脑梗死患者基于跑台步行的步态分析

杨智权，刘爱贤，聂忆秋

首都医科大学附属北京康复医院神经康复中心，北京市100144

脑梗死后偏瘫是一种非对称性瘫痪，会导致患者出现“偏瘫步态”。要恢复一定的步行能力，良好的步态是基础。步行中足底压力变化与步行周期是反映步态的常用指标。随着临床康复量化评估设备的大量使用，对脑卒中偏瘫患者进行步行周期、足底压力分布和足底时空变化参数的动态量化评估越来越受到重视[1-3]。本研究利用PDM-THM 步态训练跑台对脑梗死患者平地步行时的步行周期、足底压力分布及足底时空变化参数进行分析，为指导步行训练提供量化数据[4]，为科学合理制订康复治疗计划提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017 年4 月至2018 年11 月首都医科大学附属北京康复医院神经康复中心收治的脑梗死患者24例，符合1995年第四届脑血管病学术会议制订的脑梗死诊断标准[5]，并经头颅CT或MRI检查确诊。

纳入标准：①年龄18～65 岁；②病程＜6 个月，生命体征平稳，意识清楚，能听从指令；③首次发病；④无严重急慢性心瓣膜病、心肌病、近期心绞痛频繁发作、不稳定型心绞痛和其他器质性心脏病；⑤可无辅助下独立站立并行走10 m以上；⑥前庭系统功能及本体感觉正常。

排除标准：①孕期或哺乳期妇女；②伴不自主抽动、震颤或严重器质性疾病及其他神经系统疾病，不能配合完成检查；③失语；④精神障碍、听力障碍、理解障碍或严重认知障碍；⑤矫形外科手术史、髋关节脱位、骨折未愈合或严重骨质疏松等；⑥存在脊柱侧凸等脊柱畸形；⑦恶性肿瘤、有出血倾向。

入组患者中，男性17 例，女性7 例；右利手21例，左利手3例；年龄(52.5±11.0)岁；病程(2.7±1.6)个月；体质量(65.3±13.8)kg；身高(168.2±6.9)cm；下肢长度(82.9±5.0)cm。

本研究经首都医科大学附属北京康复医院伦理委员会审核批准，所有研究对象均对本研究知情同意并签署知情同意书。

1.2 方法

所有患者穿紧身衣服，足部穿薄袜以免影响踝关节和跖趾关节运动，且便于测定足底压力，未佩戴辅助支具和手杖。应用FDM-T 步态分析系统(德国ZEBRIS 医疗器械公司)，通过跑台内安装的7000 个压力感受器，对步行时步行周期、足底压力分布及足底时空参数进行采集。环境温度5～35 ℃；相对湿度30%～85%，无结露、无结冰；气压700～1060 kPa。

患者放松，睁眼站立于设备上10 s；患者放松，闭眼站立于设备上10 s；尽量采用平地步行速度适应步行1 min，再步行30 s。

训练中，由专业人员陪同；训练或测试中出现疼痛的患者，需调整至无痛再进行测试。

1.3 观察指标

①步行周期参数：站立相百分比、负荷反应期百分比、站立中期百分比、迈步前期百分比、迈步相百分比、双支撑期百分比。②足底压力分布参数：前足最大力值、中足最大力值、足跟最大力值、前足最大压强、中足最大压强、足跟最大压强、前足最大力时间、中足最大力时间、足跟最大力时间、前足接触时间、中足接触时间、足跟接触时间。③足底时空变化参数：足偏角、步长、步长时间、步态线长度、单支撑线长度、足跟到前脚掌的时间变化、足跟到前脚掌的时间变化百分比。比较患侧与健侧差异。

步行周期指行走过程中，一侧足跟着地至该侧足跟再次着地时所经过的时间。每侧有其各自的步行周期。步行周期分为站立相(支撑相)和迈步相(摆动相)两个阶段。具体分期标准采用美国加利福尼亚州RLA国家康复中心提出的RLA 分期方法，站立相分为5 个分期，首次着地(initial contact)、负荷反应期(loading response)、站立中期(mid-stance)、站立末期(terminal stance)、迈步前期(pre-swing)；迈步相分为3 个分期，迈步初期(initial swing)、迈步中期(mid-swing)、迈步末期(terminal swing)[6]。

步长指行走时左右足跟或足尖先后着地时两点间的纵向直线距离。步态线长度指一侧足在步行周期中移动的轨迹长。单支撑线长度指在站立相，足底压力中心由足跟移到足尖的轨迹长。

1.4 统计学分析

采用SPSS 19.0 软件进行统计学分析。计量资料用()表示，侧间比较采用独立样本t检验。显著性水平α=0.05。

2 结果

与健侧比较，患侧站立相明显缩短(P＜0.01)，站立中期明显缩短(P＜0.01)；迈步相明显延长(P＜0.01)；中足最大力(P＜0.05)、中足接触时间(P＜0.05)减小；足偏角明显增大(P＜0.01)。见表1。

表1 脑梗死患者双侧步态分析结果比较(n=24)

3 讨论

一些研究通过分析对比两侧下肢的各种动力学和运动学数据，证明对称性存在[7]。Hannah 等[8]通过时域分析证明，两侧髋关节在3 个平面内的运动，以及膝关节在矢状面内的运动具有对称性。Hamill等[9-10]研究受试者行走和奔跑时两侧下肢所受到的地面反作用力，也没有发现明显差异。在能效方面，两侧下肢有非常好的对称性，人类平地步行以钟摆模式向前移动[11-12]。我们可以通过对比偏瘫患者双下肢对称性的破坏，分析如何更好纠正偏瘫步态。

脑梗死偏瘫患者虽然健侧接近正常，但由于步行需要双侧协调、配合才能完成，步行时健侧数据与正常人相比也明显异常。因此，步态分析中数据的绝对值意义有限，但双侧比较对纠正异常步态有一定参考价值。

偏瘫步态会随着障碍程度、恢复情况等的变化而变化，同时受患者自主运动控制能力、姿势反射、感觉、高级脑机能(失认、使用等)和步行速度的影响。仅从双侧不对称的角度，步态的许多参数存在差别。

总体来看，患侧站立相缩短，迈步相延长，且以站立中期缩短较明显。正常人双支撑相约占步行周期的20%[6]，脑梗死偏瘫患者双支撑相明显延长。站立中期是指从对侧下肢离地至躯干位于该侧支撑腿正上方的时期，为单腿支撑期，此时重心位于支撑面正上方[6]。从足底压力分布情况看，患侧中足最大力减小，而中足最大压强值却无明显变化，提示患侧中足接触面积减小，可能与患侧足跖屈、内翻有关。中足接触时间减小，而中足最大力时间无明显变化，可能与患侧站立中期缩短，下肢支撑力不足，患侧不能在有限的接触时间里发挥最大力量。本研究观察到，患者首次着地时即以全脚掌或脚趾着地，质心快速转移[13-14]。足底时空变化参数本研究中观察到足偏角有显著性差异。虽然足偏角数值不大，但对其他时空参数，如步长、步长时间、步态线长度、单支撑线长度、足跟到前脚掌的时间等会造成明显影响。

总之，本研究显示，纠正脑梗死患者异常步态，可能需要更多关注增强患侧站立负重和立位平衡功能，延长站立相，缩短迈步相；尤其要加强站立中期膝关节控制能力，以增强对侧下肢离地后患侧单腿支撑能力。患侧踝关节的跖屈、内翻和足偏角的变化，对下肢力量的正常发挥起重要作用。脑卒中患者步行时双下肢关节运动角度峰值和关节力矩的不对称性，与实地步行中踝关节背伸和跖屈角度减少相对应[15-16]。提示在步态训练中，重视患侧下肢负重、膝关节控制、踝关节矫正，有利于更好地提高整体步行能力，改善步态。这中间还有很多细节需要研究。

本研究样本量较小，属于跑台步行，与平地步行存在区别；研究以两下肢步态具有对称性的假说为基础，有一定局限性，部分研究认同步态的不对称性，并将这种不对称性与下肢功能的划分相联系[17-18]；还有人通过研究得到相反的结论，特别是在表面肌电图，两侧下肢具有不对称性[19-22]。因此，进一步研究要扩大样本量，同步表面肌电数据进行分析，增加对照组，结合具体治疗技术，将步态研究落实到肌肉的激活[23]与训练[24]上。