雙小腿截肢者假肢輔助下行走能力的評價

馬鑫鑫，曹學軍,2，楊平,2，蔡麗飛,2，刁子龍

下肢截肢者因為失去部分肢體，只能通過假肢進行代償。截肢者穿戴假肢后主要是通過殘肢的功能和利用假肢機構的特點來實現行走。對下肢截肢者行走能力進行客觀的評價，能夠為康復治療計劃的制定、階段性治療效果的評價、選擇假肢部件和評價安裝假肢之后效果提供參考[1]。單側小腿截肢者因為有健側肢體的代償，行走能力與正常人差別不是很大，對于識別假肢設計的缺陷、評價假肢部件性能的研究價值不大；而雙側小腿截肢者，因無法從對側得到代償作用，所以研究的結果能夠為研究者對假肢的功能、缺陷的補償提供更好的參考[2]。

目前國際上對于截肢者行走能力的評價沒有統一的定義。Lamoth提到截肢者的行走能力常常是通過對行走速度、步態的對稱性、能量消耗的定量研究來評價；此外，站立時的平衡與行走能力有很強的相關性[1]。本研究主要通過步態分析、靜態站立平衡能力、室外行走1 km所用時間及能量消耗幾個方面來研究雙小腿截肢者的行走能力，以便制定雙小腿截肢者行走能力參考指標。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取本市及周邊省市假肢裝配站的雙小腿截肢者11例作為截肢組，其中男性10例，女性1例；同時在本院職工中選取12名健康成年人作為對照組，其中男性11名；女性1名。由經驗豐富的假肢師對假肢的對線、部件連接進行專業性的檢查，確保假肢處于最佳狀態，并記錄截肢組的截肢原因、左右側殘肢長度、穿戴假肢時間、接受腔類型、假腳類型。見表1。

納入標準：①因各種外傷或血管病等原因雙小腿截肢；②年齡20～60歲，病程≥2年；③裝配假肢后具有獨立行走能力；④殘端無骨刺、神經瘤、殘肢痛、水腫、壓瘡等并發癥；④身體健康，其他肢體無運動方面的疾病。

排除標準：患有心臟病、呼吸系統疾病、內分泌系統疾病、肌肉骨骼系統疾病、認知障礙、精神病。

表1 雙小腿截肢者資料

1.2 實驗設計方法

本研究主要是從室內步態分析、室外行走1 km所用時間及能量消耗、靜態站立平衡能力方面對雙小腿截肢者的行走能力進行定量測試。

1.2.1 室內步態測試 選取室內30 m的平路作為實驗場地，要求受試者佩戴智能步態及活動能耗分析儀(Intelligent Device for Energy Expenditure and Activity,IDEEA，美國MINISUN公司)以自我感覺最舒適的速度在30 m的平路上來回行走6 min，重復進行2次。采取室內6分鐘步行試驗(6-minutes walking test,6MWT)中通過IDEEA測試所得的步態時空參數。

1.2.2 6分鐘步行距離(6-minutes walking distance,6MWD)、室外行走1 km所用時間及能量消耗測試

6MWD選取室內步態測試時通過IDEEA獲得的距離。

選取室外包括各種路面(碎石子路、上下坡、草地、上下臺階、平路)組成的約1 km復雜路面作為實驗場地，要求受試者佩戴IDEEA以自我感覺最舒適的速度在此場地上行走，重復進行2次。

1.2.3 靜態站立平衡能力測試 受試者取中立位姿勢、睜眼，雙腳靜止站立在足底壓力跑臺上，分別記錄3次患者靜態站立的情況，每次持續10 s。

1.2.4 下肢截肢者行走能力量表(Amputee Mobility Predictor,AMP)評價 由兩名專業人員根據AMP的具體操作方法對雙小腿截肢者進行評價，評價的主要內容包括轉移、坐/立位平衡和各種步行技巧，根據得分確定運動級別。K1：15～26 分，K2：27～36分，K3：37～42分，K4：43～47分。

1.3 統計學分析

2 結果

2.1 步態分析

兩組步數、步速、步態周期、步頻、雙支撐期、擺動相百分比及支撐相百分比具有顯著性差異(P＜0.05)；跨步長、單支撐期、擺動期無顯著性差異(P＞0.05)。見表2。

表2 步態分析對比結果

2.2 6 MWD、室外行走1 km所用時間及能量消耗

兩組6MWD、室外行走1 km所用時間及能量消耗均有顯著性差異(P＜0.05)。見表3。

表36MWD、室外行走1 km所用時間和能量消耗對比結果

2.3 靜態站立平衡能力

兩組重心移動面積、重心移動總軌跡長均無顯著性差異(P＞0.05)。見表4。

2.4 AMP評價結果

截肢組AMP評分為(38.64±2.16)分；其中K22例，K39例。

2.5 雙小腿截肢者穿戴假肢行走能力參考指標制定

本研究中截肢組均已很好地融入家庭和社會，測試的結果能夠為雙小腿截肢者康復目標的制定提供可靠的參考。

根據《國際功能、殘疾和健康分類》(ICF)的理念，我們將雙小腿截肢者穿戴假肢行走能力的參考指標分為兩部分：身體結構與功能相關指標、活動相關指標，選取雙小腿截肢者與正常人之間有統計學差異的指標。身體結構與功能相關指標包括步態時空參數，活動相關指標包括室內6MWD、室外行走1 km所用時間及能量消耗。每個指標參考值分為三級，分別是一般、良好、優秀，兩側的極值通過(xˉ-s)、(xˉ+s)計算得到。見表5。

表4 靜態站立平衡能力對比結果

表5 雙小腿截肢者穿戴假肢行走能力參考指標

3 討論

對于截肢者功能的康復評定，假肢師或康復治療師常常從穿戴假肢后能夠實現獨立步行的時間和距離上判斷截肢者行走的能力，這種方式屬于定性判斷，結果的準確性或可靠性與觀察者的技術水平、經驗有直接的關系。本研究通過對雙小腿截肢者的行走能力進行定量測試，并制定雙小腿截肢者行走能力參考指標，為雙小腿截肢者康復目標的制定提供參考，為下肢截肢者行走能力提供定量評價的方法。

3.1 雙小腿截肢者行走能力與正常人之間的差別

自我感覺最舒適的速度，被認為是行走時最安全、耗能最少、最易顯示步態信息的速度，被廣泛地作為測試行走能力的指標，無病理性步態的正常步速是1.1～1.4 m/s[3]。下肢截肢者由于失去正常的關節結構，打破了身體重心鐘擺樣運動的平滑性；此外，足跟離地時失去小腿三頭肌向前的驅動力，所以需要額外的機械功來移動重心，導致步行速度降低和能量消耗增加，步行效率下降。本研究中，對照組自我感覺最舒適的平均速度為1.29 m/s，截肢組自我感覺最舒適的平均速度為1.07 m/s。與對照組相比，截肢組的6MWD減少20%；步態周期長、步頻小、支撐期百分比增大、擺動期百分比減小；跨步長較正常人略短，但是差別無統計學意義。本組的假腳型號大多為SACH，由于SACH背屈、跖屈范圍較小，在應對室外復雜路面，如上下坡、上下臺階時，需要通過劃圈或髖關節的上提來輔助下肢跨越障礙，從而需要做更多的功，消耗更多的能量；截肢組室外行走復雜路面1 km所需時間比對照組多40%左右，每千克體重能量消耗比對照組多約30%左右。

重心移動總軌跡長越長，重心移動面積越大，靜態站立平衡能力越差，統計結果顯示截肢組與對照組的靜態站立平衡能力無差別。原因可能與雙小腿截肢者假肢對線原則及截肢者穿戴假肢的時間有關?？紤]到平衡的因素，一般雙小腿截肢者站立時假腳間距較正常人大，從而增大了支撐面積；本研究中截肢組穿戴假肢的平均年數為17年，因為長期穿戴假肢，已經能夠很好地操控假肢，下肢的肌力和本體感覺已經得到很好的訓練，可能彌補了因截肢而導致的靜態站立平衡能力的減弱。

6MWT被廣泛用來測試所有人，包括截肢者的行走能力，而且被證明在測試社區行走能力時重復測量精確度較高[4]，一直以來被認為是評價截肢與功能相關性的金標準[5]。2002年，Gailey等發表了AMP，現在已經被國外學者廣泛采用，作為對下肢截肢者評定的重要方法；AMP的目的是評定下肢截肢者的運動能力，包括當前的運動能力和將來的步行潛力，為醫生、假肢技師和康復治療師客觀地評定截肢者穿戴假肢后的步行能力提供參考[6]。Raya對雙側截肢者進行AMP和6MWT的相關性分析，認為兩者具有相關性，可以作為評價雙小腿截肢者的行走能力的輔助工具[7]。AMP平均得分顯示截肢組的平均運動級別為K3，表明有能力或有潛力變換步幅行走，典型表現是戶外活動可以越過大多數障礙物，可使用假肢進行較復雜的職業活動或其他活動[4]。

3.2 加速度計的應用

目前實驗室使用的最為復雜的步態分析評價設備是三維步態分析系統。但是三維步態分析也存在一定的劣勢，當感受器標記點較多或者攝像頭較少時，紅外捕捉容易出現錯誤；對于步態分析的評價受到實驗室的限制，只能測試短距離通道的步態信息，不能代表人類自然狀態下真實的步態特征[8]。三維加速度計因其簡單、方便、不受實驗室限制的特點，被廣泛用來進行關于老年人、青少年、運動障礙者和神經系統疾病患者的活動監測、步態和能量消耗的分析[9-11]。在康復工程領域，三維加速度計已經成為一種輔助截肢者假肢部件選擇、康復介入評價方面的手段[12]。本研究所用設備IDEEA就是一種三維加速度計，IDEEA能夠很好地評價實驗室外的步態和姿勢，精確地評價能量消耗[13]。

雙小腿截肢者的行走能力與正常人之間存在差異，但因為其保留了雙側的膝關節，具有很大的行走潛力。通過測試雙小腿截肢者行走能力與正常人之間的差異，選取評價雙小腿截肢者穿戴假肢行走能力的參考指標及相應的閾值，可為以后雙小腿截肢者康復效果的評價和康復目標的制定提供科學依據。

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