肌电诱发神经肌肉电刺激对脑梗死偏瘫患者肌肉表面肌电图及步态时空参数的影响观察

目的 探讨肌电诱发联合神经肌肉电刺激(NMES)对脑梗死偏瘫患者肌肉表面肌电图及步态时空参数的影响。方法 选取2020年10月至2022年10月我院收治的脑梗死偏瘫患者270例,根据随机数表法分为肌电诱发组与NMES组各135例。检测并分析两组患侧肌肉表面肌电值、粗大运动功能量表(GMFM)评分、日常生活活动能力指数(BI)及步态时空参数水平变化。结果 治疗6周后,肌电诱发组肱二头肌、胫骨前肌、腓肠肌表面肌电值、GMFM和BI评分显著高于NMES组(P<0.05);两组步态周期、双足支撑时间、步宽显著降低(P<0.05),步频、步速、步长、步幅、患侧支撑时间、健侧支撑时间显著增大(P<0.05),肌电诱发组步态周期、双足支撑时间、步宽显著低于NMES组(P<0.05),患侧支撑时间、步频、步速、步长、步幅显著大于NMES组(P<0.05)。结论 肌电诱发NMES治疗可显著改善脑梗死偏瘫患者步态,促进神经功能恢复,提高患者生活质量。

基于三维步态分析仪对社区老人平衡能力与步态时空参数的相关性分析

目的通过三维步态分析仪系统采集社区老人步态时空参数,探讨其中影响老人平衡能力的相关指标。方法根据纳入及排除标准,选择在广州市区内居住的社区老人94例,有跌倒史39例,无跌倒史55例,进行Berg(Bergbalancescale,BBS)量表评分,通过三维步态分析仪系统采集社区老人步态时空参数,采用t检验、Person相关性分析及逐步多元回归分析研究步态时空参数中影响平衡能力的相关指标。结果有跌倒史老人与无跌倒史老人Berg评分、步态周期、步速、步幅、步频、左步长、右步长、左支撑相、左摆动相、右支撑相、右摆动相、双支撑相均差异有统计学意义(P<0.05)。相关性分析提示:步态周期、左支撑相、右支撑相、双支撑相与Berg量表评分负相关(P<0.05),步速、步幅、步频、左步长、右步长、左摆动相、右摆动相与Berg量表评分呈正相关(P<0.05)。逐步多元回归分析提示步速、双支撑相是影响老人平衡能力的主要因素(P<0.05),步态周期、步幅、步频、左步长、右步长、左支撑相、左摆动相、右支撑相、右摆动相不是老人平衡能力的影响因素(P>0.05)。结论步态时空参数中步速、双支撑相是影响老人平衡能力的主要因素。

下肢姿势矫正训练对脑瘫马蹄内翻足患儿步态时空参数、下肢运动功能及踝关节活动度的影响

目的:探究脑瘫马蹄内翻足患儿实施下肢姿势矫正训练对其下肢运动功能、步态时空参数、踝关节活动度的作用。方法:选取我院93例脑瘫马蹄内翻足患儿为观察对象,按照掷币法将患儿分为对照组46例和观察组47例。除给予石膏固定和足外展矫形器干预外,对照组实施常规康复指导,观察组在对照组基础上增加下肢姿势矫正训练。对比两组踝关节活动度(踝关节背伸和内翻角度)、步态时空参数(步速、步长、支撑相、摆动相变化)和下肢运动功能[粗大运动功能测试量表(GMFM)中D区和E区评分]的不同。结果:训练后,观察组患儿步长、步速和摆动相均较对照组高,支撑相较对照组低(P<0.05);观察组患儿D区和E区评分均较对照组高(P<0.05);观察组患儿内翻角度较对照组小,背伸角度较对照组大,但两组比较无统计学差异(P>0.05)。结论:下肢姿势矫正训练可有效改善脑瘫马蹄内翻足患儿下肢运动功能,提高患儿步态时空参数,但对患儿踝关节活动影响较小。

基于双向长短时记忆神经网络的步态时空参数脑肌电解码方法

针对脑电(EEG)信号对连续步态轨迹解码结果与实际轨迹相关性低的问题,提出一种基于双向长短时记忆(BiLSTM)神经网络的步态参数解码方法。首先,构建基于双向长短时记忆神经网络的步态时空参数解码模型,根据脑肌电信号特性设计解码模型的超参数;其次,同步采集脑电、下肢运动相关肌肉的表面肌电信号(sEMG)和下肢关节运动信号,并对脑电和表面肌电信号的步态相关特征进行分析;然后,以多通道脑电和下肢运动相关表面肌电信号作为解码模型的输入,自动提取脑肌电融合信号中步态相关特征并构建膝踝关节运动轨迹与特征之间的非线性回归模型;最后,以多通道脑电作为解码模型的输入,构建步态相关脑电信号和表面肌电信号之间的非线性回归模型。实验结果表明:所提方法与传统支持向量机方法相比,对踝关节解码轨迹与实测轨迹形状相似性Pearson相关系数提高了0.12;与单独采用脑电、表面肌电信号和脑肌电信号平均绝对值特征融合信号进行解码方法相比,对踝关节解码轨迹与实测轨迹形状相似性Pearson相关系数分别提高了0.81、0.19和0.63。该方法可实现从脑电信号中对部分表面肌电信号波形的解码,解码波形和实测波形的平均Pearson相关系数值接近0.5,证明从脑电信号中可解码出肌肉通道的表面肌电信号波形,为下肢外骨骼主动连续控制的应用提供了新思路。

下肢外骨骼康复机器人对偏瘫患者步态时空参数不对称性的影响

目的探索下肢外骨骼康复机器人对偏瘫患者步态时空参数不对称性的影响。方法选取10例偏瘫患者,让其穿戴外骨骼机器人在平地上连续行走10m,不穿带外骨骼机器人在平地上连续行走10m。采用光学运动捕捉系统分析跨步长、支撑相时间及摆动相时间等步态时空参数,各时空参数的不对称性评估采用不对称比表示,即同一个研究对象步行过程中分别双侧下肢各步态时空参数的比值。结果与不穿下肢外骨骼机器人行走时相比,穿戴外骨骼机器人后患侧跨步长明显增加,支撑相占比明显缩短,摆动相占比明显增加,各个时空参数的左右腿不对称性明显减小(均P<0.05)。结论下肢外骨骼康复机器人能够显著改善偏瘫患者步态时空参数的不对称性。

脑出血偏瘫患者步态时空参数对其平衡功能的影响

目的探讨脑出血偏瘫患者步态时空参数对其平衡功能的影响。方法选择2009-05—2014-05本院诊治的55例脑出血偏瘫患者为观察组,选择同期体检的60例健康者为对照组。采用人体步态测量与分析系统对包括步速、步长、支撑时间、步幅、摆动时间等步态时空参数进行分析,采用Berg平衡量表对脑出血患者进行平衡功能评估。结果与健侧相比,观察组患侧步长显著增加,支撑时间显著缩短,摆动时间显著延长,差异具有统计学意义(P<0.05);观察组与对照组步速、步频、步宽、步长及支撑时间比较差异具有统计学意义(P<0.05);Pearson相关分析结果显示,观察组不对称性参数步长偏差、患健侧摆动相比值及步宽与Berg评分显著相关(P<0.05)。结论偏瘫患者步速慢,其步态时空参数的不对称与平衡功能相关。

不同认知任务对早期认知障碍患者步态时空参数的影响

目的:探索不同类型双重任务对早期认知障碍患者和认知功能正常老年人(normal cognition,NC)步态时空参数的影响.方法:根据入组标准纳入轻度认知障碍患者(mild cognitive impairment,MCI)、主观认知下降患者(subjective cognitive de-cline,SCD)和NC,采用三维运动捕捉系统以及建模仿真分析软件对受试者进行单任务和4种不同类型双重任务(步行+计算任务,步行+报动物名任务,步行+故事回忆任务,步行+词语回忆任务)步态时空参数的采集与分析.结果:本试验共纳入MCI 23例、SCD 34例和NC 26例.3组间年龄、性别、教育年限等基本数据组间没有差异(P>0.05).3组被试者中不同步行任务组内比较发现除计算任务外的其他双重任务与单任务比较多个步态参数差异均有显著性(P<0.005).3组被试之间的组间比较发现:计算任务下,MCI组步态周期大于NC组和SCD组,差异均有显著性(P<0.017);故事回忆任务下,MCI组步行速度小于SCD组,步态周期大于SCD组,差异均有显著性(P<0.017);词语回忆任务下,MCI组步态周期大于NC组,差异具有显著性(P<0.017).结论:不同类型双重任务下早期认知障碍老年人步态时空参数与正常老年人相比存在差异,故事回忆双重任务难度最高,用于区分不同组别最为敏感.

病房康复延伸护理对脑卒中迟缓性偏瘫患者三维步态时空参数的影响

目的:观察病房康复延伸护理对脑卒中迟缓性偏瘫患者三维步态时空参数的影响。方法:将60例脑卒中迟缓性偏瘫患者随机分为常规护理组(A组,n=30)、病房康复延伸护理组(B组,n=30)两组,予以相应的方法治疗8周,评估治疗前后两组患者三维步态时空参数。结果:与治疗前相比,治疗后两组患者的步长、步幅、步速、步频、支撑相、双支撑相等参数及B组摆动相均有不同程度的改善(P<0.05);A组摆动相和步宽及B组步宽的变化差异无统计学意义(P>0.05)。与治疗后A组比较,治疗后B组的步长、步幅、步速、步频、支撑相、双支撑相等参数改善较为明显(P<0.05),步宽和摆动相的改善差异无统计学意义(P>0.05)。结论:病房康复延伸护理能改善脑卒中迟缓性偏瘫患者三维步态时空参数,具有临床意义。

下肢外骨骼康复机器人对偏瘫患者步态参数的影响

目的:探索下肢外骨骼康复机器人对偏瘫患者步态时空参数的影响。方法:选取偏瘫患者30例,机器人组:15例患者除日常训练外还需每日穿戴外骨骼机器人训练1h,对照组:15例患者进行日常康复训练。从两种角度对患者步态及康复效果进行分析:一是利用SPSS软件对机器人组患者的助力等级数据进行分析,通过配对样本t检验的方法比较患者首末次的康复状态。二是采用IDEEA?运动捕捉系统对包括步速、步频、步行周期等步态时空参数进行采集,分析患者首末次评估的数据差异。结果:与不穿下肢外骨骼机器人行走相比,机器人组患侧助力等级明显降低,步速明显变快,支撑相时间明显减短,具有显著性差异(P<0.05)。结论:下肢外骨骼康复机器人能够有效改善偏瘫患者步态。

舒筋解痉方、捏脊、头皮针等三联疗法结合Bobath技术对步行痉挛型脑瘫患儿三维步态时空和表面肌电的影响

目的:观察中药舒筋解痉熏蒸方、捏脊和头皮针等三联疗法结合Bobath技术对步行痉挛型脑瘫患儿三维步态时空和表面肌电等指标的影响。方法:将131例步行痉挛型脑瘫患儿随机分为三联疗法治疗组(简称A组,n=43)、Bobath治疗组(简称B组,n=44)、三联疗法加Bobath治疗组(简称C组,n=44),分别予以相应的方法治疗2个疗程,检测治疗前、后三维步态时空参数和踝关节痉挛肌及拮抗肌的i EMG、AEMG、CR等指标。结果:3组患儿治疗后的三维步态时空参数,腓肠肌被动活动状态下的i EMG及MIVC下的i EMG、MF、CR,胫骨前肌MIVC下的i EMG、MF、CR与各组治疗前相比,均有不同程度的改善,具有统计学意义(P<0.05或P<0.01);治疗后的C组与治疗后的A、B组比较,上述指标均有改善,具有统计学意义(P<0.05)。结论:中药舒筋解痉熏蒸方、捏脊和头皮针等三联疗法联合Bobath技术能改善步行痉挛型脑瘫患儿三维步态时空和表面肌电等各项指标,值得临床推广。

神经节苷酯结合Bobath技术治疗对脑瘫患儿三维步态时空和表面肌电的影响

目的观察神经节苷酯结合Bobath技术治疗对步行痉挛型脑瘫患儿三维步态时空和表面肌电等指标的影响。方法将97例步行痉挛型脑瘫患儿随机分为神经节苷酯治疗组(A组,n=32)、Bobath治疗组(B组,n=32)、神经节苷酯联合Bobath治疗组(C组,n=33),分别予以相应的方法治疗2个疗程,检测治疗前、后三维步态时空参数和左下肢腓肠肌和胫骨前肌的表面肌电参数(i EMG)、AEMG、CR等指标。结果 3组患儿治疗后的三维步态参数,胫骨前肌和腓肠肌屈伸最大等长收缩状态下的i EMG、MF、CR,腓肠肌被动活动状态下的i EMG,均有不同程度的改善,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01);与治疗后的A、B组比较,治疗后的C组上述指标均有改善,差异有统计学意义(P<0.05)。结论神经节苷酯联合Bobath技术能较好地改善步行痉挛型脑瘫患儿三维步态时空和表面肌电等参数,值得临床推广。

康复护理延伸训练对步行痉挛型脑瘫患儿三维步态时空和表面肌电的影响

目的观察康复护理延伸训练对步行痉挛型脑瘫患儿三维步态时空和表面肌电等指标的影响。方法将63例步行痉挛型脑瘫患儿随机分为对照组31例和观察组32例;对照组予以常规康复训练治疗,观察组予以康复护理延伸训练加常规康复训练治疗。两组分别治疗2个疗程,检测治疗前、后三维步态时空参数和左下肢腓肠肌和胫骨前肌的iEMG、AEMG、CR等指标。结果两组患儿治疗后的三维步态参数,胫骨前肌和腓肠肌屈伸最大等长收缩状态下的iEMG、MF、CR,腓肠肌被动活动状态下的iEMG,与治疗前相比,均有不同程度的改善,差异具有统计学意义(P<0.05或P<0.01);治疗后观察组与对照组比较,上述指标差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论在常规康复训练的基础上,康复护理延伸训练能更好地改善步行痉挛型脑瘫患儿三维步态时空和表面肌电等各参数,值得临床推广。

基于SSA-LSTM的膝关节置换术后步态机能评估方法研究

针对膝关节置换术患者的术后康复过程中需要由康复医师完成定量评估,但这种传统方法的诊疗效率低的问题,提出一种基于麻雀搜索算法-长短期记忆神经网络(Sparrow Search Algorithm-Long Short-Term Memory,SSA-LSTM)的步态机能评估方法。该方法旨在通过高效、精确的量化评估,辅助康复医师更好地指导患者术后恢复。首先,提取了正常人和患者之间的步态时空参数,设计了回归评价指标;其次,利用麻雀搜索算法优化长短期记忆神经网络,构建了步态机能模型用于分析和评估。结果表明,相比传统回归模型,优化后模型的决定系数有所提升,平均绝对误差降低了25%,为膝关节置换术患者术后康复的步态分析提供了一种科学有效的量化评估方法。

Xsens惯性传感器系统在步态分析中的重测信度研究

探究Xsens惯性传感器运动捕捉系统测量时空步态参数和下肢关节角度的重测信度。在2个测试日分别采集15名健康个体步行过程中的时空步态参数(步速、步长、步频、支撑相占比和双支撑相占比)以及髋、膝和踝关节在矢状面、额状面和水平面的最大角度和关节活动度,2次测试间隔(6±1)d。采用组内相关系数及测量标准误比较两次测试的相对信度与绝对信度。结果发现,两次测试的时空步态参数的相对信度结果为一般至极好,绝大部分时空部分参数的绝对信度表现优秀;矢状面上所有关节角度具有极好的重测性,冠状面和水平面上三个关节角度表现为一般至极好,所有关节角度的绝对信度结果均优秀。综上所述,Xsens系统对于测量健康年轻人的时空步态参数和下肢关节角度是可靠的,临床医生和研究人员可以使用Xsens系统来进行健康人体的步态研究。

基于SVM的偏瘫患者异常步态识别与临床康复辅助诊断系统

针对脑卒中偏瘫患者的异常步态识别与评估的问题,提出一种基于支持向量机(SVM)的步态分类方法,依据患者下肢行走过程中的连续运动数据对异常步态的细节特征描述,对偏瘫步态进行细分,辅助临床医师对脑卒中患者肢体运动功能异常进行诊断及康复疗效评定。构建穿戴式步态时空参数检测及虚拟现实康复训练系统,提出基于下肢关节角度信息的特征提取方法,建立运动信号与偏瘫步态间的映射关系。基于偏瘫患者在康复治疗中的临床实时步态时空数据,通过对比多种机器学习方法,采用多项式核函数的支持向量机的决策融合模型获得了90%异常步态识别平均准确率,在区分正常与异常步态的基础上,进一步验证了对划圈步态和膝过伸步态的正确诊断。

年龄与性别对人体步态生物力学特征的影响

目的行走步态生物力学特征受年龄、性别影响的研究尚未得到充分的探索,本研究通过比较不同年龄、性别之间的健康人步态差异来探究年龄及性别因素对于人体步态生物力学特征的影响。方法本研究应用三维运动捕捉系统、测力台和生物力学分析软件,采集和计算28名健康老年人(男女各14名)和30名健康年轻人(男女各15名)行走的时空参数、运动学和动力学参数,并使用双因素方差进行不同年龄与性别之间的统计分析。结果老年组较年轻组踝关节最大跖屈角度与跖屈力矩更小,膝关节最大内收角度与外翻力矩更小,膝关节最大外旋角度更大,髋关节最大外旋角度与内外旋运动范围、足底向内最大反作用力更小(P<0.05)。男性组较女性组步宽大,踝关节最大内旋角度与内外旋范围、髋关节最大内收角度与最大内旋角度、骨盆最大下倾角度与上下倾运动范围、足底向内最大反作用力更小(P<0.05)。年龄增长对不同性别组行走步态也有不同影响,老年男性组相较于年轻男性组,步速、步长和跨步长较显著下降(P<0.05),踝关节最大背伸角度、骨盆最大前倾角度与最小前倾角度显著增加(P<0.05),膝关节最大屈曲力矩显著下降(P<0.05)。结论年龄与性别因素在步速,步长,跨步长,踝关节最大背伸角度,膝关节最大屈曲力矩,髋关节最大屈曲角度、最大伸展角度、屈伸运动范围、最大伸展力矩和最大屈曲力矩,骨盆最大前倾角度和最小前倾角度和向后最大足底反作用力存在显著交互作用。在临床步态分析与研究中,应重视年龄和性别对步态生物力学各评估指标的影响,建立年龄与性别相匹配的健康对照组。

基于惯性传感器的穿戴式步态分析系统设计与实现

步态分析是对下肢运动情况量化评估的重要手段。本文采用基于惯性传感器的步态时空参数估计算法,根据穿戴在小腿上的惯性传感器节点检测步态事件点,再对穿戴在脚跟处的惯性传感器加速度信号进行双重积分计算步长,根据步态时相校正加速度信号以提高步长估计精度。本文设计并实现了基于惯性传感器的步态数据节点采集,完成了硬件和软件的设计。为了验证系统的可靠性和准确性,对3个志愿者进行实验。比较本文设计的步态分析系统和商用locometrix步态分析仪的结果,步长、步速和步频的平均相对误差分别为5.21%、4.51%和11.87%。结果表明利用本文研制的穿戴式步态分析系统能精确估计步态时空参数。

中医康复护理对脑梗死偏瘫患者步态的影响

目的探究中医康复护理对脑梗死偏瘫患者三维步态分析时空参数及肌力的影响。方法选择脑梗死偏瘫患者104例为研究对象,随机分为观察组与对照组,各52例。2组均予常规药物治疗,并接受常规康复训练指导。观察组在对照组基础上应用中医康复护理,2组均护理2个月并随访半年。比较2组肌力及运动功能、生活质量、三维步态分析时空参数、疗效及随访半年复发率。结果干预后,2组MI-L、FAC、Bxrthcl指数、GQOLI-74评分、步速、步频、跨步长以及患侧摆动相百分与干预前比较均升高,观察组高于对照组(P<0.05)。干预后,2组步宽、患侧支撑相百分比、患侧/健侧支撑相比值以及双支撑相百分与干预前比较均显著降低,观察组低于对照组(P<0.05)。观察组总有效率(92.31%,48/52)高于对照组(69.23%,36/52)(P<0.05);观察组半年复发率低于对照组(P<0.05)。结论中医康复护理治疗脑梗死偏瘫,可有效增强患肢肌力,改善偏瘫所致的步态异常,降低复发率,提高患者生活质量。

中医康复护理对脑梗死偏瘫患者步态的影响

目的研究关于脑梗死偏瘫患者,使用中医康复护理之后,患者在三维步态方面的具体表现,以施工拆除和激励作为主要评价指标来判断中医康复护理对于此类患者的临床应用价值。方法选择104名确诊为脑梗死偏瘫患者作为研究对象,随机选择其中的52名作为对照组,剩余52名作为观察组均采用常规护理药物,不同之处在于观察组患者在接受基础康复训练的同时增加使用中医康复护理,研究时间持续两个月并保持半年的随访跟踪,对两组患者在激励运动能力,生活质量、三维步态分析、时空参数、疗效和复发率方面进行统计对比。结果相较于治疗之前,两种患者在接受治疗之后,在步态各项指标方面都有了明显的改善,但是观察组的整体改善效果要明显优于对照组,例如在步宽、患侧支撑相百分比、患侧/健侧支撑相比值以及双支撑相百分与干预前比较均显著降低,观察组低于对照组(P<0.05);在总有效率方面,两组同样呈现出显著差异,观察组达到92.3%,对照组仅为69.23%显著具有统计学意义。结论中对于脑梗死偏瘫患者采用中医康复护理,十分必要对于患者患肢的激励具有增强效果实现,对于偏瘫引发的步态异常的有效改善,同时能够有效控制复发率,对于患者的生活质量改善效果显著,有必要在临床治疗中进行推广。

基于Kinect的自适应跑步机行走速度估计方法

自适应跑步机是康复医疗和人体工程学的研究热点,也是虚拟现实运动输入设备的重要组成部分。针对自适应跑步机上人体位置相对地面几乎无变化,很难通过简单的位置差分获得到人体运动速度的问题,提出了一种适应性广、无标记点、非接触式的行走速度估计方法。将Kinect采集到的人体关节点位置数据通过四元数标定、高斯滤波和三次样条插值处理后,用步长修正算法计算出行走时的步态时空参数。基于步态时空参数估计使用者在自适应跑步机上行走时的速度。在固定速度的跑步机上,通过将速度估计值与所设定的跑步机实际速度进行对比,验证了速度估计算法有效性,该速度估计算法可以适用于自适应跑步机的控制算法开发。