脑性瘫痪儿童的步态特征分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.41.022

中国组织工程研究 ›› 2013, Vol. 17 ›› Issue (41): 7329-7334.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.41.022

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脑性瘫痪儿童的步态特征分析

冉茂群¹，周世林²，肖农¹，任永平¹，张红运¹，陈玉霞¹，刘玲¹

¹重庆医科大学儿童医院康复科，重庆市 400014；²重庆福尔泰矫形康复器材有限公司，重庆市 400010

收稿日期:2013-01-20 修回日期:2013-06-16 出版日期:2013-10-08 发布日期:2013-11-01
通讯作者: 周世林，高级技师，重庆福尔泰矫形康复器材有限公司，重庆市 400010 757484563@qq.com
作者简介:冉茂群，女，1973年生，重庆市人，土家族，2001年重庆医科大学毕业，主管护师，主要从事儿童康复治疗研究。 276617984@qq.com

Gait analysis in cerebral palsy children

Ran Mao-qun¹, Zhou Shi-lin², Xiao Nong¹, Ren Yong-ping¹, Zhang Hong-yun¹, Chen Yu-xia¹, Liu Ling¹

¹Department of Rehabilitation, Children’s Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 400014, China; ²Fu Er Taior Thopedic Equipment (Chongqing) Ltd., Chongqing 400010, China

Received:2013-01-20 Revised:2013-06-16 Online:2013-10-08 Published:2013-11-01
Contact: Zhou Shi-lin, Senior technician, Fu Er Taior Thopedic Equipment (Chongqing) Ltd., Chongqing 400010, China 757484563@qq.com
About author:Ran Mao-qun, Nurse-in-charge, Department of Rehabilitation, Children’s Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 400014, China 276617984@qq.com

摘要/Abstract

摘要：

背景：脑瘫患儿的步态异常较常见，如何控制改善步态是康复治疗的重点。
目的：分析脑瘫患儿步态的生物力学参数，并观察支具控制对不随意运动型脑瘫患儿运动能力的影响。
方法：研究对比脑瘫患儿和正常儿童在起步过程中以及步行中的生物力学参数，起步过程中的生物力学参数包括时空参数，膝、踝关节活动度的运动学参数以及动力学参数；步行中的生物力学参数包括时空参数。不随意运动型脑瘫患儿均接受支具控制辅助下徒手体位控制、减重步态训练、S-E-T的3个月治疗，治疗前后采用88项粗大运动评价量表A区和视频对照进行疗效评估。
结果与结论：脑瘫患儿和正常儿童在起步过程中的生物力学参数测试对比中，除了右脚为起步脚的额状轴地面反力峰值外，其余各项生物力学参数均有明显差异；步行中的生物力学参数测试对比中，脑瘫患儿较正常儿童支撑相和双足支撑相延长、步长和复步长缩短。支具控制脑瘫患儿观察中，与治疗前比较，GMFM88项A区平均得分显著提高，视频示患儿治疗后不自主动作减少，头颈躯干较稳定，生活能力有好转，癫痫及认知障碍和基底节区有影像学改变的患儿进步幅度较小，舞蹈-徐动型和张力障碍型比徐动痉挛型患儿运动能力进步幅度大。

关键词: 组织构建, 组织构建学术探讨, 脑瘫, 三维, 步态, 生物力学, 运动学, 发育障碍, 癫痫, 膝关节, 踝关节

Abstract:

BACKGROUND: Abnormal gaits are very common in children with cerebral palsy, and how to improve the gait is the focus of rehabilitation therapy.
OBJECTIVE: To analyze the biomechanical parameters of gaits in cerebral palsy children and to observe the effects of brace control on the exercise capacity of dyskinetic cerebral palsy children.
METHODS: In this paper, we compared the biomechanical parameters of children with cerebral palsy and normal children in the initial process of walking and during walking. Biomechanical parameters in the initial process of walking include spatial and temporal parameters, kinematic and kinetic parameters of the range of motion of the knee and ankle. Biomechanical parameters during walking include spatial and temporal parameters. With the aid of hand brace, dyskinetic cerebral palsy received postural control, gait training, and sling exercise therapy for 3 months. The Gross Motor Function Measure (GMFM-88) assessment and video control were conducted for evaluation of therapeutic efficiency.
RESULTS AND CONCLUSION: Biomechanical parameters in the initial process of walking showed significant differences between children with cerebral palsy and normal children except for the peak of ground reaction force at frontal axis with the right foot to start walking. Biomechanical parameters during walking showed that the stance phase and bipedal stance phase were prolonged, while the step length and stride length were shortened in the children with cerebral palsy compared with the normal children. For cerebral palsy children with brace control, the GMFM-88 scores were significantly decreased after treatment, involuntary movements were reduced shown on the video, the neck and body were stable, and life skills were improved. Children with epilepsy and cognitive impairment or who had imaging changes in the basal ganglia showed a little improvement, and children with dance-athetoid type and dystonia type had a better progress than those with athetoid spasm.

Key words: nervous system diseases, dyskinesias, chorea, gait disorders, neurologic, gait apraxia

中图分类号:

R318

冉茂群，周世林，肖农，任永平，张红运，陈玉霞，刘玲. 脑性瘫痪儿童的步态特征分析[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(41): 7329-7334.

Ran Mao-qun, Zhou Shi-lin, Xiao Nong, Ren Yong-ping, Zhang Hong-yun, Chen Yu-xia, Liu Ling. Gait analysis in cerebral palsy children[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(41): 7329-7334.

图/表（结果） 6

2.1 支具控制不随意运动型30例脑瘫患儿的运动能力

2.1.1 GMFM88项A区平均得分治疗前后比较 治疗前平均总分为(23.57±9.54)分，治疗后平均总分为(47.53±24.02)分，前后比较差异有非常显著性意义 (P < 0.01)，表明在支具佩戴下辅助治疗及日常生活辅助姿势控制能有效改善患儿运动能力。

2.1.2 治疗前后视频比较 治疗前患儿头、躯干、肢体不自主运动频繁，头、躯干不稳定，家长对患儿坐位、睡姿、背及抱姿、进食的控制困难；治疗后患儿不自主动作减少，头颈及躯干较治疗前稳定，手出现部分随意动作，患儿睡姿、背及抱姿、进食控制好转。具体如图2所示。

2.1.4 不同MRI表现对患儿运动能力的影响 具体结果见表2。

2.2 脑瘫患儿步态特征的生物力学参数分析 陈龙伟等^[17]对脑瘫患儿起步过程中步态特征的生物力学进行了研究，研究对象为28例痉挛性脑瘫患儿，其中男20例，女8例；年龄(78.00±32.04)个月；身高(1.13±0.15) m，体质量(18.33±4.52) kg。28例痉挛性脑瘫患儿都被试穿T恤和短裤，赤脚无附具进行测试，7个聚乙烯自制刚体分别缚在被试的左右大腿、小腿、足以及下腹部。18个虚拟标记点分别为左右股骨大转子、内外侧膝、内外侧踝、足跟、足部最宽处两侧、髂前上嵴。28例痉挛性脑瘫患儿被试直立在测试台上，听到信号后，用正常步速向前行进两三步，被试测试前练习3-5次后，采集左、右脚作为起步脚的有效测试各5次。

对28例痉挛性脑瘫患儿进行步态生物力学参数测试，包括时空参数、运动学参数和动力学参数，具体结果见表4-6。

研究中同时以24例正常儿童起步过程步态的生物力学各参数作为对照比较，结果显示，除了右脚为起步脚的额状轴地面反力峰值外，其余生物力学参数比较的结果差异均有显著性意义(P < 0.05)。王玉霞等^[18]对脑瘫患儿步行过程中步态特征的时空参数同样进行了研究，研究对象为20例扶走脑瘫患儿，20例独走脑瘫患儿和20例正常儿童。20例扶走脑瘫患儿中，男18例，女2例，年龄(57.05±6.81)个月，身高(109.80±6.56) cm，体质量(17.23± 2.27) kg；20例独走脑瘫患儿中，男18例，女2例，年龄(56.07±6.21)个月，身高(108.00±5.88) cm，体质量(17.40±1.64) kg；20例正常儿童中，男18例，女2例，年龄(56.40±5.28)个月，身高(110.95±6.43) cm，体质量(18.33±1.51) kg。将所有儿童进行位点标记，包括双侧肩峰、第7颈椎、双侧髂前上棘、骶骨上缘、双侧股骨大转子、双侧股骨外上髁、双侧腓骨小头、双侧足外踝、双侧第四跖骨、双侧足跟以及双侧大腿中部和双侧小腿中部。标记后进行测试以及数据采集，具体结果见表7。

研究结果显示，步行周期时空参数比较中，脑瘫患儿较正常儿童支撑相和双足支撑相延长、步长和复步长缩短(P < 0.05)；与独走脑瘫患儿相比较，扶走脑瘫患儿支撑相和双足支撑相延长、复步长缩短更显著(P < 0.05)；3组儿童步宽相比差异无显著性意义(P > 0.05)。

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引言

脑性瘫痪(简称脑瘫)是由于发育中的胎儿或脑部受到非进行性损伤而引起一组持续存在的导致活动受限的运动和姿势发育障碍症候群^[1]。常伴有智力、听觉、视觉、言语、摄食功能障碍、癫痫及行为异常等。脑瘫是引起儿童残疾的主要疾病之一，严重影响患儿的身心健康及生活质量^[2-4]。

对于人体来说，运动协调性是指在空间和时间上，身体不同部位或关节之间保持前后或相位相关的循环关系的能力^[5]。步行是一个复杂的循环过程，它包括许多关节之间的协调运动，步行的协调是通过中枢神经系统控制相关关节的运动，减少关节运动自由度从而实现肢体的协调^[6]。健康人正常步行中，一个很高程度的运动协调性存在于相关肢体和关节中，而步态异常患者的运动协调性受到了破坏^[7]。针对脑瘫患儿步态的运动协调性，国外相关研究机构利用多种参数和方法进行了多项研究，且多数方法主要是基于时间序列数据进行分析的^[8-11]。这类分析方法的优点是较为精确，但相关数据却在临床评估过程中很难获得。

步态分析是生物力学的分支，是对人体行走时的肢体和关节活动进行运动学观察和动力学分析，提供一系列时间、几何、力学等参数值和曲线，从而对人体步行功能作客观、定量的评定^[12-13]。三维步态分析应用于脑瘫方面的研究已经有10余年的历史，它的客观和量化的特点弥补了临床脑瘫功能评定过程中主观性强的缺点，有利于评定标准的制定和实施，同时有利于对脑瘫患儿康复治疗方案的确定及实施，，使患儿更好的恢复肢体功能。

不随意运动型脑瘫是椎体外系损伤引起的主要脑瘫类型^[14]，全身不自主运动和异常姿势严重影响患儿生活质量，而痉挛性脑瘫也是较为常见的脑瘫类型，文章对30例不随意运动型脑瘫患儿进行观察研究，来解决如何纠正和控制患儿的异常姿势，增加患儿头颈、躯干及肢体稳定性，改善患儿生活质量等问题。同时对痉挛性脑瘫患儿步态特征的生物力学进行文献研究，为不同类型脑瘫患儿选择适宜的康复治疗方案以及提高治疗效果，改善患儿的生活质量提供可参考的理论信息。

材料方法

1.1 支具控制不随意运动型脑瘫患儿的运动能力

一般资料：2010年1月至2012年2月重庆医科大学儿童医院康复科收治的住院患儿，不随意运动型脑瘫患儿30例，其中男17例，女13例；年龄最大60个月，最小18个月；舞蹈-徐动型8例，张力障碍型13例，徐动-痉挛型9例；伴有癫痫及认知障碍16例，不伴随其他疾病14例；MRI表现：基底核萎缩或软化，或只伴有双侧丘脑、壳核和苍白球改变的17例；白质髓鞘化延迟10例；影像学正常3例；GMFCS分级：Ⅲ级8例，Ⅳ级13例，Ⅴ级9例。

诊断标准：符合2006年第九届全国小儿脑瘫康复学术会议制定的小儿脑瘫定义、诊断条件及分型^[15]。

纳入标准：①明确诊断为不随意运动型脑瘫。②年龄为1.5-8岁。③无严重心肺功能疾患。

排除标准：①诊断为其他类型脑瘫。②遗传代谢性疾病。③伴有严重心肺功能疾患。

治疗方法：所有病例根据相应的需求采用支具辅助，躯干和肢体矫形器，见图1，支具控制包括日常生活中和治疗中佩戴，开始患儿不适应，从5 min逐渐变成10 min，在逐渐增加到20 min，30 min等，直到患儿慢慢适应；徒手体位控制包括日常生活中的家庭控制，由主管治疗师定期给家长一对一指导、监督、回复；减重步态训练(躯干和肢体不能负重的患儿采用减重吊带辅助)；S-E-T(尽量辅助或协助患儿做，以诱导患儿主动运动为目的)；其中治疗师和家长均固定；治疗3个月。

观察指标：所有病例均在治疗前后采用粗大运动功能测试量表(GMFM-88量表A区)和视频对照进行评估。

GMFM-88量表A区(卧位和翻身)：包括17项，每项最高得分3分，A区最高得分(51分)=17项×3分；评分标准：0分：指完全不能完成(做)；1分：指仅能开始会做(即完成动作<10 )；2分：指部分完成(即完成>10，且<100 )；3分：指能顺利、圆满完成(即100)。A区总分=每项实际得分之和/51×100%。

视频评估：观察在同一体位下不自主动作和异常姿势变化以及运动能力改善情况。

统计学分析：采用SPSS 11.0软件进行统计学分析。计数资料采用方差检验及秩和检验，计量资料以x(_)±s表示，组内比较采用配对t 检验，组间比较采用成组设计的t 检验，如果方差不齐则采用秩和检验。以P < 0.05认为差异有显著性意义。

1.2 脑瘫患儿步态特征的生物力学参数分析

资料来源：以检索数据库的方法获取研究文献^[16]，检索时间范围2002至2012年，检索词为“脑瘫、三维；步态”，检索出相关研究文献21篇，纳入研究的文献共2篇^[17-18]。

入选标准：①研究的主题包括脑瘫患儿的步态特征生物力学分析，包括起步和步行过程中的生物力学分析。②研究所撰写的文章类型包括原著、实验分析、病例分析以及个案报道等。其中排除综述以及评论类文章。③文献的来源包括学术期刊和学位论文，其中排除会议论文、年鉴、报纸等。④纳入研究的文献应为不同研究的文献，即不能为同一实验项目和同一组实验人员，否则发表的文献定为重复文献。对于重复文献选取其中1篇纳入研究进行深入分析。⑤研究的内容包括支具控制改善脑瘫患儿的运动行为，其中排除其它方法治疗的研究以及脑瘫患儿的影像学成像研究。⑥因不随意运动型脑瘫患儿步态特征的生物力学研究较少，故选取常见的痉挛性脑瘫患儿步态特征生物力学进行研究。

讨论

不随意运动型脑瘫儿属于独立生活能力最难改善病型脑瘫，占各型脑瘫的20%-30%^[19]。根据临床特点分为张力障碍型、舞蹈-徐动型、徐动-痉挛型3种，不同亚型运动能力和预后不一样，运动残疾程度较重时，治疗难度较大，表现为扭转痉挛、张力障碍、舞蹈、手足徐动等症状，预后较差^[20]。通过给予患儿不自主运动的控制，提高躯干和肢体稳定性，为患儿能获得随意运动打下基础；同时通过姿势控制，能使患儿运动能力得到部分改善^[21]。但对于张力障碍型和徐动-痉挛型仍很难获得独坐及行走能力，从长远角度出发，康复治疗应尽可能辅助患儿获得头颈、躯干及肢体稳定基础上努力提高其生活自理能力，最大限度地提高其生活质量^[22]。

针对不随意运动型患儿，目前大多数康复机构治疗措施仍以神经发育学治疗为主^[23]，以运动康复为主流，兼顾所有受累功能区以及相关障碍，疗效并不尽人意，尤其是徐动-痉挛型，如何控制异常姿势，改善运动功能，十分棘手。文章研究中利用支具辅助下^[24-25]，徒手姿势控制、减重步态、S-E-T方法，治疗后A区得分较治疗前明显增加(P < 0.01)，表明患儿运动能力提高；视频显示患儿头和躯干不自主运动减少，表明患儿稳定性增加。因为人体无论为了保持卧、坐、还是在站立姿势，都需要考虑两方面的稳定因素^[26-27]：稳定的内在因素和稳定的外在因素。当稳定的内在因素不够时，可以用支具作为外在因素通过限制异常运动来保持关节的稳定^[28]，加大支撑面积，增加卧、坐、站立姿势的稳定性。李润洁^[29]认为通过支具控制关节运动，对肌张力高或不稳定的肌肉持续性牵引而控制关节运动，从而减少肌肉反射性痉挛和不自主运动，增加肢体和躯干稳定性。

文章研究中徒手控制是在支具辅助下，通过神经发育疗法中的手法去促通、控制、维持患儿头颈、躯干、肢体稳定性和姿势对称^[30]。采用S-E-T是应用闭链和开链运动分别对局部稳定肌和整体稳定肌进行训练，加强躯干和骨盆功能，提高核心功能的稳定性，对脑瘫患儿的运动发育有重要意义^[31]。而采用减重步态训练是基于中枢模式发生器理论、运动控制力学理论和强制性主动运动使用理论^[32]，当移动平板运动时，患儿下意识的迈步，实际上是一种强迫性的主动运动，可有效激活运动皮质和脊髓节律性运动中枢，使支撑能力不足的患者可以进行步行训练^[33]。所以针对不随意运动型患儿，应尽可能在稳定的基础上提高其控制能力，获得部分随意运动，才能取得较好的效果。因不随意运动型脑瘫患儿头颈、躯干及肢体频繁不自主动作和全身异常姿势，严重影响患儿自主运动和日常生活能力，因此从控制头颈、躯干和肢体不自主动作和姿势入手，并提高其稳定性是关键^[19,34-35]。文章研究中有部分患儿通过在支具控制下，提高头颈、躯干稳定性后，患儿可以在辅助下完成坐、站、行走及吃饭、玩耍等日常生活能力，从而让患儿学会自己控制姿势，减少不随意运动的影响，提高随意运动的准确性与有效性，改善其生活质量，提高治疗效果。

文章研究通过GMFM-88量表A区评价和视频对照评价，对于不随意运动型患儿，在支具辅助下治疗和生活中姿势控制下，可使患儿运动能力和姿势得到明显改善和控制，但对于癫痫及认知障碍和影像学基底节明显损伤的患儿，运动能力及姿势能够得到部分改善。因此，针对不随意运动型患儿，在支具控制下辅助治疗能有效改善患儿姿势和运动能力，值得临床儿童康复治疗推广和应用。

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Gait analysis in cerebral palsy children

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