通过生物反馈减少推进力不对称对中风后步态不对称影响有限

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation 5.2

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  在中风康复领域,为探究减少推进力不对称是否能改善整体步态不对称,研究人员开展了对中风患者的生物反馈训练研究。结果发现,减少推进力不对称对整体步态不对称(CGAM)的改善作用有限。这为中风康复治疗策略的优化提供了重要依据。

  在中风康复的医学领域,改善患者的步态问题一直是重要课题。中风后,许多患者会出现各种生物力学步态障碍,比如患侧推进力减弱、时空不对称增加、摆动期膝关节屈曲减少等。这些问题不仅影响患者的行走能力,还对他们的日常生活造成诸多不便,降低生活质量。一直以来,临床和研究都聚焦于通过各种干预手段增强患侧推进力,像步态生物反馈、功能性电刺激、机器人辅助训练等。但以往研究大多只关注患侧推进力或推进力不对称的变化,却忽视了一个关键问题:这些变化是否能真正改善整体步态的不对称性呢?毕竟,从常理推断,减少推进力不对称或许能让步态更对称,但这一假设从未得到过直接验证。而且,患者也希望在康复过程中改善步态外观,所以弄清楚干预措施对整体步态不对称的影响就显得尤为重要。
基于此,来自美国南加州大学(University of Southern California)的研究人员 Sarah A. Kettlety、James M. Finley 和 Kristan A. Leech 等开展了一项研究。他们旨在探究在一次训练过程中,推进力不对称的变化如何影响慢性中风患者整体的运动学和时空步态不对称,并用联合步态不对称指标(Combined Gait Asymmetry Metric,CGAM)来衡量。研究成果发表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》上。
研究人员采用了以下关键技术方法:首先,招募了 29 名中风至少 6 个月的患者,这些患者需满足能在跑步机上独立行走 5 分钟等条件 。其次,在实验过程中,利用视觉生物反馈技术,让患者在跑步机上行走,通过提供患侧肢体实时的前向地面反作用力和峰值推进力反馈,引导患者增加患侧推进力。同时,运用十摄像头运动捕捉系统(100Hz)采集运动学数据,双带仪器化跑步机(1000Hz)采集动力学数据。最后,通过特定公式计算推进力不对称幅度(|PA|)和 CGAM,并利用统计分析方法探究各指标间的关系。
研究结果如下:
  • 参与者成功利用生物反馈增加患侧推进力并减少推进力不对称:在生物反馈训练过程中,虽然大部分(51%)步伐的患侧峰值推进力未达到目标区域,但从整体来看,参与者在训练 2 - 4 次时,患侧推进力相较于基线仍有所增加。而且,增加的患侧推进力与减少的推进力不对称幅度显著相关,平均每增加 1% 体重的推进力,推进力不对称幅度就降低 5% 。
  • 推进力不对称幅度和 CGAM 在基线时无关联:研究发现,基线时推进力不对称幅度与 CGAM 之间没有显著关联,这意味着具有相似基线推进力不对称水平的患者,其基线 CGAM 可能差异很大。
  • 推进力不对称幅度的变化与 CGAM 的有限变化相关:研究人员发现 Δ|PA | 与 ΔCGAM 之间存在显著关联,但个体差异较大。样本中推进力不对称幅度平均变化为 - 0.09(从基线降低 23%),相应的 CGAM 平均变化仅为 0.2(从基线增加 0.5%)。这表明通过生物反馈减少推进力不对称不太可能使整体步态不对称产生实质性变化。
在研究结论和讨论部分,研究表明中风患者能够借助视觉生物反馈增加患侧推进力、减少推进力不对称,然而这种变化对整体步态不对称的改善效果有限。这意味着单纯依靠基于生物反馈的方法来减少推进力不对称,可能不足以有效改善整体步态不对称,或许需要将其与其他干预措施相结合。同时,该研究也存在一些局限性,比如实验仅进行了单次生物反馈训练,未纳入肌电图(EMG)测量来评估肌肉活动,也未控制推进力的时间。未来研究可以从这些方面展开,进一步深入探索。
这项研究为中风康复治疗提供了重要参考,让人们对生物反馈在改善中风患者步态方面的作用有了更全面的认识,有助于后续制定更科学、更有效的康复方案。
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