压力成像步态评估系统研究

人类的步态就是行走时的人体姿态。步态是人体结构与功能、运动调节系统、行为及心理活动在行走时的外在表现。不同的人来去、站停及行走的姿势是不一样的。四肢、躯干、神经调节系统或某些全身性疾病都会影响一个人的步态。俗话说：只要功夫深，铁杵磨成针。当我们的步态出现问题时，每天至少上万次不当操作（即错误的动作模式）那会发生什么？我们身上的这些慢性颈痛、肩痛、腰腿痛，还有长短腿、高低肩，甚至小粗腿、没屁股、大小脸都有可能来源于同样的原因，那就是我们每天都在长时间保持的，高频率使用的身体的两项重要的功能——姿态与行走。足底压力步态分析系统是一款通过检测足部压力状态,指示人体的下肢或足部出现了哪些问题的设备。压力成像步态评估系统研究

常见异常步态及分析1、足内翻：足内翻是常见的的病理步态，多见于上运动元神经病变者，常合并足下垂和足趾卷曲。步行时足触地部位主要是足前外侧缘，特别是第五跖骨基底部，常有承重部位疼痛，导致踝关节不稳，进而影响全身平衡。髋关节可能发生代偿性屈曲，患肢摆动相地面廓清能力降低。相关肌肉包括：胫前肌、胫后肌、趾长屈肌、腓肠肌、比目鱼肌、拇长伸肌和腓骨长肌。2、足外翻：骨骼发育尚未成熟的儿童或年轻患者多见（如脑瘫），表现为步行时足向外侧倾斜，支撑相足内侧触地，可有足趾屈曲畸形。步行时身体重心主要落在踝前内侧。严重畸形者可导致两腿长度不等，跟距关节疼痛和踝关节不稳。相关肌肉包括：腓骨长肌、腓骨短肌、趾长屈肌、腓肠肌、比目鱼肌。步态评估怎么样足底压力步态分析系统采用高分辨率和高精度的压阻式压力传感器 ,兼具大量程,高精度和可靠性好等特点。

    疼痛问题一直困扰着我们的日常生活，牙痛，肠胃痛，伤病痛等。有时候折腾得我们彻夜难眠，疼痛难忍，精疲力竭。所以人们对疼痛的研究一直很重视，不断开发出新的动物模型和疼痛监测设备。动物步态分析系统（CatWalk）就是的利用大小鼠为动物模型的疼痛研究设备，主要通过监测动物步态的变化来研究疼痛变化情况，如某一个肢体的疼痛会导致该只脚着地时间缩短、着地面积减少、着地力量减少、空中悬浮时间增长等。动物步态分析系统可以准确的测定上述这些参数的变化，为疼痛研究提供精确的数据。另外可以连续多次，快速准确的测定这些数据。因此可以用于高通量的数据研究，以及长时间的疼痛恢复过程的监测。过去该系统主要用于神经性疼痛、脊髓损伤、神经退行变、脑中风的研究。

在基于机器视觉的步态识别中，系统利用摄像机获取数据，然后利用图像处理技术对数据进行分析。另一方面，基于地面传感器的步态识别系统通过一个垫子工作，这个垫子可以测量一个人的步伐所产生的力量和速度。基于可穿戴传感器的步态识别系统使用带有传感器的可穿戴设备，如加速度计、陀螺仪传感器和力传感器，来检测和记录步态活动。研究人员在论文中写道：这篇论文介绍了一种智能手机用户认证系统的开发，该系统利用了该设备已有的硬件。身份验证是基于智能手机用户的步态模式，这是一种生物特征。比勒陀利亚大学和香港城市大学的研究团队开发了一种基于可穿戴传感器的步态识别系统，该系统利用了智能手机已有的硬件，尤其是其加速度计。足底压力步态分析系统利用力学、解剖、生理学知识对人体行走功能状态进行对比分析的一种生物力学研究方法。

    底墨迹法是步态分析早期和简易的方法之一。在足底涂上墨汁，在步行通道（一般为15-20cm）铺上白纸。测试动物走过白纸，留下足迹，便可以测量行走步态。步行同时用秒表记录时间。这种方式不需要复杂设备，但是十分耗时，所以实际实验过程中越来越少用到。可以获得的参数包括：步长(Steplength)：指一足着地至对侧足着地的平均距离。国内也有称之为步幅。步长时间(steptime):指一足着地至对侧足着地的平均时间，相当于支撑相早期和中期。步幅(Stridelength)：指一足着地至同一足再次着地的距离。国内也有称之为跨步长。步行周期(cycletime)：指平均步幅时间(stridetime)，相当于支撑相与摆动相之和。步频(cadence)：指平均步数（步/min），等于：60(s)÷步长平均时间(s)。由于步长时间两足不同，所以一般取其均值。有人按左右步长单独计算步频，以表示两侧步长的差异。步速(velocity)：指步行的平均速度(m/s)，等于：步幅÷步行周期。步宽(walkingbase)：也称之为支撑基础(supportingbase)，指两脚跟中心点或重力点之间的水平距离，也有采用两足内侧缘或外侧缘之间的**短水平距离。左右足分别计算。足偏角(toeoutangle)：指足中心线与同侧步行直线之间的夹角。 足踝、下肢关节及各类创伤疾病通过足底压力步态分析系统可评估疾病原因为治疗方案的制定 ，提供数据依据 。河北脊柱步态评估系统

足底出现异常，由于代偿，其他部位可能发生异常，通过足底压力步态分析系统可预防下肢甚至全身的异常。压力成像步态评估系统研究

01、木马步态——屈髋肌短缩具体表现为单侧短缩，一侧骨盆前倾明显，患侧屈膝、骨盆下垂、脊柱侧弯单侧短缩；一侧骨盆前倾明显，患侧屈膝、骨盆下垂、脊柱侧弯。

02、臀大肌无力步态——棘旁肌收缩具体表现为挺胸凸腹，棘旁肌发生s代偿，因为足跟落地时为防止摔倒，导致棘旁肌出现收缩失衡的情况

03、鸭步步态——臀中肌无力这是由于臀中肌无力导致控制骨盆的能力下降，呈现鸭子走路一般的步态。

04、屈髋肌无力这种情况呈现的步态分为几种情况：（1）摆动期髋回旋画圈，走路时一只脚以髋关节向外画圈落地；（2）摆动初期骨盆后倾，因为需要收腹肌，身体可能出现前倾的动作，摆动中期躯干向后倾斜，脚蹬地瞬间上半身突然向后倾斜。

05、内外八字支撑期外八字，这是由于股骨颈后倾、髋外旋肌紧张导致，同理如果出现支撑期内八字，则是相反，股骨颈前倾，髋内旋肌紧张.其次是膝关节，膝关节依靠不同肌肉收缩在步行过程中反复屈伸，因此我们需要注意起止点在膝关节周围的肌肉。 压力成像步态评估系统研究

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