三維步態(tài)分析在骨科康復(fù)等臨床醫(yī)學(xué)地應(yīng)用

1、_三維步態(tài)分析在骨科康復(fù)等臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用作者：劉安民先生，英國曼徹斯特索爾福德大學(xué)健康學(xué)院研究員一步態(tài)分析研究的歷史行走是人類最基本的運(yùn)動(dòng)，行走的姿態(tài)可分為不同的類型。步態(tài)分析是一門有關(guān)人行走過程中體態(tài)骨骼間(關(guān)節(jié))，肌肉與肢體，以及肢體與外界物體間相對運(yùn)動(dòng)，力學(xué)關(guān)系的分析方法。步態(tài)分析是固體力學(xué)在生物系統(tǒng)應(yīng)用(即生物力學(xué))的典型范例。人類對動(dòng)物及自身姿態(tài)及運(yùn)動(dòng)的興趣和研究起源可以上溯到公元前三個(gè)多世紀(jì)的亞里士多德。他的‘動(dòng)物的行走’被

2、廣泛認(rèn)為是人類有關(guān)包括自身在內(nèi)的動(dòng)物行走研究的最早專著。文藝復(fù)興時(shí)期的藝術(shù)家達(dá)分奇被認(rèn)為是生物力學(xué)的先驅(qū)之一，因?yàn)樗状卧诹W(xué)環(huán)境下研究人的骨骼解剖結(jié)構(gòu)。十七世紀(jì)的法國物理家勒內(nèi)笛卡爾最早提出人和所有動(dòng)物的行走都遵循統(tǒng)一的力學(xué)法則，他的這一思想對促進(jìn)和推動(dòng)生物力學(xué)的持續(xù)發(fā)展起到了重要作用。同一時(shí)期的意大利物理家喬瓦尼阿方索博雷利接受了這一思想，并對鳥和魚等走，跑、跳、飛和游等動(dòng)作進(jìn)行了研究，他甚至在力學(xué)框架內(nèi)研究了心臟的活塞運(yùn)動(dòng)。確定人

3、體重心的位置，測量出吸和呼的空氣量，并指出吸氣是_的大量需求促進(jìn)了步態(tài)分析的研究。當(dāng)時(shí)的假肢無論在設(shè)計(jì)和臨床應(yīng)用都沒有成熟的步態(tài)生物力學(xué)理論可尋。每個(gè)殘疾人的假肢都是經(jīng)多次重復(fù)試驗(yàn)確定，不僅設(shè)計(jì)匹配無優(yōu)化，而且耗時(shí)。美國的骨科醫(yī)生維恩托馬斯茵曼和結(jié)構(gòu)工程師出身的著名假肢設(shè)計(jì)師的霍華德戴維斯艾博哈特(初為茵曼的截肢病人)共同開展了大量針對人類行走生物力學(xué)的系統(tǒng)研究1234。不僅確定了各個(gè)肢體在每個(gè)步態(tài)周期的運(yùn)動(dòng)，而且測得了著地足的地面支反

4、力以及肌肉在收縮時(shí)的肌電信號。力和肌電信號的引入極大地推動(dòng)了步態(tài)生物力學(xué)的發(fā)展。他們發(fā)現(xiàn)的決定健康正常行走的諸多要素為假肢的設(shè)計(jì)，以及后來的步態(tài)分析臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得基于紅外線攝影的數(shù)字化運(yùn)動(dòng)捕捉和分析系統(tǒng)在過去的三十多年間逐步發(fā)展成為廣為應(yīng)用的臨床步態(tài)分析工具。步態(tài)分析已經(jīng)從圖像觀察為主的文字描述模式發(fā)展成了精確的三維數(shù)字報(bào)告模式。目前，一份綜合步態(tài)試驗(yàn)結(jié)果可以包括多平面同步錄相，運(yùn)動(dòng)，地面支反力，足