穿戴式传感器揭示胫骨截肢患者腰背痛与坐-立任务中躯干侧向运动变异性的关联

推荐：本研究针对下肢截肢(LLA)患者高发腰背痛(LBP)问题，通过穿戴式惯性测量单元(IMUs)量化比较28例伴LBP与30例无LBP胫骨截肢患者的坐-立(STS)任务表现。发现两组完成时间无差异(12.1±3.8 vs 11.6±2.9s)，但LBP组在侧向(ML)呈现显著更大的加速度均方根(RMS)和加加速度变异(variance of jerk)(p<0.05)，为临床运动再训练提供客观量化指标。

　　

在肢体残疾康复领域，胫骨截肢患者普遍面临着一个隐形挑战——超过50%的人群会在截肢后两年内出现慢性腰背痛(LBP)，这种疼痛不仅降低生活质量，还与抑郁、功能障碍形成恶性循环。传统观点认为，这类疼痛源于代偿性躯干运动模式，但究竟哪些具体运动参数与疼痛相关？如何量化这些细微变化？这些关键问题长期缺乏客观答案。美国海军医学研究中心( Naval Medical Center San Diego )的T.E. Parr团队在《Clinical Biomechanics》发表的研究，首次通过穿戴式传感器技术揭开了这一黑箱。

研究采用双IMU系统（分别固定于大腿和胸骨），对58例单侧胫骨截肢患者（28例LBP/30例无LBP）进行标准化五重复STS测试。通过计算躯干传感器三轴加速度均方根(RMS)和加加速度变异(variance of jerk，反映运动平滑性)等指标，发现两组虽完成时间无统计学差异，但LBP组在侧向(ML)运动控制存在显著缺陷：STS阶段的加速度RMS(p=0.049)和加加速度变异(p=0.012)，以及站-坐阶段的加加速度变异(p=0.018)均显著增高，提示疼痛患者存在特定方向的躯干控制障碍。

【方法学亮点】
1）创新性采用穿戴式IMU系统量化动态STS任务中的躯干运动参数；
2）建立包含加速度RMS和加加速度变异的多维度评估体系；
3）严格匹配两组患者的截肢侧、假肢使用时间等混杂因素。

【关键结果】
• 运动时间无差异：推翻"疼痛导致动作迟缓"的常规假设，凸显特异性运动参数检测价值
• 侧向控制缺陷：ML方向参数差异最显著，提示该方向代偿可能是LBP关键诱因
• 动态不对称性：STS与站-坐阶段均出现异常，证实疼痛者存在持续性控制障碍

讨论部分深入阐释了这些发现的临床意义：ML方向的高变异性可能反映神经肌肉控制策略改变，这与既往发现的截肢者倾向于向健侧弯曲的力学特征相符。更重要的是，该研究证实了廉价穿戴设备替代实验室复杂运动捕捉系统的可行性，为社区康复监测开辟了新途径。正如作者强调，这些客观参数未来可应用于：1）LBP风险早期预警；2）个性化运动再训练效果评估；3）假肢适配性定量评价。该成果不仅为截肢康复提供新见解，其方法学框架更可推广至其他神经肌肉疾病患者的运动功能障碍评估。