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应用案例 2026-11-12 8 分钟阅读

临床步态分析能测到什么:一套完整的指标清单

场景:神经系统疾病患者的步态评估

Monash Health 的 Kingston Centre 是澳大利亚历史最久的步态实验室之一,主要服务脑卒中、多发性硬化、脑瘫等神经系统疾病的成人患者。

这间实验室在做的事,是把开源步态模型 CGM2(Conventional Gait Model 2)推进到临床可用。对使用者来说,更值得关心的是另一件事:一套步态实验室到底能输出哪些数据。

步态实验室采集场景

系统怎么搭

典型配置是一条 8–10 米的直行走道,两侧与顶部布相机(本案例用 Vicon 光学系统),走道中部嵌入测力台,患者身上按 CGM2 的标记点方案贴点,同步采集肌电(可选)。

CGM2 相对旧方案(Plug-in Gait)的两个改动直接影响操作:

  • 取消膝关节对线装置(KAD):改用膝内外侧两个标记点,和踝关节的做法一致,少一步校准、少一处误差来源
  • 足部简化成两个环节:不再是整块处理,前足与后足可以分开建模
  • Vicon 光学相机

    能测到什么数据

    这是客户最常问的问题。按四层拆开看:

    层级指标单位典型用途
    时空参数步速m/s整体功能水平,最敏感的指标之一
    时空参数步频steps/min代偿策略判断
    时空参数步长 / 步幅 / 步宽m对称性、稳定性评估
    相位支撑相 / 摆动相占比%患侧负重能力
    相位双支撑时间s平衡与跌倒风险
    运动学髋 / 膝 / 踝三关节角度曲线°关节活动度、僵硬或过伸
    运动学骨盆倾斜 / 旋转、躯干侧倾°近端代偿
    动力学地面反作用力 Fx / Fy / FzN 或 N/kg负重、推进力、制动冲量
    动力学关节力矩 / 功率Nm/kg、W/kg肌肉做功与负荷分配
    压力足底分区峰值压力kPa溃疡风险、矫形器效果
    压力压力中心(COP)轨迹mm平衡控制、稳定性
    肌电肌肉激活时序与幅值ms、%MVC协同模式、痉挛评估

    一套系统把这些同步采集后,输出的不是"一个数字",而是同一时刻的力学与运动学对应关系——这是单纯看视频或量表给不出的东西。

    患者步态采集

    这些数据解决什么问题

  • 术前术后对比:同一套标记点方案,术前一次、术后三个月一次,直接比关节力矩和支撑相占比的变化
  • 矫形器/假肢调校:改一个参数,几分钟内看到足底压力峰值和步态对称性的变化
  • 科研可复现:CGM2 是公开模型,模型假设可查、可改,不再依赖厂商黑箱
  • 落地时要注意

  • 标记点位置必须一致,否则纵向对比没有意义;CGM2 的优势之一就是方案公开、可写成 SOP
  • 至少留 3–5 个有效步态周期,患者体力有限,走道长度和采集策略要提前设计
  • 力台位置要固定,步伐落点偏差会直接影响 GRF 曲线的可用性
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