话题

4.为什么GS(油压减震器)易于行走?

格通搜罗深R1的发展历程

2018-08-22

偏瘫患者在步行时的站立后期脚趾难以离开地面,由于在摆动期难以获得脚尖间隔,常规的矫形器一直将这一点作为辅助目的。对此,GS(油压减震器)是以站立期的辅助作为第一目的开发的矫形器。通过对站立期的改善,可以改善包括摆动期的步行整体。

在正常步态的站立期,身体以接地的足为中心向前方旋转。这时,旋转中心按顺序向站立初期的脚跟、中期的踝关节、后期的前足部移动。由于这种旋转动作与摇椅相似,所以又称步行时的摇杆功能1)。(图6)

通过采用这3个摇杆功能,表示出步行中的重心在单脚支撑期较高,在两脚支撑期重心较低的正弦曲线动作2)。正弦曲线的重心的动作,可以进行利用重力效率的步行。(图7)

如图8所示,站立初期的脚跟摇杆的肌肉动作。因脚跟接地脚跟产生的地面反力使足部朝跖屈的方向运动。这时的胫骨前肌等的踝关节背屈肌群通过离心性收缩来控制踝关节的跖屈,并将小腿部朝前方伸出。与此同时,膝关节伸肌群也通过离心性收缩将大腿部朝前方伸出。通过这些肌肉的活动,身体可以朝前上方旋转使脚底接地1)。

偏瘫患者的步行时麻痹侧的脚跟接地比较困难,由于踝关节背屈肌群和膝关节伸肌群的活动度不足,不能通过脚跟摇杆使身体朝前方旋转。偏瘫患者的无矫形器步行的重心上下移动如图9所示2)。我们发现,如果麻痹侧接地的两脚支撑期的时间越长,重心在站立中期就不会上升。(图9)

通过分析偏瘫患者的矫形器步态,发现踝足矫形器的目的是起到在脚跟摇杆中对踝关节背屈肌群的离心性收缩的辅助作用3)。利用矫形器可以通过脚跟摇杆控制踝关节跖屈和伸出小腿部,容易使载荷移到麻痹侧,可以达到身体的前方旋转。

GS对站立中期以后的踝关节背屈的控制未采用踝关节摇杆的辅助。因此可以认为,GS适合可以脚跟接地,利用对跖屈制动的辅助可将重心旋转到前方的病例。

图10与图9为同一患者的GS步行时重心的上下移动2)。GS步行时发现在麻痹侧站立期重心上升后接近正弦曲线移动。

GS不光是重心的移动,还通过改善麻痹侧接地时的定位,可以改善站立期后半身体的动作。站立期后半中以膝部过伸病例的步行为对象,表示采用GS后的膝部过伸现象减轻的机制5)。

病例者为75岁男性,因脑溢血引起的左侧偏瘫(下肢Brunnstrom Stage IV),可以自力在室内外步行,发病已经23年,到测量之前一直未使用过包括其他矫形器的步行辅助器。不使用矫形器步行时,从站立中期到后期发现明显的膝部过伸(图11a)。病例者在测量时初次使用了GS,使用GS后步行速度增加,站立后期的膝部过伸现象减轻(图11b)。通过对有无使用GS的步行比较的结果,发现麻痹侧接地时的小腿角度与接地后的踝关节力矩有明显不同(图12)。无矫形器步行时小腿几乎呈垂直状态整个脚底接地,地面反力矢量通过踝关节前方使接地后即产生了踝关节跖屈力矩。使用GS步行时,发现小腿后倾使脚跟接地,地面反力作用点停留在脚跟而产生了微小背屈力矩。通过对站立中期以后的膝部过伸原因的分析,无矫形器步行时因接地后的小腿三头肌的活动使小腿朝后方收回,由于腰部呈缩回姿势,与髋关节伸肌的活动相互作用,引起在站立中期发生的膝部过伸。如果使用GS(油压减震器),通过将接地时地面反力作用点停留在脚跟,这样可以控制过早的跖屈肌的活动,从而实现了减轻膝部过伸的目的。