有跌倒史老年人跨越障礙步態特征的研究

陳巖等

摘 要：目的：研究有跌倒史老年人跨越障礙的步態特征。方法：運用美國APAS錄像解析方法分析有跌倒史老年人（跌倒組10名）和無跌倒史老年人（對照組10名）跨越障礙時步態特征。結果：與無跌倒史老年人比較，有跌倒史老年人跨越步速、跨越高度、腳跟距離和腳尖距離有顯著性差異（P<0.05）；有跌倒史老年人左腿（跟隨腿）支撐踝關節最大伸展角度、右腿（先行腿）在障礙正上方踝關節角度、左腿在障礙正上方膝關節與踝關節角度有明顯差別（P<0.05）。由此發現有跌倒史老年人跨越障礙時具有跨越步速慢、腳尖距離長、腳跟距離短、左右腿跨越凈高低的步態特征。

關鍵詞：老年人；跌倒史；步態；跨越障礙

中圖分類號：G804.5 文獻標識碼：A 文章編號：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，也是老年人傷殘、失能和死亡的重要原因之一。在美國，傷害是65歲以上人口第六位致死的原因，而跌倒致死數占傷害死亡總數2/3，老年人外傷性傷害的40%由跌倒造成，特別是髖部骨折超過90%是由跌倒導致[1]。在中國，65歲及以上老年人跌倒致傷占醫院急癥各類傷害的41.2%，居傷害原因的第三位[2]，2003年上海市65歲及以上人口跌倒死亡率為86.31/10萬，占傷害總死亡率的26.15%，為傷害死因第一位[3]。Topper人等報道跨越障礙由于支撐底面受到干擾而無法協調動作與姿勢導致跌倒，占老年人跌倒情況的54%[4]，朱月妹等人對老年人跌倒危險因素調查中發現有231%的跌倒是由障礙物絆倒[5]。研究發現60歲以上的老年人有1/3到1/2曾跌倒過，而在有跌倒經歷的老年人中，又有近1/2的老年人曾經發生多次跌倒[6] ，也有研究發現近一年內跌倒史是老年人跌倒的重要危險因子[7]。由此可見，有跌倒史的老年人跨越障礙時發生跌倒的可能性大大增加，嚴重威脅老年人的身心健康。本研究結合跌倒史和跨越障礙來分析老年人的步態特征，可能會發現新的步態參數，以期為預防老年人跌倒提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象 本研究通過問卷調查選取濟南市某社區退休老年人29名，視力正常，能夠獨立行走，排除心血管疾病、影響運動的骨科和神經系統疾病以及精神障礙疾病患者。所有受試者均知情同意且簽署同意書。國際老年人跌倒預防工作組在1987年將跌倒定義為：無意圖地摔倒在地上或一些更低的平面上，但不包括暴力、意識喪失、偏癱或癲病發作所致的跌倒[8]，明顯的濕滑地面滑倒和藥物引起眩暈導致跌倒不計。李宗濤將測試前12個月經歷過一次或多次跌倒定義為跌倒者[9]。本研究將受試者按照近一年內有無跌倒經歷分為兩組，在保證兩組受試者的年齡、身高和體重皆無顯著性差異的前提，最終有20名受試者納入統計學分析，近一年內未跌倒者作為對照組（無跌倒史，5男5女，最大年齡72歲，最小年齡60歲），近一年內跌倒1次及以上者作為跌倒組（有跌倒史，6男4女，最大年齡72歲，最小年齡61歲）。兩組受試者基本情況見表1。

1.2研究方法 采用Sony 攝像機2臺（HDR-FX1000）分別位于受試者的側面和前面，主光軸成90度相交，機高1.1 m，采集頻率為25幀/秒，應用美國APAS視頻解析系統解析視頻資料。在測試路徑中央放置障礙，障礙高度為15 cm，于寧等研究中采用的障礙高度為15 cm和23 cm[10]，趙星等研究中采用的障礙高度為10 cm、15 cm和20 cm[11] ，而且一級臺階的高度大約為15 cm，臺階是生活中常見的障礙，所以選用15 cm作為本研究的障礙高度。受試者在障礙前大約4 m開始行走，跨越障礙后再走大約4 m。測試前受試者穿上統一的服裝，由同一工作人員在受試者雙腿的髂前上棘、股骨大轉子、脛骨外側髁、腓骨外踝、足尖10個位點黏貼反光球，然后拍攝比例尺并以日光燈開滅同步。測試時受試者以平常步態自然行走并左腿支撐跨越障礙，分別練習1次和測量3次。

1.3 測試指標

1.3.1 時空參數 跨越障礙時，受試者以右腿作為跨越腿先行跨越，以左腿作為支撐腿跟隨跨越。①跨越步長：當跨越障礙時，支撐腿和跨越腿兩腳后跟之間的距離；②跨越步速：跨越障礙時兩腿全部跨越的平均速度；③右腿跨越凈高：當右腳在障礙正上方時，右腳最低點與障礙之間的垂直距離；④左腿跨越凈高：當左腳在障礙正上方時，左腳最低點與障礙之間的垂直距離；⑤腳尖距離：跨越障礙時，支撐腿腳尖與障礙的水平距離；⑥腳跟距離：跨越障礙后跨越腿落地時，跨越腿腳跟與障礙的水平距離。

1.3.2 關節角度參數 ①左腿支撐時髖關節、膝關節、踝關節最大伸展角度；②右腿擺動時髖關節、膝關節、踝關節最大屈曲角度；③左右腿在障礙正上方時髖關節、膝關節、踝關節角度（取腳在障礙正上方那一幀）。

1.4 統計學分析 所有數據均以[AKX-]±S表示，取每位受試者3次測量值的平均值作為步態參數值，而且時空參數除以身高進行標準化處理。使用SPSS17.0統計軟件對數據進行獨立樣本t檢驗（P<0.05具有顯著性差異）。

2 結果

2.1 時空參數

3 討論

在跨越障礙時先行腿和跟隨腿具有不同的步態特點，本實驗中右腿（先行腿）首先跨越障礙，左腿（跟隨腿）隨后跨越障礙。有跌倒史老年人右腿在障礙正上方時跨越凈高明顯小于無跌倒史老年人，右腳最低點離障礙更近，就更容易觸碰到障礙，結合此時的關節角度，發現有跌倒史老年人踝關節角度明顯大于對照組，而髖關節和膝關節角度無顯著差異，這是由于擺動時相踝關節背屈延遲導致的，有研究發現踝關節背屈延遲伴發比目魚肌和脛骨前肌的不平衡而導致神經運動模式改變[12]。有跌倒史老年人左腿在障礙正上方時跨越凈高明顯小于對照組，結合此時的關節角度，在髖關節角度沒有明顯差異的情況下膝關節角度明顯大于對照組，說明有跌倒史老年人小腿位置較低，同時踝關節角度明顯小于對照組，導致左腳更易觸碰到障礙，這可能是由于小腿三頭肌力量不足和股四頭肌伸展性不足造成的。有跌倒史老年人左腿支撐時踝關節最大伸展角度（腳尖離地時角度）和跨越步速也明顯小于對照組，這和以往的研究相吻合，踝跖屈峰值時間明顯延遲，對下肢的推動延遲，行走時較乏力[12]，使重心從左腿向右腿轉移異常，控制平衡難度增加，右腿跨越障礙后腳前掌先著地，打亂了正常步態支撐時相分期（后跟著地期、中間穩定期、推進期），而無跌倒史老年人跨越障礙時仍然保持正常的步態周期。

跨越障礙時，兩組老年人的跨越步長沒有明顯差異，腳尖距離和腳跟距離卻有顯著性差異，有無跌倒史老年人策略選擇不同?？缭秸系K時，先行腿抬起越高，重心向上向前移動幅度越大，身體為了維持平衡，在重心達到最大值后向前向下移動過程中需要更大的支撐面來維持身體平衡，于是腳跟距離就會相應的增加，同時跟隨腿也需要抬起更高來跨越障礙物。有跌倒史老年人腳尖距離大，可能因為心理懼怕而遠離障礙，并且右腿跨越凈高降低和跨越步長限制雙重導致腳跟距離小，跨越后離障礙近，增加腳跟觸碰障礙的風險[13]，降低了老年人跨越障礙的能力，所以有跌倒史老年人采取的大腳尖距離和小腳跟距離策略風險較高。

正常步態是以肌力為基礎、以平衡為前提，如果研究能夠結合肌電和下肢肌力，會使問題的探討更深入，這是本研究存在的局限性。

跌倒史是身體素質下降的一個標志，能夠反映一些未能察覺的身體機能變化。有跌倒史老年人跨越障礙時具有跨越步速慢、腳尖距離長、腳跟距離短、左右腿跨越凈高低的特點，這些導致雙腳因觸碰障礙而跌倒的風險升高。

參考文獻：

[1]李林濤，王聲湧.老年人跌倒的疾病負擔與危險因素[J].中華流行病學雜志，2001，22（8）：262-264.

[2]陳曙陽，周靜，李中杰，等.25家綜合性醫院急診傷害調查[J].中華流行病學雜志，2004，25（3）：210-211.

[3]周順福，宋桂香，李延紅，等.老年婦女跌倒性傷害的預防和控制[J].上海預防醫學雜志，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，陳雷.老年人跌倒危險因素的調杳[J].護理實踐與研究，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]李林濤，王聲湧，荊春霞.老年人多次跌倒的危險因素研究[J].疾病控制雜志，2007，11（3）：280-281.

[8]李漢鏡.老年人跌倒危險因素分析及運動干預研究[D].上海：上海體育學院，2010.

[9]李宗濤.預測老年女性跌倒風險的靜立平衡COP活動參數研究[J].山東體育學院學報，2013，29（1）：66-69.

[10]于寧，張翠，逄峰.不同運動項目對老年女性跨越障礙物策略影響的研究[J].山東體育科技，2013，35（1）：105-110.

[11]趙星.老年人跨越障礙動作控制能力的研究[D].北京：北京體育大學，2011.

[12]李正宇，張盤德，王寧華.踝背屈延遲預測老年人跌倒[J].國外醫學：物理醫學與康復分冊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 測試指標

1.3.1 時空參數 跨越障礙時，受試者以右腿作為跨越腿先行跨越，以左腿作為支撐腿跟隨跨越。①跨越步長：當跨越障礙時，支撐腿和跨越腿兩腳后跟之間的距離；②跨越步速：跨越障礙時兩腿全部跨越的平均速度；③右腿跨越凈高：當右腳在障礙正上方時，右腳最低點與障礙之間的垂直距離；④左腿跨越凈高：當左腳在障礙正上方時，左腳最低點與障礙之間的垂直距離；⑤腳尖距離：跨越障礙時，支撐腿腳尖與障礙的水平距離；⑥腳跟距離：跨越障礙后跨越腿落地時，跨越腿腳跟與障礙的水平距離。

1.3.2 關節角度參數 ①左腿支撐時髖關節、膝關節、踝關節最大伸展角度；②右腿擺動時髖關節、膝關節、踝關節最大屈曲角度；③左右腿在障礙正上方時髖關節、膝關節、踝關節角度（取腳在障礙正上方那一幀）。

1.4 統計學分析 所有數據均以[AKX-]±S表示，取每位受試者3次測量值的平均值作為步態參數值，而且時空參數除以身高進行標準化處理。使用SPSS17.0統計軟件對數據進行獨立樣本t檢驗（P<0.05具有顯著性差異）。

2 結果

2.1 時空參數

3 討論

在跨越障礙時先行腿和跟隨腿具有不同的步態特點，本實驗中右腿（先行腿）首先跨越障礙，左腿（跟隨腿）隨后跨越障礙。有跌倒史老年人右腿在障礙正上方時跨越凈高明顯小于無跌倒史老年人，右腳最低點離障礙更近，就更容易觸碰到障礙，結合此時的關節角度，發現有跌倒史老年人踝關節角度明顯大于對照組，而髖關節和膝關節角度無顯著差異，這是由于擺動時相踝關節背屈延遲導致的，有研究發現踝關節背屈延遲伴發比目魚肌和脛骨前肌的不平衡而導致神經運動模式改變[12]。有跌倒史老年人左腿在障礙正上方時跨越凈高明顯小于對照組，結合此時的關節角度，在髖關節角度沒有明顯差異的情況下膝關節角度明顯大于對照組，說明有跌倒史老年人小腿位置較低，同時踝關節角度明顯小于對照組，導致左腳更易觸碰到障礙，這可能是由于小腿三頭肌力量不足和股四頭肌伸展性不足造成的。有跌倒史老年人左腿支撐時踝關節最大伸展角度（腳尖離地時角度）和跨越步速也明顯小于對照組，這和以往的研究相吻合，踝跖屈峰值時間明顯延遲，對下肢的推動延遲，行走時較乏力[12]，使重心從左腿向右腿轉移異常，控制平衡難度增加，右腿跨越障礙后腳前掌先著地，打亂了正常步態支撐時相分期（后跟著地期、中間穩定期、推進期），而無跌倒史老年人跨越障礙時仍然保持正常的步態周期。

跨越障礙時，兩組老年人的跨越步長沒有明顯差異，腳尖距離和腳跟距離卻有顯著性差異，有無跌倒史老年人策略選擇不同。跨越障礙時，先行腿抬起越高，重心向上向前移動幅度越大，身體為了維持平衡，在重心達到最大值后向前向下移動過程中需要更大的支撐面來維持身體平衡，于是腳跟距離就會相應的增加，同時跟隨腿也需要抬起更高來跨越障礙物。有跌倒史老年人腳尖距離大，可能因為心理懼怕而遠離障礙，并且右腿跨越凈高降低和跨越步長限制雙重導致腳跟距離小，跨越后離障礙近，增加腳跟觸碰障礙的風險[13]，降低了老年人跨越障礙的能力，所以有跌倒史老年人采取的大腳尖距離和小腳跟距離策略風險較高。

正常步態是以肌力為基礎、以平衡為前提，如果研究能夠結合肌電和下肢肌力，會使問題的探討更深入，這是本研究存在的局限性。

跌倒史是身體素質下降的一個標志，能夠反映一些未能察覺的身體機能變化。有跌倒史老年人跨越障礙時具有跨越步速慢、腳尖距離長、腳跟距離短、左右腿跨越凈高低的特點，這些導致雙腳因觸碰障礙而跌倒的風險升高。

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[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.

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[7]李林濤，王聲湧，荊春霞.老年人多次跌倒的危險因素研究[J].疾病控制雜志，2007，11（3）：280-281.

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[9]李宗濤.預測老年女性跌倒風險的靜立平衡COP活動參數研究[J].山東體育學院學報，2013，29（1）：66-69.

[10]于寧，張翠，逄峰.不同運動項目對老年女性跨越障礙物策略影響的研究[J].山東體育科技，2013，35（1）：105-110.

[11]趙星.老年人跨越障礙動作控制能力的研究[D].北京：北京體育大學，2011.

[12]李正宇，張盤德，王寧華.踝背屈延遲預測老年人跌倒[J].國外醫學：物理醫學與康復分冊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 測試指標

1.3.1 時空參數 跨越障礙時，受試者以右腿作為跨越腿先行跨越，以左腿作為支撐腿跟隨跨越。①跨越步長：當跨越障礙時，支撐腿和跨越腿兩腳后跟之間的距離；②跨越步速：跨越障礙時兩腿全部跨越的平均速度；③右腿跨越凈高：當右腳在障礙正上方時，右腳最低點與障礙之間的垂直距離；④左腿跨越凈高：當左腳在障礙正上方時，左腳最低點與障礙之間的垂直距離；⑤腳尖距離：跨越障礙時，支撐腿腳尖與障礙的水平距離；⑥腳跟距離：跨越障礙后跨越腿落地時，跨越腿腳跟與障礙的水平距離。

1.3.2 關節角度參數 ①左腿支撐時髖關節、膝關節、踝關節最大伸展角度；②右腿擺動時髖關節、膝關節、踝關節最大屈曲角度；③左右腿在障礙正上方時髖關節、膝關節、踝關節角度（取腳在障礙正上方那一幀）。

1.4 統計學分析 所有數據均以[AKX-]±S表示，取每位受試者3次測量值的平均值作為步態參數值，而且時空參數除以身高進行標準化處理。使用SPSS17.0統計軟件對數據進行獨立樣本t檢驗（P<0.05具有顯著性差異）。

2 結果

2.1 時空參數

3 討論

在跨越障礙時先行腿和跟隨腿具有不同的步態特點，本實驗中右腿（先行腿）首先跨越障礙，左腿（跟隨腿）隨后跨越障礙。有跌倒史老年人右腿在障礙正上方時跨越凈高明顯小于無跌倒史老年人，右腳最低點離障礙更近，就更容易觸碰到障礙，結合此時的關節角度，發現有跌倒史老年人踝關節角度明顯大于對照組，而髖關節和膝關節角度無顯著差異，這是由于擺動時相踝關節背屈延遲導致的，有研究發現踝關節背屈延遲伴發比目魚肌和脛骨前肌的不平衡而導致神經運動模式改變[12]。有跌倒史老年人左腿在障礙正上方時跨越凈高明顯小于對照組，結合此時的關節角度，在髖關節角度沒有明顯差異的情況下膝關節角度明顯大于對照組，說明有跌倒史老年人小腿位置較低，同時踝關節角度明顯小于對照組，導致左腳更易觸碰到障礙，這可能是由于小腿三頭肌力量不足和股四頭肌伸展性不足造成的。有跌倒史老年人左腿支撐時踝關節最大伸展角度（腳尖離地時角度）和跨越步速也明顯小于對照組，這和以往的研究相吻合，踝跖屈峰值時間明顯延遲，對下肢的推動延遲，行走時較乏力[12]，使重心從左腿向右腿轉移異常，控制平衡難度增加，右腿跨越障礙后腳前掌先著地，打亂了正常步態支撐時相分期（后跟著地期、中間穩定期、推進期），而無跌倒史老年人跨越障礙時仍然保持正常的步態周期。

跨越障礙時，兩組老年人的跨越步長沒有明顯差異，腳尖距離和腳跟距離卻有顯著性差異，有無跌倒史老年人策略選擇不同。跨越障礙時，先行腿抬起越高，重心向上向前移動幅度越大，身體為了維持平衡，在重心達到最大值后向前向下移動過程中需要更大的支撐面來維持身體平衡，于是腳跟距離就會相應的增加，同時跟隨腿也需要抬起更高來跨越障礙物。有跌倒史老年人腳尖距離大，可能因為心理懼怕而遠離障礙，并且右腿跨越凈高降低和跨越步長限制雙重導致腳跟距離小，跨越后離障礙近，增加腳跟觸碰障礙的風險[13]，降低了老年人跨越障礙的能力，所以有跌倒史老年人采取的大腳尖距離和小腳跟距離策略風險較高。

正常步態是以肌力為基礎、以平衡為前提，如果研究能夠結合肌電和下肢肌力，會使問題的探討更深入，這是本研究存在的局限性。

跌倒史是身體素質下降的一個標志，能夠反映一些未能察覺的身體機能變化。有跌倒史老年人跨越障礙時具有跨越步速慢、腳尖距離長、腳跟距離短、左右腿跨越凈高低的特點，這些導致雙腳因觸碰障礙而跌倒的風險升高。

參考文獻：

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[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，陳雷.老年人跌倒危險因素的調杳[J].護理實踐與研究，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]李林濤，王聲湧，荊春霞.老年人多次跌倒的危險因素研究[J].疾病控制雜志，2007，11（3）：280-281.

[8]李漢鏡.老年人跌倒危險因素分析及運動干預研究[D].上海：上海體育學院，2010.

[9]李宗濤.預測老年女性跌倒風險的靜立平衡COP活動參數研究[J].山東體育學院學報，2013，29（1）：66-69.

[10]于寧，張翠，逄峰.不同運動項目對老年女性跨越障礙物策略影響的研究[J].山東體育科技，2013，35（1）：105-110.

[11]趙星.老年人跨越障礙動作控制能力的研究[D].北京：北京體育大學，2011.

[12]李正宇，張盤德，王寧華.踝背屈延遲預測老年人跌倒[J].國外醫學：物理醫學與康復分冊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.