教学用双向关节角度测量器的设计与应用

李岩，秦霞，董军，王蕾，荆琳

1.山东省泰山医院，山东 泰安 271000；2.泰安市妇幼保健院，山东 泰安 271000；3.泰山医学院 运动医学与康复学院，山东 泰安 271000

教学用双向关节角度测量器的设计与应用

李岩1，秦霞2，董军3，王蕾3，荆琳3

1.山东省泰山医院，山东 泰安 271000；2.泰安市妇幼保健院，山东 泰安 271000；3.泰山医学院 运动医学与康复学院，山东 泰安 271000

本文阐述了一种双向关节角度测量器的设计与应用过程。该装置主要由全圆量角器、固定臂和移动臂组成，可用于康复医学、运动医学、运动创伤学等学科的实验授课。实际应用结果表明，采用普通关节活动测量尺以及双向关节角度测量器测量肘、膝关节屈曲度具有较高的相关性，其中对肘关节屈曲度的测量结果无明显差异，对膝关节屈曲度的测量结果存在明显差异。因此，在教学中采用双向关节角度测量器代替普通的关节活动度测量尺测量肘关节是可行的。

双向关节角度测量器；全圆量角器；肘关节；膝关节；屈曲度

0 前言

关节活动度是康复评定教学的重要内容之一，现有的关节角度测量尺有马丁尺、游标卡尺、长度量尺等，但在测量过程中均存在一定的不便之处[1]。笔者尝试以通用的关节角度测量尺测得的大学生肘、膝关节活动度作为标准，与自行研制的教学用双向关节角度测量器测得的数据进行对照，分析两者所测结果的相关性及一致性，以期为康复医学、运动医学、运动创伤学等学科的实验授课提供一种适合教学用的关节角度测量器；同时为处于康复治疗期的病人提供可自行测量关节活动度的测量器。

1 材料与方法

1.1 研究内容

双向关节角度测量器主要用于康复医学、运动医学、运动创伤学等学科的实验授课。该装置主要由直尺（固定臂）、全圆量角器以及两个外形相同的移动臂构成，移动臂可自由活动，两臂交叉衔接成心形且交接点为该装置的固定点中心。全圆量角器做成夹层状，铁丝在夹层内部绕圆盘一圈，表面标有两个刻度盘（测量范围为0°～180°），背面是一个蝴蝶结形状的固定点；两个移动臂的指针设计成问号的形式；读数的位置上开了两个心型读数孔，下方各安装有一块小吸铁石，与铁丝圈结合，达到固定移动臂的目的，还设有一个独立的袖带，用于与固定点进行衔接（图1）。

图1 教学用双向关节角度测量器结构图

1.2 使用方法

（1）全圆量角器背面有一个蝴蝶结形状的固定点，主要作用是与绑在被测关节上的关节带相结合，以固定测量器。

（2）将关节角度测量器与袖带结合，使固定点对准待测关节活动轴中心后，调节移动臂，使移动臂与运动到最大限度时关节的近端骨长轴平行，利用小吸铁石与全圆量角器内部铁丝圈的结合，达到固定移动臂的目的。

（3）当被测关节回到测量前的初始位置时，进行反向运动（如对肩关节进行测量时，关节屈的反向运动是伸），直至关节运动到最大限度时进行读数。

（4）测量完毕后，将关节角度测量器取下进行读数记录。

1.3 装置特点

（1）可单人进行操作。

（2）测量屈、伸或外展、内收等双向关节角度时，无须移动固定臂即可完成测量。

（3）结构简单、使用方便、测量误差小，除适用于康复医学、运动医学、运动创伤学等学科的实验授课外，对于医院康复科病人关节活动度的测量、康复情况的改进也有一定价值。

1.4 应用对象

某高校41名身体健康的学生，其中男性15人，女性26人；年龄21～24岁，平均（22.098 ± 0.6247）岁；体重39～90 kg，平均（57.683 ± 11.5400）kg，身高155～185cm，平均（165.561 ± 8.1672）cm。分别用教学用双向关节角度测量器和普通关节活动测量尺测量其肘、膝关节的屈曲度。

1.5 统计学分析

采用SPSS 13.0统计软件进行统计学处理[2]。两组测量结果之间比较采用配对t检验，并进行双变量相关性分析。

2 结果

（1）采用双向关节角度测量器和普通关节活动测量尺测量受试者肘、膝关节的屈曲度结果，见表1。

表1 受试者肘、膝关节的屈曲度测量结果

（2）两种方法的相关性。双向关节角度测量器和普通关节活动测量尺测量肘关节屈曲度的结果的相关系数r=0.450（P＜0.05）；双向关节角度测量器和普通关节活动测量尺测量膝关节屈曲度的结果的相关系数r=0.652（P＜0.05），相关系数均较高。

（3）两种方法测量结果比较。双向关节角度测量器和普通关节活动测量尺测量肘关节屈曲度的结果没有显著性差异（P=0.066）；双向关节角度测量器和普通关节活动测量尺测量膝关节屈曲度的结果有显著性差异（P=0.003）。所以，在测量肘关节时，两种测量方法可以互换；但是在测量膝关节时，两者差异性较大，尚不能进行互换。

3 讨论

关节活动度是指关节活动时可达到的最大运动弧度或角度，对人体的日常活动具有重要意义[3]。受年龄、性别、体重和锻炼情况的影响，人体的运动范围也存在着很大的差异。年轻、女性、体瘦、经常锻炼者，关节的活动范围一般较大；而年老、男性、肥胖、不常锻炼者，关节的活动范围一般较小。

关节活动度测量始于对战后损伤造成的残疾的评估，用于描述人体状况的变化，并揭示预后。关节活动度测量是评价人体运动系统功能状态最基本、最重要的手段之一。

现有技术中，用于测量关节活动度的各种量尺几乎都围绕测量长度和宽度来进行，具有代表性的有马丁尺、游标卡尺、长度量尺等[4]。国内临床上也有采用弯角规测量肩宽、骨盆宽等[5-6]。目前尚缺乏测量关节活动角度的便携式测量器；同时，现有的关节角度测量装置主要应用于临床医学[7-10]，实际操作过程中至少需要两人合作，使用不方便，而且读数会有一定的人为误差。特别在教学中，采用现有的关节角度测量装置不便于讲者同时进行演示与讲解，且对于关节角度的测量有一定误差。

本研究采用双向关节角度测量器与普通关节活动度测量尺测得的肘关节屈曲度数据之间具有较高的相关性，且两组数据差异没有统计学意义，说明两种方法在测量肘关节屈曲度方面没有明显差异，因此在教学中用双向关节角度测量器代替普通的关节活动度测量尺测量肘关节是可行的。采用双向关节角度测量器与普通关节活动度测量尺测得的膝关节屈曲度数据之间虽然有较高的相关性，但是两组数据差异有统计学意义，因此在教学中用双向关节角度测量器代替普通的关节活动度测量尺测量测量膝关节尚不可行。

本研究在测试前，还选取了30名学生对双向关节角度测量了进行精密度检测，结果表明测量器的短期精密度标准差均方根是3.364°，变异系数均方根是7.566％，故该测量器的可重复性好，能够满足临床应用要求。但双向关节角度测量器与普通关节活动度测量尺在测量膝关节屈曲度之间有显著性差异，究其原因是肘关节固定点的选取较膝关节准确且方便。因此，如何采用该装置更好地对大关节进行测量有待于进一步研究。

[1]胡永善,范振华.两种工具在四肢关节ROM测量中的比较[J].中国康复医学杂志,1992,7（6）：245-247.

[2]Verbrugge LM,Jette AM.The disablement process[J].Soc Sci Med,1994,38（1）：1-14.

[3]吴晓东,袁文,汤俊君,等.颈椎三维活动度测定仪的测量稳定性评估[J].脊柱外科杂志,2009,7（4）：205-208.

[4]严广斌.关节活动度（Range of motion,ROM）[J].中华关节外科杂志（电子版）,2014,8（3）：409.

[5]张智海,李茂廷,于智勇,等.脊柱形态测量仪（Spinalmouse）测评腰痛患者全脊柱运动能力[J].脊柱外科杂志,2009,7（6）：346-349.

[6]Greene BL,Wolf SL.Upper extremity joint movement comparison of two measurement devices[J].Arch Phys Med Rehabil,1989, 70（4）：288-290.

[7]杜良杰,李建军.多功能躯体活动度测量仪的设计及应用[J].中国康复理论与实践,2005,11（4）：269-270.

[8]刘云,曾彪,胡丽娜,等.改良骨盆倾斜度测量器的临床应用[J].中华妇产科杂志,2003,38（2）：251-253.

[9]蒋协远,公茂琪,查晔军.肘关节外科新进展[J].中医正骨,2012, 24（4）：3-5.

[10]王玉龙.康复评定技术[M].北京：人民卫生出版社,2010.

Design and Application of a Teaching Two-Way Joint Angle Measurement Device

LI Yan1, QIN Xia2, DONG Jun3, WANG Lei3, JING Lin3
1.Shandong Provincial Taishan Hospital, Taian Shandong 271000, China；2.Taian Maternal and Child Health Care Hospital, Taian Shandong 271000, China；3.College of Sports Medicine and Rehabilitation, Taishan Medical University, Taian Shandong 271000, China

The paper expounded the design and application process of a two-way joint angle measurement device, which mainly consisted of a full-round angle protractor, the fixation arm as well as the mobile arm and was intended for experimental teaching in the subject of rehabilitation medicine, sport medicine as well as sport injuries.High relevance had been shown in practical application of the common joint measurement device and the two-way joint angle measurement device in measurement of the flexion of elbows and knees, among which no obviously statistical differences were seen between the measurement results of the flexion of elbows；while the measurement results of the flexion of knees existed remarkably statistical differences.Therefore, utilization of the two-way joint angle measurement device in teaching, instead of the common joint measurement device, was feasible for measurement of elbow joints.

two-way joint angle measurement device；full-round angle protractors；elbow joints；knees；flexion

R197.39

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.07.040

1674-1633（2015）07-0123-02

2015-04-22

修回日期：2015-05-24

山东省高等学校科技计划项目资助（J12LL02）。

董军，高级实验师。

作者邮箱：tailiaoqixieke@163.com