下肢多关节等长测力计（IDLE）的研发与性能验证：便携式设备在肌肉力量定量评估中的突破

针对临床肌力评估中徒手测试（MMT）主观性强、手持测力计（HHD）依赖操作者技能、等速设备昂贵且笨重等问题，中科院合肥物质科学研究院团队成功开发了一款便携式下肢多关节等长测力计（IDLE）。该设备可同步测量髋屈曲、膝伸展、膝屈曲和踝背屈的等长肌力，并通过20名健康成人验证其性能。结果显示：IDLE与固定带HHD的效度极佳（Pearson's r≥0.907, ICC≥0.908）；操作者内信度优异（ICC≥0.926），操作者间信度接近完美（ICC≥0.901）。IDLE以轻量化设计（可折叠结构）、多关节覆盖和高性价比解决了社区康复场景中精准肌力监测的痛点，为老年跌倒预防及康复疗效跟踪提供了可靠工具。

　　

论文解读

在老龄化加剧与运动损伤高发的背景下，精准评估下肢肌肉力量对预测疾病风险、优化康复方案至关重要。然而，传统临床工具面临三重困境：徒手肌力测试（MMT）依赖主观判断且无法定量；手持测力计（HHD）需操作者强力抵抗关节运动，结果易受人为因素干扰；而高精度等速测力设备又因体积庞大、价格昂贵难以普及。更关键的是，现有设备多聚焦单一关节（如膝或踝），无法全面反映下肢功能状态。针对这些痛点，中国科学院合肥物质科学研究院的研究团队创新性开发了"下肢等长测力计（IDLE）"，其研究成果发表于《Scientific Reports》。

技术方法精要

团队采用模块化设计思路：

1. 机械结构：以铝合金座椅为基础，配备可调节支撑杆及六组高精度微张力传感器（AT8202，量程100 kg），通过滑动套筒适配不同体型；
2. 测量标准化：受试者保持髋、膝、踝三关节均屈曲90°的坐姿，配合肩带/腿带固定，分别测试髋屈曲、膝伸展、膝屈曲和踝背屈肌群；
3. 验证方案：招募20名健康成人（50%女性），通过固定带HHD对比验证效度，并由资深研究员（A）与新培训护士（B）分别操作评估信度。

核心研究结果

1. 效度验证
IDLE与金标准HHD在四大关节测试中均呈现高度一致性：

• 男性膝伸展力ICC高达0.981，踝背屈力r=0.944；
• 女性髋屈曲力ICC达0.978，膝伸展力r=0.991；
• Bland-Altman分析显示差异均值≤0.4 kg（图3）。
  
  

2. 操作者内信度
资深研究员重复测量结果稳定：

• 男性膝伸展双侧ICC>0.98（SEM≤4.58%）；
• 女性右膝伸展ICC=0.993（SEM仅3.0%）；
• 仅男性左侧髋屈曲ICC稍低（0.808），但仍达"良好"标准。

3. 操作者间信度
即使操作者经验差异显著，结果仍高度可复现：

• 除男性右踝背屈（ICC=0.896）外，其余关节ICC均≥0.901；
• 女性膝伸展双侧ICC>0.98，印证设备操作简易性。

4. 肌力基准数据
首次提供中国青年群体参考值（单位: kg）：

• 男性：膝伸展（29±9）、踝背屈（17±5）；
• 女性：髋屈曲（17±6）、膝屈曲（10±3）。

结论与意义

IDLE通过三大创新突破现有限制：

1. 多关节集成：单设备覆盖髋、膝、踝主肌群，避免传统设备频繁调整体位；
2. 精准便携：折叠后仅如小型行李箱（图1b），成本远低于等速设备；
3. 操作友好：传感器被动抵抗关节运动，降低对操作者体力/经验的要求。
   
   

研究团队特别指出，IDLE的实时力曲线记录功能（配套软件见图1c）可长期追踪肌力变化，对老年肌少症筛查、卒中康复进程监控极具价值。下一步将验证其在临床人群（如骨关节炎、肌少症患者）中的适用性，推动社区及家庭场景的肌力常态化评估。

关键术语说明：

• ICC（组内相关系数）：衡量测量一致性的统计指标，>0.9为"极佳"
• SEM（测量标准误）：反映测量误差的实际值
• HHD（手持式测力计）：临床常用便携设备
• IDLE（下肢等长测力计）：本研究开发设备