三維步態(tài)與運動分析系統(tǒng)測量步行過程中時空參數(shù)的信效度檢驗

宋偉鳴

中圖分類號：G804? ?文獻標識：A? ? ?文章編號：1009-9328（2022）04-285-02

摘? 要? 目的：以Protokietics Movement Analysis Software（PKMAS）作為校標，探究三維步態(tài)與運動分析系統(tǒng)（RealGait）測量步行過程中時空參數(shù)的信度和效度。方法：18名健康參與者來訪兩次，間隔7天。采用診斷試驗可重復性的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)評價信度;采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)（R）和Bland-Altman圖來確定效度。結(jié)果：單因素方差分析表明兩次測量結(jié)果無顯著性差異（P>0.05）;RealGait對所有步態(tài)參數(shù)測量均表現(xiàn)出良好的信度（ICC 2，k≥0.749）;效度方面，RealGait和PKMAS的測量結(jié)果具有強相關(guān)性（R≥0.77）;Bland-Altman圖同樣顯示出良好的一致性。結(jié)論：三維步態(tài)與運動分析系統(tǒng)在步態(tài)時空參數(shù)測量中具有良好的信效度，是測量健康人群步態(tài)的可靠工具。

關(guān)鍵詞? RealGait? 步態(tài)? 信度? 效度

步態(tài)（Gait）是人體行走時所表現(xiàn)的姿態(tài)。成年人行走時的步態(tài)是唯一的，穩(wěn)定的，不易改變的;步態(tài)是周而復始的過程，具有一定的周期性和方向性;在不同的時空環(huán)境中，步態(tài)會表現(xiàn)出不同的時空特征。步態(tài)分析已是識別損傷或疾病、預測跌倒和量化干預效果的重要環(huán)節(jié)。步速、步長、步態(tài)周期等參數(shù)與健康狀況、活動水平和生活質(zhì)量高度相關(guān)，并可預測未來某些疾病的發(fā)病率和死亡率。PKMAS是一種成熟的步態(tài)量化設(shè)備，已有多項研究使用其數(shù)據(jù)并從中得出了大量時間和空間結(jié)果的測量特性。相較于實驗室環(huán)境，便攜式設(shè)備的發(fā)展使步態(tài)評估更加便捷，受益人群更加廣泛。

RealGite（諾誠電氣，上海）旨在測量步態(tài)過程中的時空參數(shù)。截至目前，RealGite在測量步態(tài)過程中的時空參數(shù)的信效度尚未見報道。為了更好地解釋諸多使用RealGite步態(tài)數(shù)據(jù)的研究，并能夠與其他已公布地步態(tài)測量工具的數(shù)據(jù)進行比較，本研究以PKMAS作為校標，確定RealGite在測量步行過程中時空參數(shù)的信度和效度。

一、實驗對象與方法

（一）研究對象

健康參與者18例（女性9名，男性9名;年齡24.1±0.8歲，身高175.9±5.2cm，體重69.6±10.1kg）。納入標準：（1）近三個月內(nèi)無下肢損傷;（2）無下肢手術(shù)史;（3）自愿簽署知情同意書。排除標準：（1）長期服用精神類藥物;（2）患有神經(jīng)退行性等可能影響步行任務(wù)的疾病。

（二）實驗方法

18名健康參與者來訪實驗室兩次，時間相隔7天。第一次來訪，受試者需要在10米的步道完成6次成功的步行測試：使用RealGait和PKMAS系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，各3次。第二次來訪，只使用RealGait完成3次測試并收集數(shù)據(jù)。RealGait是一款便攜式步態(tài)設(shè)備。測試前，將17個內(nèi)含高性能嵌入式微處理器DSP數(shù)據(jù)采集處理模塊的傳感器綁定在受試者頭、肩、背、腰、髖、膝和踝相應(yīng)位置處并進行姿勢糾正。RealGait系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)采樣頻率為120Hz。

（三）統(tǒng)計學方法

符合正態(tài)分布的計量資料采用均數(shù)±標準差表示。使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC 2，k）和測量標準誤（SEM）評估信度。使用第一階段的數(shù)據(jù)分析診斷試驗的可重復性來評估相對信度;絕對信度以測量標準誤（SEM）檢測。使用Pearson相關(guān)系數(shù)（R）和Bland-Altman 95%的一致性限值來評估RealGait和PKMAS之間的效度。應(yīng)用SPSS26.0進行統(tǒng)計分析。P<0.05為差異表示具有統(tǒng)計學意義。

二、結(jié)果

（一）信度檢驗

RealGait和PKMAS診斷試驗可重復性結(jié)果顯示，除擺動相（ICC 2，K=0.749），其余變量可重復性均為較好ICC（2，K≥0.771，表1）。

（二）效度檢驗

RealGait和PKMAS測量結(jié)果間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)顯示出很強的相關(guān)性（r≥0.771，p<0.001）。RealGait測試結(jié)果普遍低于PKMAS（表2）。Bland-Altman圖顯示：步幅時間和步頻結(jié)果中所有案例均落在一致性界限內(nèi);步幅、步長、步寬、步速擺動相和支撐相結(jié)果中都只有5.56%（1/18）的點超出Loa95% CI，但所有指標的平均差值與0相比沒有差異（p>0.05）。

三、討論

步態(tài)分析是研究步行規(guī)律的方法，是一種對人體行走方式進行客觀記錄并對步行功能進行系統(tǒng)評價的有效手段，目的是揭示人體步態(tài)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和影響因素。目前，步態(tài)分析常用的設(shè)備有便攜式設(shè)備和實驗室設(shè)備兩種。PKMAS屬于全自動設(shè)備構(gòu)建的實驗室設(shè)備，能夠精確采集人體步行過程中的動力學參數(shù)和運動學參數(shù)。然而，這些設(shè)備在便攜性和價格方面存在不足，限制了其的可推廣性和適用性。相比之下，RealGait對場地要求不高，易于操作，可以進行不同環(huán)境下的步行測試，例如上下樓梯和跨越障礙以滿足不同的研究需求。

結(jié)果顯示，ICC值介于0.749～0.973，表明不同測試方法測量健康人群步態(tài)參數(shù)的精確程度較高，診斷試驗可重復性較好。SEM值顯示，兩種設(shè)備測試間步速指標存在差異，步速指標的SEM%為29.1%，其余指標具有良好的一致性。這與先前研究結(jié)果一致，步態(tài)研究常存在難以精確控制步速的局限，盡管提示受試者以最舒適的速度參與步行測試，但是測試環(huán)境對步行過程造成一定影響，與其正常行走有所不同，可能需要使用節(jié)拍器來控制步行速度。

研究顯示RealGait和PKMAS具有很高的相關(guān)性（r≥0.771，P<0.001），說明在兩種設(shè)備在測試以上8項步態(tài)指標上可以相互替代。Bland-Altman一致性分析表明，對于所有結(jié)果，兩者相比存在細微的偏差。RealGait的測試結(jié)果略低于PKMAS，結(jié)合各項指標兩次測試的均值和實際情況考慮，這種差異是可以接受的。

綜上所述，目前的數(shù)據(jù)首次證明RealGait是一種可靠的步態(tài)時空參數(shù)測量工具，但本研究僅以健康人群為對象，后續(xù)研究將進一步擴大樣本量，針對特定人群和特定任務(wù)進行更深入的探討。此外，推薦與動力學測量工具結(jié)合使用，能更全面地評估人體步態(tài)特征。

四、結(jié)語

本研究中RealGait測試所得步幅、步寬、步速、步長、步長時間、步頻、支撐相和擺動相可以與PKMAS值互換。三維步態(tài)與運動分析系統(tǒng)在步態(tài)時空參數(shù)測量中具有良好的信效度，是測量健康人步態(tài)的可靠工具。

參考文獻：

[1]張子華，紀仲秋，龐博，等.老年人步態(tài)穩(wěn)定性、步態(tài)評價與跌倒風險的研究進展[J].中國康復理論與實踐，2019，25（07）：793-796.

[2]覃朝暉，于普林，烏正賚.老年人跌倒研究的現(xiàn)狀及進展[J].中華老年醫(yī)學雜志，2005（09）：711-714.

[3]鄭盼盼，謝麗娟.老年患者跌倒的危險因素分析及護理對策[J].中國現(xiàn)代醫(yī)藥雜志，2020，22（12）：95-97.