握力測試影響因素的研究進展①

肖娜，徐納新，孫會芳，董紀革，楊遠濱，李寧

握力是指手部等長收縮的肌肉力量。握力通常被用于評價兒童和青少年的健康和發育狀況[1-3]；不同受試群體握力的平均測試結果可以作為患者手部手術后康復的重要參考標準[4-7]；握力還反映衰老對于老年人身體機能的影響，研究發現握力不僅可以反映老年人上肢的功能狀態，還可以反映老年人全身的肌肉力量[8-11]；握力還是特種醫學研究中簡單而有效的評價指標，如潛水環境[12]或太空作業[13]對于手部肌肉力量和耐力的影響；握力同時是人機交互研究中的重要評價指標，根據不同的工作內容和相應的操作者，操作裝置應該有相應的匹配設計，如方向盤、機床操作把手的設計等[14]。

相對其他評價指標，握力測試具有測試難度較小和效費比較高，以及容易統一標準等優點。然而握力測試結果受測試儀器、測試環境、受試者的身體狀況、姿勢和心理等眾多因素的影響。本文綜述國內外的相關研究，對影響握力測試的因素進行歸類和分析，并提出相應的研究熱點和實施方案。

1 測試儀器

臨床和科研用的握力計通常包括兩種類型：液壓傳導測量握力和通過傳感器和采集軟件獲得握力數據。Jamar握力計是最常用的液壓式握力計，它也是美國手功能治療師協會(American Society of Hand Therapist,ASHT)推薦使用的標準測量工具，被認為是握力測試中的“金標準”[15]。甕長水等發現，Jamar握力計對平均年齡為82.2歲老年男性進行握力測量，表現出良好的重測信度和可接受的測量誤差[16]。常見的電子握力計包括BTE Primus、Grippit、E-link G100等。歐陽亞濤等指出，BTE Primus握力器的測試結果與Jamar握力器的結果高度相關(r=0.842)，且重復測試信度較高(ICC=0.957，95%CI=0.908～0.980)[17]。Massy-Westropp等應用電子握力計Grippit和Jamar液壓握力計對476名健康成年人分別進行測試，發現兩種類型握力計的測試結果平均偏差為22 N，一致性限度為-86～129(±2s)[18]。該結果提示握力計的類型可能會影響測試結果，因此在制定不同受試人群的握力參考標準以及參考文獻資料的測試結果時，應該考慮測試儀器的差異對于實驗結果的影響。段亞景等指出，計算機輔助握力計比讀表式的握力計具有更高的信度和效度，同時更為省時、方便，新型的握力計還能對握力耐力進行定量分析[15]。

2 種族

研究證實，中國人的握力與白人結果有明顯差別。Wu等測試了臺灣居民的握力，所選的參考數據皆應用了與白人測試相同的測試儀器和測試方法。臺灣男性比白人男性的握力低25.4%，女士低27.4%[19]。盡管這些研究中，測試人員對于受試者的鼓勵可能存在一些差異，但是可以肯定，種族差異是影響握力的重要因素。

我國是一個地域廣闊的多民族國家，因此在握力的相關研究中應考慮地域、民族和風俗習慣等對于握力測試結果的影響。

3 年齡

年齡是握力評價和分析的重要影響因素之一。伴隨著年齡增長，握力明顯增大；成年后達到峰值，伴隨著年齡繼續增加，老年人身體的機能出現退行性改變，握力隨年齡的增加出現下降。受試群體和測試方法的不同，測試結果也出現明顯的差異。一項關于兒童握力的研究發現，5歲兒童的握力明顯大于3歲和4歲兒童，3歲和4歲兒童間未有顯著性差異[1]。Mathiowetz等比較不同年齡人群的握力，發現25～39歲的群體握力值最大[20]。Su等發現，男性握力最大的受試群體年齡為20～39歲，女性握力最大的年齡段為40～49歲[21]。導致上述研究結論差異的主要因素，可能為受試人群的選取和測試的樣本量的差異。Mathiowetz等的研究對象為628名美國密爾沃基市民[20]，而Su等的研究對象為80名臺灣受試者[21]。此外，受試群體年齡段的劃分也影響結果的準確表達。為了更加準確地比較不同年齡段人群握力的差異，大部分研究將受試群體按5歲或10歲劃分年齡組[20,22-23]。在Budziareck等的研究中，將受試者劃分為3組(18～30歲、31～59歲、60歲以上)進行比較分析[24]，該年齡的劃分方法可能會弱化年齡因素對于握力輸出的影響。關于年齡對于中國人握力影響的大樣本的報告還未見報道，今后關于握力的相關研究應注意受試者年齡的劃分方案。

4 性別

性別是影響握力的又一因素。男性的握力明顯大于女性，但在學齡前兒童未有顯著性差異[1]。13～17歲的青年男生的握力比女生平均大11.2 kg[25]。769名20～95歲白人握力的比較結果顯示，女性的握力(右29 kg，左27 kg)明顯低于男性(右49 kg，左47 kg)[26]。Crosby等測試214名16～63歲受試者的握力，結果顯示男性的平均最大握力為62.1 kg，女性為36.7 kg[27]。老年人性別間的握力比較結果發現男性明顯大于女性，同時還發現男性握力的衰減速度明顯快于女性[26]。性別間的握力差異主要跟性別間的生理差異、兒童青少年的發育以及老年人身體機能的衰退有關。中文文獻關于性別對于握力的影響還未見報道。

5 形態學參數

研究證實，握力同身體的形態學參數明顯相關[26-27]。Günther等發現，前臂的臂圍、長度，手掌的大小，體重與握力正相關，回歸方程為：

y右手=21.57-16.14×(男=0,女=1)-3.13×10-5×年齡3+3.15×10-6×身高3+0.74×BMI-2.32×10-4×BMI3；

y左手=13.90-16.36×(男=0,女=1)+1.26×年齡-2.32×10-2×年齡2+1.01×10-4×年齡3+2.35×10-6×身高3+0.16×BMI[26]

BMI：體質量指數。

Werle等的研究顯示，受試者的身高和體重同握力呈正相關[23]。Budziareck等指出，握力同BMI、身高、體重、拇收肌厚度呈正相關，與年齡呈負相關；其中年齡、年齡段和拇收肌厚度的影響權重分別為52%、9%和7%[24]。Luna-Heredia[28]和Fredriksen[22]分別發現身高和握力呈正相關。Clerke等研究發現，青春期女生的手形影響握力的測試結果[25]；Ruiz-Ruiz等的研究中同樣發現女性的手形影響握力的輸出[29]；Espa?a-Romero等的研究中也發現手形影響兒童的握力測試結果[2]。Wu等關于中國人的結果顯示，手長與握力呈正相關[19]。僅有Firrell和Crain的研究未發現握力同形態學參數有任何關聯[30]。受制于不同的受試者選取標準，實驗儀器和方法的差別，所得的結論存在一定的差異。因此，在今后關于握力的相關研究中，應詳盡考慮身體的形態學參數對于握力的影響。

6 利手

研究發現，利手習慣影響握力的測量結果。學齡前兒童的利側和非利側上肢握力未見顯著性差異[1]。青少年的握力利側平均大于非利側2.53 kg[25]。成年人握力皆發現利側大于非利側[24,27,31]。臨床上，通常通過與健側上肢的握力比較來評估患側的功能康復，由于利側不同，評估結果可能存在一定的偏差。未來的研究中應該計算國人利側和非利側握力的偏差值，進而通過健側的上肢握力校正患側的力量輸出情況，對患側上肢的康復進行準確的評估。

7 職業

職業是影響握力測試結果的又一影響因素。Budziareck等發現，體力勞動者和腦力勞動者之間的握力未見顯著性差異[24]。但Werle[23]和Angst[32]的研究皆顯示，握力和所從事職業的體力活動水平明顯相關。Günther等的研究指出，職業和握力未有任何關聯[26]。Werle[23]和Angst[32]的研究對所有的職業進行了較為細致的體力活動水平劃分，而Günther等僅將受試者的職業簡單地區分為藍領、白領和主婦[26]，因此提示在研究職業和握力的相關性時，應該參照Werle[23]和Angst[32]的研究，對從事職業的體力活動水平進行明確定義。

8 疾患

身體的疾患可能會影響上肢握力的輸出，但是在此領域的相關研究報道較少。Shechtman等按照損傷的分類和等級將832名老年人分為輕微損傷組(該組受試者不能被劃分在其他損傷組，但是對受試者的日?；顒幽芰υ斐捎绊?、視覺損傷組、運動功能損傷組和認知功能損傷組，并對所有老年人進行握力測試，測試結果顯示，輕微損傷組和視覺損傷組的握力明顯大于運動功能損傷組和認知功能損傷組，其他各組間比較均未見顯著性差異[33]。

9 握寬

握寬(grip span)是指抓握握力計時設置的寬度，可能會影響握力測試的結果。Espana-Romero等關于兒童的握力研究證實，握寬影響握力的測試結果[2]；Ruiz等關于青少年的握力研究也證實握寬影響握力測量[3]；Yan等的研究顯示，握寬影響年輕人握力的輸出[34]；Ruiz-Ruiz等的研究也證實成年人的握力受握寬影響[29]。然而Firrell等的研究中卻顯示，握力的測試結果不受握寬的影響[30]，這一研究受試者的年齡范圍比較寬泛(4～78歲)。上述沖突的結論提示受試者的篩選條件和實驗方法差異可能會影響最后的結論。多數國內的研究對于握寬少有提及，僅江征等的研究引用了Firrell等的研究結論，將握寬設置為45 mm[35]。握寬是握力測量中一個不容忽視的影響因素。

10 身體姿勢

身體姿勢是影響握力測試的重要因素之一。幾乎所有的實驗研究都對測試姿勢進行了規范，要求研究中的受試者保持相同的測試姿勢。為了對研究結果之間進行橫向比較以及制定相應受試群體握力的參考標準，ASHT規定了握力的測試標準。其要求包括：受試者端坐，肩關節稍內收且處于中立位，肘關節屈曲90°，前臂和腕關節處于中立位[20]。大部分英文報道采用該測試姿勢。國內采用較廣的姿勢為《國民體質測試報告》中規定的測試姿勢：受試者身體直立，兩腳自然分開與肩同寬，兩臂斜下垂，掌心向內，用最大力緊握內外握柄[36]。焦偉國等比較32名健康青年分別采用上述兩種測試姿勢握力輸出的區別，結果發現ASHT的結果較小(左手1.1 kg，右手2 kg)，兩種測試姿勢握力輸出結果的差異可能是由于站立位時下肢的感覺反饋較強，中樞神經系統調解下下肢肌肉的協同收縮，以及肘關節周圍肌肉伸展情況下粗、細肌絲的有效重疊比休息位增加，出現更好的收縮效果[37]。上肢的關節角度變化以及軀干的角度變化均會引起握力測試結果的改變。

10.1 上肢關節角度變化

研究證實，肩關節、肘關節、前臂和腕關節的角度影響握力的輸出。Su等比較肘關節完全伸展時肩關節前屈0°、90°和180°以及肘關節屈曲90°時肩關節前屈0°4種姿勢對于握力的影響，結果顯示在肩關節前屈180°肘關節完全伸展的姿勢下，握力輸出最大，而在肩關節中立位肘關節屈曲90°時握力最??；肘關節完全伸展的測試姿勢下，握力明顯大于肘關節屈曲的測試姿勢[21]。

Kuzala和Vargo在ASHT推薦測試姿勢的基礎上比較了肘關節不同角度時握力的差異，握力從大到小的測試姿勢依次為肘關節伸直、屈曲45°、屈曲90°和屈曲135°[38]。Oxford的研究中同樣發現肘關節伸直的姿勢下握力更大[39]。Desrosiers等發現，中老年人利側握力在肘關節伸直和屈曲90°時未見顯著性差異[9]。Shyam等對于非利側肘關節伸直和屈曲90°的握力比較同樣未見顯著性差異[40]。

De Smet[41]和Richards[42]的研究證實，前臂角度變化影響握力的測試結果。De Smet等的研究顯示，腕關節放松或固定的狀態下，男性受試者前臂旋前的握力明顯小于中立位和前臂旋后的姿勢；女性受試者腕關節放松狀態下的測試結果同男性的結果一致；但是腕關節固定姿勢下，前臂旋后時的握力明顯大于中立位和旋前時[41]。Richards等發現，前臂旋前時的握力最大，其次是中立位，旋后時的握力最小[42]。

腕關節的角度也影響握力的測試。Lamoreaux等發現，腕關節尺偏(平均41°)的握力輸出明顯小于腕關節橈偏(平均26°)[43]。Fong等發現，腕關節背伸 15°或30°，尺偏0°時的握力明顯大于中立位和尺偏15°時的握力[44]。

以上的研究皆證明，上肢關節角度的變化均會影響握力的輸出。在今后的相關研究中，應全面考慮上肢關節角度的變化，應對其有一定的定義和規范。

10.2 體位變化

研究顯示，仰臥位、坐位和直立位影響握力輸出。Watanabe等[45]和Boadella等[46]發現，站立位的握力輸出比坐時稍大，但兩者間無統計學差異。從神經生理學角度來講，站立位下肢的感覺反饋要強于坐位。Boadella等測試的高度為0.46 m，但不知道Watanabe等的測試高度。如果坐位的測試高度較低，則不足以阻滯下肢的感覺反饋信息；如果增加座位高度使雙腳懸空，對受試者的握力進行比較，可以驗證下肢的感覺傳入信息是否會影響握力的輸出。

11 心理學因素

視聽覺、鼓勵言語、動機等心理學因素同樣影響握力輸出。Weiss-Lambrou等比較無外部反饋信息、視覺反饋、聽覺反饋和視聽覺結合反饋4種測試條件下握力輸出，發現視覺反饋下握力輸出較大，但是同其他比較無顯著性差異[47]。Ties Molenaar等發現，7～9歲和10～12歲年齡組兒童非利手的握力輸出在視覺反饋條件下明顯增加[48]。Jung等比較指令類型、聽覺反饋和視覺反饋對于最大握力輸出的影響，結果顯示這3種影響因素皆會提高握力輸出的最大值和減小達峰值時間[14]。Weinstock-Zlotnick的研究同樣發現，視覺反饋可以明顯增加握力輸出[49]。Desrosiers等對不同疾患的患者握力輸出在即時視覺反饋、正常的語言鼓勵、大聲語言鼓勵、即時視覺反饋結合正常音量的語言鼓勵和即時視覺反饋結合大聲語言鼓勵5種測試條件下的差異，發現患者只有在大聲語言鼓勵條件下的握力輸出出現顯著性差異[50]。Jasper等研究生理節律變化對于握力的影響，其結果發現凌晨6時動機水平最低時，握力的輸出也最低[51]。因此握力相關研究的實驗設計時，應全面考慮心理因素對于實驗結果的影響。

綜上所述，握力測試受諸多影響因素的制約。建議今后關于握力的相關研究中充分考慮以上影響因素，盡量降低相關因素對于研究結論的影響；同時建議國內的行業委員會也針對性地制定相關的測試標準，對于測試儀器、測試姿勢和測試方案進行相關的約束和規范，使國內握力測試結果的橫向比較更趨合理，并建立有效的數據庫。

[1]Bear-Lehman J,Kafko M,Mah L,et al.An exploratory look at hand strength and hand size among preschoolers[J].J Hand Ther,2002,15(4)：340-346.

[2]Espa?a-Romero V,Artero EG,Santaliestra-Pasias AM,et al.Hand span influences optimal grip span in boys and girls aged 6 to 12 years[J].J Hand Surg Am,2008,33(3)：378-384.

[3]Ruiz JR,Espana-Romero V,Ortega FB,et al.Hand span influences optimal grip span in male and female teenagers[J].J Hand Surg Am,2006,31(8)：1367-1372.

[4]Chung KC.Clinical research in hand surgery[J].J Hand Surg Am,2010,35(1)：109-120.

[5]Bohannon RW,Peolsson A,Massy-Westropp N,et al.Reference values for adult grip strength measured with a Jamar dynamometer：a descriptive meta-analysis[J].Physiotherapy,2006,92(1)：11-15.

[6]楊延硯,周謀望,黃東鋒.最大握力和捏力檢測用于腦卒中患者上肢功能評定的研究[J].中國康復醫學雜志,2008,23(5)：395-397.

[7]王剛,甕長水,王軍.握力檢查在神經根型頸椎病療效評價中的應用[J].中國康復醫學雜志,2007,22(3)：256-257.

[8]Giampaoli S,Ferrucci L,Cecchi F,et al.Hand-grip strength predicts incident disability in non-disabled older men[J].Age Ageing,1999,28(3)：283-288.

[9]Desrosiers J,Bravo G,Hebert R,et al.Impact of elbow position on grip strength of elderly men[J].J Hand Ther,1995,8(1)：27-30.

[10]Tietjen-Smith T,Smith SW,Martin M,et al.Grip strength in relation to overall strength and functional capacity in very old and oldest old females[J].Phys Occup Ther Geriatr,2006,24(3)：63-78.

[11]Visser M,Deeg DJ,Lips P,et al.Skeletal muscle mass and muscle strength in relation to lower-extremity performance in older men and women[J].J Am Geriatr Soc,2000,48(4)：381-386.

[12]侯公林,趙娜,陳銳勇,等.氦氧暴露對潛水員最大握力和手眼協調能力的影響[J].航天醫學與醫學工程,2011,(2)：108-110.

[13]劉何慶,丁立,袁修干,等.低溫加壓條件下EVA手套的力量分析[J].北京航空航天大學學報,2010,(11)：1311-1314,1342.

[14]Jung MC,Hallbeck MS.Quantification of the effects of instruction type,verbal encouragement,and visual feedback on static and peak handgrip strength[J].Int J Industrial Ergonomics,2004,34(5)：367-374.

[15]段亞景,王寧華.握力測量的研究進展[J].中國康復理論與實踐,2009,15(10)：948-951.

[16]甕長水,侯惠如,王娜,等.Jamar握力器對老年男性的重測信度和測量誤差[J].中國康復理論與實踐,2010,16(1)：3-5.

[17]歐陽亞濤,徐艷文.BTE Primus多功能康復系統握力器信度和效度研究[J].中國康復理論與實踐,2007,13(8)：766-767.

[18]Massy-Westropp N,Rankin W,Ahern M,et al.Measuring grip strength in normal adults：reference ranges and a comparison of electronic and hydraulic instruments[J].J Hand Surg Am,2004,29(3)：514-519.

[19]Wu SW,Wu SF,Liang HW,et al.Measuring factors affecting grip strength in a Taiwan Chinese population and a comparison with consolidated norms[J].Appl Ergon,2009,40(4)：811-815.

[20]Mathiowetz V,Kashman N,Volland G,et al.Grip and pinch strength：normative data for adults[J].Arch Phys Med Rehabil,1985,66(2)：69-74.

[21]Su CY,Lin JH,Chien TH,et al.Grip strength in different positions of elbow and shoulder[J].Arch Phys Med Rehabil,1994,75(7)：812-815.

[22]Frederiksen H,Hjelmborg J,Mortensen J,et al.Age trajectories of grip strength：cross-sectional and longitudinal data among 8,342 Danes aged 46 to 102[J].Ann Epidemiol,2006,16(7)：554-562.

[23]Werle S,Goldhahn J,Drerup S,et al.Age-and gender-specific normative data of grip and pinch strength in a healthy adult Swiss population[J].J Hand Surg Eur Vol,2009,34(1)：76-84.

[24]Budziareck MB,Pureza DRR,Barbosa-Silva MC.Reference values and determinants for handgrip strength in healthy subjects[J].Clin Nutr,2008,27(3)：357-362.

[25]Clerke AM,Clerke JP,Adams RD.Effects of hand shape on maximal isometric grip strength and its reliability in teenagers[J].J Hand Ther,2005,18(1)：19-29.

[26]Günther CM,Bürger A,Rickert M,et al.Grip strength in healthy caucasian adults：reference values[J].J Hand Surg Am,2008,33(4)：558-565.

[27]Crosby CA,Wehbe MA,Mawr B.Hand strength：normative values[J].J Hand Surg Am,1994,19(4)：665-670.

[28]Luna-Heredia E,Martin-Pena G,Ruiz-Galiana J.Handgrip dynamometry in healthy adults[J].Clin Nutr,2005,24(2)：250-258.

[29]Ruiz-Ruiz J,Mesa JL,Gutierrez A,et al.Hand size influences optimal grip span in women but not in men[J].J Hand Surg Am,2002,27(5)：897-901.

[30]Firrell JC,Crain GM.Which setting of the dynamometer provides maximal grip strength[J].J Hand Surg Am,1996,21(3)：397-401.

[31]Incel NA,Ceceli E,Durukan PB,et al.Grip strength：effect of hand dominance[J].Singapore Med J,2002,43(5)：234-237.

[32]Angst F,Drerup S,Werle S,et al.Prediction of grip and key pinch strength in 978 healthy subjects[J].BMC Musculoskelet Disord,2010,11：94.

[33]Shechtman O,Mann WC,Justiss MD,et al.Grip strength in the frail elderly[J].Am J Phys Med Rehabil,2004,83(11)：819-826.

[34]Yan JH,Downing JH.Effects of aging,grip span,and grip style on hand strength[J].Res Q Exerc Sport,2001,72(1)：71-77.

[35]江征,王詩忠,廖軍,等.福建省健康大學生111名握力及捏力的測試[J].中國組織工程研究與臨床康復,2010,14(50)：9452-9456.

[36]國家體育總局群體司.2000年國民體質監測報告[M].北京：人民體育出版社,2002：41.

[37]焦偉國,甕長水,朱才興,等.兩種標準化的握力測試方式對健康青年握力測試結果的影響[J].中國康復理論與實踐,2008,14(3)：266-267.

[38]Kuzala EA,Vargo MC.The relationship between elbow position and grip strength[J].Am J Occup Ther,1992,46(6)：509-512.

[39]Oxford KL.Elbow positioning for maximum grip performance[J].J Hand Ther,2000,13(1)：33-36.

[40]Shyam KAJ,Parmar V,Ahmed S,et al.A study of grip endurance and strengh in different elbow positions[J].J Orthop Traumatol,2008,9(4)：209-211.

[41]De Smet L,Tirez B,Stappaerts K.Effect of forearm rotation on grip strength[J].Acta Orthop Belg,1998,64(4)：360-362.

[42]Richards LG,Olson B,Palmiter-Thomas P.How forearm position affects grip strength[J].Am J Occup Ther,1996,50(2)：133-138.

[43]Lamoreaux L,Hoffer MM.The effect of wrist deviation on grip and pinch strength[J].Clin Orthop Relat Res,1995,(314)：152-155.

[44]Fong PW,Ng GY.Effect of wrist positioning on the repeatability and strength of power grip[J].Am J Occup Ther,2001,55(2)：212-216.

[45]Watanabe T,Owashi K,Kanauchi Y,et al.The short-term reliability of grip strength measurement and the effects of posture and grip span[J].J Hand Surg Am,2005,30(3)：603-609.

[46]Boadella JM,Kuijer PP,Sluiter JK,et al.Effect of self-selected handgrip position on maximal handgrip strength[J].Arch Phys Med Rehabil,2005,86(2)：328-331.

[47]Weiss-Lambrou R,Dutil E.The effect of differing feedback conditions on grip strength：A pilot study[J].Occup Ther J Res,1986,6(2)：93-103.

[48]Ties Molenaar HM,de Kraker M,Zuidam JM,et al.Visual feedback and weight reduction of a grip strength dynamometer do not increase reliability in healthy children[J].J Hand Ther,2010,23(3)：272-279,280.

[49]Weinstock-Zlotnick G,Bear-Lehman J,Yu TY.A test case：does the availability of visual feedback impact grip strength scores when using a digital dynamometer[J].J Hand Ther,2011,24(3)：266-275,276.

[50]Desrosiers J,Rochette A,Boutin C.Impact of immediate visual feedback and verbal encouragement on grip strength[J].Scand J Occup Ther,1998,5(1)：25-29.

[51]Jasper I,Haussler A,Baur B,et al.Circadian variations in the kinematics of handwriting and grip strength[J].Chronobiol Int,2009,26(3)：576-594.