基于非受控流形分析的全髋关节置换术前后髋关节骨关节炎患者步态质心控制变化

《BMC Musculoskeletal Disorders》：Uncontrolled manifold analysis of center-of-mass control during gait before and after total hip arthroplasty in patients with hip osteoarthritis: a secondary analysis of a prospective cohort study

　　

摘要

背景

全髋关节置换术（THA）是治疗髋关节骨关节炎（HOA）的有效方法，术后步态分析对于评估恢复情况和制定康复策略具有重要意义。然而，传统的步态评估主要关注单个关节的运动，可能无法充分捕捉到控制质心（CoM）所需的关节间协调。非受控流形（UCM）分析通过将近似逐次变异分解为不影响质心的分量（V_UCM）和影响力心的分量（V_ORT），并从这两个分量中推导出协同指数，从而量化这种协调性。本研究利用UCM分析，考察了髋关节骨关节炎患者在全髋关节置换术前后步态中质心控制的变化。

方法

使用公开可获取的步态数据集，我们分析了53例髋关节骨关节炎患者（25名男性，28名女性；平均年龄65.2 ± 8.7岁）在全髋关节置换术前后的步态。从动作捕捉数据中，节段角度被定义为基本变量，质心的中侧位位置被定义为性能变量。计算并比较了术前和术后时间点的V_UCM、V_ORT、协同指数、质心的平均中侧位位置及其试验间变异。在比较之前，对V_UCM和V_ORT进行了对数转换，对协同指数进行了Fisher z变换。

结果

术后，V_UCM在所有阶段均显著降低，V_ORT在中站立期和末站立期显著降低（p < 0.05）。相比之下，协同指数在所有阶段均无显著变化（p > 0.05）。质心的平均中侧位位置及其试验间变异在术前和术后时间点之间也无显著变化。

结论

全髋关节置换术后，节段角度的试验间变异降低，而其组织方式为稳定质心的方式无显著变化。这是否反映了在关节结构改变后仍然保留的控制策略，还是6个月时尚未完成的重组，无法从单一术后时间点确定。因此，其对康复的任何意义仍然只是前瞻干预研究的假说。

试验注册

ClinicalTrials.gov，NCT01907503。2013年7月17日注册。回溯性注册。