基于肌肉机械功的异常步态分析

发布时间：2024-01-31 19:26

　　目的通过量化背屈肌和跖屈肌之间的协同作用分析不同行走速度下偏瘫受试者踝关节角度的异常,以深层次地分析患者的运动功能。方法将从肌电(electromyograph,EMG)驱动的人体肌肉骨骼模型中获得的肌力、力臂和关节角度参数进行预处理,利用肌力和力臂差计算患侧跖屈肌群和背屈肌群做功情况,以此分析由踝关节角度曲线反映出的步态异常。结果跖屈肌群(主要是比目鱼肌和腓肠肌)过度活跃做正功,保持高强度向心收缩,背屈肌群(主要是胫骨前肌)无力几乎不做功导致肌肉协同失衡,从而引起步态异常。结论本文提出的量化肌肉机械功方法可以深层次地分析肌肉之间的协同作用,对于偏瘫患者异常步态的分析具有重要的意义。

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【部分图文】：

图1偏瘫受试者患侧步态周期

在支撑期，脚会对地面施压，地面对脚会产生一个大小相等、方向相反的反作用力作为响应；在摆动期，地面反作用力为0[24]。地面反作用力可以被转换为沿3个方向的分力，分别是前-后方向、内-外方向和垂直地面方向（verttcaigroundreactionforce,VGRF)[2....

图2首选速度0.5m/s下双腿的垂直地面反作用力及患侧步态相位的划分

图2～图3是受试者以首选速度0.5m/s和其他步行速度（0.4、0.6、0.7、0.8m/s）行走时的VGRF及步态相位的划分。研究发现，VGRF存在两个波峰和一个波谷；在第一个双腿支撑期，患侧承担的负荷从0迅速上升到峰值，在单腿支撑期下降到最小值后又开始上升，并在第二个双腿....

图3其他速度下双腿的垂直地面反作用力及患侧步态相位的划分

图4～图5分别是受试者以首选速度0.5m/s和其他步行速度（0.4、0.6、0.7、0.8m/s）行走时患侧踝关节角度在一个步态周期内的变化情况。踝关节在脚跟着地后保持背屈运动，在第一个双腿支撑期达到第一个背屈峰值，角度分别为-4.8571°、-3.5972°、-3.1661°....

图4首选速度0.5m/s下患侧的踝关节角度

图3其他速度下双腿的垂直地面反作用力及患侧步态相位的划分2.2踝关节的肌肉机械功

本文编号：3891417