基于膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置的腦卒中偏癱患者步態(tài)分析

張 健, 杜明家, 穆景頌, 朱宗俊, 王 勇

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,安徽 合肥 230009; 2.安徽省立醫(yī)院 康復(fù)醫(yī)學(xué)科,安徽 合肥 230036; 3.安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 針灸康復(fù)科,安徽 合肥 230031)

0 引 言

腦卒中患者在發(fā)病半年后存在不同程度的下肢功能性障礙,主要包括偏癱和步態(tài)異常等[1-2],會(huì)嚴(yán)重影響患者日常生活自理能力。大多數(shù)偏癱患者由于身體平衡能力差、膝關(guān)節(jié)彎曲角度減小和步態(tài)異常,在行走時(shí)身體出現(xiàn)左右搖擺的現(xiàn)象,極易跌倒[3]。因此,腦卒中患者步態(tài)的科學(xué)分析對(duì)患者的康復(fù)訓(xùn)練特別是提高患者步行能力至關(guān)重要[4]。臨床上,痙攣狀態(tài)偏癱患者的步態(tài)異常主要原因是偏癱側(cè)足下垂、內(nèi)翻以及膝關(guān)節(jié)過伸,行走時(shí)表現(xiàn)為拖曳步態(tài)或劃圈步態(tài)[5-6]。目前醫(yī)生主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及目測(cè)分析偏癱患者的步態(tài),這種方法可靠性低、主觀性大,不能精準(zhǔn)評(píng)估患者步態(tài)異常的程度及病因,進(jìn)而影響患者的康復(fù)訓(xùn)練[7]。因此對(duì)偏癱患者步態(tài)數(shù)據(jù)的定量分析將有助于患者的治療和康復(fù)訓(xùn)練。

目前應(yīng)用的步態(tài)分析方法主要有以下2種:① 通過在特定的場(chǎng)所利用系統(tǒng)標(biāo)記的方法,成本較高;② 通過裝有傳感器的便攜式穿戴裝置實(shí)時(shí)采集步態(tài)數(shù)據(jù)。例如:文獻(xiàn)[8-13]利用基于加速度計(jì)和陀螺儀的慣性姿態(tài)傳感器采集被測(cè)人員的步態(tài)參數(shù);文獻(xiàn)[14-15]利用采集到的被測(cè)人員的步態(tài)參數(shù),開發(fā)了一種用于步態(tài)監(jiān)測(cè)的耳戴式傳感器;文獻(xiàn)[16]提出一種使用慣性加速度傳感器的方法,采集步行時(shí)肢體各關(guān)節(jié)的角度;文獻(xiàn)[17]通過慣性加速度傳感器和磁力計(jì)傳感器進(jìn)行膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度的實(shí)時(shí)檢測(cè)。以上2種方法的缺點(diǎn)在于需要將傳感器固定在肢體準(zhǔn)確的位置以減小數(shù)據(jù)誤差。文獻(xiàn)[18]使用運(yùn)動(dòng)追蹤傳感器實(shí)時(shí)采集人在步行時(shí)肢體各關(guān)節(jié)的角度及步行的過程變化量,該方法不需要將傳感器固定在肢體準(zhǔn)確的位置,即可對(duì)偏癱患者的步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)和定量的分析。

步態(tài)參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量最終是為了幫助患者恢復(fù)步態(tài)。近幾十年利用低頻脈沖電刺激儀對(duì)偏癱患者步態(tài)恢復(fù)的研究取得了很大的進(jìn)步,電刺激作為一種能使癱瘓肌肉收縮產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的方法,能夠?qū)δ苄赃\(yùn)動(dòng)障礙人群的步態(tài)進(jìn)行矯正,該方法已被廣泛應(yīng)用于恢復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)受損人群的異常步態(tài)[19-20],因此可以借助電刺激輔助偏癱患者實(shí)現(xiàn)自主行走。自20世紀(jì)60年代首次報(bào)道使用電刺激改善中風(fēng)患者的步態(tài)以來[21],電刺激已被證明是一種在改善肢體運(yùn)動(dòng)功能方面極具前景的技術(shù)[22]。文獻(xiàn)[23]利用傳感器采集步態(tài)的角速度數(shù)據(jù),在步態(tài)周期的擺動(dòng)期使用電刺激。以上研究雖然分段進(jìn)行了電刺激,但沒有根據(jù)患者步態(tài)異常的根本原因進(jìn)行明確的電刺激。

本文利用自行研制的膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置,對(duì)腦卒中偏癱患者的步態(tài)進(jìn)行定量分析,并與正常人的步態(tài)進(jìn)行對(duì)比,量化分析痙攣狀態(tài)患者在步態(tài)周期內(nèi)的膝關(guān)節(jié)角度變化;根據(jù)分析結(jié)果提出基于低頻脈沖電刺激儀與膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置結(jié)合的痙攣狀態(tài)患者步行康復(fù)策略,應(yīng)用于臨床患者的康復(fù)訓(xùn)練。

1 原 理

1.1 裝置總體設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求,設(shè)計(jì)了一款便攜式膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置,該裝置包括肢體固定模塊、連接模塊、數(shù)據(jù)處理及顯示模塊。

肢體固定模塊有3根彈性綁帶,用于將裝置固定在受試者腿部;連接模塊包括2個(gè)鋁合金連桿;數(shù)據(jù)處理及顯示模塊由電路板、霍爾角度傳感器、電源、藍(lán)牙組成,霍爾角度傳感器安裝在2個(gè)連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)連接處。

1.2 裝置設(shè)計(jì)

該膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置選用STM32F103 RCT6微處理器,采用STM32F103RCT6的最小系統(tǒng)及其SWD下載模式;添加霍爾角度傳感器的模擬信號(hào)分壓電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換引腳連接,1.3寸OLED顯示屏通過ⅡC通訊協(xié)議連接,HC-05藍(lán)牙模塊通過串口通訊的方式進(jìn)行引腳連接;選用5 V鋰電池進(jìn)行供電,設(shè)計(jì)5.0～3.3 V的降壓電路,5 V鋰電池可進(jìn)行充放電循環(huán)使用。電路中添加了通電指示燈及程序運(yùn)行指示燈?；赟TM32F103RCT6微處理器,編寫角度的AD轉(zhuǎn)換程序、HC-05的藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口程序、ⅡC協(xié)議的OLED屏顯示程序等。

膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量系統(tǒng)原理如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)原理圖

本研究選用上海盤卓自動(dòng)化科技有限公司的P3022系列無觸點(diǎn)旋轉(zhuǎn)式霍爾角度傳感器。其動(dòng)態(tài)噪聲小,分辨率高;輸入電壓為5 V,順時(shí)針旋轉(zhuǎn)0°～360°對(duì)應(yīng)輸出0～5 V(DC)。該型非接觸式角度傳感器使用磁鐵感應(yīng)芯片的原理,將磁鐵旋轉(zhuǎn)的角度轉(zhuǎn)化成模擬電壓信號(hào),傳感器結(jié)構(gòu)微小,測(cè)量時(shí)基本無摩擦阻力,可在不同的環(huán)境下使用。同時(shí)選用STM32微控制器來實(shí)現(xiàn)所需要的信號(hào)采集、處理及其傳輸?shù)那度胧杰浻布到y(tǒng)設(shè)計(jì)。最后通過3D打印的方式完成裝置外殼的加工制作。

P3022霍爾角度傳感器如圖2所示。

圖2 P3022霍爾角度傳感器

綜上所述,將裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)和裝置的外殼加工完成并組裝,安裝該裝置的電路板及角度傳感器,并通過細(xì)銅線相互連接。5 V鋰電池安裝在電路板的下面并固定。所有與肢體有接觸的連桿和外殼均粘貼海綿進(jìn)行防護(hù)。將帶有魔術(shù)貼的綁帶固定在裝置外殼,便于安裝在受試者的肢體上。

自行研制的膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置實(shí)物圖如圖3所示。

1.彈性綁帶 2.OLED顯示屏 3.電源 4.霍爾角度傳感器5.連桿 6.電路板 7.藍(lán)牙

1.3 數(shù)據(jù)采集

首先將角度傳感器輸出的0～5 V(DC)模擬信號(hào),通過電阻分壓及穩(wěn)壓電路的方式降到0～3.3 V(DC);再經(jīng)過STM32微處理器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換,分辨率為12位;然后通過STM32微處理器將數(shù)據(jù)以藍(lán)牙無線通信的方式發(fā)送到電腦上位機(jī)系統(tǒng)。

由于肢體在運(yùn)動(dòng)過程中的頻率較低,本研究設(shè)計(jì)的采樣頻率為100 Hz,滿足了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)完整采集的需要。試驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在OLED顯示屏上,并實(shí)時(shí)地通過HC-05藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊發(fā)送到電腦的上位機(jī)采集系統(tǒng)。上位機(jī)接收的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可保存為txt文件格式,用于后續(xù)數(shù)據(jù)分析。

1.4 正常步態(tài)周期介紹

正常人的1個(gè)步態(tài)周期是指一側(cè)足跟由著地到擺動(dòng)至再次著地,1個(gè)步態(tài)周期由一側(cè)足跟著地時(shí)的支撐期和足趾離地時(shí)的擺動(dòng)期組成,支撐期占1個(gè)周期總時(shí)間的60%,擺動(dòng)期占1個(gè)周期總時(shí)間的40%[24],1個(gè)完整的步態(tài)周期如圖4所示。

圖4 1個(gè)完整的步態(tài)周期

圖5 步態(tài)檢測(cè)試驗(yàn)過程

正常步態(tài)表現(xiàn)為肢體在支撐期和擺動(dòng)期互相變換,肢體肌肉群自發(fā)的產(chǎn)生屈肌和伸肌的循環(huán)亢奮[25]。1個(gè)正常步態(tài)周期中,支撐期和擺動(dòng)期各包含3個(gè)階段。支撐期早期為足跟首次觸地至全足著地,足跟觸地時(shí)肢體的運(yùn)動(dòng)速度減小,身體重心慢慢向前轉(zhuǎn)移,主要肌肉包括股四頭肌、臀大肌、脛前肌等;支撐期中期一只腳著地,此時(shí)單足支撐身體重心,主要肌肉包括比目魚肌和腓腸肌;支撐期末期為足跟離地至足趾離地,此時(shí)肢體加速運(yùn)動(dòng)離地,身體重心向?qū)?cè)肢體轉(zhuǎn)移,主要肌肉包括比目魚肌、股四頭肌等收縮。當(dāng)肢體由支撐期向擺動(dòng)期轉(zhuǎn)變時(shí),髖關(guān)節(jié)先進(jìn)行彎曲動(dòng)作。擺動(dòng)期早期足趾不完全離地,此時(shí)髖關(guān)節(jié)屈動(dòng)帶動(dòng)膝關(guān)節(jié)彎曲,主要肌肉為股四頭肌;擺動(dòng)期中期足趾仍未完全離地,與地面有接觸摩擦,此時(shí)踝關(guān)節(jié)背屈,主要肌肉為脛前肌;擺動(dòng)期末期足趾完全離地至足跟著地,此時(shí)肢體向前運(yùn)動(dòng)減速,主要肌肉包括股四頭肌、臀大肌、脛前肌等[24-26]。

綜上所述,1個(gè)正常步態(tài)周期中,在支撐期膝關(guān)節(jié)先彎曲后伸展,然后再?gòu)澢?在擺動(dòng)期膝關(guān)節(jié)彎曲肢體收縮,擺動(dòng)中期膝關(guān)節(jié)彎曲至最大,直至足跟觸地前膝關(guān)節(jié)再伸展。因此,在1個(gè)完整步態(tài)周期中,人體下肢主要是依靠肱四頭肌完成屈膝動(dòng)作。

2 試 驗(yàn)

本臨床試驗(yàn)選擇在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院(安徽省立醫(yī)院)進(jìn)行。受試者為腦卒中偏癱患者和正常人。

受試患者的入選標(biāo)準(zhǔn)包括:① 腦卒中所致的下肢偏癱患者;② 患者意識(shí)清晰,能夠理解并配合檢查者完成整個(gè)試驗(yàn)過程;③ 患者可以獨(dú)立行走至少10 m,行走過程無明顯的疼痛。受試患者的排除條件包括:① 患者行走過程中下肢肢體肌肉出現(xiàn)攣縮現(xiàn)象;② 患者患有膝關(guān)節(jié)疼痛的其他病癥,或者膝關(guān)節(jié)有損傷;③ 下肢軟癱的患者。

選取中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院8名符合標(biāo)準(zhǔn)的痙攣狀態(tài)偏癱患者(左側(cè)下肢異常偏癱5例,右側(cè)下肢異常偏癱3例)作為試驗(yàn)組,每位患者在試驗(yàn)前均簽署了臨床試驗(yàn)研究知情同意書。同時(shí)選取6名正常人作為對(duì)照組。

試驗(yàn)之前,受試患者盡量保持立正姿態(tài),全身肢體放松,檢查者將膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置穿戴在患者患側(cè)的下肢肢體上;然后,受試患者以自己習(xí)慣的速度,獨(dú)立在測(cè)試走廊直線行走8 m。所有受試者在同一地點(diǎn)、同一時(shí)間段進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)過程無任何交流。受試患者在行走過程中,數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)保存記錄下來;對(duì)照組6名正常成年人兩側(cè)下肢均穿戴此裝置,同時(shí)檢測(cè)兩側(cè)肢體的步行數(shù)據(jù)。試驗(yàn)過程如圖3所示。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 數(shù)據(jù)處理

基于8名受試患者(下文用“S”表示)和6名受試正常人(下文用“Y”表示)的下肢步行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。受試患者和正常人膝關(guān)節(jié)角度動(dòng)態(tài)變化曲線如圖6、圖7所示。

(a)

(a)

受試患者和正常人膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍θ見表1、表2所列。

表1 受試偏癱患者膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍

表2 受試正常人膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍

6名正常人步行時(shí)膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍為46.85°±3.94°,8名偏癱患者步行時(shí)膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍為25.76°±13.99°,兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

3.2 腦卒中偏癱患者的膝關(guān)節(jié)角度分析

痙攣狀態(tài)患者在步行時(shí),下肢關(guān)節(jié)角度異常是最明顯的特征。

正常人在1個(gè)完整的步態(tài)周期中,膝關(guān)節(jié)角度動(dòng)態(tài)變化曲線是平滑的,膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍在46°左右(見圖7)。偏癱患者步行時(shí)由于下肢肌張力高,膝關(guān)節(jié)彎曲時(shí)受到阻力,導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)無法繼續(xù)彎曲,膝關(guān)節(jié)彎曲到最大角度時(shí)患者的伸膝肌群產(chǎn)生痙攣狀態(tài),直接表現(xiàn)為患者膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍遠(yuǎn)小于正常人,膝關(guān)節(jié)角度動(dòng)態(tài)變化曲線不平滑,步態(tài)步幅小,步速緩慢,有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)膝過伸的情況(見圖6)。

具體到每位患者,偏癱患者S1、S2、S4在患側(cè)肢體處于擺動(dòng)期步行時(shí),膝關(guān)節(jié)彎曲到一定角度不變,出現(xiàn)一段穩(wěn)定期,此時(shí)偏癱患者患側(cè)肢體產(chǎn)生了痙攣狀態(tài),關(guān)節(jié)阻力矩和肌張力增大,患者的肢體出現(xiàn)了與痙攣狀態(tài)抗衡的階段;偏癱患者S3、S5、S8在患側(cè)肢體處于擺動(dòng)期步行時(shí),膝關(guān)節(jié)的屈膝和伸膝為連續(xù)動(dòng)作,此時(shí)偏癱患者的步態(tài)已經(jīng)形成記憶模式,步行時(shí)膝關(guān)節(jié)角度彎曲一定的度數(shù),不再進(jìn)行主動(dòng)的彎曲;偏癱患者S6、S7在患側(cè)肢體處于擺動(dòng)期步行時(shí),膝關(guān)節(jié)屈膝彎曲一定度數(shù)后,在伸膝動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生了膝過伸的現(xiàn)象,此時(shí)偏癱患者的步態(tài)出現(xiàn)了屈膝和伸膝痙攣狀態(tài)。

偏癱患者由于痙攣狀態(tài)等級(jí)不同,步態(tài)異常程度特別是膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍也會(huì)存在差異,個(gè)別患者還會(huì)出現(xiàn)膝過伸的現(xiàn)象。而目前臨床上對(duì)于痙攣等級(jí)的評(píng)定主要靠醫(yī)生評(píng)定,缺乏客觀性,因此可以通過對(duì)膝關(guān)節(jié)活動(dòng)角度的量化來輔助醫(yī)生評(píng)定患者痙攣狀態(tài)等級(jí),這對(duì)改進(jìn)痙攣等級(jí)評(píng)定方法具有重要意義。

另外,痙攣狀態(tài)偏癱患者步態(tài)異常是步行時(shí)產(chǎn)生的痙攣導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍小于正常人,因此可以通過提高患者膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍來改善步態(tài),這為痙攣狀態(tài)偏癱患者的步態(tài)恢復(fù)提供了思路。

3.3 痙攣狀態(tài)偏癱患者的步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練策略

在痙攣狀態(tài)偏癱患者的步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練階段,通過患者在步行時(shí)穿戴膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置可以得到患者在不同階段的膝關(guān)節(jié)角度動(dòng)態(tài)變化曲線以及膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍,醫(yī)生可以通過觀測(cè)曲線的平滑程度和膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍的變化情況以及與正常人數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果,準(zhǔn)確評(píng)估患者的康復(fù)情況。

該裝置還能與電刺激裝置結(jié)合用于患者異常步態(tài)的矯正。針對(duì)偏癱患者步態(tài)異常的主要原因,即膝關(guān)節(jié)彎曲時(shí)出現(xiàn)不同程度的痙攣狀態(tài),提出膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置和低頻脈沖電刺激儀相結(jié)合的步行康復(fù)策略,使用低頻脈沖電刺激儀刺激患者下肢患側(cè)擺動(dòng)期的伸膝痙攣肌肉群即肱四頭肌實(shí)現(xiàn)步態(tài)矯正。

本研究涉及的低頻脈沖電刺激儀為單通道的獨(dú)立模塊,該模塊與膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置的控制模塊相連,電刺激的另一端通過導(dǎo)聯(lián)線將帶電極片的一端貼附在患側(cè)肢體的股四頭肌肌群上。使用膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置的控制模塊控制電刺激儀的工作與停止。電刺激模塊的頻率在50 Hz以上才能滿足肌肉的完全性收縮,單次刺激時(shí)長(zhǎng)應(yīng)小于1 s,以防止膝關(guān)節(jié)過度彎曲。電刺激模塊刺激痙攣狀態(tài)肌肉群時(shí),可促使肌肉群肌肉收縮和減小肌張力,使肌肉群的伸屈肌張力平衡。

步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練的具體方法為偏癱患者在有扶手的安全通道進(jìn)行步行,通過膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置的角度傳感器計(jì)算偏癱患者行走時(shí)的步數(shù)。首先在偏癱患者的患側(cè)肢體穿戴膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置,并在股四頭肌的肌肉群粘貼電刺激模塊的電極片;然后膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置通過傳感器檢測(cè)患者患側(cè)肢體行走的步數(shù)及患側(cè)膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)角度;在本裝置檢測(cè)到患者步行了5步并計(jì)算出膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)角度后,在患者的下一步施加電刺激;當(dāng)患者在下一步行走過程中膝關(guān)節(jié)彎曲至小于計(jì)算出的膝關(guān)節(jié)活動(dòng)角度的5°,即肢體將要產(chǎn)生痙攣狀態(tài)時(shí),膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置的控制模塊控制電刺激模塊刺激股四頭肌肌群1次,并在之后每個(gè)步態(tài)周期的同一時(shí)刻進(jìn)行電刺激,同時(shí)記錄患者行走的步數(shù);患者患側(cè)肢體被電刺激10次之后停止電刺激;當(dāng)患者再次行走了5步后,膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置重新計(jì)算出患者患側(cè)肢體膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)角度,并依據(jù)該值繼續(xù)在此后的10個(gè)步態(tài)周期中對(duì)患者患側(cè)肢體施加電刺激;重復(fù)以上2個(gè)步驟,每15步為1個(gè)周期,直至偏癱患者停止步行康復(fù)訓(xùn)練,并實(shí)時(shí)輸出偏癱患者患側(cè)肢體行走的步數(shù)及膝關(guān)節(jié)活動(dòng)角度。通過觀測(cè)患者步行時(shí)膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍的改變,可以定量分析患者的康復(fù)訓(xùn)練效果。

本文方法沒有對(duì)偏癱患者的患側(cè)肢體進(jìn)行持續(xù)的電刺激,而是在患者行走過程中將要出現(xiàn)痙攣狀態(tài)時(shí)再施加電刺激,這有助于患者行走時(shí)步態(tài)的矯正。而且患者在步行康復(fù)訓(xùn)練時(shí),其膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)角度是實(shí)時(shí)變化的,因此不能依據(jù)固定的膝關(guān)節(jié)活動(dòng)角度值進(jìn)行電刺激,而應(yīng)該邊檢測(cè)邊刺激。研究結(jié)果表明,在偏癱患者康復(fù)訓(xùn)練的不同階段,加強(qiáng)偏癱患者步行時(shí)步態(tài)的規(guī)范訓(xùn)練,有助于患者步頻、步長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化和提高痙攣狀態(tài)偏癱患者的步行速度。

偏癱患者步態(tài)的量化分析是一個(gè)非常復(fù)雜的問題,本文方法使用的可穿戴傳感器裝置只分析膝關(guān)節(jié)的角度和步態(tài)周期,操作簡(jiǎn)單易懂,便于患者日常使用。該方法能為患者在家或醫(yī)院進(jìn)行隨時(shí)康復(fù)訓(xùn)練提供有效的幫助,具有一定的臨床應(yīng)用研究?jī)r(jià)值。

4 結(jié) 論

本文基于8名受試偏癱患者和6名受試正常人步行數(shù)據(jù)的分析,得出偏癱患者步態(tài)異常主要表現(xiàn)在膝關(guān)節(jié)角度活動(dòng)范圍小于正常人,其深層次的原因是患者患側(cè)肢體進(jìn)行屈膝動(dòng)作時(shí)會(huì)產(chǎn)生痙攣狀態(tài),肌張力增高,膝關(guān)節(jié)無法繼續(xù)彎曲;針對(duì)性地提出基于膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置和低頻脈沖電刺激相結(jié)合的方法,在偏癱患者患側(cè)肢體發(fā)生痙攣狀態(tài)之前或之時(shí)刺激患側(cè)肢體股四頭肌肌群,促使肌肉收縮從而度過痙攣狀態(tài)起始點(diǎn),幫助膝關(guān)節(jié)繼續(xù)彎曲直至伸膝運(yùn)動(dòng)。

該康復(fù)策略作為步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練的一種新方法,可在臨床上應(yīng)用推廣;同時(shí),膝關(guān)節(jié)角度測(cè)量裝置可以對(duì)患者的步態(tài)參數(shù)進(jìn)行量化分析,定量評(píng)估患者的康復(fù)訓(xùn)練效果,為康復(fù)訓(xùn)練的實(shí)時(shí)反饋提供有效依據(jù)。