浅述人体关节活动度的测量方法

浅述人体关节活动度的测量方法

作者：刘立夏 张丽

来源：《中国科技纵横》2016年第22期

【摘 要】康复医学的发展离不开康复评定技术的支撑，关节活动度（ROM）的测量作为康复评定技术的重要一环，有着不可取代的作用，ROM的精确性和可靠性至关重要。随着康复医学的发展，ROM的测量方法也在不断优化之中。本文拟列出在用、在研究的ROM测量方法供学者参考借鉴。

【关键词】关节活动度 测量 康复医学

关节活动度（Range of motion，ROM）又称关节活动范围，是指关节活动时可达到的最大弧度。关节活动度评定关节运动功能损害范围与程度的重要指标，是康复评定技术中极为重要和常用的评估方法，在康复医学、残疾学、法医领域和公安刑侦技术中常被用到。 随着社会科技的进步，关节活动度的测量也在不断的改进和优化，测量的结果越来越精确。大致可以把测量的方法和工具分为两类：一类是较为简便的传统方法，比如通用量角器、方盘量角器、电子角度计、X线、照相测量法等；另一类是借助借助精准仪器的新方法，比如三维摄像测量系统、基于SR-3000、基于电磁跟踪系统、基于Kinect体感交互技术等技术的ROM测量方法等。 1 较为简便的传统方法

临床上ROM检查的常用工具有通用量角器和方盘量角器两种。其中通用量角器检查法最为常用，由一个带有半圆形（0°～180°）或圆形（0°～360°）的圆规连接一条直尺组成的固定臂和一条旋转直尺组成的移动臂及轴心所组成[1]。该方法操作简单，临床常用；但误差较大（通常估算到5°左右），不利于重复操作。

1974年，上海华山医院设计了一种方盘量角器，由一个边长为12cm的正方形，上有圆形刻度盘的木盘，加一个指针及把手构成。与通用量角器相比，此法操作迅速方便，误差小，避兔了通用量角器的轴心往往偏离关节中心的缺点，使腕、踝等关节的测量结果更可靠[2]。 关节活动图，即利用简单的几何图形，形象直观、快速全面地记录和表达人体各关节的活动程度，以便区分出正常或异常状态，可应用于法医学检查，对临床骨科、康复医学等学科也有实用价值[3]。

胡海滔等[4]提出了人体关节活动度的照相测量法，在被测关节的固定臂和移动臂上分别贴两个圆形标记点，用相机拍摄标记点连线在关节旋转前后的两个定义位置，通过数学方法计算标记点连线间的角度在旋转前后的变化，得出关节活动度。此法较之于传统的量角器测量法，减少了误差、缩短了测量时间，是一种精确、有效、经济的新方法。

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2 借助精准仪器的新方法

刘龙等[5]使用基于普通摄像机的三维摄像测量系统，对人体上肢的运动数据进行测量，并根据上肢运动的特点，将其简化为具有7个自由度的刚体运动。其通过事先分析固定在上肢标记点的运动，建立了固连于上肢的关节坐标数据，得到了人体上肢关节日常活动的运动参数。

张建国等[6]认为直接用欧拉角来代替腕、肘关节ROM的方法不符合人体的实际情况。他们利用电磁传感器测量出腕、肘关节屈/伸的实际方向，再将腕、肘关节的自由度进行重新描述，使其更接近于上肢的真实结构。并利用该系统来实时地跟踪上肢的关节运动，提出了优化后的上肢模型ROM计算方法。

基于SwissRanger-3000（3D 深度测绘相机）的基础上，有学者[7]提出了一种计算上肢肩ROM的方法。利用摄像机获取人体三维数据，结合OpenGL 显示人体区域，运用OpenCV函数，以及根据人体运动解剖学对关节角度的定义，通过计算上臂矢量在人体各切面上的投影与相关轴的夹角，实时、有效地得到肩关节的外展角、水平屈伸角和屈伸角等数据，为上肢肩关节ROM的测量提供了一种较好的方法。

利用Kinect 传感器来捕捉上肢各关节点的位置，再把关节点数据传至计算机，也可得到上肢关节活动度的数据。瞿畅等[8]通过检测上肢体运动平面偏离人体冠状面、矢状面和横断面的距离，利用计算机自动计算肩、肘等关节的ROM数值，由体感人机交互界面实时反馈测量结果，从而自动完成测量。

胡超等利用NDI Polaris Spectra 来追踪人体体表标志点上的固定反光小球的运动，通过反光小球的具体坐标数据，拟合出关节活动的轨迹，从而计算出人体关节活动度。该方法测量结果的精度可达0.5°，标准差不超过0.02°，其精度和稳定性都优于现有方法，足以满足临床的需要[9]。 3 结语

相比于临床医学各学科，康复医学起步晚、发展快，康复评定技术作为康复医学的一个重要分支也在快速的发展之中。关节活动度的测量追求的是便捷、快速和准确。因此，寻找一种便捷、快速和准确的关节活动度测量方法对于康复医学的快速发展十分必要。

关节活动度测量方法的发展和进步不仅仅是对康复医学的发展做贡献，而且还在推动着现代科学技术的进步。随着社会和科技的进步，关节活动度的测量将会越来越精确可靠，也必将为实现精准康复这一目标提供巨大力量。 参考文献：

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[1]陈丽娜.关节活动度测量和训练[C].浙江省物理医学与康复医学年会论文汇编，2005：24-29.

[2]范振华.肌力检查及关节活动范围检查[J].中国康复医学杂志，浅述人体关节活动度的测量方法

刘立夏 张丽

（河南护理职业学院，河南安阳 455001）

【摘 要】康复医学的发展离不开康复评定技术的支撑，关节活动度（ROM）的测量作为康复评定技术的重要一环，有着不可取代的作用，ROM的精确性和可靠性至关重要。随着康复医学的发展，ROM的测量方法也在不断优化之中。本文拟列出在用、在研究的ROM测量方法供学者参考借鉴。

【关键词】关节活动度 测量 康复医学1998，2（6）：277-282.

[3]钟继荣.描记关节活动度的新方法——关节活动图[J].法医学杂志，1992，8（3）：141-142.

[4]胡海滔，李志忠，严京滨，等.关节活动度的照相测量方法[J].人类工效学，2006，12（2）：13-15.

[5]刘龙，张建国.三维摄像测量系统在人体上肢运动分析中的应用[J].天津轻工业学院学报，2003，18（1）：51-53.

[6]张建国，汪莉.基于电磁跟踪系统的人体上肢ROM测量新方法[J].现代制造工程，2006，3：81-84.

[7]邹琴，潘晓露，李一民，等.基于SR_3000的上肢肩关节活动度计算方法[J].科学技术与工程，2011，11（30）：7408-7411，7424.

[8]瞿畅，丁晨，王君泽，等.基于Kinect体感交互技术的上肢关节活动度测量方法[J].中国生物医学工程学报，2014，33（1）：16-21.

[9]胡超，葛云，陈颖.人体关节活动度测量系统[J].中国医学物理学杂志，2016，33（1）：34-38.