步态分析的方法

或更 多 的 标 志 模 糊 。能 获 取 双 侧 资 料 的 系 统 病 理学 分 析 。尽 管 如 此 ，只凭 这 种 资料 并 不
通 常 需 ６台 摄 象 机 。标 志 位 置 的 轨迹 一般 随 能 提供 有 关 生 物 学 效 能 （氧 耗 、氧损 失 ）、关
所 采 用 的 系 统 而 有 所 不 同 ，主 要 由肢 体 节 段 节转 矩 、关 节 功 率 或 者 地 面 反 作 用 力方 面的
中 ，标 志 系统 联接 一 生 物 力学模 型 或 数学 模 的 是 ，垂 直 负 荷 曲线 在 临床 应 用 时 发 现 并 不
型 ，这 两 者结 合能 根 据 固定在 实验 室 的坐 标 可 靠 。
系统 或 以 其他 身 体 节段 为基 准 计 算 出身 体 各 ３． ２ 动 力学 从 运 动 学步 态 分析 中 了解 躯 蒂段 位 置 的 角 度 和 长度 及 其 运 动 速 度 和 加 速 体 各 节段 的运 动 后 ，如 果 加 上从 测 力 平 台 或
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国外 医学 物理 医学与康 复学 分册 １９９６年第 ｌ６卷 第 １期
步 态 分 析 的 方 法
生兰多 编译 ！垡垡 校
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１ 目澜 法 步 态 分 析 目 测 法 步 态 分 析 （ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｌ ｇａｉｔ
肢 体 摆 动 或辅 助 器 、躯 干扭 动 和 标 志 的振 动 系 统测 量 。输 出 资 料经 加 工 处 理 能 提 供 地 面
而 无 法 获 取 标 志的 运 动 信 息 。为 了能 根 据 已 反 作 用 力的矢 量 参 数有 ：垂 直 负 荷 、剪 力负
知的 标 志 位 置 更 精 确 地 描 述肢 体 节 段 。正常人
躯 体 最 近 端 节 段 的 运 动特 性 时 （特 别 是 骨 系就 这 一 研 究 范 围来 说 称 为 动 力学 。在 每 一 盆 ） 应 以 笛 卡 儿 坐 标 系 统 为 基 准 ，其 坐 标原 个 关 节 ，如 果 关 节 内力 和 肌 肉 、韧 带 以及 骨
点 位 于 实 验 室 内一 有 形 实 点 。远 节 段 的检 查 组 织 产生 的 动 量 能 抵 销 施 加 的 外 力 ，就 处 于 则 可 以 用 与 它 比较相 近 的 节 段 为基 准 。在 确 平 衡 状 态 。应 用 平 衡 方 程 式 能 计 算 出 关 节 的
儿 。
２． ３ 影象 学 技 术 目前 ，临 床上 一 般 都 能 用 相 当廉 价 的影 象 学 技 术 （一 架 摄 象 机 ）提 高 步 态分 析 观 察 效 果 。 使用 多架 摄 象 机 和 一 个 屏 幕 分 相 器 可 同 时观 察 “矢 状 面 ” 和 “冠 状 面 ”上 的 运 动 。 ２． ４ 自动运 动示 踪 系 统 自动 运 动 示 踪 系 统 是 一种 分 析 运 动 最 先 进 的 方 法 。在 这 些 系 统 中 ， 由一 种 自动 多 路 摄 象 系 统跟 踪被 动 反 光 标 志 和 自动 发 光 标 志 （电 光 源 ）。为 减 少 原 始 资 料 的 错 误 ．要 求 有 正 确 的 摄象 方 法 和 校 堆 系统 。在 实 验 室 某 一 位 置 藏 一 标 志 物 ，该 系 统 的 精 确度 便 可 根据 已知 间 隔 距 离 的 百 分
图象 ．可 增 加 标 志 并 采 用 预 分 析 决照 ” 摄 以 不变 的 步律 行走 时 的 垂直 负荷 形 态 呈 “Ｍ ”
象 的 技 术 。
形 曲线 ，其 峰值 约 为 体 重 的 Ｉ１０ 。据 报道 ，
２． ６ 步 态资 料 生 物 力学模 型 在运 动分 析 儿 童 的 平 均 重 力和 剪 力峰值 低 于 成 人 。遗 憾
湖 北 省 ＋ 堰 市 东风 汽 车 中ｍ 医院 康 复科
（４４２００８）
认 为 ，以特 有 的 每 秒 ６０帧 的 速 度 快 拍 或 录 相 慢 速 放 映 法 能 解 决这 一 问 题 。 ２ 步态 分析 系 统 ２． １ 人 工 数 字 检 影 早 期 的 步 态 分 析 系 统 采 用 电影 技 术 摄 取各 个 实 时 活 动 环 节进 行分 析 采 用 人 工数 字 检 影 术 后 ，在 一 帧接 一 帧 的 基 础 上 ，能 根据 摄 象 机 的焦 面从 两个 方 面 对 置 于 解剖 学 标 志上 的标 记从 量 的 方 面 确 定 其位置 。通过两 部或 多部摄 象机 还可确 定标 志 物 的 三 维 （３Ｄ）位 置 。摄 影 分 析 和 人工 数 字检 影 主 要 的 不 足 是 使 资 料 数 字 化 需 要 很 长 的 处 理 时 间 ，操作 者需 经 多 方 面 的训 练 。 ２． ｚ 电子 量 角器 电子 量 角 器 是 一 种 由 一 个 电位 器 连接 两个 刚性 链 环 构 成 的 仪 器 ，用 于 测量 关 节 夹 角 。电 子量 角器 能 用于 测量 ２Ｄ 或 ３Ｄ 关节 运 动 。虽 然 电 子 量 角 器 系 统 易于 操 作并 及 时 提 供 资 料 ，但 应 用 起来 很 不 方 便 ， 且 只能 测 量 相对 的关 节 角 ，也 不能 适用 于 小
摄 象 机 放 置 位 置 、室 温 变 动 以 及 传 感 器 和 电 成 的 。研 究与 力作 用无 关 的运 动 称 为 运 动 学 。
子仪 器 移 动 等 引 起 的 性 能 改 变 。
严 格 地 说 ．运 动学 只 研 究 粒 子 和 实 体 运 动 时
２． ５ 标 志 系 统 虽 然 用 ２台 摄 象 机 就 能 确 有 关 的 力学 位 相 而 不 考虑 引 起 运 的 原 困 。
的 技术 。其 他 描 述 ３Ｄ 运 动 的 方 法 包 括方 向 括如髋 、膝和踝关节动量及其功率等资料 。通
余 弦 、螺 旋 座 标 轴 以及 Ｇｒｏｏｄ和 Ｓｕｎｔａｙ所 推 过 动量 分 析 ，能 了解 到 精 细 的 功 能 性 肌 肉骨
荐 的 三 维运 动 的 关 节 坐 标 系 统 等 。
度 。 空间慕 一 实体 的位 置 至 少 要 由 ３个 标 志 测 力器 收 集 的 力学 资料 ，我 们 便 能 用 牛 顿 第 来 表 示 ，然 后 根 据 躯 体 近 、远 节 段 的 相 对 位 二 定 律计 算 出 产生 运 动 的 力 。研 究产 生运 动
置 来 确 定 所 要 了解 的 躯 体 关 节 的 位 置 。检 查 诸 因 素 （如力 和 转 矩 ）和 运 动 本 身 之 间的 关
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国 ，卜医 学 物 理 医 学 与 康 复 学 分 册 １９９６年 第 １６卷 第 １期
的松 ２５ｒａｇ混 合后 封 闭 套 囊 肌 腱 ，每 周 １次 。 患肩 可 用外 展架 或 肩部 塑 料 托将 肩 关 节 外 展 ９０。、前 屈 ３０￣ ４５。、外 旋 ３０￣４０。固 定 ，在 急 性 疼 痛 消失 后 可 采 用增 加 关 节 活 动 范 围和 加 强 肌 力 的锻 炼 。 第 １期 病 人 对 非 手 术 疗 法 反 应 良好
生物 力学 模 式 和 该 系 统 确 定 关 节 中 轴的 方 法 信 息
来决 定 。 引起 错误 的 原 因 包 括 安 放 标 志 的 解
地 面 反 作 用 力 测 量 地 面 反 作 用 力传 统
剖学 位 置 不 准 确 ，皮肤 及软 组织 的 移 动 ，困 上 采 用 测 力平 台 ，也 可 由鞋 垫 内的 １Ｅ力传 感
ａｎａｌｙｓｉｓ）是 不 用任 何 仪器 观察 病 人 步态 的方 法 传 统 上 它 将 步 态 分 为 足 跟 着 地 期 、脚 掌 着 地 期 、 足 跟 离 地 期 和 足 趾 离 地期 ，这 对 有 些 残疾 是 不 适 当 的 。为 了避 免 混 淆 和 不 准 确 ， Ｒａｎｃｈｏ Ｌｏｓ Ａｍｉｇｏｓ医学 中 心提 出另 一 种 描 述 步 态 分 期 的 系统 。该 系 统 认 为 步行 时 有 ３ 个 基本 任 务 ：承 受 体 重 、 单肢 站 立和 迈 步 向 前 。３个 基本 任务 中有 ８个 独 立 的 期 （或 相 ）。 为 了完 成 承 受 体 重 的任 务 ，必 须 有 着 地 初 期 （１期 ），然 后 是 负重 期 （２期 ）。在 单肢 站 立 时 ，重 心落在 足的前部 以前为站立 中期 （３ 期 ），然 后 是 站 立 末 期 （４期 ），即 重 心 移 到 足 前 部 。在 站 立 期 问 ，有 ３次 “摇 动 ，其 作 用 是在 步行时身体有控翩地前倾 。足跟 的摇 动 发 生在 负重 时 ，踝 的 摇 动 （躁 关 节 背 屈 ）出 现 在站 立 中期 ，而 足前部 摇 动 则 出 现 在站 立 末 期 。为 了 完成 迈 步 向前 的 任务 ，有 肢 体 摆 动 前 期 （５期 ）、摆 动初 期 （６期 ）、摆 动 中期 （７期 ）和摆 动 末 期 （８期 ）。目测步 态分 析 最 好 分 步 有 序地 进 行 ，先 注 意 身体 的 一个 部 位 ， 尔后 再 观察 其 他部 位 然 而 ， 目测 步 态 分 析 的 明显 不 足 是 难 以 同 时 对 多环 节 和 人 体 多 节 段进 行 观 测 。例如 ．开 始 站立 时 出 现 的马 蹄 足 样 表 现 实 际 上 只 是 屈 膝 时 踝 的 中 立 位 。 Ｇａｇｅ指 出 动 作 环 节 转 换 时 间 少 于 １／１２ｓ （８３ｍｓ），就 不 可能 被 人 的 肉眼 感 知 。Ｗｉｎｔｅｒ
定关 节 运 动 的特 性 时 ，其 运动 要求 用 ３条正 动 量 。动 量 可 根 据 体 重 和 下肢 长度 计 算 并 以
交座 标轴 线 的 方 位 来 表示 。经 典 的 方法 是 用 体 重 乘 下肢 的 百 分 比来 表 示 。 若 已 经 知道 动