一種應(yīng)用手機軟件測量關(guān)節(jié)活動度的效度和信度研究

鄧浩榮 劉春玉 劉玉雙

廣州市社會福利院(廣州 510520)

關(guān)節(jié)活動度(range of motion，ROM)[1]是指關(guān)節(jié)活動時可達到的最大弧度，又稱關(guān)節(jié)活動范圍，分為主動活動和被動活動范圍。關(guān)節(jié)活動度是肢體功能評定的重要指標(biāo)[2]，主要應(yīng)用于司法鑒定、康復(fù)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域[3]。在司法鑒定中，關(guān)節(jié)活動度是鑒定傷殘等級的重要依據(jù)，對于量刑與賠償判定有重要意義；在康復(fù)醫(yī)學(xué)中，關(guān)節(jié)活動范圍的測定是評定肌肉、骨骼、神經(jīng)病損病人的基本步驟，是評定關(guān)節(jié)運動功能損害范圍與程度的指標(biāo)之一[1]。

傳統(tǒng)用于臨床的關(guān)節(jié)活動度測量工具主要有普通量角器、方盤量角器等[4]。有研究指出量角器法會產(chǎn)生較大誤差，且不符合人體關(guān)節(jié)的運動規(guī)律，存在邏輯問題[5]。隨著技術(shù)的發(fā)展和電子設(shè)備的日益普及，關(guān)節(jié)活動度的測量也有許多不同的測量方法，比如電子量角器、二維影像測量和Motion三維運動捕捉系統(tǒng)等[6]。近年來，智能手機廣泛應(yīng)用在醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域[7]，不少智能手機上均安裝了功能強大的嵌入式傳感器，使手機能夠檢測關(guān)節(jié)位置和檢測關(guān)節(jié)ROM。本研究嘗試一種使用蘋果手機軟件(Goniometer Pro，以下簡稱G-pro)測量髖關(guān)節(jié)屈曲的度數(shù)，檢驗此種便捷測量方法的信度和效度。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究獲得研究對象知情同意，并獲得醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。研究對象的納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡在18～40歲之間的健康人群；②沒有影響髖關(guān)節(jié)活動的外傷手術(shù)史、骨折史或懷孕等；③在過去三個月中沒有服用止痛藥。

研究對象的排除標(biāo)準(zhǔn)：①嚴(yán)重的髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)功能障礙；②有腰椎間盤突出；③既往史有做過髖關(guān)節(jié)置換術(shù)；④脊柱疾病(如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，強直性脊柱炎)。

1.2 研究方法

將符合條件的12名受試者納入試驗，其中受試者女性5名，男性7名。受試者對象所有髖關(guān)節(jié)活動度測量均由兩位獨立的盲檢人員進行，數(shù)據(jù)的讀取以及處理均由第3位人員進行。2位盲檢人員均有使用量角器的經(jīng)驗，但是都沒有使用手機軟件測量關(guān)節(jié)活動度的經(jīng)驗。

儀器：萬能測角儀一把，測角面360°(圖1)。蘋果手機一部，手機載有應(yīng)用程序G-pro(圖2，App Store搜索Goniometer量角器，免費下載)。

圖1 萬能測角儀

圖2 Goniometer APP

評估方法：12名受試者分別進行以下操作。

步驟一：讓受試者躺在測試床上，保持仰臥位，處于放松狀態(tài)，測量者A把量角器(360°測角儀面)的軸心置于受試者的大轉(zhuǎn)子處，囑受試者屈曲髖關(guān)節(jié)，并鼓勵受試者盡最大努力達到最大范圍才結(jié)束。并記錄該數(shù)據(jù)，間隔30 s測一次，重復(fù)3次，取平均值，得到量角器數(shù)據(jù)1(圖3)。

步驟二：測量者A用G-pro于量角器相同的起始位置進行測量受試者髖關(guān)節(jié)屈曲的度數(shù)，打開G-pro并按下“設(shè)置軸”按鈕調(diào)整測量軸進行測試，確信測量已經(jīng)完成，點擊手機屏幕記錄和存儲角度。測試間的間隔保持30 s，重復(fù)3次，取平均值，得到G-pro數(shù)據(jù)2(圖4)。

步驟三：測量者B應(yīng)用G-pro重復(fù)測量者A步驟，再次測量受試者髖關(guān)節(jié)屈曲角度，得到數(shù)據(jù)3。

步驟四：經(jīng)過24 h后，測量者A用G-pro給前24 h接受測量的受試者進行測量髖關(guān)節(jié)屈曲的實驗，并記錄測量數(shù)據(jù)，得到數(shù)據(jù)4。

圖3 用量角器測量

圖4 G-pro測量

效度：用量角器與手機APP之間的比較作為效度，即上述數(shù)據(jù)1和數(shù)據(jù)2進行比較。

信度：使用組內(nèi)和組間相關(guān)系數(shù)來評價測量關(guān)節(jié)活動度的信度：①組內(nèi)信度是指同一測量者使用用G-pro在24 h前后測量12名受試者髖關(guān)節(jié)屈曲的度數(shù)，即上述數(shù)據(jù)2和數(shù)據(jù)4進行比較；②組間信度是指不同測量者用G-pro測量12名受試者的髖關(guān)節(jié)屈曲的度數(shù)，即上述數(shù)據(jù)2和數(shù)據(jù)3進行比較。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用統(tǒng)計軟件SPSS 20.0對數(shù)據(jù)資料進行統(tǒng)計。計量資料采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。同一組內(nèi)前后數(shù)據(jù)的對比用配對t，不同組或者同一組不同數(shù)據(jù)用的是兩組獨立樣本t檢驗。

2 結(jié) 果

2.1 量角器與G-pro比較

量角器與G-pro測量髖關(guān)節(jié)屈曲差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.276)，說明G-pro具有良好的效度，見表1。

表1 測量者A使用量角器與G-pro的比較

2.2 測量者A 24 h前后使用G-pro測量的度數(shù)的比較

2.3 測量者A與測量者B使用G-pro的比較

3 討 論

近年來隨著科技的不斷進步，智能手機在全世界范圍內(nèi)廣泛使用，幾乎滲透了人們生活、工作、學(xué)習(xí)的各個領(lǐng)域。手機醫(yī)學(xué)是順應(yīng)社會生活節(jié)奏日益加快的趨勢而出現(xiàn)的一種嶄新的醫(yī)療模式。以智能手機為載體的輔助診斷技術(shù)，給出了一種通過多種信息載體(圖像、音頻和視頻等)實現(xiàn)醫(yī)學(xué)信息采集、處理、存儲和管理等綜合方案。它通過與其他試驗裝置組裝成不同的檢測系統(tǒng)，填補了一些醫(yī)學(xué)診療技術(shù)的不足，其成本低廉，操作簡單，隨著更多功能傳感器(如溫度、壓力等傳感器)被附加到手機上，配合特定的應(yīng)用軟件，可以做成手機溫度計、手機聽診器等，以便獲取可應(yīng)用于臨床診斷的多項指標(biāo)，可以滿足醫(yī)療資源匱乏地區(qū)的診斷需求，并且由于手機的隨身便攜性等可以使其能很好地應(yīng)用于家庭、社區(qū)以及偏遠地區(qū)的醫(yī)療診斷和衛(wèi)生保健中。

髖關(guān)節(jié)屬于人體中的穩(wěn)定關(guān)節(jié)，髖關(guān)節(jié)屈曲度是判斷髖關(guān)節(jié)活動度和功能的重要指標(biāo),特別是隨著人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，準(zhǔn)確測量髖關(guān)節(jié)屈曲度具有重要的臨床意義[8]。屈髖的過程會有骨盆的旋轉(zhuǎn)和股骨相對于骨盆的屈曲。所以在測量髖關(guān)節(jié)屈曲時要進行大轉(zhuǎn)子觸診，定位錯誤容易導(dǎo)致測量角度不準(zhǔn)確，影響測量結(jié)果。使用手機APP時操作者除要進行觸診外還要熟悉軟件的基本操作，保證和量角器測量的起始位置一致。受試者在進行髖關(guān)節(jié)的測量時穿過緊的褲子會限制最大范圍屈曲髖關(guān)節(jié)，當(dāng)髖關(guān)節(jié)周圍的肌肉損傷、炎癥、骨折、精神過度緊張、測試中的姿勢和體位，或在測量的過程中受試者的疲勞程度均影響髖關(guān)節(jié)屈曲角度的測量。

通常會使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)來描述量角器的信度[9]。本實驗中ICC的值為0.62～0.79，可能是由于量角器的精確度和在測量時固定于受試者的測量位置，防止量角器的滑動，并且每次測量時重復(fù)三次導(dǎo)致本次研究中使用的G-pro具有良好的信度。而在本實驗中量角器與手機APP比較中髖關(guān)節(jié)屈曲的均值(P=0.665)無明顯差異，說明該手機APP具有良好的效度，能夠真實地反映受試者真實情況，具有一定的臨床使用價值。測量方法符合骨科學(xué)中骨關(guān)節(jié)角度的測量原則，滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中關(guān)節(jié)活動的三維空間思維理念，測量的過程中與關(guān)節(jié)的生理相適應(yīng)[10]。測量組A與B之間比較的均值(P=0.971)無明顯差異，說明在組間手機APP具有良好的效度，測量組A在前后24 h之間的對比發(fā)現(xiàn)說明在組內(nèi)手機APP具有良好的效度。

應(yīng)用手機軟件測量，最大的優(yōu)點是方便獲取，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，易用操作，可以隨時隨地使用，患者可以直接使用手機在蘋果或安卓手機應(yīng)用商城直接下載，多次反復(fù)測量。限制治療師使用的最大原因是治療師可能不愿意使用其個人的手機對病人進行評估測量，原因是手機直接與病人的皮膚相接觸[10]。作為依附于電子產(chǎn)品的應(yīng)用程序，智能手機作為測量工具時有時會出現(xiàn)機械障礙或電量用完導(dǎo)致突然退出界面或意外關(guān)機，這都會引起測量障礙或干擾測量數(shù)據(jù)[11-12]，因此在使用中要盡量避免上述情況的出現(xiàn)。

本研究的受試者均為健康者，因此本文概括性有限，從健康(無癥狀)受試者獲得的數(shù)據(jù)不能代表病變?nèi)巳?，因此需要進一步研究有癥狀的受試者，并通過更大樣本量的測試或在其他關(guān)節(jié)ROM中應(yīng)用以進一步證實本次研究結(jié)論。測量關(guān)節(jié)活動度是臨床醫(yī)療為評估、診斷、預(yù)后和治療各種關(guān)節(jié)疾病而進行的一項重要體檢項目，為此引進更多便攜性檢測方法在日常檢查中十分有必要，本次研究表明應(yīng)用手機軟件可以簡單、快捷地測量關(guān)節(jié)活動度。