有跌倒史老年人跨越障碍步态特征的研究

陈岩等

摘 要：目的：研究有跌倒史老年人跨越障碍的步态特征。方法：运用美国APAS录像解析方法分析有跌倒史老年人（跌倒组10名）和无跌倒史老年人（对照组10名）跨越障碍时步态特征。结果：与无跌倒史老年人比较，有跌倒史老年人跨越步速、跨越高度、脚跟距离和脚尖距离有显著性差异（P<0.05）；有跌倒史老年人左腿（跟随腿）支撑踝关节最大伸展角度、右腿（先行腿）在障碍正上方踝关节角度、左腿在障碍正上方膝关节与踝关节角度有明显差别（P<0.05）。由此发现有跌倒史老年人跨越障碍时具有跨越步速慢、脚尖距离长、脚跟距离短、左右腿跨越净高低的步态特征。

关键词：老年人；跌倒史；步态；跨越障碍

中图分类号：G804.5 文献标识码：A 文章编号：1006-2076（2014）05-0062-03

Abstract： Objective： To study gait characteristics of stepping over barriers in elderly people with fall histories.Methods：The APAS system （US） was used to analyze the gait video of elderly people with and without fall histories when they stepped over barriers. They were divided into two groups （fall group 10 persons and control group 10 persons）.Results：Compared to elderly people without fall histories， there were statistically significant differences in crossing speed， crossing height， toe distance and heel distance of elderly people with fall histories（P<0.05）.Meanwhile they had significant differences in maximum extension of left ankle in standing phase， right ankle angle above barriers， left ankle angle and knee angle above barriers（P<0.05）.Therefore elderly people with fall histories were characteristic of slower crossing speed， longer toe distance， shorter heel distance and lower crossing height of both legs when they stepped over barriers.

Key words： elderly people； fall history； gait； step over barriers[HK][HT]

跌倒是老年人日常生活中常遇到的意外之一，也是老年人伤残、失能和死亡的重要原因之一。在美国，伤害是65岁以上人口第六位致死的原因，而跌倒致死数占伤害死亡总数2/3，老年人外伤性伤害的40%由跌倒造成，特别是髋部骨折超过90%是由跌倒导致[1]。在中国，65岁及以上老年人跌倒致伤占医院急症各类伤害的41.2%，居伤害原因的第三位[2]，2003年上海市65岁及以上人口跌倒死亡率为86.31/10万，占伤害总死亡率的26.15%，为伤害死因第一位[3]。Topper人等报道跨越障碍由于支撑底面受到干扰而无法协调动作与姿势导致跌倒，占老年人跌倒情况的54%[4]，朱月妹等人对老年人跌倒危险因素调查中发现有231%的跌倒是由障碍物绊倒[5]。研究发现60岁以上的老年人有1/3到1/2曾跌倒过，而在有跌倒经历的老年人中，又有近1/2的老年人曾经发生多次跌倒[6] ，也有研究发现近一年内跌倒史是老年人跌倒的重要危险因子[7]。由此可见，有跌倒史的老年人跨越障碍时发生跌倒的可能性大大增加，严重威胁老年人的身心健康。本研究结合跌倒史和跨越障碍来分析老年人的步态特征，可能会发现新的步态参数，以期为预防老年人跌倒提供参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象 本研究通过问卷调查选取济南市某社区退休老年人29名，视力正常，能够独立行走，排除心血管疾病、影响运动的骨科和神经系统疾病以及精神障碍疾病患者。所有受试者均知情同意且签署同意书。国际老年人跌倒预防工作组在1987年将跌倒定义为：无意图地摔倒在地上或一些更低的平面上，但不包括暴力、意识丧失、偏瘫或癫病发作所致的跌倒[8]，明显的湿滑地面滑倒和药物引起眩晕导致跌倒不计。李宗涛将测试前12个月经历过一次或多次跌倒定义为跌倒者[9]。本研究将受试者按照近一年内有无跌倒经历分为两组，在保证两组受试者的年龄、身高和体重皆无显著性差异的前提，最终有20名受试者纳入统计学分析，近一年内未跌倒者作为对照组（无跌倒史，5男5女，最大年龄72岁，最小年龄60岁），近一年内跌倒1次及以上者作为跌倒组（有跌倒史，6男4女，最大年龄72岁，最小年龄61岁）。两组受试者基本情况见表1。

1.2研究方法 采用Sony 摄像机2台（HDR-FX1000）分别位于受试者的侧面和前面，主光轴成90度相交，机高1.1 m，采集频率为25帧/秒，应用美国APAS视频解析系统解析视频资料。在测试路径中央放置障碍，障碍高度为15 cm，于宁等研究中采用的障碍高度为15 cm和23 cm[10]，赵星等研究中采用的障碍高度为10 cm、15 cm和20 cm[11] ，而且一级台阶的高度大约为15 cm，台阶是生活中常见的障碍，所以选用15 cm作为本研究的障碍高度。受试者在障碍前大约4 m开始行走，跨越障碍后再走大约4 m。测试前受试者穿上统一的服装，由同一工作人员在受试者双腿的髂前上棘、股骨大转子、胫骨外侧髁、腓骨外踝、足尖10个位点黏贴反光球，然后拍摄比例尺并以日光灯开灭同步。测试时受试者以平常步态自然行走并左腿支撑跨越障碍，分别练习1次和测量3次。

1.3 测试指标

1.3.1 时空参数 跨越障碍时，受试者以右腿作为跨越腿先行跨越，以左腿作为支撑腿跟随跨越。①跨越步长：当跨越障碍时，支撑腿和跨越腿两脚后跟之间的距离；②跨越步速：跨越障碍时两腿全部跨越的平均速度；③右腿跨越净高：当右脚在障碍正上方时，右脚最低点与障碍之间的垂直距离；④左腿跨越净高：当左脚在障碍正上方时，左脚最低点与障碍之间的垂直距离；⑤脚尖距离：跨越障碍时，支撑腿脚尖与障碍的水平距离；⑥脚跟距离：跨越障碍后跨越腿落地时，跨越腿脚跟与障碍的水平距离。

1.3.2 关节角度参数 ①左腿支撑时髋关节、膝关节、踝关节最大伸展角度；②右腿摆动时髋关节、膝关节、踝关节最大屈曲角度；③左右腿在障碍正上方时髋关节、膝关节、踝关节角度（取脚在障碍正上方那一帧）。

1.4 统计学分析 所有数据均以[AKX-]±S表示，取每位受试者3次测量值的平均值作为步态参数值，而且时空参数除以身高进行标准化处理。使用SPSS17.0统计软件对数据进行独立样本t检验（P<0.05具有显著性差异）。

2 结果

2.1 时空参数

3 讨论

在跨越障碍时先行腿和跟随腿具有不同的步态特点，本实验中右腿（先行腿）首先跨越障碍，左腿（跟随腿）随后跨越障碍。有跌倒史老年人右腿在障碍正上方时跨越净高明显小于无跌倒史老年人，右脚最低点离障碍更近，就更容易触碰到障碍，结合此时的关节角度，发现有跌倒史老年人踝关节角度明显大于对照组，而髋关节和膝关节角度无显著差异，这是由于摆动时相踝关节背屈延迟导致的，有研究发现踝关节背屈延迟伴发比目鱼肌和胫骨前肌的不平衡而导致神经运动模式改变[12]。有跌倒史老年人左腿在障碍正上方时跨越净高明显小于对照组，结合此时的关节角度，在髋关节角度没有明显差异的情况下膝关节角度明显大于对照组，说明有跌倒史老年人小腿位置较低，同时踝关节角度明显小于对照组，导致左脚更易触碰到障碍，这可能是由于小腿三头肌力量不足和股四头肌伸展性不足造成的。有跌倒史老年人左腿支撑时踝关节最大伸展角度（脚尖离地时角度）和跨越步速也明显小于对照组，这和以往的研究相吻合，踝跖屈峰值时间明显延迟，对下肢的推动延迟，行走时较乏力[12]，使重心从左腿向右腿转移异常，控制平衡难度增加，右腿跨越障碍后脚前掌先着地，打乱了正常步态支撑时相分期（后跟着地期、中间稳定期、推进期），而无跌倒史老年人跨越障碍时仍然保持正常的步态周期。

跨越障碍时，两组老年人的跨越步长没有明显差异，脚尖距离和脚跟距离却有显著性差异，有无跌倒史老年人策略选择不同。跨越障碍时，先行腿抬起越高，重心向上向前移动幅度越大，身体为了维持平衡，在重心达到最大值后向前向下移动过程中需要更大的支撑面来维持身体平衡，于是脚跟距离就会相应的增加，同时跟随腿也需要抬起更高来跨越障碍物。有跌倒史老年人脚尖距离大，可能因为心理惧怕而远离障碍，并且右腿跨越净高降低和跨越步长限制双重导致脚跟距离小，跨越后离障碍近，增加脚跟触碰障碍的风险[13]，降低了老年人跨越障碍的能力，所以有跌倒史老年人采取的大脚尖距离和小脚跟距离策略风险较高。

正常步态是以肌力为基础、以平衡为前提，如果研究能够结合肌电和下肢肌力，会使问题的探讨更深入，这是本研究存在的局限性。

跌倒史是身体素质下降的一个标志，能够反映一些未能察觉的身体机能变化。有跌倒史老年人跨越障碍时具有跨越步速慢、脚尖距离长、脚跟距离短、左右腿跨越净高低的特点，这些导致双脚因触碰障碍而跌倒的风险升高。

参考文献：

[1]李林涛，王声湧.老年人跌倒的疾病负担与危险因素[J].中华流行病学杂志，2001，22（8）：262-264.

[2]陈曙阳，周静，李中杰，等.25家综合性医院急诊伤害调查[J].中华流行病学杂志，2004，25（3）：210-211.

[3]周顺福，宋桂香，李延红，等.老年妇女跌倒性伤害的预防和控制[J].上海预防医学杂志，2005，17（3）：113-115.

[4]Topper AK，Maki BE，Holliday PJ.Are activity-based assessment of balance and gait in the elderly predictive of risk of falling and/or type of fall？[J].J AM Geriatr Soc，1993，41（5）：479-487.

[5]朱月妹，袁浩斌，陈雷.老年人跌倒危险因素的调杳[J].护理实践与研究，2007，10（4）：5-7.

[6]Tinetti ME，Doucette JT，Claus EB.The contribution of predisposing and situation risk factors to serious fall injuries[J].J AM Geriatr Soc，1995，43（11）：1207-1213.

[7]李林涛，王声湧，荆春霞.老年人多次跌倒的危险因素研究[J].疾病控制杂志，2007，11（3）：280-281.

[8]李汉镜.老年人跌倒危险因素分析及运动干预研究[D].上海：上海体育学院，2010.

[9]李宗涛.预测老年女性跌倒风险的静立平衡COP活动参数研究[J].山东体育学院学报，2013，29（1）：66-69.

[10]于宁，张翠，逄峰.不同运动项目对老年女性跨越障碍物策略影响的研究[J].山东体育科技，2013，35（1）：105-110.

[11]赵星.老年人跨越障碍动作控制能力的研究[D].北京：北京体育大学，2011.

[12]李正宇，张盘德，王宁华.踝背屈延迟预测老年人跌倒[J].国外医学：物理医学与康复分册2004，24（1）：39-40.

[13]Skelton DA，Dian SM.Exercise for falls management：Rationale for an exercise programme aimed at reducing postural instability[J].Physiotherapy Theory and Practice，1999，15（2）：105-120.

1.3 测试指标

1.3.1 时空参数 跨越障碍时，受试者以右腿作为跨越腿先行跨越，以左腿作为支撑腿跟随跨越。①跨越步长：当跨越障碍时，支撑腿和跨越腿两脚后跟之间的距离；②跨越步速：跨越障碍时两腿全部跨越的平均速度；③右腿跨越净高：当右脚在障碍正上方时，右脚最低点与障碍之间的垂直距离；④左腿跨越净高：当左脚在障碍正上方时，左脚最低点与障碍之间的垂直距离；⑤脚尖距离：跨越障碍时，支撑腿脚尖与障碍的水平距离；⑥脚跟距离：跨越障碍后跨越腿落地时，跨越腿脚跟与障碍的水平距离。

1.3.2 关节角度参数 ①左腿支撑时髋关节、膝关节、踝关节最大伸展角度；②右腿摆动时髋关节、膝关节、踝关节最大屈曲角度；③左右腿在障碍正上方时髋关节、膝关节、踝关节角度（取脚在障碍正上方那一帧）。

1.4 统计学分析 所有数据均以[AKX-]±S表示，取每位受试者3次测量值的平均值作为步态参数值，而且时空参数除以身高进行标准化处理。使用SPSS17.0统计软件对数据进行独立样本t检验（P<0.05具有显著性差异）。

2 结果

2.1 时空参数

3 讨论

在跨越障碍时先行腿和跟随腿具有不同的步态特点，本实验中右腿（先行腿）首先跨越障碍，左腿（跟随腿）随后跨越障碍。有跌倒史老年人右腿在障碍正上方时跨越净高明显小于无跌倒史老年人，右脚最低点离障碍更近，就更容易触碰到障碍，结合此时的关节角度，发现有跌倒史老年人踝关节角度明显大于对照组，而髋关节和膝关节角度无显著差异，这是由于摆动时相踝关节背屈延迟导致的，有研究发现踝关节背屈延迟伴发比目鱼肌和胫骨前肌的不平衡而导致神经运动模式改变[12]。有跌倒史老年人左腿在障碍正上方时跨越净高明显小于对照组，结合此时的关节角度，在髋关节角度没有明显差异的情况下膝关节角度明显大于对照组，说明有跌倒史老年人小腿位置较低，同时踝关节角度明显小于对照组，导致左脚更易触碰到障碍，这可能是由于小腿三头肌力量不足和股四头肌伸展性不足造成的。有跌倒史老年人左腿支撑时踝关节最大伸展角度（脚尖离地时角度）和跨越步速也明显小于对照组，这和以往的研究相吻合，踝跖屈峰值时间明显延迟，对下肢的推动延迟，行走时较乏力[12]，使重心从左腿向右腿转移异常，控制平衡难度增加，右腿跨越障碍后脚前掌先着地，打乱了正常步态支撑时相分期（后跟着地期、中间稳定期、推进期），而无跌倒史老年人跨越障碍时仍然保持正常的步态周期。

跨越障碍时，两组老年人的跨越步长没有明显差异，脚尖距离和脚跟距离却有显著性差异，有无跌倒史老年人策略选择不同。跨越障碍时，先行腿抬起越高，重心向上向前移动幅度越大，身体为了维持平衡，在重心达到最大值后向前向下移动过程中需要更大的支撑面来维持身体平衡，于是脚跟距离就会相应的增加，同时跟随腿也需要抬起更高来跨越障碍物。有跌倒史老年人脚尖距离大，可能因为心理惧怕而远离障碍，并且右腿跨越净高降低和跨越步长限制双重导致脚跟距离小，跨越后离障碍近，增加脚跟触碰障碍的风险[13]，降低了老年人跨越障碍的能力，所以有跌倒史老年人采取的大脚尖距离和小脚跟距离策略风险较高。

正常步态是以肌力为基础、以平衡为前提，如果研究能够结合肌电和下肢肌力，会使问题的探讨更深入，这是本研究存在的局限性。

跌倒史是身体素质下降的一个标志，能够反映一些未能察觉的身体机能变化。有跌倒史老年人跨越障碍时具有跨越步速慢、脚尖距离长、脚跟距离短、左右腿跨越净高低的特点，这些导致双脚因触碰障碍而跌倒的风险升高。

参考文献：

[1]李林涛，王声湧.老年人跌倒的疾病负担与危险因素[J].中华流行病学杂志，2001，22（8）：262-264.

[2]陈曙阳，周静，李中杰，等.25家综合性医院急诊伤害调查[J].中华流行病学杂志，2004，25（3）：210-211.

[3]周顺福，宋桂香，李延红，等.老年妇女跌倒性伤害的预防和控制[J].上海预防医学杂志，2005，17（3）：113-115.

[4]Topper AK，Maki BE，Holliday PJ.Are activity-based assessment of balance and gait in the elderly predictive of risk of falling and/or type of fall？[J].J AM Geriatr Soc，1993，41（5）：479-487.

[5]朱月妹，袁浩斌，陈雷.老年人跌倒危险因素的调杳[J].护理实践与研究，2007，10（4）：5-7.

[6]Tinetti ME，Doucette JT，Claus EB.The contribution of predisposing and situation risk factors to serious fall injuries[J].J AM Geriatr Soc，1995，43（11）：1207-1213.

[7]李林涛，王声湧，荆春霞.老年人多次跌倒的危险因素研究[J].疾病控制杂志，2007，11（3）：280-281.

[8]李汉镜.老年人跌倒危险因素分析及运动干预研究[D].上海：上海体育学院，2010.

[9]李宗涛.预测老年女性跌倒风险的静立平衡COP活动参数研究[J].山东体育学院学报，2013，29（1）：66-69.

[10]于宁，张翠，逄峰.不同运动项目对老年女性跨越障碍物策略影响的研究[J].山东体育科技，2013，35（1）：105-110.

[11]赵星.老年人跨越障碍动作控制能力的研究[D].北京：北京体育大学，2011.

[12]李正宇，张盘德，王宁华.踝背屈延迟预测老年人跌倒[J].国外医学：物理医学与康复分册2004，24（1）：39-40.

[13]Skelton DA，Dian SM.Exercise for falls management：Rationale for an exercise programme aimed at reducing postural instability[J].Physiotherapy Theory and Practice，1999，15（2）：105-120.

1.3 测试指标

1.3.1 时空参数 跨越障碍时，受试者以右腿作为跨越腿先行跨越，以左腿作为支撑腿跟随跨越。①跨越步长：当跨越障碍时，支撑腿和跨越腿两脚后跟之间的距离；②跨越步速：跨越障碍时两腿全部跨越的平均速度；③右腿跨越净高：当右脚在障碍正上方时，右脚最低点与障碍之间的垂直距离；④左腿跨越净高：当左脚在障碍正上方时，左脚最低点与障碍之间的垂直距离；⑤脚尖距离：跨越障碍时，支撑腿脚尖与障碍的水平距离；⑥脚跟距离：跨越障碍后跨越腿落地时，跨越腿脚跟与障碍的水平距离。

1.3.2 关节角度参数 ①左腿支撑时髋关节、膝关节、踝关节最大伸展角度；②右腿摆动时髋关节、膝关节、踝关节最大屈曲角度；③左右腿在障碍正上方时髋关节、膝关节、踝关节角度（取脚在障碍正上方那一帧）。

1.4 统计学分析 所有数据均以[AKX-]±S表示，取每位受试者3次测量值的平均值作为步态参数值，而且时空参数除以身高进行标准化处理。使用SPSS17.0统计软件对数据进行独立样本t检验（P<0.05具有显著性差异）。

2 结果

2.1 时空参数

3 讨论

在跨越障碍时先行腿和跟随腿具有不同的步态特点，本实验中右腿（先行腿）首先跨越障碍，左腿（跟随腿）随后跨越障碍。有跌倒史老年人右腿在障碍正上方时跨越净高明显小于无跌倒史老年人，右脚最低点离障碍更近，就更容易触碰到障碍，结合此时的关节角度，发现有跌倒史老年人踝关节角度明显大于对照组，而髋关节和膝关节角度无显著差异，这是由于摆动时相踝关节背屈延迟导致的，有研究发现踝关节背屈延迟伴发比目鱼肌和胫骨前肌的不平衡而导致神经运动模式改变[12]。有跌倒史老年人左腿在障碍正上方时跨越净高明显小于对照组，结合此时的关节角度，在髋关节角度没有明显差异的情况下膝关节角度明显大于对照组，说明有跌倒史老年人小腿位置较低，同时踝关节角度明显小于对照组，导致左脚更易触碰到障碍，这可能是由于小腿三头肌力量不足和股四头肌伸展性不足造成的。有跌倒史老年人左腿支撑时踝关节最大伸展角度（脚尖离地时角度）和跨越步速也明显小于对照组，这和以往的研究相吻合，踝跖屈峰值时间明显延迟，对下肢的推动延迟，行走时较乏力[12]，使重心从左腿向右腿转移异常，控制平衡难度增加，右腿跨越障碍后脚前掌先着地，打乱了正常步态支撑时相分期（后跟着地期、中间稳定期、推进期），而无跌倒史老年人跨越障碍时仍然保持正常的步态周期。

跨越障碍时，两组老年人的跨越步长没有明显差异，脚尖距离和脚跟距离却有显著性差异，有无跌倒史老年人策略选择不同。跨越障碍时，先行腿抬起越高，重心向上向前移动幅度越大，身体为了维持平衡，在重心达到最大值后向前向下移动过程中需要更大的支撑面来维持身体平衡，于是脚跟距离就会相应的增加，同时跟随腿也需要抬起更高来跨越障碍物。有跌倒史老年人脚尖距离大，可能因为心理惧怕而远离障碍，并且右腿跨越净高降低和跨越步长限制双重导致脚跟距离小，跨越后离障碍近，增加脚跟触碰障碍的风险[13]，降低了老年人跨越障碍的能力，所以有跌倒史老年人采取的大脚尖距离和小脚跟距离策略风险较高。

正常步态是以肌力为基础、以平衡为前提，如果研究能够结合肌电和下肢肌力，会使问题的探讨更深入，这是本研究存在的局限性。

跌倒史是身体素质下降的一个标志，能够反映一些未能察觉的身体机能变化。有跌倒史老年人跨越障碍时具有跨越步速慢、脚尖距离长、脚跟距离短、左右腿跨越净高低的特点，这些导致双脚因触碰障碍而跌倒的风险升高。

参考文献：

[1]李林涛，王声湧.老年人跌倒的疾病负担与危险因素[J].中华流行病学杂志，2001，22（8）：262-264.

[2]陈曙阳，周静，李中杰，等.25家综合性医院急诊伤害调查[J].中华流行病学杂志，2004，25（3）：210-211.

[3]周顺福，宋桂香，李延红，等.老年妇女跌倒性伤害的预防和控制[J].上海预防医学杂志，2005，17（3）：113-115.

[4]Topper AK，Maki BE，Holliday PJ.Are activity-based assessment of balance and gait in the elderly predictive of risk of falling and/or type of fall？[J].J AM Geriatr Soc，1993，41（5）：479-487.

[5]朱月妹，袁浩斌，陈雷.老年人跌倒危险因素的调杳[J].护理实践与研究，2007，10（4）：5-7.

[6]Tinetti ME，Doucette JT，Claus EB.The contribution of predisposing and situation risk factors to serious fall injuries[J].J AM Geriatr Soc，1995，43（11）：1207-1213.

[7]李林涛，王声湧，荆春霞.老年人多次跌倒的危险因素研究[J].疾病控制杂志，2007，11（3）：280-281.

[8]李汉镜.老年人跌倒危险因素分析及运动干预研究[D].上海：上海体育学院，2010.

[9]李宗涛.预测老年女性跌倒风险的静立平衡COP活动参数研究[J].山东体育学院学报，2013，29（1）：66-69.

[10]于宁，张翠，逄峰.不同运动项目对老年女性跨越障碍物策略影响的研究[J].山东体育科技，2013，35（1）：105-110.

[11]赵星.老年人跨越障碍动作控制能力的研究[D].北京：北京体育大学，2011.

[12]李正宇，张盘德，王宁华.踝背屈延迟预测老年人跌倒[J].国外医学：物理医学与康复分册2004，24（1）：39-40.

[13]Skelton DA，Dian SM.Exercise for falls management：Rationale for an exercise programme aimed at reducing postural instability[J].Physiotherapy Theory and Practice，1999，15（2）：105-120.