临床评估在机器人行走测试中的应用

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#临床评估 # 步态分析 # 基准测试 # 机器人行走 # 双足运动

临床步态评估与机器人行走基准测试的关系

J.H. Buurke, J.F. Veneman 和 D. Torricelli

1 引言

在最近一篇关于双足运动基准测试的论文中，Torricelli 等人指出，机器人领域对基准测试重要性的认识正在不断提高[1]。Torricelli 等人的论文旨在为双足运动评估建立一个基准测试方案的基础，该方案可应用于不同研究社区并实现共享。为此，首先开展了一项基于网络的调查。其次，基于Gentile[2]和 Fleishman[3]的研究定义了通用术语。通用术语至关重要，因为其目标

该小组是多学科的，机器人领域的不同学科经常使用不同的术语和定义。随后，基于Fleishman的分类，对运动技能进行了分类，列出了与下肢运动相关的一组重要运动技能，并确定了相关的基准。

然而，这些基准中的大多数描述的是能力的生物力学特性。本文旨在确定可用于双足运动基准测试的临床评估方法。因此，首先将所提出的通用术语与临床实践中使用的定义进行比较。随后，根据其在临床实践中的适用性，选择可能对基准测试有用的临床评估方法。

1.1 与国际功能、残疾和健康分类相关的分类法

在所提出的双足运动基准测试方案中，基于马吉尔[4]的研究，选用了三个术语来定义通用术语（图1）。这些术语是：（a）技能，定义为具有特定目标的任务或活动（例如步行）；（b）能力，定义为实现技能所需的独立功能模块；（c）表现，定义为目标的成就水平。

医疗保健指标通常根据国际功能、残疾和健康分类（ICF）[5]来定义。

国际功能、残疾和健康分类是一种多用途分类，旨在服务于各个学科和不同领域，建立描述健康及健康相关状态的共同语言，以改善包括医疗工作者、研究人员、政策制定者、公众以及残疾人在内的不同用户之间的沟通。

在国际功能、残疾和健康分类中定义了三个组成部分（图2）：（a）身体功能；指身体系统（包括心理功能）的生理功能，（b）活动；指个体执行任务或行动，（c）参与；指个体在生活情境中的参与度。此外，个体的实际行为受到（a）环境因素的影响，这些因素构成人们生活和进行日常活动的物理、社会和态度环境，以及（b）个人因素，即个人生活和生存的具体背景，包括不属于健康状况或健康状态的个体特征（如习惯、生活方式）。

尽管这两种分类法在术语和定义上有所不同，但它们似乎也有很多共同之处。为了便于讨论双足运动的基准测试，本文采用了Torricelli 等人提出的分类法。

1.2 双足运动的临床评估

在临床实践，特别是康复医学领域，临床量表被用于决策和/或评估患者。

这些量表用于描述功能能力（如肌力、感觉等）和技能（如步行、爬楼梯等）。

用于临床实践的量表应具备可靠性、可重复性和有效性。基准测试的一个潜在问题是，许多此类量表针对特定诊断而设计，意味着它们仅对特定患者群体经过验证。临床量表用于基准测试的一个关键前提是，其适用于不同患者群体（以及健康老年人）。另一个可能更为重要的因素是最小重要差异（MID）。MID被定义为患者认为具有重要性的治疗结果的最小变化。最后但同样重要的是，测量应在不同语言中经过验证。

通常，现有的临床指标无法区分身体姿势和身体移动（如Torricelli论文中所建议的）。这些指标要么关注静态条件（即静态平衡），无论是否存在（内部）扰动，要么关注身体处于运动状态的条件（即步行、爬楼梯）。

因此，本文根据上述因素在实际应用中的相关性，确定可用于下肢运动相关运动技能基准测试的临床量表。

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2 方法

从各种数据库的随机选择中确定了结局指标，例如：
• http://www.meetinstrumentenzorg.nl/
• http://www.rehabmeasures.org/rehabweb/allmeasures.aspx?PageView=Shared
• http://geriatrictoolkit.missouri.edu/

3 结果

静态条件下的建议测量指标：Berg平衡量表（BBS）、计时平衡测试（TBT）、伸展测试（RT）。
运动状态下的建议测量指标：10米步行测试（10 MWT）、6分钟步行测试（6 MWT）、功能性步行分级（FAC）、Rivermead活动指数（RMI）、计时起走测试（TUG）、L测试（LT）、8字步行走测试（8 WT）、动态步态指数（DGI）、功能性步态评估（FGA）、上下楼梯测试（ST）、跌倒效能量表（FES）。

4 讨论

本文描述了为双足运动基准测试选择潜在有用的临床指标。

这些量表的一个可能缺点是它们基于观察，且结果通常定义在较为笼统的层面。新的定量且可靠的指标可能为解决这一问题提供方案。在 INTERACTION（卒中后日常生活与环境物理互动的训练与监测）项目（欧盟第七框架计划项目FP7‐ICT‐2011‐7‐287351）中，开发并验证了一种用于监测卒中患者日常生活活动及其上下肢运动功能与环境物理互动的无干扰、模块化系统。初步结果显示，该系统（由惯性运动单元（IMU）和力传感器组成）所测量的数据与BBS、TUG和10 MWT等临床量表具有良好的相关性。

此外，该系统还提供了额外的定量信息，对于区分执行这些测试时的正常与异常（代偿性）运动至关重要 [6]。

此外，使用该系统进行的测量既可以在受控环境（运动实验室）中进行，也可以在非受控环境（家中）进行 [7]。