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当前临床缺乏肘关节运动定量评估方法,研究人员开发新型肘关节扭矩测量装置(EJTMD),并开展针对健康受试者和中风患者的随机试验。结果显示 EJTMD 评估更可靠有效,能敏感检测关节变化。这为临床量化评估提供新工具,有重要意义。
在医学领域,中风是一种常见且危害极大的疾病。尽管医疗技术不断进步,中风相关死亡率有所降低,但中风后残疾的发生率依然居高不下。上肢功能的恢复对于中风患者回归正常生活至关重要,然而其恢复过程却困难重重。这主要是因为上肢运动控制涉及复杂的皮质区域,且神经修复和重建面临诸多挑战。而肘关节作为上肢的关键部位,连接上臂和前臂,控制着多种上肢运动,其功能的准确评估对于制定有效的康复方案十分关键。
目前,临床实践中对肘关节运动的评估存在诸多不足。肌肉力量评估主要依赖肌肉力量测试仪,这种方法虽然简单易用,但存在主观性强、精度差和难以量化等问题。关节活动度(ROM)的评估则常用量角器,它虽然经济简单,但准确性有限,测量误差明显,结果主观性大。这些问题严重影响了康复治疗的精准性和有效性,使得开发更精准、客观的肘关节运动评估方法成为当务之急。
为了解决这些问题,上海中医药大学康复科学学院、安徽医科大学第一附属医院康复医学科等机构的研究人员开展了一项重要研究。他们开发了一种创新的肘关节扭矩测量装置(EJTMD),并通过随机对照试验,探究该装置在评估健康受试者和中风患者肘关节运动方面的潜在用途,同时进一步探索中风患者双侧肘关节运动的机械特性。研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员在本次研究中用到了多种关键技术方法。首先是 EJTMD 测量技术,该装置集成了力传感器和角位移传感器,利用五杆联动机构和滑模控制算法,能够在肘关节屈伸过程中同时定量评估肌肉力量和主动活动范围(AROM)。其次是表面肌电图(sEMG)技术,通过多通道无线 sEMG 采集和分析设备收集数据,用于评估肌肉活动强度。最后是神经电生理测试技术,利用经颅磁刺激仪测量运动诱发电位(MEP)和中枢运动传导时间(CMCT),以探究皮质脊髓束(CST)的传导情况 。
研究结果主要分为以下几个方面:
- EJTMD 评估效果良好:在健康受试者和中风患者中,EJTMD 在测量 AROM、肌肉力量、综合肌电图(iEMG)和均方根(RMS)等指标上均显著优于传统工具(P<0.05)。而且 EJTMD 同一天的重复测量结果具有良好的相关性(r ≥0.999,P<0.001),在检测中风患者治疗前后的变化时也比传统工具更敏感(P<0.05)。
- 中风患者肢体力量变化:中风患者患侧的屈肌和伸肌力量均有所下降,在低速测试中伸肌力量下降更为明显(P<0.05)。这可能是由于中风导致上运动神经元受损,影响了神经信号的传导效率,使得肢体运动控制困难,肌肉容易疲劳。
- 神经电生理指标异常:中风患者患侧的 iEMG、RMS 和 MEP 幅值下降,MEP 潜伏期和 CMCT 延长(P<0.05)。这表明 CST 传导受损,可能是中风后运动功能下降的潜在原因。
研究结论和讨论部分指出,EJTMD 为量化肌肉力量和 AROM 提供了新的测量方法,在实验室和临床中都具有重要意义。它能够更精确地测量肘关节运动,有助于深入了解肘关节运动的生物力学特性,也能更有效地定位损伤,跟踪恢复进程。不过,EJTMD 目前仍处于发展阶段,还有很大的优化空间,例如增加康复训练功能,纳入更多关节的测量等。
总的来说,这项研究成功开发了 EJTMD 并验证了其在评估肘关节运动方面的可靠性和有效性,为中风患者的康复评估和治疗提供了重要的理论支持和新的技术手段,对推动临床康复医学的发展具有重要意义。