专利名称：一种辅助评价膝关节受力状态的方法
技术领域：
本发明涉及一种辅助评价膝关节受力状态的方法。
背景技术：
对于膝关节运动时的观察和比较，目前常用运动学分析。对相关的关节和躯 体标记体定位后，红外线摄像头不断地进行数据采集，采集频率一般在60次/min 以上，结合步态分析主机对运动轨迹进行分析和三维重建(见图l) (^/Wer j / ， #z'"_z'c^r jO" , Fer力er 7 , et al. Gait mechanics following ACL reconstruction: Implications for the early onset of knee osteoarthritis. British Journal of Sports Medicine, 2009， 43(5):366-370.)。
但现有的运动学分析系统存在如下主要问题1.所用的皮肤表面标记物不能 真正代表深部骨骼的运动，两者之间的误差可达40mm，尤其是难以准确评估膝关 节旋转状况；2.操作复杂和费时。
发明内容
本发明的目的是提供一种快捷、准确的辅助评价膝关节受力状态的方法。 本发明提供的辅助评价膝关节受力状态的方法，包括如下步骤 获得受试者足的大小、正常步行时的左右足行进角，将以上数据进行标准化
处理，然后分析左右足的足底压力数据，得到正常步行时两足的足底平均压力差
值aPDA-l;
获得受试者足的大小、单侧膝旋转步行时的左右足行进角，将以上数据进行 标准化处理，然后分析左右足的足底压力数据，得到单侧膝旋转步行时两足的足 底平均压力差值aPDA-2;
所述单侧膝旋转步行时步行速度(VI)的变化幅度在所述正常步行时步行速 度(V2)的±0. l米/秒之内(即V2-Vh土0. l米/秒)；
如果aPDA-l与aPDA-2相比较，P<0. 05，提示受试者左右膝关节受力不一
致；
所述标准化处理为应用MATLAB R2006a(2006版)软件(MathWorks公司)进行 处理。所述标准化处理具体可为N.L.W.Keijsers等提供的方法，参见文献N丄W. Kei jsers， N. M. Stolwi jk， B. Nienhuis， et al. A new method to
normalize plantar pressure measurements for foot size and foot
progression angle. J Biomech，2009，42:87-90.。
所述足的大小是通过足的长度和宽度来体现的，参见文献N.L.W.Keijsers，
N. M. Stolwijk， B.Nienhuis，et al. A new method to normalize plantar
pressure measurements for foot size and foot progression angle. J
Biomech，2009，42:87-90.。
所述单侧膝旋转可为单侧膝内旋或单侧膝外旋。 受试者的所述足底压力数据可通过足底压力测力板测试系统获得。 所述足底压力测力板测试系统具体可为Footscan SCSI 2米长的高频率平板
测试系统(比利时RSscan公司生产，2X0. 4m, 16384个传感器，125-500 Hz)。 应用以上方法，仅是对膝关节受力状态进行辅助评价，还需要辅以其它方
法，进一步进行确定。
应用本发明的方法，可以快捷、准确地了解不同动作下足膝之间的生理关
系，从而指导各种训练或运动。
图1为现有的运动学分析方法示意图。
具体实施例方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的 实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无 特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。
采用如下步骤对12名体育爱好者的双侧膝关节受力差异进行评价 (1)获得受试者足的大小、正常步行时的左右足行进角，应用 N.L.W.Keijsers等提供的方法(N.L.W.Keijsers, N. M. Stolwi jk， B.Nienhuis, et al. A new method to normalize plantar pressure measurements for foot size and foot progression angle. J" Biomech, 2009,42:87-90.)将以上数据进行标准化。应用Footscan SCSI 2米长的高频率 平板测试系统(比利时RSscan公司生产，2X0. 4m， 16384个传感器，125-500 Hz) 测量左右足的足底压力数据，得到正常步行时两足的足底平均压力差值aPDA-l;(2) 获得受试者足的大小、单侧膝内旋步行时的左右足行进角，应用
N. LW. Keijsers等提供的方法(N. L. W. Kei jsers， N. M. Stolwi jk， B.Nienhuis，et al. A new method to normalize plantar pressure measurements for foot size and foot progression angle. J Biomech, 2009,42:87-90.)将以上数据进行标准化。应用Footscan SCSI 2米长的高频率 平板测试系统(比利时RSscan公司生产，2X0. 4m， 16384个传感器，125-500 Hz) 测量左右足的足底压力数据，得到单侧膝内旋步行时两足的足底平均压力差值 aPDA-2;
(3) 如果aPDA-l与aPDA-2相比较，P<0. 05，提示受试者左右膝关节受力不一致。
12名体育爱好者的相关数据及评价结果见表1。
表l 12名体育爱好者的相关数据及评价结果
编号性别年龄正常步行时尿g内旋步行时步行速度 (m/s)行进角(° )aPDA-1 (N/cm2)膝内旋侧步行速度 (m/s)行进角(° )aPDA-2 (N/cra2)
左侧右侧左侧右侧1女271.47619.49.81. 0334左1. 49317. 717.01. 468
2男321.47515.814.80. 7005右1. 42914. 215.50. 7197
3女281. 714-1.518.20. 8620右1.6610. 012.81. 5093
4男321. 71115. 514.90. 6251右1.65113.014. 71. 1476
5男271. 72713. 311. 70. 6755左1. 68916. 111.61. 7006
6男231. 36225.932.71. 0642左1. 32415.027.01. 0089
7男361.67920.317. 11. 0144右1. 66724.916.51. 7916
8男211. 54419.815.50. 5948左1. 55224.016. 71. 5157
9男251. 3166. 118.61. 558左1. 3576. 418.00. 9728
10男251. 54113.811. 11. 2583左1. 50613. 212.41. 6049
11男271. 52812.814. 70. 9034右1. 5669. 011.8L 3879
12女261. 37220.410.70. 6631左1.35320.812.30. 7524
平均 值27.41. 5370. 91271. 5211. 2983
标准 差4. 20. 1450. 29160. 1320. 3659
权利要求
1、一种辅助评价膝关节受力状态的方法，包括如下步骤获得受试者足的大小、正常步行时的左右足行进角，将以上数据进行标准化处理，然后分析左右足的足底压力数据，得到正常步行时两足的足底平均压力差值aPDA-1；所述标准化处理为应用MATLAB R2006a软件进行处理；获得受试者足的大小、单侧膝旋转步行时的左右足行进角，将以上数据进行标准化处理，然后分析左右足的足底压力数据，得到单侧膝旋转步行时两足的足底平均压力差值aPDA-2；所述标准化处理为应用MATLAB R2006a软件进行处理；所述单侧膝旋转步行时步行速度的变化幅度在所述正常步行时步行速度的±0.1米/秒之内；如果aPDA-1与aPDA-2相比较，P＜0.05，提示受试者左右膝关节受力不一致。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述单侧膝旋转为单侧膝内旋或单侧膝外旋。
3、 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于受试者的所述足底压力数据是通过足底压力测力板测试系统获得的。
4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于所述足底压力测力板测试系统为Footscan SCSI的高频率平板测试系统。
全文摘要
本发明公开了一种辅助评价膝关节受力状态的方法。本发明提供的方法包括如下步骤获得受试者足的大小、正常步行时的左右足行进角，将以上数据进行标准化处理，然后分析左右足的足底压力数据，得到正常步行时两足的足底平均压力差值aPDA-1；获得受试者足的大小、单侧膝旋转步行时的左右足行进角，将以上数据进行标准化处理，然后分析左右足的足底压力数据，得到单侧膝旋转步行时两足的足底平均压力差值aPDA-2；所述标准化处理为应用MATLAB R2006a软件进行处理；如果aPDA-1与aPDA-2相比较，P＜0.05，提示受试者左右膝关节受力不一致。应用本发明的方法，可以快捷、准确地了解不同动作下足膝之间的生理关系，从而指导各种训练或运动。
文档编号A61B5/00GK101627900SQ20091009114
公开日2010年1月20日 申请日期2009年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者周谋望, 黄红拾 申请人:北京大学第三医院