三维步态分析在骨科康复等临床医学的应用
三维步态分析系统的三维步态分析系统的

三维步态分析系统的在运动科学、康复医学以及人体工程学等领域,三维步态分析系统扮演着至关重要的角色。
该系统通过高精度的运动捕捉技术与强大的数据分析软件相结合,为我们提供了深入了解人类行走机制的新视角。
三维步态分析系统的工作原理,简而言之,是通过捕捉人体在行走过程中的动作,将收集到的数据转化为可视化的三维模型。
这一过程不仅展现了步态的动态变化,还能精确量化各个关节的运动角度、力度及速度等关键参数。
1. 运动捕捉设备:通常采用红外线或光学标记技术,跟踪贴在测试者身体关键部位的小标记点。
这些设备可以以每秒上百次的频率捕捉标记点的位置变化,确保了数据的精确性。
2. 力板与测力台:这些设备位于行走路径上,用于测量行走过程中脚部与地面的相互作用力,包括垂直力、前后力和左右力。
3. 数据采集与处理软件:这是系统的“大脑”,负责实时收集运动捕捉设备和力板的数据,通过算法处理,将这些数据转化为具有实际意义的信息。
三维步态分析系统的应用广泛而深远。
在医疗康复领域,它帮助医生准确诊断患者的步态异常,并制定个性化的康复方案。
在运动训练中,教练可以利用该系统优化运动员的技术动作,提高运动表现。
而在产品研发方面,三维步态分析则为鞋类、假肢等产品的设计提供了科学依据。
三维步态分析系统不仅为我们揭示了行走背后的复杂生理机制,更为相关领域的研究与实际应用提供了强有力的工具。
个性化医疗的推进器在个性化医疗日益受到重视的今天,三维步态分析系统为每位患者提供了量身定制的治疗方案。
通过分析个体的步态特征,医生能够更准确地识别出潜在的健康问题,如关节磨损、肌肉不平衡等。
这种精确的评估不仅加快了治疗进程,也提高了治疗效果,让患者更快地回归正常生活。
儿童发展的观察窗对于儿童而言,步态分析是一种监测其运动发育的有效手段。
通过定期进行三维步态分析,家长和医生可以观察到孩子的成长轨迹,及时发现并矫正发育过程中的异常,为孩子的健康成长提供保障。
老年人跌倒预防的利器老年人跌倒是常见的家庭安全隐患。
三维步态分析在截肢患者康复中的应用

三维步态分析在截肢患者康复中的应用张腾宇;李立峰;季润;王强;王喜太【摘要】采用Vicon三维步态分析系统对健康人和穿戴假肢的下肢截肢患者进行步态分析,表明该系统可提供运动学参数和生物力学参数的变化,由此分析假肢穿戴者与健康人各关节运动的差异.将三维步态分析应用于截肢患者康复方面是切实可行的.【期刊名称】《中国康复理论与实践》【年(卷),期】2010(016)003【总页数】3页(P293-295)【关键词】三维步态分析;截肢者;步态参数;康复【作者】张腾宇;李立峰;季润;王强;王喜太【作者单位】国家康复辅具研究中心,北京市,100176;国家康复辅具研究中心,北京市,100176;国家康复辅具研究中心,北京市,100176;国家康复辅具研究中心,北京市,100176;国家康复辅具研究中心,北京市,100176【正文语种】中文【中图分类】R687.5步态分析是生物力学的特殊分支,能够对人体行走时的肢体和关节活动进行运动学观察和动力学分析,提供一系列时间、几何、力学等参数值和曲线[1]。
Vicon三维步态分析系统是目前较为先进的、能够客观定量地评定人体步行功能的系统,可以较全面地反映患者的运动康复功能状态,在临床步态分析中具有重要意义。
1 对象与方法1.1 对象健康成人20名,其中男性10名,女性10名;膝上截肢患者10名,男性 7名,女性3名;膝下截肢患者8名,男性5名,女性3名。
受试者分别为本单位员工及在单位临床部门装配假肢或进行康复训练的患者,年龄集中在24~38岁。
所有受试者均无神经疾患及心肺疾患,健康受试者均无下肢肌肉、骨骼疾患;截肢患者均为因交通事故、外伤等引起的截肢,残肢长度12~23 cm。
向每位受试者解释本研究的目的及步骤,并征得其同意,采取自愿参加的形式。
1.2 仪器采用英国Vicon公司生产的三维步态分析系统对受试者进行步态分析。
步态系统硬件主要包括6个高速红外拍摄头、2个测力平台以及若干反光标记球等。
3D打印模型在骨科临床护理教学中的效果分析

3D打印模型在骨科临床护理教学中的效果分析发布时间:2022-10-19T05:16:20.559Z 来源:《健康世界》2022年13期作者:刘元何莉[导读] 3D打印模型在骨科临床护理教学中的效果分析。
刘元何莉江苏省无锡市江南大学附属医院南院区 ,江苏无锡214000【摘要】目的:3D打印模型在骨科临床护理教学中的效果分析。
方法:取我院一年间(2021年5月-2022年5月)患者(60例),随机分为两组(30例/组)。
分别以常规教学、联合3D打印模型教学,比较效果。
结果:与对照组相比,观察组满意度偏高,考评成绩显著偏高,(p<0.05)。
结论:针对骨科护理学生使用常规教学联合3D打印模型的教学模式能够提升护生的操作技能及理论知识,增加临床教学质量。
【关键词】骨科;临床护理;教学;3D打印模型始于20世纪90年代的3D打印技术是以数字模型数据为依据,使用粘合材料,经多层打印的方式将物体模型制造而成的技术,这项新技术在医学上有了决定性的发展[1]。
骨科的护理科为肌肉骨骼系统疾病方面的内容。
临床研究中多食用实体骨骼标本模型进行教学,但样本数量有限,同时多处复杂损伤未能用正常标本进行展示。
通过将3D打印模型与骨科临床护理教学中,可将病理解剖形态、畸形特点等均可在学生面前可视化[2]。
学生可在3D打印模型上操作练习,有效地保障学生的临床护理意识,提高学习兴趣,提高护理水平。
基于此本次研究选取我院60例护生分组使用3D打印模型教学,观察其效果。
1资料与方法1.1一般资料观察组男/女病例数为9/21例,年龄20~25岁,均数值(22.5±4.67)岁,对照组例数为10/20例,年龄20~25岁,均数值(22.5±4.28)岁。
两组资料差异,(p>0.05)。
1.2方法对照组使用常规教学模式:对华只能和进行体格检查、收集其病例基本资料、对其X线片实施评估,观察MRI资料,并展开针对性讨论,制定相应的护理计划。
医学三维打印技术在骨科手术中的应用

医学三维打印技术在骨科手术中的应用随着科技的不断发展,医学也逐渐得到了改善和完善。
医学三维打印技术作为其中的一项技术,已经逐渐被应用到各个医学领域,包括骨科手术中。
本文将探讨医学三维打印技术在骨科手术中的应用。
一、医学三维打印技术的基础知识医学三维打印技术是一种将医学图像转化为物理模型的技术。
这项技术利用数字图像数据,借助计算机软件逐层加工,通过雕刻机、打印机等加工设备,将数字图像转化为真实的物理模型。
这样的物理模型可以帮助医生更加清晰和准确地了解患者的病情,从而做出更好的治疗计划。
二、医学三维打印技术在骨科手术中的应用主要包括以下几个方面:1. 制作辅助手术器械医学三维打印技术可以根据患者的具体情况制作出特定形状的手术器械,使手术更精准,同时也能够减少手术损伤风险。
比如,在植入人工关节时,医生可以通过医学三维打印技术打印出特定形状的手术模板,用来引导手术,使得植入的人工关节更加精准。
2. 制作骨模型医学三维打印技术可以将患者的 CT 或 MRI 图像重新构建为三维物理模型,医生可以通过这些物理模型来更加真实地了解患者的病情,同时为手术预备提供更加准确的参考。
在骨科手术中,医生可以通过医学三维打印技术制作出骨模型,用来模拟手术切开、骨缝合等手术操作,从而更加贴近实际操作场景,提高手术成功的几率。
3. 制作骨移植板骨移植板是指医生将一条健康的骨头植入到患者体内,用以修复骨折、切口等处的骨骼损伤。
医学三维打印技术可以将患者受损骨骼的 CT 或 MRI 图像转变为三维物理模型,再根据需求打印出特定形状的骨移植板,利用这种方法可以更加精准地修复骨骼损伤。
三、医学三维打印技术在骨科手术中的意义医学三维打印技术在骨科手术中的应用意义十分重要。
与传统手术相比,医学三维打印技术可以为医生提供更加准确、真实的患者情况,使得医生能够更加准确判断手术风险,更好地制定治疗方案。
同时,医学三维打印技术可以为手术提供更加准确的导航,利用三维物理模型可以让医生更加精准地完成手术,从而提高手术顺利进行的几率。
三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形手术领域中的应用进展

三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形手术领域中的应用进展【摘要】本文探讨了三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形手术领域中的应用进展。
在介绍了背景,研究意义以及研究目的。
在详细介绍了三维步态分析系统的原理,以及在脑瘫患者下肢矫形手术前评估、术后康复评估和手术效果评估中的应用情况。
讨论了在该领域中面临的挑战和解决方案。
结论部分分析了三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形手术领域的应用前景和未来发展方向,并进行了总结。
该研究为改善脑瘫患者的下肢功能和生活质量提供了重要的参考,为临床实践和研究方向指明了新的方向和可能性。
【关键词】三维步态分析系统、脑瘫、下肢矫形手术、应用进展、评估、康复、手术效果评估、挑战、解决方案、应用前景、发展方向、总结1. 引言1.1 背景介绍脑瘫是一种常见的儿童运动障碍疾病,患者在运动和姿势控制上存在固有的缺陷。
脑瘫患者常常伴随着下肢肌肉痉挛、僵硬和肌群短缩等问题,导致步态异常,影响生活质量。
传统的脑瘫下肢矫形手术主要依靠临床经验和手术技术来进行评估和治疗,缺乏客观性和科学性。
而三维步态分析系统的引入为脑瘫下肢矫形手术提供了新的方法和技术支持。
三维步态分析系统通过对患者进行多维度、多角度的步态分析,能够客观评价患者的步态特征、关节角度、肌肉活动模式等信息,为医生提供量化的数据支持。
这种技术能够帮助医生更加准确地评估脑瘫患者的运动功能和步态异常,指导手术方案的制定和术后康复计划的制定。
三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形手术领域中具有重要的应用前景。
通过对患者步态特征的全面评估,可以提高手术的成功率和治疗效果,进一步改善患者的生活质量和运动功能。
1.2 研究意义三维步态分析系统在脑瘫下肢矫形手术领域中的应用进展具有重要的研究意义。
脑瘫是一种常见的儿童神经发育疾病,患者在步行和站立方面存在明显的功能障碍,影响其日常生活质量。
对于脑瘫患者进行下肢矫形手术是一种重要的治疗方式,能够改善其步态功能及生活质量。
传统的评估方法主要依靠临床观察和简单的功能测试,存在主观性强、客观性不足的缺点。
临床三维步态分析系统的组成原理及其临床应用

三维步态分析系统的组成、原理及其临床应用孟殿怀、励建安南京医科大学第一附属医院康复医学科步行是人类的基本功能,任何神经、肌肉及管关节疾患均可能导致步行功能障碍。
步态分析对人体行走方式进行客观记录并对步行功能进行系统评价。
步态分析分为定性(目测)分析和定量分析两大类。
前者是由医务人员通过目测观察患者的行走过程,并作出大体的分析,此法比较粗略,仅限于定性分析。
定量步态分析研究始于19世纪末,早期主要是借助一些简单的设备(如卷尺、秒表等)辅助分析,常见的如足印法、电子角度计测定法等。
20世纪70年代以后定量步态分析发展较快,80年代以后转向采用高速摄像设备的三维步态分析。
目前常用的临床步态分析系统进行定量步态分析的频率已经达到每秒60帧以上,测量长度的误差小于1毫米。
随着我国经济的快速发展、人民生活水平的提高,临床三维步态分析系统已经越来越受到国内医学界人士的青睐。
可以预见,在未来的几年中,国内将有多家医疗单位添置临床三维步态分析系统。
1、步态分析的主要内容定量步态分析所用参数大致可归纳为如下几类:●时间-距离参数,包括步长、步幅、步宽、步向角、步速、步频、步行周期、支撑相时间、摆动相时间等。
●运动学参数,是指步行中髋、膝、踝等关节的运动规律(角度、位移、速度、加速度等),骨盆倾斜和旋转、身体重心位置的变化规律等。
●动力学参数,指引起运动的力学参数,包括地板反力、功与功率等。
●肌电活动参数,指步行过程中下肢主要肌肉的电生理活动指标。
●能量代谢参数,指人体运动过程中的能量代谢情况。
2、组成及原理完整的临床三维步态分析系统应该包括:(1)步态分析仪;(2)测力平板;(3)动态体表肌电仪;(4)气体代谢分析仪。
2.1 步态分析仪步态分析仪的功能主要是摄取人体在步行过程中各个关节点的运动轨迹,通过模型分析的方式进行三维重建,从而获得人体运动时的各种运动学参数。
从步态分析检测的媒介角度,可以将现有的步态分析仪分为三种类型:摄像型、红外光型和超声波型。
三维步态分析在膝骨关节炎研究中的应用

三维步态分析在膝骨关节炎研究中的应用谈绎文;郑昱新;詹红生;张旻【摘要】三维步态分析可检测膝骨关节炎(OA)患者在运动学、动力学、表面肌电方面明显而特异的改变,较影像学评估及自我评估量表能提供更翔实而客观的静动态数据,反映膝OA严重度和日常活动能力,并对病程进展和影响因素进行评估,为保守治疗和手术治疗效果评价提供依据.该文就膝OA患者三维步态分析指标改变、膝OA严重度及日常生活能力评估、病程进展评估、疗效评估、影响因素评估等作一综述.【期刊名称】《国际骨科学杂志》【年(卷),期】2014(035)004【总页数】4页(P215-218)【关键词】步态分析;膝关节;骨关节炎【作者】谈绎文;郑昱新;詹红生;张旻【作者单位】201203,上海中医药大学附属曙光医院骨科;201203,上海中医药大学附属曙光医院骨科;201203,上海中医药大学附属曙光医院骨科;201203,上海中医药大学附属曙光医院骨科【正文语种】中文膝关节是骨关节炎(OA)最易累及的负重关节[1]。
在上海某社区进行的膝OA 流行病学调查[2]报道显示患病率达67.12%,66~70岁年龄段患者甚至高达81.18%。
膝OA病情加重将明显影响患者日常活动和生活质量,给患者及社会带来沉重医疗负担。
以往对膝OA诊断、病情进展评估和疗效判断多依靠影像学及患者疼痛和功能自我评估量表,如美国特种外科医院(HSS)膝关节功能评分、西安大略和麦克玛斯特大学OA指数(WOMAC)、美国骨科医师学会(AAOS)膝关节功能评分等[3]。
影像学显示反映的是静态状况,疼痛则是一种主观感受,源于多层次神经系统,易受认知及情境因素影响,且膝OA患者解剖结构损害程度往往与临床症状不相符[4]。
三维步态分析能提供膝OA患者静态和动态情况下多方面翔实、客观数据,有助于更好地分析膝OA患者生物力学变化特点。
1 三维步态分析概述从一侧足跟着地开始到该足跟再次着地称为1个步态周期,包括支撑相和摆动相。
步态分析在临床中应用

步态分析在临床中应用【关键词】三维步态分析摘要[目的]客观的提供矫形外科制定手术方案、评定术后疗效、制定康复治疗方案及评定康复疗效依据。
[方法]应用三维步态分析系统(英国VICON公司制,V-612)对健康自愿者40名(平均年龄33岁)和患有矫形外科疾病的112名患者进行了步态分析,年龄17~73岁,平均46.2岁。
男性42例,身高男性平均171±13 cm,体重65±11 kg;女性平均身高158±11 cm,体重45±1l kg。
其中颈椎病21名,腰椎间盘突出症及腰椎管狭窄症26名,髋、膝、踝关节各12、34、19名。
[结果]表明步态分析可提供运动学参数、生物力学参数和运动中骨骼肌的肌电活动参数的变化。
[结论]将三维步态分析的方法应用于矫形外科和康复医学科进行手术方案的制定、手术疗效的评价、康复治疗方法的选择及疗效评定是切实可行的。
关键词:三维步态分析;矫形外科与康复医学;疗效评定Abstract:[Objective]To provide external basis of establishment operative and rehabilitative scheme, and estimate prooperation and rehabilitation treatment effect.[Method]A total of 40 unconstraint people (mean age 33) and 112 patients suffering from orthopaedic disease were made gait analysis using 3-D gait analysis system (VICONCompany, V-612, ). Their mean age was Among them 42 patients were male,and mean stature 171±13 cm, mean body weight 65±11 kg. Female stature 158±11 cm, and body weight 45±11 kg. [Result]The result indicated that gait analysis can supply changes of kinematics, biomechanics and skeletal EMG in activity.[Conclusion]The method of gait analysis is feasible for patient suffering from orthopaedicdisease.Key words: 3-D gait analysis;Orthopaedic and rehabilitation medicine;Treatment effect estimate步态分析是生物力学的特殊分支,是对人体行走时的肢体和关节活动进行运动学观察和动力学分析,提供一系列时间、几何、力学等参数值和曲线。
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三维步态分析在骨科康复等临床医学的应用三维步态分析在骨科康复等临床医学的应用作者:刘安民先生,英国曼彻斯特索尔福德大学健康学院研究员一步态分析研究的历史行走是人类最基本的运动,行走的姿态可分为不同的类型。
步态分析是一门有关人行走过程中, 体态, 骨骼间(关节) ,肌肉与肢体,以及肢体与外界物体间相对运动,力学关系的分析方法。
步态分析是固体力学在生物系统应用(即生物力学)的典型范例。
人类对动物及自身姿态及运动的兴趣和研究起源可以上溯到公元前三个多世纪的亚里士多德。
他的‘动物的行走’被广泛认为是人类有关包括自身在内的动物行走研究的最早专著。
文艺复兴时期的艺术家达分奇被认为是生物力学的先驱之一,因为他首次在力学环境下研究人的骨骼解剖结构。
十七世纪的法国物理家勒内·笛卡尔最早提出人和所有动物的行走都遵循统一的力学法则,他的这一思想对促进和推动生物力学的持续发展起到了重要作用。
同一时期的意大利物理家乔瓦尼·阿方索·博雷利接受了这一思想,并对鸟和鱼等走,跑、跳、飞和游等动作进行了研究,他甚至在力学框架内研究了心脏的活塞运动。
确定人体重心的位置,测量出吸和呼的空气量,并指出吸气是肌肉收缩造成,而呼气是由于身体组织弹性造成。
博雷利首次阐明骨肌系统的杠杆结构对运动而不是力本身的放大作用。
肌肉必须产生足以克服运动阻力的力才能实现运动。
受伽利略影响,他在牛顿三大定律发表前便建立了直观了解关节静力平衡规律的方法。
运动是生物力学的重要组成部分,有关动物运动及人类步态的研究随着工业革命的开始得到进一步发展,首先,著名的德国爱德华·韦伯和威廉·韦伯兄弟正式系统地对人类行走进行了研究,1836年合著了‘人类行走力学’。
随后, 相机的发明对生物运动学产生了巨大推动作用。
该时期的法国生理学家艾蒂安·朱尔斯·马雷在专著‘动物机械原理’中,提出了动物,人和机器都遵守同一物理法则,人体仅是有生命的机器的理论。
他利用自己发明的步枪式连拍照相机成功记录了鹈鹕等多种鸟,动物及人的动作。
英国人爱德华·迈布瑞奇(与其同龄,同与1904去世)几乎于同一时期在美国利用多架相机,成功捕捉了奔马连续动作的多幅照片,不仅证明马在奔跑的过程中会产生四蹄离地的瞬间,而且证明了法国人马雷理论的正确性。
这二位开创性的工作使得他们被后人尊为生物力学的先驱。
他们采用的联系动作连拍摄影的方法到目前为止还是步态分析的重要组成部分。
上个世纪四十年代,二战造成的众多伤残人员对假肢的大量需求促进了步态分析的研究。
当时的假肢无论在设计和临床应用都没有成熟的步态生物力学理论可寻。
每个残疾人和光标信号式两种。
传感器式的运动捕捉系统是以测量加速度和角转动惯量(陀螺仪)为基础的运动定位方法。
其特点是价格相对便宜,运动信号的测量不需参考坐标系,方便用于试验室(户)外。
但存在零飘和信号误差积累的问题。
基于光标信号的运动捕捉系统又分为主动光标式和被动光标式。
典型的被动发光光标产品系列有瑞典的QUAULISYS系统,英国的VICON系统,美国的MOTIONANALYSIS和OptiTrack系统,这些系统以其灵活简单的布光标方便性在步态及运动分析试验室得到广泛应用。
此外,也有功能相同但以主动光标为特点的主动型运动捕捉系统,如英国的CODA和加拿大的NDI系统。
这些运动捕捉系统与测力设备,表面肌电测试等系统一起构成一个现代步态试验室。
一个现代步态分析试验室(图1)的主要设备及软件:·一个宽敞的实验室(行走步道长度应在6米以上,以保障采集的步态周期均匀,稳定);·两个摄相机(用于从前面和侧面对患者的步态试验录相);·一套三维运动捕捉系统(一般至少要8个摄像头,增加镜头数,可以提高运动数据质量);·一至两个嵌入实验室行走地板中的测力板(两个以上的测力板会提高力数据采集的效率);·一套体表肌电测量系统(常用8-16通道,即监测8-16块肌肉活动度),;·一套足底压力测量系统(可选);·一套耗氧测量系统(可选);·步态分析软件,如美国CMOTION 的VISUAL3D 软件等。
图1: 英国曼彻斯特索尔福德大学健康学院三步态分析的基本方法临床步态分析的关键是相关医生与生物力学工程师对人体行走生物力学的正常规律和参数的全面掌握5。
这包括标准健康人正常自然行走的速度,步频,步(跨)长,着地足在支撑相所用时间,摆腿相所用时间以及支撑相在一个步态周期所占的百分比。
标准健康人正常行走时每一块肌肉收缩的时序和持续时间。
标准健康人正常行走时地面支反力在三个平面(矢状面,冠状面和水平面)分量的变化规律和变化范围。
标准健康人正常行走时关节运动在三个平面分量的变化规律和角度变化范围。
标准健康人正常行走时关节力矩和机械功率在三个平面分量的变化规律和变化范围。
标准健康人指的身体健康,体重身高在标准正常范围,足踝,下肢及神经系统无缺陷,残疾和运动疾病病史的人。
测试者以自己常用的均匀速度和步态行走被认为是正常自然行走。
基于标准正常数据库,临床步态分析报告可以通过病态步态数据与标准正常数据的对比而产生(图2)。
步态分析的结果可以确定步态畸形患者的各个关节运动,受力异常情况,肌肉功能以及相关肌肉是否存在痉挛或神经控制紊乱等问题。
到目前为止,标准健康人正常行走时标准数据结果已经在国际生物力学界的多年科研中取得共识。
不同步态试验室公布和采用的正常数据和生物力学变量在一个步态周期的正常变化曲线都十分接近。
然而,由于系统误差,步态试验操作中布光标的准确性和重复性,步态试验室采集空间大小,系统设置,标定质量以及对行走速度掌控的严格程度都会影像正常数据曲线的变化范围和误差,各个临床步态试验室多在自己的试验室建立标准健康人正常行走的步态数据库。
并在建库过程中通过和其他步态试验室数据对比并对自己试验设备的调整减少误差,提高数据的精确性和可靠性。
图2:美国吉列儿童医院的步态试验报告截图6,髋膝踝关节在一个步态周期(矢状面)的角运动,力矩和肌电(兰色)和功率曲线(红-患者病态曲线,灰色阴影-标准健康正常曲线)以运动捕捉信号,地面支反力为基础的生物力学(步态)分析技术已经在运动医学,骨科临床、神经外科临床,康复医学、假肢及矫形临床,体育训练以及健康足具开发等领域的服务和科研中得到广泛应用。
尤其是在诊治脑瘫及评估治疗效果方面发挥着重要作用,给脑瘫患者带来跨越步态障碍的新希望。
具体的步态试验并不复杂,患者在布好光标后会在医务人员的指导下在步态实验室里以自然姿态行走数次,利用步态分析软件绘制出病人的步态曲线。
根据这个测量结果,医务人员可以确定是否某关节的屈不够,或者是伸不够,屈或伸受哪几块肌肉影响,屈或伸不够可能由哪几个原因导致,结合病人行走中存在的问题,得出诊断意见给相关医生。
四临床步态分析适用的病人群体和主要临床应用临床步态(运动)分析试验已经在以下具有骨骼,肌肉,关节及神经异常症状患者的诊断中得到应用:·截肢患者;·脑损伤及相关神经外伤引起的行动异常患者;·脑瘫患者;·复杂的运动障碍患者;·脚趾行走患者;·手和上肢运动障碍患者;·肢体不等长,四肢差异患者;·错骨骼及肢体错位和足体畸形患者;·脊柱裂患者;·骨关节炎患者;·中风患者;·帕金森患者;·运动损伤患者1.步态分析在假肢临床中的应用步态分析在假肢的开发早期,便得到了医生和假肢设计工程师的重视。
茵曼和艾博哈特等在这一领域作了很多开创性研究。
为临床步态奠定了基础1。
在过去很长的一个时期,步态分析仅仅在假肢的研发中广为应用。
而在假肢的临床匹配,安装中用得较少,主要以目测,病人试用反馈作为调整依据。
这不仅不科学,而且很难克服主观判断产生的误差。
近年来,随着三维步态试验的自动化程度提高,越来越多的假肢及矫形临床匹配服务都采用了临床步态分析。
临床匹配的目标清晰直观,即,假肢或矫形器具的采用应使各个关节的运动最大程度地接近正常健康步态曲线。
由于数据结果可以立刻在计算机屏幕再现,临床匹配服务中对假肢或矫形器的调整更具有科学性,而效果可以立刻通过步态曲线进行评估。
临床步态的应用可以大大提高假肢和矫形匹配质量,缩短新患者的调整适用期。
近几年发展起来的动力型假肢更是大量依赖步态试验分析结果。
典型的例子是麻省理工学院的仿生设计师修·贺教授在他在成功开发动力假脚BIOM过程中对步态的研究和应用7。
在他为2013年因波士顿恐怖袭击爆炸中失去左脚的舞蹈家哈斯赖特-戴维斯配装动力假脚时,运用了大量健康舞步步态试验数据,使得匹配非常成功,哈斯赖特-戴维斯女士在失去左脚200天后重返舞台。
舞步恢复如初。
2.步态分析在儿童骨科康复的临床应用人的吞咽,语言,面部表情,肢体及行走动作,都是由肌肉收缩产生。
而完成动作的两个关键是神经信号和健康的肌肉功能。
小儿瘫瘫是幼儿在出生前,出生过程中或出生后(至3岁)早期内脑发育不成熟造成的非渐进性的永久性行中枢神经障碍综合征。
它造成运动神经紊乱,使身体运动功能受损。
病因在脑,但表现为四肢动作的不正常,并常伴有智力低下、癫痫、精神,举止异常及视、听觉、语言障碍等症状。
绝大多数脑瘫患者无法以正常步态行走,即左右两腿动作失调,行走过程中单腿或双腿多关节运动畸形。
如蹲伏步态,即患者以过于弯曲的髋关节和膝关节角曲腿步行;趾步态,及双脚脚跟翘起以脚尖着地行走;内(外)八字步态,即患者的单或双脚以超常大的内(外)旋角与地面作用完成行走。
随着患者的发育生长,特别是体重的增加,这些畸形步态会对下肢肢体以及诸关节产生严重损害,最终,严重的后果会是丧失行走能力,所以这些脑瘫病人需要尽早进行治疗。
在过去相当长一个时期,脑瘫被认为是不治之症。
患者家庭多放弃治疗。
目前尚无根治脑瘫的方法。
然而,一个多世纪的临床实践证明,手术,药物,矫形及康复等综合措施可以改善患者的行走和其他行为能力。
目前,该病医治主要是尽可能地恢复患者的行走和自理能力。
由于,人体的行走是躯干及下肢的协调动作,在任何一块肌肉或神经出现障碍时,异常运动不仅反应在其直接相关关节。
其它所有关节都会有影响。
在引入数字化步态分析前,多通过目测,CT及核磁共振影像和经验判定并确定治疗方案。
效果并不理想。
美国圣保罗的吉列儿童专科医院的杰姆斯·盖治医生8曾感慨地指出,过去脑瘫儿童的治疗结果显示,虽然治疗后很多脑瘫儿童的状况变好,但几乎一样多的脑瘫儿童治疗后反尔变得更糟。
和患者家长交谈也会发现,他们对治疗效果并不满意,脑瘫儿童在手术治疗前行走质量很差,然而,术后他们仅仅是换了一种同样糟的步态行走,根本谈不上步态的改进。