基于足底模型的痉挛性脑性瘫痪儿童步态生物力学特征分析

目的:基于足底模型分析尖足步态、蹲伏步态痉挛性脑性瘫痪(CP)儿童步态生物力学特征,探讨其与正常发育儿童步态生物力学特征的差异。方法:选择新西兰奥克兰大学生物力学实验室收集的60例CP儿童步态数据,按步态情况分为正常发育组、尖足步态组、蹲伏步态组,每组20例。采用三维步态采集与分析系统采集步态运动学数据。测试前先完成静态试验,校准计算机模型的物理标记点。每次测试时,研究对象以正常步速在指定区域内向前行进10 m,重复测量3次,取其平均值。比较3组足底压力中心前后侧(AP)位移、内外侧(ML)位移和中心位移斜率;踝关节最大推进力时足底压力中心与足底坐标系原点的水平距离(COP-AJC_(0));踝关节/膝关节AP、ML方向的杠杆臂和外力矩的差异。结果:(1)足底压力中心轨迹特征:与正常发育组比较,尖足步态组和蹲伏步态组COP-AJC_(0)均明显升高,差异均具有统计学意义(P<0.05)。与尖足步态组比较,蹲伏步态组COP-AJC_(0)、足底压力中心前后侧位移明显更大,足底压力中心位移斜率明显更小,差异均具有统计学意义(P<0.05)。(2)踝关节、膝关节杠杆臂和外力矩:与正常发育组比较,尖足步态组和蹲伏步态组踝关节AP杠杆臂、膝关节AP杠杆臂均明显更长,差异具有统计学意义(P<0.05)。与尖足步态组比较,蹲伏步态组踝关节AP杠杆臂明显更长,差异具有统计学意义(P<0.05)。3组踝关节/膝关节AP、ML外力矩差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:基于改良足底模型的足底压力中心轨迹和下肢关节杠杆臂特征分析能够精确、客观地反映痉挛性脑瘫儿童步态生物力学特征,值得临床推广应用。