痙攣性腦癱患兒步態的運動學參數分析*

陜西省博愛醫院(西安710065)

王志敏 陳龍偉△ 李樹偉 高 琳△ 李紅霞 張正湘

腦性癱瘓簡稱腦癱,是指出生前至嬰兒期內各種原因所引起的非進行性腦損傷導致的中樞性運動障礙及姿勢異常,常伴有智力、聽覺、視覺、言語、攝食功能障礙、癲癇及行為異常等。本病是引起兒童殘疾的主要疾患之一,嚴重影響患兒的心身健康及生活質量[1,2]。步態分析是生物力學的分支,是對人體行走時的肢體和關節活動進行運動學觀察和動力學分析,提供一系列時間、幾何、力學等參數值和曲線,從而對人體步行功能作客觀、定量的評定[3,4]。目前腦癱兒童康復中的功能評定多采用量表評定的方法,這一類方法的優勢在于簡便易行,效度較高。但最大的弊端就是操作過程中主觀性較強,不同的醫師在評價過程中得到的結果不盡相同,這在一定程度上對患者治療的時機、療效的評價都有一定的影響[4,5];另一方面,評定的過程較為復雜、量表種類和標準不一也制約了康復評定的發展。本研究采用三維運動捕捉系統,運用分析軟件對痙攣性腦癱患兒與正常兒童運動學數據進行采集與分析,為臨床腦癱患兒步行能力的評價提供參考。

資料與方法

1 臨床資料 觀察組:28例痙攣性腦癱患兒(男20例,女8例)均來自陜西省博愛醫院,平均年齡 78.00±32.04個月,平均身高1.13±0.15m,平均體重18.3±4.52kg。篩選標準:①病人符合痙攣性腦癱診斷標準;②無需借助輔助器具可單獨行走 10m;③年齡在 4～12歲;④步態實驗中能充分合作;⑤18個月內無外科手術[4～6]。對照組:24例正常兒童(男18例,女6例),平均年齡 81.60±37.80個月,平均身高1.25±0.21m,平均體重29.6±8.72kg。

2 方 法 實驗儀器:OPTOTRAK三維運動捕捉系統 3020(Northern Digital Inc.);軟件包括 NDI First Principles數據采集軟件、Visual3D分析軟件。方法:被試者穿T恤和短褲,光腳無附具進行測試。下肢模型采用 Helen Hayes marker set,marker位置分別為左右股骨大轉子、內外側膝、內外側踝、足跟、足部最寬處兩側、髂前上嵴;測試方式為聽到信號后,被試者用正常步速在指定區域向前行進5～6步。被試者測試前練習3～5次后,采集有效測試5次[5,6]。

3 步態分析參數 采用的運動學參數包括:膝關節最大角度、膝關節最小角度、踝關節最大角度、踝關節最小角度、膝關節活動范圍、踝關節活動范圍。

4 統計學分析 數據分析使用 SPSS.12.0軟件的獨立樣本均數T檢驗。利用 T檢驗比較對照組與實驗組運動學參數的差異。

結 果

對照組和觀察組運動學參數比較見附表。①膝關節角度:左、右膝關節角度方面,觀察組痙攣性腦癱患兒最大角為46.76°和46.48°,最小角為12.76°和10.57°,活動范圍為34.00°和35.91°;對照組正常兒童最大角為67.45°和66.58°,最小角為9.04°和9.54°,活動范圍為58.41°和57.04°。經 T檢驗得出,兩組踝關節各運動學參數均有顯著性差異(P＜0.05)。②踝關節角度:左、右踝關節角度方面,觀察組痙攣性腦癱患兒最大角為97.25°和97.65°,最小角為65.25°和76.58°,活動范圍為32.00°和21.07°;對照組正常兒童最大角為89.87°和82.43°,最小角為55.38°和51.85°,活動范圍為34.50°和30.59°。經T檢驗得出,兩組踝關節各運動學參數均有顯著性差異(P＜0.05)。

附表 對照組和觀察組運動學參數比較

討 論

三維步態分析應用于腦癱方面的研究有十幾年的歷史,它的客觀和量化的特點彌補了臨床腦癱功能評定過程中主觀性強的缺點,有利于評定標準的制定和實施[2,4]。腦癱患兒因其上位神經元損傷部位的不同致使其表現出步態特征較為復雜。由于痙攣性腦癱占腦癱患兒的60%～70%,利用三維步態分析對其進行步態評估就顯得較為重要且具有一定的代表性。關節角度方面,腦癱患兒膝關節最大角度均值為46.76°和46.48°遠低于正常兒童 67.45°和66.58°的水平。膝關節最大角度主要出現在擺動期。這與Brigitte等[7]人的研究結果類似;踝關節最大角度均值為97.25°和97.65°高于正常兒童89.87和82.46°的水平。踝關節最大角度出現在支撐末期。這主要是因為痙攣性腦癱常見病因是小腿三頭肌和屈指肌群過度興奮或痙攣、脛前肌相對無力、導致足下垂,從而使踝關節最大角度高于正常兒童[2]。關節活動范圍方面,腦癱患兒膝關節和踝關節的活動范圍均小于正常兒童,這與大部分實驗結果類似[5,6]。產生此類結果的主要原因是腦癱兒童由于腦部的損傷導致下肢肌群的痙攣,從而使各關節活動受限。三維步態分析目前還沒有有效地應用于臨床,其主要原因是許多參數缺乏合理的臨床解釋,與臨床的評價無法很好的結合[4]。但運動學參數是實驗室及臨床都要評估的參數,能夠把臨床的評估實現的量化,有較高的應用價值。從獨立樣本均數T檢驗的結果得知,兩組被試各參數差異顯著(P＜0.05),說明膝關節最大角和最小角、踝關節最大角和最小角、膝關節和踝關節的活動范圍可作為痙攣性腦癱患兒步行能力的評價指標。

通過對觀察組和對照組運動學各參數的分析,我們可以得出:①痙攣性腦癱患兒膝關節最大角和踝關節最小角低于正常兒童;膝關節最小角和踝關節最大角高于正常兒童。②痙攣性腦癱患兒膝、踝關節的活動范圍明顯低于正常兒童。③步態運動學各參數可作為痙攣性腦癱患兒步行能力的評價指標。

[1] 閻 炯,劉 念,張慶松.小兒腦性癱瘓病因學的研究進展[J].中國實用兒科雜志,2007,22(3):231-233.

[2] 江曉峰,胡雪艷.雙側痙攣型腦癱患兒的步態特征分析[J].中國康復理論與實踐,2009,15(1):65-66.

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[6] Kaat D,Guy M,Hilde F,etal.Do dynamic and static clinical measurements correlate with gait analysis parameters in children with cerebral palsy[J]Gait&Posture,2006,24(3):302-313.

[7] Brigitte T,Christopher J,Pauline C,etal.Cluster analysis for the extraction of sagittal gait patterns in children with cerebral palsy[J].Gait&Posture,2007,25(2):157-165.