《Gait & Posture》：Gait speed-dependent foot placement control in persons with chronic stroke and controls
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脑卒中后慢性期患者（PwCS）与健康新鲜对照者在不同步速下足 placements控制能力存在差异，患者双下肢均表现出更高偏差，且患侧在高速时偏差显著增大。研究采用混合效应模型分析发现，足 placements控制呈U型曲线关系，低速时偏差最大，中速（0.8-1.0 m/s）时控制最佳，高速时偏差再次上升，其中患者患侧在高速时的曲率变化（β=0.80, p<0.001）和线性趋势（β=1.70, p<0.001）显著高于健侧及对照组。
作者：Joost Biere、Brenda E. Groen、Jorik Nonnekes、No?l L.W. Keijsers
荷兰奈梅亨Sint Maartenskliniek研究部门
摘要
背景
步态过程中，足部位置策略是控制内外侧（ML）平衡的主要机制，但在慢性中风患者（PwCS）中这一机制常常受损。虽然健康成年人在大多数步态速度下都能表现出精确的控制能力（极慢的速度除外），但在PwCS中这一关系尚未得到充分研究。
方法与参与者
参与者在装有传感器的跑步机上以随机速度（0.2 – 1.6 m/s，或PwCS的最大速度）行走。通过测量实际足部位置与基于重心（CoM）位置和初始接触时速度的模型预测足部位置之间的均方根误差（RMSE）来量化足部位置控制能力。采用最适合的混合效应模型（线性、指数或二次模型）评估所有速度下的足部位置偏差，并分别分析较低和较高速度下的情况。
结果
分析了16名自报有平衡障碍的PwCS患者和22名对照组的数据。结果显示，在PwCS中，随着速度的增加，足部位置偏差呈二次曲线关系。当速度低于0.8 m/s时，偏差呈线性下降（β = –2.19，p < 0.001），且在不同速度下腿部或组间不存在线性趋势或曲率的差异；当速度超过0.8 m/s时，患侧腿的偏差和曲率显著增加（线性β = 1.70，p < 0.001；二次模型β = 0.80，p < 0.001），与对照组及健侧腿相比差异明显。
结论
在PwCS和对照组中，足部位置控制与步态速度之间存在曲线关系，两组在低速下的控制能力均较弱。尽管PwCS在所有速度下的足部位置控制能力均受损，但这种损伤在高速时更为明显。这些对速度敏感的损伤可能反映了患者无法适应更快步态下的感觉运动需求。
引言
直立行走对平衡有挑战性，尤其是对于感觉运动功能受损的个体，如慢性中风患者（PwCS），他们跌倒的风险更高[1]。在步态过程中保持稳定需要持续调节重心（CoM）相对于不断变化的支撑基底（BoS）的位置，尤其是在内外侧（ML）方向上，因为每一步重心都会接近支撑基底的侧边界[2][3][4]。控制内外侧平衡的主要策略是足部位置策略[3][5][6]，该策略包括被动动力学以及步与步之间主动调节足部位置相对于重心的变化[3][8][9]。
健康成年人在常规步态中，重心位置和速度可以解释80%以上的足部位置变异[10]。通过将实际足部位置与模型预测值进行比较，可以量化足部位置控制能力。其均方根误差（RMSE）和决定系数（R2）分别是衡量足部位置控制和适应性的可靠指标[11]。
在健康成年人中，除了极慢的速度外，足部位置控制能力在大多数步态速度下保持稳定[12][13]。在低速时，较长的站立期和摆动期可能允许更大的内外侧足部位置调整空间，从而减少了对精确控制的需求[12]。这可能解释了为什么尽管PwCS在体力上能够走得更快[14]，但他们往往更倾向于选择较慢的速度[15]。在匹配的速度（约1.0 m/s）下，PwCS的足部位置控制能力受损[16]，且患侧腿的重心-足部位置耦合较弱[17]。然而，由于这些研究主要关注自选速度或有限的速度范围，步态速度与足部位置控制之间的关系仍不明确。在标准化步态速度范围内研究足部位置控制有助于了解与速度相关的足部位置障碍，并允许在匹配的行走速度下对PwCS和对照组进行有意义的比较。
本研究探讨了PwCS的患侧腿和健侧腿的步态速度与足部位置控制之间的关系，并提出了以下假设：(H1) PwCS在所有步态速度下的足部位置控制能力均低于对照组，表现为更大的足部位置偏差；(H2) 在对照组和PwCS中，足部位置控制能力在低速时减弱；(H3) 患侧腿在高速下的足部位置控制能力比健侧腿和对照组更差。
参与者
参与者
参与者是根据记录的步态和/或平衡障碍、当前参与的物理治疗，或在研究环境中先前发现的这些障碍来招募的。PwCS患者需符合以下条件：出现偏瘫临床表现、中风后超过6个月，并自报有平衡问题。对照组年龄在50至75岁之间。两组的排除标准包括：1) 步态时出现明显疼痛；2) 其他骨科或神经系统问题。
参与者
共有17名PwCS患者和22名对照组参与者参与了研究。其中1名PwCS患者因8种步态速度条件中有6种的数据不完整而被排除在外。剩余的16名PwCS患者和22名对照组的数据被纳入分析，其特征见表1。两组在人口统计学特征上无显著差异，但PwCS患者的舒适行走速度显著较慢（t(25) = -9.3，p<0.001）。
所有步态速度下的足部位置控制
分析了所有步态速度的数据，但其中一名PwCS患者在0.2 m/s的速度下因步态数据不可靠而被排除。
讨论
本研究评估了慢性中风患者（PwCS）和对照组的内外侧足部位置控制与步态速度之间的关系。在所有步态速度下，PwCS和对照组的足部位置偏差均高于对照组。总体而言，足部位置控制与步态速度的关系呈曲线趋势：两组在低速时的偏差较大，在中等速度（0.8–1.0 m/s）时达到最小值，随后随速度增加而增大。
结论
本研究表明，PwCS在广泛步态速度范围内存在普遍的内外侧足部位置控制障碍。高速步态下，PwCS的足部位置控制障碍更为明显，尤其是在患侧腿。此外，足部位置控制能力下降似乎是慢速步态的普遍特征，涉及此类速度的研究不应仅关注足部位置控制本身。最后，在比较组间数据或前后数据时，应统一步态速度的标准。
资金支持
本研究由ZonMw-TopZorg（TZO）项目（编号10070022010004）资助。N.K.和B.G.还获得了Interreg NWE-RE:HOME和Interreg Deutschland-Nederland项目的资助。
作者贡献声明
Keijsers Noel L.W.：撰写、审稿与编辑、监督、项目管理、方法学设计、资金获取、数据分析、概念构建。
Nonnekes Jorik H.：撰写、审稿与编辑、监督、方法学设计、概念构建。
Brenda E. Groen：撰写、审稿与编辑、监督、方法学设计、概念构建。
Joost Biere：撰写初稿、数据可视化、软件开发、方法学设计、数据分析、概念构建。
关于写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备本研究的过程中，作者使用了ChatGPT来提升语言表达和可读性。使用该工具后，作者对内容进行了必要的审阅和编辑，并对出版物的内容负全责。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
