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为探究脑瘫(CP)儿童在不平路面(US)与平坦路面(ES)行走时的步态差异,研究人员对比了 CP 儿童和正常发育(TD)儿童的步态时空参数。结果发现 CP 儿童在 US 行走时,步态变异性增加。这为临床评估和康复治疗提供了重要依据。
在生活中,脑瘫儿童面临着诸多行动挑战,其中在不平路面上行走更是困难重重。脑瘫(Cerebral Palsy,CP)是一种因发育中的大脑受损而导致的运动和姿势障碍疾病,这使得脑瘫儿童的步态与正常发育(Typically Developing,TD)儿童存在明显差异。以往,临床步态分析大多在实验室的平坦路面上进行,然而这种方式可能会忽略脑瘫儿童在实际日常行走,尤其是在不平路面行走时遇到的问题。目前还不清楚在不平路面行走这种需要步态适应以维持稳定性的任务,会对脑瘫儿童的步态产生怎样的影响。因此,开展关于脑瘫儿童在不平路面行走步态的研究十分必要。
来自加拿大蒙特利尔大学医学院等机构的研究人员针对这一问题展开了研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,这一研究对深入了解脑瘫儿童的步态特征及后续康复治疗具有重要意义。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,招募了年龄在 4 - 17 岁的参与者,包括 17 名脑瘫儿童(其中 GMFCS I 级 13 人、II 级 4 人,单侧 CP 7 人、双侧 CP 10 人)和 17 名 TD 儿童。通过让参与者在 4 米长的平坦路面和不平路面(由聚氨酯减震地板面板制成)上以舒适的自选速度进行 6 - 8 次行走试验来采集数据。利用 12 个光电摄像头以 100Hz 的频率记录参与者身上标记点的轨迹,之后借助 Vicon Nexus 软件和 MATLAB 软件,结合开源工具包和自定义代码对数据进行处理和分析,计算出 16 个反映步态不同领域(节奏、速度、稳定性、变异性)的时空参数。
下面来看看具体的研究结果:
- 速度(Pace):通过对比平坦路面和不平路面行走时的情况发现,两组儿童在不平路面行走时,步态速度和步长均显著下降,且不存在组间差异。这表明在不平路面上,所有儿童都会自然地降低行走速度和步长,以适应行走环境。
- 节奏(Rhythm):研究显示,步长和 cadence 在不平路面行走时也显著下降,同样没有组间差异。这说明在节奏方面,脑瘫儿童和正常发育儿童面对不平路面时的调整方式相似。
- 稳定性(Stability):在稳定性参数中,步幅宽度存在组间差异。两组儿童在不平路面行走时步幅宽度都增加,但脑瘫儿童增加得更多,这暗示脑瘫儿童在动态稳定性方面存在更大的障碍,需要更大幅度地调整步幅来维持行走稳定。
- 变异性(Variability):步态速度、步行比率和 cadence 的变异性存在组间差异。脑瘫儿童在不平路面行走时,这些参数的变异性显著增加,而正常发育儿童变化不明显。这反映出脑瘫儿童在维持稳定的步速和节奏方面存在困难,其在时空控制上的能力较弱。除步幅宽度外,其他变异性参数在不平路面上均显著增加,且两组增加幅度相似。
综合研究结论和讨论部分,此次研究发现,不平路面会使脑瘫儿童和正常发育儿童在多个步态参数上产生相似变化,但脑瘫儿童在部分参数上的变化更为显著。这表明脑瘫儿童在不平路面行走时,需要更大程度地调整步态来维持稳定和适应环境,然而他们在运动控制方面存在明显的不足。同时,研究还指出,使用不平路面进行步态分析能够发现一些在平坦路面上无法观察到的步态变化,这意味着传统的实验室平坦路面评估可能并不全面,采用更符合实际生活的评估方法,如在不平路面上进行评估,对于准确判断脑瘫儿童的步态障碍更为重要。未来研究可以进一步探索在不同类型的不平路面上进行康复训练,是否能够有效提高脑瘫儿童在复杂环境中的行走能力,为临床康复治疗提供更有针对性的指导。