慢性非特异性腰痛患者的三维步态功能分析

罗卫，钟陶，高燕，李豪，黄小华，吴泽弟

慢性非特异性腰痛(chronic non-specific low back pain，CNLBP)是最常见的腰痛形式，发病率高达85%，且呈易复发和年轻化趋势，并因局部疼痛、步态异常、平衡障碍等临床表现，给患者的生活和工作带来严重影响，需要高度关注[1-4]。

步态异常作为CNLBP患者常见的运动障碍形式，近年来已被相关研究证实[5-6]，但大多研究采用的是一些功能性量表进行评估[7-9]，缺乏一定的客观性和准确性，且分析参数单一和片面。故本研究旨在前人研究基础上，采用三维步态分析仪，对CNLBP患者的步态功能特征进行定量分析，以期为临床评估和诊治提供新的参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2020年3月至2022年1月在广州市番禺区中心医院实习生中募集到符合《中国急/慢性非特异性腰背痛诊疗专家共识》标准[10]的CNLBP患者20例，作为腰痛组，基本资料相匹配的健康者20例，作为健康组。其中，腰痛组男10例，女10 例，平均年龄(21.4±1.1)岁，平均身高(167.9±8.9)cm，平均体质量(58.1±10.6)kg；健康组男10例，女10例，平均年龄(21.2±1.0)岁，平均身高(166.2±7.8)cm，平均体质量(59.7±9.7)kg。两组对象的性别、年龄、身高、体质量差异无统计学意义(P＞0.05)。本研究经医院伦理委员会批准通过(PYRC-2021-078)。

1.2 选取标准 CNLBP患者纳入标准：年龄20～25岁，且符合上述诊断标准；优势侧为右侧；精神和智力正常，并完成测试；知情同意。排除标准：既往有影响步态的骨折史；患有严重内脏疾病；正处孕期、经期、哺乳期妇女；患有引发腰痛和神经根刺激症状的脊柱特异性疾病等。

健康者纳入标准：与腰痛组的一般资料相匹配，且优势侧为右侧；无腰痛及相关疾病；知情同意，并完成测试等。排除标准：患有影响步态测试的疾病。

1.3 测试仪器 选用Gait Watch三维步态动作捕捉与训练系统(广州市章和电气设备有限公司)作为本研究的测试工具，由无线传感器、无线发射器、传感器绑带、步态分析软件等配件组成，可对运动、神经系统等疾病患者的步态进行三维分析，监测出被测者行走时的运动轨迹、步幅、步速等步态参数，具有便捷、多维度、不受场地限制等优势。

1.4 测试过程 ①测试前准备：测试前保证仪器正常运转和周围环境安静，依次输入被测者基本信息。被测者按要求身穿简易运动服装与运动鞋，熟知测试要求、流程及目的，确保配合。同时，将6个传感器分别佩戴在被测者的左右大腿外侧中部、左右小腿胫骨外侧、左右脚掌脚面，并于准备就绪后试测2次。②正式测试：发出开始口令后被测者开始步行，行走时要求舒适且常速，共行走测试距离为12 m。若如有传感器脱落等情况出现则重测，并于测试成功后保存相应数据。

1.5 观察指标 ①步态时空参数：包括步行周期、步频、跨步长、步速、步长差、单支撑相百分比等。②步态运动学参数：包括髋关节、膝关节屈伸活动的角度范围。

1.6 统计学方法 选用SPSS 21.0软件进行统计学分析。计量资料符合正态分布，以均数±标准差(±s)表示，组间采用独立样本t检验分析；计数资料采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组人员步态参数比较 相比健康组，腰痛组的步行周期时间延长，步频降低，跨步长缩短，步速减慢，步长差增大。两组步行周期、步频、跨步长、步速的差异有统计学意义(P＜0.05)，步长差的差异无统计学意义(P＞0.05)，见表1。

表1 两组人员步态参数比较(±s)

表1 两组人员步态参数比较(±s)

组别 例数 步行周期/s 步频/(步·s-1) 跨步长/cm 步速/(cm·s-1) 步长差/cm腰痛组 20 1.1±0.1 114.3±8.5 120.5±12.7 115.1±17.2 10.2±9.5健康组 20 1.0±0.1-2.084 120.0±8.6 128.7±12.4 128.6±14.8 6.7±6.7 t值 2.093 2.062 2.659 -1.341 P值 0.044 0.043 0.046 0.011 0.189

2.2 腰痛组患侧肢体与健康组同侧肢体步态参数比较 腰痛组患侧肢体与健康组同侧肢体比较时，相比健康组，腰痛组患侧的步长缩短，单支撑相百分比降低，髋、膝关节屈伸活动范围减小。两组步长、单支撑相百分比、髋和膝关节屈伸活动范围的差异有统计学意义(P＜0.05)，见表2。

表2 腰痛组患侧肢体与健康组同侧肢体步态参数比较(±s)

表2 腰痛组患侧肢体与健康组同侧肢体步态参数比较(±s)

组别 例数 步长/cm 单支撑相/% 髋关节屈伸活动范围/(o) 膝关节屈伸活动范围/(o)腰痛组 20 55.8±8.4 58.2±1.0 42.6±4.8 47.5±8.1健康组 20 63.2±8.9 58.9±1.0 46.2±5.8 54.3±12.3 t值 2.713 2.119 2.128 2.068 P值 0.010 0.041 0.040 0.045?

2.3 腰痛组健侧肢体与健康组同侧肢体步态参数比较 腰痛组健侧肢体与健康组同侧肢体比较时，两组在步长、单支撑相百分比、髋和膝关节屈伸活动范围上有差异，但差异无统计学意义(P＞0.05)，见表3。

表3 腰痛组健侧肢体与健康组同侧肢体步态参数比较(±s)

表3 腰痛组健侧肢体与健康组同侧肢体步态参数比较(±s)

组别 例数 步长/cm 单支撑相/% 髋关节屈伸活动范围/(o) 膝关节屈伸活动范围/(o)腰痛组 20 64.7±8.3 59.8±1.0 45.5±5.5 52.0±11.6健康组 20 65.5±6.5 59.4±1.0 46.0±4.5 52.2±10.5 t值 0.339 -1.300 0.284 0.043 P值 0.736 0.202 0.778 0.966

3 讨论

CNLBP是临床中非常普遍的一种肌肉骨骼疾病，具有局部疼痛、步态异常、平衡功能障碍等临床表现，给患者的生活和工作带来严重影响与危害，也日益加剧国家医疗经济的负担[11-12]。然而，这与当前对CNLBP的发病机制和特异性治疗方法的不明确有着很大关系[13]。因此，对CNLBP患者最为突出之一的步态异常运动模式进行三维分析，或许可为CNLBP的预防与治疗提供一个突破口。

三维步态分析是一种应科技而生的新型步态学分析技术，可定量、精准、多维地评估人体步行时的关节运动学、时间空间学等行走参数[14-15]，察觉量表评估等主观方法中无法显示的问题，直观展现出步态问题的所在，已逐渐成为临床中常用的一种研究工具。

本研究选用了Gait Watch三维步态分析仪为步态的评估工具，对CNLBP患者的步态情况进了系列探讨，结果发现，相较于健康者而言，CNLBP患者在行走过程中出现了步行周期延长、步频过缓、跨步长缩短、步速降低、步长偏差增大的结果，这与Castro- M ndez等[16]研究结果相似，说明CNLBP患者整体的步态呈现出一种较慢、小范围、轻缓的运动形式，且左右对称性较差。然而，以这种步态形式的呈现可能是疼痛所致的结果。因为，当腰部局部出现疼痛时，患者往往会因疼痛而产生一种保护性策略，以恐惧回避的形式来进行行走，尽可能减少身体的摆动以减缓不适感[17-18]。

同时，本研究在对CNLBP患者的单足步态进行分析时发现，CNLBP患者患侧肢体在行走过程中存在步长缩短、单支撑相百分占比减少、髋关节和膝关节的屈伸活动范围明显降低的结果，这与前人研究大致相同[19-20]，而出现这一结果，可能与患者在行走时主动选择减少步行产生疼痛的目的有关。因为，过大的步长、单足支撑相的过多、髋膝关节活动的范围增大都会牵扯疼痛的加剧，所以患者在步行时，往往可能会有意识地减少步长长度，减少腿的支撑时长，降低关节的摆动幅度。然而，CNLBP患者的健侧肢体在行走过程中，相较健康者而言其步长、单支撑相百分占比、髋关节和膝关节的屈伸活动范围结果差异却不大，这可能与健侧肢体行走时还未受疼痛的影响有关，也可能与本文研究对象的疼痛和病程均为较轻的结果有关，进而致使健侧肢体的步态还未受到干扰，相应的步行模式和力量改变不大。因此，由上可见，疼痛及疼痛的程度对于CNLBP患者的步态功能影响非常大，在临床中我们相应的诊治也应该高度重视，首要的重点是改善疼痛，尽可能减少疼痛因素带来的不利影响。

综上所述，CNLBP患者的步态出现明显异常，相应的步态参数出现不同程度的增大或降低，如步行周期和步长差的增大，步长、步速、步频、髋和膝关节活动范围的降低等。CNLBP患者多呈现一种轻缓、谨慎的异常疼痛步行模式，这可能与局部的疼痛及保护性策略等有关。今后，可进一步深入探讨不同病程间、单双侧疼痛间的步态特征差别。