面向临床的三维步态分析方法用于评估步态障碍

该方法的总体目标是通过使用三维运动分析，简化日常康复中步态模式的客观测量。该方法可用于诊断步态康复的进展，尤其适用于由中风、脊髓损伤或髋部骨折等疾病引起的步态障碍。该技术的主要优势在于其具有良好的连接兼容性。

该方法采用简单的测量步骤，并具有直观的数据呈现方式。本次操作演示由本院物理治疗师山田淳也（Junya Yamada）进行，他担任我院步态分析实验室的主任技师。

在准备受试者之前，务必确保成像设备已根据制造商的说明完成校准。本方案采用一种简化的基于视频的运动分析系统。该系统采样频率为 60 赫兹，成本低于标准的三维步态分析（3D GA）系统。

受试者应穿着舒适且贴身的紧身裤，以便于将彩色传感器紧贴皮肤固定。成像设备所检测的标记物直径为30毫米，需进行准确定位。首先，将标记物放置于双侧肩峰处。

然后，在踝关节的外踝上放置标记点。接着，在足部的第五跖骨头上放置标记点。再在膝关节处放置标记点，具体位于股骨外侧髁前后径中线位置。

然后在双侧髋部的髂前上棘与大转子之间放置标记点，位置大约位于从大转子起算的三分之一处。接着将最后所需的标记点放置在髂嵴上，沿通过髋部的髂嵴垂直线分布。进行测量时，让受试者在跑步机上行走，同时由摄像机记录标记点的运动轨迹。

以较为保守的速度启动跑步机，约为受试者预期步行速度的70%。随后逐渐增加速度，并询问受试者何时感觉跑步机的速度达到其正常步行速度。此时，使用摄像机进行20秒的录制以获取测量数据。

每种跑步机速度仅需进行一次22秒的记录。若测试多个步态速度，每次测试之间应让受试者休息一分钟。进行分析时，首先计算时-距参数。

系统会根据脚趾和踝关节标记点的轨迹自动计算足部接触和足部抬离的数据。为避免步态检测出现误差，应由两名经验丰富的物理治疗师核对时间点的准确性，并修正自动数据采集中的任何错误。

各种参数的计算可在步态分析软件中或电子表格中完成。接下来，创建物流概览图（LOP）。LOP 显示主要关节的标记点-关节运动轨迹。

这些数据描述了受试者的整体步态模式。开始进行步态周期（LOP）计算时，首先确定虚拟重心。为每个身体节段赋予一组标准化值，构建线段，并将各线段的中心作为虚拟重心。

接下来计算水平面、矢状面和冠状面内的运动。在每个标记点处，提取每个步态周期的三个分量的原始数据。然后将数据调整至水平面上的虚拟重心，以消除受试者在跑步机上行走时产生的水平位移。

然后将这些值按步态周期进行归一化，并计算步态周期内的平均值。接下来，使用步态分析软件绘制运动路径图（LOP），或通过在电子表格中构建散点图来覆盖所有标记点的运动范围。使用10个标记点和虚拟重心的坐标轨迹进行绘制。

采用所述方法对一名患有偏瘫步态的卒中患者和一名健康对照者进行了评估。在该卒中患者的完整步态模式的雷达图分析（LOP）中，可观察到典型的异常步态模式，如划圈步态、髋部抬高以及躯干侧向移动。随后利用雷达图对该步态模式进行了分析。

环绕运动和髋部抬高的标准化评分较高，表明卒中患者这些动作的幅度远大于健康受试者的标准。最后，评估了足趾 Clearance 策略。在健康受试者中，足趾 Clearance 通常通过肢体缩短实现，而卒中患者主要通过骨盆倾斜和踮足行走等代偿性动作来实现足趾 Clearance。

自其问世以来，该技术已帮助康复医学领域的患者深入探究步态障碍的机制及治疗干预措施。