脑瘫青少年步态参数的变异性与重复性:多中心运动分析研究的可行性

《Clinical Biomechanics》:Variability and reproducibility of gait parameters in youth with cerebral palsy: Feasibility for multicenter motion analysis studies

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:Clinical Biomechanics 1.4

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  脑瘫患者步态分析中不同经验评估者的重复性研究。采用10名评估者(平均8.4±10.4年经验)对4名青少年脑瘫患者进行步态分析,结果显示86%参数ICC≥0.75,说明评估者间重复性良好,但膝关节变异显著(ICC 0.534-0.948)。研究表明1年经验结合标准化流程(视频)即可保证数据质量,评估者经验与误差无显著关联。

  这项研究探讨了在进行步态分析时,不同评估者之间的重复性与可变性问题,特别是在年轻脑性瘫痪(CP)患者群体中。步态分析是一种广泛应用于运动分析中心的评估方法,旨在量化步态功能障碍,尤其是针对那些患有肌肉骨骼疾病如脑性瘫痪的青少年。然而,这种评估方法容易受到多种不确定因素的影响,包括评估者的操作差异、设备校准、数据采集系统以及标记点放置等。因此,确保评估结果的可重复性对于多中心研究至关重要,因为这关系到数据的一致性和可靠性。

在本研究中,研究团队特别关注评估者的经验对步态分析结果的影响。以往的研究大多集中在经验丰富的评估者或健康个体上,而本研究则引入了不同经验水平的评估者,以探讨是否可以通过引入一定的评估者间差异来达到可接受的重复性水平。研究对象包括三名青少年和一名年轻成年人,他们均被诊断为脑性瘫痪,并且其粗大运动功能分类系统(GMFCS)等级为1或2,这意味着他们具备一定的行走能力,能够在社区中行走。所有评估均在同一地点完成,但涉及来自不同实验室的工作人员,这些实验室具有不同水平的步态分析经验。这种设计使得研究能够更全面地评估评估者间的可变性,而不受患者个体差异的影响。

研究采用了一种三维步态分析方法,使用了Vicon Vantage V8相机系统,采样率为100Hz。评估者们按照Shriners Children's网络定义的最低标准步态分析协议进行操作,包括对膝关节对齐设备(KAD)和标记点放置的审查。每个评估者对每位患者进行了五次10米步行测试,并处理了其中的三次数据用于进一步分析。这种设置确保了每个参与者完成了大约25次10米步行,从而提供了足够的数据来分析步态参数的可重复性。

研究通过计算组内相关系数(ICC)和标准测量误差(SEM)以及最小可检测变化(MDC)来评估评估者之间的重复性。结果显示,大多数关节的步态参数在ICC值为0.75至1之间,表明这些参数具有良好的到极好的重复性。然而,步长和步幅等参数的重复性较低,处于中等水平。这说明尽管整体重复性良好,但某些参数仍然受到评估者操作差异的影响。此外,评估者间的误差普遍高于患者自身的步态变异,尤其是在膝关节的内外翻角度上,这种误差在摆动相中尤为显著,表明标记点放置的不准确可能会影响这些参数的测量结果。

研究还发现,评估者在运动分析中心的经验年限与其测量误差之间没有显著相关性。这一结果表明,即使经验较少的评估者,只要经过适当的培训和标准化流程,也能够提供可靠的数据。此外,研究强调了在进行步态分析时,标准化协议的重要性,尤其是在多中心研究中。通过使用统一的流程和培训,可以减少由于评估者差异带来的不确定性,从而提高数据的可重复性。

为了进一步提高步态分析的准确性,研究建议采用更先进的模型来估算关节中心,特别是在临床群体中。例如,使用Harrington模型来估算髋关节中心,可以提供更精确的结果。此外,动态校准过程可能有助于提高下肢关节中心的估计精度,特别是在那些传统假设可能不适用的群体中。这些方法可以作为未来研究的潜在方向,以进一步减少步态分析中的不确定性。

研究也指出了其局限性。首先,由于评估者的可用性,不是所有评估者都测试了相同的患者,这可能影响了重复性估计的精确度,尤其是ICC值的计算。其次,研究仅在一个地点进行,尽管使用了单一工程师来校准、采集和处理数据,但这种方法可能无法推广到多中心或长期研究中,因为不同地点可能引入额外的变量,如系统校准和步态事件检测的差异。最后,研究对象均为GMFCS等级为1的脑性瘫痪患者,因此研究结果可能无法推广到更严重的患者群体。此外,所有测试均在同一日进行,这可能影响了评估的准确性,因为疲劳可能增加步态模式的可变性,而连续的标记点放置可能影响评估结果的稳定性。

总体而言,这项研究的结果表明,标准化的评估流程可以在不同经验水平的评估者之间实现可接受的步态分析数据重复性。尽管膝关节的评估误差较大,但其平均值仍低于5度,这表明即使在容易受到标记点放置影响的关节上,通过质量控制措施也可以确保数据的可靠性。然而,由于研究的局限性,尚无法得出关于所需最低评估经验年限的明确结论。未来的研究需要更大规模和更均衡的经验分布,以进一步验证评估经验对步态分析结果的影响。此外,采用更先进的技术手段和动态校准方法可能有助于提高步态分析的准确性和一致性,特别是在多中心研究中。
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