雙小腿截肢者假肢輔助下行走能力的評(píng)價(jià)

馬鑫鑫，曹學(xué)軍,2，楊平,2，蔡麗飛,2，刁子龍

下肢截肢者因?yàn)槭ゲ糠种w，只能通過(guò)假肢進(jìn)行代償。截肢者穿戴假肢后主要是通過(guò)殘肢的功能和利用假肢機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)行走。對(duì)下肢截肢者行走能力進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)，能夠?yàn)榭祻?fù)治療計(jì)劃的制定、階段性治療效果的評(píng)價(jià)、選擇假肢部件和評(píng)價(jià)安裝假肢之后效果提供參考[1]。單側(cè)小腿截肢者因?yàn)橛薪?cè)肢體的代償，行走能力與正常人差別不是很大，對(duì)于識(shí)別假肢設(shè)計(jì)的缺陷、評(píng)價(jià)假肢部件性能的研究?jī)r(jià)值不大；而雙側(cè)小腿截肢者，因無(wú)法從對(duì)側(cè)得到代償作用，所以研究的結(jié)果能夠?yàn)檠芯空邔?duì)假肢的功能、缺陷的補(bǔ)償提供更好的參考[2]。

目前國(guó)際上對(duì)于截肢者行走能力的評(píng)價(jià)沒(méi)有統(tǒng)一的定義。Lamoth提到截肢者的行走能力常常是通過(guò)對(duì)行走速度、步態(tài)的對(duì)稱性、能量消耗的定量研究來(lái)評(píng)價(jià)；此外，站立時(shí)的平衡與行走能力有很強(qiáng)的相關(guān)性[1]。本研究主要通過(guò)步態(tài)分析、靜態(tài)站立平衡能力、室外行走1 km所用時(shí)間及能量消耗幾個(gè)方面來(lái)研究雙小腿截肢者的行走能力，以便制定雙小腿截肢者行走能力參考指標(biāo)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取本市及周邊省市假肢裝配站的雙小腿截肢者11例作為截肢組，其中男性10例，女性1例；同時(shí)在本院職工中選取12名健康成年人作為對(duì)照組，其中男性11名；女性1名。由經(jīng)驗(yàn)豐富的假肢師對(duì)假肢的對(duì)線、部件連接進(jìn)行專業(yè)性的檢查，確保假肢處于最佳狀態(tài)，并記錄截肢組的截肢原因、左右側(cè)殘肢長(zhǎng)度、穿戴假肢時(shí)間、接受腔類型、假腳類型。見(jiàn)表1。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①因各種外傷或血管病等原因雙小腿截肢；②年齡20～60歲，病程≥2年；③裝配假肢后具有獨(dú)立行走能力；④殘端無(wú)骨刺、神經(jīng)瘤、殘肢痛、水腫、壓瘡等并發(fā)癥；④身體健康，其他肢體無(wú)運(yùn)動(dòng)方面的疾病。

排除標(biāo)準(zhǔn)：患有心臟病、呼吸系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病、肌肉骨骼系統(tǒng)疾病、認(rèn)知障礙、精神病。

表1 雙小腿截肢者資料

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

本研究主要是從室內(nèi)步態(tài)分析、室外行走1 km所用時(shí)間及能量消耗、靜態(tài)站立平衡能力方面對(duì)雙小腿截肢者的行走能力進(jìn)行定量測(cè)試。

1.2.1 室內(nèi)步態(tài)測(cè)試 選取室內(nèi)30 m的平路作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，要求受試者佩戴智能步態(tài)及活動(dòng)能耗分析儀(Intelligent Device for Energy Expenditure and Activity,IDEEA，美國(guó)MINISUN公司)以自我感覺(jué)最舒適的速度在30 m的平路上來(lái)回行走6 min，重復(fù)進(jìn)行2次。采取室內(nèi)6分鐘步行試驗(yàn)(6-minutes walking test,6MWT)中通過(guò)IDEEA測(cè)試所得的步態(tài)時(shí)空參數(shù)。

1.2.2 6分鐘步行距離(6-minutes walking distance,6MWD)、室外行走1 km所用時(shí)間及能量消耗測(cè)試

6MWD選取室內(nèi)步態(tài)測(cè)試時(shí)通過(guò)IDEEA獲得的距離。

選取室外包括各種路面(碎石子路、上下坡、草地、上下臺(tái)階、平路)組成的約1 km復(fù)雜路面作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，要求受試者佩戴IDEEA以自我感覺(jué)最舒適的速度在此場(chǎng)地上行走，重復(fù)進(jìn)行2次。

1.2.3 靜態(tài)站立平衡能力測(cè)試 受試者取中立位姿勢(shì)、睜眼，雙腳靜止站立在足底壓力跑臺(tái)上，分別記錄3次患者靜態(tài)站立的情況，每次持續(xù)10 s。

1.2.4 下肢截肢者行走能力量表(Amputee Mobility Predictor,AMP)評(píng)價(jià) 由兩名專業(yè)人員根據(jù)AMP的具體操作方法對(duì)雙小腿截肢者進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容包括轉(zhuǎn)移、坐/立位平衡和各種步行技巧，根據(jù)得分確定運(yùn)動(dòng)級(jí)別。K1：15～26 分，K2：27～36分，K3：37～42分，K4：43～47分。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 步態(tài)分析

兩組步數(shù)、步速、步態(tài)周期、步頻、雙支撐期、擺動(dòng)相百分比及支撐相百分比具有顯著性差異(P＜0.05)；跨步長(zhǎng)、單支撐期、擺動(dòng)期無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。見(jiàn)表2。

表2 步態(tài)分析對(duì)比結(jié)果

2.2 6 MWD、室外行走1 km所用時(shí)間及能量消耗

兩組6MWD、室外行走1 km所用時(shí)間及能量消耗均有顯著性差異(P＜0.05)。見(jiàn)表3。

表36MWD、室外行走1 km所用時(shí)間和能量消耗對(duì)比結(jié)果

2.3 靜態(tài)站立平衡能力

兩組重心移動(dòng)面積、重心移動(dòng)總軌跡長(zhǎng)均無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。見(jiàn)表4。

2.4 AMP評(píng)價(jià)結(jié)果

截肢組AMP評(píng)分為(38.64±2.16)分；其中K22例，K39例。

2.5 雙小腿截肢者穿戴假肢行走能力參考指標(biāo)制定

本研究中截肢組均已很好地融入家庭和社會(huì)，測(cè)試的結(jié)果能夠?yàn)殡p小腿截肢者康復(fù)目標(biāo)的制定提供可靠的參考。

根據(jù)《國(guó)際功能、殘疾和健康分類》(ICF)的理念，我們將雙小腿截肢者穿戴假肢行走能力的參考指標(biāo)分為兩部分：身體結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)指標(biāo)、活動(dòng)相關(guān)指標(biāo)，選取雙小腿截肢者與正常人之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的指標(biāo)。身體結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)指標(biāo)包括步態(tài)時(shí)空參數(shù)，活動(dòng)相關(guān)指標(biāo)包括室內(nèi)6MWD、室外行走1 km所用時(shí)間及能量消耗。每個(gè)指標(biāo)參考值分為三級(jí)，分別是一般、良好、優(yōu)秀，兩側(cè)的極值通過(guò)(xˉ-s)、(xˉ+s)計(jì)算得到。見(jiàn)表5。

表4 靜態(tài)站立平衡能力對(duì)比結(jié)果

表5 雙小腿截肢者穿戴假肢行走能力參考指標(biāo)

3 討論

對(duì)于截肢者功能的康復(fù)評(píng)定，假肢師或康復(fù)治療師常常從穿戴假肢后能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立步行的時(shí)間和距離上判斷截肢者行走的能力，這種方式屬于定性判斷，結(jié)果的準(zhǔn)確性或可靠性與觀察者的技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)有直接的關(guān)系。本研究通過(guò)對(duì)雙小腿截肢者的行走能力進(jìn)行定量測(cè)試，并制定雙小腿截肢者行走能力參考指標(biāo)，為雙小腿截肢者康復(fù)目標(biāo)的制定提供參考，為下肢截肢者行走能力提供定量評(píng)價(jià)的方法。

3.1 雙小腿截肢者行走能力與正常人之間的差別

自我感覺(jué)最舒適的速度，被認(rèn)為是行走時(shí)最安全、耗能最少、最易顯示步態(tài)信息的速度，被廣泛地作為測(cè)試行走能力的指標(biāo)，無(wú)病理性步態(tài)的正常步速是1.1～1.4 m/s[3]。下肢截肢者由于失去正常的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，打破了身體重心鐘擺樣運(yùn)動(dòng)的平滑性；此外，足跟離地時(shí)失去小腿三頭肌向前的驅(qū)動(dòng)力，所以需要額外的機(jī)械功來(lái)移動(dòng)重心，導(dǎo)致步行速度降低和能量消耗增加，步行效率下降。本研究中，對(duì)照組自我感覺(jué)最舒適的平均速度為1.29 m/s，截肢組自我感覺(jué)最舒適的平均速度為1.07 m/s。與對(duì)照組相比，截肢組的6MWD減少20%；步態(tài)周期長(zhǎng)、步頻小、支撐期百分比增大、擺動(dòng)期百分比減??；跨步長(zhǎng)較正常人略短，但是差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本組的假腳型號(hào)大多為SACH，由于SACH背屈、跖屈范圍較小，在應(yīng)對(duì)室外復(fù)雜路面，如上下坡、上下臺(tái)階時(shí)，需要通過(guò)劃圈或髖關(guān)節(jié)的上提來(lái)輔助下肢跨越障礙，從而需要做更多的功，消耗更多的能量；截肢組室外行走復(fù)雜路面1 km所需時(shí)間比對(duì)照組多40%左右，每千克體重能量消耗比對(duì)照組多約30%左右。

重心移動(dòng)總軌跡長(zhǎng)越長(zhǎng)，重心移動(dòng)面積越大，靜態(tài)站立平衡能力越差，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示截肢組與對(duì)照組的靜態(tài)站立平衡能力無(wú)差別。原因可能與雙小腿截肢者假肢對(duì)線原則及截肢者穿戴假肢的時(shí)間有關(guān)?？紤]到平衡的因素，一般雙小腿截肢者站立時(shí)假腳間距較正常人大，從而增大了支撐面積；本研究中截肢組穿戴假肢的平均年數(shù)為17年，因?yàn)殚L(zhǎng)期穿戴假肢，已經(jīng)能夠很好地操控假肢，下肢的肌力和本體感覺(jué)已經(jīng)得到很好的訓(xùn)練，可能彌補(bǔ)了因截肢而導(dǎo)致的靜態(tài)站立平衡能力的減弱。

6MWT被廣泛用來(lái)測(cè)試所有人，包括截肢者的行走能力，而且被證明在測(cè)試社區(qū)行走能力時(shí)重復(fù)測(cè)量精確度較高[4]，一直以來(lái)被認(rèn)為是評(píng)價(jià)截肢與功能相關(guān)性的金標(biāo)準(zhǔn)[5]。2002年，Gailey等發(fā)表了AMP，現(xiàn)在已經(jīng)被國(guó)外學(xué)者廣泛采用，作為對(duì)下肢截肢者評(píng)定的重要方法；AMP的目的是評(píng)定下肢截肢者的運(yùn)動(dòng)能力，包括當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)能力和將來(lái)的步行潛力，為醫(yī)生、假肢技師和康復(fù)治療師客觀地評(píng)定截肢者穿戴假肢后的步行能力提供參考[6]。Raya對(duì)雙側(cè)截肢者進(jìn)行AMP和6MWT的相關(guān)性分析，認(rèn)為兩者具有相關(guān)性，可以作為評(píng)價(jià)雙小腿截肢者的行走能力的輔助工具[7]。AMP平均得分顯示截肢組的平均運(yùn)動(dòng)級(jí)別為K3，表明有能力或有潛力變換步幅行走，典型表現(xiàn)是戶外活動(dòng)可以越過(guò)大多數(shù)障礙物，可使用假肢進(jìn)行較復(fù)雜的職業(yè)活動(dòng)或其他活動(dòng)[4]。

3.2 加速度計(jì)的應(yīng)用

目前實(shí)驗(yàn)室使用的最為復(fù)雜的步態(tài)分析評(píng)價(jià)設(shè)備是三維步態(tài)分析系統(tǒng)。但是三維步態(tài)分析也存在一定的劣勢(shì)，當(dāng)感受器標(biāo)記點(diǎn)較多或者攝像頭較少時(shí)，紅外捕捉容易出現(xiàn)錯(cuò)誤；對(duì)于步態(tài)分析的評(píng)價(jià)受到實(shí)驗(yàn)室的限制，只能測(cè)試短距離通道的步態(tài)信息，不能代表人類自然狀態(tài)下真實(shí)的步態(tài)特征[8]。三維加速度計(jì)因其簡(jiǎn)單、方便、不受實(shí)驗(yàn)室限制的特點(diǎn)，被廣泛用來(lái)進(jìn)行關(guān)于老年人、青少年、運(yùn)動(dòng)障礙者和神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的活動(dòng)監(jiān)測(cè)、步態(tài)和能量消耗的分析[9-11]。在康復(fù)工程領(lǐng)域，三維加速度計(jì)已經(jīng)成為一種輔助截肢者假肢部件選擇、康復(fù)介入評(píng)價(jià)方面的手段[12]。本研究所用設(shè)備IDEEA就是一種三維加速度計(jì)，IDEEA能夠很好地評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室外的步態(tài)和姿勢(shì)，精確地評(píng)價(jià)能量消耗[13]。

雙小腿截肢者的行走能力與正常人之間存在差異，但因?yàn)槠浔Ａ袅穗p側(cè)的膝關(guān)節(jié)，具有很大的行走潛力。通過(guò)測(cè)試雙小腿截肢者行走能力與正常人之間的差異，選取評(píng)價(jià)雙小腿截肢者穿戴假肢行走能力的參考指標(biāo)及相應(yīng)的閾值，可為以后雙小腿截肢者康復(fù)效果的評(píng)價(jià)和康復(fù)目標(biāo)的制定提供科學(xué)依據(jù)。

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