被动式下肢外骨骼对蹲姿行走时空步态特征的影响及其在职业健康中的应用

针对蹲姿作业引发的膝关节骨关节炎(OA)风险，研究人员通过对比20名受试者佩戴/未佩戴椅式被动下肢外骨骼(CEX)的前后、侧向行走数据，发现CEX虽使前后行走速度降低70%以上，但侧向行走速度保持稳定(<25%)，证实其可作为动态辅助设备应用于需频繁蹲姿移动的职业场景，为降低工作相关肌肉骨骼疾病(WRMSDs)提供创新解决方案。

　　

蹲姿作业是建筑、农业等领域的常见姿势，但长期维持该姿势会导致膝关节承受3.73倍体重的接触力，显著增加膝关节骨关节炎(OA)风险。世界卫生组织(WHO)和国际劳工组织(ILO)已将其列为职业性肌肉骨骼疾病(WRMSDs)的重要诱因。尽管被动式下肢外骨骼(如椅式外骨骼CEX)能通过机械支撑减轻静态蹲姿的肌肉负荷，但其对动态蹲姿行走的辅助效果尚不明确。

湖西大学的研究团队在《Applied Ergonomics》发表研究，首次量化分析了CEX对蹲姿行走时空参数的影响。研究招募20名健康受试者，通过对比正常行走、穿戴CEX非坐姿行走及CEX蹲姿行走三种状态，测量前后、侧向行走的步速、步频等参数。关键技术包括：使用Hyundai Motor提供的CEX设备；设定60°固定膝关节角度模拟蹲姿；通过10米行走测试采集时空步态数据；采用重复测量方差分析比较不同条件差异。

【结果】

1. 穿戴CEX非坐姿行走与正常行走的步态参数无显著差异，验证设备本身不影响自然步态。
2. CEX蹲姿行走时，前后方向步速下降超70%，但侧向步速仅降低<25%，且步长、步频变化不显著。
3. 所有受试者经短暂重心转移训练后均可完成CEX蹲姿行走，表明设备具有良好可用性。

【讨论与结论】
该研究揭示CEX能有效支持动态蹲姿移动，尤其侧向行走性能接近自然步态，这对需要横向移动的瓷砖铺设等作业具有重要价值。虽然前后行走速度下降明显，但CEX通过消除反复蹲起动作，可降低膝关节累积负荷。研究建议将CEX应用于<100cm工作高度的场景，为职业健康干预提供新思路。未来需进一步优化设备以提升前后向移动效率，并开展长期工效学评估。