三維步態(tài)與運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)測(cè)量步行過程中時(shí)空參數(shù)的信效度檢驗(yàn)

宋偉鳴

中圖分類號(hào)：G804? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A? ? ?文章編號(hào)：1009-9328（2022）04-285-02

摘? 要? 目的：以Protokietics Movement Analysis Software（PKMAS）作為校標(biāo)，探究三維步態(tài)與運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)（RealGait）測(cè)量步行過程中時(shí)空參數(shù)的信度和效度。方法：18名健康參與者來訪兩次，間隔7天。采用診斷試驗(yàn)可重復(fù)性的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)評(píng)價(jià)信度;采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)（R）和Bland-Altman圖來確定效度。結(jié)果：?jiǎn)我蛩胤讲罘治霰砻鲀纱螠y(cè)量結(jié)果無顯著性差異（P>0.05）;RealGait對(duì)所有步態(tài)參數(shù)測(cè)量均表現(xiàn)出良好的信度（ICC 2，k≥0.749）;效度方面，RealGait和PKMAS的測(cè)量結(jié)果具有強(qiáng)相關(guān)性（R≥0.77）;Bland-Altman圖同樣顯示出良好的一致性。結(jié)論：三維步態(tài)與運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)在步態(tài)時(shí)空參數(shù)測(cè)量中具有良好的信效度，是測(cè)量健康人群步態(tài)的可靠工具。

關(guān)鍵詞? RealGait? 步態(tài)? 信度? 效度

步態(tài)（Gait）是人體行走時(shí)所表現(xiàn)的姿態(tài)。成年人行走時(shí)的步態(tài)是唯一的，穩(wěn)定的，不易改變的;步態(tài)是周而復(fù)始的過程，具有一定的周期性和方向性;在不同的時(shí)空環(huán)境中，步態(tài)會(huì)表現(xiàn)出不同的時(shí)空特征。步態(tài)分析已是識(shí)別損傷或疾病、預(yù)測(cè)跌倒和量化干預(yù)效果的重要環(huán)節(jié)。步速、步長(zhǎng)、步態(tài)周期等參數(shù)與健康狀況、活動(dòng)水平和生活質(zhì)量高度相關(guān)，并可預(yù)測(cè)未來某些疾病的發(fā)病率和死亡率。PKMAS是一種成熟的步態(tài)量化設(shè)備，已有多項(xiàng)研究使用其數(shù)據(jù)并從中得出了大量時(shí)間和空間結(jié)果的測(cè)量特性。相較于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，便攜式設(shè)備的發(fā)展使步態(tài)評(píng)估更加便捷，受益人群更加廣泛。

RealGite（諾誠電氣，上海）旨在測(cè)量步態(tài)過程中的時(shí)空參數(shù)。截至目前，RealGite在測(cè)量步態(tài)過程中的時(shí)空參數(shù)的信效度尚未見報(bào)道。為了更好地解釋諸多使用RealGite步態(tài)數(shù)據(jù)的研究，并能夠與其他已公布地步態(tài)測(cè)量工具的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，本研究以PKMAS作為校標(biāo)，確定RealGite在測(cè)量步行過程中時(shí)空參數(shù)的信度和效度。

一、實(shí)驗(yàn)對(duì)象與方法

（一）研究對(duì)象

健康參與者18例（女性9名，男性9名;年齡24.1±0.8歲，身高175.9±5.2cm，體重69.6±10.1kg）。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）近三個(gè)月內(nèi)無下肢損傷;（2）無下肢手術(shù)史;（3）自愿簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）長(zhǎng)期服用精神類藥物;（2）患有神經(jīng)退行性等可能影響步行任務(wù)的疾病。

（二）實(shí)驗(yàn)方法

18名健康參與者來訪實(shí)驗(yàn)室兩次，時(shí)間相隔7天。第一次來訪，受試者需要在10米的步道完成6次成功的步行測(cè)試：使用RealGait和PKMAS系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，各3次。第二次來訪，只使用RealGait完成3次測(cè)試并收集數(shù)據(jù)。RealGait是一款便攜式步態(tài)設(shè)備。測(cè)試前，將17個(gè)內(nèi)含高性能嵌入式微處理器DSP數(shù)據(jù)采集處理模塊的傳感器綁定在受試者頭、肩、背、腰、髖、膝和踝相應(yīng)位置處并進(jìn)行姿勢(shì)糾正。RealGait系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)采樣頻率為120Hz。

（三）統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC 2，k）和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)誤（SEM）評(píng)估信度。使用第一階段的數(shù)據(jù)分析診斷試驗(yàn)的可重復(fù)性來評(píng)估相對(duì)信度;絕對(duì)信度以測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)誤（SEM）檢測(cè)。使用Pearson相關(guān)系數(shù)（R）和Bland-Altman 95%的一致性限值來評(píng)估RealGait和PKMAS之間的效度。應(yīng)用SPSS26.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。P<0.05為差異表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

二、結(jié)果

（一）信度檢驗(yàn)

RealGait和PKMAS診斷試驗(yàn)可重復(fù)性結(jié)果顯示，除擺動(dòng)相（ICC 2，K=0.749），其余變量可重復(fù)性均為較好ICC（2，K≥0.771，表1）。

（二）效度檢驗(yàn)

RealGait和PKMAS測(cè)量結(jié)果間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)顯示出很強(qiáng)的相關(guān)性（r≥0.771，p<0.001）。RealGait測(cè)試結(jié)果普遍低于PKMAS（表2）。Bland-Altman圖顯示：步幅時(shí)間和步頻結(jié)果中所有案例均落在一致性界限內(nèi);步幅、步長(zhǎng)、步寬、步速擺動(dòng)相和支撐相結(jié)果中都只有5.56%（1/18）的點(diǎn)超出Loa95% CI，但所有指標(biāo)的平均差值與0相比沒有差異（p>0.05）。

三、討論

步態(tài)分析是研究步行規(guī)律的方法，是一種對(duì)人體行走方式進(jìn)行客觀記錄并對(duì)步行功能進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)的有效手段，目的是揭示人體步態(tài)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和影響因素。目前，步態(tài)分析常用的設(shè)備有便攜式設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備兩種。PKMAS屬于全自動(dòng)設(shè)備構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，能夠精確采集人體步行過程中的動(dòng)力學(xué)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。然而，這些設(shè)備在便攜性和價(jià)格方面存在不足，限制了其的可推廣性和適用性。相比之下，RealGait對(duì)場(chǎng)地要求不高，易于操作，可以進(jìn)行不同環(huán)境下的步行測(cè)試，例如上下樓梯和跨越障礙以滿足不同的研究需求。

結(jié)果顯示，ICC值介于0.749～0.973，表明不同測(cè)試方法測(cè)量健康人群步態(tài)參數(shù)的精確程度較高，診斷試驗(yàn)可重復(fù)性較好。SEM值顯示，兩種設(shè)備測(cè)試間步速指標(biāo)存在差異，步速指標(biāo)的SEM%為29.1%，其余指標(biāo)具有良好的一致性。這與先前研究結(jié)果一致，步態(tài)研究常存在難以精確控制步速的局限，盡管提示受試者以最舒適的速度參與步行測(cè)試，但是測(cè)試環(huán)境對(duì)步行過程造成一定影響，與其正常行走有所不同，可能需要使用節(jié)拍器來控制步行速度。

研究顯示RealGait和PKMAS具有很高的相關(guān)性（r≥0.771，P<0.001），說明在兩種設(shè)備在測(cè)試以上8項(xiàng)步態(tài)指標(biāo)上可以相互替代。Bland-Altman一致性分析表明，對(duì)于所有結(jié)果，兩者相比存在細(xì)微的偏差。RealGait的測(cè)試結(jié)果略低于PKMAS，結(jié)合各項(xiàng)指標(biāo)兩次測(cè)試的均值和實(shí)際情況考慮，這種差異是可以接受的。

綜上所述，目前的數(shù)據(jù)首次證明RealGait是一種可靠的步態(tài)時(shí)空參數(shù)測(cè)量工具，但本研究?jī)H以健康人群為對(duì)象，后續(xù)研究將進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，針對(duì)特定人群和特定任務(wù)進(jìn)行更深入的探討。此外，推薦與動(dòng)力學(xué)測(cè)量工具結(jié)合使用，能更全面地評(píng)估人體步態(tài)特征。

四、結(jié)語

本研究中RealGait測(cè)試所得步幅、步寬、步速、步長(zhǎng)、步長(zhǎng)時(shí)間、步頻、支撐相和擺動(dòng)相可以與PKMAS值互換。三維步態(tài)與運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)在步態(tài)時(shí)空參數(shù)測(cè)量中具有良好的信效度，是測(cè)量健康人步態(tài)的可靠工具。

參考文獻(xiàn)：

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