劉 丹 唐占英 楊強(qiáng)玲 林 婕 胡志俊

(上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，上海，200030)

綜 述

步態(tài)分析技術(shù)在膝骨關(guān)節(jié)炎應(yīng)用研究進(jìn)展

劉 丹 唐占英 楊強(qiáng)玲 林 婕 胡志俊

(上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，上海，200030)

國(guó)際上，針對(duì)膝骨關(guān)節(jié)炎(Knee Osteoarthritis,KOA)患者進(jìn)行步態(tài)分析并沒(méi)有形成共識(shí)的最佳方法。盡管缺乏這些方面的標(biāo)準(zhǔn)化,這始終表明，根據(jù)疾病的不同階段，骨關(guān)節(jié)炎患者可能表現(xiàn)出不同的步態(tài)參數(shù)。本文通過(guò)文獻(xiàn)檢索的方式匯總了相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)并回顧了近幾年來(lái)關(guān)于衡量骨關(guān)節(jié)炎特征的研究,以及步態(tài)參數(shù)的變異性對(duì)于發(fā)病率的高低的影響。文獻(xiàn)檢索結(jié)果包含七項(xiàng)關(guān)于對(duì)照運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)研究,九項(xiàng)針對(duì)動(dòng)力學(xué)參數(shù)以及四項(xiàng)針對(duì)EMG分析方面的研究、六項(xiàng)針對(duì)步態(tài)分析治療效果的研究。

步態(tài)分析；膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎；表面肌電圖

Gait analysis Osteoarthritis of Knee; Dynamic electromyography

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(Knee Osteoarthritis，KOA)是膝關(guān)節(jié)的一種慢性退行性疾病，是以關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)、軟骨下骨等合成與分解代謝失衡，關(guān)節(jié)軟骨損壞為特征的一個(gè)復(fù)雜的、多元化疾病。目前，在流行病學(xué)研究中沒(méi)有普遍共識(shí)的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”來(lái)識(shí)別典型骨關(guān)節(jié)炎。盡管缺乏標(biāo)準(zhǔn)化，但是KOA的患病率伴隨年齡增長(zhǎng)呈正相關(guān)，并且疾病主要累及髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)這兩個(gè)點(diǎn)已經(jīng)在基于人群的實(shí)驗(yàn)中被廣泛的顯示。骨關(guān)節(jié)炎的病因?qū)W是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，針對(duì)其病因的臨床和基礎(chǔ)研究是國(guó)際上研究的熱點(diǎn)。研究認(rèn)為廣泛系統(tǒng)性因素，遺傳因素，生物力學(xué)因素和環(huán)境因素都對(duì)其發(fā)展有一定的影響[1]。其中影響KOA進(jìn)展的生物力學(xué)因素包括肌肉力量變化、下肢力線異常、體重增加等。KOA發(fā)病后，關(guān)節(jié)內(nèi)及其周圍生物力學(xué)環(huán)境即發(fā)生明顯改變，同時(shí)下肢運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)異常。針對(duì)異常的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)尤其是步態(tài)進(jìn)行分析是在宏觀上把握KOA病情以及治療情況的重要手段，并成為當(dāng)前相關(guān)研究的熱門。步態(tài)分析(Gait Analysis,GA)主要針對(duì)下肢的運(yùn)動(dòng)和受力情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)的量化分析。在下肢運(yùn)動(dòng)障礙的分析領(lǐng)域，GA的重要性正在不斷增加。作為臨床評(píng)估的補(bǔ)充以及有助于提高治療效果的工具，GA有益于做出有效的臨床決策[2]。本文就GA技術(shù)在KOA臨床與基礎(chǔ)中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 步態(tài)分析

步態(tài)分析是對(duì)于人類的行走狀態(tài)運(yùn)用力學(xué)原理、解剖學(xué)原理、生理學(xué)知識(shí)進(jìn)行對(duì)比分析的一種研究方法。對(duì)于步態(tài)定量的分析是通過(guò)專門設(shè)計(jì)的機(jī)械獲得客觀的數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分析[3]。三維運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量現(xiàn)已常用于臨床步態(tài)分析并為測(cè)量步態(tài)研究和臨床實(shí)踐提供關(guān)鍵的指標(biāo)。三維運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)主要由四部分組成：運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)、測(cè)力臺(tái)、肌電遙測(cè)系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)[4]。三維運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)足印分析法成為GA的主流趨勢(shì)。

1.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析主要研究肢體行走過(guò)程中時(shí)間空間的變化規(guī)律以及關(guān)節(jié)角度參數(shù) 測(cè)量時(shí)在肢體關(guān)節(jié)處固定感光標(biāo)記。以攝像機(jī)獲取行走時(shí)標(biāo)志運(yùn)動(dòng)軌跡得到關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度。利用內(nèi)在軸線和歐拉旋轉(zhuǎn)角度來(lái)描述行走過(guò)程中關(guān)節(jié)三維運(yùn)動(dòng)[5]。其運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)通常包括人體重心分析、廓清機(jī)制、步行時(shí)間-空間以及肢體的階段性運(yùn)動(dòng)。Michael D進(jìn)行了一項(xiàng)有關(guān)KOA患者步態(tài)的研究。實(shí)驗(yàn)中使用了步態(tài)分析方法分析KOA患者與正常對(duì)照組，發(fā)現(xiàn)KOA患者的步態(tài)參數(shù)相比正常人有明顯改變，包括、步速減慢、步幅變短、跨步時(shí)間延長(zhǎng)[6]。一項(xiàng)Maezawa Y等人做進(jìn)行的研究針對(duì)24個(gè)頸部受壓頸椎病體現(xiàn)痙攣步態(tài)的患者進(jìn)行三維步態(tài)分析。在跖屈腳踝擺動(dòng)期之外患者表現(xiàn)出站立位相膝關(guān)節(jié)伸展過(guò)度，并表現(xiàn)出行走速度和步長(zhǎng)顯著降低,站立相持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)和單一的擺動(dòng)相持續(xù)時(shí)間減少以及步長(zhǎng)增加[7]。三維步態(tài)分析可以提供詳細(xì)的,定量的數(shù)據(jù)以評(píng)估障礙步態(tài)。在Patrick JH的一項(xiàng)研究中針對(duì)脊髓不完全損傷運(yùn)用三維步態(tài)分析。三維步態(tài)分析通過(guò)對(duì)于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度的測(cè)量和關(guān)節(jié)受壓,力矩和力量的計(jì)算指導(dǎo)我們針對(duì)步態(tài)差異做有加明顯的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)證明步態(tài)分析通過(guò)指導(dǎo)外科手術(shù)和其他治療方法已經(jīng)徹底改變了針對(duì)腦癱兒童痙攣狀態(tài)的觀測(cè)[8]。Farrokhi等[9]在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中針對(duì)膝骨關(guān)節(jié)炎患者與正常人進(jìn)行對(duì)照研究，患病組14例以及對(duì)照組12例，通過(guò)步態(tài)分析手段進(jìn)行檢查，其結(jié)果顯示足跟著地時(shí)KOA患者的膝關(guān)節(jié)屈曲角度相對(duì)于常人要小?；疾〗M踝關(guān)節(jié)在支撐期最大跖屈與背屈角度均明顯小于正常對(duì)照組。

1.2 動(dòng)力學(xué)分析包括運(yùn)動(dòng)過(guò)程壓力分析和負(fù)荷分析 其研究對(duì)象主要是作用力—反作用力強(qiáng)度、方向以及時(shí)間等因素。步行動(dòng)力學(xué)的特征有地面反作用力、剪力、力矩。此外Mercurio設(shè)計(jì)了利用鞋內(nèi)置感受器檢測(cè)足底不同部位壓力的方法[10]。一些生物力學(xué)變量與KOA有高度聯(lián)系，尤其是膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩。有關(guān)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的測(cè)量，Heather S.Linley在實(shí)驗(yàn)中用一條線連接骨盆兩個(gè)參考點(diǎn)的中點(diǎn)和肩峰中點(diǎn)，這條線被投射到實(shí)驗(yàn)室額狀面和骨盆額狀面。骨盆傾斜作為盆腔和實(shí)驗(yàn)室協(xié)調(diào)系統(tǒng)之間的夾角也進(jìn)同樣在額狀面被測(cè)量。研究結(jié)果針對(duì)關(guān)節(jié)彎曲運(yùn)動(dòng)提供定量數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)臨床評(píng)估[11]。Mündermann在研究中強(qiáng)調(diào)，行走過(guò)程中通過(guò)膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩可以估計(jì)負(fù)載力轉(zhuǎn)移至內(nèi)側(cè)和外側(cè)隔間的分布。外部膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩的增大可以顯示內(nèi)側(cè)間隔相對(duì)外側(cè)而言承受了更大的負(fù)載。Golightly認(rèn)為生物力學(xué)變量一定程度上受先天性發(fā)育異常影響[12]。此外Thorstensson認(rèn)為肌肉力量的減少也是重要的生物力學(xué)誘因[13]。還有另一個(gè)有關(guān)骨關(guān)節(jié)炎的生物力學(xué)因素是膝關(guān)節(jié)的頻繁重復(fù)使用。Felson在弗雷明漢骨關(guān)節(jié)炎實(shí)驗(yàn)中從事需要反復(fù)膝蓋彎曲職業(yè)的人相比不從事相關(guān)職業(yè)的人來(lái)說(shuō)患有KOA的風(fēng)險(xiǎn)高兩倍[14]。Englund在研究中認(rèn)為生活早期關(guān)節(jié)損傷是骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生的一個(gè)重要誘因，曾患有前交叉韌帶或膝蓋軟骨半月板撕裂的人群經(jīng)步態(tài)分析生物力學(xué)變量改變明顯。研究證明其KOA風(fēng)險(xiǎn)明顯增高[15]。

1.3 動(dòng)態(tài)肌電圖的研究 動(dòng)態(tài)肌電圖的研究是在步行的同時(shí)檢測(cè)肌肉活動(dòng)，可以是表面肌電圖分析也可以是深部肌電圖分析。用于檢測(cè)步行時(shí)肌肉活動(dòng)與步態(tài)的關(guān)系。表淺肌肉一般采用表面電極，置放于與相鄰肌肉距離最遠(yuǎn)并且接近肌腹的部位，可以采用植入式線電極。Agostini在其研究中提出表面肌電圖可以做到無(wú)創(chuàng)傷性研究肌肉活動(dòng)并在肌肉運(yùn)動(dòng)的同時(shí)評(píng)價(jià)肌肉活動(dòng)的時(shí)間和強(qiáng)度[16]。由于表面肌電圖主要根據(jù)肌肉生物電活動(dòng)獲得，是時(shí)間序列信號(hào)。多個(gè)運(yùn)動(dòng)單位活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電變化在時(shí)間和空間上相互疊加，經(jīng)過(guò)處理后方可用于評(píng)價(jià)分析。表面肌電圖分析分為線性分析和非線性分析。線性分析主要針對(duì)時(shí)間維度和頻率維度兩方面分析。在時(shí)間維度上反映肌電曲線變化特征的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有積分肌電(IEMG)、均方根振幅(RMS)、平均振幅(MA)等。頻率分析指標(biāo)主要有平均功率分析(MPF)、中值頻率(MF)。小步變換分析法作為表面肌電信號(hào)分析的有力工具是一種把時(shí)間和頻率結(jié)合起來(lái)的非線性分析方法。

2 KOA步態(tài)參數(shù)的變化

關(guān)于KOA不同程度的患者，GA提供了重要的信息。Kiss，R.M的研究顯示步態(tài)參數(shù)的變化受KOA嚴(yán)重性的影響[17]。這就使得GA在KOA的嚴(yán)重程度上有十分明顯的界定作用。眾多研究表明KOA在運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)上都有明顯改變[18-20]。說(shuō)明運(yùn)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)在KOA的損傷后有明確的改變，這有利于KOA診斷的數(shù)據(jù)化和規(guī)范化。

2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的改變 臨床上KOA患者其外觀步態(tài)有明顯改變：Chen，C.P在一項(xiàng)針對(duì)不同年齡KOA患者步態(tài)參數(shù)改變的研究中指出：患者的步速、步長(zhǎng)以及步頻均有減小，患側(cè)膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)活動(dòng)度明顯減小、其減小的幅度與KOA的嚴(yán)重程度有關(guān)[21]。關(guān)節(jié)所承受的機(jī)械負(fù)荷對(duì)關(guān)節(jié)軟骨的性能有顯著的影響。姿勢(shì)與可視化步態(tài)的變化例如膝關(guān)節(jié)屈曲幅度減小和步行速度減慢在KOA中度嚴(yán)重模型中表現(xiàn)明顯。Arokoski的研究認(rèn)為這里改變同時(shí)也關(guān)系到其他一些與疾病晚期相關(guān)的伴隨性變化，比如年齡、疼痛、肥胖和關(guān)節(jié)僵硬[22]。Astephen，J.L.的一項(xiàng)研究中指出步態(tài)措施之間的相互關(guān)系和步態(tài)周期支撐相所占時(shí)間可以為洞察骨關(guān)節(jié)炎的病理的機(jī)械機(jī)制提供依據(jù)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示額平面負(fù)荷與對(duì)線的改變以及步態(tài)周期中負(fù)重相增加是膝骨關(guān)節(jié)炎的特征步態(tài)模式[23]。Tanaka,K所進(jìn)行的一項(xiàng)研究評(píng)估了三組不同人群行走過(guò)程中軀干傾斜角度。這三組分別為：?jiǎn)蝹?cè)膝關(guān)節(jié)OA,雙邊膝關(guān)節(jié)OA以及健康受試者。這項(xiàng)研究表明,雙邊膝關(guān)節(jié)OA患者相對(duì)于正常健康組和單側(cè)膝OA患者表現(xiàn)出不同的特征[24]。

2.2 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的改變 Mündermann的研究認(rèn)為基于以往一直以來(lái)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩在KOA患者與健康對(duì)照組之間有明顯變化，但在對(duì)于不同嚴(yán)重程度的KOA之間沒(méi)有明確的區(qū)別[25]。Hurwitz在一項(xiàng)研究中表明髖內(nèi)收力矩的減小與KOA疾病進(jìn)展有密切聯(lián)系[26]。更有研究者針對(duì)膝關(guān)節(jié)橫向平面動(dòng)力學(xué)進(jìn)行量化研究。Andriacchi以及Landry的研究認(rèn)為膝關(guān)節(jié)橫向平面力學(xué)變化使我們能初步了解不同級(jí)別的負(fù)荷加載于關(guān)節(jié)軟骨受力區(qū)域造成退行性病變[27-28]。

2.3 肌電圖的變化 Hubley-Kozey CL針對(duì)嚴(yán)重KOA患者表面肌電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。五十一名受試者為全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)后一周。受試者沿著一條6米人行道在自然步速下行走。同時(shí)對(duì)其七塊肌肉進(jìn)行表面肌電數(shù)據(jù)記錄。捕獲的肌電數(shù)據(jù)包括振幅和肌電圖波形突變的形態(tài)特征。研究結(jié)果指出在步行過(guò)程的站立相和擺動(dòng)相，腓腸肌內(nèi)外側(cè)頭協(xié)同激活，股四頭肌維持激活以減少膝內(nèi)側(cè)負(fù)荷，同時(shí)增強(qiáng)站立相膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定[29]。McCarthy，C.J等在一項(xiàng)研究中利用等速測(cè)試儀和肌電圖針對(duì)KOA患者進(jìn)行步態(tài)分析。研究認(rèn)為KOA患者股四頭肌肌力下降，同時(shí)肌耐力也有所下降[30]。Fransen，M.通過(guò)步態(tài)分析針對(duì)KOA進(jìn)行一項(xiàng)大型研究(該實(shí)驗(yàn)選取113例KOA患者以及131例對(duì)照組)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)KOA患者股四頭肌肌力下降的同時(shí)腘繩肌肌力也有所下降[31]。

3 步態(tài)分析在KOA中的應(yīng)用

3.1 輕中度KOA的步態(tài)分析 Lim在一項(xiàng)研究專門針對(duì)KOA患者經(jīng)過(guò)物理療法后的步態(tài)參數(shù)[32]。所研究KOA患者一般經(jīng)歷12周的理療治療項(xiàng)目。研究中針對(duì)患者在治療后股四頭肌和肌腱力量增加的觀察可以解釋對(duì)于治療后患者臨床狀態(tài)明顯改善的臨床評(píng)價(jià)。在針對(duì)增強(qiáng)力量的鍛煉后KOA患者步態(tài)生物力學(xué)參數(shù)的研究上Lim，B.W運(yùn)用膝關(guān)節(jié)內(nèi)收肌力矩峰值作為生物力學(xué)結(jié)果來(lái)衡量物理療法的效果[33]。研究者認(rèn)為股四頭肌力量加強(qiáng)鍛煉項(xiàng)目之后，膝內(nèi)收肌力矩峰值沒(méi)有顯著變化。雖然膝內(nèi)收肌力矩在KOA進(jìn)展過(guò)程中作為一個(gè)生物力學(xué)指標(biāo)被廣泛接受，但這并不一定意味著加強(qiáng)力量練習(xí)是無(wú)效的。Turcot在有關(guān)于力量鍛煉作用于其他的步態(tài)參數(shù)方面進(jìn)行了研究[34]。

3.2 步態(tài)分析在重度KOA康復(fù)評(píng)估中的應(yīng)用 國(guó)際上針對(duì)嚴(yán)重KOA一般采取關(guān)節(jié)置換手術(shù)的方法治療。利用三維步態(tài)參數(shù)分析系統(tǒng)針對(duì)手術(shù)后情況進(jìn)行步態(tài)分析越來(lái)越多的被人們應(yīng)用。Sagawa Jr,Y的一項(xiàng)研究旨在進(jìn)一步識(shí)別臨床和步態(tài)生物力學(xué)參數(shù)的關(guān)聯(lián)，研究針對(duì)九十例嚴(yán)重KOA患者，以及26例健康個(gè)體組成的對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)通過(guò)髖關(guān)節(jié)膝關(guān)節(jié)踝關(guān)節(jié)成角在全肢射線照相法對(duì)膝關(guān)節(jié)畸形進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)還運(yùn)用力矩分析系統(tǒng)和踏力板進(jìn)行了全身步態(tài)分析。在這項(xiàng)研究中顯示胸腔傾斜與膝內(nèi)收肌力矩與有關(guān)。針對(duì)嚴(yán)重的膝OA患者實(shí)驗(yàn)觀察到胸腔傾斜高與膝內(nèi)收肌力矩高有緊密聯(lián)系。研究還指出除胸腔傾斜之外其他因素在減少膝關(guān)節(jié)內(nèi)收力矩方面也有影響[35]。N.Logoluso的一項(xiàng)研究評(píng)估并比較了攜帶鉸接膝蓋墊片的患者與正常對(duì)照人群以及對(duì)照肢體的步態(tài)參數(shù)。運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)顯示相比對(duì)照組而言攜帶鉸接膝蓋墊片的患者平均步態(tài)速度降低70%，術(shù)后膝蓋力矩減少的范圍是59%，但是地面反應(yīng)力僅略有降低，膝蓋正面和側(cè)面力矩的影響接近零或等于零[36]。Eric Dugan進(jìn)行了研究關(guān)于雙室膝關(guān)節(jié)置換后水平行走時(shí)膝關(guān)節(jié)的力量和力學(xué)指標(biāo)[37]。研究對(duì)最大等速離心膝蓋擴(kuò)展強(qiáng)度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。水平行走時(shí)進(jìn)行了萬(wàn)維運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。相比非手術(shù)肢體和對(duì)照組肢體而言手術(shù)膝蓋表現(xiàn)出更少的峰值扭矩和初始外展力矩，未累及的肢體在推進(jìn)力上相對(duì)于手術(shù)肢體和對(duì)照組肢體而言，膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)度更小而膝關(guān)節(jié)伸肌力矩更大，行走過(guò)程中對(duì)于手術(shù)組未累及組和對(duì)照組而言，其他典型的膝關(guān)節(jié)力學(xué)指標(biāo)沒(méi)有明顯不同。雙側(cè)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者表現(xiàn)出良好的正面膝關(guān)節(jié)平臺(tái)力學(xué)參數(shù)并且能夠產(chǎn)生相同級(jí)別的膝關(guān)節(jié)伸肌力矩。

3.3 步態(tài)分析在傳統(tǒng)中醫(yī)治療方面的應(yīng)用 姜淑云等[38]對(duì)17例(32膝)膝骨關(guān)節(jié)炎患者用理筋手法結(jié)合股四頭肌、脛前肌等膝關(guān)節(jié)周圍肌群的功能鍛煉，以4周為1個(gè)療程。觀察KOA患者治療前后按WOMAC評(píng)分量表積分值、步態(tài)參數(shù)值的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療后WOMAC評(píng)分量表3項(xiàng)積分均有改善的明顯，患者的步長(zhǎng)、步速、步幅水平均有所提高，且Q角的改變比較差異也有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。說(shuō)明推拿理筋手法結(jié)合功能鍛煉對(duì)于膝骨關(guān)節(jié)炎患者臨床癥狀及步態(tài)參數(shù)有顯著的改善。查建林等[39]應(yīng)用三維紅外步態(tài)分析儀器，分析了81例KOA患者在理筋手法以及功能鍛煉干預(yù)前后的平衡功能與步態(tài)效率變化情況，(其中男性36例，女性45例)。研究結(jié)果顯示理筋手法功能訓(xùn)練組患者在步長(zhǎng)、步速、雙支撐相等指標(biāo)治療后均得到明顯改善。

4 討論

三維步態(tài)分析作為一種新興的生物力學(xué)分析手段已經(jīng)在針對(duì)諸多疾病的研究上被廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代步態(tài)分析系統(tǒng)利用生物力學(xué)的原理、通過(guò)己掌握的人體解剖學(xué)及生理學(xué)結(jié)構(gòu)和功能等方面的知識(shí)，對(duì)人體步行時(shí)的步態(tài)參數(shù)(運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)、肌電參數(shù)、能量參數(shù)等)進(jìn)行比較分析[40]。基于KOA致病機(jī)理的不確定性，他的診斷和治療都缺乏一個(gè)絕對(duì)權(quán)威的量化標(biāo)準(zhǔn)。GA應(yīng)用于KOA的研究在當(dāng)前醫(yī)學(xué)與生物力學(xué)研究方面是一個(gè)熱點(diǎn)。但是對(duì)于KOA的發(fā)生以及不同程度損傷的界定上都沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的可遵循的生物力學(xué)參數(shù)改變指標(biāo)。這將不利于對(duì)KOA診斷的系統(tǒng)化以及對(duì)其嚴(yán)重程度的量化界定。KOA的治療方案有很多種。針對(duì)不同嚴(yán)重程度的治療方案以及治療效果有諸多研究。眾多的研究結(jié)果缺乏一個(gè)統(tǒng)一的量化指標(biāo)來(lái)客觀的評(píng)價(jià)不同方案治療效果的差異。這些都是有待于我們?cè)趯⒑笱芯窟^(guò)程中加以完善的工作。

[1]Woolf A D，Erwin J，March L.The need to address the burden of musculoskeletal conditions[J].B Ra & Rarh：lnal Rhmaology，2012(2):183-224.

[2]Leardini A，Biagi F，Merlo A，et al.Multi-segment trunk kinematics during locomotion and elementary exercises[J].Clinical Biomechanics,2011(6):562-571.

[3]Bugana F,BenedettiM G,Casadio G,et al.Estimation of spatial-temporal gait parameters in level walking based on a single accelerometer:Validation on normal subjects by standard gait analysis[J].Computer methods and programs in biomedicine,2012,108(1),129-137.

[4]McDermott A,BolgerC,Keating L,et al.Reliability of three-dimensional gait analysis in cervical spondylotic myelopathy[J].Gait & posture,2010,32(4),552-558.

[5]Pavgi K，Kadaba N.From Stadiums To Shuttle Diplomacy:Qatar's Emergence as a Regional Diplomatic Power[J].Exchange:The Journal of Public Diplomacy，2012.

[6]LewekMD，ScholzJ，Rudolph KS,et al.Stride-to-stride variability of knee motion in patients with knee osteoarthritis[J].Gait & posture，2006,23(4):505-511.

[7]Maezawa Y，UchidaK，BabaH.Gait analysis of spastic walking in patients with cervical compressive myelopathy[J].Journal of orthopaedic science,2001,6(5):378-384.

[8]Patrick JH.The case for gait analysis as part of the management of incomplete spinal cord injury[J].Spinal cord,2003,41(9):479-482.

[9]S F，S T，AB G，et al.Are the kinematics of the knee joint altered during the loading response phase of gait in individuals with concurrent knee osteoarthritis and complaints of joint instability? A dynamic stereo X-ray study[J].Clin Biomech (Bristol，Avon),2012(4):384-389.

[10]Lai K W，Mercurio M G.Medical and surgical approaches to vulvar intraepithelial neoplasia[J].Drmaolog Hray,2010,23(5):477-484.

[11]EsolaMA,McClurePW,FitzgeraldGK,er al.Analysis of lumbar spine and hip motion during forward bending in subjects with and without a history of low back pain[J].Spine,1996,21(1):71-78.

[12]Golightly Y M,Allen K D,Helmick C G，et al.Symptoms of the knee and hip in individuals with and without limb length inequality[J].Osteoarthritis and Cartilage,2009,17(5):596-600.

[13]Thorstensson C A,Petersson I F,Jacobsson L T H，et al.Reduced functional performance in the lower extremity predicted radiographic knee osteoarthritis five years later[J].Annals of the rheumatic diseases,2004,63(4):402-407.

[14]Felson DT.The epidemiology of knee osteoarthritis:results from the Framingham Osteoarthritis Study[J].In Seminars in arthritis and rheumatism,1990,20(3):42-50.

[15]Englund M，LohmanderL S.Risk factors for symptomatic knee osteoarthritis fifteen to twenty—two years after meniscectomy[J].Arthritis & Rheumatism,2004,50(9),2811-2819.

[16]AgostiniV，Nascimbeni A，GaffuriA，et al.Normative EMG activation patterns of school-age children during gait[J].Gait & posture,2011,32(3):285-289.

[17]KissRM.Effect of severity of knee osteoarthritis on the variability of gait parameters[J].Journal of Electromyography and Kinesiology,2011,21(5):695-703.

[18]Al-Zahrani K S，BakheitAMO.A study of the gait characteristics of patients with chronic osteoarthritis of the knee[J].Disability & Rehabilitation,2002,24(5):275-280.

[19]Fallah YakhdaniHR，BafghiH A，MeijerOG，et al.Stability and variability of knee kinematics during gait in knee osteoarthritis before and after replacement surgery[J].Clinical biomechanics,2010,25(3):230-236.

[20]Zeni Jr JA，HigginsonJS.Differences in gait parameters between healthy subjects and persons with moderate and severe knee osteoarthritis:a result of altered walking speed?[J].Clinical biomechanics (Bristol，Avon),2009,24(4):372.

[21]Chen CP，Chen MJ，Pei YC,et al.Sagittal plane loading response during gait in different age groups and in people with knee osteoarthritis[J].American journal of physical medicine & rehabilitation,2003,82(4):307-312.

[22]Arokoski JP A，Jurvelin JS，V??t?inen U,et al.Normal and pathological adaptations of articular cartilage to joint loading[J].Scandinavian journal of medicine & science in sports,2000,10(4):186-198.

[23]Astephen JL，Deluzio KJ.Changes in frontal plane dynamics and the loading response phase of the gait cycle are characteristic of severe knee osteoarthritis application of a multidimensional analysis technique[J].Clinical biomechanics,2005,20(2),209-217.

[24]Tanaka K，Miyashita K，Urabe Y，et al.Characteristics of trunk lean motion during walking in patients with symptomatic knee osteoarthritis[J].The Knee,2005,15(2):134-138.

[25]Dyrby CO，Andriacchi，TP.Secondary gait changes in patients with medial compartment knee osteoarthritis:increased load at the ankle，knee，and hip during walking[J].Arthritis & Rheumatism,2005,52(9):2835-2844.

[26]Chang A，Hayes K，Dunlop D，et al.Hip abduction moment and protection against medial tibiofemoral osteoarthritis progression[J].Arthritis & Rheumatism,2005,52(11):3515-3519.

[27]Andriacchi TP，M driacchi A.The role of ambulatory mechanics in the initiation and progression of knee osteoarthritis[J].Current opinion in rheumatology,2006,18(5):514-518.

[28]Landry S C，McKean K A，Hubley-KozeyCL,et al.Knee biomechanics of moderate OA patients measured during gait at a self-selected and fast walking speed[J].Journal of biomechanics，2007,40(8):1754-1761.

[29]Hubley-Kozey C，Deluzio K.，Dunbar M.Muscle co-activation patterns during walking in those with severe knee osteoarthritis[J].Clinical Biomechanics,2008,23(1):71-80.

[30]McCarthy C J,Callaghan M J，Oldham J A.The reliability of isometric strength and fatigue measures in patients with knee osteoarthritis[J].Manual therapy，2008,13(2):159-164.

[31]Sophie Coleman1，N Kathryn Briffa1，Graeme Carroll,et al.A randomised controlled trial of a self-management education program for osteoarthritis of the knee delivered by health care professionals[J].Arthritis Research & Therapy,2012，14:R21.

[32]Gaudreault N，Mezghani N,Turcot K，et al.Effects of physiotherapy treatment on knee osteoarthritis gait data using principal component analysis[J].Clinical Biomechanics，2011,26(3):284-291.

[33]Lim BW，Hinman RS，Wrigley TV，Sharma L，et al.Does knee malalignment mediate the effects of quadriceps strengthening on knee adduction moment，pain，and function in medial knee osteoarthritis? A randomized controlled trial[J].Arthritis Care & Research，2008,59(7),943-951.

[34]Turcot K，Aissaoui R.，Boivin K，et al.The responsiveness of three-dimensional knee accelerations used as an estimation of knee instability and loading transmission during gait in osteoarthritis patient's follow-up[J].Osteoarthritis and Cartilage，2009,17(2)，213-219.

[35]Sagawa JrY，Armand S，Lubbeke A，et al.Associations between gait and clinical parameters in patients with severe knee osteoarthritis:A multiple correspondence analysis[J].Clinical Biomechanics,2013，28 (3),299-305.

[36]Logoluso N，Champlon C，Melegati G，Dell'OroF，et al.Gait analysis in patients with a preformed articulated knee spacer[J].The Knee,2011,19(4):370-2.

[37]Wang H，Dugan E,Frame J,et al.Gait analysis after bi-compartmental knee replacement[J].Clinical Biomechanics,2009,24(9):751-754.

[38]姜淑云,褚立希,查建林.理筋手法結(jié)合功能訓(xùn)練治療膝骨關(guān)節(jié)炎的步態(tài)特征研究[J].中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2011,26(11):1056-1059.

[39]查建林,楊松濱.理筋手法結(jié)合功能鍛煉對(duì)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者步態(tài)的改善作用[J].上海中醫(yī)藥雜志,2011,45(2):35-37.

[40]李勇,龔利.步態(tài)分析在膝骨性關(guān)節(jié)炎中的應(yīng)用[J].中醫(yī)報(bào),2013,28(4):598-600.

(2014-08-08收稿 責(zé)任編輯：張文婷)

Objective:Internationally, there was no consensus on the best approach for gait analysis in patients with osteoarthritis (OA) of the knee. Although there is lack of standardization, it is consistently demonstrated that osteoarthritis patients may exhibit different gait parameters according to the disease stage. Methods:This summary reviews recent studies that have been undertaken to explore the manner for measure the characteristic on osteoarthritis, and clarify how the variability of gait parameters is influenced by the morbidity of KOA.Results:Twenty two studies were included, among which six were contrapose kinematics parameter, six were contrapose kinetic parameter, four were EMG analysis, and six were about the gait analysis in treatment effect.Conclusion:3DGA as a new biological mechanics analysis method has widely used in the study of many diseases. Based on the uncertainty of the pathogenic mechanism of KOA, diagnosis and treatment are lack of a quantitative criteria of absolute authority. This will not benefit the systematic KOA diagnosis as well as the quantity of severity of its definition.

R684.3

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.06.036

上海市衛(wèi)生系統(tǒng)先進(jìn)適宜技術(shù)推廣項(xiàng)目(編號(hào)：2013SY014)

劉丹(1988—)，女，碩士，研究方向：中西醫(yī)結(jié)合康復(fù)，E-mail：qlbridge@126.com

Study Progress on Gait Analysis Technology in the Application on Knee Osteoarthritis

Liu Dan, Tang Zhanying，Yang Qiangling, Lin Jie, Hu Zhijun

(InstituteofSpine,LonghuaHospitalaffiliatedtoShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Shanghai200030,China)