基于卡伦康复系统的盲人步态研究分析*

廖 俊，尹 雯，郑文超，廖瑞松

1.成都中医药大学附属四川省康复医院·四川省八一康复中心(成都 611100);2.成都爱迪眼科医院(成都 610031)

据世界卫生组织统计，全世界盲人有4 000～4 500万人，我国是世界上盲人和视觉损伤人数较多的国家之一。定向行走是盲人重要的技能之一，也是盲人走出家门、接受教育、实现就业、融入社会的重要途径[1-2]。定向是指个体运用感觉信息确定自己在环境中的位置以及确认自己与其他物体之间关系、物体与物体之间关系的心理过程。行走是指个体在定向基础上依靠下肢在环境中空间位置的变化移动, 即从一个地方移动到另一个地方。定向为确定目的地，行走是达到目的地的过程。目前已有比较成熟的盲人定向的导航产品，而大部分盲人却无法独立出行，这与盲人的行走偏位、步态不稳、心理、环境等多因素有关[3-4]。行走偏位常常使盲人迷失方向感，甚至陷入危险环境；步态不稳增加了跌倒的风险。观察盲人行走步态，常伴有双脚跛行、碎步、俯冲、行走稳定性下降等肢体“盲态”。本研究通过卡伦康复技术对盲人步态做出客观数据分析，明确“盲态”原因，为持续性研究盲人定向行走提供基线数据。

1 资料与方法

1.1 临床资料

本研究采取志愿招募的方式，选取2018年10-12月在成都中医药大学附属四川省康复医院·四川省八一康复中心用卡伦康复系统评估的20例盲人做为盲人组，其中男10例，女10 例，先天盲15例，后天盲5例。纳入标准：符合国家视力残疾评定标准[5],且肢体、智力、言语能力正常者；排除标准：曾参加定向行走专业训练、有全身或心理疾病不适合参与测评者。另根据年龄配对原则，选取2018年1-12月在同一卡伦康复系统上评估的明眼人(无肢体运动障碍)20名做为明眼人组。两组年龄、身高、体重比较，差异无统计意义(P>0.05)，具有可比性。本研究经成都中医药大学附属四川省康复医院·四川省八一康复中心医院伦理委员会审核通过，受试者知情并签署知情同意书(表1)。

表1 两组一般资料比较

1.2 方法

1.2.1 仪器 本研究采用荷兰Motekmedical进口的卡伦(computer assisted rehabilitation environment,CAREN )系统采集步态数据。CAREN系统配有12个Vicon光学运动捕捉系统的红外摄像头；6个自由度的运动跑台；内置6个压力传感器的跑带，能够实时记录跑带的受力数据。CAREN系统的操作软件为D-Flow软件，内嵌人体模型系统(human body model，HBM)用于建立人体下肢的模型，进而分析人体运动学的相关数据。

1.2.2 步态数据采集 步态数据收集均在四川省八一康复中心CAREN系统上操作,由荷兰CAREN系统研究与操作专家指导下进行。所有受试者换上专业的测试服，以确保标记点能准确地贴在身体的骨性标记处(图1)。在数据采集前，首先由1名治疗师在受试者的25个骨性标记处贴上标记点，分别为：胸10棘突、锁骨切迹、剑突、左右髂前上棘、左右髂后上棘、双腿膝关节内外侧、双腿踝关节内外侧、双侧大脚趾末端、双侧脚后跟、双侧第五跖骨、左侧股骨骨干1/3处、左侧腓骨骨干1/3处、右侧股骨骨干2/3处、右侧腓骨骨干2/3处。每名受试者均在CAREN运动平台的跑带上进行3 min的适应性行走，以适应CAREN康复跑台和测试环境。准备工作完成后，受试者在治疗师的指导下两臂左右平举，保持“T”型姿势站立，便于采集静态站立图像校正解剖中立位，用以建立身体的下肢模型。受试者以自我感觉最舒适的速度在CAREN运动平台行走3 min后，开始连续采集、记录受试者的步行数据。步行3 min为1个周期，每名受试者需完成3个周期测试。如盲人受试者在测试过程中出现中心移位时，由治疗师以语言提示其回到跑带的中心位置上，所有测试均由同一治疗师在CAREN系统上操作完成。步态分析参数包括:步态时空参数和运动学数(步态周期、双支撑期、步长、步速、摆动期)。

1.3 统计学方法

图1 25个骨性标记处的位置图

2 结果

2.1 盲人自身步态分析

盲人组左右脚的步长、支撑相、摆动相、双支撑相比较，差异无统计学意义(P>0.05)(表2)。

2.2 盲人与明眼人步态对比分析

盲人组与明眼人组步速、步频、步长、摆动相及双支撑相比较,差异有统计学意义(P<0.05)(表3)。

表2 盲人组步态时空参数分析

表3 盲人组与明眼人组步态时空参数比较

3 讨论

定向行走是盲人重要的技能之一，大部分盲人因未接受正规培训，缺乏定向和行走的基本技能，不敢独立出门，需依赖明眼人的帮助，给社会及家庭带来一定负担。同时“足不出户”也使盲人脱离社会，面临一系列的心理及就业问题。而定向行走可以为盲人走向社会、融入社会、奉献社会提供基本保障。

定向行走培训在我国起步较晚，目前的培训方式主要为盲校及社区培训。培训师资力量参差不齐，培训教材较单一，常为经验性教学。盲人由于视觉缺失，行走过程中会出现不可避免的身体伤害，如碰撞、跌倒、掉落沟坎，加重了其心理恐慌[6]。采取试探性行走会出现双脚的步长、步速不一致，长期会导致双脚步态不对称或重心偏移，无法保持直线行走。既往训练的重心为双脚对称性和直线行走练习，盲人进步缓慢。

本研究通过分析盲人的时空步态客观数据，发现盲人自身的左右脚步态差异无统计学意义(P>0.05)，步长、摆动相、支撑相、双支撑相均一致，打破了经验性教学对“盲态”的主观猜想，为今后盲人步态及肢体对称性训练思路提供了参考。

本研究发现，盲人与明眼人比较，时空步态参数差异有统计学意义(P<0.05)，盲人在行走时步速、步频、步长、摆动相减少，双支撑相相对延长。因现有国内外研究[7-12]少有盲人步态参数的相关研究，也无盲人步态平衡的判断标准，但盲人步态特点与中老年人的步态相似，故参考以往学者对老年人的步态研究进行分析，其中王连成等[7]详细解释了老年人步态平衡下降的原因：老年人整体速度减慢，步长、步幅减小，在加快速度时，主要靠增加步频，而不是增加步幅，在周期的划分上表现为双支撑时相占比大。脚跟着地、踝跖屈和屈膝等动作缓慢，伸髋不充分，摆动腿抬高的程度降低，行走时拖拉，所以容易跌倒。而本研究中的盲人步态具有以上特点，可解释盲人步态不稳、易跌倒的原因。分析老年人步态异常的主要原因可能是下肢力量减弱，而盲人步态异常主要原因为视觉丧失，行走时恐慌，特别是有过跌倒经历的盲人，对跌倒恐惧，走路用脚试探，用手触摸，使步速更慢，步幅更小，双支撑相延长，更容易失去平衡，往往导致再次跌倒。其他针对不同年龄、不同疾病的多项研究[13-15]中也证实，步速减慢、双支撑相相对延长是平衡能力下降及发生跌倒的危险因素。因此盲人与明眼人步态差异是“盲态”产生的原因，也是行走偏位、步态不稳、容易跌倒的重要因素。

本研究提供了盲人的客观时空步态数据，可为持续性盲人定向行走研究提供参考。在步态训练时，可打破经验性训练盲区，着重提升步态平衡能力训练，提高步速，减少双支撑相的时间，反复练习，形成“肌肉记忆”，纠正行走偏位，减少跌倒的风险。在训练初期应选择安全环境，减少碰撞概率，缓解盲人恐慌心理，增加出行信心。盲人定向行走不仅是步态训练，它包含定向能力、独行技巧、心理建设、线索寻找等内容，也需要训练本体觉、前庭觉、听觉、皮肤觉、嗅觉及剩余视觉等感知觉能力，补偿视觉缺失的信息[16-18]。

我国有8 500多万残疾人，涉及2.6亿家庭人口，视力残疾人数位居残疾人的首位，大部分盲人需要1～2人陪伴照顾，大大增加了家庭及社会的负担。目前已有较多辅具可用于提高盲人的生活质量，但盲人独立出行还存在现实差距，定向行走的研究有待进一步加强[19-20]。

综上所述，盲人定向行走研究是一个多学科交叉、反复实践和探索的过程。本研究从客观上采集分析了盲人步态的特点，有助于改进步态训练的方法和思路，为提升盲人的定向行走提供了一定的参考。但本研究样本量小，仅初步探讨了盲人客观的时空步态数据，后续尚有待更大样本及深入研究来推动盲人定向行走的科学性发展。