三维动态标记下髋关节活动度与下肢功能权重

夏 晴 ，张 敏 ，2，高 东 ，夏文涛

（1.司法鉴定科学研究院 上海市法医学重点实验室 上海市司法鉴定专业技术服务平台，上海 200063；2.华东政法大学刑事司法学院，上海 200042）

髋关节是下肢三大关节中的最近端关节，由股骨头和髋臼构成，周围有股骨头韧带、髋臼横韧带、髂骨韧带等支持，除了自身动作以外，髋关节具有较大的稳定性，以适应其支撑和行走功能[1]。我国传统的法医学下肢残损功能评价体系最显著的特征在于视下肢各关节的功能为独立存在的，如髋关节的损伤并不会对膝关节功能和踝关节功能造成影响，也可以理解为无论髋关节在哪个位置固定，整个下肢功能丧失程度是不会改变的。

有研究[2]指出，肢体残损整体功能的评价对残疾个体的日常生活活动障碍程度分级十分重要，但实践中尚缺乏数据支持。权重系数是反映某种因素重要程度的参数，关节权重系数可以从一定程度上反映该关节在整个肢体功能中的重要程度。本研究拟通过LUKOtronic运动捕捉与分析系统记录健康受试者下肢三大关节在正常状态下的运动情况以及髋关节在功能位、屈曲位和伸直位三个不同位置固定时下肢的运动情况，并运用Fugl-Meyer下肢运动功能评定量表计算髋关节在上述三个位置固定时下肢功能丧失的百分比，从而推算髋关节合理的权重系数范围，旨在为今后相关标准的制（修）订提供基础数据。

1 对象与方法

1.1 实验对象

2016年11月—2017年7月，本实验室选取了100名健康志愿者，开展三维动态标记下髋关节在下肢功能权重系数的定量研究。受试者来源于高校研究生、办公室文职人员，均具备较好的理解力，且身体健康状况良好，能够较好地执行测试指令。在受试者中，男性51例，女性49例；年龄21～54岁，平均年龄27.63 岁，其中青年（21～40 岁） 64 例，中年（41～54 岁）36例；身高150～190cm，平均身高168.95cm；体质量45～90kg，平均体质量64.11kg。所有受试者均未从事过肌肉力量训练及柔韧性特殊训练，无下肢三大关节、肌肉、神经损伤病史及疾病史，下肢各大关节运动功能、肌力、肌张力均正常，且均以右下肢为优势侧。所有受试者均自愿签署受试者知情同意书。

1.2 测试仪器及测试环境

本研究应用LUKOtronic运动捕捉与分析系统，该系统由奥地利LUKOtronic公司研制开发，主要用于人体运动功能的捕捉与分析，包括基于三维实时捕捉的红外摄像系统、采集软件和分析软件。测试过程中，将采集系统自带的marker点固定在受试者受试部位，通过红外摄像系统捕捉受试者三维动态标记的运动，记录各检测指标，以采集该部位的运动轨迹数据。每次测试前均进行marker点及仪器的功能状态检测，测试环境为室温（25℃左右），受试者对环境温度感觉良好。

1.3 测试方法及测试指标

本实验中统一选取右侧下肢为受试者被检测肢体。首先，采用LUKOtronic运动捕捉与分析系统对受试者进行仰卧位条件下一侧髋、膝、踝三大关节的屈肌及伸肌运动检测，坐位条件下一侧膝、踝关节的屈肌运动检测，站立位条件下一侧膝、踝关节的分离运动检测，并对上述检测结果进行记录。然后，用可调节固定位的髋关节角度固定器对受试者髋关节分别进行功能位（30°）、屈曲位（根据受试者的髋关节屈曲功能，屈曲位一般固定在 110°～130°）、伸直位（0°）的固定，分别在髋关节功能位、屈曲位、伸直位固定状态下进行仰卧位时膝、踝关节的屈肌及伸肌运动检测，坐位时膝、踝关节的屈肌运动检测，站立位时膝、踝关节的分离运动检测，并对上述检测结果（完成各项运动时的膝、踝关节活动度）进行记录。

通过上述测试过程结合Fugl-Meyer下肢运动功能评定量表[3]计算得出髋关节分别在功能位固定、屈曲位固定、伸直位固定时的下肢功能丧失程度（以百分比的形式表示）。计算方法：根据简化Fugl-Meyer下肢运动功能评定量表，以髋关节非固定状态下的髋、膝、踝关节活动范围得分为满分分值，根据髋关节在功能位、屈曲位、伸直位固定时髋、膝、踝关节活动范围得分为即得分值，则髋关节在不同固定位的下肢功能丧失程度=（相应的满分分值-即得分值）/满分分值×100%，该下肢功能丧失程度即为髋关节在不同固定位时髋关节占下肢功能的作用程度，即权重系数的概念。通过对髋关节在功能位、屈曲位、伸直位固定时的下肢功能丧失程度进行统计处理，从而得到髋关节的权重系数范围。

在上述检测过程中，对于仰卧位和坐位时进行屈肌、伸肌检测，要求髋、膝、踝关节同时完成，体现了下肢三大关节的协同、联动作用，也符合日常生活中在上述体位下肢活动时的运动特点。而对于站立位时进行屈肌、伸肌检测采用分离运动检测，即单独对髋、膝、踝关节的屈肌、伸肌进行检测，符合站立位下肢关节的运动特点。

1.4 统计学处理

采用SPSS 22.0软件对男性受试者与女性受试者髋、膝、踝关节主动活动时的关节活动范围进行t检验；对青年受试者（21～40岁）与中年受试者（41～54岁）髋、膝、踝关节主动活动时的关节活动范围进行t检验。采用SPSS 22.0软件对髋关节功能位固定、屈曲位固定、伸直位固定状态下下肢功能丧失程度进行单因素方差分析，并根据单因素方差分析结果选择性使用Tamhane’s T2法进行多重比较检验。检验水准 α=0.05。

2 结 果

男性受试者与女性受试者髋、膝、踝三个关节的关节活动范围差异无统计学意义（P＞0.05，表 1）；青年受试者与中年受试者髋、膝、踝三个关节的关节活动范围差异无统计学意义（P＞0.05，表2）。故将上述数据合并后进行下肢功能丧失程度计算。

表1 男性受试者与女性受试者髋、膝、踝关节活动范围 （±s，°）

表1 男性受试者与女性受试者髋、膝、踝关节活动范围 （±s，°）

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表2 青年受试者与中年受试者髋、膝、踝关节活动范围 （±s，°）

表2 青年受试者与中年受试者髋、膝、踝关节活动范围 （±s，°）

年龄段 髋关节屈曲 膝关节屈曲 踝关节背伸 踝关节跖屈青年（n=64） 120.51±4.90 130.79±5.23 25.44±1.45 45.89±4.56中年（n=36） 119.30±4.32 129.24±5.10 21.38±1.38 46.51±4.26

在髋关节功能位、屈曲位、伸直位固定时，下肢功能丧失程度百分比均值和标准差分别为（62.50±7.28）%、（69.58±4.40）%、（71.66±8.45）%，组间整体比较，差异具有统计学意义（P＜0.05，表3）。多重比较结果显示，髋关节屈曲位固定和伸直位固定时下肢功能丧失程度与功能位固定时下肢功能丧失程度差异均具有统计学意义（P＜0.05），而屈曲位固定与伸直位固定时下肢功能丧失程度之间比较，差异无统计学意义（P＞0.05，表3）。根据95%的置信区间计算，髋关节在下肢功能的丧失程度（即权重系数）范围为61.05%～73.34%（表 3）。

表3 髋关节处于功能位、屈曲位、伸直位固定时下肢功能丧失程度 （n=100，±s，%）

表3 髋关节处于功能位、屈曲位、伸直位固定时下肢功能丧失程度 （n=100，±s，%）

注：1）与功能位固定时比较，P＜0.05

组别 下肢功能丧失程度 95%的置信区间下限 上限功能位固定 62.50±7.28 61.05 63.94屈曲位固定 69.58±4.401） 68.71 70.46伸直位固定 71.66±8.451） 69.98 73.34

3 讨 论

3.1 髋关节在不同固定位时对下肢运动功能的影响

如表1所示，在相同测试条件下，男性受试者与女性受试者在髋关节屈曲、膝关节屈曲、踝关节背伸及跖屈的活动范围差异均无统计学意义，此特征同样体现在青年受试者与中年受试者（表2）。因此，在本研究中，性别和年龄并不是髋关节在下肢功能权重系数定量研究的影响因素，可以对100名实验对象进行功能位、屈曲位、伸直位固定时下肢功能丧失程度的总体研究。

如表3所示，髋关节在功能位、屈曲位、伸直位固定时，下肢功能丧失程度均不相同，且组间比较差异具有统计学意义，关节固定在不同位置对肢体功能影响并不相同这一观点在既往研究[4]中报道过。本研究发现，在功能位固定时，下肢功能丧失程度在三组中最小，均值为62.50%；而在伸直位固定时，下肢功能丧失程度最大，均值为71.66%；组间均值比较的差异反映出其固定在不同位置对整个肢体功能的影响也并不相同。有研究[5]报道认为，对下肢关节功能评定时需注意，关节固定于功能位时功能丧失比例最小，本研究与该研究结果一致，且突破了以往研究局限于理论推测的禁锢，用统计学方法对该观点进行了数据论证。

根据单因素方差分析结果，在三组数据组间比较差异具有统计学意义的情况下，两两比较结果显示，髋关节在功能位固定时与屈曲位固定时下肢功能丧失程度、功能位固定时与伸直位固定时下肢功能丧失程度差异均具有统计学意义，而屈曲位固定时与伸直位固定时下肢功能丧失程度之间差异无统计学意义，该结果提示关节处于功能位固定时与非功能位固定时相比较，功能位固定时肢体功能丧失程度较小。除此以外，本研究的多重比较结果提示，可以从功能位固定与伸直位固定两组数据中重点探索髋关节功能丧失对整个下肢功能的影响，再结合表3中95%的置信区间结果，髋关节功能丧失致下肢功能丧失程度为61.05%～73.34%，即髋关节的权重系数范围应定义在61.05%～73.34%。

3.2 髋关节功能与下肢残损功能评定

《道路交通事故受伤人员伤残评定》（GB 18667—2002，以下简称《道标》）出台后，其对于髋关节的权重系数设定为0.6，即髋关节功能占整个下肢功能的60%，膝、踝关节的权重系数分别设定为0.28和0.12。这样的规定较此前仅考虑某一关节功能已经有了明显的进步，充分体现了一下肢整体功能的价值。然而，在司法鉴定实践中，学者们逐渐发现下肢各大关节所起的作用似乎与上述权重系数并不完全相符，该权重系数往往较难客观反映下肢各大关节的实际功能，且经研究发现，上述权重系数的赋予存在一定局限性[6]。因此，《人体损伤致残程度分级》标准规划、制定期间，该学科领域专家们经过反复的分析、讨论，认为通过一个肢体整体功能的评价作为伤残评定依据是更为理想的方法，但是就目前而言因为缺乏科学的权重系数，只能退而求其次，回到既往仅评价某一关节功能的情况，只是不再沿用《道标》中各大关节的“权重系数”，这也是无奈之举。本研究通过实验设计、计算获得髋关节的权重系数范围，希望为今后的标准制定或修改提供科学数据与理论基础。

事实上，下肢各大关节的功能作用应当具有协调性与互补性，下肢整体的功能作用可能同时依赖于各大关节的功能作用。美国医学会制定的《永久性残损评定指南（第六版）》[7]认为，下肢大关节即使完全不能活动，也会因为所处的位置不同而使下肢实际丧失的功能不完全相同，并认为髋关节功能障碍最多可致下肢功能丧失100%。通过本研究表明，无论髋关节在何种情况下固定，下肢功能的权重系数都在一个相对可靠的区间内。

下肢各大关节在日常活动中的运动是具有协调性的，仅评价一侧肢体的单一关节（如髋关节）功能无法反映下肢日常活动的实际受影响程度，只有整体、协同评价一侧肢体功能才能科学、客观地反映日常活动能力。而关节活动度，又称关节活动范围，其广泛应用于康复医学领域对康复运动系统的功能评定和司法鉴定领域对肢体伤残程度的鉴定[8]。人体关节功能活动分为功能位和非功能位，有学者[9]提出关节功能评残时必须注意功能位和非功能位的影响。因此，除了确定合理的权重系数以外，在髋关节功能评残中，我们需要更多地考虑髋关节功能在不同障碍情况下对下肢功能的影响，而不是过分强调单个髋关节功能的丧失比例。

[1]张传森，杨向群，刘亚国.人体系统解剖学[M].2版.上海：第二军医大学出版社，2006.

[2]丁伯坦.肢体残疾评定中整体功能评价和ICF中“活动与参与”的关系[J].中国康复理论与实践，2004，10（9）：573.

[3]诸毅辉.康复评定学[M].上海：上海科学技术出版社，2008.

[4]陈卫.肢体关节功能丧失的计算方法探讨[J].中国法医学杂志，2005，20（5）：313-315.

[5]郭兆明，王旭.肢体伤残评介（Ⅲ）——下肢功能评定标准[J].法律与医学杂志，2005，12（1）：74-80.

[6]孙会艳.单一肢体损伤的功能评定[J].法医学杂志，2015，31（5）：356-358.

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[8]胡超.关节活动度精确测量系统的设计与实现[D].南京：南京大学，2015.

[9]张敏，范利华，夏晴，等.肩关节损伤致肢体功能障碍程度评价方法比较[J].中国司法鉴定，2013（2）：42-45.