腦癱青少年跨越障礙物的步態(tài)研究綜述①

隋連香 李世明 康學(xué)嬌 胡曉娜

(1.魯東大學(xué)體育學(xué)院 山東煙臺 264039； 2.魯東大學(xué)科學(xué)技術(shù)處 山東煙臺 264039； 3.即墨市第二十八中學(xué) 山東青島 266200)

提起腦癱，這是一個(gè)沉重的話題，步態(tài)又是一個(gè)人人皆知的行走過程，對腦癱人群的步態(tài)研究也是目前的熱點(diǎn)，但是對于在行走過程中遇到障礙物的情形，目前的研究比較少，腦癱是由于自受孕開始至嬰兒期非進(jìn)行性腦損傷和發(fā)育缺陷所致的綜合征，由于表現(xiàn)出的步態(tài)異常，直接影響到日常的生活質(zhì)量。步態(tài)是指人體步行時(shí)的姿態(tài)，是人體通過髖、膝、踝、足趾的一系列連續(xù)活動，使身體沿著一定方向移動的過程，正常步態(tài)具有穩(wěn)定性、周期性、節(jié)律性、方向性、協(xié)調(diào)性，以及個(gè)體差異性，然而當(dāng)人們存在疾病時(shí)，以上的步態(tài)特征將有明顯改變，本文擬采用實(shí)驗(yàn)的方法分析腦癱青少年在跨越不同高度障礙物時(shí)的表現(xiàn)，分析其異常的原因，制定行之有效的訓(xùn)練方法，幫助腦癱青少年盡可能的恢復(fù)其基本的行走功能，提高生活自理能力。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究以8名腦癱患者為對象，在實(shí)驗(yàn)前告知其實(shí)驗(yàn)?zāi)康募斑^程，在獲得其同意的情況下進(jìn)行試驗(yàn)，受試者均為輔助學(xué)校的腦癱青少年，年齡為（15.95±5.19）歲，身高為（162.34±10.82）cm，體重為（44.29±7.24）kg，腿長（80±12）cm，這8名學(xué)生存在不同程度的智力和肢體障礙，屬于輕度和中度腦癱。

1.2 研究方法

本實(shí)驗(yàn)以8名腦癱青少年為研究對象，使用4臺常速攝像機(jī)從不同角度拍攝人體的實(shí)驗(yàn)行走過程，并使用2臺三維測力臺采集足—地接觸力數(shù)據(jù)，分別針對不同的障礙物高度和行進(jìn)速度，完成對每個(gè)研究對象的數(shù)據(jù)測量工作，運(yùn)用SIMI運(yùn)動解析軟件對錄像進(jìn)行打點(diǎn)解析，運(yùn)用JE-TB0810八通道肌電采集系統(tǒng)，在受試者下肢主要肌肉點(diǎn)安裝marker對采集到的數(shù)據(jù)利用肌電信號分析軟件進(jìn)行分析；分析了行走過程中和跨越障礙物時(shí)下肢各環(huán)節(jié)及各關(guān)節(jié)步態(tài)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征及其變化規(guī)律，采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件和Excel對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并作為本課題的研究依據(jù)。

2 目前的研究現(xiàn)狀

國外很早就對步態(tài)進(jìn)行了大量的研究，國內(nèi)則從1982年戴克戎等人開始接觸步態(tài)并進(jìn)行研究。對正常步態(tài)的研究比較多，張瑞紅等對多個(gè)健康人在上下坡、上下樓梯、平地行走等狀態(tài)下的測試表明，各路況下人體步態(tài)差異很大，各關(guān)節(jié)所提供的力矩也各不相同。對一些特殊步態(tài)的研究也比較多，馮玉蓉等對老年女性正常行走與跨越不同高度障礙物足底壓力特征比較研究發(fā)現(xiàn)動作方式是影響壓力重心軌跡變化的主要原因。趙星對老年人跨越障礙動作控制能力的研究發(fā)現(xiàn)，老年人在跨越障礙時(shí)雙足之間支撐面較小，領(lǐng)先足落點(diǎn)距障礙較近可能是發(fā)生磕絆造成跌倒的原因。王衛(wèi)強(qiáng)和王衛(wèi)平在偏癱步態(tài)的研究進(jìn)展中發(fā)現(xiàn)，患者由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能產(chǎn)生障礙，患者走路時(shí)下肢伸肌及外展肌群的肌張力增高，膝關(guān)節(jié)不能協(xié)調(diào)的屈曲和踝關(guān)節(jié)背曲，容易出現(xiàn)異常步態(tài)等。Bell等對8例腦癱青少年進(jìn)行平均4.4年的步態(tài)分析，研究腦癱青少年步態(tài)在沒有手術(shù)干預(yù)下的自然進(jìn)展，與經(jīng)過手術(shù)干預(yù)的腦癱青少年相比，其行走功能下降。本文力求在以上的研究基礎(chǔ)上對腦癱青少年跨越不同高度的障礙物進(jìn)行分析研究。

3 研究的主要內(nèi)容

研究內(nèi)容為不同類型腦癱青少年跨越兩個(gè)不同高度的障礙物時(shí)步態(tài)特征的運(yùn)動學(xué)分析。通過調(diào)查以及查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，腦性癱瘓患兒不能保持正確站立和行走姿勢，降低了其平衡功能和運(yùn)動能力。因其下肢伸肌肌力減退，其拮抗肌肌張力增高及關(guān)節(jié)角度異常，腦癱患兒步行時(shí)可見邁步困難，為保持身體平衡必須及時(shí)地用雙足支撐，待調(diào)整身體重心平衡后再邁出下一單步。與同齡正常兒童相比，腦癱患兒步長縮短，腦癱患兒為保持身體平衡在步態(tài)周期中會相應(yīng)增加雙足支撐期的時(shí)間比例。因此在遇到障礙物時(shí)，腦癱青少年的行走能力會更低，我們預(yù)期先測量每名腦癱青少年的腿長，根據(jù)各自的腿長比例設(shè)定了兩種高度，觀察受試者在跨越障礙物的整個(gè)過程中的步態(tài)特征。

3.1 腦癱青少年跨越障礙物的運(yùn)動學(xué)參數(shù)

運(yùn)動學(xué)是研究步行時(shí)肢體運(yùn)動時(shí)間和空間變化規(guī)律的科學(xué)方法，主要包括：步行整體時(shí)間與空間測定和肢體節(jié)段性運(yùn)動方向測定，主要圍繞影響在行走與遇到障礙物時(shí)步態(tài)的因素的測量，來進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，獲取以下參數(shù)。

（1）時(shí)間參數(shù)：支撐時(shí)相、擺動時(shí)相。

（2）空間參數(shù)：步長、步頻、步速、步寬、步向角、軀干傾角的變化等。

（3）時(shí)空參數(shù)：髖、膝、踝關(guān)節(jié)在行走及跨越障礙物過程中角度變化，各關(guān)節(jié)的角度-時(shí)間曲線，重心在行走過程中的變化等。

3.2 腦癱青少年跨越障礙物的動力學(xué)參數(shù)

動力學(xué)分析是對步行時(shí)作用力、反作用力強(qiáng)度、方向和時(shí)間的研究方法。主要從受力—時(shí)間曲線、受力曲線的極值或峰值、矢量圖、拋物線曲線回歸分析法、功率譜分析幾個(gè)方面進(jìn)行研究。每個(gè)單步腳—地接觸時(shí)垂直、前后、左右方向的反作用力；根據(jù)反作用力計(jì)算出髖、膝、踝關(guān)節(jié)力矩。

3.3 腦癱青少年跨越障礙物的肌電學(xué)參數(shù)

肌電測試已成為運(yùn)動生物力學(xué)研究的一個(gè)重要手段。運(yùn)用表面肌電儀測得肌肉的電信號，進(jìn)而進(jìn)行單一頻譜分析、平均化數(shù)據(jù)分析，測量并記錄腦癱青少年跨越障礙物時(shí)的肌電，通過對不同肌肉在運(yùn)動過程中所表現(xiàn)出來的時(shí)域、頻域上的不同特征的分析，可以了解他們在跨越障礙物時(shí)不同部位的肌肉參與活動的強(qiáng)度，參與工作的時(shí)間順序及相互協(xié)作關(guān)系，為運(yùn)動技術(shù)分析提供依據(jù)。

4 研究結(jié)果與建議

腦癱青少年在跨越障礙物時(shí)不能控制下肢的某些肌群，因此越過障礙物時(shí)緩沖動作不明顯甚至沒有，習(xí)慣于將領(lǐng)先腿在跨越障礙物時(shí)盡可能的抬的很高且步長較大，障礙物越高，這個(gè)情況越明顯，當(dāng)擺動腿越過障礙物要落下時(shí)，緩沖動作可以大大減緩沖擊力，避免人體的損傷，腦癱青少年面對障礙物，自身感覺到有一定的困難和恐懼感，因此表現(xiàn)出的動作比較夸張，髖、膝關(guān)節(jié)角度變化明顯，落地時(shí)足與地面的夾角減小，用整個(gè)腳底著地甚至是腳后跟先著地用。通過三維測力研究發(fā)現(xiàn)，腦癱青少年跨越障礙物時(shí)初始著地時(shí)的沖擊力較大，壓力中心點(diǎn)由足部中心往前移，左右足壓力分布差異較大。目前國內(nèi)對腦癱青少年步態(tài)研究是一個(gè)空白，本文旨在對腦癱青少年跨越兩種不同高度障礙時(shí)的步態(tài)特征進(jìn)行比較，并分析隨跨越高度增加足底壓力與各關(guān)節(jié)角度變化的情況，為進(jìn)一步研究異常步態(tài)行為方式提供參考依據(jù)并可以填補(bǔ)這方面的空缺，為腦癱青少年制定行之有效的訓(xùn)練方式提供依據(jù)。

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