体质量指数对全髋关节置换后早期髋关节功能恢复影响的三维步态分析

文题释义：三维步态分析系统：通过对利用摄像机得到的人体运动图像进行图像处理，来进行步态分析的技术及装置。以获取人体在各体态和运动下的生理、病理的力学和数学参数，进行人体各部位和机能检测，所检测的数据经进一步分析计算后可获得人体各部位(特别是关节)的受力状态，以及机械功、代谢能量消耗的情况。 体质量指数：是一个计算值，当需要比较及分析一个人的体质量对于不同高度的人所带来的健康影响时，体质量指数值是一个中立而可靠的指标。 背景：肥胖对全髋关节置换的影响已有学者进行讨论，但目前尚缺乏对不同体质量指数患者使用三维步态分析技术进行随访的研究。 目的：通过三维步态分析系统定量分析体质量指数对全髋关节置换后早期髋关节功能恢复的影响。 方法：选择大连大学附属中山医院关节外科2017年1月至2018年6月收治的全髋关节置换患者60例，根据入院时体质量指数分为超重组(体质量指数≥25 kg/m²)与正常组(体质量指数< 25 kg/m²)，每组30例。所有患者对检测方案均知情同意，且得到医院伦理委员会批准。收集患者的手术部位、年龄、性别、身高、体质量、手术时间等临床基本资料；术后6个月时使用三维步态分析技术采集时间-距离参数(步幅、步频、平均步速)、动力学参数及运动学参数对髋关节功能进行评价。 结果与结论：①2组在手术部位、性别比例及年龄方面差异无显著性意义(P > 0.05)；但超重组手术时间明显长于正常组，差异有显著性意义(P=0.000)；②时间-距离参数方面，2组在步幅、步频及平均步速上差异虽无显著性意义，但超重组步幅(1.08±0.18) m小于正常组(1.35±1.45) m；③运动学参数中，超重组在髋关节各个面的活动范围均小于正常组，差异有显著性意义(P < 0.05)；④动力学参数方面，屈髋力矩峰值超重组小于正常组，差异有显著性意义(P=0.011)；伸髋力矩峰值2组差异无显著性意义(P=1.000)；⑤提示肥胖对全髋关节置换后早期功能恢复存在一定影响。 ORCID: 0000-0003-1824-687X(陈浩鹏) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程     

比较青年男子走与跑的能量消耗

背景：能量代谢是健身、减重、行军、假肢评定、医疗诊断等比较关注的热点之一。康复师与健身教练根据具体情况以及不同目的选择不同的运动方式、运动量与运动强度,有关同等运动速度不同走跑步态模式的能量消耗差异研究较少。 目的：探讨相同运动速度两种步态模式下走跑步态特征以及能耗差异,为大众健身以及运动处方的制定提供理论支持。 方法：受试者为男性健康大学生志愿者20名,使用H/P/COSMOS Gaitway跑台控制走跑运动的速度,测量走跑的步频和步长,使用气体成分分析仪VO2000间接测试人体的能量代谢。在人体第一骶椎放置两维加速度传感器采集前后方向以及垂直方向的加速度原始信号。 结果与结论：相同速度跑模式的步频明显高于走模式下的步频。随着速度的递增,行走主要依靠步频的增加,而跑动时主要依靠步长加大来维持速度。同等速度下跑的能耗明显高于行走的能耗。相同速度下跑明显大于走的人体质心垂直方向加速度均方根值。建议根据不同目的选择不同的步态模式,如需要减重健身时可选择跑模式,而在长距离行军时为了节省能量可以选择快走模式。     

全膝关节置换中氨甲环酸与止血带优化使用方案

文题释义：全膝关节置换：是采用与人体膝关节结构相似的人工特殊材质金属假体置换，代替人体病变、磨损的膝关节，从而达到对病变、磨损带来剧烈疼痛、活动功能障的膝关节彻底治疗的一种骨科术式，全膝关节置换在治疗终末期膝骨关节炎应用中已达成了广泛共识。 限制性使用止血带：止血带的使用能为术者提供清晰的手术视野，亦能够显著减少术中出血。但近年来对术中止血带的应用方式及时机有新的学术观点出现，限制性使用止血带即在术中特定时间段内使用止血带，与传统全程使用止血带相比在患者炎症因子水平及术后早期康复方面具有相对优势。  背景：膝关节置换过程中是否使用止血带近年来受到广泛关注并有诸多争议。近来又有学者提出术中止血带的优化应用方案有利于加速患者术后康复。 目的：观察全膝关节置换过程中应用氨甲环酸联合止血带优化使用方案的临床效果。 方法：纳入2018年3月至2019年12月眉山市中医医院收治的膝关节骨性关节炎患者60例，其中男20例，女40例，采用随机数字表法分为2组，每组30例：观察组接受全膝关节置换治疗，从术中安放假体至骨水泥硬化成型期间使用止血带(止血带优化使用方案)；对照组接受全膝关节置换治疗，治疗过程中全程使用止血带。两组氨甲环酸使用剂量与方法相同。术后1，3，7 d时，检测血清血红蛋白、白细胞计数、C-反应蛋白水平；术后1，3，7 d及术后1个月时，采用目测类比评分评估疼痛；术后3 d、7 d、1个月时，采用HSS评分评估膝关节功能。试验获得眉山市中医医院伦理委员会批准。结果与结论：①观察组术后1 d的血红蛋白值低于对照组(P < 0.05)，其余时间点两组间比较差异无显著性意义(P > 0.05)；②观察组术后3，7 d的白细胞计数低于对照组(P < 0.05)，术后1 d时两组间比较差异无显著性意义(P > 0.05)；③观察组术后1，3 d的C-反应蛋白水平低于对照组(P < 0.05)，术后7 d时两组间比较差异无显著性意义；④观察组术后3 d的目测类比评分低于对照组(P < 0.05)，其余时间点两组间比较差异无显著性意义(P > 0.05)；⑤两组不同时间点的HSS评分比较差异无显著性意义(P > 0.05)；⑥结果表明，氨甲环酸联合止血带优化使用方案能够减轻全膝关节置换患者术后疼痛及炎症反应水平，对于患者早期康复具有重要意义。ORCID: 0000-0001-8546-2834(彭如辉) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程     

基于便携式步态测试仪的不同接受腔单侧大腿截肢者行走特点研究

目的 探讨穿戴坐骨包容接受腔与四边形接受腔大腿假肢的单侧大腿截肢者在日常生活中行走时的步态差异，为临床制定大腿假肢使用处方提供指导。方法 选取7位大腿截肢患者作为试验组，为患者分别适配四边形和坐骨包容接受腔大腿假肢。同时选取7位年龄、性别、身高和体质量相匹配的健康受试者作为对照组。所有受试者以舒适的步速在室外平路上行走240 m,应用便携式步态测试仪(intelligent device for energy expenditure and activity, IDEEA)采集步态数据，包括7个时空参数和4个加速度参数，通过IBM SPSS Statistics 23对数据进行处理。对比患者穿戴两种假肢与健康受试者之间、患者分别穿戴同种假肢时患侧与健侧之间、患者穿戴两种假肢时患侧之间、健侧之间的参数差异。结果 与健康受试者相比，患者分别穿戴两种假肢行走时，两种假肢健侧和患侧的站立时间和步态周期增大(P<0.05),步速、步频、跨步长减小(P<0.05);两种假肢患侧的摆动时间延长(P<0.05),地面冲击和足落地控制减小(P<0.05);四边形接受腔假肢双侧和坐...     

脱细胞异种生物外科补片的免疫原性

文题释义：免疫原性：指能够刺激免疫系统的细胞引起某种抗原特异性免疫应答。当动物源性材料植入人体后,其细胞表面的α-Gal抗原与人体内存在的天然抗α-Gal抗体结合,会激活补体系统引起严重的超急性排斥反应;还可通过抗体依赖细胞介导的细胞毒性作用,引起异种移植排斥反应。对于异种材料植入人体所产生的潜在风险,有必要对其进行免疫原性风险评估。脱细胞技术：指通过物理、化学、生物学等一系列的方法处理同种异体的组织、器官,使其细胞内基质除去完全而保留相应的细胞外基质的方法。脱细胞技术可降低甚至除去异体组织、器官的免疫源性(如α-Gal抗原)等,降低异体生物材料移植引起的排斥反应,为异体生物材料的临床运用提供基础。背景：脱细胞异种生物外科补片的免疫原性直接关系到其植入人体后的成功与否,因而评价材料的免疫原性至关重要。 目的：评价脱细胞异种生物外科补片的免疫原性。 方法：将20只Balb/c小鼠随机分4组,每组5只：实验组与对照组背部皮下分别植入脱细胞异种生物外科补片与心包膜原材料;阴性对照组行假手术操作;阳性对照组背部皮下注射弗氏佐剂和牛血清白蛋白等体积混合液。植入4周后,记录小鼠体质量,计算各组脾脏和胸腺的脏脑系数,检测血清总IgG和IgM水平、体外淋巴细胞增殖活性及脾脏淋巴细胞亚型分布,并进行植入部位皮肤组织及脾脏、胸腺组织病理学观察。实验方案经四川省食品药品检验检测院安全评价中心实验动物管理和使用委员会批准(IACUC-2018-KYYL-008)。结果与结论：①实验组与阴性对照组体质量比较差异无显著性意义(P > 0.05),对照组大于阴性对照组(P < 0.05);②实验组与阴性对照组脾脏脏脑系数、胸腺脏脑系数比较差异均无显著性意义(P > 0.05),对照组脾脏脏脑系数大于阴性对照组(P < 0.05);③实验组与阴性对照组淋巴细胞增殖活性比较差异无显著性意义(P > 0.05),对照组高于阴性对照组(P < 0.05);④与阴性对照组相比,实验组CD3⁺CD8⁺细胞百分比降低(P < 0.05);与阴性对照组相比,对照组CD3⁺细胞、CD3⁺CD4⁺细胞、CD3⁺CD8⁺细胞、CD45⁺SSClow细胞百分比下降(P < 0.05),CD3^-CD19⁺细胞百分比升高(P < 0.05);⑤实验组、对照组血清IgM和IgG抗体水平与阴性对照组相比差异均无显著性意义(P < 0.05);⑥组织学显示,实验组与对照组脾脏和胸腺无明显病理改变,实验组植入部位无明显炎性反应,对照组植入部位出现严重肉芽肿性炎及纤维组织增生包裹、植入物坏死崩解等;⑦结果表明与原材料相比,经脱细胞处理的异种生物外科补片可有效降低免疫原性反应。ORCID: 0000-0003-3480-6101(程祥) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

双极长柄人工股骨头置换与股骨近端防旋髓内钉置入治疗高龄股骨转子间骨折的比较

文题释义：Tronzo-Evans分型：Ⅰ型，为单纯转子间骨折，骨折线由外上斜向下内，无移位；Ⅱ型，在Ⅰ型的基础上发生移位，合并小转子撕脱骨折，但股骨距完整；Ⅲ型，合并小转子骨折，骨折累及股骨距，有移位，常伴有转子间后部骨折；Ⅳ型，伴有大、小转子粉碎性骨折，可出现股骨颈和大转子冠状面的爆裂骨折；Ⅴ型，为逆转子间骨折，骨折线由内上斜向外下，可伴有小转子骨折，股骨距破坏。 背景：股骨转子间骨折是老年人的常见骨折之一，现在骨科医师普遍主张早期手术治疗，以双极长柄人工股骨头置换和股骨近端防旋髓内钉为主。两种方案都能很好地保证患者早期下床活动，减少卧床期间产生的并发症，但在手术适应证上两种方案仍存在较大的争议。 目的：分析双极长柄人工股骨头置换与股骨近端防旋髓内钉治疗高龄患者股骨转子间骨折的临床差异性。 方法：纳入200例75岁以上Tronzo-EvansⅡ-Ⅴ型股骨转子间骨折患者，术后随访12个月，失访11例，共189例完成随访，其中双极长柄人工股骨头置换组95例，股骨近端防旋髓内钉组94例。比较2组手术时间、术中出血量、术后下床活动时间(开始负重、完全负重)、术前术后凝血功能、住院期间的并发症及住院时间等围术期参数；依据Harris功能评分比较2组患者术后的髋关节功能；根据临床和影像学资料比较2组术后12个月内出现的并发症。结果与结论：①双极长柄人工关节置换组手术时间和术后负重时间(术后开始下床活动时间、术后完全下床活动时间)均小于股骨近端防旋髓内钉组(P < 0.05)；②术后1，2，3，6个月Harris评分，双极长柄人工关节置换组均高于PFNA组(P < 0.05)；术后1年2组 Harris评分相近，差异无显著性意义(P > 0.05)；③术后并发症中2组下肢静脉血栓、肺部感染发生率差异有显著性意义(P < 0.05)；伤口感染、二次手术发生率2组差异无显著性意义(P > 0.05)；总体并发症发生率，双极长柄人工关节置换组为20%，股骨近端防旋髓内钉组为72%，2组相比差异有显著性意义(P < 0.05)；④结果表明，对于高龄不稳定转子间骨折患者，双极长柄人工关节置换与股骨近端防旋髓内钉内固定均能取得满意效果；但双极长柄人工关节置换的手术时间短，可早期负重，有助于减少长期卧床相关并发症，符合快速康复的理念，可提高患者生活质量。 ORCID: 0000-0002-1441-8411(张建) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程     

骨水泥弥散分布类型对不同部位骨质疏松性椎体压缩骨折治疗效果的影响

文题释义：经皮椎体后凸成形：英文简称为PKP，指在影像导引下，将穿刺针置入病变椎体，在穿刺针到达椎体内后，可膨胀性气囊进行膨胀后，可帮助恢复椎体高度，然后注入骨水泥，减少渗漏及强化椎体，恢复高度，缓解患者腰背疼痛。骨水泥弥散分型：根据椎体解剖学形态在脊柱X射线正位片将椎体进行解剖学分型，以过双侧椎弓根内缘垂线、脊柱正中垂线将椎体分为4区，根据分区将骨水泥在X射线正位片上的弥散分布情况分为5型，Ⅰ型为1至4区，Ⅱ型为2至3区，Ⅲ型为1区和4区，Ⅳ型为1区和2区或3区和4区，Ⅴ型为1区或4区。  摘要背景：经皮椎体后凸成形已成为治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的有效方法，但骨水泥在椎体内分的布情况可导致术后临床症状有一定的差异。 目的：探讨经皮椎体后凸成形后骨水泥分布对不同部位椎体压缩骨折临床疗效的影响。 方法：选择2017年1月至2019年1月大连大学附属中山医院收治的骨质疏松性椎体压缩骨折患者339例，年龄60-85岁，其中胸椎骨折组144例、腰椎骨折组195例，均进行经皮椎体后凸成形骨水泥注射治疗。术后根据骨水泥在椎体内的弥散分布情况将两组分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型。术前、术后3 d及6个月进行目测类比评分与Oswestry功能障碍指数评定。研究获得大连大学附属中山医院医学伦理委员会批准。结果与结论：①两组术后3 d、6个月的目测类比评分、Oswestry功能障碍指数评分均较术前明显下降(P < 0.05)，且术后6个月的目测类比评分、Oswestry功能障碍指数评分较术后3 d进一步下降(P < 0.05)；②术后6个月当骨水泥分布为相同类型时，两组间目测类比评分、Oswestry功能障碍指数评分比较差异均无显著性意义(P > 0.05)；③术后6个月胸椎骨折组内，不同分型间的Oswestry功能障碍指数评分比较差异无显著性意义(P > 0.05)，Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型的目测类比评分低于Ⅳ型、Ⅴ型(P < 0.05)；④术后6个月腰椎骨折组内，不同分型间的Oswestry功能障碍指数评分比较差异均无显著性意义(P > 0.05)，Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型的目测类比评分低于Ⅳ型、Ⅴ型(P < 0.05)；⑤结果表明，经皮椎体后凸成形后骨水泥在椎体内呈Ⅰ-Ⅲ型弥散分布可更好地缓解疼痛。 ORCID: 0000-0002-9078-6187(谢辉) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程     

藏红花素保护溃疡性结肠炎模型大鼠的作用及相关机制

文题释义：溃疡性结肠炎：一种非特异性结直肠炎性病变，病变部位多位于乙状结肠和直肠，可蔓延至降结肠，甚至整个结肠，病变多局限于黏膜和黏膜下层，以血性腹泻为常见症状，病情反复，病程漫长。 藏红花素：是提取自番红花的单糖基或二糖基多烯酯，属于水溶性类胡萝卜素化合物。 背景：藏红花素具有抗炎、抗氧化应激等作用，但对于溃疡性结肠炎治疗作用及相关机制研究仍不明确。 目的：探讨藏红花素对溃疡性结肠炎大鼠的保护作用及相关机制。 方法：将SD大鼠30只随机分为5组，正常组、模型组、藏红花素低剂量组、藏红花素高剂量组、阳性对照组。采用葡聚糖硫酸钠诱导法构建溃疡性结肠炎大鼠模型，并采用藏红花素0.05，0.1 g/kg灌胃干预。阳性对照组给予柳氮磺嘧啶灌胃。结果与结论：①形态学评估：干预1周后，与模型组大鼠相比，藏红花素干预的各组大鼠灌胃后结肠组织损伤评分、大鼠结肠疾病活动指数评分显著降低(P < 0.05)；②氧化应激水平检测显示，与模型组相比，藏红花素干预的各组大鼠结肠组织丙二醛含量及髓过氧化物酶活性降低(P < 0.05)，超氧化物歧化酶活性升高(P < 0.05)；③免疫组织化学染色显示，与模型组相比，藏红花素干预的各组大鼠1周后肿瘤坏死因子α和白细胞介素23蛋白免疫反应下降(P < 0.05)；④免疫印迹蛋白检测显示，与模型组相比，藏红花素干预的各组大鼠肠组织总蛋白Bax、Caspase-3、Toll样受体4及MyD88的表达水平蛋白表达下调(P < 0.05)，Bcl-2蛋白表达上调(P < 0.05)；⑤结果说明藏红花素对溃疡性结肠炎大鼠有一定的治疗作用，其机制可能与下调Toll样受体4/MyD88信号通路及抑制结肠的氧化应激、炎症反应及细胞凋亡有关。ORCID: 0000-0002-1941-1235(杨敏杰) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程     

不同运动强度干预2型糖尿病模型大鼠的内脂素及糖代谢变化

文题释义： 运动强度：指单位时间移动的距离或速度，或肌肉单位时间所做的功。 2型糖尿病：由于胰岛β细胞分泌胰岛素不足或靶细胞对胰岛素不敏感所致，亦称非胰岛素依赖型糖尿病。 背景：内脂素具有胰岛素样的降糖作用，在2型糖尿病的治疗中可能有着积极的意义，不同运动强度对其的影响也不同。目的：观察6周不同强度有氧运动干预2型糖尿病大鼠糖代谢的效应及内脂素变化的特点并探讨其关系。方法：采用高脂饲料喂养并注射链脲佐菌素的方法，建立雄性SD大鼠2型糖尿病模型，将造模成功的43只大鼠随机分为糖尿病安静对照组10只，糖尿病运动Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ组各11只。此3个运动组大鼠运动强度分别为10，15，20 m/min，运动量均为1 h/d，每周5 d，持续运动6周后采集血样，检测糖代谢相关指标、血清及内脏脂肪内脂素水平。结果与结论：①实验中3个运动组糖代谢相关指标(空腹血糖、糖化血清蛋白、胰岛素及胰岛素抵抗指数等)均出现了改善，同时糖尿病运动Ⅰ，Ⅱ组血清内脂素水平均出现非常显著性降低(P < 0.01)，而糖尿病运动Ⅲ组虽有一定程度下降，但无显著性意义(P > 0.05)；②糖尿病运动Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ组内脏脂肪内脂素水平出现了显著性下降(P < 0.05)，其中糖尿病运动Ⅱ内脏脂肪内脂素下降最显著(P < 0.01)；③结果证实，中、低强度有氧运动能更有效改善2型糖尿病大鼠胰岛素抵抗状态，降低血糖浓度，且与内脏脂肪减少和内脂素分泌减少有关，内脂素可能起了积极的作用。ORCID: 0000-0001-9865-1802(李颖) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程     

椎间盘退行性变与HTRA1和HAPLN1基因多态性的相关性

文题释义：HTRA1：在Duchenne型肌营养不良骨骼肌及骨关节炎和和类风湿性关节炎软骨中HTRA1表达上调， HTRA1的上调可能有助于此类疾病的进展。对HTRA1单核苷酸多态性基因型的等位基因频率与高椎间隙狭窄评分之间的关联性进行分析，HTRA1基因启动子区域的单核苷酸多态性基因型与椎间盘退变相关，在携带G等位基因组(GG+GA)和未携带组(AA)的患者中均观察到椎间隙狭窄程度显著增加，因此HTRA1可能在椎间盘病理学中起作用。  HAPLN1：是软骨细胞外基质的关键组分，通过透明质酸链结合蛋白多糖，从而稳定蛋白多糖与透明质酸的聚合体，有助于关节的抗压和减震。试验中HAPLN1基因仅在rs179851单核苷酸多态性受试者中观察到骨赘形成和椎间隙狭窄的显著组间差异，而其余3个单核苷酸多态性(5’侧翼rs975563、内含子1 rs10942332和内含子4 rs4703570)则未见。因此，HAPLN1可能是软骨稳态的重要调节因子，并有助于椎间盘退变引起的骨关节炎发病机制。背景：研究发现，HTRA1基因启动子区域的单核苷酸多态性基因型与椎间盘退变相关，而HAPLN1基因与椎间盘退变引起的骨关节炎相关。 目的：探讨分泌型丝氨酸蛋白酶HTRA1和骨细胞外基质的关键组分HAPLN1变异在椎间盘退变发病机制中的作用。方法：选择2015年4月至2018年12月在定州市人民医院接受体检的498名绝经后女性受试者，利用TaqMan PCR方法检测受试者HTRA1基因启动子rs11200638单核苷酸多态性和HAPLN1基因5’侧翼rs975563、内含子1 rs10942332、内含子2 rs179851和内含子4 rs4703570的单核苷酸多态性，分析HTRA1和HAPLN1基因多态性与椎间盘退变影像学特征之间的相关性。试验已通过定州市人民医院伦理道德委员会批准。结果与结论：①在498名受试者HTRA1基因rs11200638单核苷酸多态性中，178名为GG纯合子，222名为GA杂合子，98名为AA纯合子，将具有至少一个G等位基因(GG+GA，n=400)和没有G等位基因(AA，n=98)受试者间的椎间盘退变参数进行比较；②在HTRA1基因rs11200638单核苷酸多态性中，GG+GA等位基因组的椎间隙狭窄评分低于AA等位基因组(P < 0.001)；随着椎间隙狭窄评分的升高，受试者中AA等位基因型发生风险增高(P ≤ 0.001)；③在498名受试者HAPLN1基因单核苷酸多态性中，137名为TT纯合子，230名为CT杂合子，131名为CC纯合子，将CC+TT等位基因(n=361)、TT等位基因(n=137)的椎间盘退变参数进行比较；④在HAPLN1基因中，仅rs179851单核苷酸多态性的CC+TT等位基因组与TT等位基因组骨赘形成、椎间隙狭窄存在显著差异(P < 0.01)；⑤在HAPLN1基因rs179851单核苷酸多态性中，椎间隙狭窄≥6分受试者的TT等位基因型发生风险显著增高(P < 0.05)；随着骨赘形成评分的升高，受试者TT等位基因TT等位基因型发生风险显著增高(P < 0.001)；⑥结果表明，HTRA1和HAPLN1特定基因位点的遗传变异与椎间盘退变相关。ORCID: 0000-0002-4567-2930(杨金丰) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程     

Validity of the total body centre of gravity during gait using a markerless motion capture system

Purpose: The purpose of this study was to examine the validity of total body centre of gravity (COG) measurement during gait with markerless motion capture system (MLS) on the basis of values acquired with a marker-based motion capture system (MBS).

Materials and methods: Thirty young healthy subjects walked on a flat surface as coordinate data from their bodies were acquired using the Kinect v2 (as a MLS) and Vicon systems (as a MBS). COG was calculated using coordinate data of the total body. Comparisons of COG ensemble curves in the mediolateral and vertical directions were performed between MLS and MBS throughout the gait cycle. The relative consistency between these systems was assessed using Pearson correlation coefficients.

Results: The COG trajectory made by using MLS data followed the trend of the COG trajectory with MBS in the mediolateral direction. In the vertical direction, however, the COG trajectories did not match between two systems. High correlation coefficients (r >?0.79) were observed from 30% to 80% of the gait cycle. The greatest difference of COG between MLS and MBS in the mediolateral direction was 1.1?mm. Differences in the vertical direction appeared to be proportional to the distance between the participant and the Kinect v2 sensor.

Conclusion: In the mediolateral direction, COG calculated with MLS data during gait was validated with COG calculated on the basis of a MBS. Further correction of systematic error is necessary to improve the validity of COG calculations in the vertical direction.     

Cognitive processes related to gait velocity: results from the Einstein Aging Study

The authors examined the relationship between cognition and gait velocity, performed with and without interference, in elderly participants. Neuropsychological test scores from 186 cognitively normal elders were submitted to factor analysis that yielded 3 factors: Verbal IQ, Speed/Executive Attention, and Memory. Regression analyses revealed that these factors were significant predictors of variance in gait velocity, but the relationship varied as a function of task condition. All 3 factors predicted gait velocity without interference. However, the Speed/Executive Attention and Memory factors but not Verbal IQ predicted gait velocity in the interference condition. These findings suggest that gait velocity and cognitive function may have both shared and independent brain substrates. Future studies should explore gait velocity and cognitive function as predictors of dementia and falls.     

基于足底动力学测试的步态分析

目的：分析连续步态的特征参数,研究一个完整步态周期所对应的垂直反作用力变化以及能量消耗变化,为扩展和完善步态分析系统提供依据。方法：采用德国zebrisFDM步态测试系统测得173名正常人自然行走过程中足底压力数据,根据连续信号和时相对称性指标进行两次数据筛选,最终选取了23名（相对称性指数〉0．95）较适宜的步态数据,分别导人SPSS软件进行统计分析及matlab软件进行编程画图。结果：通过分析步速的影响因素得出步速与跨步长,身高的相关性最高（r=．884）,而与步态周期、站立相时间高度负相关;编程实现了一个完整步态周期中均值与标准差同时显示的左右脚压力曲线,峰值定量化得出第一峰值约为体重的1．05—1．08倍,出现在步态周期的14％左右,第二峰值约为体重的1．13～1．16倍,出现在步态周期的47％左右;独立样本检验得出能量消耗指数与时相对称性指数用于正常人步态检验无显著差异（P〉0．05）。结论：人在自然行走时其步速与跨步长／身高高度相关,其垂直反作用力与体重高度相关：并且能量消耗指数在评定正常人步态功能方面是可行的。     

Bipedal gait model for precise gait recognition and optimal triggering in foot drop stimulator: a proof of concept

Electrical stimulators are often prescribed to correct foot drop walking. However, commercial foot drop stimulators trigger inappropriately under certain non-gait scenarios. Past researches addressed this limitation by defining stimulation control based on automaton of a gait cycle executed by foot drop of affected limb/foot only. Since gait is a collaborative activity of both feet, this research highlights the role of normal foot for robust gait detection and stimulation triggering. A novel bipedal gait model is proposed where gait cycle is realized as an automaton based on concurrent gait sub-phases (states) from each foot. The input for state transition is fused information from feet-worn pressure and inertial sensors. Thereafter, a bipedal gait model-based stimulation control algorithm is developed. As a feasibility study, bipedal gait model and stimulation control are evaluated in real-time simulation manner on normal and simulated foot drop gait measurements from 16 able-bodied participants with three speed variations, under inappropriate triggering scenarios and with foot drop rehabilitation exercises. Also, the stimulation control employed in commercial foot drop stimulators and single foot gait-based foot drop stimulators are compared alongside. Gait detection accuracy (98.9%) and precise triggering under all investigations prove bipedal gait model reliability. This infers that gait detection leveraging bipedal periodicity is a promising strategy to rectify prevalent stimulation triggering deficiencies in commercial foot drop stimulators.

Open image in new window

Graphical abstract Bipedal information-based gait recognition and stimulation triggering

     

Quantitative assessment of gait bradykinesia in Parkinson's disease using a portable gait rhythmogram

To quantify gait bradykinesia during daily activity in patients with Parkinson's disease (PD), we measured movement-induced accelerations over more than 24h in 50 patients with PD and 17 age-matched normal controls, using a new device, the portable gait rhythmogram. Acceleration values induced by various movements, averaged each 10 min, exhibited a gamma distribution. The mean value of the distribution curve was used as an index of the "amount of overall movement per 24h". Characteristic changes were observed in both the gait cycle and gait acceleration. During hypokinesia, the gait cycle became either faster or slower. A number of patients with marked akinesia/bradykinesia showed a reduced and narrow range of gait acceleration, i.e., a range of floor reaction forces. The results suggest that assessment of the combination of changes in gait cycle and gait acceleration can quantitatively define the severity of gait bradykinesia.     

Potentially modifiable risk factors for slow gait in community-dwelling older adults: A systematic review

PurposeSlow gait speed in older adults is associated with increased risk for falls and fractures, functional dependence, multimorbidity, and even mortality. The risk of these adverse outcomes can be reduced by intervening on potentially modifiable risk factors. The purpose of this systematic review was to identify potentially modifiable risk factors associated with slow gait speed and clinically meaningful gait speed decline in older community-dwelling adults.MethodsLiterature searches were conducted in MEDLINE, EMBASE, and CINAHL, Google Scholar, and in the bibliographies of retrieved articles.ResultsForty studies met the inclusion criteria for qualitative review. Study designs were cross-sectional and longitudinal. Operational definitions of ‘slow gait’ and ‘meaningful gait speed decline’ were variable and based on sample distributions (e.g. quartiles), external criteria (e.g. < 0.8 m/s), and dynamic changes over time (e.g. ≥ 0.05 m/s decline per year). Twenty-six potentially modifiable risk factors were assessed in at least two studies. The risk factors most commonly investigated and that showed significant associations with slow gait and/or meaningful gait speed decline include physical activity, education, body mass index-obesity, pain, and depression/depressive symptoms.ConclusionOur results suggest that there are modifiable targets to maintain gait speed that are amenable to potential treatment.     

Phase-dependent electromyographic activity of the lower-limb muscles of a patient with clinically complete spinal cord injury during orthotic gait

We examined the lower-limb electromyographic (EMG) activity from a patient with clinically complete spinal cord injury during orthotic gait. A newly developed gait orthosis was used to obtain bipedal locomotion. The surface EMG data during the gait together with the biomechanical variables were collected by way of a radio EMG system. A cyclic EMG activation pattern corresponding to the gait cycles were observed in each of the paralyzed lower-limb muscles during the orthotic gait. Although the EMG activation did not seem to contribute toward generating the gait, it showed some similarities to that of the infant stepping or immature gait. These results might be regarded as one of the indirect pieces of evidence that suggest the existence of a spinally originating motor mechanism underlying human locomotion. Received: 5 September 1997 / Accepted: 1 December 1997     

A chronic mouse model of Parkinson's disease has a reduced gait pattern certainty

The purpose of this investigation was to determine if a chronic Parkinson's disease mouse model will display less certainty in its gait pattern due to basal ganglia dysfunction. A chronic Parkinson's disease mouse model was induced by injecting male C57/BL mice with 10 doses of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (25 mg/kg) (MPTP) and probenecid (250 mg/kg) (P) over 5 weeks. This chronic model produces a severe and persistent loss of nigrostriatal neurons resulting in dopamine depletion and locomotor impairment. The control mice were treated with probenecid alone. Fifteen weeks after the last MPTP/P treatment, the mice were videotaped in the sagittal plane with a digital camera (60 Hz) as they ran on a motorized treadmill at a speed of 10 m/min. The indices of gait and gait variability were calculated. Stride length was significantly (p = 0.016) more variable in the chronic MPTP/P mice. Additionally, the chronic MPTP/P mice had a statistically less certain gait pattern when compared to the control mice (p = 0.02). These results suggest that variability in the gait pattern can be used to evaluate changes in neural function. Additionally, our results imply that disorder of the basal ganglia results in less certainty in modulating the descending motor command that controls the gait pattern.     

Induction of locomotor-like EMG activity in paraplegic persons by orthotic gait training

This is, to our knowledge, the first report demonstrating the effects of orthotic gait training on the activity of the spinal locomotor neural networks. Three subjects with complete spinal cord injury (SCI) performed 1-h training with reciprocating gait orthosis 5 days/week for 12 weeks. The results showed that after 3 (n=1) or 6 weeks (n=2) of training, EMG activities synchronized with locomotor rhythm appeared in the soleus muscle (SOL) in all subjects, although very little EMG activity accompanied the orthotic gait at the early training stage. Our results suggest that the induced modulation in the SOL EMG waveforms might be attributable to changes in the orthotic gait movement pattern, and/or changes in the interneuronal activities of the spinal locomotor neural networks, as a result of orthotic gait training.