老年脑卒中偏瘫患者的三维步态分析①

桑德春，卢利萍，邵春霞，刘海荣，赵政

脑卒中患者常遗留偏瘫等功能障碍，部分可独立行走的患者仍存在异常步态。老年脑卒中偏瘫患者由于受视觉、本体觉减退及衰老等因素的影响，会加重运动功能障碍。如何准确评定老年脑卒中患者的运动功能，是人们关心的问题。我们利用三维步态分析对老年偏瘫患者的步态特点进行探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2012年5～12月选取中国康复研究中心、丰台医院、丰台区刘家村附近社区22例老年脑卒中偏瘫患者，均符合全国第四次脑血管病会议诊断标准[1]，经CT或MRI确诊为脑梗死或脑出血，伴有一侧不同程度的肢体瘫痪。排除标准：①严重交流障碍；②伴危及生命的疾病；③伴周围或其他中枢神经系统疾病史；④下肢手术史。患者均未进行规范化康复治疗。入选患者男性15例，女性7例；年龄60～83岁；病程1～32个月；左侧偏瘫9例，右侧偏瘫13例；脑梗死17例，脑出血5例。

1.2 三维步态分析

采用美国Motion Analysis三维步态分析仪及其附带的数据分析系统。测试对象在家属陪伴下适应环境后，分别在头部前额、头顶、枕骨、双侧肩峰、右侧肩胛骨下端、双侧尺骨鹰嘴、双侧腕关节正中、双侧髂前上棘、骶骨上缘、双侧大腿前中部、双侧股骨外上髁、双侧股骨内上髁、双侧小腿前中部、双侧足外踝、双侧足内踝、双侧第二跖骨、双侧足跟共29个位点贴荧光球。患者站在力台中央至少5 s，得到静止站立时各参数值。去掉双侧股骨内上髁、双侧足内踝荧光球，在步行道上行走，要求尽量直线匀速行走，左右腿各记录3次，选择视频采集到2个以上完整步行周期和最接近平日步行的步态做最终数据分析。

1.3 观察指标

步态运动学参数包括头部、躯干、肩、肘、髋、膝、踝关节关节角度范围值；时间参数包括站立相百分比、摆动相百分比、步频；距离参数包括步长、步速、跨步长。

1.4 统计学分析

采用SPSS 13.0统计软件进行t检验。显著性水平α=0.05。

2 结果

老年偏瘫患者双侧下肢站立相百分比均大于正常值60%[2]，摆动相百分比均小于正常值40%[2]。步频小于95/min[2]。与患侧比较，健侧站立相百分比显著增加(P＜0.001)，摆动相百分比显著降低(P＜0.001)，步频明显减少(P＜0.01)。患者的步长、跨步长及步速均较正常值减小，患侧及健侧无显著性差异(P＞0.05)。站立时，患者患侧肩关节屈曲内收、肘关节屈曲角度较健侧增大(P＜0.001)。行走时，患者的患侧肩、肘、髋、膝、踝关节角度变化范围较健侧缩小(P＜0.05)。见表1。头、躯干站立及行走时角度及角度变化范围见表2。

表1 老年偏瘫患者步态分析结果

表2 头部、躯干关节角度及变化范围(°)

3 讨论

步态分析(gait analysis)是研究步行规律的检查方法，旨在通过生物力学和运动学手段，揭示步态异常的关键环节和影响因素，从而指导康复评估和治疗，也有助于临床诊断、疗效评估、机制研究等。

步速是影响步行的重要参数，也是反映偏瘫患者步行能力的敏感、可靠而准确的指标[3]。通常将适合个体的舒适速度作为正常速度，此时个体将能耗的效率发挥至最大[4]。影响步频的主要因素有患肢的负重能力、步行的稳定性及对下肢的控制能力[5]。偏瘫时，运动系统失去高位中枢神经系统的调控，使原始的、被抑制的、受到调节的皮层下中枢运动反射释放，导致肢体肌群间协调紊乱，肌张力异常而产生运动障碍[6]。典型的偏瘫步态常表现为足下垂、内翻，膝过伸，髋关节外展、外旋。

目前国内外尚无正常老年人步态参数的相关研究报道，故本研究采用目前通用的成人正常对照值[2]。研究显示，老年偏瘫患者的双侧站立相均大于正常值，即60%～65%[2]，摆动相均小于正常值，即35%～40%[2]，提示老年偏瘫患者双下肢单腿负重能力均降低，需要增加双侧下肢的站立相时间来稳定重心及平衡。患者的步频小于正常值，即95～125/min[2]。其中，健侧下肢较患侧下肢站立相增加，摆动相减小，步频减小。老年偏瘫患者的步长、跨步长及步速均较正常值减小，提示老年偏瘫患者的步行能力较差。该结果与此前的研究结果[7-8]一致。荣湘江等的研究显示，在自然行走过程中，偏瘫患者双下肢的单支撑期和摆动相的明显缩短，可导致患者步行周期延长、步态异常、步速减慢、步行能力下降，提示增加单足支撑训练是改善患者步态和步速的有效方法[9]。

偏瘫患者下肢髋伸展、膝伸展和踝背伸不对称是描述偏瘫下肢运动不对称的有价值的指标[9]。偏瘫患者的髋伸、膝屈与踝背屈均受到限制，其角度变化明显小于正常人，因而髋、膝、踝的关节角度的变化可用于判断偏瘫水平[10]。本研究显示，老年偏瘫患者患侧髋、膝、踝关节角度变化范围缩小，步态明显不对称。王卫强等研究显示，偏瘫患者的步态在膝关节角位移、角速度等方面均存在明显的不对称性[11]。老年偏瘫患者步态的对称性可作为步行能力的主要指标。

偏瘫患者的头部、躯干及上肢(肩关节、肘关节)的关节活动范围及运动时间曲线的研究较少，均为目测结果。本研究通过三维步态分析仪器进行运动捕捉，结果显示，老年偏瘫患者于步行中表现为头部前倾，平均角度约为7°，躯干基本保持直立位，无明显前后倾；患侧肩、肘关节角度变化范围缩小；患侧肩屈曲内收、肘关节屈曲关节角度较健侧增大。提示老年偏瘫患者由于本体觉下降，不能准确判断足的位置，常以视觉作为代偿，从而表现为头部前倾的低头姿势。患者头部前屈，将加重上肢的屈曲痉挛模式，使患侧肩关节屈曲内收，肘关节屈曲，且肩、肘关节活动范围均明显受限。因此，可尝试控制头部关键点，抑制患者的异常痉挛模式，改善异常步态，促进患者功能恢复。

三维步态分析系统是一种新兴的步态分析的手段，具有客观、定量、准确的特点，目前逐渐被应用于骨科康复[12]、神经康复[13～15]、矫形外科[16]、助行器辅助具[17]等领域。运动学分析需要对步行和其他运动时数十个关节标记体不断进行数据采集，数据采集频率一般在60/min上，并对关节和躯体阶段性运动轨迹进行分析和三维重建[18-19]。长期以来，步态分析需要事后进行，而且耗时巨大，极大地限制了这一技术的临床应用。近年来，由于计算机技术的高速发展，数据自动采集和分析的速率极大提高，从而可以实现关节标记信号在运动中的实时采集和处理，并在极短的时间内完成数据的三维重建，极大地简化了步态分析的过程，提高了临床步态分析的实际应用；而三维图像重建使步态分析的结果形象化，从而提高医学技术人员对步态分析结果的理解和应用。在红外摄像技术主导的人体运动分析系统中，电子测角器方式的研究同样引起国内外学者的重视[20]。本研究显示，三维步态分析可用于老年偏瘫患者步态的定量评定。

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