三維運(yùn)動(dòng)解析在康復(fù)中的運(yùn)用

1、三維運(yùn)動(dòng)解析在康復(fù)中的運(yùn)用步態(tài)分析的研究和應(yīng)用從19世紀(jì)末攝影技術(shù)剛興起的時(shí)候就開始發(fā)展，但是真正進(jìn)入臨床實(shí)用階段只有10多年的時(shí)間。步態(tài)分析是生物力學(xué)的特殊分支，是對人體行走時(shí)的肢體和關(guān)節(jié)活動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)觀察和動(dòng)力學(xué)分析，提供一系列時(shí)間、幾何、力學(xué)等參數(shù)值和曲線。其在康復(fù)評定、訓(xùn)練與治療的過程中，客觀、定量地評定人體步行功能，全面反映患者的康復(fù)功能狀態(tài)，可為顱腦損傷、中樞及周圍神經(jīng)系統(tǒng)損傷及骨關(guān)節(jié)病損的患者制定康復(fù)治療方案及評定康復(fù)療效，提供客觀的手術(shù)方案以及用于評定術(shù)后療效等1。臨床步態(tài)分析的目的2：1.對步長、步頻、步速，時(shí)相與周期，站立相力矩，關(guān)節(jié)角度等多種步態(tài)指標(biāo)進(jìn)行定量分析，提供客觀

2、數(shù)據(jù)，指導(dǎo)臨床及科研。2.評定康復(fù)治療前后步態(tài)中存在的問題、異常步態(tài)模式及下肢肌張力、肌力改善的程度，制定康復(fù)治療、訓(xùn)練計(jì)劃。3.評定康復(fù)療效，于定做支具、矯形器的前后進(jìn)行步態(tài)對比，確定所做支具或矯形器的合適程度及使用價(jià)值。將三維步態(tài)分析的方法應(yīng)用于康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并根據(jù)所提供的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)、生物力學(xué)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)中骨骼肌的肌電活動(dòng)參數(shù)的變化，可將檢查和康復(fù)治療中沿用已久的定性分析和直觀描述轉(zhuǎn)換為客觀、精確的定量評定3。行走時(shí)一側(cè)足跟著地至該足跟再次著地稱為一個(gè)步態(tài)周期，在一個(gè)步態(tài)周期中，每側(cè)肢體要經(jīng)過踩地負(fù)重和離地?cái)[動(dòng)兩個(gè)階段，分別稱為步態(tài)周期的站立相和擺動(dòng)相3。根據(jù)是單足著地，還是雙足著地，將站立

3、相分為單肢負(fù)重期和雙肢負(fù)重期。步長、步頻、步速是步態(tài)的3大要素，步態(tài)分析首先要找出正常人在步態(tài)周期中的有關(guān)時(shí)間、幾何、力學(xué) 等正常參數(shù)值和曲線，然后在此基礎(chǔ)上分析各種病理狀態(tài)下的異常參數(shù)和曲線，從而為康復(fù)醫(yī)學(xué)所治療疾病的病因、病程、療效及功能評定提供客觀真實(shí)的依據(jù)4-5。目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，三維步態(tài)分析在康復(fù)醫(yī)學(xué)科應(yīng)用越來越廣泛。1. 正常步態(tài)模式所謂正常步態(tài)是指當(dāng)一個(gè)健康成人用自我感覺最自然、最舒坦的姿態(tài)行進(jìn)時(shí)的步態(tài)，它具有如下3個(gè)特點(diǎn)6：身體平穩(wěn)、步長適當(dāng)、耗能最少。正常步態(tài)需要中樞神經(jīng)系統(tǒng)、周圍神經(jīng)系統(tǒng)及骨骼肌肉的動(dòng)態(tài)整合，是通過骨盆、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、距小腿關(guān)節(jié)（踝關(guān)節(jié)）和足趾的一

4、系列活動(dòng)完成的，而軀干則基本保持在兩足之間的支撐面上7。正常步態(tài)應(yīng)該是髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、距小腿關(guān)節(jié)的靈活運(yùn)動(dòng)，身體良好的平衡能力以及頭、軀干、四肢協(xié)調(diào)、流暢的配合運(yùn)動(dòng)8。正常步態(tài)很流暢的原因是重心最小限度地定位于骨盆，加上適宜的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和適宜的力量，如果不能保證這些，就會(huì)出現(xiàn)異常步態(tài)。 Grabiner等9認(rèn)為正常步態(tài)的必須條件是：1.支撐期良好的穩(wěn)定性。2.擺動(dòng)期足部放松。3.足夠的步長。4.膝關(guān)節(jié)在支撐期吸收震蕩并且蓄積能量，在擺動(dòng)期帶動(dòng)小腿和足部運(yùn)動(dòng)。為完成這一作用，膝關(guān)節(jié)必須在支撐期完全伸直，在擺動(dòng)期屈曲大約600。同樣，平衡肌群對于正常行走也是必不可少的，如屈髖肌及小腿三頭肌等。行走過

5、程中身體各部位的運(yùn)動(dòng)主要是為了減少重心的移動(dòng)，這就涉及到能量消耗的問題。影響行走能量消耗最主要的變量是重心移動(dòng)的特點(diǎn)。正常步態(tài)是雙側(cè)對稱的，雖然有些人受左利或右利的影響會(huì)在行走時(shí)偏重于一側(cè)肢體，造成輕微的步態(tài)不對稱，但這種不對稱如果相差超過8-10%，則應(yīng)視為異常10。2. 異常病理步態(tài)2.1 中樞神經(jīng)受損（即腦卒中）所致的異常步態(tài)-偏癱步態(tài)：偏癱步態(tài)是指患者在行走時(shí)，由于膝關(guān)節(jié)屈曲不充分，患側(cè)產(chǎn)生提髖，下肢外旋、外展(劃圈)，同時(shí)伴有足內(nèi)翻、跖屈，使患側(cè)下肢不能正常負(fù)重，這種狀況持續(xù)下去，使下肢伸肌痙攣進(jìn)一步加重，患者走路時(shí)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力且不易保持平衡。偏癱步態(tài)按其步態(tài)模式可分為：提髖型、瘸拐型

6、、劃圈型、膝過伸伴髖后突型。造成偏癱步態(tài)的原因主要有11：1.患者早期臥位或坐位時(shí)，忽視了患肢的正確體位，加之缺乏早期康復(fù)訓(xùn)練，使患側(cè)下肢伸肌痙攣模式加重。2.患側(cè)下肢伸肌痙攣模式占優(yōu)勢后，膝關(guān)節(jié)分離的屈伸活動(dòng)則很困難，這種狀況的持續(xù)存在，就會(huì)造成屈膝肌群及脛前肌群失用性萎縮。3.患者邁步時(shí)為了屈膝，過度抬高患腿，屈膝的同時(shí)，造成了腓腸肌痙攣，足內(nèi)翻。2.2 大腦彌漫性損害（腦性癱瘓）所致的異常步態(tài)：1.剪刀步態(tài)：腦癱患者由于髖內(nèi)收肌張力過高，雙膝內(nèi)側(cè)常呈并攏狀，行走時(shí)，雙足尖（相對或分開）點(diǎn)地，交叉前行，呈剪刀狀。2.舞蹈步態(tài)：見于四肢肌張力均增高的腦癱患者，站立相，足內(nèi)翻，踝缺乏背屈，足尖

7、著地，身體不能保持平衡。擺動(dòng)相，雙側(cè)髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)屈曲困難。行走時(shí)，雙上肢屈曲，雙下肢跳躍，呈舞蹈狀。2.3小腦損害或疾患所致異常步態(tài)-“鴨子”步態(tài)小腦病變者，由于共濟(jì)失調(diào)，行走時(shí)，步寬加大，步幅長短不一，速度快慢不等，東倒西歪，呈(鴨子)狀或蹣跚狀。2.4基底神經(jīng)核疾患如帕金森病所致異常步態(tài)-前沖步態(tài)。帕金森病患者，行走時(shí)，軀干前傾，雙上肢缺乏擺動(dòng)，步幅短小，越走越快，呈前沖或慌張步態(tài)。2.5周圍神經(jīng)損傷（特定肌群喪失神經(jīng)支配）所致異常步態(tài)2.5.1.臀大肌無力步態(tài)：臀大肌是主要的伸髖及脊柱穩(wěn)定肌，在足觸地時(shí)控制重力中心向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)肌力下降時(shí)其作用改由韌帶支持及棘旁肌代償, 導(dǎo)致患者在支撐相

8、早期臀部突然后退，中期腰部前凸，以保持重力線在髖關(guān)節(jié)之后。胭繩肌可以部分代償臀大肌，但是在外周神經(jīng)損傷時(shí)，胭繩肌與祥大肌的神經(jīng)支配往往同時(shí)損害。臀大肌步態(tài)患者表現(xiàn)為軀干前、后擺動(dòng)顯著增加，類似鵝行走的姿態(tài)，亦稱為“鵝步”。2.5.2臀中肌無力步態(tài)：患者在支撐相早期和中期骨盆向患側(cè)下移超過度，髖關(guān)節(jié)向患側(cè)凸，患者肩和腰出現(xiàn)代償性側(cè)彎，以增加骨盆穩(wěn)定度?；紓?cè)下肢表現(xiàn)為功能性相對過長，所以在擺動(dòng)相膝關(guān)節(jié)和裸關(guān)節(jié)屈曲增加，以保證地面廓清。臀中肌步態(tài)患者表現(xiàn)為軀干左、右擺動(dòng)顯著增加, 類似鴨行走的姿態(tài), 又稱為“鴨步”。2.5.3屈髖肌無力步態(tài)：屈髖肌是擺動(dòng)相主要的加速肌，其肌力下降造成擺動(dòng)相肢體行進(jìn)缺

9、乏動(dòng)力，只有通過軀干在支撐相末期向后擺動(dòng)、擺動(dòng)相早期突然向前擺動(dòng)來進(jìn)行代償，其患側(cè)步長明顯縮短。2.5.4股四頭肌無力步態(tài)：常見于股神經(jīng)麻痹導(dǎo)致的股四頭肌癱瘓患者。 股四頭肌無力使支撐相早期膝關(guān)節(jié)處于過伸位，用臀大肌保持股骨近端位置，用比目魚肌保持股骨遠(yuǎn)端位置，從而保持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定。膝關(guān)節(jié)過伸導(dǎo)致軀干前屈，產(chǎn)生額外的膝關(guān)節(jié)后向力矩如長期處于此狀態(tài)將極大地增加膝關(guān)節(jié)韌帶和關(guān)節(jié)囊的負(fù)荷，導(dǎo)致?lián)p傷及疼痛。2.5.5踝背伸肌無力步態(tài)：常見于排總神經(jīng)麻痹導(dǎo)致的脛前肌癱瘓?；颊咴谧阌|地后，由于其踝關(guān)節(jié)不能有效控制跖屈，所以支撐相早期階段縮短，迅速進(jìn)人支撐相中期。嚴(yán)重時(shí)患者在擺動(dòng)相出現(xiàn)足下垂，導(dǎo)致下肢功能性過

10、長，往往以過分屈髖、屈膝代償跨檻步態(tài)，同時(shí)支撐相早期由全腳掌或前腳掌先接觸地面。 2.5.6腓腸肌比目魚肌無力步態(tài)：常見于因脛神經(jīng)麻痹而導(dǎo)致的小腿三頭肌癱瘓患者，其脛骨在支撐相中期和末期向前行進(jìn)過度，使膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生瞬時(shí)屈曲塌陷，因而又稱之為膝塌陷步態(tài)。患者往往采用收縮股四頭肌的方式避免跌倒，長期發(fā)展可導(dǎo)致伸膝肌過用綜合征，部分患者可使用上肢支撐膝關(guān)節(jié)的方式進(jìn)行代償，另外患者還常伴有對側(cè)步長縮短，同側(cè)足推進(jìn)延遲的現(xiàn)象。3. 三維步態(tài)分析在偏癱康復(fù)中的研究應(yīng)用偏癱是運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)失去了高位中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控，使原始的、被抑制的、受到調(diào)節(jié)的皮層下中樞運(yùn)動(dòng)反射釋放導(dǎo)致肢體肌群間 協(xié)調(diào)紊亂，肌張力異常而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)

11、障礙12。典型的偏癱步態(tài)常表現(xiàn)為：足下垂、內(nèi)翻、膝過伸、髖關(guān)節(jié)外展外旋之劃圈步態(tài)。3.1時(shí)間-空間參數(shù)研究：偏癱患者步態(tài)為步寬加大，步長、步幅 縮短，步頻降低，步速減慢，足偏角大。江曉峰等13研究表明，偏癱患者患側(cè)肢體經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練后，跨步長(正常人為156 cm)明顯提高。正常人步頻為95-125步/min，偏癱患者步頻為40-75步/mjn。 正常人步長為50-70 cm，而偏態(tài)步態(tài)的步長平均為40 cm14。李華等15研究認(rèn)為偏癱患者步速與平衡功能、活動(dòng)能力、下肢的運(yùn)動(dòng)功 能等均呈高度相關(guān)。徐光青等16研究表明，腦卒中偏癱患者的步行能力與其軀體運(yùn)動(dòng)學(xué)特征密切相關(guān)，并且顯示其步行能力與軀體側(cè)方

12、運(yùn)動(dòng)呈負(fù)相關(guān)，而與其軀體垂直運(yùn)動(dòng)呈正相關(guān)。偏癱患者的步速(反映步行能力)與骨盆運(yùn)動(dòng)之間呈負(fù)相關(guān)，其步行能力與骨盆 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間的相關(guān)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而骨盆的左右前后傾斜運(yùn)動(dòng)與其步速之間的相關(guān)無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其軀體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是：軀體運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為大范圍的側(cè)方運(yùn)動(dòng)和骨盆旋轉(zhuǎn)、小范圍的垂直運(yùn)動(dòng)和軀體運(yùn)動(dòng)的不對稱17。提示軀體的協(xié)凋性訓(xùn)練和骨盆的控制性訓(xùn)練對 改善腦卒中偏癱患者步行能力的鶯要性。 3.2步態(tài)周期參數(shù)研究：偏癱患者步態(tài)周期為(2.3士0.8)s，明顯大于正常的(1.2士0.1)s。而偏癱患者患側(cè)站立相為67，擺動(dòng)相為33，而健側(cè)站立相為80，擺動(dòng)相為20。榮湘江等18 的研究顯示，在自然行走過程

13、中，偏癱患者雙下肢的單支撐期和擺動(dòng)期的明顯縮短是導(dǎo)致患者步行周期延長、步態(tài)異常、步速減慢、步行能力下降的根本原因，提示增加單足支撐訓(xùn)練是改善患者步態(tài)和步速的有效方法。 3.3下肢關(guān)節(jié)角度參數(shù)研究偏癱患者下肢髖伸展、膝屈曲和踝 背伸不對稱是描述偏癱下肢運(yùn)動(dòng)不對稱的有價(jià)值的指標(biāo)18。偏癱患者的髖伸、膝屈與踝背屈均受到限制其角度變化明顯小于正常人。因而髖、膝、踝的關(guān)節(jié)角度的變化可用于判斷偏癱水平19。胡雪艷等20研究表明，偏癱患者患側(cè)髖關(guān)節(jié)首次著地時(shí)刻、站立相最大 伸展角度、足尖離地時(shí)關(guān)節(jié)角度、邁步相最大屈曲角度、矢狀面髖 關(guān)節(jié)角度范圍與正常人的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。王衛(wèi)強(qiáng)等21研究顯示，偏癱患者的步態(tài)

14、在膝關(guān)節(jié)角位移、角速度等方面均存在明顯的不對稱性。因此，把提高偏癱患者步態(tài)的對稱性作為提高步行能力的主要指標(biāo)。江曉峰等13在研究中表明：偏癱患者肢體康復(fù)訓(xùn)練后踝關(guān)節(jié)角度參數(shù)的表現(xiàn)為，首次著地時(shí)踝關(guān)節(jié)曲角度明顯減少，站立相踝關(guān)節(jié)最大伸展角度訓(xùn)練前后對比有非常顯著的改變；足尖 離地時(shí)踝關(guān)節(jié)角度明顯增加前后對比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；踝關(guān)節(jié)角度變化范圍明顯減少。差異也有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 3.4力矩分析研究許光旭等14的研究表明，偏癱患者康復(fù)治療 組患側(cè)膝關(guān)節(jié)站立中期的總平均伸展、屈曲力矩經(jīng)康復(fù)治療后顯 著下降，而總平均膝屈曲力矩值則顯著增加。說明膝關(guān)節(jié)在康復(fù)治 療后控制能力明顯增加。 3.5肌電活動(dòng)分析研究偏

15、癱患者下肢肌肉活動(dòng)的異常影響著 步態(tài)的恢復(fù)22。一項(xiàng)關(guān)于腦卒中患者偏癱下肢肌肉活動(dòng)時(shí)序的研究中23，對24例腦卒中偏癱患者與14名健康被試者的股二頭肌、 股直肌、脛骨前肌、腓腸肌內(nèi)側(cè)頭在步態(tài)周期的4期(第1個(gè)雙腿 支撐期、單腿支撐期以及第2個(gè)雙腿支撐期、擺動(dòng)期)中活動(dòng)持續(xù) 時(shí)間進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)：大腿肌肉中，偏癱患者股二頭肌和股直肌在單 腿支撐期活動(dòng)持續(xù)時(shí)間明顯延長股二頭肌股直肌在單腿支撐期 的協(xié)同活動(dòng)時(shí)間也延長，另外患者偏癱側(cè)股二頭肌和股直肌在第1個(gè)雙腿支撐期協(xié)同活動(dòng)的總體時(shí)間異常延長；小腿肌肉中，腦卒中患者偏癱側(cè)腓腸肌內(nèi)側(cè)頭在第1個(gè)雙腿支撐期的總體活動(dòng)時(shí)間延長。偏癱側(cè)脛骨前肌在擺動(dòng)期的活動(dòng)持續(xù)時(shí)

16、間也延長，而在單腿支撐期的總體活動(dòng)時(shí)間縮短。該研究表明腦卒中患者偏癱側(cè)及健 側(cè)下肢的肌肉活動(dòng)時(shí)序均存在明顯異常。偏癱側(cè)尤其顯著。True-blood等24比較了3種不同步行模式(水平地面行走、帶減重訓(xùn)練 的水平地面行走、帶減重訓(xùn)練的跑臺(tái)行走)下的步態(tài)特征，并探討 重復(fù)性跑臺(tái)減鶯訓(xùn)練的效果。研究發(fā)現(xiàn)。不管是水平地面還是跑臺(tái) 減重訓(xùn)練，10例慢性腦卒中患者在訓(xùn)練后站繭擺動(dòng)期，肢體對稱 性、脛骨前肌及股四頭肌肌群的表面肌電活動(dòng)都有所改善，表明跑 臺(tái)減重訓(xùn)練有助于幫助慢性腦卒中患者恢復(fù)正常步態(tài)和改善平衡能力。36重心及能量變化的分析研究要偏癱患者的能量消耗40%積極做功需要患側(cè)完成，主要是踝跖屈、髖關(guān)

17、節(jié)屈曲和外展。而且患側(cè)下肢在站立后期和擺動(dòng)前能耗較少，花費(fèi)更多時(shí)間在擺動(dòng)期，因而其健腿站立相較患側(cè)長。偏癱患者需要用力的時(shí)候在患側(cè)擺動(dòng)前期，卻能量補(bǔ)充不足25。而不需要用力時(shí)例如患肢擺動(dòng)期患肢 的高緊張狀態(tài)造成了多余的能量消耗。徐光青等16研究認(rèn)為，減少運(yùn)動(dòng)耗能的方法主要是減少身體重心的垂直和側(cè)方運(yùn)動(dòng)。減重訓(xùn)練在偏癱治療早期的應(yīng)用可以起到減輕負(fù)重、調(diào)節(jié)下肢肌張力的作用，從而可調(diào)節(jié)異常能量代謝參數(shù)。4. 步態(tài)分析在脊髓損傷患者康復(fù)中的應(yīng)用步行障礙是脊髓損傷患者的共性問題，也是患者最迫切希望解決的功能障礙。由于步行涉及到復(fù)雜的神經(jīng)和肌肉控制，因此步態(tài)異常往往是復(fù)雜因素的綜合結(jié)果。 完全性和不完全性

18、脊髓損傷在神經(jīng)恢復(fù)及行走功能預(yù)后的方面有很大的差別。 完全性四肢癱患者 如果損傷超過1個(gè)月時(shí)感覺和運(yùn)動(dòng)仍完全喪失，則下肢運(yùn)動(dòng)功能幾乎沒有恢復(fù)的可能。不完全性四肢癱神經(jīng)恢復(fù)程度與截癱相似，兩者的運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)大多數(shù)出現(xiàn)在最初的6-9個(gè)月，12個(gè)月時(shí)達(dá)到平臺(tái)期.有人認(rèn)為脊髓損傷患者需要一側(cè)屈髖肌肌力3級，另一側(cè)股四頭肌肌力3級，才能進(jìn)行有效的行走。只要一側(cè)配戴有一定踝背屈活動(dòng)度固定距小腿關(guān)節(jié)的小腿支具，另一側(cè)用類似距小腿關(guān)節(jié)固定和鎖住膝關(guān)節(jié)的長腿支具，患者就能自己行走，但要保留完整的本體感覺。與不完全性截癱相比，不完全性四肢癱患者恢復(fù)行走功能的可能性很小。Waters等26發(fā)現(xiàn)只有46%的不完全性四

19、肢癱患者（而76%的不完全性截癱患者）1年后恢復(fù)社區(qū)行走功能。造成這一情況的原因是四肢癱患者上肢肌力受到嚴(yán)重?fù)p害，從而沒有足夠的力量扶拐行走，Burns等27也發(fā)現(xiàn)不完全性四肢癱ASIA C級的患者，小于50歲者91%（30/33例）可以行走，而大于50歲的只有42%(16/31例)能恢復(fù)行走。所有ASIA D級的患者都能恢復(fù)行走功能，而與年 齡無關(guān)。臨床步態(tài)分析將為明晰脊髓損傷患者步態(tài)異常的關(guān)鍵因素提供有力的依據(jù)，從而協(xié)助臨床診斷和治療。具體的應(yīng)用范疇包括：1.鑒定步態(tài)異常：三維步 態(tài)分析可以精確地確定步態(tài)異常的規(guī)律，運(yùn)動(dòng)障礙的關(guān)鍵關(guān)節(jié)和肌肉、步行障礙與軀干和上肢活動(dòng)的關(guān)系、步行輔助具和步行

20、方式對步行效率和安全性的價(jià) 值等，從而為臨床診斷和治療方案的確定提供科學(xué)依據(jù)。2.評定治療效果：三維步態(tài)分析是對脊髓損傷患者的步行功能進(jìn)行康復(fù)治療和臨床治療效果最好的 評價(jià)工具，具有不可替代的作用。特別需要強(qiáng)調(diào)的是，步態(tài)訓(xùn)練的目標(biāo)應(yīng)該是使患者最省力和最安全地行走，而不僅僅是在外觀上與正常人接近。過分追求“正常步態(tài)”而犧牲步行效率和安全性是不科學(xué)的，也是臨床上對脊髓損傷患者進(jìn)行步行功能訓(xùn)練的誤區(qū)28。3.協(xié)助制定手術(shù)方案：由于三維步態(tài)分析可以有針對性地截取各個(gè)軀體運(yùn)動(dòng)節(jié)段的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，因此對這些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的修訂，可以模擬再現(xiàn)針對關(guān)鍵關(guān)節(jié)或者肌肉進(jìn)行手術(shù)或者其他康復(fù)干預(yù)之后的效果，從而有效地協(xié)助制定骨

21、科手術(shù)的方案。功能性步行量表29（function inventory,FAI）是對脊髓損傷患者的功能性步行能力進(jìn)行精確、詳細(xì)的評估方法，由步態(tài)參數(shù)、輔助裝置使用分值和步行移動(dòng)能力分值3部分組成。步態(tài)參數(shù)由6個(gè)基本成份組成：重心轉(zhuǎn)移能力、步寬、步行節(jié)律、步高、步長和足接觸。輔助裝置包括下肢矯形器和上肢助行器（或扶拐）。步行移動(dòng)能力可通過錄像對每走10步所耗費(fèi)的時(shí)間來進(jìn)行評分。步態(tài)參數(shù)的最大分值為20分，輔助裝置使用的最大分值為14分，步行移動(dòng)能力的最大分值為5分。脊髓損傷功能性步行量表（SCI-FAI）為患有脊髓損傷但可行動(dòng)患者的功能性步行能力的評估提供了一個(gè)可靠、實(shí)用和靈敏的測量方法，無論是

22、在現(xiàn)場 評估還是通過錄像評估都可以得到精確的結(jié)果。新的步行評定方法，如脊髓損傷步行指數(shù)和脊髓損傷獨(dú)立性標(biāo)準(zhǔn)，可以更準(zhǔn)確地評價(jià)步行改善程度30。5. 三維步態(tài)分析系統(tǒng)在兒童運(yùn)動(dòng)功能評價(jià)及康復(fù)中的應(yīng)用 三維步態(tài)分析是一種新興的運(yùn)動(dòng)評估技術(shù)，可以用于診斷，運(yùn)動(dòng)功能的評價(jià)，并指導(dǎo) 治療。對于科研和臨床功能評價(jià)均是一種可靠的評價(jià)工具。 5.1鑒定分析異常運(yùn)動(dòng) 三維步態(tài)分析系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的鑒別并分析異常運(yùn)動(dòng)，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)異常運(yùn)動(dòng)并可以通過運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)及動(dòng)態(tài) 肌電圖的分析找出異常運(yùn)動(dòng)的原因。主要可鑒 別分析運(yùn)動(dòng)異常，偏癱診斷分析等。 神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患兒多存在不同程度的運(yùn) 動(dòng)異常。這些運(yùn)動(dòng)異常是疾病的主要表現(xiàn)之

23、一， 三維步態(tài)能準(zhǔn)確鑒別并分析這些異常。以蹲伏 步態(tài)為例，蹲伏步態(tài)是腦癱患兒的一項(xiàng)令人厭惡的異常，特點(diǎn)是：髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)支撐相過 度屈曲。三維步態(tài)分析不僅可以準(zhǔn)確的鑒別出此異常步態(tài)，還可以通過動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的分 析找出蹲伏步態(tài)產(chǎn)生的原因。通過量化臀大肌、 腿腱、比目魚肌、腓腸肌和其他肌肉引起的髖膝關(guān)節(jié)角加速度，和計(jì)算髖膝關(guān)節(jié)的肌肉引起 的單位加速度力可以評價(jià)每塊肌肉加速肢體部分屈曲和伸展的動(dòng)態(tài)潛力描述單側(cè)肢體支撐相 的肌肉活性。這些三維步態(tài)分析顯示蹲伏姿勢 與步態(tài)時(shí)，幾乎所有的主要髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)伸肌的能力都明顯降低，但腿腱肌肉群例外，它們在蹲伏姿勢時(shí)其能力得以維持31-32。Anderson等

24、33運(yùn)用一個(gè)三維仿真模型和感應(yīng)位置分析來測定足趾離開地面時(shí)和足趾離開地面后肌肉壓力的運(yùn) 動(dòng)學(xué)條件如何影響正常步態(tài)擺動(dòng)相的膝關(guān)節(jié)屈曲峰值， 最后得出：膝關(guān)節(jié)擺動(dòng)相的最初角速度對峰值膝屈曲度 有最大的貢獻(xiàn)，而足趾離開地面時(shí)的肌肉壓力對膝關(guān)節(jié) 的屈曲峰值影響最大。三維步態(tài)分析系統(tǒng)的運(yùn)用不僅限于對步態(tài)進(jìn)行分析還可分析手部運(yùn)動(dòng)。三維運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可以分析偏癱兒童 在完成功能任務(wù)的實(shí)時(shí)節(jié)奏，關(guān)節(jié)活動(dòng)度和近端補(bǔ)償機(jī) 制。Macke等34在研究偏癱兒童手部運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)用三 維步態(tài)分析系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)患兒獲得較慢的運(yùn)動(dòng)速度(P 0.5)。關(guān)節(jié)活動(dòng)度中，反掌姿勢和肩伸展減少而軀體前 屈補(bǔ)償性增加。 5.2 治療前評價(jià) 三維步態(tài)分

25、析通過指導(dǎo)手術(shù)和其 它治療方法使對腦癱和脊髓損傷患兒的治療有革命性 的改變35。三維步態(tài)分析可以為治療方案的確定提供較 準(zhǔn)確的依據(jù)，并使治療獲得更好的治療效果，減少治療 中的風(fēng)險(xiǎn)并防止進(jìn)一步的損害。運(yùn)用來自于三維步態(tài)分 析的治療推薦的腦癱患兒在步行中明顯獲得更好的進(jìn) 步36。Arnold 等37運(yùn)用三維步態(tài)分析檢查肌肉，肌腱的 長度和速度證明步行有異常緩慢腿筋或短肌腱的個(gè)體 不同于沒有這些表現(xiàn)的人；并且這可能有助于鑒別哪些 病人在伸膝或骨盆傾斜方面有手術(shù)后不理想的改變的 危險(xiǎn)。Konop 等38，在研究中運(yùn)用三維步態(tài)系統(tǒng)對兩種 類型助行器的三維關(guān)節(jié)反應(yīng)壓力和力矩進(jìn)行分析。對現(xiàn) 有數(shù)據(jù)的動(dòng)力學(xué)分

26、析可以用于長期的臨床學(xué)習(xí)計(jì)劃?？?以早期檢查出上肢關(guān)節(jié)存在病理學(xué)的危險(xiǎn)因素，進(jìn)而在 步態(tài)例行訓(xùn)練、助行器安裝、或者助行器設(shè)計(jì)中做出改 變以防止進(jìn)一步的損害。 在外科手術(shù)治療中，三維步態(tài)分析的使用同樣具有 重要意義。三維步態(tài)分析系統(tǒng)的分析結(jié)果可能改變患兒 的手術(shù)建議、手術(shù)方案。結(jié)合三維步態(tài)分析的運(yùn)動(dòng)學(xué)， 動(dòng)力學(xué)和肌電圖數(shù)據(jù)有 52%的腦癱患兒改變了其手術(shù) 建議，在減少手術(shù)花費(fèi)的同時(shí)也避免了不必要的手術(shù)損 傷。在進(jìn)行三維步態(tài)分析后，腓腸肌和股直肌的手術(shù)建 議增加而腿腱、腰肌、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收肌、股骨和脛骨的手 術(shù)建議減少39。Vries等40通過實(shí)驗(yàn)證明了多程序段足 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型在判定最佳手術(shù)治療方法和評

27、價(jià)治療效果 中的有效性。Arnold 等41以骨盆，股骨和脛骨近端的三 維幾何結(jié)構(gòu)，髖關(guān)節(jié)和脛關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)以及半腱肌和半膜 肌路徑為特征的三維步態(tài)分析的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī) 下肢模型對患者半膜肌的肌腱長度和速度進(jìn)行評估，從 而判斷出手術(shù)可以松弛患者緊張的跟腱和減少腘旁伸 展性痙攣反應(yīng)。進(jìn)而證明了腿腱手術(shù)的有效性。Lofterd 等42和Chan等43分別運(yùn)用三維步態(tài)分析證明了孤立小腿肌肉加長術(shù)和選擇性背神經(jīng)根切斷術(shù)術(shù)后的功能改善情況和遠(yuǎn)期效果。5.2 治療后評價(jià)三維步態(tài)還可以用于治療后的治療效果評價(jià)和遠(yuǎn)期的預(yù)后評價(jià)。是一種被推薦用于臨床 試驗(yàn)的有效性的、系統(tǒng)的、可靠的工具44。此系統(tǒng)可用 于評價(jià)各

28、種治療方法對疾病患兒關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)及 肌電活動(dòng)的改善情況。Beyaert 等45運(yùn)用三維步態(tài)分析對 手術(shù)治療后的殘余畸形內(nèi)旋進(jìn)行膝、踝、髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)、 動(dòng)力學(xué)和動(dòng)態(tài)肌電圖分析，發(fā)現(xiàn)此畸形患兒在步行中膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)發(fā)生動(dòng)態(tài)改變，是引起膝關(guān)節(jié)炎的原因。 三維步態(tài)分析系統(tǒng)的使用，同時(shí)能夠評價(jià)矯形器的 效果，幫助臨床醫(yī)師更準(zhǔn)確的使用矯形器。評價(jià)矯形器 的使用效果及發(fā)現(xiàn)其可能存在的損傷。Lucareli等46則 對穿有臨床上的規(guī)定的帶鉸鏈的地面反作用力踝足 矯形器(FRAFO)進(jìn)行三維步態(tài)分析，得出膝關(guān)節(jié)伸展和 踝關(guān)節(jié)背曲等情況，進(jìn)而證明 FRAFO 的有效性。而Sison-Williamson等4

29、7運(yùn)用三維步態(tài)分析系統(tǒng)對使用踝膝矯形器的脊髓脊膜突出患兒的矢狀面，橫斷面，冠狀面運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行分析得出：突出位置不同矯形器效果不同，如：S1-2-水平對膝關(guān)節(jié)有害。過去的研究多集中在定性分析方面，三維步態(tài)分析系統(tǒng)的問世為定量研究步態(tài)提供了良好的手段。隨著科技的進(jìn)步，運(yùn)動(dòng)學(xué)分析將與肌電圖、能量代謝等同步結(jié)合。實(shí)時(shí)確定步行過程中的各 種參數(shù)變化，為病理步態(tài)提供評估，從而指導(dǎo)康復(fù)功能訓(xùn)練。相信在不久的將來，隨著運(yùn)動(dòng)解析系統(tǒng)和步態(tài)分析的深入開展，人類將 對偏癱步態(tài)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)有全新的認(rèn)識，為今后人體運(yùn)動(dòng)科學(xué)和臨床步態(tài)分析提供更好的發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)1戴紅.康復(fù)醫(yī)學(xué)M.北京:人民衛(wèi)生出版社,1998:81-8

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