汪风传 魏思怡 王奇

摘要：随着年龄的增长，老年人身体平衡能力逐渐减弱。为评估老年人的身体平衡能力，基于摄影测量技术，通过采取步态指标、盆骨扭度、脊椎偏度三个指标对老年人行走状况进行三维建系，综合评估老年人的身体稳定性。根据不同老年人的步态分析结果，判断老年人失稳的主要原因，针对失稳老年人的行走提出合理建议。

关键词：身体平衡;步态分析;脊椎偏度

1引言

步态分析[1]是一种根据老年人身体各处关节的变化轨迹，评估其身体平衡状态的方法。目前用于监测关节运动轨迹的方法主要有目测估计法和摄影测量法。本文采用更为精准科学的摄影测量法描述老年人在短时间段内主要关节点的运动轨迹，通过建立三维空间坐标系，综合三个指标分析轨迹变化，判断身体的平衡状态。与正常老年人的步态轨迹图对比分析发现失稳老年人身体不平衡的原因，并针对原因提出合理的建议。

2构建身体平衡性评价指标

考虑到引起老年人步态失稳主要有老年人身体机能下降，重心不稳定等原因，根据不同关节在行走中的轨迹变动情况，本文基于以下三个指标构建身体平衡性评价体系。

2.1步态指标

衡量老年人行走稳定性程度通常选取步态周期、步幅、步速三个步态指标，在一个步态周期中脚部分的步态变动如图1所示：

步态单、双周期采用规定时间段内该种支撑类型时长下的加和平均法求解，其计算公式为：

（1）

通过脚踝部分在XOY平面上的变动轨迹计算步幅长度，据此计算老年人行走时的步速，步速的计算公式为：

（2）

对比正常老年人与失稳老年人脚踝关节随时间变化的运动轨迹，观察到失稳老年人的步态周期明显变长，分别计算其单支撐周期和双支撑周期，如图2所示。步幅曲线如图3所示：

分析以上在XOY平面的运动轨迹投影图发现，两位步态正常的老年人与步态失稳的老年人轨迹明显不同。对于步态失稳的老年人，图中虚线显示了其运动轨迹，可初步判断出该老人行走时的腿部运动状态。图中所示一号失稳老年人行走时的变动轨迹，判断该老人行走时左脚呈“外八字”，右脚扭动一定角度呈“内八字”。这种行走方式会使重心向一方偏移，不利于身体平衡。

2.2盆骨扭度

为研究行走时人体盆骨的扭动状况，通过判断老年人在行走时左右盆骨相对于水平方向和竖直方向的偏角，进而分析老年人是否存在长短腿（即坡脚）情况。通过描绘设置在盆骨附近的监测点位置数据可知，失稳老年人的盆骨相对于水平面抬高的角度明显小于正常老年人，判断该老年人步态失稳的主要原因是由于左右腿长度不一，进而导致左右脚受力不均衡，极易使老人失去平衡摔倒。

2.3脊椎偏度

脊椎偏度是判断一个老年人重心偏移和身体稳态的重要指标。若脊椎偏移竖直方向的角度越大，则该老年人越有可能是驼背，身体平衡性越差。

3模型的检验与结论

总结上述综合评价指标，评价正常老年人与失稳老年人的身体平衡性，对比分析步态指标得：正常老年人的步幅和步速变化比较稳定，而失稳老年人步幅和步速变化较大，不稳定。针对脊椎偏度指标分析得：正常老年人的上半身倾斜相对稳定，行走时通过下肢各关节调节平衡，而失稳老年人的脊柱倾斜过大，重心变化不稳定，容易摔倒。分析老年人行走时的骨盆扭度得：正常老年人行走时左右骨盆扭动角度近似相同，失稳老年人行走时左右骨盆扭动角度明显偏大，且每步的骨盆上下振荡角度明显大于正常老年人。

基于此，建议驼背类型老年人应该多吃蔬菜水果，补充维生素和矿物质，如维生素B2、维生素C和E以及铁、锌、钙等。对于坡脚的老年人，推荐经常作负重和肌肉强化锻炼，以增加骨质密度，减少跌倒和骨折的风险。

参考文献：

[1]陈大跃，丁洪，周新宇，林良明，卢钢，孙志宏.人体行走的步态测试与分析系统[J].中国生物医学工程学报，1997 （02）：38-46.

[2]赵凌燕.人体步态模型实验研究[D].哈尔滨工程大学，2008.