三維步態(tài)分析系統(tǒng)在腦癱下肢矯形手術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)展

鄭炳鈴 王健 徐桂豪

[摘要]三維步態(tài)分析系統(tǒng)作為一套新的步態(tài)評(píng)估系統(tǒng)，具有客觀、全面、科學(xué)、便捷等優(yōu)點(diǎn)，逐漸應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)評(píng)估領(lǐng)域，尤其是在腦癱下肢矯形手術(shù)領(lǐng)域中的療效評(píng)價(jià)及手術(shù)指導(dǎo)發(fā)揮重要的作用。本文就三維步態(tài)分析指導(dǎo)制定腦癱下肢矯形手術(shù)方案，評(píng)價(jià)手術(shù)療效，選擇康復(fù)治療方法，評(píng)定康復(fù)療程，制定矯形器以及評(píng)估肉毒毒素的療效量化等作一綜述。

[關(guān)鍵詞]三維步態(tài)分析系統(tǒng)；腦癱；外科手術(shù)

[中圖分類(lèi)號(hào)] R742 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-4721（2019）5（b）-0029-03

Progress in the application of three-dimensional gait analysis system in the field of cerebral palsy lower limb orthopedic surgery

ZHENG Bing-ling WANG Jian XU Gui-hao

Cerebral Palsy Diagnosis and Treatment Center， Sanjiu Brain Hospital of Guangdong Province， Guangzhou 510510， China

[Abstract] As a new gait evaluation system， the three-dimensional gait analysis system has the advantages of objectivity， comprehensiveness， science and convenience， it has been gradually applied in the field of medical evaluation at home and abroad， especially in the field of lower limb orthopedic surgery for cerebral palsy. This article reviews three-dimensional gait analysis to guide the formulation of lower limb orthopaedic surgery for cerebral palsy， to evaluate the effect of surgery， to select rehabilitation treatment methods， to evaluate the course of rehabilitation， to develop orthopaedic devices and to quantify the efficacy of botulinum toxin.

[Key words] Three-dimensional gait analysis system； Cerebral palsy； Surgery

痙攣性腦癱是腦癱中最常見(jiàn)的類(lèi)型。此型的特點(diǎn)為骨骼肌肌張力明顯增高，尤其是雙下肢最為明顯。腦癱患者，由于長(zhǎng)期的肌肉痙攣及肌力不平衡，往往繼發(fā)不同程度的固定性的畸形，甚至骨性畸形。痙攣型腦性癱瘓的治療原則是緩解肌肉痙攣，平衡軀干及四肢肌力、矯正肢體攣縮畸形，重建身體的負(fù)重力線及生物力學(xué)線。目前下肢矯形手術(shù)能解決腦癱的很多問(wèn)題，尤其在重建肢體功能，糾正不良運(yùn)動(dòng)模式，改善步態(tài)等方面有獨(dú)特的療效。以前給痙攣性腦癱患兒及運(yùn)功功能障礙者作病情評(píng)估，由于患者步行速度快，步行軌道復(fù)雜，起始時(shí)間段不定時(shí)，難以同時(shí)觀察到雙腳運(yùn)動(dòng)瞬間變化的情況，醫(yī)生都是靠肉眼、臨床查體和量表式來(lái)評(píng)估，缺乏客觀數(shù)據(jù)。同時(shí)醫(yī)生的視覺(jué)局限，難以進(jìn)行三維方向觀察及判斷，難以對(duì)縱向變化進(jìn)行客觀和全面分析。最新評(píng)估系統(tǒng)——三維步態(tài)分析系統(tǒng)在腦癱患兒的步行分析中，更加全面、準(zhǔn)確、客觀，同時(shí)能更加精準(zhǔn)指導(dǎo)腦癱矯形手術(shù)，患者只需要走幾步路，便可形成三維立體圖像，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析，就可找出肉眼無(wú)法看見(jiàn)的，患者在行走、跑動(dòng)過(guò)程中神經(jīng)、肌肉、骨、關(guān)節(jié)等出現(xiàn)的問(wèn)題，方便醫(yī)生制定準(zhǔn)確的康復(fù)治療方案、協(xié)助醫(yī)生制定術(shù)前方案及進(jìn)行術(shù)后療效評(píng)估。本文綜述了近幾年國(guó)內(nèi)外的醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)，了解三維步態(tài)分析指導(dǎo)制定腦癱矯形手術(shù)方案，評(píng)價(jià)手術(shù)療效，選擇康復(fù)治療方法，評(píng)定康復(fù)療程，制定矯形器以及評(píng)估肉毒毒素的療效量化。

1三維步態(tài)分析系統(tǒng)在國(guó)外醫(yī)療領(lǐng)域廣泛應(yīng)用

1.1三維步態(tài)分析系統(tǒng)的種類(lèi)

該系統(tǒng)應(yīng)用于臨床，有意大利BTSG-WALK三維步態(tài)分析評(píng)估系統(tǒng)、英國(guó)VICONMX三維步態(tài)分析評(píng)估系統(tǒng)、美國(guó)Motion Analysis三維步態(tài)分析評(píng)估系統(tǒng)及瑞典Qualysis等。廣泛應(yīng)用于骨科及康復(fù)醫(yī)學(xué)科等學(xué)科，尤其在雙下肢多級(jí)肌腱延長(zhǎng)、松解、移位以及骨性截骨等外科手術(shù)前后效果對(duì)比的客觀、全面、科學(xué)評(píng)價(jià)方法及工具[1]。

1.2三維步態(tài)分析能夠很好地指導(dǎo)康復(fù)

該系統(tǒng)的應(yīng)用使其對(duì)腦癱和脊髓損傷患兒的治療有革命性的改變[2]。Filho等[3]運(yùn)用三維步態(tài)分析報(bào)告給出的治療建議，能讓腦癱患兒在康復(fù)步行治療進(jìn)程中，取得更好更大的治療效果。Arnold等[4]應(yīng)用三維步態(tài)檢查所反映的肌肉、肌腱的長(zhǎng)度、速度數(shù)據(jù)的情況，來(lái)判斷及證明步行過(guò)程中有異常步態(tài)或短肌腱的個(gè)體差異性，篩查出這些患者。同時(shí)這些數(shù)據(jù)得到的結(jié)果，也有助于鑒別及警告哪些患者在骨盆傾斜或伸膝方面有手術(shù)后不理想改變的危險(xiǎn)。Chung等[5]用三維步態(tài)分析這種評(píng)估系統(tǒng)作為腦性癱瘓的馬蹄足畸形手術(shù)術(shù)后的評(píng)價(jià)手段，建議外科醫(yī)生應(yīng)該考慮嚴(yán)重馬蹄足的復(fù)發(fā)及翻修。

1.3三維步態(tài)分析系統(tǒng)能提供手術(shù)建議及方案

DeLuca等[6]結(jié)合三維步態(tài)分析的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及肌電圖數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)手術(shù)，其中52%的腦癱患兒改變了之前外科手術(shù)建議及方案，減少了患者的手術(shù)費(fèi)用和不必要的手術(shù)創(chuàng)傷，提高了手術(shù)效果；通過(guò)三維步態(tài)分析，增加腓腸肌和股直肌等手術(shù)方案，減少跟腱、髂腰肌、髖內(nèi)收肌、股骨和脛骨截骨等手術(shù)治療方案。Vries等[7]根據(jù)三維步態(tài)分析的結(jié)果則能夠確定多程序運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的最佳手術(shù)方案，以及術(shù)前術(shù)后評(píng)價(jià)治療效果中的可行性、有效性、科學(xué)性。Arnold等[8]采納三維步態(tài)分析系統(tǒng)對(duì)腦癱患者的半膜肌肌腱長(zhǎng)度和速度進(jìn)行分析及評(píng)估，判斷出手術(shù)可以松弛緊張的跟腱和減少腘繩肌伸展性痙攣反應(yīng)，證明了跟腱延長(zhǎng)手術(shù)的必要性，提高手術(shù)效果。Chan等[9]應(yīng)用三維步態(tài)分析系統(tǒng)驗(yàn)證了腦癱患者小腿腓腸肌筋膜松解術(shù)的功能改善程度和遠(yuǎn)期治療效果。Lee等[10-11]用三維步態(tài)分析系統(tǒng)作為評(píng)價(jià)股直肌轉(zhuǎn)移手術(shù)治療腦性癱瘓患者膝關(guān)節(jié)僵直步態(tài)的手術(shù)療效。

1.4三維步態(tài)分析能客觀評(píng)價(jià)手術(shù)后的效果

Ditunno等[12]研究顯示三維步態(tài)分析是一種臨床試驗(yàn)的有效性的、系統(tǒng)的、可靠的醫(yī)學(xué)工具，能評(píng)價(jià)手術(shù)治療后的治療效果和遠(yuǎn)期治療的預(yù)后，也能評(píng)價(jià)各種治療方法對(duì)疾病患兒運(yùn)動(dòng)學(xué)、關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)、及肌肉電刺激活動(dòng)的改善程度。Beyaert等[13]應(yīng)用三維步態(tài)分析對(duì)手術(shù)治療后的殘余畸形內(nèi)旋情況，進(jìn)行膝、踝、髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和動(dòng)態(tài)肌電圖分析，能發(fā)現(xiàn)此畸形患兒在步行中膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)發(fā)生動(dòng)態(tài)改變。Schwartz等[14]使用三維步態(tài)分析及隨機(jī)森林算法預(yù)測(cè)評(píng)估腰大肌延長(zhǎng)術(shù)治療小兒腦性癱瘓的療效。Ounpuu等[15]用三維步態(tài)分析評(píng)價(jià)多級(jí)聯(lián)合外科手術(shù)包括腓腸肌、股直肌、腘繩肌等手術(shù)能夠改善膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的功能，并手術(shù)干預(yù)的遠(yuǎn)期療效及手術(shù)的必要性。德國(guó)Braatz等[16]三維步態(tài)分析和MRI評(píng)價(jià)股骨旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)（FDRO）來(lái)糾正痙攣型腦癱的內(nèi)八字旋轉(zhuǎn)步態(tài)，得到最好的結(jié)果；美國(guó)Schwartz等[17]用股骨旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)恢復(fù)過(guò)度的股骨頸前傾角的手術(shù)病例評(píng)估及術(shù)后療效的評(píng)價(jià)均使用三維步態(tài)分析系統(tǒng)；英國(guó)Carty等[18]對(duì)進(jìn)行FDRO的腦癱病例術(shù)前術(shù)后三維步態(tài)分析的前瞻性和回顧性隊(duì)列研究顯示，F(xiàn)DRO可大幅度改善腦性癱瘓患者的骨盆對(duì)稱(chēng)性。

1.5三維步態(tài)分析指導(dǎo)矯形器的制定以及評(píng)估肉毒毒素的療效量化

腦癱患兒的多點(diǎn)A型肉毒毒素注射[19-21]，特殊矯形器使用，有助于改善骨盆前傾過(guò)度，有助于改善步態(tài)及步行能力[22]。三維步態(tài)分析可對(duì)身體某部位對(duì)應(yīng)的某組骨骼肌進(jìn)行收縮能力、該組骨骼肌所致靶器官的運(yùn)動(dòng)能力、生物力學(xué)改變以及支配該骨骼肌的神經(jīng)在運(yùn)動(dòng)中的肌電變化提供客觀的數(shù)據(jù)。

2三維步態(tài)分析系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)較少評(píng)價(jià)腦癱治療領(lǐng)域，逐漸廣泛應(yīng)用

2.1三維步態(tài)分析系統(tǒng)很少應(yīng)用的原因

該設(shè)備是進(jìn)口產(chǎn)品，較為昂貴，辦理手續(xù)繁瑣，技術(shù)操作及分析較為復(fù)雜，目前在國(guó)內(nèi)較少機(jī)構(gòu)或醫(yī)院擁有三維步態(tài)分析系統(tǒng)設(shè)備。國(guó)內(nèi)的相關(guān)文獻(xiàn)主要集中在腦卒中偏癱康復(fù)評(píng)估療效[23]，也應(yīng)用創(chuàng)傷骨折術(shù)后、人工股骨頭及人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后的療效評(píng)價(jià)[24]，但研究量及例數(shù)較少，尤其是將三維步態(tài)分析應(yīng)用于腦癱矯形手術(shù)的病例評(píng)估及術(shù)后療效的評(píng)價(jià)更少[25]，即三維步態(tài)分析系統(tǒng)在痙攣性腦癱下肢矯形手術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用少見(jiàn)。

2.2三維步態(tài)分析系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)部分應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)王玉霞等[26]研究顯示，三維步態(tài)分析系統(tǒng)指導(dǎo)腦癱矯形手術(shù)的制定及評(píng)價(jià)、康復(fù)治療方法的選擇、康復(fù)療程的評(píng)定、矯形器的制定以及評(píng)估肉毒毒素的療效量化等。

步態(tài)分析能在康復(fù)評(píng)定、訓(xùn)練與治療的過(guò)程中，客觀、定量地評(píng)定人體步行功能，全面反映患者的康復(fù)功能狀態(tài)。最開(kāi)始主要是依靠肉眼直接觀察及大腦分析，隨著科技的發(fā)展，逐漸使用儀器輔助進(jìn)行攝像、測(cè)量、記錄肢體活動(dòng)的各項(xiàng)力學(xué)、空間、電生理等參數(shù)，并用電腦進(jìn)行分析，得出較為科學(xué)、精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，有利于指導(dǎo)臨床工作。隨著醫(yī)學(xué)科技的發(fā)展，三維步態(tài)分析將會(huì)逐漸廣泛用于醫(yī)療領(lǐng)域，也將用于臨床診斷評(píng)價(jià)和協(xié)助制定治療策略，將會(huì)運(yùn)用腦癱的外科手術(shù)及康復(fù)之中，發(fā)揮不可代替的巨大作用，方便于臨床工作者，最終造?；颊?。

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（收稿日期：2018-08-27 本文編輯：劉克明）