1
中西医结合治疗膝关节骨关节炎
1.5.9.1.1 一、肌力训练的分类
一、肌力训练的分类

按肌肉收缩的方式不同,可把肌肉的抗阻力联系分为等长肌力训练、等张肌力训练和等速肌力训练等几种方式。

1.等长训练(isometric exercise) 所谓的“等长”,乃指肌肉在收缩时只有张力增加,而肌肉长度不变,故称等长收缩。等长收缩时,肌肉收缩时所产生的力矩,只是平衡阻力矩,使关节保持一定的姿势,肌肉的长度没有明显变化,此类训练也称静力性训练(static exercise)。肌肉在做等长收缩时,由于长度不变,因而不能克服阻力做机械功,但可以使关节保持一定的位置,为其他关节的运动创造条件。等长收缩仅反映关节运动某一点的力量,肌力的提高局限于这一角度,同时也无助于肌肉耐力的强化。

等长收缩练习方法简单易行,是膝关节骨关节炎临床常用的肌力训练方式之一,可以明显预防肌肉萎缩,促进肌力恢复。其缺点是只增加静态肌力,且有显著的角度特异性,即只对练习角度附近约20°范围内的肌力有效,对增强肌肉耐力作用较差,对改善关节运动的精确性、协调性也没有明显的帮助。

2.等张训练(isotonic exercise) 所谓“等张”,是指外加阻力恒定时,当张力发展到足以克服外加阻力后,张力不再发生变化。等张收缩时肌肉的张力大于阻力,肌肉可自由收缩引起相应关节运动,因此又称动力性训练(dynamic exercise)。等张收缩时,肌肉的收缩只是长度的缩短而张力保持不变,这是在肌肉收缩时所承受的负荷小于肌肉收缩力的情况下产生的。可使物体产生位移,因此可以做功。

在不同的关节角度时,肌肉收缩产生的张力则有所不同,所能克服的负荷也不相同。为了完成全幅度的运动,负荷只能按最小肌力矩设置。因此,阻力矩不能时刻与肌肉产生的最大力矩相称,使运动中大部分时间阻力矩低于肌肉最大力矩,影响康复锻炼的效果。

3.等速训练(isokinetic exercise) 20世纪60年代后期,国外学者提出“等速训练”的概念,被后来的研究者认为是肌肉功能锻炼中的一项革命。经过多年的探索和实践,等速肌力训练被公认为最先进的肌肉康复训练方式和最科学的肌力测试技术之一,在国外被广泛采用。

等速运动是指利用专门设备,根据运动过程的肌力大小变化,相应调节外加阻力,使整个关节运动依预先设定速度运动。运动中肢体运动的速度应预先在设备上设定,一旦设定速度,无论受训者用多大的力量,肢体运动的速度都不会超过设定值。受训者的主观用力只能使肌肉张力增加,力矩输出增加,但不能产生加速度。肌肉等速运动时,肌纤维长度可缩短或伸长,引起明显的关节运动,是一种速度恒定的动力性收缩,是特殊的肌肉收缩形式。

等速运动过程中,等速设备所提供的阻力与肌肉收缩实际产生的关节力矩相匹配,自动随肌肉收缩力的大小而变化,为一种顺应性阻力。这种顺应性阻力使肌肉在整个关节活动中处于不同角度的每一瞬间都能产生最大张力,有利于肌肉发挥最大收缩能力,从而达到最佳的训练效果。

与等长、等张训练相比,等速训练的显著特点是运动速度相对稳定,不会产生加速运动,且在整个运动过程中所产生的阻力与作用的肌力成正比,即肌肉在运动全过程中的任何一点都能产生最大的力量。等速运动能依肌力强弱、肌肉长度变化、力臂长短、疼痛疲惫等状况,提供适合其肌肉本身的最大阻力,且不会超过其负荷的极限。同时可提供多重速度训练,有助于从神经生理学的角度训练肌肉,具有相当高的效率与安全性。

如果将等速运动中肌肉收缩的过程通过仪器记录下来,经计算机处理,得到力矩曲线等多项反映肌肉功能的参数,用来作为评定肌肉运动功能的指标,这种测试方法就称为等速肌力测试。等速肌力训练和测试也存在不足:训练花费的时间较多,需要受过专门训练的操作人员进行指导,专用等速训练设备费用昂贵而不便于普及。

另外,膝关节肌力训练也可分为单纯训练特定肌肉群的开链运动和协同训练多个肌群的闭链运动。人体若干环节借助关节使之按一定顺序衔接起来,称运动链(kinetic chain)。在人体上,上肢由肩带、上臂、肘关节、前臂、腕关节、手等形成上肢运动链;下肢由髋关节、大腿、膝关节、小腿、踝关节、足等形成下肢运动链。

4.开链运动与闭链运动 开链运动(opened kinetic chain),指运动时关节近端肢体固定而远端关节活动的运动。比如直腿抬高训练中,膝关节可完成伸屈的运动。开链的运动特点是各关节链有其特定的运动范围,远端的运动范围大于近端,速度也快于近端。在强化肌力的训练中,肌肉爆发力的训练应选择开链运动训练。

闭链运动(closed kinetic chain),指运动时关节远端肢体固定而近端肢体活动的运动。例如站立位进行下蹲运动,小腿、足部固定不动,近端的大腿处于活动状态。闭链运动通常在功能位下进行,运动类似膝关节日常生理负荷状态。对于肌肉、骨骼、肌腱、韧带、关节囊都承受一定负荷,运动时对关节及其周围组织的机械性感受器的刺激比开链运动训练明显,对促进关节平衡功能,膝关节周围组织的协调能力,敏感性的恢复和增强关节稳定性有明显作用。

在小腿伸展的开链运动中,膝伸肌群是目标肌群,膝关节的活动独立于髋或踝关节;而在下蹲或上、下楼梯等闭链运动中,膝伸肌群、髋伸肌群和躯干肌协同工作,膝关节活动伴随着髋和踝关节的运动,并且足部着地。

对于膝关节骨关节炎患者来说,某些有困难的特定活动(如从坐位站起)可以通过目标肌群的开链训练(伸膝)而得到改善。股四头肌等长收缩和直腿抬高练习就是开链运动的两种形式。闭链运动更加接近一些日常生活活动所需的运动,并且能同时锻炼主动肌和拮抗肌,加强神经肌肉的协调能力。在膝关节骨关节炎的康复治疗中,开链训练和闭链训练同样有重要的意义。