角器。

图23 方盘量角器

四、本体感觉测试及训练设备

近几年,对骨关节疾病所致的本体感觉障碍的再教育训练开始日渐受到重视,也因此而出现一些相应的特定设备。

平衡板(balance board,图24)是康复科较为常见的器械,在一块木板的面上有弧形或者半球形的地面设计,另一面为平面或者颗粒状防滑设计。患者通过站立在平衡板上,尽力维持身体平衡,进行本体感觉的再训练。

图24 平衡板

BAPS板(biomechanical ankle platform system,BAPS Board,图25)也是运动康复常用的设备之一,类似于平衡板。主要用来训练下肢本体感觉,适用于关节运动损伤后,TKA、ACL重建等下肢关节术后。

Pro-kin本体感觉测试与训练系统(图26)是近些年结合科技开发的新一代康复设备,其较好的将原本不可直接感知的本体感觉通过电子屏幕显示的方式予以客观体现,具有良好的互动性,能最大程度地调动患者的主观参与积极性。

图25 BAPS板

图26 Pro-kin本体感觉测试与训练系统

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