【协和医学杂志】步态分析在血友病患者康复管理中的作用

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摘要:血友病是一种遗传性出血性疾病,主要分为A型和B型,分别由凝血因子Ⅷ和Ⅸ缺乏引起。凝血因子缺乏导致凝血功能障碍,患者易出现自发性或外伤性出血,特别是关节和肌肉部位

综 述

作者:吐鲁娜依·万力1,刘淑芬2,陈丽霞2单位:1新疆维吾尔自治区人民医院康复医学科,2北京协和医院康复医学科

通信作者:刘淑芬,陈丽霞

基金项目:中央高水平医院临床科研专项(2022-PUMCH-B-131)

血友病是一种遗传性出血性疾病,主要分为A型和B型,分别由凝血因子Ⅷ和Ⅸ缺乏引起。凝血因子缺乏导致凝血功能障碍,患者易出现自发性或外伤性出血,特别是关节和肌肉部位[1]。尽管血友病的发病率较低,大约每5000~6000名新生儿中有1例A型血友病患儿,每3万名新生儿中有1例B型血友病患儿,但其治疗费用高昂,且对患者的生活质量造成重大影响[2]。关节出血是血友病最常见的临床表现[3],尤其以膝关节和踝关节为主[4]。反复出血可导致关节滑膜炎、滑膜增生以及骨和软骨破坏,最终引发关节间隙变窄、关节功能障碍。随着病程进展,关节畸形的发生率也显著增加,严重影响步态和运动功能。血友病患者的关节病变不仅加剧了关节疼痛,还可能导致肌肉萎缩、关节屈伸度受限、肌力减弱等问题。一项国内多中心研究表明,血友病患儿的步态异常与下肢关节周围肌肉萎缩、关节疼痛、肌力下降及关节活动度减小显著相关[5],提示步态分析可用于早期发现和监测血友病患者的关节病变,为制订预防性治疗方案提供重要依据。

步态分析通过一系列摄像机(视频或红外)组成的仪器完成,这些摄像机位于步行道或跑步机周围,并连接计算机进行后续分析。在步态分析研究中,为精确捕捉人体各部位的动态变化,尤其是关节间的运动特征,研究人员在受试者身体的关键解剖部位(如骨盆髂棘、足踝和膝关节的髁部)或身体各节段的中间位置设置标记组。这些标记组通过传感器系统在三维空间实时采集每个标记物的运动轨迹。

此外,大多数实验室还配备了地板式负载传感器(又称力平台),用于测量反作用力及其对地面的动量,包括力的大小、方向和作用点位置[6]。将这些数据添加至身体每个部分的动力学中,可计算出步态循环不同阶段每个关节的净力和净力动量[7]。[8],是血友病患者功能评估的重要手段,其可评估下肢不同关节的负重情况,精确测量患者负重关节(双髋、双膝、双踝)的时空参数、运动学参数和动力学参数,有利于早期发现血友病患者的关节损伤,指导关节病变的预防和治疗。据文献报道,对于成年人,三维步态分析是一种可靠、可重复和无风险的评估手段,其不仅是有症状血友病患者关节状态的检查工具,且可早期发现无明显关节症状患者的步态改变,还可评估已存在关节病变的血友病患者的关节功能变化情况[9]。现将步态分析在血友病康复治疗中的应用情况进行综述,以期为后续血友病的综合管理提供参考。

1

血友病患者的步态特征

青春期前儿童的步行模式尚未完全发育成熟,与成人存在一定差异,因此本文对儿童、青少年和成人血友病患者的步态特征分开阐述。

1.1

时空参数

1.1.1 儿童和青少年

Bladen等[10]研究发现,无临床症状的血友病男童与匹配年龄和腿长的对照组相比,仍表现出显著的时空参数变化,主要表现为站立相缩短和摆动相延长;而患有关节病变的血友病男童在步长和步行速度方面显著下降。Forneris等[11]的研究进一步证实了中重度血友病男童的步行速度下降和步长缩短,同时,双支撑相和摆动相的持续时间延长。然而,Stephensen等[12]的研究未发现血友病男童与健康对照组在时空参数方面存在差异。造成这种结果的原因可能在于研究对象的年龄段存在差异。具体而言,Bladen等[10]和Forneris等[11]研究中的血友病男童年龄相对较大[(12.7±2.5)~(14.2±2.1)岁],而Stephensen等[12]的研究对象年龄相对较小[(9.1±1.9)~(10.7±1.8)岁]。

1.1.2 成人

研究发现,在间隔18周的两次随访中,步态分析显示成人血友病患者站立相延长,但该研究未提供与对照组或正常值的比较;与健康对照及关节受累较轻的血友病患者[血友病关节健康评分(HJHS)2~8分]相比,踝关节受累严重的血友病患者(HJHS 9~25分)的步长、步幅和步幅时间均显著降低(P均<0.05);但在膝关节中未发现类似规律[13]。

1.2

运动和动力学参数

Suckling等[14]采用主成分分析法比较了血友病青少年与年龄匹配的对照组的运动和动力学参数差异,发现血友病青少年从支撑相末期到摆动相早期,踝关节力矩均变小。Stephensen等[12]研究发现,与年龄匹配的对照组相比,血友病患儿的膝关节屈曲力矩在双侧支撑相早期、单侧支撑相和双侧支撑相末期均显著增加,踝关节力矩则无改变。造成上述研究结果不一致的原因,可能在于受试者的年龄差异,因时间-空间参数受身体尺寸的影响,特别是腿长。上述研究成果可用于评估血友病患儿的关节功能状态以及早期血友病关节病变进展。

1.2.2 成人

Lobet等[15]研究发现,在单侧或双侧孤立性踝关节病变情况下,支撑相末期的踝关节屈曲角度显著减少,摆动相膝关节屈曲角度增大,而髋关节矢状面屈伸角度则普遍减小。Lobet等[16]指出,在下肢多发性关节损伤的情况下,步行时踝关节和髋关节的屈伸角度显著减小,同时膝关节在摆动阶段的屈曲角度也有所下降。造成上述研究结果存在差异的可能原因在于第二项研究样本的人群异质性较大,且部分患者接受了全膝关节或全髋关节置换,对结果产生了一定影响。Harriet等[17]研究发现,在踝关节受累的血友病患者中,整个步态周期内踝关节跖屈和背屈时的平均接触压力分别降低了50%和80%。在背屈时,虽然一侧踝部的峰值和平均接触压力变化不一致,但一侧的平均接触压力增加了40%,而另一侧则减少了10%~65%。此外,该团队的研究还发现,在患者特定步态与对照步态之间,距骨上接触压力表现出显著的异质性变化,既存在增加亦有减少的情况,每例患者的步行策略不同,在步态周期中足踝部采用不同姿势以适应各阶段的变化,表明踝关节出血性关节病引起的步态适应是高度可变的。Carlos等[18]研究发现,在接受人工全膝关节置换术的血友病患者中,与室内平地行走相比,患者在室外不平整地面或高难度地形行走时,可通过增加其膝关节屈曲角度和增强肌肉协同活动以提高步态稳定性,并减少膝关节屈曲角度的影响。大多数研究集中于受控环境(如室内环境)中的步态分析,然而这并不能充分反映日常生活中步态所面临的各种可变性,该研究从另一个角度强调了步态分析在血友病关节病康复治疗中的重要性。

1.3

步态分析的临床应用与挑战

血友病患者的步态受多种因素综合影响,包括肌肉状态、疼痛、反复出血事件等。多种因素共同作用,可能使步态分析在评估关节病变时存在一定干扰。因此,提高步态分析的可靠性和特异性成为临床研究的重要课题。

为提高步态分析的可靠性和特异性,需关注患者的基本病史、关节病变部位和严重程度等因素。肌肉萎缩、关节疼痛和关节活动度受限等因素均可能导致步态变化。因此,在进行步态分析时,需结合患者的临床表现和影像学检查结果进行综合判断,以避免单一步态分析引起误诊。

此外,步态分析设备的精度和技术成熟度也对结果的可靠性产生直接影响。采用高精度三维步态分析系统,并配备合适的标记和传感器,可更准确地捕捉患者的步态变化,进而提高分析结果的可靠性。

然而,步态分析也存在一定的局限性。首先,步态分析通常只反映患者在静态或步态过程中出现的动态特征,可能无法全面反映关节病变的早期症状。其次,步态分析受限于患者的合作程度,尤其是儿童或病情严重的患者,可能影响数据的采集精度。最后,步态变化的个体差异较大,不同患者的生理和病理情况可能导致相似的步态表现。因此,临床工作中需针对患者情况进行个性化分析与解读。

综上,步态分析对于血友病患者关节病变的评估具有重要意义,但其在临床应用中需考虑多种因素的综合影响,以提高分析结果的可靠性和特异性,并克服现有的局限性。

2

步态分析与关节功能

对于青少年血友病患者,三维步态分析可早期监测到关节病变的发生;对于成人患者,则可敏感地反映关节的病变进展。Carlos等[19]的研究表明,步行中的动态运动控制指数(Walk-DMC)可作为血友病病情进展的补充评估工具。

针对22例血友病患者的研究显示,其中13例患者的Walk-DMC指数发生了变化;与Walk-DMC指数正常的患者相比,Walk-DMC指数改变的患者表现出更严重的关节病变、膝关节屈曲、挛缩以及显著影响HJHS评分的改变,该结果表明疼痛和膝关节屈曲、挛缩与Walk-DMC指数的变化显著相关。疼痛和关节损伤可能通过不同机制影响步态的神经控制;同时,本体感觉的改变将进一步影响关节及步态的稳定性。此外,Walk-DMC对于无线表面肌电图系统测量的肌肉数量非常敏感,可作为监测血友病关节病( PWHA)进展的有效补充工具。

Fouasson-Chailloux等[20]研究发现,中度血友病患者在下肢关节状态较差(HJHS≥10分)时出现明显的步态偏差,具体表现为站立相和双支撑相的持续时间较健康对照组及关节状态较好的中度血友病患者(HJHS<10分)更长,表明步态变化能够敏感地反映关节病变进展,三维步态分析在监测血友病关节病变方面具有重要意义。在无明显出血的情况下,血友病患者的关节病变仍可能进展,因此开发能够及早识别早期关节功能障碍的评估方法,尤其是步态分析,对于临床决策和治疗干预发挥重要作用。Yuya等[21]的研究纳入了12例关节病变的血友病患者、28例无关节病变的血友病患者以及12名健康对照组,应用Zebris FDM-T跑步机测力仪对三组研究对象的步态进行了定量比较。结果表明,与健康对照组相比,血友病患者的步态表现出明显异常,尤其在步行速度、压力中心(COP)、横向对称性和步态变异性方面,而这些步态异常指标无法通过X线或HJHS等常规方法进行有效评估。此外,在无关节病变的血友病组患者中,也观察到类似的步态不稳定性。因此,步态分析可能在早期识别下肢负重关节功能病变中发挥重要作用。Eerdekens等[22]对24例严重血友病患者(中位年龄33岁)的双侧踝关节损伤情况进行了研究,采用国际预防研究小组(IPSG)MRI评分系统评估踝关节病变,该评分系统主要包括对关节积液、滑膜增厚、含铁血黄素沉积、骨表面侵蚀、软骨下囊肿和软骨退化的评估。同时,研究人员通过三维步态分析测量了步行时踝关节峰值功率的产生和吸收(W/kg),作为关节负荷的替代性测量指标。结果显示,IPSG-MRI评分与成人血友病患者踝关节病变的动力学变量之间存在显著负相关,提示严重血友病患者可能通过不同的步态策略(如增加其他下肢关节负荷)减少踝关节压力。上述研究进一步强调了三维步态分析在监测血友病患者关节出血方面发挥重要作用。

3

步态分析与康复训练

血友病患儿反复的关节和肌肉出血可能影响其姿势调节能力,而姿势调节在步态和平衡控制中发挥至关重要作用。Mohamed等[23]比较自行车训练与跑步机训练对血友病患儿平衡和步态参数的影响,应用步态分析仪采集受试者的稳定性指数及运动学步态参数,经过3个月训练后,两组的稳定性和步态参数均有所改善,跑步机训练的稳定性提升效果显著优于自行车训练。随着新兴技术在康复领域的应用,电子游戏因其具有提高训练趣味性、增强依从性并改善康复效果的特点,逐渐获得更广泛应用。Mateo等[24]采用基于Kinect V2摄像头的训练软件对血友病患者和健康对照组进行运动康复指导,训练内容包括膝关节屈伸(深蹲)、踏台阶(踝关节锻炼)以及基于重心的多方向平衡训练。患者可通过Kinect V2摄像头和训练软件实时观察自己的训练状态,同时关节活动角度和动作完成度等客观数据也可供康复治疗师共享。Kinect V2可准确测量研究对象的关节角度(包括肘部屈曲/伸展、膝关节深蹲),并检测潜在的姿势损伤风险,有助于预防风险的发生。因此,Kinect V2作为运动康复训练的辅助工具,可有效监控动作的完成情况,推动训练的正确进行。在临床康复研究中,虚拟现实(VR)技术在运动再学习与控制、步态改善、力量提升和姿势控制(平衡)方面取得了进步[25]。通过持续练习和积极反馈,VR有助于提高患者日常任务中的功能表现。VR游戏通常结合视觉、听觉甚至触觉等多感官训练,对姿势和动作进行即时反馈,多感官训练能够激活与感官相连的神经网络,增强感官运动的整合能力,从而有效促进运动学习并增强功能能力[26]。Alshimaa等[27]采用Kinect V2与VR评价了血友病膝关节病(HKA)青少年患者的步态参数、功能能力和身体活动水平。研究结果表明,将VR训练纳入HKA青少年的身体康复计划,能够显著改善其步态特征、提高功能能力和身体活动水平,具有潜在康复益处。

在血友病患者的康复治疗中,临床药物干预与康复训练的无缝连接对于下肢关节功能的恢复至关重要。根据临床经验,药物干预和康复训练干预的时机必须精确把控,以确保患者的凝血功能处于能够承受康复训练的安全状态。凝血因子水平的变化和患者的出血风险是影响康复干预成效的关键因素之一。当凝血功能恢复到一定水平后,康复训练可有效促进关节活动度的恢复,并减少关节变形的发生风险。然而,在药物治疗未达到理想的凝血水平前,过早的康复干预可能导致反复出血,反而加重关节病变。因此,康复治疗的开始时间必须与凝血功能状态密切匹配。

在临床实践中,药物治疗和康复训练的协调可通过定期评估患者的凝血因子水平和关节功能情况实现[28]。当患者的凝血功能恢复到一定程度时,适度的物理治疗和康复训练可有效促进关节康复,并提高其生活质量。在治疗过程中,医生和康复治疗师应密切协作,确保治疗方案的个性化和时间上的精准匹配。此外,康复训练的干预方式也应根据患者的具体情况进行调整。在不同的康复阶段,针对患者下肢关节的功能训练情况,应逐渐从被动活动过渡至主动训练,从增强肌肉力量过渡至改善步态功能。通过合理干预,不仅可改善关节的活动范围,还可有效防止关节僵硬和变形。

4

小结

综上所述,步态分析在血友病患者的关节功能评估、监测,特别是发现早期关节功能异常及康复训练中均具有一定应用价值。但目前研究亦存在诸多不足:(1)缺乏大样本研究,难以确定步态参数差异是否为个体步态的可变性所致,缺乏说服力;(2)多数研究仅聚焦踝关节或膝关节,未研究下肢的整体变化,研究不够全面;(3)目前关于血友病群体的研究不够全面,研究对象应涵盖广泛的地理分布、全面的年龄层次、多样化的疾病类型和严重程度、性别与遗传背景、社会经济因素、并发症与合并症以及治疗与预后等多个方面。

研究覆盖全面的血友病群体才能更客观地了解血友病的特点和规律,为疾病的预防、诊断和治疗提供更加科学、有效的依据。然而,需要注意的是,血友病是一种罕见病,且发病机制和临床表现复杂多样,因此实现其全面研究仍面临诸多挑战。

未来的研究应关注以下方面:(1)运用步态分析对血友病下肢各关节(髋、膝、踝及足底压力)进行更全面的分析研究;(2)针对关节置换术后血友病患者的步态改变开展研究;(3)针对血友病患者的不同运动训练方案开展比较研究,并尽可能开展多中心、大样本、前瞻性、长期随访研究,以期获得更多证据支持。

(本文编辑:李玉乐)

参考文献

[1]Mannucci P M, Tuddenham E G. The hemophilias--from royal genes to gene therapy[J]. N Engl J Med, 2001, 344(23): 1773-1779.

[2]O'Hara J, Hughes D, Camp C, et al. The cost of severe haemophilia in Europe: the CHESS study[J]. Orphanet J Rare Dis, 2017, 12(1): 106.

[3]Leslie R, Catherine M. Modern management of haemophilic arthropathy[J]. Br J Haematol, 2007, 136(6): 777-787.

[4]Stephensen D, Tait R C, Brodie N, et al. Changing patterns of bleeding in patients with severe haemophilia A[J]. Haemophilia, 2009, 15(6): 1210-1214.

[5]刘淑芬, 刘颖, 张建宏, 等. 血友病儿童45例关节健康状况分析及其与步态的相关性研究[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2012, 6(12): 3389-3391.

[6]Stoof S C M, Hodgins D, Leebeek F W G, et al. Sensor-based gait analysis as a simple tool to measure gait in haemophilia patients[J]. Haemophilia, 2017, 23(4): e355-e358.

[7]Klöpfer-Krämer I, Brand A, Wackerle H, et al. Gait analysis-available platforms for outcome assessment[J]. Injury, 2020, 51(S2): S90-S96.

[8]Lobet S, Detrembleur C, Francq B, et al. Natural progression of blood-induced joint damage in patients with haemophilia: clinical relevance and reproducibility of three-dimensional gait analysis[J]. Haemophilia, 2010, 16(5): 813-821.

[9]Scaturro D, Vitagliani F, Tomasello S, et al. Postural assessment systems in the prevention of haemophilic arthropathy: a narrative review[J]. J Funct Morphol Kinesiol, 2022, 7(3): 68.

[10]Bladen M, Alderson L, Khair K, et al. Can early subclinical gait changes in children with haemophilia be identified using the GAITRite walkway[J]. Haemophilia, 2007, 13(5): 542-547.

[11]Forneris E, Andreacchio A, Pollio B, et al. Gait analysis in children with haemophilia: first Italian experience at the Turin Haemophilia Centre[J]. Haemophilia, 2016, 22(3): e184-e191.

[12]Stephensen D, Drechsler W, Winter M, et al. Comparison of biomechanical gait parameters of young children with haemophilia and those of age-matched peers[J]. Haemophilia, 2009, 15(2): 509-518.

[13]Hmida J, Hilberg T, Koob S, et al. Peak pressure during gait in patients with severe haemophilia: a controlled cross-sectional study[J]. Gait Posture, 2022, 93: 26-31.

[14]Suckling L B, Stephensen D, Cramp M C, et al. Identifying biomechanical gait parameters in adolescent boys with haemophilia using principal component analysis[J]. Haemophilia, 2018, 24(1): 149-155.

[15]Lobet S, Hermans C, Bastien G J, et al. Impact of ankle osteoarthritis on the energetics and mechanics of gait: the case of hemophilic arthropathy[J]. Clin Biomech (Bristol), 2012, 27(6): 625-631.

[16]Lobet S, Detrembleur C, Hermans C. Impact of multiple joint impairments on the energetics and mechanics of walking in patients with haemophilia[J]. Haemophilia, 2013, 19(2): e66-e72.

[17]Harriet G Talbott, Wilkins R A, Brockett C L, et al. Incorporating pathological gait into patient-specific finite element models of the haemophilic ankle[J]. Biomech Model Mechanobiol, 2024, 23(5): 1607-1616.

[18]Carlos Cruz-Montecinos, Devia C, Barahona M, et al. Comparison of the kinematic analysis of indoor and outdoor gait in people with haemophilia and total knee replacement[J]. Haemophilia, 2024, 30(4): 1102-1104.

[19]Carlos Cruz-Montecinos, Maas H, Cerda M, et al. Altered neural control of gait and its association with pain and joint impairment in adults with haemophilic arthropathy: clinical and methodological implications[J]. Haemophilia, 2022, 28(3): 497-504.

[20]Fouasson-Chailloux A, Leboeuf F, Maugars Y, et al. Gait alteration due to haemophilic arthropathies in patients with moderate haemophilia[J]. Int J Environ Res Public Health, 2022, 19(12): 7527.

[21]Yuya M, Sakata A, Inagaki Y, et al. Force-sensing treadmill gait analysis system can detect gait abnormalities in haemophilia patients without arthropathy[J]. Haemophilia, 2024, 30(3): 780-790.

[22]Eerdekens M, Peerlinck K, Staes F, et al. Clinical gait features are associated with MRI findings in patients with haemophilic ankle arthropathy[J]. Haemophilia, 2020, 26(2): 333-339.

[23]Mohamed R A, Sherief A E A A. Bicycle ergometer versus treadmill on balance and gait parameters in children with hemophilia[J]. Egypt J Med Hum Genet, 2015, 16(2): 181-187.

[24]Mateo F, Soria-Olivas E, Carrasco J J, et al. HemoKinect: a microsoft kinect V2 based exergaming software to supervise physical exercise of patients with hemophilia[J]. Sensors (Basel), 2018, 18(8): 2439.

[25]Rose T, Nam C S, Chen K B. Immersion of virtual reality for rehabilitation-review[J]. Appl Ergon, 2018, 69: 153-161.

[26]Wei-Peng Teo, Muthalib M, Yamin S, et al. Does a combination of virtual reality, neuromodulation and neuroimaging provide a comprehensive platform for neurorehabilitation?-A narrative review of the literature[J]. Front Hum Neurosci, 2016, 10: 284.

[27]Alshimaa R Azab, Elnaggar R K, Aloraini G S, et al. Adolescents with hemophilic knee arthropathy can improve their gait characteristics, functional ability, and physical activity level through kinect-based virtual reality: a randomized clinical trial[J]. Heliyon, 2024, 10(7): e28113.

[28]张威, 毛建华. 血友病A治疗研究新进展[J]. 中华血液学杂志, 2018, 39(1): 83-86.

作者贡献

吐鲁娜依·万力负责文献查阅、资料收集及论文撰写;刘淑芬、陈丽霞负责组织选题及论文审校。

作者简介

新疆维吾尔自治区人民医院

吐鲁娜依·万力

康复医学科主治医师。中国康复医学会康复心理学专委会委员。北京整合医学学会生活方式医学分会第一届委员。北京协和医院“优秀进修医生”,柯坪县人民医院“优秀帮扶队员”。第二届康复医学科党支部“阅读点亮梦想·书香浸润初心”读书活动优秀奖,首届新疆康复治疗临床技能竞赛决赛一等奖。擅长于淋巴水肿康复,血友病康复,神经康复,骨科康复等。

通信作者

北京协和医院

刘淑芬

康复医学科主任助理,副主任医师,北京协和医学院内科学博士研究生。中华医学会物理医学与康复学分会青年委员,北京康复医学会心脏康复专业委员会副主任委员,中国康复医学会心血管疾病预防与康复委员会委员,中国康复医学会智能康复委员会委员,中国康复医学会电诊断专委会委员,中国康复医学会消化康复委员会委员,中国女医师协会心脏康复研究中心委员。擅长:心脏康复,血友病康复,免疫系统疾病康复,骨科康复。

北京协和医院

陈丽霞

康复医学科主任,主任医师,教授。中华医学会物理医学与康复分会委员,北京物理医学与康复分会常委,北京市康复医疗质量控制与改进中心副主任,北京康复医学会康复教育委员会副主任委员,中国血友病协作网物理治疗组组长,北京市外国医师在京行医资格考试中心考评专家,中国医院协会医疗康复机构管理分会常委等。擅长 : 血友病、脑卒中后遗症、帕金森病、吞咽障碍、骨质疏松症、下腰痛、颈椎病、骨关节系统术后、COPD的功能评定与康复。

2010年创刊,国家卫生健康委主管、中国医学科学院北京协和医院主办的综合性医学期刊,已被评为“中国科技核心期刊”“中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊”和“中文核心期刊要目总览(北大中文核心)期刊”,被 Scopus 和 DOAJ 数据库收录,入选“中国科技期刊卓越行动计划”项目。

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来源:协和医学杂志

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