利用步态分析,可 以对下肢假肢代偿功能的评定提供客观可靠的依据和指标。例如下肢 膝上、膝下永久假肢装配后会产生异常步态,通过步态分析,可以从 假肢及人体解剖学角度分析出异常步态度产生的原因,从而更好的改 正假肢的性能和指导患者的步行训练。 假肢、支具及矫形器装配及训练的具体应用举例: 膝关节假肢、踝关节假肢、前臂假肢、上肢假肢、髋关节假肢、 手指假肢、腕关节假肢等。 6、假肢、支具及矫形器等康复器械研发 我国假肢、支具、矫形器等行业离国外发达国家同类产品相比, 还有不小差距,除了制作材料和工艺外,与国内厂商在产品研发设计 中的技术手段相对比较落后有关。目前国内大多厂商在研发下肢康复 产品中,仍然采用定性的分析方法,很少采用定量手段。如果充分运 动起 BTS 三维步态定量分析系统所提供的各项具体参数,无疑将会 极大提高产品研发效率和提升产品的质量水平,使产品更吻合患者使 用,促进功能康复及减少损伤等。 假肢、支具及矫形器等康复器械研发的具体应用举例: 膝关节假肢、踝关节假肢、髋关节假肢等研发。 7、体育科研 (一)、运动创伤的康复及预防: 对运动创伤进行分析,判断损伤程度,制定康复训练计划,并提 出预防损伤的方法。 运动创伤的康复及预防的具体应用举例: 踝关节扭伤、腓肠肌拉伤、缝匠肌拉伤、股四头肌拉伤、腘绳肌损伤、 半月板损伤、韧带拉伤、手指挫伤等。 (二)、提高运动成绩: 对运动方式进行分析,从人体生物力学角度对其进行运动指导, 以提高运动成绩。例如指导训练肌肉的协调性,关节活动幅度等。 提高运动成绩的具体应用举例: 肌肉协调性训练、肌肉力量训练、运动姿势、重心、动作幅度训练等。 四、应用举例 (骨科应用简介、康复科应用详介) 1、大转子骨瓣治疗股骨头缺血性坏死手术前后三维步态简要分析: 以坏死分期期的股骨头缺血性坏死患者为例,采取大转子 骨瓣移位治疗,于手术前后采用三维步态分析系统进行步态分析,术 前患者呈臀中肌步态、短腿步态、减痛步态及屈髋肌无力步态,术后1 年病理步态一般会明显改善。术后1、2 年,患者步频、步速、步长及 髋、膝、踝关节活动度均较术前明显改善,加速度-时间曲线:术后1、2 年,患肢前进方向加速度的站立相负波及棘波较术前明显减小;摆动相 出现双峰波,术前为 个正相波。所以应用三维步态分析可以对股骨头缺血性坏死患者进行功能量化评价,较准确了解髋关节生物力学变 2、偏瘫的三维步态详细分析研究:2.1 时间-空间参数研究: 偏瘫患者步态步宽加大,步长、步幅缩短,步频降低,步速减慢, 足偏角大。正常人跨步长为156cm,偏瘫患者的患侧肢体经康复训练 后,跨步长可明显提高。正常人步频为95-125步/分,偏瘫患者步频 为40-75步/分。正常人步长为50-70cm,而偏态步态的步长平均为 40cm。偏瘫患者步速与平衡功能、活动能力、下肢的运动功能等均与 高度相关。脑卒中偏瘫患者的步行能力与其躯体运动学特征的相关密 切,并且显示其步行能力与躯体侧方运动呈负相关,而与其躯体垂直 运动呈正相关。偏瘫患者的步速(反映步行能力)与骨盆运动之间呈负 相关,其步行能力与骨盆的旋转运动之间的相关有显著性意义,其躯 体运动特点是:躯体运动表现为大范围的侧方运动和骨盆旋转、小范 围的垂直运动和躯体运动的不对称,提示躯体的协凋性训练和骨盆的 控制性训练对改善脑卒中偏瘫患者步行能力的重要性。 2.2 步态周期参数研究 偏瘫患者步态周期为2.3士0.8s,明显大于正常的1.2士0.1s。而偏瘫患者患侧站立相为67% ,摆动相为33%,而健侧站立相为80 摆动相为20%。有人研究显示,在自然行走过程中,偏瘫患者双下肢的单支撑期和摆动期的明显缩短是导致患者步行周期延长,步态异 常,步速减慢,步行能力下降的根本原因,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。 2.3 下肢关节角度参数研究: 偏瘫患者下肢髋伸展、膝屈曲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。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。髋、膝、踝关节角度的变化可用于判 断偏瘫水平。偏瘫患者患侧髋关节首次着地时刻、站立相最大伸展角 度、足尖离地时关节角度、迈步相最大屈曲角度、矢状面关节髋角度 范围与正常人的差异存在显著性意义。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。因此,把提高偏瘫患者步 态的对称性作为提高步行能力的主要指标。偏瘫患者肢体康复训练后 踝关节角度参数的表现为,首次着地时踝关节曲角度明显减少,站立 相踝关节最大伸展角度训练前后对比有非常显著性的改变。足尖离地 时踝关节角度明显增加,前后对比存在显著性差异。踝关节角度变化 范围明显减少,存在显著性差异。 2.4 力矩分析研究: 偏瘫患者康复治疗组患侧膝关节站立中期的总平均伸展、屈曲力 矩经康复治疗后显著下降,而总平均膝屈曲力矩值则显著增加。说明 膝关节在康复治疗后控制能力明显增加。 2.5 肌电活动分析研究: 偏瘫患者下肢肌肉活动的异常影响着步态的恢复。一项关于脑卒 中患者偏瘫下肢肌肉活动时序的研究中,对36例脑卒中偏瘫患者与18 名健康被试者的股二头肌、股直肌、胫骨前肌、腓肠肌内侧头在步态 周期的4期(第1个双腿支撑期、单腿支撑期以及第2个双腿支撑期、摆 动期)中活动持续时间进行比较发现:大腿肌肉中,偏瘫患者股二头 肌和股直肌在单腿支撑期活动持续时间明显延长,股二头肌.股直肌 在单腿支撑期的协同活动时间也延长,另外患者偏瘫侧股二头肌一股 直肌在第1个双腿支撑期协同活动的总体时间异常延长;小腿肌肉中, 脑卒中患者偏瘫侧腓肠肌内侧头在第1个双腿支撑期的总体活动时间 延长,偏瘫侧胫骨前肌在摆动期的活动持续时间也延长,而在单腿支 撑期的总体活动时间缩短。该研究表明脑卒中患者偏瘫侧及健侧下肢 的肌肉活动时序均存在明显异常,偏瘫侧尤其显著。Trueblood等比 较了三种不同步行模式(水平地面行走、带减重训练的水平地面行走、 带减重训练的跑台行走)下的步态特征,并探讨重复性跑台减重训练 的效果。研究发现,不管是水平地面还是跑台减重训练,10例慢性脑 卒中患者在训练后站立/摆动期,肢体对称性、胫骨前肌及股四头肌 肌群的表面肌电活动都有所改善,表明跑台减重训练有助于帮助慢性 脑卒中患者恢复正常步态和改善平衡能力。 五、模块建设 BTS 系统应用在医院(骨科、康复科)、康复中心、残疾人康复 中心、支具矫形中心、支具矫形器康复器械研发中心、体育局运动训 练中心、高等体育院校、竞技体校、体育科研中心、运动医学生物力 学实验室、高档健身中心等各种不同场所,我们可以针对不同的客户 群规划设计并建立不同的样板运动生物力学实验室或康复科三维步 态分析综合实验室或力量训练实验室等,以便各客户更方便快捷的规 划建设实验室及更科学的实际应用产品,并使之流程化模块化,利于 样板式推广。 六、未来展望 目前制约国内三维系统推广的主要因素表现在三方面: 操作相对复杂;(要求操作人员有一定的医学、计算机、医疗器械等三方面的综合知识能力) 分析的方法及具体应用不明确。未来发展趋势: 随着科学技术的发展,临床及科研用的三维步态分析系统 仪器价格将不断降低,将有越来越多的医疗机构及科研单位等 选择使用。我们BTS 系统其实就是简化了操作流程及结果输出, 让医生等方便快速的掌握操作方法及快速的出结果,而且在未 来我们公司产品部将快速致力于具体领域的具体分析方法及应 用。所以市场竞争力及空间很大。 因此,本人有充分的理由相信,未来几年,我们的BTS 析系统将在国内的医疗及体育科研等领域掀起一场技术与临床实际结合的新革命,促进客观精确,方便快捷的操作系统在功 能评定,康复训练,运动科研等领域得到广泛的运用和推广。 PD 备注:由于对BTS 产品具体软件操作和性能特点还有待更深刻了解, 具体性能及临床应用空间还需进一步发掘并提取。仅代表个人观点。