江 炎，周 云，劉 奕，丁呈彪，馮小軍，冀磊磊，熊 斌

腦卒中是由于腦部血管意外或損傷產(chǎn)生的一種突發(fā)性局部或全腦的血液循環(huán)障礙，屬常見病、多發(fā)病[1]，其中70%～80%腦卒中患者存在肢體癱瘓，已成為世界殘疾的主要原因，也是第二大最常見的死亡原因。 這構(gòu)成了全球巨大的綜合負擔(dān)。 在中國有700多萬卒中幸存者，大約70%人患有功能性殘疾。偏癱是最重要的癥狀。 雖然部分患者可逐漸恢復(fù)站立行走，但往往表現(xiàn)為行走時偏癱側(cè)髖關(guān)節(jié)上提、膝關(guān)節(jié)伸直、足下垂伴內(nèi)翻畸形的向外劃圈步態(tài)、支撐相時膝過伸、足著地及離地的順序異常[2]。 另外，中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷導(dǎo)致患者出現(xiàn)偏癱側(cè)本體感覺異常，從而導(dǎo)致患者對自身姿勢控制不佳，且不能對步行姿勢做出及時有效的調(diào)整。長此以往的異常步態(tài)，又會導(dǎo)致髖、膝、踝關(guān)節(jié)的急慢性損傷，進一步加重下肢行走能力的障礙[3]。

目前臨床上仍沒有普遍共識的黃金標(biāo)準來評定腦卒中偏癱患者下肢運動功能變化，步態(tài)是日?；顒又凶畛Ｓ玫娜祟愡\動形式之一。作為一項固有的復(fù)雜任務(wù)， 人的步態(tài)需要神經(jīng)和肌肉骨骼系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，以便在運動期間為身體提供平衡和穩(wěn)定。步態(tài)分析在評估健全和病理步態(tài)方面發(fā)揮著重要作用，在評定患者步行過程中雙下肢生物力學(xué)負荷變化方面既客觀且高效， 而且可以為腦卒中偏癱患者的步行訓(xùn)練提供指導(dǎo)。

筆者通過腦卒中患者步態(tài)分析的定量數(shù)據(jù)采集來探究腦卒中患者行走及站立的下肢生物力學(xué)特征，并通過將步態(tài)分析的定量數(shù)據(jù)與漢化版腦卒中康復(fù)運動評價 （stroke rehabilitation assessment of movement，STREAM） 量表下肢運動功能部分評分進行相關(guān)性分析， 希望可以篩選出與STREAM 量表相關(guān)性較高的指標(biāo)，尋找出二者之間的關(guān)聯(lián)，以為腦卒中偏癱患者的下肢運動功能進行臨床診斷和評估，并記錄規(guī)范化數(shù)據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選擇2021 年5 月至2022 年6 月于安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科住院接受治療的腦卒中偏癱的患者21 例（卒中組），其中男性12 例，女性9例；年齡14~77 歲，平均年齡49.29 歲（標(biāo)準差14.73歲）；身高153~181 cm，平均身高168.90 cm（標(biāo)準差8.25 cm）；體質(zhì)量53~94 kg，平均體質(zhì)量69.88 歲（標(biāo)準差12.56 kg）；其中腦出血恢復(fù)期患者9 例，腦梗死恢復(fù)期患者12 例。 選取該時間段自愿加入該研究的健康者21 例（健康組），其中男性11 例，女性10 例；年齡24~71 歲， 平均年齡49.14 歲 （標(biāo)準差12.96歲）；身高155~183 cm，平均身高167.67 cm（標(biāo)準差7.96 cm）；體質(zhì)量48~80 kg，平均體質(zhì)量65.95 kg（標(biāo)準差9.45 kg）。 該研究已經(jīng)過安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)研究倫理管理委員會審批 （編號：YX2022042）。

兩組性別比例、年齡、身高、體質(zhì)量比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義 （t/χ2= 0.096、0.033、0.495、1.145，P ＞0.05），具有可比性。

卒中組選擇標(biāo)準： ①符合1995 年第四屆全國腦血管病會議制定的《各類腦血管病診斷標(biāo)準》[4]；②單側(cè)偏癱；③生命體征平穩(wěn)；④可獨站、獨走；⑤能夠充分理解治療師的要求并遵照執(zhí)行；⑥簽署康復(fù)治療知情同意書。

排除標(biāo)準：①非單側(cè)發(fā)??；②不能獨站、獨走；③意識模糊或伴有重度認知障礙（MMSE ＜15 分）[5]，不能配合或不愿配合等；④合并嚴重器質(zhì)性疾病，存在其他影響下肢行走功能疾病。

1.2 方法

1.2.1 漢化版腦卒中康復(fù)運動評價

采用STREAM[6]評分量表對卒中組患者下肢運動功能進行評估。 評分包括站立 （共9 分）、 行走（15分），共24 分，得分越高，說明站立行走能力越好。 患者入院后，在進行下肢步態(tài)分析之前由專業(yè)醫(yī)生進行STREAM 量表評分。

1.2.2 步態(tài)分析

1.2.2.1 ByGait-G6060-5 步態(tài)分析系統(tǒng)[7]該步態(tài)分析系統(tǒng)由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院運動與健康信息技術(shù)研究室研發(fā)，采集數(shù)據(jù)時頻率為100 Hz，點陣密度為2.25 點/厘米2，總長3 000 mm。

測試環(huán)境：準備測試前，囑咐患者洗凈雙足，且詳細告知患者測試注意事項。 測試時，均在安靜并且光線充足的房間中接受測試。在接受測試前使患者保持安靜且放松的狀態(tài)進行預(yù)測試1 次，該次測試記錄不計入測試結(jié)果。全部評估由同一位培訓(xùn)合格后康復(fù)醫(yī)生完成。

測試方法和測試指標(biāo)： 使用與ByGait-G6060-5步態(tài)分析系統(tǒng)厚度相等的泡沫墊鋪于儀器前端，作為輔走道。①動態(tài)測試時，患者站在離測試板開始處2 m位置，向測試板以日常步行姿勢行走，完全通過測試板為止的過程作為一次測試完成。 總共行3 次測試，取平均值作為最終結(jié)果。注意事項：測試期間，患者不可佩戴任何支具等，均需獨立行走，盡量做到兩眼平視前方，自然擺動雙臂，在測試板上不刻意停留。②靜態(tài)測試時，患者站立在靜態(tài)模塊上，等待患者適應(yīng)后開始測試，10 s 時間完成測試。注意事項：期間要求患者應(yīng)盡量穩(wěn)定站立于模塊上， 盡量做到雙眼平視前方，雙手自然放于身體兩側(cè)，雙足自然站立。

空間參數(shù)指標(biāo)：①步相角，在行走時人體前進的方向與足的長軸所形成的夾角；②步寬，在行走時左右兩足間的距離；③足底分區(qū)情況，基于解剖學(xué)可將足底的壓力分布劃分成5 個部分，腳趾區(qū)（Toe 區(qū)，T 區(qū)），第一、第二跖骨區(qū)（Metatarsal 1 區(qū)，M1 區(qū)），第三~第五跖骨區(qū) （Metatarsal 2 區(qū)，M2 區(qū)）， 足底中部區(qū)（Middle of the foot 區(qū)，MF 區(qū)），足后跟區(qū)（HEEL 區(qū)），見圖1； ④足底壓力中心 （center of plantar pressure，COP）軌跡，是由一系列COP 的坐標(biāo)相互連接形成的軌跡， 并通過計算機分析計算出COP 在身體橫向（X軸）的最大偏移距離，以COP-X 來表示；COP 在身體縱向（Y 軸）的最大偏移距離，則以COP-Y 來表示。見圖2。

圖1 足底壓力分區(qū)Fig.1 Image of plantar pressure distribution

圖2 靜態(tài)COP 軌跡Fig.2 Images of static COP trajectory

1.2.2.2 運動障礙數(shù)字化測試平臺 運動學(xué)參數(shù)及部分空間參數(shù)指標(biāo)采集使用Tecno Body Walker-view（Bergamo，Italia）運動障礙數(shù)字化測試平臺，該設(shè)備由47 英寸顯示屏、三維照相機、紅外線定位儀、控制臺及跑步機組成。

測試環(huán)境同1.2.2.1 節(jié)。

測試方法及測試指標(biāo)： 患者處于平靜狀態(tài)后，自然站立于測試平臺上，告知患者測試開始后，以初始速度為0 km/h 開始往上加速， 逐漸加速至患者認可的安全且自然的步速后穩(wěn)定步速，實時記錄1 min 內(nèi)患者的步態(tài)數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)中不包括測試平臺的加速及減速階段），重復(fù)進行3 次并取其平均值作為結(jié)果。

空間參數(shù)指標(biāo)： ①步速，1 min 內(nèi)所行走的距離；②步幅，行走時由一側(cè)足跟著地到該側(cè)足跟著地所進行的長度；③觸地時長百分比，偏癱患者行走時，患側(cè)足跟部首次著地至足尖離地時間占所有步幅所需時間的百分比。

運動學(xué)參數(shù)指標(biāo)：①峰值屈髖角度，在一個步行周期內(nèi)，髖關(guān)節(jié)屈伸運動中最大屈曲角度；②峰值屈膝角度，在一個步行周期內(nèi)，膝關(guān)節(jié)屈伸運動中最大屈曲角度。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 27.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。 符合正態(tài)分布的連續(xù)型變量以均數(shù)±標(biāo)準差表示，對各組的性別組成是否存在差異采用χ2檢驗，各組間年齡、體質(zhì)量、 身高是否存在差異采用兩獨立樣本t 檢驗；卒中組及健康組兩組組間數(shù)據(jù)差異比較使用獨立樣本t檢驗； 步態(tài)分析參數(shù)與STREAM 評分進行相關(guān)性分析采用Pearson 相關(guān)法。 P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，P ＜0.01 為差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組步速、步寬、步幅、步相角、觸地時長百分比比較

卒中組步幅小于健康組，步寬、觸地時長百分比大于健康組，步速小于健康組，步相角大于健康組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。 見表1。

表1 兩組步速、步寬、步幅、步相角、觸地時長百分比比較Tab.1 Comparison of step speed,step width,step length,foot angle and percentage of touchdown time between 2 groups

2.2 兩組足底各區(qū)域壓力占比比較

卒中組MF 區(qū)足底壓力占比較健康組高，差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.01）；卒中組HEEL 區(qū)足底壓力占比較健康組低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.05）；兩組T 區(qū)、M1 區(qū)、M2 區(qū)足底壓力占比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P ＞0.05）。 見表2。

表2 兩組足底各區(qū)域壓力占比比較Tab.2 Comparison of proportion of pressure distribution in each plantar area between 2 groups

2.3 兩組足底壓力中心軌跡偏移值比較

與健康組比較， 卒中組在COP-X 和COP-Y 方向的偏移值均增高，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.05）。見表3。

表3 兩組COP 軌跡偏移值比較Tab.3 Comparison of trajectory deviation values of COP between 2 groups

2.4 兩組運動學(xué)參數(shù)比較

卒中組患側(cè)峰值屈髖角度較健康組減少，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；卒中組患側(cè)峰值屈膝角度較健康組減少，差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.01）。 見表4。

表4 兩組運動學(xué)參數(shù)比較Tab.4 Comparison of kinematic parameters between 2 groups

2.5 下肢生物力學(xué)指標(biāo)與STREAM 量表下肢運動部分評分間的相關(guān)性分析

卒中組患者STREAM 量表下肢運動部分評分為（12.81±3.14）分。 統(tǒng)計分析顯示STREAM 量表下肢運動部分數(shù)據(jù)為正態(tài)分布，STREAM 量表下肢運動部分評分與步速、步幅、峰值屈膝角度、峰值屈髖角度、觸地時長百分比呈正相關(guān)（P ＜0.05），與COP-X、COP-Y 呈負相關(guān) （P ＜0.05）；STREAM 量表下肢運動部分評分與步相角、步寬無相關(guān)性（P ＞0.05）。 見表5。

表5 患者下肢生物力學(xué)指標(biāo)與STREAM 量表下肢運動部分評分間的相關(guān)性分析Tab.5 Correlation analysis between biomechanical parameters of lower limbs and score of lower limb motor part in STREAM scale

3 討論

腦卒中患者系行走姿勢異常直接影響人的日常生活活動能力，往往表現(xiàn)為偏癱步態(tài)，所以腦卒中康復(fù)治療目的之一便是行走能力的恢復(fù)，從而為改善日常生活活動能力及生存質(zhì)量打下基礎(chǔ)。

3.1 腦卒中偏癱患者步態(tài)參數(shù)分析

步態(tài)分析通常包括通過直接觀察或錄像帶等方式測定出空間參數(shù)及動態(tài)數(shù)據(jù)[8~10]。 其中空間參數(shù)包括步態(tài)速度、步長、步幅、單肢支撐時間、雙肢支撐時間、擺動持續(xù)時間和節(jié)奏等[11]。 動態(tài)數(shù)據(jù)包括動力學(xué)和運動學(xué)數(shù)據(jù)，例如垂直地面反作用力、足底壓力分布、關(guān)節(jié)反作用力、力矩和功率，以及描述關(guān)節(jié)角運動的運動學(xué)數(shù)據(jù)和反映肌肉活動模式的肌電圖數(shù)據(jù)等。由于步態(tài)分析系統(tǒng)可以獲取的參數(shù)繁多，但很難對這些機械力學(xué)數(shù)據(jù)向臨床定量定性評估異議轉(zhuǎn)化解釋，所以必須選擇一些適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)來體現(xiàn)主要矛盾。筆者研究主要是選取卒中偏癱患者整體步行水平（包括步速、步寬、步相角、步速、觸地時長百分比）、站立時足底壓力及COP 偏移水平及兩個運動學(xué)參數(shù)（峰值屈膝、屈髖角度）[12]作為衡量的指標(biāo)。

步速的信度和效度已被證實可作為評價患者行走能力的客觀指標(biāo)[13~16]。 正常情況下的步行速度為0.9 ～1.8 m/s[13]，但偏癱患者由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷導(dǎo)致行走功能及行走效率降低[17，18]。 筆者研究中健康組步速與上述研究結(jié)果一致， 卒中組步速明顯下降（表1）。結(jié)果（表1、4）還顯示，由于偏癱者患側(cè)肌張力增高、肌力下降，關(guān)節(jié)攣縮、下肢聯(lián)合反應(yīng)及共同運動模式[19，20]等因素，有的患者還存在患側(cè)髖膝踝關(guān)節(jié)急慢性損傷導(dǎo)致的疼痛， 從而導(dǎo)致在行走時患側(cè)膝、髖關(guān)節(jié)屈曲不足[21]，髖關(guān)節(jié)代償性上提、外展外旋[16]，使患側(cè)下肢向外側(cè)沿弧線擺動，步行穩(wěn)定性差，患側(cè)肢體支撐時支撐力不足， 健側(cè)急于落地以對軀體提供支撐能力，健側(cè)肢體支撐時，患側(cè)擺動不充分[22~24]，因而無論健側(cè)還是患側(cè)步長均縮短， 故患側(cè)觸地時長百分比、步幅較健康組降低。步相角較健康組增大；峰值屈髖、屈膝角度較健康組變小。

人體在站立和行走時，足底各區(qū)域的本體感覺的輸入信息對調(diào)節(jié)運動和維持姿勢有重要的作用[25~27]，人體足底壓力分布情況可反映有關(guān)足的結(jié)構(gòu)、功能及運動控制等情況[28]。筆者觀察正常成年人行走足底壓力值百分比，最大受力點在足跟，其次為跖骨區(qū)內(nèi)側(cè)緣。偏癱患者由于中樞神經(jīng)損傷，喪失對牽張反射的調(diào)控能力，偏癱下肢表現(xiàn)為伸肌模式，小腿三頭肌發(fā)生肌痙攣后，會使患肢踝關(guān)節(jié)長時間處于跖屈位，脛前肌和腓骨長、短肌處于牽拉延長的狀態(tài)，表現(xiàn)為足內(nèi)翻、足下垂[19、20]，在步態(tài)分析系統(tǒng)測量出的足底壓力占比數(shù)據(jù)中表現(xiàn)如表2 所示：HEEL 區(qū)壓力占比明顯較正常人少，且足弓處壓力占比較正常人增大。另外，由于足內(nèi)翻表現(xiàn)，M2 區(qū)壓力占比應(yīng)較正常人增大，從表2中可以看出前足掌外側(cè)緣的壓力平均值較正常組增大，但該研究結(jié)果并無統(tǒng)計學(xué)差異，后期可增加樣本量，再進行進一步研究分析。

人體的平衡能力是指人體能保持一種穩(wěn)定狀態(tài)，不論周圍環(huán)境或自身姿態(tài)發(fā)生如何變化時，都能自動地保持姿態(tài)穩(wěn)定的一種基本功能[29]。 早先的研究者實驗發(fā)現(xiàn)肢體負重比例失衡、身體的質(zhì)心及足底的壓力中心的偏移均會導(dǎo)致平衡功能降低。絕大部分腦卒中患者由于本體感覺的異常及患側(cè)肢體協(xié)調(diào)能力障礙等因素，站立時雙側(cè)下肢負重比例不對等，主要表現(xiàn)為偏癱側(cè)的下肢對身體軀干的支撐減少。 另外，卒中患者主觀上會更加依賴健側(cè)進行負重，從而健側(cè)負重增多[30]。 由于這種雙側(cè)肢體支撐的不對等性，腦卒中患者站立時身體會出現(xiàn)晃動， 具體可以體現(xiàn)在COP偏移等。 另外，當(dāng)外界環(huán)境出現(xiàn)干擾或由于身體平衡打破， 患者反應(yīng)速度降低或無法及時做出相應(yīng)反應(yīng)，則會增加摔倒風(fēng)險。 COP 軌跡常用于步態(tài)的分析和平衡能力的評估， 其原理通過衡量人站立位雙足COP 在X 軸及Y 軸的偏移， 再通過軌跡來評估身體的穩(wěn)定性[31~33]。 成年健康人COP 軌跡的偏移較小，X及Y 軸的偏移無明顯差別[34]。 而偏癱患者COP 軌跡偏移明顯增大[35，36]（見表3）。 另外，筆者研究表1 顯示：偏癱患者行走時步寬大于正常人。 步寬是左右兩足間的橫向距離，偏癱患者行走時的平衡能力可通過患者的步寬表現(xiàn)， 偏癱患者行走時穩(wěn)定性會出現(xiàn)大大下降，將會出現(xiàn)步寬加大來代償以增加行走時的穩(wěn)定性[37]。

3.2 步態(tài)參數(shù)及其與STREAM 量表評分間的相關(guān)性

在實際臨床運用中，腦卒中的肢體功能評定大多數(shù)采用的是半定量量表，常用評估量表[38，39]有巴氏評估量表、 肌力評定、 改良Ashworth 量表、Brunnstrom評定量表、Berg Balance Scale 評定量表、 威斯康星步態(tài)量表、漢化版STREAM 定量評分、下肢運動功能評定（簡化Fugl-Meyer 評估量表）等，這些量表側(cè)重點各不同，不是每一種量表均能有效反映腦卒中患者下肢運動功能。 筆者采用STREAM 量表下肢運動部分來評定卒中組的站立及行走功能， 評分內(nèi)容包括站立、站立位髖、膝、踝關(guān)節(jié)分離運動、室內(nèi)步行、倒退行走、側(cè)方行走、上臺階、下臺階這9 個部分，遵循了腦卒中偏癱患者恢復(fù)的過程，可以很好地體現(xiàn)卒中患者的下肢運動功能的變化。在筆者研究中步速、步幅、患側(cè)觸地時長百分比，峰值屈膝角度、峰值屈髖角度與STREAM 量表下肢運動部分評分呈正相關(guān)，COP-X、COP-Y 與STREAM 量表下肢運動部分評分呈負相關(guān)，步寬、步相角與STREAM 量表下肢運動部分評分無明顯相關(guān)性，這表明步態(tài)分析參數(shù)變化與下肢行走功能半定量評定具有一定的關(guān)聯(lián)性，這對于在臨床工作中判斷疾病的嚴重程度有很大幫助，此外重視重點步態(tài)參數(shù)的變化可以更好地在疾病尚未達到嚴重程度的時候做出診斷，及時調(diào)整康復(fù)治療方案，為臨床處方的制定和結(jié)局判斷提供客觀的參考依據(jù)。

綜上所述，與健康人相比，腦卒中偏癱側(cè)足底壓力分布呈現(xiàn)的規(guī)律明顯， 主要表現(xiàn)為足跟處負重減少、外側(cè)緣負重增多。 同時步速、步幅、觸地時長百分比、峰值屈膝角度、峰值屈髖角度、COP-X、COP-Y 與STREAM 量表下肢運動評分具有顯著相關(guān)性。雖然該檢測方式較繁瑣，但相較于評定量表而言，它將下肢功能量化，可以更精準地評估患者的步行能力，分析腦卒中下肢殘疾程度及機制，從而對患者制定個性化的治療方案具有深遠意義。