青少年特發性脊柱側凸患者步態特征的研究進展

青少年特發性脊柱側凸(adolescent idiopathic scoliosis, AIS)是指在青少年生長發育快速階段出現的不明原因的復雜脊柱三維畸形，其在10～18歲青少年人群中發病率高達2%～4%

。盡管AIS的主要臨床癥狀是脊柱畸形，但鑒于青少年正處于生長發育和運動的高峰期，其運動和步態障礙目前已被廣泛關注

。步行是人體基本的運動功能

，步行過程中需要肌肉骨骼系統、神經系統、視覺、前庭覺、以及本體感覺系統等的共同參與調節。既往文獻報道了AIS對脊柱靈活性和軀干平衡造成了顯著影響，脊柱出現畸形則可能引起重心活動的改變從而產生病理步態，繼而影響了患者的運動功能

。AIS作為一種青少年主要的身體畸形，在生長發育的早期就可能出現異常表現，但目前的研究更多集中于保守及手術治療方面，并且幾乎所有分析AIS患者步態特征的研究都報告了一些異常，但這些結果往往不一致

。深入研究和歸納AIS患者的步態特征，希望為未來的類似研究提供參考以及為AIS的功能評估與康復治療提供科學依據。本文就國內外探討AIS患者步態特征的研究進行綜述。

1 AIS對步態參數的影響

當某種疾病影響人體的運動系統時，其步態將會出現改變，因此步態分析可及早并準確地反映人的運動系統健康及疾病進展情況

。步態分析最初被用于腦癱患兒的評估，經過臨床實踐與積累，目前有很好的證據表明其可以廣泛用于各種上運動神經元損傷和肌肉骨骼疾病患者。現階段步態分析是一種成熟的評估步態障礙的工具并被廣泛使用，其具有功能診斷、評估并制定治療計劃以及監測疾病進展等功能

。步態分析主要分為定性分析和定量分析，其中定性分析主要通過人為的主觀觀察及詢問等獲得數據，常適用于步態模式異常明顯的患者，比如腦卒中偏癱患者，但結果往往缺乏客觀性。而定量分析則是主要依靠三維步態分析技術，包括人體Marker點標記與攝像設備、測力板、體表肌電圖、數據分析系統，具有客觀性及可重復性強等優勢

。描述步態特征包括時空參數、人體運動學分析和動力學分析等內容，常用的指標有步速、步頻、步長、步寬、足偏角、支撐相所占時間百分比、關節運動角度、肌群活動、地面反作用力及能量消耗等。鑒于AIS患者并沒有腦卒中及腦癱患者那樣顯而易見的異常步態模式，且輕微的步態異常無法根據肉眼觀察，進行主觀分析較難，因此國內外關于AIS患者步態的研究多集中于采用后者的三維步態分析技術進行客觀分析。

1.1 步速 步速為單位時間內行走的距離，以m/s表示，國內研究報道正常人的平均自然步速大約為1.2 m/s

，而國外約為1.24 m/s

。目前，對AIS患者的步行速度始終存在爭議，有研究發現，與同齡健康受試者相比，AIS患者的步行速度顯著下降

，然而有部分研究對此沒有觀察到顯著差異

，產生的原因可能與分組標準較為寬泛，各研究納入的患者側凸程度及部位不同等有關。Mallau等

觀察了17名AIS患者(年齡，14±1歲；Cobb角，19.5°±5.2°)和16名健康受試者(年齡，14±1歲)在自然步速下完成不同的行走任務表現，包括平坦地面行走、直線走、在3 m長，10 cm寬，30 cm高的橫梁上行走，結果發現與對照組相比，AIS患者的步行速度分別降低了15%，16% 和16%。行走過程中速度的降低往往是應對軀體運動不對稱和平衡功能缺損的主要適應策略，尤其是在復雜的功能活動中表現的尤為顯著。Chow等

研究28例輕度AIS患者和22例健康受試者在背包負重0%、7.5%、10.0%、12.5% 和15.0%身體重量情況下對步行的影響，結果發現無論是AIS組還是對照組，隨著背包負重的增加，行走速度都明顯降低，但組間比較沒有明顯差異。人們長期以來一直關注兒童青少年背包對自身發育及肌肉骨骼系統的影響，特別是那些AIS患者，Chow

的研究結果告訴我們，就步態參數而言，背包負荷對輕度AIS患者沒有顯示出比健康同齡人更大的弊端，但對于中重度AIS是否有更大弊處還沒有直接證據。然而，仍有一些證據表明AIS患者的背包負荷量建議低于正常人，因為AIS患者較低的步速和顯著增加的雙支撐相時間已經表明AIS患者的步行效率是處于低于同齡人水平的

。

1.2 步頻 步頻指單位時間內行走的步數，以步數/min表示，正常人自然狀態下平均步頻大約為90～125步/min。在最早關于AIS步頻的研究中，有研究者通過對Cobb角范圍在22～67°之間的30名AIS患者進行測試，結果發現其步頻顯著低于對照組，步頻的下降可能是由于AIS患者的姿勢控制較差而導致的

。事實上，即使在考慮側凸的程度和部位等情況下，后續研究都表明AIS患者的步頻與健康人相比沒有任何差異

，即使是在背包負重不斷增加的情況下

。

1.3 步長/跨步長 步長是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，以cm 表示，而跨步長相當于左、右兩個步長相加，即同一側足跟前后連續兩次著地點間的縱向直線距離，正常人步長約為50～80 cm，跨步長約為100～160 cm。Mallau等

納入AIS患者Cobb角在11～30°之間的一項研究結果顯示，AIS患者的步長相對于健康人縮短了9%。Syczewska

指出AIS患者的步長與Cobb角的大小呈負相關，相關系數R=-0.387。AIS患者在承重反應期與前足蹬地時，垂直方向對地面的反作用力均減小，支撐相末期髖關節最大伸展角度減小會導致足離地姿勢準備不足，肢體向前的推動力不足，造成步長減小，步行效率下降。然而，Schmid

、Yazdani

和Chow

并未觀察到AIS組與健康對照組之間在步長上的顯著差異。

近年來，該油田物資供應處針對物資采購中存在的種類繁多、產品標準不一、質量參差不齊以及業務流程冗長、重復低效等問題，嚴格要求采購的產品必須達到原理、結構、材料、指標、規格、質保、價格、接口、圖紙、外觀標識“十統一”，最終建立符合油田自身生產實際統一的產品技術標準體系。截至今年9月底的數據顯示，實施標準化采購以來，勝利油田的重要設備材料合格率始終保持在100%，打通了勝利油田標準化采購高質量保供的“最后一公里”。

所有數據均采用SPSS17.0統計學軟件進行處理,其中計數資料用n(%)表示,采用χ2檢驗,計量資料用(±s)表示,采用t檢驗,等級資料采用秩和檢驗,若P<0.05,則表明患者差異有統計學意義。

1.5 步態對稱性 步態的對稱性是對于受試者左右側步態參數的整體反應，健康人理應步行時左右側的步頻、步長和跨步長等參數大體一致，如果兩側的步態不對稱相差超過8%～10%，應視為步態異常

。Yang

在其研究中指出S型側凸患者的步態在額狀面及橫斷面是不對稱的，可能是由于患者的中軸脊柱節段發生了旋轉，其需要通過整體姿勢控制策略的調整來代償脊柱局部畸形的改變。然而，Mahaudens在其研究中提到

，AIS患者的凸側和凹側在骨盆、髖關節、膝關節、踝關節運動學數據上沒有表現出不對稱性。張元威研究者通過13名AIS患者的跑臺測試結果分析發現

，AIS患者在不同速度(2.7km/h，3.5km/h，5.0km/h)下步態參數中的兩側運動學指標的差異均無統計學意義，這也與游國鵬等

的研究結果一致。這些相互矛盾的結果可能是由于研究者選取的AIS患者的數量、脊柱畸形程度、彎曲位置等不同導致。

1.4 步寬 步寬為左、右兩足間的橫向距離，通常以足跟中點為測量點，步寬越窄，意味著步行的穩定性越差。兩項研究探討了AIS患者的步寬情況

，結果發現AIS患者與正常人比較在步寬上都沒有顯著性差異。研究者納入的AIS患者平均Cobb角分別為19.5°和43.5°，脊柱側凸可能對該參數沒有造成顯著影響。但類似的研究和患者數量較少，未來仍需要大樣本前瞻性研究來進一步驗證。

1.8 足底壓力分布 在行走時，地面的反作用力施加于足底并向上傳導，對各關節產生一個外部的力矩，力矩大小受到地面反作用力和力臂大小的共同影響，但脊柱的畸形導致其局部關節中心移位，脊柱中線兩側力矩不一致，AIS患者正處于生長發育的高峰期，如果不及時干預，會引起脊柱畸形快速加重。Haber等

學者發現AIS患者的足底壓力數據兩側沒有明顯的不對稱性。足底各區域壓力的大小和雙側是否對稱與骨盆傾斜和脊柱畸形的嚴重程度有關

，但未發現明顯的不對稱與彎曲方向和椎體旋轉之間的關系

。游國鵬等

在其研究中提到，AIS患者無論在行走或是慢跑運動中，其全足范圍內均表現出主彎凹側壓力值大于主彎凸側壓力值。韓秀蘭

在其研究中根據側凸方向對AIS患者細分，發現與對照組相比，右側凸組患者的左足平均壓力小于對照組，右足平均壓力大于對照組，且左足平均壓力明顯小于右足平均壓力。而S型胸腰彎組與對照組相比，左右足底壓力無差異。從其研究中可以看出，單向側凸患者的左右足底壓力對稱性較差，S型胸腰彎患者的左、右足底壓力呈現對稱，足底壓力測量參數可能受到主要脊柱側凸類型的影響。

1.7 關節角度 肌肉的活化產生大部分的內部力矩來控制關節的活動，AIS患者肌群活動異常可能會導致步行時關節角度與正常人有偏差。研究顯示AIS患者在額狀面和橫斷面的骨盆和髖關節活動度都低于正常對照組

，骨盆傾斜度顯著增加

，并且與身體的負重呈正相關性

。盡管AIS患者的骨盆、髖關節的冠狀面活動度，髖關節橫斷面的活動度以及膝關節矢狀面活動度會受到限制，但這種限制較為有限，骨盆和髖關節活動度平均受限1.6～4.6°，而膝關節活動度受限6.6°

。這種受限可能與AIS患者脊柱、骨盆和髖關節結構改變而導致全身出現不同程度的僵硬、AIS患者降低活動度一定程度上可以限制冠狀面的失平衡進展、骨盆為起止點的肌肉電活動時間延長從而導致骨盆周圍結構活動度降低等原因有關

。Kramersde等

報道，AIS患者的膝關節和踝關節在矢狀面上的運動仍遵循生理模式，沒有因為脊柱畸形而發生顯著改變。Syczewska等

結果顯示，AIS患者的踝關節在擺動相時處于背屈位置，且相對于小腿處于內旋位置。當使用髖部策略行走時，上半身和下半身相對獨立，患者上半身和下半身的轉動慣量相對整體都有顯著的降低，容易導致患者步行軌跡的變異程度大、步速減慢、步幅縮短等一系列步行功能障礙；然而，由于踝關節周圍區域的轉動慣量較大，患者常采用踝關節策略來保持較低的擺動幅度，從而穩定姿勢

。

1.6 肌群活動分析 AIS患者軀干肌力量明顯弱于正常人，且隨著側凸角度的增加而減小

。Prince等

對納入平均Cobb角為17°的9名AIS患者進行步態分析，研究發現這些患者在頸7、胸4、胸10到腰4位置的中軸骨附屬肌肉激活延遲，踝關節跖屈和髖關節屈曲肌群活動顯著低于對照組，胸左和腰左彎患者的右側髖關節外展力量顯著降低，伸膝肌群活動兩側不對稱，髖、膝和踝關節最大功率下降。功率代表關節動態力的快速爆發，多發生在肌肉收縮運動模式轉化的過程，功率的下降提示能量產生的減少，肌肉收縮和控制能力下降

。Prince

的研究提示我們，AIS患者步行過程中可能存在控制膝關節伸肌的非對稱性神經沖動發放，踝關節和髖關節在足蹬地時功率下降可能與產生的能量減少有關。

1.9 能量消耗 Mahaudens等

評價正常對照組(N=13)和脊柱側凸組，包括組1(N=12，Cobb角≤20°)、組2(N=13，20°

對86例AIS患者進行6 min步行測試，發現AIS組的心率、呼吸頻率顯著高于健康組，血氧飽和度及行走距離顯著低于健康組。毫無疑問，步態異常會增加能量消耗，一個人步態異常所造成的結果是傾向于放慢行走速度以維持能量消耗在一個舒適的有氧狀態下

。

2 AIS對平衡的影響

綜上所述，不斷加強企業的財務監督管理，應充分的利用各個方面的力量，不斷的加強企業財務監督管理的一系列法律法規，不斷的強化會計工作人員的監督職能和監督體系，同時還要從思想上進行充分的認識和了解，積極的轉變一些比較傳統的觀念，從而不斷地提高財務監督管理工作的水平。

平衡是步行的基礎。平衡能力的問卷調查常采用國際版跌倒效能量表，用于評估害怕跌倒與跌倒自我效能情況

，但AIS患者的平衡缺損并不像偏癱及腦癱患者那樣顯著，因此問卷調查對于AIS患者來說實用性較差。現階段，AIS患者的平衡和體位穩定性評定通常采用平衡儀或者壓力板測量足底壓力中心評估的方法

。

2.1 靜態平衡 Wiernicka等

的研究中對特發性脊柱胸彎和胸腰彎，Cobb角41.7°±17.4°的女孩和健康女孩進行睜眼下雙腿站立、左腿站立和右腿站立的姿勢穩定性檢查，比較了壓力中心擺動路徑長度和面積，結果發現在雙腿站立時，兩組之間的姿勢穩定性參數沒有顯著差異，然而在單腿站立時，AIS組的壓力中心擺動路徑長度顯著增加，壓力中心外側漂移顯著增加。李省華等

對48例AIS患者進行靜態平衡測量，發現AIS 組重心移動的軌跡長度、包絡面積、平均速度、水平距離和垂直距離均顯著高于對照組。研究都報道了AIS患者平衡評定中足底壓力中心漂移值和搖擺區都顯著高于健康受試者，這意味著患者可能重心過高，姿勢不穩定

，但側凸程度與靜態平衡之間的關系很少有研究報道。進行跌倒風險評價時，研究指出中度胸右腰左S彎患者靜態站立重心向左側偏移7 mm及前側偏移4.5 mm，與對照組比較存在顯著差異

，AIS組的平均跌倒指數為50.3±31.9，顯著高于對照組的13.3±8.3

。以上研究表明，AIS患者潛在跌倒風險高于健康同齡人，患者穩定性降低

，應當在運動中多加防范。

各省、自治區、直轄市水利（水務）廳（局）、各計劃單列市水利（水務）局、新疆生產建設兵團水利局、部機關各司局和部直屬各單位的主要負責人以及全國水利系統先進集體、勞動模范和先進工作者代表參加會議。

2.2 動態平衡 Kuo等

使用移動平衡臺對22例AIS患者和22例健康人進行了動態平衡測量與比較，結果發現2組的整體平衡指數均在正常范圍內，但AIS組在視覺被剝奪條件下的平衡指數顯著低于對照組。AIS患者的脊柱中軸和附屬肌肉結構遭到破壞，其節段穩定性受到侵襲，患者采用了降低速度的適應性策略來加強姿勢控制和身體平衡，同時視覺反饋也提供了代償作用。Schizas等

發現AIS患者步行時的動態平衡與側凸方向、側凸角度及椎體旋轉程度無明顯相關性。Mallau等

通過不同的行走任務發現，脊柱側凸同時影響了頭部姿勢穩定，進而可能導致前庭功能缺損，這點與Prince等

的研究中發現AIS患者從骶1到頭部的垂直加速度受到干擾相一致。在未來的研究中，通過脊柱融合手術使脊柱序列重新排列，探索其行走時前庭功能有無改善及平衡控制策略有無調整就顯得十分有意義

。

3 小結與展望

既往研究的目的是找出脊柱側凸疾病與運動學參數和動力學參數之間聯系，以及這種疾病對受試者穩定性的影響，然而結論大多都不一致。根據現有研究質量評價，大多數研究的外部效度得分較低，因此不能將研究結論概括到所有的脊柱側凸患者身上

。未來關于此方面的研究不僅需要對患者的脊柱側凸情況進行具體判斷，還要考慮到AIS患者下肢，如骨盆位置、下肢的長短以及足型等，對AIS患者進行更為細致的分類，然后再觀察其步態和平衡情況，減少偏倚。

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