可穿戴式智能足底压力视觉反馈技术对脑卒中患者步态与平衡功能的影响

发布时间：2020-08-09 03:22

【摘要】：1.研究背景中国每年约有250万新发脑卒中病例和750万脑卒中幸存者。他们将伴有长期的功能障碍。步行与平衡功能障碍是影响脑卒中患者日常生活独立性最主要的功能障碍之一,因而步行与平衡功能障碍的康复被认为是脑卒中后康复的重要内容。目前的研究表明,早期强化的运动训练、任务导向型康复治疗、多感官刺激都有利于大脑的可塑性,改善脑卒中后的步行与平衡功能障碍,但治疗手段缺乏准确性和针对性。通过足底压力对患者的步态和平衡功能进行监测和记录的方法已经在实验室中应用超过20年了,而脑卒中患者的足底压力与步态和平衡控制的相关性也得到了验证。近年来,随着内置于鞋垫的低功耗柔性足底压力传感器的研制成功和无线通讯技术的飞速发展,使得足底压力数据的监测不再受训练地点和动作的限制,从而有望形成符合临床功能性步态和平衡训练需求的可穿戴式足底压力视觉反馈系统,为步态和平衡功能训练提供更实时、准确和标准化的指导。2.目的本研究使用自主设计的可穿戴式智能足底压力视觉反馈技术对患者进行步态和平衡数据监测与训练,以观察可穿戴式智能足底压力视觉反馈技术对脑卒中偏瘫患者步态和平衡功能康复的影响,并探讨此技术在临床平衡功能训练中的应用方式和价值。3.对象与方法3.1研究对象选取2017年5～11月间在南方医科大学珠江医院康复医学科进行康复治疗的脑卒中后偏瘫患者共30例,其中男性21例,女性9例;左侧偏瘫13例,右侧偏瘫17例,平均年龄42.6±12.88岁,随机分配至实验组和对照组各15例。3.2训练方法两组患者均以常规药物治疗为基础,按照患者需求给予相应的康复治疗,包括物理治疗、作业治疗及言语治疗等。对照组:给予常规治疗+平衡与步态训练;实验组:给予常规治疗+配合可穿戴式智能足底压力反馈技术进行平衡和步态训练;两组训练均为每次30min,每天1次,每周训练5天,疗程为4周。3.3评估方法采用随机数字表法将上述患者分为实验组和对照组,每组15例。两组患者一般情况及病程数据组间差异无显著性意义(p0.05),具有可比性。训练前及训练4周后分别评估两组患者的步态和平衡功能,由同一治疗师完成,具体方法如下。采用可穿戴式三维步态动作捕捉系统和可穿戴式智能足底压力反馈鞋垫记录两组患者步行时步态参数来评估两组步行功能。采用Berg平衡量表,“起立—行走”计时测试和采用可穿戴式智能足底压力反馈鞋垫记录静态平衡率来评估两组平衡功能。3.4统计学分析采用IBM SPSS Statistics 24.0统计学软件对数据进行分析,数据使用平均数±标准差(x±s)表示。计量资料比较用配对样本t检验,计数资料用x2检验。两组患者分别进行训练前与训练4周后步态和平衡观察指标评估结果的配对样本t检验。两组患者间,训练后与训练前各评估指标的结果差值比较,采用独立样本t检验。P0.05作为差异有显著性差异的标准,采用双侧检验。4.结果实验组的所有患者在实验期间均配合可穿戴式智能足底压力视觉反馈技术进行训练,患者均在第一次训练就能学会使用足底压力图像给予的视觉反馈进行步态和平衡训练的方法,并且没有产生不适和不良反应。4.1 两组患者步态及平衡观察指标的训练前与训练后比较训练前两组患者各步态及平衡观察指标无显著性差异(P0.05)。训练4周后,对照组患者除健侧和患侧单支撑时间及单支撑时间不对称率外,其他观察指标均较训练前有显著性差异(P0.05);实验组患者除步长不对称率和单支撑时间不对称率外,其他观察指标均较训练前有显著性差异(P0.05)。4.2 两组患者训练后与训练前观察指标差值的比较训练4周后,实验组患者的所有观察指标差值与对照组的相比,有显著性差异(P0.05),且差值较大。5.结论在本次研究中,我们利用穿戴式智能足底压力视觉反馈技术对卒中后患者进行步态与平衡训练,能有效改善脑卒中偏瘫患者的步态参数与平衡评分,提高患者的重心控制能力,矫正步态的不对称性,提高患者的步行能力,且较传统步态和平衡训练方法改善更明显。
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R743.3;R496
【图文】：

变化图,足底压力,变化图,鞋垫

可穿戴式智能足底压力数据采集鞋垫由三组，六个分别分布在足掌内外侧逡逑和足跟，直径为ｌｃｍ的柔性薄膜压力传感器（ｕｌｔｒａ－ｔｈｉｎ邋ｆｌｅｘｉｂｌｅ邋ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋ｓｅｎｓｏｒ）逡逑覆盖１８０ｕｍ超薄高柔初性ＰＥＴ薄膜制作而成（见图１－１），可以通过蓝牙与手逡逑机应用程序智能连接。足底压力鞋垫能够监测站立时足底压力的动态和静态分逡逑布情况，由手机应用程序进行图像显示和数据分析。患者穿戴鞋垫后，手机应逡逑用程序分别正确连接左右脚的两个鞋垫，即可在手机屏幕上看到自己的足底压逡逑力的图像。图像分为四个部分，足跟，足掌内外侧分别对应三组传感器的受力逡逑情况，以及虚拟的五个足趾的图像，受力越大，图像的面积越大，图像颜色越逡逑深，见图１－２。训练时，治疗师和患者根据足底压力图像反馈的问题进行相应逡逑的训练。逡逑；＾｜１；逦＊逦图１－１传感器位置逡逑Ｉ逦、逦Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｅｎｓｏｒ邋Ｌｏｃａｔｉｏｎ逡逑Ｉ邋Ｊ邋／逦＇逡逑ｉｗ邋ｋ逡逑ｎｍｍ逡逑图１－２行走过程中足底压力变化图像逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｐｌａｎｔａｒ邋Ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋Ｉｍａｇｅ邋Ｃｈａｎｇｅｓ邋Ｄｕｒｉｎｇ邋Ｗａｌｋｉｎｇ逡逑以左足为测试足，足底压力在步行过程中的足底压力图像。Ａ）支撑前期足底压力图像；逡逑Ｂ）支撑中期足底压力图像；Ｃ）蹬离期足底压力图像；Ｄ）摆动期足底压力图像逡逑２１逡逑

界面图,平衡测试,界面,评估测试

２软件部分逡逑智能评估与训练应用软件分为评估测试与康复训练两个部分。逡逑２．１评估测试部分分为平衡测试（见图１－３）、步态测试和步态录制（见图逡逑１－４），观察指标：逡逑■ｎｒ，逡逑ｔ逦会或言一基．．．邋ｊ邋｜＇ｊ逦＇邋．，ｊ邋Ｉ邋．．．．．．．ｔ邋＿邋＿逦＾逡逑图１－３平衡测试界面逦图１－４步态测试与步态录制界面逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｂａｌａｎｃｅ邋Ｔｅｓｔ邋Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ逦Ｆｉ

界面图,步态,界面,评估测试

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