前倾头姿势患者上坡、下坡及平地行走的时空与运动学参数特征:重心偏移与代偿机制研究

【字体: 时间:2025年07月14日 来源:Journal of Biomechanics 2.4

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  本研究针对前倾头姿势(FHP)患者因重心(COG)前移导致的步态控制障碍,通过对比分析其上坡、下坡及平地行走时的时空参数和运动学特征,发现FHP组在站立期头部和膝关节活动度显著增大,揭示了重心前移引发的代偿机制,为FHP患者的步态康复提供了重要生物力学依据。

  

在当代数字化生活中,前倾头姿势(FHP)已成为困扰都市人群的常见体态问题。这种头部相对于躯干前移的姿势不仅引发颈肩疼痛,更通过改变人体重心(COG)分布,对姿势控制和步态能力产生深远影响。尤其当遇到需要特殊步态策略的地形——如上下坡行走时,FHP患者可能面临更大的跌倒风险。然而,现有研究多聚焦健康人群的斜坡步态生物力学,对FHP这一特殊群体的步态适应机制仍知之甚少。

韩国檀国大学(Dankook University)的研究团队在《Journal of Biomechanics》发表了一项开创性研究,首次系统比较了FHP患者与健康对照组在上坡、下坡及平地行走时的时空与运动学参数差异。研究采用三维运动捕捉技术,精确测量了20名受试者(10名FHP患者与10名健康对照)在不同行走条件下的头部、膝关节等关键部位的运动学特征。

技术方法上,研究通过标准化筛选确定FHP组(颅椎角CVA<50°)与对照组,使用运动分析系统采集行走时的时空参数(步频、步长等)和运动学参数(关节角度、COG位移等)。数据分析采用独立样本t检验比较组间差异,显著性水平设为p<0.05。

【结果】

• 静态站立时FHP组的头部COG显著前移(p<0.05),但时空参数无组间差异(p>0.05)

• 上坡行走时FHP组站立期头部和膝关节的平均/峰值角度显著大于对照组(p<0.05)

• 下坡与平地行走时FHP组膝关节平均角度显著增大(p<0.05)

【讨论】

研究揭示了FHP患者独特的"头部引导"步态策略:由于头部COG前移,患者在上坡行走时通过增大头部前倾和膝关节屈曲来维持平衡;下坡行走则表现为持续的膝关节代偿性调整。这些发现不仅解释了FHP患者斜坡行走时的跌倒风险机制,更提示临床康复应针对性地加强颈部核心肌群训练与斜坡步态再教育。

该研究的创新性在于首次量化了FHP对斜坡步态的影响,为开发针对性的步态矫正方案提供了理论支撑。未来研究可扩大样本量并纳入肌电参数,进一步揭示神经肌肉控制机制。檀国大学的这项工作标志着姿势异常人群步态研究的重要进展,对预防跌倒和改善生活质量具有重要临床意义。

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