步態(tài)檢測(cè)設(shè)備——運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

1、定義運(yùn)動(dòng)學(xué)(Kinematics)是研究步行時(shí)肢體運(yùn)動(dòng)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(cè)定和肢體節(jié)段性運(yùn)動(dòng)方向測(cè)定。

2、時(shí)間/空間參數(shù)測(cè)定

（1）足印法是步態(tài)分析早期和簡(jiǎn)易的方法之一。在足底涂上墨汁，在步行通道（一般為4~6 m）鋪上白紙。受試者走過(guò)白紙，留下足跡，便可以測(cè)量距離。也可以在黑色通道上均勻撒上白色粉末，讓患者赤足通過(guò)通道，留下足跡。獲得的參數(shù)包括：①步長(zhǎng)(Step length)指一足著地至對(duì)側(cè)足著地的平均距離。國(guó)內(nèi)也有稱(chēng)之為步幅。②步長(zhǎng)時(shí)間(step time)指一足著地至對(duì)側(cè)足著地的平均時(shí)間。③步幅(Stride length)指一足著地至同一足再次著地的距離，也有稱(chēng)為跨步長(zhǎng)。④步行周期(cycle time)指平均步幅時(shí)間(stride time)，相當(dāng)于支撐相與擺動(dòng)相之和。⑤步頻 (cadence)指平均步數(shù)（步/min），步頻=60(s) ÷步長(zhǎng)平均時(shí)間(s)。由于步長(zhǎng)時(shí)間兩足不同，所以一般取其均值。有人按左右步長(zhǎng)單獨(dú)計(jì)算步頻，以表示兩側(cè)步長(zhǎng)的差異。⑥步速(velocity)指步行的平均速度(m/s)，步速=步幅÷步行周期。⑦步寬(walking base)：也稱(chēng)之為支撐基礎(chǔ)(supporting base)，指兩腳跟中心點(diǎn)或重力點(diǎn)之間的水平距離，也有采用兩足內(nèi)側(cè)緣或外側(cè)緣之間短的水平距離。左右足分別計(jì)算。⑧足偏角(toe out angle)指足中心線與同側(cè)步行直線之間的夾角。左右足分別計(jì)算。

步態(tài)檢測(cè)設(shè)備——為什么要進(jìn)行步態(tài)檢測(cè)?

先來(lái)看一組關(guān)于雙腳的數(shù)字：

人的一生大約要走20萬(wàn)公里的路，

相當(dāng)于繞地球4圈!

一個(gè)城市居民平均每天行走約8000步，

好動(dòng)的孩子則會(huì)走的更多。

走路時(shí)腳部承受的壓力約等于自己體重的1倍，

跑步時(shí)則能達(dá)到體重的3至4倍，

跳躍時(shí)甚至?xí)_(dá)到體重的5倍?！?/p>

兒童足部問(wèn)題多發(fā)于2-14歲，常見(jiàn)的就是足弓問(wèn)題以及內(nèi)外翻。隨著足部的發(fā)育腳底厚厚的脂肪逐漸消退，掌紋慢慢增多，足部骨骼開(kāi)始骨化，足弓形成、足弓作為人體減震器對(duì)兒童足部是非常重要的，足弓塌陷可造成多種足部疾病，如：扁平足、高足弓、內(nèi)外翻、X型腿等，在醫(yī)院里工作，經(jīng)常會(huì)遇到各種兒童足踝病例。尤其對(duì)于SMA、DMD等姿勢(shì)異常的兒童，如果痙攣或者攣縮不及時(shí)的控制將會(huì)“進(jìn)行性”加重，長(zhǎng)此以往造成脊柱側(cè)彎、髖脫位、膝屈曲、跟腱短縮、肘屈曲、腕關(guān)節(jié)下垂等繼發(fā)的肌肉骨骼問(wèn)題。

步態(tài)檢測(cè)設(shè)備——步態(tài)的概念

步態(tài)是指人行走時(shí)的姿態(tài)與特征，在廣義層面上，步態(tài)可以定義為一切下肢活動(dòng)的信息與特征，包括行走、跑動(dòng)和其他一切涉及下肢活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)等。行走等活動(dòng)的實(shí)施與完成是多個(gè)系統(tǒng)和器宮協(xié)同的結(jié)果，因此相關(guān)系統(tǒng)與器宮的病變可以通過(guò)步態(tài)異常反映。越來(lái)越多的正常與病態(tài)步態(tài)研究顯示步態(tài)不僅可以作為康復(fù)訓(xùn)練的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)，在一些累及認(rèn)知功能域的老年退行性病變中，步態(tài)異常在病程早期即可發(fā)生。

步態(tài)檢測(cè)設(shè)備——步態(tài)檢測(cè)技術(shù)介紹

基于傳感器的步態(tài)檢測(cè)技術(shù)，根據(jù)步態(tài)采集的特點(diǎn)，一類(lèi)是以行走界面?zhèn)鞲衅鳛榻Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的壓力墊，通過(guò)步態(tài)周期的足底地反力的時(shí)間和變化分布情況得出相關(guān)步態(tài)信息，此類(lèi)方法操作比影像技術(shù)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是無(wú)法采集行走過(guò)程中的關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)，而且供受試者行走的長(zhǎng)度受限使通過(guò)壓力墊范圍內(nèi)采集的數(shù)據(jù)有限，而在一些病態(tài)步態(tài)采集過(guò)程中由于受試者無(wú)法按照要求的范圍行走則無(wú)法完成測(cè)定；另一類(lèi)就是可穿戴步態(tài)采集系統(tǒng)，這類(lèi)系統(tǒng)得益于近年來(lái)傳感器不斷小型化以及傳輸系統(tǒng)的進(jìn)步，使具有高采樣頻率的無(wú)線傳輸傳感器模塊開(kāi)發(fā)成為可能?？纱┐鞑綉B(tài)采集設(shè)備常以鞋或鞋墊的形式，嵌入整合了壓力傳感器、曲度傳感器、加速度計(jì)、陀螺儀和慣性傳感器等電子元器件的模塊來(lái)實(shí)時(shí)高精度地采集受試者步態(tài)信息，包括步態(tài)的時(shí)空與動(dòng)力學(xué)特征。配合穿戴于肢體和軀干的整合角度計(jì)模塊，與足部信息結(jié)合可以得出下肢與軀干的運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)角度信息，可以提供多面的個(gè)體步態(tài)信息?？纱┐鞑綉B(tài)采集系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相比，除具有實(shí)時(shí)性與高精度外，在應(yīng)用方面具有成本低廉、操作簡(jiǎn)單、患者配合度和采集環(huán)境要求低等優(yōu)勢(shì)，并使日常步態(tài)的采集與檢測(cè)成為可能，具有廣闊的康復(fù)與養(yǎng)老監(jiān)護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用前景。