行走和跑步两种步态模式的实验分析

目的 :分析行走和跑步运动两种模式下人体步态的特征。方法及结果 :使用自行研制的三维运动检测分析系统对 5名健康男性在跑步机上进行了不同速率下行走和跑步 2种步态模式的比较实验。结论 :行走和跑步两种步态模式的参数具有明显差异 ,步速对步态参数的影响要小于步态模式的影响。     

足三维运动的热塑标志测量法

背景：足关节运动变化的动力学研究被广泛应用于临床步态分析、工业机器人和制鞋等领域。应用于二维测量技术已经不能准确地反映足的功能变化和标记的三维运动状况。目的：了解足在三维空间中的角度变化规律。设计：实验研究。地点和对象：在德国Erlangen-Nuremberg大学骨科医院三维运动分析实验室完成，选择5例正常人作足三维运动分析，男3例，女2例；年龄30～50岁。方法：应用热塑材料作三维标志的支架．紧贴足背、足跟。通过ALBAV-ISION ACAM50三维运动分析系统定位标志在三维坐标系的位置，计算出足在三维空间中的角度。主要观察指标：足在三维空间的角度及角度曲线。结果：正确描绘了足的三维运动规律。反映了足的内外旋，内外翻，前后转的过程。结论：该测量方法是一个较为完善的三维人体运动临床和科研分析方法：     

模拟上肢截肢者走跑步态特征研究

目的：探讨上肢截肢者基本运动的步态特征与正常人步态特征的差异，进一步阐明上肢运动在人体基本运动中的作用机制。方法：实验中采用Motion analysis system红外自动跟踪捕捉系统和Kistler Force Plate进行同步运动学和动力学测试。通过对正常人的手臂进行限制约束，对上肢截肢者进行模拟实验。结果：通过对手臂约束前后对比分析发现约束前后部分步态参数存在显著差异。结论：在行走时步态参数差异较小，跑动时差异较显著；补偿运动主要发生在躯干、骨盆、摆动腿；慢走时摆臂有利于增大垂直方向的作用力，快跑时没有手臂的摆动在脚着地时向后的阻力增大。     

便携步态分析量化评价脊髓型颈椎病患者的步态特征

背景：步态改变是脊髓型颈椎病重要的诊断依据和手术指征;传统的三维步态实验室因操作复杂和耗时费力等原因,无法真正应用于临床前沿。近些年,基于微型传感器的便携式步态分析设备逐渐兴起和发展,部分经过了临床应用验证,使患者在病房里进行步态分析成为现实。目的：以便携式步态分析仪量化评估脊髓型颈椎病的步态特点。方法：选择2013年3至11月连续住院治疗的15例伴有步态异常的脊髓型颈椎病患者纳入患者组,同期30例健康受试者纳入对照组。受试者佩戴便携式步态分析仪在30 m的平地上来回自由行走120 m进行检测,共12个步态参数纳入研究,包括7个常用步态参数：单腿站立时间、双腿站立时间、步态周期时间、速度、步频、步长、跨步长及5个新定义的步态参数：拔腿强度、摆腿强度、地面反冲、足落地控制和摆动前期角度。3例患者接受常规颈椎减压,治疗后1周佩戴颈托下地后再次进行步态测试。结果与结论：与对照组相比,患者组患者的双腿站立时间和步态周期明显延长（P＜0.05）,速度、步频、步长、跨步长、摆腿强度、地面反冲、足落地控制和摆动前期角度明显减小（P＜0.05）,而单腿站立时间和拔腿强度差异无显著性意义（P＜0.05）。3例手术患者治疗后日本骨科学会评分改善率32.5%,摆腿强度在图形上可见明显改善。脊髓型颈椎病患者日本骨科学会评分与所有12项检测的步态参数均有不同程度的相关性。说明便携式步态分析仪能够有效检测测量伴有步态异常的脊髓型颈椎病患者的病理步态,可协助客观量化评估下肢神经功能的变化。     

footscan~ SCSI高频平板测试不同膝骨关节炎患者自然行走步态的生物力学比较

背景：膝骨关节炎与生物力学因素密切相关。文献中应用现代步态分析方法对膝骨关节炎患者足底压力分布的研究报道较少。目的：分析不同膝骨关节炎患者自然行走过程中的步态特征,试图探讨患者行走过程中不稳定的成因。方法：采用footscanSCSI高频平板测试系统对22例中老年膝骨性关节炎患者进行了平地常速行走时步态特征的测试。结果与结论：左膝疼、右膝疼和双膝疼患者的健侧和患侧的步态分期参数、足底各区域与地面的接触时间以及足的平衡参数存在着不同程度的差异。膝骨关节炎患者的步态参数反映了他们行走过程中存在着不稳定因素。     

集成逆向工程系统进行人体造型的功能与信息模型分析

目的：对基于集成逆向工程系统的人体三维造型过程进行系统分析，为快速高效建立人体三维模型提供技术支持。 方法：从系统建模的角度，采用系统分析的方法。建立基于集成逆向工程系统进行人体造型设计的功能模型与信息模型，并在上海理工大学人体测量与生物力学实验室对人体面部石膏模型与尸骨等部分复杂曲面进行三维重建。 结果：利用本文提出的系统功能模型与信息模型可快速实现人体三维模型重建，精度可达0．1mm，满足临床医学的需求。 结论：通过系统分析人体三维造型过程，可以为医生与生物医学工程师理解此系统并高效地建立人体模型提供保证。     

前交叉韧带重建后本体感觉训练前后步行参数变化的计算机辅助三维步态分析系统比较

背景：目前关于前交叉韧带重建后训练对患者静态本体感觉或平衡的影响研究较多,对动态步行稳定性的研究较少。目的：利用三维步态分析系统对前交叉韧带重建后患者本体感觉训练后步行的稳定性进行分析。方法：单侧前交叉韧带重建患者32例,重建后3～6个月,可独立步行,膝关节无明显肿胀疼痛。所有患者本体感觉训练前及训练2个月后进行步态分析。结果与结论：本体感觉训练后患者步频（P〈0.01）、步长（P〈0.01）、步速（P〈0.05）、患足廓清地面最大距离（P〈0.001）均较训练前明显改善。行走时,骨盆摆动、上身摆动三维扑捉图像与训练前相比更对称,更协调。提示利用三维步态分析系统比较本体感觉训练的效果,对评估步行过程中不自觉的关节稳定和姿势、平衡的调整和维持具有重要意义。     

足三维运动的热塑标志测量法

背景足关节运动变化的动力学研究被广泛应用于临床步态分析、工业机器人和制鞋等领域.应用于二维测量技术已经不能准确地反映足的功能变化和标记的三维运动状况.目的了解足在三维空间中的角度变化规律.设计实验研究.地点和对象在德国Erlangen-Nuremberg大学骨科医院三维运动分析实验室完成,选择5例正常人作足三维运动分析,男3例,女2例;年龄30～50岁.方法应用热塑材料作三维标志的支架,紧贴足背、足跟.通过ALBAVISION ACAM 50三维运动分析系统定位标志在三维坐标系的位置,计算出足在三维空间中的角度.主要观察指标足在三维空间的角度及角度曲线.结果正确描绘了足的三维运动规律.反映了足的内外旋,内外翻,前后转的过程.结论该测量方法是一个较为完善的三维人体运动临床和科研分析方法.     

6分量应变式力传感器弹性体

多分量力传感器是人体生物力学参数测试的重要工具之一．现在已经广泛地应用于生物医学工程研究。近年来应用比较广泛的步态分析系统中的测力平台就是利用多分量力传感器检测三个方向的地面反力和力矩，分析人体在行走过程中的受力规律，进行运动功能康复诊断与评定；王广志和张力群利用6分量力传感器检测敲击髌韧带时膝关节的反射力矩；哈尔滨工业大学研制的航天服关节阻尼力矩的机器人测试系统采用的也是6分量力传感器，     

人体运动的三维分析

人体运动分析不仅能提供假肢设计的理论基础、康复效果的评价手段。而且在病理步态矫正、确定下肢和脊柱疾病治疗方案、疗效评估等临床上亦有极为重要的应用价值,同时对于步行机器、机器人的研制、人体运动分析在动力源功率需求的估算,关节促动器的个数和参数的确定及控制方式的选择等方面也是必不可少的。由于人体运动在矢状面内的分量运动大于其他面内的分量,因此对人体运动的分析研究和步态的实验测试大多数局限于二维,即矢状面内（Murray,Boccardl,Onyshko,Zarrugh）。然而在某些场合,例如病理步态分析、步行机和机器人的设计…     

不同路况下的人体步态微机检测

步态分析是下肢康复评价中的一个重要方面 ,步态检测是步态分析的前提 ,文中介绍了一种基于普通摄像机的人体步态微机检测系统 ,给出了不同路况下步态检测实验结果。并提出了应注意的问题     

偏瘫步态髋关节角度研究

目的分析偏瘫患者步态的髋关节角度特征。方法对20例偏瘫患者和年龄、身高、体重匹配的20例正常人进行步态分析,分析其髋关节特征。结果偏瘫患者患侧髋关节首次着地时刻、站立相最大伸展角度、足尖离地时关节角度、迈步相最大屈曲角度、矢状面膝关节角度范围与正常人的差异存在显著性意义。结论研究偏瘫步态髋关节特征可协助进行临床评价及制定针对性步态矫正方案。     

Asymmetry of gait initiation in patients with unilateral knee arthritis

OBJECTIVE: To identify how patients with knee arthritis modify their equilibrium and movement control strategies during gait initiation. DESIGN: Observational study. SETTING: University hospital movement analysis laboratory. PARTICIPANTS: Twelve patients with unilateral knee arthritis and 12 healthy control subjects. MAIN OUTCOME MEASURES: Durations of the phases of gait initiation (ie, postural, monopodal, and double-support phases), center-of-pressure displacements, ground reaction forces, pelvic velocity, step length, and knee range of motion were measured using a movement analysis system and force plates. RESULTS: Gait initiation was slower in patients than in controls no matter which leg was the supporting one. In patients, the durations of the postural and the monopodal phases were modified in an asymmetrical way according to the leg used as the supporting one. The postural phase was lengthened and the monopodal phase was shortened when the affected leg was the supporting one. Opposite effects were observed when the sound leg was supporting. Step length, knee range of motion, and maximal pelvic velocity were reduced in patients whatever the side of the supporting leg. CONCLUSION: Gait initiation is an asymmetrical process in unilateral knee arthritis patients, who develop adaptive posturomotor strategies that shorten the monopodal phase on the affected leg.     

Kinematic and kinetic asymmetries in hemiplegic patients' gait initiation patterns.

OBJECTIVE: To assess the kinetic and kinematic characteristics of hemiplegic stroke patients' gait initiation patterns during the various gait initiation phases. DESIGN AND SUBJECTS: Gait initiation was studied in 3 hemiplegic subjects with a spastic equinus varus foot and 3 control subjects. METHODS: Temporal and kinetic analysis of gait initiation was performed with 2 AMTI force plates, and kinematic analysis of gait initiation with an ELITE optoelectronic system. A one-way ANOVA was performed directly on the phase durations, forces, centre of pressure displacements, stride length, and ankle motion range. RESULTS: Duration of the monopodal phase was shorter in hemiplegic patients when the affected leg rather than the sound one was used as the supporting leg. Propulsion forces were exerted by the hemiplegic patients' sound leg during the postural phase. Hemiplegic patients' body weight was supported more by the sound leg than by the affected leg. Knee was lifted higher on the affected side during the swing phase to compensate for the equinus. Initial contact was performed with a flat foot on the affected side. CONCLUSION: Quantitative data obtained on the gait initiation phase suggest that hemiplegic patients develop asymmetrical adaptive posturo-motor strategies to compensate for their impairments.     

一种便携式步态分析系统的信度研究

目的:探讨一种便携式步态分析系统在时空参数、多关节角度值的信度。方法:选取30例健康青年,由2名评估者进行便携式步态分析,记录步频、步幅、步速、步长等时空参数和行走时矢状面、水平面和冠状面各关节活动角度的最大值,采用相关系数进行重测信度和测量者间信度的比较,评估其测量信度。结果:时空参数、矢状面最大角度值组内相关系数(ICC)均0.75,信度良好;水平面、冠状面最大角度值ICC无显著性差异或信度差。结论:该便携式步态分析系统分析时空参数、矢状面最大角度值信度良好,可良好地反映步行功能,有较好的评估价值;水平面及冠状面关节角度值信度较低,应用时需谨慎。     

运动想象结合下肢康复机器人训练对脑卒中患者步行障碍的影响

摘要 目的：探讨运动想象结合Lokomat下肢康复机器人训练对脑卒中患者步行障碍的影响。 方法：40例脑卒中偏瘫患者随机分为两组,观察组和对照组各组20例,两组均进行基础康复治疗,包括神经发育疗法、主/被动牵伸、日常生活活动（ADL）训练、必要的矫形器应用、传统中医治疗等。观察组：第一疗程（4周）,在基础治疗的基础上进行Lokomat下肢康复机器人辅助步行训练,治疗强度和时间长度是40%的减重支持,75%的引导力量,1.5km/h的步行速度,步行持续时间30min/次,1次/d,5次/周;第二疗程（4周）,在基础治疗的基础上进行运动想象结合Lokomat下肢康复机器人辅助步行训练,治疗强度和时间长度是40%的减重支持,75%的引导力量,1.5km/h的步行速度,步行持续时间30min/次,1次/d,5次/周;对照组患者在基础治疗的基础上进行30min以提高步行能力为目标的治疗师辅助步行训练,1次/d,5次/周,为期8周。在治疗前、治疗4周后、治疗8周后分别采用Fugl-Meyer下肢评定表(FMA-LE)、改良Ashworth痉挛评价下肢肌痉挛（MAS）、功能性步行量表（FAC）和6min步行能力测试(6MWT)、采用Berg平衡量表（BBS）进行评定。 结果：治疗8周后,两组患者的FMA-LE评分、MAS、FAC、6MWT和BBS均较治疗前明显提高(P<0.05),观察组各项评定得分与对照组比较均具有显著差异(P<0.01);观察组第一、第二疗程各项评定得分与对照组比较均具有显著差异(P<0.01);此外,对照组患者2个疗程各项评定得分改善值差异无显著性（P＞0.05）,而观察组患者第二疗程的各项评定得分改善值高于第一疗程（P＜0.05）。 结论：应用运动想象结合Lokomat下肢康复机器人训练能更有效改善脑卒中患者的步行能力,且疗效高于单用Lokomat下肢康复机器人训练。     

Sagittal plane loading response during gait in different age groups and in people with knee osteoarthritis

OBJECTIVE: To investigate the gait patterns and the sagittal ground reaction forces in different age groups and in people with knee osteoarthritis. DESIGN: Motion analysis and force platform data were collected for a total of 55 female subjects capable of independent ambulation. Subjects were divided into three groups consisting of the control group, the elderly group, and the osteoarthritis knee group. Gait parameters of walking velocity, cadence, step length, stride time, single- and double-support time, and sagittal ground reaction forces were obtained during comfortable walking speed. Gait analysis was performed in a tertiary hospital's gait laboratory. Variables were analyzed using a univariate repeated-measures analysis of variance. Statistical significance was set at a value of P < 0.05. RESULTS: The osteoarthritis knee group had slower walking velocity, lower cadence, and longer stride time as compared with the elderly and young control groups (P < 0.05). In ground reaction force studies, the first peak time, expressed in percentage of gait cycle, was significantly longer in the osteoarthritis knee group (20.8 +/- 3.2) as compared with the elderly (17.8 +/- 2.0) and young control groups (17.1 +/- 1.8, P < 0.01). The force during time of minimal midstance was larger in the osteoarthritis knee group (90.9 +/- 5.3) as compared with the elderly and young control groups (P < 0.05). The second peak force was significantly smaller in the osteoarthritis knee group as compared with the young control group (P < 0.01). The force change in the midfoot region in the osteoarthritis knee and elderly groups revealed more loading force onto the midfoot region during midstance as compared with the young control group (P < 0.01). CONCLUSION: Gait parameters in the elderly and osteoarthritis knee patients were characterized by slower walking velocity, lower cadence, shorter step length, longer stride time, and longer double-support time. Less heel contact and push-off forces were noticed in these two groups, with more loading force onto the midfoot during midstance.     

步态分析在假肢设计中的应用

步态分析是现代假肢仿生设计的重要依据和工具,文章结合智能多轴膝关节设计实例,从设计目标、机构设计和控制系统3个层次介绍了步态分析在假肢设计中的应用。     

踝足矫形器对脑瘫患儿异常步态的影响

目的:研究踝足矫形器对改善痉挛型脑瘫患儿步态的影响。方法:对30例脑瘫患儿配戴踝足矫形器前、后进行步态分析。结果:脑瘫患儿配戴踝足矫形器后,跨步长、步速明显提高,其中跨步长由0.38±0.13m增加至0.45±0.17m,步速由0.36±0.19m/s增加至0.47±0.14m/s;首次着地时踝关节的跖屈角度明显减少,由-11.98±8.43°减至-3.94±4.31°;髋关节站立相最大伸展角度由-7.41±10.06°增加至-14.10±10.60°;迈步相踝关节最大背屈角度明显提高,平均由-8.19±9.63°增至-4.25±3.71°;矢状面踝关节角度活动范围明显降低,平均由14.44±9.99°减至9.40±5.77°。结论:配戴踝足矫形器可以明显减轻脑瘫患儿异常步态模式的程度。     

基于数字视频和图像处理的步态分析系统信度研究

目的研究基于数字视频和图像处理的二维步态分析系统的可靠性、敏感性。方法由同一名评定者对20名正常人进行间隔1周的2次测试,检验评定者内部信度;另由2名评定者再分别重复测试2次,检验评定者间信度;比较偏瘫患者患侧和正常人的测试结果,检验系统敏感性。结果20名正常人2次测试结果各指标高度相关,偏瘫患者患侧和正常人的各项测试指标有显著性差异。结论本系统具有良好的可靠性和敏感性。