基于可穿戴系统的全膝置换术前后步态生物力学对比研究

目的针对现有全膝关节置换患者术前术后步态测试成本高昂、场地局限且无法定量评估患者损伤与恢复程度的问题,本研究基于可穿戴系统实现对患者步态生物力学特征高效率、低成本、高精度的定量评测,为患者的术后康复规划提供理论和实践指导。方法使用惯性动作捕捉系统和足底压力分布测量鞋垫对10位接受全膝关节置换患者进行术前和术后1个月的步态数据采集,在患者独立无干预状态下,获得自适应速度行走的数据,并对运动学与动力学参数进行特征分析,采用单因素方差分析对数据进行组间各因素差异性对照分析。结果术后1个月与术前的步态特征相比,行进过程中手术侧腿的垂直地面反力均值减少5%,非手术侧腿的垂直地面反力增加8%;手术侧腿与非手术侧腿的足底压力中心轨迹长度差相较于术前减少(P<0.05);手术侧腿在步态周期中支撑相时间相较于术前增加12.33%,步长、步速和步频相较于术前都有所增长且差异具有统计学意义(P<0.05)。结论与全膝关节置换术前相比,手术侧腿所受垂直地面反力增加,且在步态周期内支撑期时间增加,患者在术后行走能力得到较大改善。通过对患者术前损伤与术后康复程度的检测与分析,对临床医生制定康复规划具有显著参考意义。