腦梗死患者基于跑臺步行的步態分析

楊智權，劉愛賢，聶憶秋

首都醫科大學附屬北京康復醫院神經康復中心，北京市100144

腦梗死后偏癱是一種非對稱性癱瘓，會導致患者出現“偏癱步態”。要恢復一定的步行能力，良好的步態是基礎。步行中足底壓力變化與步行周期是反映步態的常用指標。隨著臨床康復量化評估設備的大量使用，對腦卒中偏癱患者進行步行周期、足底壓力分布和足底時空變化參數的動態量化評估越來越受到重視[1-3]。本研究利用PDM-THM 步態訓練跑臺對腦梗死患者平地步行時的步行周期、足底壓力分布及足底時空變化參數進行分析，為指導步行訓練提供量化數據[4]，為科學合理制訂康復治療計劃提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017 年4 月至2018 年11 月首都醫科大學附屬北京康復醫院神經康復中心收治的腦梗死患者24例，符合1995年第四屆腦血管病學術會議制訂的腦梗死診斷標準[5]，并經頭顱CT或MRI檢查確診。

納入標準：①年齡18～65 歲；②病程＜6 個月，生命體征平穩，意識清楚，能聽從指令；③首次發病；④無嚴重急慢性心瓣膜病、心肌病、近期心絞痛頻繁發作、不穩定型心絞痛和其他器質性心臟病；⑤可無輔助下獨立站立并行走10 m以上；⑥前庭系統功能及本體感覺正常。

排除標準：①孕期或哺乳期婦女；②伴不自主抽動、震顫或嚴重器質性疾病及其他神經系統疾病，不能配合完成檢查；③失語；④精神障礙、聽力障礙、理解障礙或嚴重認知障礙；⑤矯形外科手術史、髖關節脫位、骨折未愈合或嚴重骨質疏松等；⑥存在脊柱側凸等脊柱畸形；⑦惡性腫瘤、有出血傾向。

入組患者中，男性17 例，女性7 例；右利手21例，左利手3例；年齡(52.5±11.0)歲；病程(2.7±1.6)個月；體質量(65.3±13.8)kg；身高(168.2±6.9)cm；下肢長度(82.9±5.0)cm。

本研究經首都醫科大學附屬北京康復醫院倫理委員會審核批準，所有研究對象均對本研究知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法

所有患者穿緊身衣服，足部穿薄襪以免影響踝關節和跖趾關節運動，且便于測定足底壓力，未佩戴輔助支具和手杖。應用FDM-T 步態分析系統(德國ZEBRIS 醫療器械公司)，通過跑臺內安裝的7000 個壓力感受器，對步行時步行周期、足底壓力分布及足底時空參數進行采集。環境溫度5～35 ℃；相對濕度30%～85%，無結露、無結冰；氣壓700～1060 kPa。

患者放松，睜眼站立于設備上10 s；患者放松，閉眼站立于設備上10 s；盡量采用平地步行速度適應步行1 min，再步行30 s。

訓練中，由專業人員陪同；訓練或測試中出現疼痛的患者，需調整至無痛再進行測試。

1.3 觀察指標

①步行周期參數：站立相百分比、負荷反應期百分比、站立中期百分比、邁步前期百分比、邁步相百分比、雙支撐期百分比。②足底壓力分布參數：前足最大力值、中足最大力值、足跟最大力值、前足最大壓強、中足最大壓強、足跟最大壓強、前足最大力時間、中足最大力時間、足跟最大力時間、前足接觸時間、中足接觸時間、足跟接觸時間。③足底時空變化參數：足偏角、步長、步長時間、步態線長度、單支撐線長度、足跟到前腳掌的時間變化、足跟到前腳掌的時間變化百分比。比較患側與健側差異。

步行周期指行走過程中，一側足跟著地至該側足跟再次著地時所經過的時間。每側有其各自的步行周期。步行周期分為站立相(支撐相)和邁步相(擺動相)兩個階段。具體分期標準采用美國加利福尼亞州RLA國家康復中心提出的RLA 分期方法，站立相分為5 個分期，首次著地(initial contact)、負荷反應期(loading response)、站立中期(mid-stance)、站立末期(terminal stance)、邁步前期(pre-swing)；邁步相分為3 個分期，邁步初期(initial swing)、邁步中期(mid-swing)、邁步末期(terminal swing)[6]。

步長指行走時左右足跟或足尖先后著地時兩點間的縱向直線距離。步態線長度指一側足在步行周期中移動的軌跡長。單支撐線長度指在站立相，足底壓力中心由足跟移到足尖的軌跡長。

1.4 統計學分析

采用SPSS 19.0 軟件進行統計學分析。計量資料用()表示，側間比較采用獨立樣本t檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結果

與健側比較，患側站立相明顯縮短(P＜0.01)，站立中期明顯縮短(P＜0.01)；邁步相明顯延長(P＜0.01)；中足最大力(P＜0.05)、中足接觸時間(P＜0.05)減小；足偏角明顯增大(P＜0.01)。見表1。

表1 腦梗死患者雙側步態分析結果比較(n=24)

3 討論

一些研究通過分析對比兩側下肢的各種動力學和運動學數據，證明對稱性存在[7]。Hannah 等[8]通過時域分析證明，兩側髖關節在3 個平面內的運動，以及膝關節在矢狀面內的運動具有對稱性。Hamill等[9-10]研究受試者行走和奔跑時兩側下肢所受到的地面反作用力，也沒有發現明顯差異。在能效方面，兩側下肢有非常好的對稱性，人類平地步行以鐘擺模式向前移動[11-12]。我們可以通過對比偏癱患者雙下肢對稱性的破壞，分析如何更好糾正偏癱步態。

腦梗死偏癱患者雖然健側接近正常，但由于步行需要雙側協調、配合才能完成，步行時健側數據與正常人相比也明顯異常。因此，步態分析中數據的絕對值意義有限，但雙側比較對糾正異常步態有一定參考價值。

偏癱步態會隨著障礙程度、恢復情況等的變化而變化，同時受患者自主運動控制能力、姿勢反射、感覺、高級腦機能(失認、使用等)和步行速度的影響。僅從雙側不對稱的角度，步態的許多參數存在差別。

總體來看，患側站立相縮短，邁步相延長，且以站立中期縮短較明顯。正常人雙支撐相約占步行周期的20%[6]，腦梗死偏癱患者雙支撐相明顯延長。站立中期是指從對側下肢離地至軀干位于該側支撐腿正上方的時期，為單腿支撐期，此時重心位于支撐面正上方[6]。從足底壓力分布情況看，患側中足最大力減小，而中足最大壓強值卻無明顯變化，提示患側中足接觸面積減小，可能與患側足跖屈、內翻有關。中足接觸時間減小，而中足最大力時間無明顯變化，可能與患側站立中期縮短，下肢支撐力不足，患側不能在有限的接觸時間里發揮最大力量。本研究觀察到，患者首次著地時即以全腳掌或腳趾著地，質心快速轉移[13-14]。足底時空變化參數本研究中觀察到足偏角有顯著性差異。雖然足偏角數值不大，但對其他時空參數，如步長、步長時間、步態線長度、單支撐線長度、足跟到前腳掌的時間等會造成明顯影響。

總之，本研究顯示，糾正腦梗死患者異常步態，可能需要更多關注增強患側站立負重和立位平衡功能，延長站立相，縮短邁步相；尤其要加強站立中期膝關節控制能力，以增強對側下肢離地后患側單腿支撐能力。患側踝關節的跖屈、內翻和足偏角的變化，對下肢力量的正常發揮起重要作用。腦卒中患者步行時雙下肢關節運動角度峰值和關節力矩的不對稱性，與實地步行中踝關節背伸和跖屈角度減少相對應[15-16]。提示在步態訓練中，重視患側下肢負重、膝關節控制、踝關節矯正，有利于更好地提高整體步行能力，改善步態。這中間還有很多細節需要研究。

本研究樣本量較小，屬于跑臺步行，與平地步行存在區別；研究以兩下肢步態具有對稱性的假說為基礎，有一定局限性，部分研究認同步態的不對稱性，并將這種不對稱性與下肢功能的劃分相聯系[17-18]；還有人通過研究得到相反的結論，特別是在表面肌電圖，兩側下肢具有不對稱性[19-22]。因此，進一步研究要擴大樣本量，同步表面肌電數據進行分析，增加對照組，結合具體治療技術，將步態研究落實到肌肉的激活[23]與訓練[24]上。