步行作為人類從四肢爬行進化到直立行走所獲得的一種能力,是人類的基本日常生活能力之一,也是最重要的能力。在正常狀態(tài)下我們如果不是可以關注我們很難注意到自己的步行狀態(tài),這是因為我們的中樞神經系統進化出了控制步行的節(jié)律中樞,使我們可以在注意力放在別的事務上時任然可以順利流暢的行走。
足部作為在步行中支撐、緩沖、推動、吸收沖擊力的身體結構,其由26塊骨頭,33個關節(jié),126根韌帶組成以及如同織網一樣分布的肌肉和神經組成。其在整個步行過程中受力的變化時刻都在影響著步態(tài)。而步態(tài)分析就是用生物力學的方法結合人體解剖學,生理學,探索步行的規(guī)律的檢查方法。經由數十年的發(fā)展步態(tài)分析以及逐漸完善,現階段的步態(tài)分析主要由四個部分構成:臨床分析,運動學分析,動力學分析,肌電圖分析。如今步態(tài)分析已經成為臨床醫(yī)學的常規(guī)檢查項目之一,臨床醫(yī)師結合受試者的臨床癥狀,病史以及其他相關檢查可以對受試者進行詳細的評估。
也許在大多數人看來行走是一件簡單平常且重復度很高的行為,犯不上大費周章的收集整理。但是殊不知在這種簡單平常和高重復性的背后我們的大腦對骨骼肌肉時時刻刻都在進行著計算和調控。并且通過獲取不同人行走過程中各種數據我們可以反向得到一些隱藏在行走背后的信息。而這些信息在對疾病的預防、診治和身份的識別等多個方面都有著極高的價值。而且步態(tài)分析的發(fā)展也經歷了不同的時期從公元前384年-公元前322年亞里士多德的著作中最早記載了關于人走路的步行軌跡以及下肢運動軌跡。但真正對步態(tài)進行科學的探究其實要追溯17世紀-20世紀的歐洲,到1836年Weber兄弟出版第一部關于步態(tài)的著作《Mechanik der menschlichen Gehwerkzeuge》(人類腿部力學),并且提出了關于人類步行的“最小化能量消耗”的假設,后來的科學家證明了這一假設的正確。Willhelm和Eduard用卷尺、秒表等工具測量并描述了步態(tài)的一些基本要素,二人還定義了步態(tài)的周期如支撐相擺動相和雙腿支撐相。在19世紀,Marey和Carlet將指示器和氣囊相連以此來記錄步態(tài)的擺動相和支撐相。1877年Muybridge利用24個攝像機記錄馬奔跑時的圖像,為影像測量分析法奠定了基礎。20世紀初(1895-1904年)Braune和Fisher的研究第一次使步態(tài)分析突破了一維,他們利用攝像機和附著于肢體的標記點對正在行走的人進行了三維分析;除此之外他們還利用力學原理測量了關節(jié)力矩和力量并且建立了人體質量分布模型,為人體運動定量分析奠定了基礎。1940-50年代左右Imman整個20世紀步態(tài)分析的發(fā)展進入了新紀元,隨著科學的進步以及測量工具的發(fā)展,從一開始的量角器,卷尺,膠卷進展到可以對肢體各關節(jié)實時定位的紅外線系統;所測量的參數也從逐漸的豐富擴展。進入到21世紀隨著計算機技術和人工智能的發(fā)展步態(tài)分析也嘗試著逐漸從實驗室走到更復雜的環(huán)境中去,利用景深相機和人工神經網絡的結合實現了對關節(jié)數據的快速捕獲使得步態(tài)分析走入尋常家庭成為可能。
步態(tài)分析現在被廣泛的利用在了臨床醫(yī)學、身份識別、動作捕獲等多個領域。在臨床上很多學者在通過步態(tài)分析來對腦卒中后遺癥、糖尿病足、各種骨科疾病進行診斷、預估療效等。在身份識別上各種安全機構通過步態(tài)分析和其他識別手段來加強識別的準確性等等。
各位讀者們可以在自己的生活之余關注一下自己的步行特征,你會驚訝的發(fā)現你的步行和你的身體狀態(tài)甚至情緒息息相關。這是不是很神奇呢?
自2014年開科以來,北京清華長庚醫(yī)院康復醫(yī)學科致力于為廣大患者提供更優(yōu)質的醫(yī)療服務,不斷引進沖擊波、等速運動訓練系統、平衡訓練系統、HUBER360評估訓練系統、全身和局部振動治療儀、支具定制、生物力學評估治療等先進設備,開展超聲引導下藥物注射、富血小板血漿注射等先進技術。期待患者朋友們關注我們。
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