三維步態與運動分析系統測量步行過程中時空參數的信效度檢驗

宋偉鳴

中圖分類號：G804? ?文獻標識：A? ? ?文章編號：1009-9328（2022）04-285-02

摘? 要? 目的：以Protokietics Movement Analysis Software（PKMAS）作為校標，探究三維步態與運動分析系統（RealGait）測量步行過程中時空參數的信度和效度。方法：18名健康參與者來訪兩次，間隔7天。采用診斷試驗可重復性的組內相關系數評價信度;采用皮爾遜相關系數（R）和Bland-Altman圖來確定效度。結果：單因素方差分析表明兩次測量結果無顯著性差異（P>0.05）;RealGait對所有步態參數測量均表現出良好的信度（ICC 2，k≥0.749）;效度方面，RealGait和PKMAS的測量結果具有強相關性（R≥0.77）;Bland-Altman圖同樣顯示出良好的一致性。結論：三維步態與運動分析系統在步態時空參數測量中具有良好的信效度，是測量健康人群步態的可靠工具。

關鍵詞? RealGait? 步態? 信度? 效度

步態（Gait）是人體行走時所表現的姿態。成年人行走時的步態是唯一的，穩定的，不易改變的;步態是周而復始的過程，具有一定的周期性和方向性;在不同的時空環境中，步態會表現出不同的時空特征。步態分析已是識別損傷或疾病、預測跌倒和量化干預效果的重要環節。步速、步長、步態周期等參數與健康狀況、活動水平和生活質量高度相關，并可預測未來某些疾病的發病率和死亡率。PKMAS是一種成熟的步態量化設備，已有多項研究使用其數據并從中得出了大量時間和空間結果的測量特性。相較于實驗室環境，便攜式設備的發展使步態評估更加便捷，受益人群更加廣泛。

RealGite（諾誠電氣，上海）旨在測量步態過程中的時空參數。截至目前，RealGite在測量步態過程中的時空參數的信效度尚未見報道。為了更好地解釋諸多使用RealGite步態數據的研究，并能夠與其他已公布地步態測量工具的數據進行比較，本研究以PKMAS作為校標，確定RealGite在測量步行過程中時空參數的信度和效度。

一、實驗對象與方法

（一）研究對象

健康參與者18例（女性9名，男性9名;年齡24.1±0.8歲，身高175.9±5.2cm，體重69.6±10.1kg）。納入標準：（1）近三個月內無下肢損傷;（2）無下肢手術史;（3）自愿簽署知情同意書。排除標準：（1）長期服用精神類藥物;（2）患有神經退行性等可能影響步行任務的疾病。

（二）實驗方法

18名健康參與者來訪實驗室兩次，時間相隔7天。第一次來訪，受試者需要在10米的步道完成6次成功的步行測試：使用RealGait和PKMAS系統收集數據，各3次。第二次來訪，只使用RealGait完成3次測試并收集數據。RealGait是一款便攜式步態設備。測試前，將17個內含高性能嵌入式微處理器DSP數據采集處理模塊的傳感器綁定在受試者頭、肩、背、腰、髖、膝和踝相應位置處并進行姿勢糾正。RealGait系統硬件數據采樣頻率為120Hz。

（三）統計學方法

符合正態分布的計量資料采用均數±標準差表示。使用組內相關系數（ICC 2，k）和測量標準誤（SEM）評估信度。使用第一階段的數據分析診斷試驗的可重復性來評估相對信度;絕對信度以測量標準誤（SEM）檢測。使用Pearson相關系數（R）和Bland-Altman 95%的一致性限值來評估RealGait和PKMAS之間的效度。應用SPSS26.0進行統計分析。P<0.05為差異表示具有統計學意義。

二、結果

（一）信度檢驗

RealGait和PKMAS診斷試驗可重復性結果顯示，除擺動相（ICC 2，K=0.749），其余變量可重復性均為較好ICC（2，K≥0.771，表1）。

（二）效度檢驗

RealGait和PKMAS測量結果間的皮爾遜相關系數顯示出很強的相關性（r≥0.771，p<0.001）。RealGait測試結果普遍低于PKMAS（表2）。Bland-Altman圖顯示：步幅時間和步頻結果中所有案例均落在一致性界限內;步幅、步長、步寬、步速擺動相和支撐相結果中都只有5.56%（1/18）的點超出Loa95% CI，但所有指標的平均差值與0相比沒有差異（p>0.05）。

三、討論

步態分析是研究步行規律的方法，是一種對人體行走方式進行客觀記錄并對步行功能進行系統評價的有效手段，目的是揭示人體步態的關鍵環節和影響因素。目前，步態分析常用的設備有便攜式設備和實驗室設備兩種。PKMAS屬于全自動設備構建的實驗室設備，能夠精確采集人體步行過程中的動力學參數和運動學參數。然而，這些設備在便攜性和價格方面存在不足，限制了其的可推廣性和適用性。相比之下，RealGait對場地要求不高，易于操作，可以進行不同環境下的步行測試，例如上下樓梯和跨越障礙以滿足不同的研究需求。

結果顯示，ICC值介于0.749～0.973，表明不同測試方法測量健康人群步態參數的精確程度較高，診斷試驗可重復性較好。SEM值顯示，兩種設備測試間步速指標存在差異，步速指標的SEM%為29.1%，其余指標具有良好的一致性。這與先前研究結果一致，步態研究常存在難以精確控制步速的局限，盡管提示受試者以最舒適的速度參與步行測試，但是測試環境對步行過程造成一定影響，與其正常行走有所不同，可能需要使用節拍器來控制步行速度。

研究顯示RealGait和PKMAS具有很高的相關性（r≥0.771，P<0.001），說明在兩種設備在測試以上8項步態指標上可以相互替代。Bland-Altman一致性分析表明，對于所有結果，兩者相比存在細微的偏差。RealGait的測試結果略低于PKMAS，結合各項指標兩次測試的均值和實際情況考慮，這種差異是可以接受的。

綜上所述，目前的數據首次證明RealGait是一種可靠的步態時空參數測量工具，但本研究僅以健康人群為對象，后續研究將進一步擴大樣本量，針對特定人群和特定任務進行更深入的探討。此外，推薦與動力學測量工具結合使用，能更全面地評估人體步態特征。

四、結語

本研究中RealGait測試所得步幅、步寬、步速、步長、步長時間、步頻、支撐相和擺動相可以與PKMAS值互換。三維步態與運動分析系統在步態時空參數測量中具有良好的信效度，是測量健康人步態的可靠工具。

參考文獻：

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