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    人體步態(tài)對稱性量化評價方法研究進(jìn)展

    2019-05-14 01:19:12林英杰吳建寧林麗輝
    關(guān)鍵詞:對稱性步態(tài)狀況

    林英杰 吳建寧 林麗輝

    (福建師范大學(xué)數(shù)學(xué)與信息學(xué)院,福州 350007)

    引言

    步態(tài)是指人體行走時的姿態(tài),是人體解剖結(jié)構(gòu)與功能、人體運動控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、人體行為及心理狀態(tài)活動等生理因素在行走期間的外在綜合體現(xiàn)。步態(tài)對稱性是刻畫人體步態(tài)的重要特征之一[1]。在相關(guān)研究中,通常將人體步態(tài)對稱性假設(shè)為人體左、右兩側(cè)步態(tài)功能具有一致性。健康人體步態(tài)對稱性可有效減少人體行走時的能量消耗,降低跌倒風(fēng)險,提供穩(wěn)定和舒適的行走狀態(tài)模式[2]。臨床研究發(fā)現(xiàn),一些神經(jīng)系統(tǒng)或運動系統(tǒng)疾病(諸如下肢長度差異[3]、下肢截肢[4-5]、中風(fēng)[6-8]、腦癱[9-10]和帕金森病[11-12])可損害人體步態(tài)對稱性,產(chǎn)生步態(tài)異常,在某種程度上揭示人體健康狀況和病理特征。準(zhǔn)確評估人體步態(tài)對稱性,有助于臨床相關(guān)疾病診斷、治療和康復(fù)效果評估。早期,臨床醫(yī)師通常依靠臨床經(jīng)驗和目視等方法,主觀評估人體步態(tài)對稱性,缺乏準(zhǔn)確量化評價步態(tài)對稱性的技術(shù)手段和方法,難以得到客觀準(zhǔn)確的評估效果[13]??陀^、準(zhǔn)確地量化評價人體步態(tài)對稱性,是目前臨床急需解決的關(guān)鍵問題[14]。

    探索人體步態(tài)對稱性的相關(guān)研究已成為步態(tài)分析、生物力學(xué)、計算機科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、康復(fù)工程等交叉學(xué)科領(lǐng)域研究的重點問題。近30年來,步態(tài)對稱性的相關(guān)研究較集中于步態(tài)對稱性變異、步態(tài)對稱性量化評價方法等研究方向。近年來,步態(tài)對稱性變異的相關(guān)研究取得了豐碩成果,但仍存在著一些爭議,其焦點在于如何揭示人體左右兩側(cè)步態(tài)的差異。例如,一些學(xué)者提出將人體正常行走期間左右下肢的行走主導(dǎo)功能性差異假設(shè)為步態(tài)對稱性變異體現(xiàn),認(rèn)為正常(健康)人體存在步態(tài)非對稱性[1,15]。從近年來的研究文獻(xiàn)來看,上述相關(guān)研究仍在探索中,未有普遍共識的研究成果報道。

    探索步態(tài)對稱性的量化評價方法在步態(tài)對稱性的相關(guān)研究中一直受到持續(xù)性的高度關(guān)注,大多相關(guān)研究較集中于臨床應(yīng)用環(huán)境,探討量化評價步態(tài)對稱性變異程度的技術(shù)手段,其研究的基本思路是:探尋有效的技術(shù)手段,量化分析人體左、右兩側(cè)步態(tài)參數(shù),鑒別人體左、右兩側(cè)步態(tài)的相似差異性(也就是人體左、右兩側(cè)步態(tài)是否存在差異),以評價步態(tài)對稱性的變異狀況??傮w而言,量化評價步態(tài)對稱性研究包括步態(tài)參數(shù)、人體步態(tài)對稱解剖結(jié)構(gòu)、評價技術(shù)手段等幾個方面。就步態(tài)參數(shù)而言,早期大多數(shù)研究采用基于由光學(xué)運動捕捉系統(tǒng)[16]、壓力測量平臺[17]和肌電圖[18]等步態(tài)分析系統(tǒng)所采集的步態(tài)參數(shù),如步長、相位時間跨度、關(guān)節(jié)角度、關(guān)節(jié)位移等運動學(xué)參數(shù),以及足地反作用力、力矩等動力學(xué)參數(shù)。步態(tài)分析系統(tǒng)價格昂貴,僅在高標(biāo)準(zhǔn)實驗室采集相關(guān)步態(tài)數(shù)據(jù);不僅要求受試者反復(fù)訓(xùn)練適應(yīng)采集環(huán)境,而且采集過程繁瑣,難以采集戶外或日常生活環(huán)境中自然行走步態(tài)的數(shù)據(jù)。近年來,一些相關(guān)研究較關(guān)注基于價格低廉的可穿戴設(shè)備,用于采集受試者戶外或日常生活環(huán)境中的步態(tài)數(shù)據(jù)(諸如加速度數(shù)據(jù)、陀螺儀數(shù)據(jù)等),為準(zhǔn)確量化分析步態(tài)對稱性變異狀況提供數(shù)據(jù)支撐。就量化評價人體左、右兩側(cè)步態(tài)差異而言,早期相關(guān)研究大多基于人體下肢左右兩側(cè)步態(tài)參數(shù),探討量化分析步態(tài)對稱性變異的技術(shù)手段。近年來,相關(guān)研究較關(guān)注將人體上肢和下肢的左右兩側(cè)步態(tài)數(shù)據(jù)相融合,嘗試基于人體運動結(jié)構(gòu)整體框架來探尋量化評價步態(tài)對稱性的新途徑和新方法[19]。就量化評價步態(tài)對稱性技術(shù)手段而言,其相關(guān)研究的焦點問題在于如何從步態(tài)參數(shù)中獲取更多與步態(tài)功能密切相關(guān)的步態(tài)特征信息,量化分析人體左右兩側(cè)步態(tài)的相似性差異,準(zhǔn)確鑒別步態(tài)對稱性的變異狀況。早期相關(guān)研究側(cè)重于直接從步態(tài)周期中選取步態(tài)參數(shù)作為步態(tài)特征,通過定義具有統(tǒng)計意義的計算公式,量化分析人體左、右兩側(cè)步態(tài)的相似性差異,量化判別步態(tài)對稱性變異的狀況。近年來,一些先進(jìn)信息技術(shù)(諸如互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、人工智能等)在人體步態(tài)對稱性的量化評價研究中得到高度關(guān)注,網(wǎng)絡(luò)化、智能化、遠(yuǎn)程化已成為量化評價人體步態(tài)對稱性相關(guān)研究的主要趨勢。探尋準(zhǔn)確刻畫人體步態(tài)變化的步態(tài)對稱性模型、步態(tài)對稱性綜合評價特征指標(biāo),以及準(zhǔn)確量化評價步態(tài)對稱性的技術(shù)手段,仍是未來相關(guān)研究急需解決的關(guān)鍵問題。

    下面著重論述近30年步態(tài)對稱性量化評價方法的相關(guān)研究成果。首先,綜述目前常用的3種步態(tài)對稱性量化評價方法——離散量化評價方法、連續(xù)量化評價方法、統(tǒng)計量化評價方法;然后,介紹當(dāng)前步態(tài)對稱性量化評價方法相關(guān)研究的前沿性特點和未來的發(fā)展趨勢,以及亟需解決的關(guān)鍵問題。

    1 步態(tài)對稱性量化評價方法

    近年來,探討步態(tài)對稱性量化評價方法的焦點在于:如何從步態(tài)參數(shù)獲取更多蘊含與步態(tài)變化密切相關(guān)的步態(tài)特征信息,準(zhǔn)確量化評價步態(tài)對稱性變異狀況。為此,相關(guān)研究基于運動學(xué)、動力學(xué)等步態(tài)參數(shù)在步態(tài)周期中的變化特性,嘗試探尋有效的步態(tài)對稱性量化評價方法。目前在相關(guān)研究中,常用的3種步態(tài)對稱性量化評價方法是:離散步態(tài)參數(shù)量化分析方法、連續(xù)步態(tài)參數(shù)量化分析方法和統(tǒng)計分析量化分析方法。這些方法常用于臨床環(huán)境,評價患者步態(tài)對稱性變異程度。步態(tài)對稱性量化評價方法的分類如圖1所示,下面對相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

    圖1 步態(tài)對稱性量化評價方法分類Fig.1 The classification chart of gait symmetry quantitative evaluation method

    1.1 離散步態(tài)參數(shù)量化分析方法

    離散步態(tài)參數(shù)量化分析方法是較早采用的步態(tài)量化評價方法,其基本思路是:直接從步態(tài)周期中選取蘊含步態(tài)特征信息量的步態(tài)參數(shù),定義步態(tài)對稱性評價指標(biāo)(諸如對稱指數(shù)、比率指數(shù)和對稱角度等),計算人體左右兩側(cè)肢體步態(tài)差異。相關(guān)研究常用的步態(tài)參數(shù)主要包括:步長、步頻、站立相時間、邁步相時間、足觸地時刻、足離地時刻、關(guān)節(jié)角度等重要的步態(tài)特征參數(shù)。更多的離散步態(tài)參數(shù)量化分析方法詳見文獻(xiàn)[15]。下面對目前研究中常用的離散型步態(tài)對稱性評價指標(biāo)進(jìn)行分析和比較,綜述如下。

    1.1.1對稱指標(biāo)評價方法

    對稱指標(biāo)(symmetry index, SI)是Robinson等學(xué)者于1987年首先提出的步態(tài)對稱性量化評價指標(biāo),為后續(xù)的相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)[11]。對稱指標(biāo)通常定義為

    式中,Xr和Xl分別表示人體左右兩側(cè)下肢的步態(tài)參數(shù)值。若SI=0,表明左右兩側(cè)下肢步態(tài)完全對稱。

    對稱指標(biāo)雖然具有簡單、易操作等優(yōu)點,但由于其僅采用簡單的統(tǒng)計平均疊加方法計算左右兩側(cè)下肢步態(tài)差異,易丟失與左右兩側(cè)下肢步態(tài)差異密切相關(guān)的步態(tài)信息,難以準(zhǔn)確評價步態(tài)對稱性變異狀況[20-21]。為此,一些相關(guān)研究對此不斷完善[22-23]。

    1.1.2比率指標(biāo)評價方法

    比率指標(biāo)(ratio index, RI)評價方法[24]旨在通過比較左右兩側(cè)下肢步態(tài)參數(shù)差異來評價步態(tài)對稱性狀況,其公式定義為

    (2)

    式中,X1和X2分別表示人體兩側(cè)下肢的步態(tài)參數(shù)值。若RI=1,表明左右兩側(cè)下肢步態(tài)完全對稱。

    該方法可充分比較左右下肢在步態(tài)周期任一時刻步態(tài)參數(shù)的差異狀況,有助于臨床解釋和評價步態(tài)對稱性。例如Patterson等學(xué)者利用比率評價指標(biāo),探討了中風(fēng)患者步態(tài)非對稱性與步速之間的相關(guān)性影響[25]。Lewek等學(xué)者利用比率評價指標(biāo),探討了慢性卒中患者步態(tài)平衡與步態(tài)對稱性的相關(guān)性[26]。研究發(fā)現(xiàn),比率指標(biāo)若分別采用左右兩側(cè)下肢步態(tài)參數(shù)作為分子或分母,評價結(jié)果可能存在差異。為此,一些學(xué)者對比率指標(biāo)公式進(jìn)行了完善[27-30],例如Patterson等學(xué)者提出了通過使用最大步態(tài)參數(shù)值作為分子來計算比率評價指標(biāo),鑒別步態(tài)非對稱性,并用正負(fù)號標(biāo)示步態(tài)不對稱方向[30]。

    1.1.3對稱角度評價方法

    為了彌補對稱指標(biāo)和比率指標(biāo)的局限性,Zifchock等學(xué)者提出了對稱角度(symmetry angle, SA)的量化評價方法[20]。該方法通過兩側(cè)下肢步態(tài)參數(shù)比值定義正切角度變化差異來量化評價步態(tài)對稱性變異狀況,其公式定義為

    (3)

    式中,X1和X2分別表示人體兩側(cè)下肢的步態(tài)參數(shù)值。

    若SA=0,表明左右兩側(cè)下肢步態(tài)完全對稱;若SA=1,表明左右兩側(cè)下肢步態(tài)參數(shù)大小相等且方向相反,步態(tài)非對稱。該方法可有效避免分別采用左右兩側(cè)下肢步態(tài)參數(shù)作為分子或分母計算結(jié)果存在差異的局限性。此外,一些研究也比較了SA和SI評價方法。例如,Wafai等學(xué)者基于足-地反作用力步態(tài)參數(shù),探討了利用SA和SI評價方法量化評估健康受試者和足病患者的步態(tài)對稱性,研究發(fā)現(xiàn),雖然SA計算結(jié)果值遠(yuǎn)低于SI計算結(jié)果值,但這兩種評價方法均能準(zhǔn)確評價上述受試者和患者的步態(tài)對稱性[31]。比較而言,SA評價方法具有無需歸一化處理且可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺度來解釋評價結(jié)果的優(yōu)點[20],但SI方法簡單,便于臨床推廣[31]。

    總體而言,離散型量化評價方法具有簡單、易操作、評價結(jié)果易解釋等優(yōu)點,但其計算過程僅選取步態(tài)周期有限的步態(tài)參數(shù),只評價了步態(tài)周期中某一時刻的步態(tài)對稱性,難以揭示步態(tài)周期中所有步態(tài)參數(shù)的內(nèi)在相關(guān)性,影響量化評價步態(tài)對稱性的準(zhǔn)確性[30]。

    1.2 連續(xù)步態(tài)參數(shù)量化評價方法

    與離散步態(tài)參數(shù)量化評價方法不同,連續(xù)步態(tài)參數(shù)量化評價方法是:充分量化分析步態(tài)周期中局部或全部時間內(nèi)在連續(xù)變化的步態(tài)參數(shù)[32],捕獲其內(nèi)在步態(tài)相關(guān)性信息,準(zhǔn)確獲取人體左右兩側(cè)下肢步態(tài)相似性差異,以期達(dá)到準(zhǔn)確量化評價步態(tài)對稱性狀況。較典型的連續(xù)步態(tài)參數(shù)量化評價方法主要有循環(huán)圖、波形相似性、偏差區(qū)域分析等方法。

    1.2.1循環(huán)圖量化評價方法

    Goswami等學(xué)者首先提出了基于雙邊循環(huán)圖(bilateral cyclograms)的步態(tài)對稱性量化評價方法[33],其研究思路是:若步態(tài)保持完美對稱性,在步態(tài)周期內(nèi),左右下肢關(guān)節(jié)(髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié))相互作用運動軌跡生成的循環(huán)圖區(qū)域是一致的,也就是循環(huán)圖完全位于一條通過原點傾斜45°的對稱直線上。若偏離對稱線,則表現(xiàn)為步態(tài)非對稱性。該方法可通過量化循環(huán)圖偏離對稱線的程度,判別步態(tài)對稱性變異程度。一些相關(guān)研究相繼探討了循環(huán)圖量化評價步態(tài)對稱性方法的可行性。例如,Kutilek等學(xué)者探討了基于雙邊循環(huán)圖量化健康受試者和腦癱患者肌肉力矩對稱性,發(fā)現(xiàn)腦癱患者雙邊循環(huán)圖顯著不對稱[34]。由于循環(huán)圖量化評價方法的準(zhǔn)確性易受步態(tài)參數(shù)的精確性和相關(guān)性等因素影響,難以在臨床環(huán)境中推廣應(yīng)用[15]。

    1.2.2波形相似性量化評價方法

    波形相似性量化評價方法的基本研究思路是:準(zhǔn)確尋找人體左右兩側(cè)下肢步態(tài)數(shù)據(jù)連續(xù)變化的相似性差異,鑒別步態(tài)對稱性變異狀況。早期國內(nèi)廖福元等學(xué)者通過模數(shù)轉(zhuǎn)換,將連續(xù)地面反支力數(shù)據(jù)(VGRF)轉(zhuǎn)換為左、右下肢支撐期和跨步時間序列對,探討了基于步態(tài)參數(shù)時間序列對相似性量化評價步態(tài)對稱性[35],是較早采用波形相似性思路來量化評價步態(tài)對稱性的研究。研究發(fā)現(xiàn),任意提取步態(tài)參數(shù)時間序列對可能丟失步態(tài)特征信息。2006年,Crenshaw等學(xué)者提出了基于特征向量比較步態(tài)數(shù)據(jù)波形相似性的新方法,探討了通過比較左右下肢相應(yīng)關(guān)節(jié)角度波形數(shù)據(jù)來量化評價關(guān)節(jié)角度對稱性的可行性[6],其研究思路是:基于下肢相應(yīng)關(guān)節(jié)角度波形數(shù)據(jù)來計算不同的特征量,包括趨勢對稱性(trend symmetry)、相移(phase shift)、范圍幅度比(range amplitude ratio)和范圍偏移(range offset),然后基于上述4個特征量,計算反映左右下肢步態(tài)數(shù)據(jù)波形之間相位差異的趨勢對稱值量化評價步態(tài)對稱性。該方法雖在一段時間內(nèi)能有效比較步態(tài)參數(shù)曲線的波形差異,但難以找到產(chǎn)生波形差異的步態(tài)周期時刻。另外,Iosa等學(xué)者也提出一種波形相似性量化評價步態(tài)對稱性的新方法[36],其基本思路是:首先對采集的步態(tài)數(shù)據(jù)集線性擬合,然后比較其波形之間的形狀、振幅、偏移量的相似性差異。實驗結(jié)果表明,該方法可較好地鑒別步態(tài)相似性差異,敏感性和特異性分別達(dá)到94.1%和93.3%,但尚未在其他類型步態(tài)數(shù)據(jù)中驗證其可行性。

    1.2.3偏差區(qū)域量化評價方法

    Shorter等學(xué)者提出偏差區(qū)域分析(region of deviation analysis)量化評價步態(tài)對稱性的定量方法[37],旨在解決波形相似性方法難以確定與關(guān)節(jié)角度波形差異相對應(yīng)的步態(tài)周期中時間點的問題。該方法的基本思路是:計算患者下肢關(guān)節(jié)受影響側(cè)和未受影響側(cè)之間在步態(tài)周期中關(guān)節(jié)角度峰值幅度和相應(yīng)時間的差異,并與健康受試者的相應(yīng)關(guān)節(jié)活動范圍進(jìn)行比較,通過判別患者關(guān)節(jié)角度位移與健康受試者正常關(guān)節(jié)角度位移在步態(tài)周期中的偏離區(qū)域,鑒別人體下肢左右兩側(cè)關(guān)節(jié)是否對稱,有助于量化評價步態(tài)對稱性變異狀況。

    偏差區(qū)域量化評價方法不僅可以鑒別步態(tài)周期中關(guān)節(jié)伸/曲活動范圍差異的時間和大小,而且還能提供相鄰關(guān)節(jié)的相互擾動特征信息,有助于臨床監(jiān)測與步態(tài)損傷密切相關(guān)的步態(tài)對稱性變異狀況。此外,一些相關(guān)研究嘗試采用連續(xù)t檢驗方法,力圖從偏差區(qū)域分析中尋找在步態(tài)周期中出現(xiàn)的與步態(tài)對稱性變異密切相關(guān)的偏差位置[38]。研究發(fā)現(xiàn),偏差區(qū)域量化評價方法在臨床應(yīng)用環(huán)境中,需要健康受試者步態(tài)數(shù)據(jù)作為參考標(biāo)準(zhǔn),以便于鑒別步態(tài)對稱性變異程度[15,38]。

    總之,連續(xù)步態(tài)參數(shù)量化評價方法可揭示步態(tài)周期內(nèi)所有步態(tài)參數(shù)的內(nèi)在相互作用關(guān)系,能獲取與步態(tài)對稱性變異密切相關(guān)的步態(tài)參數(shù)相關(guān)性信息,有助于準(zhǔn)確鑒別步態(tài)對稱性變異狀況[1,15,17,38],其缺點在于難以獲取步態(tài)周期中某一時刻的步態(tài)對稱性變異狀況,評價結(jié)果難以臨床解釋[1,15,17,38]。更多的基于連續(xù)步態(tài)參數(shù)量化評價步態(tài)對稱性的方法詳見文獻(xiàn)[15]。

    1.3 統(tǒng)計分析量化評價方法

    統(tǒng)計分析量化評價方法在量化評價步態(tài)對稱性相關(guān)研究中一直受到廣泛關(guān)注和重視,其特點在于充分利用離散型、連續(xù)型步態(tài)參數(shù),獲取更多與步態(tài)對稱性變異密切相關(guān)的步態(tài)特征信息,力圖準(zhǔn)確量化評價步態(tài)對稱性變異狀況。近20年來,相關(guān)研究主要探討采用傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析方法(如方差分析、自相關(guān)系數(shù)、互相關(guān)系數(shù)、主成分分析等),量化分析人體左右兩側(cè)的離散型或連續(xù)型步態(tài)參數(shù),以此鑒別步態(tài)對稱性變異狀況[15,39-45]。近年來有關(guān)量化評價步態(tài)對稱性的統(tǒng)計分析方法詳見文獻(xiàn)[15]。下面主要綜述采用傳統(tǒng)統(tǒng)計分析方法,量化分析離散型、連續(xù)型步態(tài)參數(shù),鑒別步態(tài)對稱性變異狀況的可行性。

    1.3.1基于離散型步態(tài)參數(shù)的統(tǒng)計方法

    近年來,相關(guān)研究主要探討采用傳統(tǒng)的配對t檢驗、方差分析、變異系數(shù)、方差比等統(tǒng)計分析方法,量化分析人體左右兩側(cè)離散型步態(tài)參數(shù),力圖尋找人體左右兩側(cè)步態(tài)相似性差異信息,判別人體步態(tài)對稱性變異狀況的可行性[15]。

    由于配對t檢驗方法處理離散型數(shù)據(jù)具有簡單、易操作等優(yōu)點,在早期相關(guān)研究工作中得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。例如,Sadeghi等學(xué)者于2000年首先采用配對t檢驗方法,量化分析受試者左、右兩側(cè)下肢動力學(xué)波形峰值步態(tài)數(shù)據(jù),探討了量化評價步態(tài)對稱性變異狀況的可行性[46]。此外,Allard等學(xué)者也采用傳統(tǒng)配對t檢驗方法,探討了量化分析受試者在休息和疲勞狀態(tài)下左右兩側(cè)下肢膝關(guān)節(jié)對稱角度的差異性。研究發(fā)現(xiàn),采用傳統(tǒng)配對t檢驗方法,可明顯看出受試者疲勞狀態(tài)時左右兩側(cè)下肢膝關(guān)節(jié)對稱角度存在差異,步態(tài)對稱性易受損害和變異[40]。

    此外,一些學(xué)者也探討了采用方差分析、變異系數(shù)來量化評價步態(tài)對稱性變異狀況的可行性。例如,Mills等學(xué)者采用方差分析模型,探討了量化評價關(guān)節(jié)炎患者步態(tài)對稱性變異狀況的可行性。研究通過對單側(cè)膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)炎患者組、雙側(cè)膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)炎患者組、健康受試者對照組的左右兩側(cè)步態(tài)數(shù)據(jù)方差分析,發(fā)現(xiàn)雙側(cè)膝關(guān)節(jié)患者左右兩側(cè)步態(tài)參數(shù)差異性明顯,步態(tài)對稱性易受損害和變異[41]。另外,Pierotti等學(xué)者也采用變異系數(shù)、方差比等,統(tǒng)計量化分析膝關(guān)節(jié)處的肌電(EMG)步態(tài)數(shù)據(jù),探討了量化評價健康受試者不同行走步速對步態(tài)對稱性變異影響的可行性,研究發(fā)現(xiàn),快速行走可能影響步態(tài)對稱性變異[42]。

    研究發(fā)現(xiàn),采用傳統(tǒng)統(tǒng)計分析方法雖然能夠獲取人體左右兩側(cè)步態(tài)參數(shù)的顯著差異性信息,但難以捕獲人體左右兩側(cè)步態(tài)參數(shù)的細(xì)小差異,因而難以及早準(zhǔn)確鑒別步態(tài)對稱性的變異狀況[1,15]。

    1.3.2基于連續(xù)型步態(tài)參數(shù)的統(tǒng)計方法

    近年來,一些學(xué)者相繼探討了采用相關(guān)性統(tǒng)計分析方法(如主成分分析、自相關(guān)系數(shù)、互相關(guān)系數(shù)、均方差等)量化分析連續(xù)型步態(tài)參數(shù),旨在嘗試獲取步態(tài)參數(shù)內(nèi)在蘊含步態(tài)運動的相關(guān)性信息,準(zhǔn)確鑒別人體左右兩側(cè)的步態(tài)差異,準(zhǔn)確量化評價步態(tài)對稱性。

    主成分分析(principal component analysis,PCA)方法較早應(yīng)用于量化分析連續(xù)型步態(tài)參數(shù)、評價步態(tài)對稱性變異的相關(guān)研究,其基本思路是:充分利用主成分分析,從高維步態(tài)參數(shù)獲取少許蘊含較大方差信息的低維步態(tài)特征向量,去除高維步態(tài)參數(shù)內(nèi)在冗余信息,量化人體左右兩側(cè)的步態(tài)差異性,力圖準(zhǔn)確量化評價步態(tài)對稱性的變異狀況。例如,Sadeghi等學(xué)者于2003年應(yīng)用主成分分析,量化分析健康受試者髖關(guān)節(jié)曲/伸的連續(xù)型時空步態(tài)參數(shù)曲線,嘗試從步態(tài)功能性角度來評估健康受試者步態(tài)對稱性變異的可行性[43]。此外,Sadeghi等學(xué)者也采用主成分分析,量化分析健康老年受試者和年輕受試者的膝關(guān)節(jié)連續(xù)型肌力步態(tài)參數(shù),量化評價兩者的步態(tài)差異性。

    此外,一些學(xué)者采用自相關(guān)系數(shù)方法,量化分析加速度步態(tài)數(shù)據(jù),嘗試從連續(xù)型加速度步態(tài)參數(shù)中獲得步態(tài)內(nèi)在相關(guān)性信息,準(zhǔn)確量化評價步態(tài)對稱性變異狀況。目前相關(guān)的研究思路是:通過計算前后方向和垂直方向的加速度波形數(shù)據(jù),分別獲得第一個和第二個主導(dǎo)周期的自相關(guān)系數(shù),根據(jù)其變化規(guī)律性,量化評價步態(tài)對稱性變異狀況[45]。國內(nèi)劉蓉等學(xué)者應(yīng)用自相關(guān)系數(shù),量化分析加速度數(shù)據(jù)獲取步態(tài)特征參數(shù),通過對比、分析受試者左、右足與步態(tài)周期的相關(guān)系數(shù),量化評價步態(tài)對稱性變異的可行性[46]。近年來,Kobayashi等學(xué)者采用自相關(guān)系數(shù)方法,量化分析不同年齡和性別受試者軀干的前后和垂直方向的加速度數(shù)據(jù),量化評價年齡和性別影響步態(tài)對稱性變異的可行性[47]。 此外,一些相關(guān)文獻(xiàn)相繼報道了采用均方差統(tǒng)計分析方法量化評價步態(tài)對稱性的可行性,其研究思路是:將連續(xù)型步態(tài)數(shù)據(jù)分段并規(guī)范化為獨立步幅,采用歸一化的互相關(guān)方法,獲得人體左右兩側(cè)步態(tài)的歸一化平均誤差,以期分析量化評價步態(tài)對稱性的變異狀況。例如,Gouwanda等學(xué)者采用均方差統(tǒng)計分析方法,量化分析人體下肢大腿陀螺儀步態(tài)數(shù)據(jù),尋找人體左右兩側(cè)步態(tài)的歸一化平均誤差,準(zhǔn)確評價步態(tài)對稱性的變異狀況[48]。另外,一些文獻(xiàn)也報道了采用均方根統(tǒng)計分析方法量化評價步態(tài)對稱性的相關(guān)研究[49]。

    總體而言,目前研究所采用的統(tǒng)計分析方法能較好量化分析離散型或連續(xù)型步態(tài)參數(shù),獲取更多蘊含步態(tài)內(nèi)在相關(guān)性的特征信息,有助于量化評價步態(tài)對稱性的變異狀況,但也存在計算復(fù)雜度高、獲取的步態(tài)特征難以臨床解釋等的不足[3,15]。

    1.4 傳統(tǒng)步態(tài)對稱性量化評價方法的局限性

    據(jù)近年來的相關(guān)文獻(xiàn)報道,本研究所提3種常用方法在量化評價人體步態(tài)對稱性的變異研究中得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用,研究成果各具優(yōu)勢和不足。這些相關(guān)研究對3種步態(tài)對稱性量化評價方法之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)對比、分析、融合仍缺乏深入的探討和研究,難以消除每個量化評價方法在步態(tài)對稱性評價中所存在的內(nèi)在局限性[15]。此外,目前各種步態(tài)對稱性量化評價方法對不同類型步態(tài)數(shù)據(jù)測量及相關(guān)的預(yù)處理方法各異,難以體現(xiàn)各種步態(tài)對稱性量化評價方法及相關(guān)研究成果的可比性[15]。更重要的是,本研究所提3種常用方法僅能獲取步態(tài)參數(shù)內(nèi)在線性步態(tài)的特征信息,難以獲取與步態(tài)密切的非線性步態(tài)特征信息,有可能降低量化評價步態(tài)對稱性的準(zhǔn)確性,為此仍需探索更加先進(jìn)的步態(tài)對稱性量化評價方法。

    2 步態(tài)對稱性評價方法的進(jìn)展

    目前,一些先進(jìn)的信息技術(shù)(如大數(shù)據(jù)、人工智能、體域網(wǎng)、可穿戴技術(shù)等)在步態(tài)對稱性量化評價方法相關(guān)研究中得到高度關(guān)注和應(yīng)用。準(zhǔn)確監(jiān)測戶外或家居環(huán)境下的步態(tài)對稱性變異狀況,已成為目前步態(tài)對稱性量化評價研究的一個新的熱點,相關(guān)研究呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程化、信息化、智能化等,已成為量化評價步態(tài)對稱性的主要技術(shù)手段、未來發(fā)展的總體趨勢。為此,目前相關(guān)研究主要集中于探索步態(tài)數(shù)據(jù)獲取的新手段,步態(tài)特征提取的新方法,步態(tài)對稱性的定義與評價等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),下面對目前的研究成果及發(fā)展趨勢進(jìn)行綜述。

    2.1 步態(tài)數(shù)據(jù)采集的可穿戴化

    基于光學(xué)捕捉系統(tǒng)的步態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)雖然具有高精度、易控制分析等優(yōu)點,但其價格昂貴,僅局限于高標(biāo)準(zhǔn)實驗室環(huán)境下采集,難以滿足人們?nèi)粘I瞽h(huán)境的需求[50],特別是難以滿足臨床長時間持續(xù)監(jiān)測人體步態(tài)對稱性狀況的要求[51]。一些研究發(fā)現(xiàn),在實驗室環(huán)境下采集步態(tài)數(shù)據(jù)的過程中,受試者由于受到采集步驟和要求的影響,可能會影響步態(tài)的正常行進(jìn),難以準(zhǔn)確評估步態(tài)對稱性變異狀況[52]。如何準(zhǔn)確、長時間持續(xù)采集蘊含人體步態(tài)對稱性信息的步態(tài)數(shù)據(jù),是近年來相關(guān)研究探討的熱點問題。近年來的大量相關(guān)研究嘗試采用先進(jìn)的可穿戴技術(shù),從而獲取人體日常生活環(huán)境中的步態(tài)數(shù)據(jù),為探索量化評價步態(tài)對稱性提供新的思路和方法[53]。

    近年來,相關(guān)研究大多采用整合微型慣性傳感器、微型單片機和無線傳感模塊來構(gòu)建可穿戴設(shè)備,旨在隨時隨地實時采集受試者在日常生活環(huán)境中的不同運動解剖結(jié)構(gòu)部位(如髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)等)的步態(tài)數(shù)據(jù),用于臨床實時監(jiān)測、評價步態(tài)對稱性狀況,其基本研究思路是:將可穿戴設(shè)備佩戴于受試者不同運動解剖結(jié)構(gòu)部位來采集步態(tài)參數(shù),受試者既可采用手持智能設(shè)備(如智能手機)觀測采集步態(tài)參數(shù)的狀況,又可通過手持智能設(shè)備經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)傳送至遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)處理中心(如社區(qū)保健中心、醫(yī)院等),進(jìn)一步遠(yuǎn)程量化分析步態(tài)對稱性狀況[54]。例如,Tura等學(xué)者將單個可穿戴加速度計佩戴于劍突處,以評估步態(tài)對稱性和規(guī)律性[45, 55]。另外,一些相關(guān)研究相繼探討了基于壓力傳感器[56]、超聲波傳感器[57]等可穿戴設(shè)備量化評價步態(tài)對稱性的可行性。

    此外,相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn),價格低廉的可穿戴設(shè)備雖然較大改善了戶外或家居環(huán)境步態(tài)分析的便捷性和可操作性,但是所獲得的多傳感器步態(tài)數(shù)據(jù)的高維性、非線性、隨機性,也影響進(jìn)一步量化評價步態(tài)對稱性變異狀況的準(zhǔn)確性,有待于進(jìn)一步深入探索[58]。

    2.2 步態(tài)對稱性特征信息提取

    探尋從高維步態(tài)參數(shù)中獲取與步態(tài)對稱性變異密切相關(guān)的特征信息的技術(shù)手段,是目前步態(tài)對稱性量化評價相關(guān)研究中的一個熱點問題,旨在準(zhǔn)確獲取人體步態(tài)運動系統(tǒng)各關(guān)節(jié)內(nèi)在相互作用的非線性和相關(guān)性信息[59],以期提高量化評價步態(tài)對稱性的準(zhǔn)確性[60]。

    目前的相關(guān)研究主要集中于步態(tài)高維數(shù)據(jù)內(nèi)在非線性結(jié)構(gòu)特點,相繼提出了一些步態(tài)非線性特征信息提取技術(shù),用于準(zhǔn)確量化評價步態(tài)對稱性變異狀況。例如,國內(nèi)吳建寧等學(xué)者首先探討了應(yīng)用核主成分分析(kernel-based principal component analysis,KPCA)技術(shù),量化分析高維足-地反作用力步態(tài)數(shù)據(jù),嘗試從高維步態(tài)數(shù)據(jù)特征空間中獲取蘊含更多非線性特征信息的低維步態(tài)數(shù)據(jù)特征向量,用于評價步態(tài)對稱性變異狀況的可行性[61]。國內(nèi)廖福元等學(xué)者探討了應(yīng)用小波變換技術(shù)量化分析高維步態(tài)時間序列數(shù)據(jù),量化評價步態(tài)對稱性的可行性,其基本思路是:應(yīng)用小波變換技術(shù),量化分析高維步態(tài)時間序列數(shù)據(jù)多層分解,分別計算每一分解層的相似性指數(shù),加權(quán)擬合相關(guān)相似性指數(shù),以刻畫兩個原始步態(tài)參數(shù)序列的步態(tài)對稱性變異狀況[62]。

    此外,一些研究也應(yīng)用基于時間序列動力學(xué)信息的符號化方法,通過高維步態(tài)參數(shù)量化分析高維步態(tài)參數(shù),從而量化評價步態(tài)對稱性的可行性[63]],其基本思想是:對高維步態(tài)參數(shù)粗粒化處理,去除高維步態(tài)參數(shù)中的冗余特征的信息,獲取更多蘊含步態(tài)內(nèi)在非線性特征的信息,以鑒別高維步態(tài)參數(shù)中所隱含的人體左右兩側(cè)步態(tài)變異狀況[64]。例如,Sant′Anna等學(xué)者采用符號化方法,量化分析高維加速度時間序列步態(tài)數(shù)據(jù),嘗試從高維加速度步態(tài)參數(shù)中獲取更多隱含人體左右兩側(cè)步態(tài)變異特征的信息,用來量化評價步態(tài)對稱性變異狀況的可行性[65]。研究發(fā)現(xiàn),符號化方法不僅能有效量化評價步態(tài)對稱性變異狀況,并且還可降低計算復(fù)雜度。

    雖然近年來的步態(tài)對稱性特征信息提取技術(shù)能獲取高維步態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)在非線性特征信息,但其獲取的特征信息難以用于臨床解釋,并且計算復(fù)雜度高,仍有待于進(jìn)一步探索[15,63-65]。

    2.3 全局性步態(tài)對稱性指標(biāo)

    從生理學(xué)角度來講,人體步態(tài)行走是在神經(jīng)系統(tǒng)支配下由肢體肌肉和骨骼相互作用產(chǎn)生的,是一個由神經(jīng)-肌肉-骨骼系統(tǒng)之間的相互補償機制持續(xù)調(diào)整的過程,實現(xiàn)由身體局部肢體步態(tài)非對稱調(diào)整為全身肢體步態(tài)對稱性狀態(tài)[39]。也就是說,人體步態(tài)對稱性是一個在全身神經(jīng)-肌肉-骨骼系統(tǒng)之間的相互補償機制調(diào)節(jié)下,人體運動系統(tǒng)自然學(xué)習(xí)和保持的過程[66]。

    近年來,一些相關(guān)研究嘗試從人體步態(tài)運動系統(tǒng)內(nèi)在機制整體框架角度,探索用全局性步態(tài)對稱性指標(biāo)量化評價步態(tài)對稱性變異狀況,力圖彌補先前相關(guān)研究的不足,即僅考慮下肢某一個關(guān)節(jié)的某一類型局部性步態(tài)參數(shù)來定義計算步態(tài)對稱性指標(biāo),難以準(zhǔn)確評價步態(tài)對稱性變異的狀況[67-68]。例如,Nigg等學(xué)者綜合利用垂直方向和前后方向的足地反作用力、 髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)角度等不同類型步態(tài)參數(shù),通過選取蘊含顯著步態(tài)特征信息的步態(tài)特征參數(shù)定義離散型度量,探討了用離散型全局步態(tài)對稱性指標(biāo)來量化評價步態(tài)對稱性變異狀況的可行性[69]。研究發(fā)現(xiàn),離散型全局步態(tài)對稱性指標(biāo)可能會丟失步態(tài)的重要特征信息,影響量化評價步態(tài)對稱性的準(zhǔn)確性[70]。

    此外,一些學(xué)者也探討了綜合采用連續(xù)型步態(tài)參數(shù),定義全局性步態(tài)對稱性指標(biāo)來量化評價步態(tài)對稱性變異狀況的可行性。例如,Lundh等學(xué)者綜合利用下肢髖、膝和踝關(guān)節(jié)步態(tài)周期中所有關(guān)節(jié)角度步態(tài)參數(shù),定義連續(xù)型全局性步態(tài)對稱性指標(biāo),嘗試克服離散型全局性步態(tài)對稱性指標(biāo)的局限[71]。同樣,Silvia等學(xué)者也綜合利用下肢髖、膝和踝關(guān)節(jié)和軀干步態(tài)周期中的所有連續(xù)步態(tài)參數(shù),嘗試定義與臨床相關(guān)的連續(xù)型的全局步態(tài)對稱性指標(biāo)[70],研究發(fā)現(xiàn),僅綜合利用下肢多個關(guān)節(jié)步態(tài)參數(shù),難以準(zhǔn)確揭示步態(tài)內(nèi)在相關(guān)性,獲取的步態(tài)對稱性指標(biāo)的可靠性差[72]。

    近期,一些學(xué)者嘗試應(yīng)用先進(jìn)的統(tǒng)計方法,探討定義全局性步態(tài)對稱性指標(biāo)的可行性。例如,Ramakrishnan等學(xué)者應(yīng)用馬氏距離量化分析連續(xù)踏步的步態(tài)數(shù)據(jù),定義綜合步態(tài)非對稱指標(biāo)(combined gait asymmetry metric,CGAM),探討了鑒別人體左右兩側(cè)步態(tài)變異狀況的可行性,相關(guān)研究為探討全局性步態(tài)對稱性指標(biāo)提供了新的思路和方法[73-74]。

    總體而言,探索全局性步態(tài)對稱性指標(biāo)是未來相關(guān)研究的一個重要方向。目前的研究工作未從人體步態(tài)運動系統(tǒng)的內(nèi)在機制整體框架全面揭示人體步態(tài)運動系統(tǒng)的內(nèi)在相關(guān)性,仍需探索全面體現(xiàn)步態(tài)整體框架的模型以及相應(yīng)先進(jìn)的數(shù)據(jù)融合算法、數(shù)據(jù)挖掘算法,獲取全局性步態(tài)對稱性指標(biāo)[72,75]。

    2.4 步態(tài)對稱性量化評價智能化

    近年來,大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)信息技術(shù)在步態(tài)對稱性量化評價相關(guān)研究領(lǐng)域得到高度關(guān)注,探索步態(tài)對稱性量化評價智能化也是相關(guān)研究未來發(fā)展的一個重點和趨勢。近年來,一些學(xué)者探討了人工智能技術(shù)(如機器學(xué)習(xí)技術(shù))量化評價步態(tài)對稱性變異狀況的可行性,其基本思路是:將量化評價人體左右兩側(cè)步態(tài)相似性的差異問題轉(zhuǎn)化為步態(tài)模式分類問題,通過步態(tài)模式分類模型,實現(xiàn)量化評價人體步態(tài)對稱性狀況[76-77]。例如,Linah 等學(xué)者采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(artificial neural network,ANN)分類算法,探討了量化評價步態(tài)對稱性的可行性[75],其基本思路是:采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類算法,分別識別健康受試者和患者的左、右足底壓力步態(tài)模式,通過對比健康受試者,鑒別患者左右足步態(tài)模式的差異性,以期準(zhǔn)確量化評價步態(tài)對稱性變異狀況。研究表明,患者左右足模式識別率可達(dá)94%,可有效鑒別步態(tài)對稱性變異狀況,但健康受試者左右步態(tài)模式識別率低,特別是對左右足步態(tài)模式的細(xì)小差異難以鑒別[76]。此外,國內(nèi)吳建寧等學(xué)者采用支持向量機(support vector machine,SVM),探討了量化評價老年人步態(tài)對稱性變異狀況的可行性[77]。國內(nèi)李慧敏等學(xué)者采用基于改進(jìn)的K-Means算法,探討了無監(jiān)督聚類量化評價步態(tài)對稱性的可行性[78]。仇森等學(xué)者采用動態(tài)時間規(guī)整算法(dynamic time warping,DTW),計算相鄰步行周期相同步態(tài)參數(shù)的匹配程度,探討了量化評價左右足步態(tài)對稱性變異狀況的可行性[79]。

    近期,一些學(xué)者嘗試從可穿戴傳感器數(shù)據(jù)自動提取量化步態(tài)對稱性的特征,以此作為機器學(xué)習(xí)分類算法的輸入向量。這種方法優(yōu)化了步態(tài)模式分類算法的性能,準(zhǔn)確鑒別左右步態(tài)模式差異,提高了量化評價步態(tài)對稱性變異狀況的準(zhǔn)確性。例如,Anwary等學(xué)者首先從可穿戴傳感器自動提取24種常用步態(tài)特征(如步頻、步速、足離地時刻、足觸地時刻等),使用這些特征向量的算法平均分類準(zhǔn)確率可達(dá)97.57%[80],準(zhǔn)確識別人體左右兩側(cè)步態(tài)模式差異,有利于量化評價步態(tài)對稱性變異狀況。此外,Mitchell等學(xué)者也基于可穿戴傳感器步態(tài)數(shù)據(jù),自動獲取時域和頻域步態(tài)特征,分類準(zhǔn)確率達(dá)97%,有助于量化評價步態(tài)對稱性變異狀況[81]。

    研究發(fā)現(xiàn),機器學(xué)習(xí)分類算法有助于提高量化評價步態(tài)對稱性變異狀況的準(zhǔn)確性,為量化評價步態(tài)對稱性智能化提供了技術(shù)手段支撐。但也存在著一些不足,如機器學(xué)習(xí)算法就像一個“黑盒子”,僅能體現(xiàn)機器學(xué)習(xí)步態(tài)分類算法內(nèi)在的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)邏輯關(guān)系,難以解釋步態(tài)對稱性內(nèi)在的全身神經(jīng)-肌肉-骨骼系統(tǒng)之間的相互補償機制調(diào)節(jié)過程,無法滿足臨床需求,所以仍需探尋先進(jìn)的數(shù)據(jù)融合和挖掘算法,從步態(tài)參數(shù)中獲得可解釋的步態(tài)對稱性內(nèi)在變異特征信息[15,58]。

    3 亟待解決的問題和未來的發(fā)展趨勢

    3.1 當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵問題

    目前,量化評價步態(tài)對稱性相關(guān)研究雖然取得了豐碩的成果,但仍存在一些亟待解決的關(guān)鍵問題。

    1)探尋滿足人體“動力鏈”的步態(tài)對稱性模型。從本質(zhì)上講,步態(tài)對稱性變異起源于全身神經(jīng)-肌肉-骨骼系統(tǒng)之間相互補償機制失調(diào)的狀況。如何準(zhǔn)確刻畫全身神經(jīng)-肌肉-骨骼系統(tǒng)之間相互補償機制調(diào)節(jié)狀況,是準(zhǔn)確量化評價步態(tài)對稱性變異狀況的關(guān)鍵所在。而目前相關(guān)研究大多僅局限于人體左右兩側(cè)下肢或上肢相關(guān)關(guān)節(jié)構(gòu)建刻畫步態(tài)對稱性模型,無法準(zhǔn)確描述全身神經(jīng)-肌肉-骨骼系統(tǒng)之間內(nèi)在相互作用的“動力鏈”關(guān)系,也就是難以捕獲蘊含步態(tài)行走期間各相關(guān)運動部位相互耦合的動態(tài)相關(guān)性信息,影響量化評價步態(tài)對稱性狀況的準(zhǔn)確性[82]。對此,需要生理學(xué)、生物力學(xué)、無線人體傳感網(wǎng)絡(luò)等交叉學(xué)科相互融合,探索構(gòu)建能準(zhǔn)確捕獲蘊含各相關(guān)步態(tài)運動部位、相互耦合的動態(tài)相關(guān)性信息的步態(tài)對稱性模型[83]。步態(tài)對稱性模型網(wǎng)絡(luò)化是相關(guān)研究未來發(fā)展的主要趨勢,有助于準(zhǔn)確描述全身神經(jīng)-肌肉-骨骼系統(tǒng)之間內(nèi)在相互作用的“動力鏈”關(guān)系和調(diào)節(jié)過程狀況。

    2)步態(tài)對稱性量化評價標(biāo)準(zhǔn)有待確定。目前各相關(guān)研究所采用的研究方法、步態(tài)參數(shù)變量選取、步態(tài)對稱性定義計算公式等各不相同,僅僅適用于各相關(guān)研究的特定情形[15,84]。到目前為止,仍未形成步態(tài)對稱性量化評估方法,以及與其配套使用的步態(tài)對稱性變異狀況的判定標(biāo)準(zhǔn),難以準(zhǔn)確評估步態(tài)對稱性量化評價方法的適用性,需要制定統(tǒng)一的、行之有效的步態(tài)對稱性量化評價標(biāo)準(zhǔn)。為此,構(gòu)建高質(zhì)量規(guī)范的步態(tài)對稱性數(shù)據(jù)庫,制定統(tǒng)一的步態(tài)對稱性量化評價標(biāo)準(zhǔn)是相關(guān)研究未來研究的重點方向,對于準(zhǔn)確鑒別人體步態(tài)對稱性變異狀況、有效地滿足臨床步態(tài)對稱性評價需求至關(guān)重要。

    3.2 未來相關(guān)研究的發(fā)展趨勢

    近年來, 人工智能、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在量化評價步態(tài)對稱性相關(guān)研究中越來越受到廣泛關(guān)注。如何將人工智能、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)融入步態(tài)對稱性量化評價研究中的步態(tài)數(shù)據(jù)獲取、步態(tài)特征提取與選擇、 量化評價方法確定等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),探尋便捷、自動化地量化評價步態(tài)對稱性的技術(shù)手段,為實現(xiàn)遠(yuǎn)程化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化量化評價步態(tài)對稱性提供可靠的技術(shù)支撐,是未來相關(guān)研究發(fā)展的主要趨勢和熱點問題,有助于遠(yuǎn)程監(jiān)測戶外或日常生活環(huán)境中的人體步態(tài)對稱性變異狀況,為臨床及早鑒別步態(tài)對稱性變異提供依據(jù)。

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