脑卒中偏瘫患者康复治疗前后的三维步态分析

卢利萍，桑德春，邵翠霞，刘海荣，刘建华，李媛媛

脑卒中偏瘫患者康复治疗前后的三维步态分析

卢利萍1,2，桑德春1,2，邵翠霞3，刘海荣3，刘建华2，李媛媛3

目的分析脑卒中偏瘫患者康复治疗前后的三维步态特点。方法采用三维步态分析仪对28例脑卒中偏瘫患者6周的常规康复训练前后分别进行三维步态分析检查。结果治疗后患侧下肢站立相百分比较前增加(P＜0.05)，摆动相百分比较前减少(P＜0.05)，较前接近正常值；患侧下肢的步长、跨步长，步速均较前增加(P＜0.05)；患者髋关节内收外展、屈曲伸展，膝关节屈曲伸展，踝关节内外旋转、内翻外翻、背屈跖屈均较前改善(P＜0.05)。结论三维步态分析系统能定量地评价患者的步态情况，可作为康复疗效评定的指标之一。

脑卒中；偏瘫；三维步态分析；康复

[本文著录格式]卢利萍，桑德春，邵翠霞，等.脑卒中偏瘫患者康复治疗前后的三维步态分析[J].中国康复理论与实践, 2014,20(8):752-755.

脑卒中后常导致患者步行能力障碍、步态异常，影响患者的日常生活，给患者家庭和社会带来严重负担。如何客观地判断患者的步行能力和步态，给予正确的康复治疗并评定其疗效，是人们关心的问题，也是本课题的研究目的。本研究对28例脑卒中偏瘫患者康复治疗前后的三维步态进行分析，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取中国康复研究中心2012年5～12月脑卒中偏瘫患者28例，其诊断符合全国第四次脑血管病会议诊断标准[1]，均经CT或MRI证实为脑梗死或脑出血，伴有左侧或右侧不同程度的肢体偏瘫。排除标准：①严重的理解力缺失；②危及生命的疾病；③有周围或其他中枢神经系统疾病史；④下肢手术史；⑤未进行规范化康复治疗。

28例患者中男性21例，女性7例；年龄47～83岁，平均(65±18)岁；病程1～16个月，平均(8.5±7.5)个月；左侧瘫痪11例，右侧瘫痪17例；脑梗死22例，脑出血6例。

1.2 三维步态分析方法

本研究采用美国Motion Analysis三维步态分析仪，该仪器包括数据分析系统。测试对象在家属陪伴下适应环境后粘贴荧光球，分别位于双侧髂前上棘、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，共标记19个位点。粘贴标记物后患者站在测力台中央至少5 s，得到其静止站立时各参数值。随后去掉双侧股骨内上髁、双侧足内踝荧光球，开始在步行道上行走，要求尽量直线匀速行走，左右腿各记录3次，每次行走选择视频采集到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，得出分析报告。

康复治疗前后进行三维步态分析。主要观察的步态运动学参数有髋、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、跨步长等。

1.3 康复治疗方法

根据生理学及神经发育学原理，按照患者疾病的不同阶段、不同特点以Bobath疗法、Brunnstrom疗法、Rood疗法、本体感神经肌肉促进疗法等为基本方法，综合运用其技术进行康复治疗，内容包括体位控制、改善关节活动范围、抗痉挛、随意性改善训练、肢体耐力训练、坐位和立位平衡训练、单足支撑训练、步行训练等，同时注意家属指导，以配合康复治疗，每次45min，每天1～2次，疗程为6周。

通过三维步态分析确定患者异常步态的主要问题，并寻找相关原因，如肌力弱、肌张力高、髋膝踝关节控制差、步态不对称、单腿负重能力差、重心转移差等，采取有针对性的康复治疗方法进行治疗。康复治疗后再次进行三维步态分析，评估患者步态改善情况，指导下一步治疗。

1.4 统计学分析

采用SPSS 13.0统计软件对康复治疗前后的三维步态数据采用配对t检验，显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 时间参数

治疗后患者患侧下肢站立相百分比较前增加(P＜0.05)，较前接近正常值(60%～65%)[2]；患侧下肢摆动相百分比较前减少(P＜0.05)，较前接近正常值(35%～40%)[2]。患者治疗后健侧下肢站立相百分比较前减少，摆动相百分比较前增加，但均无显著性差异(P＞0.05)。患侧下肢站立相百分比及摆动相百分比与健侧下肢相比，治疗后较治疗前差值缩小(t=3.537,P= 0.015)。患者两侧治疗前后的步频均小于正常值(95～125/min)[2]，但均无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

2.2 距离参数

治疗后两侧下肢的步长、跨步长及步速均较前增加(P＜0.05)。患侧下肢与健侧下肢比较，治疗前后均无显著性差异(P＞0.05)。康复治疗后，患者步宽较前减小，但无显著性差异(P＞0.05)。见表2。

表1 治疗前后时间参数比较(n=28)

表2 治疗前后距离参数比较(n=28)

2.3 关节活动度

治疗后髋关节内收外展、屈曲伸展，膝关节屈曲伸展，踝关节内外旋转、内翻外翻、背屈跖屈活动度均较治疗前有显著性差异(P＜0.05)。见表3。

表3 治疗前后患侧下肢髋膝踝关节活动度变化(n=28)

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]。

偏瘫是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、髋关节外展外旋之“划圈”步态。

三维步态分析系统是一种新兴的步态分析手段，具有客观、定量、准确的特点，目前逐渐被应用于骨科康复[7]、神经康复[8-10]、矫形外科[11]、助行器辅助具[12]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地进行数据采集，数据采集频率一般在60次/min以上，并对关节和躯体阶段性运动轨迹进行分析和三维重建[13-14]。

长期以来步态分析需要事后进行，而且耗时巨大，从而极大地限制这一技术的临床应用。近年来由于计算机技术的高速发展，一台普通服务器的性能已经达到过去小型机甚至大型机的水平，数据自动采集和分析的速率极大地提高，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，极大地简化步态分析的过程，提高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，从而大大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，电子测角器方式的研究同样引起国内外学者的重视[15]。

三维步态分析不仅能客观定量评价患者的步态情况，同时根据三维步态分析结果得出脑卒中偏瘫患者异常步态的主要问题[16]，寻找相关原因，如肌力弱、肌张力高、髋膝踝关节控制差、躯干稳定性差、步态不对称、单腿负重能力差、重心转移差等，有针对性地进行增强肌力，降低肌张力，通过本体神经促进技术(PNF)等提高下肢关节控制及躯干轴心控制，通过站立及立位平衡训练等提高单腿负重能力及重心转移能力，改善步态对称性及稳定性。三维步态分析作为脑卒中偏瘫康复治疗中步态调整的依据，不仅能找出异常步态的问题点指导治疗，同时可客观评价康复后的步态改善情况。

本研究通过对28例脑卒中偏瘫患者康复治疗6周前后进行三维步态分析，获取其治疗前后的时间和空间参数。患者治疗前的患侧下肢站立相时间百分比小于正常值，提示脑卒中偏瘫患者的患侧下肢单腿负重能力降低，需要增加健侧下肢的站立相时间来稳定重心及提高平衡能力。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，增加单足支撑训练是改善患者步态和步速的有效方法[17]。

本研究结果显示，通过增加单足支撑训练，提高患者双下肢单腿负重能力，从而使患侧下肢的站立相百分比减少，摆动相百分比增加，明显缩小与健侧下肢的差距，提高步态的对称性及步行稳定性，从而令整个步行周期缩短，且能明显提高患者的步速，尤其是摆动速度，并能增加患者患侧的跨步长。该结果与王煜等[18]、李华等[19]、徐光青等[20]研究结果一致。

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[17]。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[21]。这是针对二维步态分析系统对偏瘫患者步态分析得出的结论，只能观察髋膝踝关节的矢状面运动情况，而不能较客观准确地描述分析其冠状面、横断面上髋膝踝关节的运动。

本研究结果显示，治疗后髋关节内收外展、屈曲伸展，膝关节屈曲伸展，踝关节内外旋转、内翻外翻、背屈跖屈均较前明显改善(P＜0.05)。患者治疗后髋关节内收外展活动度(14.39°)较前减小更接近正常范围[2,16](+4°～-6°)，髋关节屈曲伸展活动度(62.39°)较前增大，更接近正常范围(+30°～-20°)；膝关节屈曲伸展活动度(55.21°)较前增加，更接近正常范围(0°～65°)；踝关节内旋外旋活动度(20.29°)较前减小，较治疗前好转，但仍大于正常范围(+8°～-2°)，踝关节内翻外翻活动度(11.31°)较前减小，更接近正常范围(+3°～-12°)；背屈跖屈活动度(36.93°)较前增加，基本达到正常范围(+15°～-20°)。患者治疗前的髋关节活动度主要表现为屈曲受限、过度外展外旋，膝关节活动度表现为屈曲受限，踝关节活动度表现为背屈受限，过度外旋内翻。根据患者治疗前三维步态分析结果，提高患者髋膝踝关节的控制能力，如加强髋关节伸展训练(强化练习臀大肌，放松髂腰肌及腰方肌)及控制髋关节过度外展外旋(强化内收内旋肌肉训练)；强调站立相时膝关节保持微屈状态，避免膝反张，强化腘绳肌训练，避免股四头肌过度紧张；通过改善足内翻下垂，强化胫前肌及腓骨长短肌，放松腓肠肌训练，纠正踝关节内翻跖屈状态。通过上述治疗，可提高髋膝踝关节控制能力，增强步行稳定性。

综上所述，三维步态分析可客观、定量地评价脑卒中患者的步态情况，分析步态异常原因，为康复治疗提供依据，并可作为康复治疗的疗效评定指标加以应用。

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3D Gait Analysis of Stroke Hemiplegic Patients before and after Rehabilitation

LU Li-ping,SANG De-chun,SHAO Cui-xia,LIU Hairong,LIU Jian-hua,LI Yuan-yuan.Capital Medical University School of Rehabilitation Medicine,Beijing Bo'ai Hospital,China Rehabilitation Research Center,Beijing 100068,China

ObjectiveTo explore the 3D gait analysis of stroke hemiplegic patients.Methods28 stroke hemiplegic patients were examined with the 3D gait analysis system before and after 6-week rehabilitation.ResultsAfter rehabilitation,support phase time of the affected lower limb increased and swing phase time decreased(P＜0.05).Step length,stride length and walking speed increased(P＜0.05).There was significantly difference in range of motion(ROM)of hip deduction/abduction,flexion/extension,and knee flexion/extension,and ankle internal/external rotation,varus/eversion,dorsiflexion/plantar flexion before and after rehabilitation(P＜0.05).Conclusion3D gait analysis system can evaluate the patient's gait objectively and quantitatively,and provide the basis for rehabilitation assessment.

stroke;hemiplegia;3D gait analysis;rehabilitation

10.3969/j.issn.1006-9771.2014.08.012

R743.3

A

1006-9771(2014)08-0752-04

2014-04-18

2014-06-24)

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(No.2012CZ-25)。

1.首都医科大学康复医学院，北京市100068；2.中国康复研究中心北京博爱医院，北京市100068；3.北京市残疾人康复服务指导中心，北京市100070。作者简介：卢利萍(1983-)，女，湖南浏阳市人，硕士，主治医师，主要研究方向：康复评定。通讯作者：桑德春(1961-)，男，河北滦南县人，硕士，主任医师，主要研究方向：老年康复。E-mail:sdc12663@126.com。